CN102680188B - 穿刺器三瓣阀气密性检测装置 - Google Patents

穿刺器三瓣阀气密性检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，包括：a、三瓣阀夹具（6）和气缸（8），气缸上设有压紧头（9）；b、气缸进排气管分别与第一电磁阀（1）连接，第一电磁阀与气源连接；c、三瓣阀夹具排气管与第二电磁阀（2）连接，第二电磁阀与气源连接；d、三瓣阀夹具排气管分别连接压力传感器（5）、流量传感器（4）和节流阀（3），节流阀与步进电机M连接；e、微控制器及电源模块，第一、二电磁阀、压力传感器、流量传感器和步进电机M与微控制器连接。本发明的优点在于：基于微控制器进行高精度超低压差、较大流量气源的控制，自动完成检测过程，通过人机界面观察传感器所测量的实时数值，并显示结果。具有结构简单、性能稳定、检测效率高、操作简单等优点。

Description

穿刺器三瓣阀气密性检测装置
技术领域：
本发明涉及一种医疗器械的生产设备，特别涉及一种穿刺器中的三瓣阀气密性检测装置。
背景技术：
穿刺器已经广泛应用于外科手术中，穿刺器主要由穿刺针、套管以及三瓣阀等部件组成。当穿刺针及套管插入人体中后，穿刺针的反复活动靠橡胶三瓣阀配合以保证不漏气。作为直接作用于人体的医疗器械，三瓣阀的密封性能就显得尤为主要。但如何检测三瓣阀气密性，目前仍然没有成熟的检测设备。
发明内容：
本发明的目的就是提供一种能自动、高效完成对穿刺器中的三瓣阀密封性进行自动检测的装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，其特征在于包括：
a、一个三瓣阀夹具和一个气缸，气缸活塞杆上设有与三瓣阀夹具配合的压紧头；
b、气缸的进气管及排气管分别与第一电磁阀连接，第一电磁阀通过气管与气源连接；
c、三瓣阀夹具排气管与第二电磁阀连接，第二电磁阀通过气管与气源连接；
d、三瓣阀夹具排气管分别连接有压力传感器、流量传感器和节流阀，节流阀与步进电机M连接；
e、设置一个微控制器及相配合的电源模块，所述压力传感器、流量传感器和步进电机M分别通过数据线与微控制器连接；第一电磁阀、第二电磁阀分别通过数据线与微控制器连接。
在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：
在第一电磁阀和第二电磁阀前分别设有减压阀；
在三瓣阀夹具和一个气缸前面设有光电保护开关，光电保护开关通过数据线与微控制器连接。
另外，还可以设有LCD人机接口模块以及结果指示模块与微控制器连接。
上述技术方案中，电源模块主要为电路测量元件和控制元件提供各自所需的电源；微控制器模块是硬件电路的核心，主要进行检测系统的压力流量检测、执行机构控制、时序控制和数据的处理；传感器模块包含压力传感器和流量传感器，测量时对气路的压力和流量数据进行采集；气路控制模块和压力控制模块在测量时控制压紧装置、充气开关和检测压力的控制；LCD人机接口模块主要进行实时测量数据的输出显示，可进行压力流量的数值显示和动态曲线显示；光电保护模块是在检测台两侧安装的保护装置，防止操作人员放置检测对象时，手未及时移到安全位置而压紧装置下压造成意外事故；控制开关主要是在放置好检测对象后时提供开始检测信号和检测到不合格产品时提供复位信号。
本发明的优点在于：
基于微控制器进行高精度超低压差、较大流量气源的控制，自动完成检测过程，通过人机界面观察传感器所测量的实时数值，并显示结果。具有结构简单、性能稳定、检测效率高、操作简单等优点。
附图说明：
图1是本发明的系统结构框图；
图2是本发明的压力控制原理图。
具体实施方式：
如图1所示，本发明提供的一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，包括以下几个部分：
1、电源模块主要为电路测量元件和控制元件提供各自所需的电源；
2、微控制器模块是硬件电路的核心，主要进行检测系统的压力流量检测、执行机构控制、时序控制和数据的处理。微控制器使用NXP公司LPC1343，它基于ARM Cortex-M3第二代内核，可用于处理高集成度和低功耗的嵌入式应用。ARM Cortex-M3为系统提供增强型特性，例如增强的调试特性和对模块高集成度的支持。LPC1343微控制器的CPU操作频率可高达72 MHz。具有3级流水线并采用哈佛结构，带独立的本地指令和数据总线以及用于外设的第三条总线。ARM Cortex-M3 CPU还包括一个内部预取单元，支持随机跳转的分支操作。LPC1343微控制器的外设组件包含高达32KB的Flash存储器、8KB的数据存储器、USB设备、1个Fast-mode Plus（FM+）I2C接口、1个UART、4个通用定时器和多达42个通用I/O管脚,10位ADC，在8个管脚之间实现输入多路复用。检测系统使用I2C接口与压力传感器通信，使用UART RS232接口与LCD HMI人机接口模块通信，使用一路A/D获取流量计的输出量；
