CN104421477A - 用于麻醉机的比例阀控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于麻醉机的比例阀控制装置，包括：波形生成器，所述波形生成器生成预设频率和预设幅值的电压波形；输入接收器，所述输入接收器接收输入信号；比例阀驱动器，所述比例阀驱动器与所述波形生成器和所述输入接收器相连，当所述输入接收器未接收到输入信号时，所述比例阀驱动器根据所述电压波形产生颤动电流提供至所述比例阀，当所述输入接收器接收到输入信号时，所述比例阀驱动器根据所述输入信号产生相应的驱动信号。本发明的用于麻醉机的比例阀控制装置，通过对比例阀的驱动进行改进，将死区电流的影响降到最低，大大增加了比例阀的响应速度。

Description

用于麻醉机的比例阀控制装置
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种用于麻醉机的比例阀控制装置。
背景技术
在有呼吸模式的麻醉机中，几乎都会用到比例阀，如控制流量、控制压力等。现有的有比例阀的麻醉机中，在比例阀的开启过程中会有一个最小启动电流，只有在电流达到这个值以后比例阀才开始动作，这个电流称之为死区电流。由于这个电流的存在会降低比例阀的响应，并且会产生一定的过充，从而可能造成流量或者压力的超限。因此，现有的麻醉机中的比例阀响应速度较低，给麻醉机的使用带来影响。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷。
为此，本发明的目的在于提出一种用于麻醉机的比例阀控制装置，通过对比例阀的驱动进行改进，将死区电流的影响降到最低，大大增加了比例阀的响应速度。
为达到上述目的，本发明的实施例提出的一种用于麻醉机的比例阀控制装置，包括：波形生成器，所述波形生成器生成预设频率和预设幅值的电压波形；输入接收器，所述输入接收器接收输入信号；比例阀驱动器，所述比例阀驱动器与所述波形生成器和所述输入接收器相连，当所述输入接收器未接收到输入信号时，所述比例阀驱动器根据所述电压波形产生颤动电流提供至所述比例阀，当所述输入接收器接收到输入信号时，所述比例阀驱动器根据所述输入信号产生相应的驱动信号。
根据本发明实施例的用于麻醉机的比例阀控制装置，通过增加波形生成器，在比例阀的驱动上增加一个预设频率和预设幅值的电压波形，使比例阀上附加一个颤动电流，该颤动电流将死区电流的影响降到最低，大大增加了比例阀响应的灵敏度，从而保证麻醉机的使用。
根据本发明的一个实施例，所述输入信号为AD信号或PWM信号。
根据本发明的一个实施例，所述电压波形为三角波或正弦波。
根据本发明的一个实施例，所述颤动电流小于所述比例阀的开启电流。
根据本发明的一个实施例，所述颤动电流与所述比例阀的死区电流相关。
根据本发明的一个实施例，所述波形生成器进一步包括：波形生成模块，所述波形生成模块生成所述电压波形；第一放大器，所述第一放大器的同相输入端与所述波形生成模块相连，所述第一放大器的反相输入端与所述第一放大器的输出端相连；以及第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一放大器的输出端相连，所述第一电阻的另一端为所述波形生成器的输出端。
根据本发明的一个实施例，所述输入接收器进一步包括：第二放大器，所述第二放大器的同相输入端与输入端相连，所述第二放大器的反相输入端与所述第二放大器的输出端相连；以及第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端为所述输入接收器的输出端。
根据本发明的一个实施例，所述比例阀驱动器进一步包括：第三放大器，所述第三放大器的同相输入端与所述波形生成器的输出端和所述输入接收器的输出端分别相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第三放大器的反相输入端相连，所述第一电容的另一端与所述第三放大器的输出端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三放大器的输出端相连；开关管，所述开关管的控制端与所述第三电阻的另一端相连，所述开关管的一端与所述比例阀相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与第一电容的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述开关管的另一端相连；第五电阻，所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻的另一端与所述开关管的另一端相连；以及与所述第五电阻并联的第六电阻。
根据本发明的一个实施例，所述电压波形的预设频率与所述比例阀的共振频率不同。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的用于麻醉机的比例阀控制装置的电路示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的用于麻醉机的比例阀控制装置。
图1为根据本发明实施例的用于麻醉机的比例阀控制装置的电路示意图。如图1所示，该用于麻醉机的比例阀控制装置包括波形生成器10、输入接收器20和比例阀驱动器30。
其中，波形生成器10生成预设频率和预设幅值的电压波形，输入接收器接20收输入信号。在本发明的一个示例中，输入信号可以为AD信号或PWM信号。另外，电压波形可以为三角波或正弦波。当然，在本发明的其他实施例中，电压波形也可以采用其他的波形。
如图1所示，比例阀驱动器30与波形生成器10和输入接收器20相连，当输入接收器20未接收到输入信号时，比例阀驱动器30根据电压波形产生颤动电流提供至比例阀40，当输入接收器20接收到输入信号时，比例阀驱动器30根据输入信号产生相应的驱动信号。
也就是说，波形生成器10输入一定频率幅值的电压波形至比例阀驱动器30，通过加法电路叠加在比例阀驱动电路上，使比例阀40产生一个颤动电流，在没有AD信号或者PWM信号输入的时候，这个颤动电流不足以使比例阀40产生动作，但是消除了比例阀的死区电流的影响，一旦有AD信号或者PWM信号输入时，就会使比例阀40产生动作，动作的大小例如与AD信号成正比。即言，颤动电流小于比例阀的开启电流。并且，颤动电流与比例阀的死区电流相关。
