CN102406524B

CN102406524B - 全自动医用调温调压冰毯

Info

Publication number: CN102406524B
Application number: CN 201110413879
Authority: CN
Inventors: 章浩伟; 刘颖; 李震
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: CN102406524A

Abstract

本发明涉及一种全自动医用调温调压冰毯，包括冰毯、全自动半导体制冷装置、全自动调压装置和基于单片机的控制系统。冰毯通过管子与全自动调压装置相连，并通过进口管和出口管与全自动半导体制冷装置相连，冰毯上设有冰毯温度传感器，冰毯进口管上设有制冷温度传感器，全自动半导体制冷装置和全自动调压装置分别与基于单片机的控制系统相连接。本发明由于采用了以空气为介质的全自动调压装置，和传统的医用冰毯相比，在工作时具有安全性好、病人舒适度好、降温效率高的优点。同时由于采用了特别设计的全自动半导体制冷装置，制冷过程具有噪音低、能耗小、制冷速度快等优点。由于整个结构为基于单片机的自动控制的设计，所以具有操作方便，自动化程度高的优点。

Description

全自动医用调温调压冰毯

技术领域

本发明涉及一种医用冰毯，更具体的说是涉及一种全自动医用调温调压冰毯。

背景技术

目前医院中亚低温治疗已经比较广泛，其治疗仪大多由主机和冰毯构成，主机在组成结构上可分为三部分：制冷系统、泵送系统和操作控制系统。冰毯则与患者直接接触。工作时由主机提供所要求温度的制冷介质，通过循环泵使制冷介质在冰毯与主机之间循环，从而调节人体体温。但由于现有的冰毯一般都为不可调的，也就是说长期以来亚低温治疗使用冰毯降温，不能根据不同体重病人改变冰毯形状使得冰毯与人体达到最佳的接触，对病人的挤压程度有可能会过大。而且在冰毯的使用过程中，也经常出现了由于压力过大而使冰毯破裂的现象。此外，目前的制冷系统大多是单向环节，即不能实时采集数据和反向调节，以达到最适合患者的压力和所需的温度。

发明内容

本发明是要解决医用冰毯调温调压的技术问题，而提供一种全自动医用调温调压冰毯，该冰毯采用了空气加压技术、半导体制冷技术和自动控制技术，其具有噪音低、能耗小、安全性好、制冷速度快、自动化程度高等优点。

本发明所采用的技术方案是：一种全自动医用调温调压冰毯，包括冰毯、全自动半导体制冷装置、全自动调压装置和基于单片机的控制系统，其特点是：冰毯通过管子与全自动调压装置相连，并通过进口管和出口管与全自动半导体制冷装置相连，冰毯上设有冰毯温度传感器，冰毯进口管上设有制冷温度传感器，全自动半导体制冷装置和全自动调压装置分别与基于单片机的控制系统相连接。

全自动调压装置由气压泵、压力调节器和电磁阀组成，压力调节器中设有弹性薄膜，弹性薄膜把压力调节器分为左室和右室两个区域，左室内设有一个压力传感器，右室通过管子与冰毯相连；压力调节器左室进气口通过单向阀和进气管与气压泵相连，左室排气口通过排气管与电磁阀相连接。

全自动半导体制冷装置包括半导体制冷元件，散热风扇，制冷温度传感器，循环泵，常闭电动开关，半导体制冷元件的冷端介质出口通过循环泵和冰毯进口管连接冰毯，介质进口通过冰毯出口管连接冰毯，冰毯进口管上设有制冷温度传感器；半导体制冷元件的热端后面设有散热风扇，半导体制冷元件通过单片机控制的常闭电动开关与供电线路相连。

基于单片机的控制系统的信号输入端分别连接压力传感器，冰毯温度传感器和制冷温度传感器；信号输出端分别连接气压泵，循环泵，常闭电动开关和电磁阀，且控制系统中的单片机通过控制线与人机界面相连。

本发明的有益效果是；

本发明由于采用了以空气为介质的全自动调压装置，和传统的医用冰毯相比，在工作时具有安全性好、病人舒适度好、降温效率高的优点。同时由于采用了特别设计的全自动半导体制冷装置，制冷过程具有噪音低、能耗小、制冷速度快等优点。最后，由于整个结构为基于单片机的自动控制的设计，所以具有操作方便，自动化程度高的优点。

附图说明

图1是本发明的控制装置结构示意图；

图2是本发明的控制系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1， 2所示，本发明的全自动医用调温调压冰毯，包括冰毯13、全自动半导体制冷装置、全自动调压装置和基于单片机的控制系统。

从冰毯13引出一根管子7跟全自动调压装置相连，全自动调压装置由气压泵1、进气管2、压力调节器9和排气管10组成。压力调节器9中有弹性薄膜6，弹性薄膜6把压力调节器9分为左室8和右室4两个区域。压力调节器左室8通过单向阀3和进气管2与气压泵1相连，同时带有一个压力传感器5，压力传感器5把采集的数据实时的传递给单片机24，单片机24依靠内部的PID程序对数据进行处理后，发出相应的控制信号通过控制气压泵1和排气管10上的电磁阀11的开闭就可以调节左室8内的气体压强；右室4与冰毯13直接相连，里面充满与冰毯13中一样的制冷介质。左、右室8，4之间由一个密封的弹性薄膜6分开，弹性薄膜6可以根据两室之间的压强变化左右移动，于是在左室8内空气的压强就是右室4内制冷介质的压强。