3、传感器模块，包含压力传感器和流量传感器，测量时对气路的压力和流量数据进行采集；
4、气路控制模块和压力控制模块，在测量时控制压紧装置、充气开关和检测压力的控制；
5、LCD人机接口模块，主要进行实时测量数据的输出显示，可进行压力流量的数值显示和动态曲线显示；
6、光电保护模块是在检测台两侧安装的保护装置，防止操作人员放置检测对象时，手未及时移到安全位置而压紧装置下压造成意外事故；控制开关主要是在放置好检测对象后时提供开始检测信号和检测到不合格产品时提供复位信号。
如图2所示，本发明提供的一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，具体包括：
a、一个三瓣阀夹具6和一个气缸8，气缸的活塞杆上设有与三瓣阀夹具配合的压紧头9，三瓣阀夹具6具有空腔，空腔内可以放置三瓣阀7，上面由压紧头9压住定位；
b、气缸的进气管及排气管分别与第一电磁阀1连接，第一电磁阀1通过气管与气源连接；
c、三瓣阀夹具连接的排气管与第二电磁阀2连接，第二电磁阀2通过气管与气源连接；
d、三瓣阀夹具排气管上分别连接有压力传感器5、流量传感器4和节流阀3，节流阀3与步进电机M连接；
e、设置一个微控制器及相配合的电源模块，所述压力传感器5、流量传感器4和步进电机M分别通过数据线与微控制器连接；第一电磁阀1、第二电磁阀2分别通过数据线与微控制器连接。
另外，在第一电磁阀和第二电磁阀前分别设有减压阀10、11；在三瓣阀夹具和一个气缸前面设有光电保护开关，光电保护开关通过数据线与微控制器连接。
微控制器控制第一、二电磁阀分别打开供气，使压紧头9将三瓣阀7压住定位、三瓣阀夹具下面进气。微控制器通过压力传感器检测测量压力，再使用PID算法控制步进电机调节节流阀的放气量，使得压力达到设定值。由检测的流量、压力总会计算三瓣阀漏气量（及气密性），并显示在LCD人机接口模块上。
压紧装置由气缸和三瓣阀夹具组成，微控制器通过第一电磁阀1（二位五通阀）控制气缸的压紧和松开。微控制器通过三极管驱动继电器控制第一电磁阀2（二位二通阀）和第一电磁阀1（二位五通阀）的供电的通断，进而控制第一电磁阀1和第二电磁阀2两个工作状态。
本发明的气密性能检测如下表所示：
表1 三瓣阀测量技术参数
表2 参数设定范围
序号 项目 默认参数 设定范围
1 压力（mmHg） 12 6 ～ 18
2 流量（L/min） 0.2 0.05 ～ 0.40
3 采样间隔（s） 0.15 0.15 ～
4 采样次数 25 20 ～ 120
5 压力调整次数 2 2 ～ 5

Claims (4)

1.一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，其特征在于包括：
a、一个三瓣阀夹具（6）和一个气缸（8），气缸活塞杆上设有与三瓣阀夹具配合的压紧头（9）；
b、气缸（8）的进气管及排气管分别与第一电磁阀（1）连接，第一电磁阀（1）通过气管与气源连接；
c、三瓣阀夹具（6）排气管与第二电磁阀（2）连接，第二电磁阀（2）通过气管与气源连接；
d、三瓣阀夹具（6）排气管分别连接有压力传感器（5）、流量传感器（4）和节流阀（3），节流阀（3）与步进电机M连接；
e、设置一个微控制器及相配合的电源模块，所述压力传感器（5）、流量传感器（4）和步进电机M分别通过数据线与微控制器连接；第一电磁阀（1）、第二电磁阀（2）分别通过数据线与微控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，其特征在于：在第一电磁阀和第二电磁阀前分别设有减压阀。
3.根据权利要求1或2所述的一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，其特征在于：在三瓣阀夹具和气缸前面设有光电保护开关，光电保护开关通过数据线与微控制器连接。
4.根据权利要求3所述的一种穿刺器三瓣阀气密性检测装置，其特征在于：设有LCD人机接口模块以及结果指示模块与微控制器连接。
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