冰毯13通过进口管和出口管和全自动半导体制冷装置相连，全自动半导体制冷装置采用半导体制冷元件21制冷，出口管上设有制冷温度传感器16，其冷端20采用迂回的回路制冷，提高了其制冷效率；热端22采用了有利于散热的突刺结构，并安装有散热风扇23，保证了散热的效率。冰毯13内部设置有一个冰毯温度传感器12，进口管17上设有一个制冷温度传感器16，冰毯温度传感器12和制冷温度传感器16把采集的数据实时地传递给单片机24，单片机24依靠内部的PID程序对数据进行处理后，发出相应的控制信号通过控制循环泵18的流量就可以调节冰毯13的温度；当循环泵18的流量已调至很低，而制冷所需的制冷介质量仍满足要求时，为了使半导体制冷元件21节约能源，单片机14在此时将发出相应的控制信号通过控制半导体制冷元件21供电线路上的常闭电动开关15使其断开即可满足要求，当从冰毯温度传感器12得知冰毯13温度偏高时，单片机24再发出相应的控制信号使常闭电动开关15恢复闭合状态，使半导体制冷元件21重新开始制冷。

单片机24还通过相应的控制线与人机界面相连，操作者可以在人机界面上实时的观看到冰毯13内部的压力和温度，以及电磁阀11和常闭电动开关15所处的状态等信息。同时，操作者也可以通过人机界面设定一些相应的参数，如期望冰毯13能达到的压力和温度等数据，以便更好的适应不同的患者。

本发明的全自动医用调温调压冰毯的使用：

首先操作者根据不同病人的情况在人机界面上输入冰毯13所需达到的压力和温度，单片机24收到相应的数据信号后，若与压力传感器5采集的数据相比发现冰毯13内压力偏低，则通过控制气压泵1，让空气经过进气管2和单向阀3后进入压力调节器9的左室8，其中压力调节器9通过管子7与冰毯13相连。空气的进入使左室8压力升高，从而迫使弹性薄膜6右移，减少右室4中的制冷介质量而增加冰毯13内的制冷介质量，从而增加了冰毯13内的压力；若发现冰毯13内压力偏高，单片机24则通过控制电磁阀11使左室8内的空气经排气管10后排到大气中，与上述过程相反，相应的冰毯13内的压力将降低。

冰毯13通过进口管17和出口管14与全自动半导体制冷装置19相连，单片机收到人机界面中相应的数据信号后，若与进口管17上的制冷温度传感器16和冰毯13中的冰毯温度传感器12采集的综合数据相比发现冰毯13内温度偏高，则通过增加通过循环泵18的流量来增加冰毯13的吸热速度，使病人的体温下降到合适的温度；若发现冰毯13内温度偏低，则通过减少通过循环泵18的流量来降低冰毯的吸热速度，使病人不至于体温太低，当循环泵18的流量已调至很低，而冰毯13内温度仍然偏低时，为了使半导体制冷元件21节约能源，单片机24在此时将发出相应的控制信号通过控制半导体制冷元件21供电线路上的常闭电动开关15使其断开即可满足要求，当从温度传感器得知冰毯13温度偏高时，单片机24再发出相应的控制信号使电动开关15恢复闭合状态，使半导体制冷元件21重新开始制冷。

其中全自动半导体制冷装置19采用半导体制冷元件21制冷，冷端20采用迂回的回路制冷，提高了制冷效率；热端22采用了有利于散热的突刺结构，并设置有散热风扇23，提高了散热效率。

Claims

1.一种全自动医用调温调压冰毯，包括冰毯（13）、全自动半导体制冷装置、全自动调压装置和基于单片机的控制系统，所述冰毯（13）通过管子（7）与全自动调压装置相连，并通过进口管（17）和出口管（14）与全自动半导体制冷装置相连，冰毯（13）上设有冰毯温度传感器（12），冰毯进口管（17）上设有制冷温度传感器（16），全自动半导体制冷装置和全自动调压装置分别与基于单片机的控制系统相连接；其特征在于，所述全自动调压装置由气压泵（1）、压力调节器（9）和电磁阀（11）组成，压力调节器（9）中设有弹性薄膜（6），弹性薄膜（6）把压力调节器（9）分为左室（8）和右室（4）两个区域，左室（8）内设有一个压力传感器（5），右室（4）通过管子（7）与冰毯（13）相连；压力调节器左室（8）进气口通过单向阀（3）和进气管（2）与气压泵（1）相连，左室（8）排气口通过排气管（10）与电磁阀（11）相连接；所述全自动半导体制冷装置包括半导体制冷元件（21），散热风扇（23），制冷温度传感器（16），循环泵（18），常闭电动开关（15），半导体制冷元件（21）的冷端（20）介质出口通过循环泵（18）和冰毯进口管(17)连接冰毯（13），介质进口通过冰毯出口管（14）连接冰毯（13），冰毯进口管(17)上设有制冷温度传感器（16）；半导体制冷元件（21）的热端（22）后面设有散热风扇（23），半导体制冷元件（21）通过单片机控制的常闭电动开关（15）与供电线路相连。

2.根据权利要求1所述的全自动医用调温调压冰毯，其特征在于：所述基于单片机的控制系统的信号输入端分别连接压力传感器（5），冰毯温度传感器（12）和制冷温度传感器（16）；信号输出端分别连接气压泵（1），循环泵（18），常闭电动开关（15）和电磁阀（11），且控制系统中的单片机（24）通过控制线与人机界面相连。