其中，例如输入信号为AD信号时，输入的AD信号的DA值是比例阀能够产生动作的电压，这个电压是叠加在比例阀的颤动电流生成的电压上的。
具体地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，波形生成器10进一步包括波形生成模块101、第一放大器102和第一电阻R1。其中，波形生成模块101生成电压波形，第一放大器102的同相输入端与波形生成模块101相连，第一放大器102的反相输入端与第一放大器102的输出端相连，第一电阻R1的一端与第一放大器102的输出端相连，第一电阻R1的另一端为波形生成器10的输出端。
如图1所示，输入接收器20进一步包括第二放大器201和第二电阻R2。其中，第二放大器201的同相输入端与输入端相连以接收输入信号，第二放大器201的反相输入端与第二放大器201的输出端相连，第二电阻R2的一端与第二放大器201的输出端相连，第二电阻R2的另一端为输入接收器20的输出端。
并且，如图1所示，比例阀驱动器30进一步包括第三放大器301、第一电容C1、第三电阻R3、开关管Q1、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。其中，第三放大器301的同相输入端与波形生成器10的输出端和输入接收器10的输出端分别相连，第一电容C1的一端与第三放大器301的反相输入端相连，第一电容C1的另一端与第三放大器301的输出端相连。第三电阻R3的一端与第三放大器301的输出端相连，开关管Q1的控制端与第三电阻R3的另一端相连，开关管Q1的一端与比例阀40相连。第四电阻R4的一端与第一电容C1的一端相连，第四电阻R4的另一端与开关管Q1的另一端相连，第五电阻R5的一端接地，第五电阻R5的另一端与开关管Q1的另一端相连，第六电阻R6与第五电阻R5并联。在本发明的一个示例中，开关管Q1可以为MOS管。
此外，该比例阀驱动器30还包括第二电容C2和第三电容C3，第二电容C2的一端与第三放大器301的同相输入端相连，第二电容C2的另一端接地，第三电容C3也与第五电阻R5并联。
在本发明的一个实施例中，电压波形的预设频率与比例阀的共振频率不同。例如，波形生成器10的生成的电压波形的频率可以选择1K的频率即可。电压波形的幅值与比例阀的死区电流有关，例如比例阀的死区电流是160mA，反馈电阻R5//R6＝10欧，则比例阀的最小动作电压为160mA*10Ω＝1.6V，则电压波形的幅值为1.6V/1.414＝1.13V。
根据本发明实施例的用于麻醉机的比例阀控制装置，通过增加波形生成器，在比例阀的驱动上增加一个预设频率和预设幅值的电压波形，使比例阀上附加一个颤动电流，这个颤动电流不足以使比例阀开启，但加快了比例阀的响应，因此，该颤动电流将死区电流的影响降到最低，大大增加了比例阀响应的灵敏度，从而保证麻醉机的使用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，包括：
波形生成器，所述波形生成器生成预设频率和预设幅值的电压波形；
输入接收器，所述输入接收器接收输入信号；
比例阀驱动器，所述比例阀驱动器与所述波形生成器和所述输入接收器相连，当所述输入接收器未接收到输入信号时，所述比例阀驱动器根据所述电压波形产生颤动电流提供至所述比例阀，当所述输入接收器接收到输入信号时，所述比例阀驱动器根据所述输入信号产生相应的驱动信号。
2.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述输入信号为AD信号或PWM信号。
3.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述电压波形为三角波或正弦波。
4.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述颤动电流小于所述比例阀的开启电流。
5.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述颤动电流与所述比例阀的死区电流相关。
6.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述波形生成器进一步包括：
波形生成模块，所述波形生成模块生成所述电压波形；
第一放大器，所述第一放大器的同相输入端与所述波形生成模块相连，所述第一放大器的反相输入端与所述第一放大器的输出端相连；以及
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一放大器的输出端相连，所述第一电阻的另一端为所述波形生成器的输出端。
7.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述输入接收器进一步包括：
第二放大器，所述第二放大器的同相输入端与输入端相连，所述第二放大器的反相输入端与所述第二放大器的输出端相连；以及
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端为所述输入接收器的输出端。
8.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述比例阀驱动器进一步包括：
第三放大器，所述第三放大器的同相输入端与所述波形生成器的输出端和所述输入接收器的输出端分别相连；
第一电容，所述第一电容的一端与所述第三放大器的反相输入端相连，所述第一电容的另一端与所述第三放大器的输出端相连；
第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三放大器的输出端相连；
开关管，所述开关管的控制端与所述第三电阻的另一端相连，所述开关管的一端与所述比例阀相连；
第四电阻，所述第四电阻的一端与第一电容的一端相连，所述第四电阻的另一端与所述开关管的另一端相连；
第五电阻，所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻的另一端与所述开关管的另一端相连；以及
与所述第五电阻并联的第六电阻。
9.如权利要求1所述的用于麻醉机的比例阀控制装置，其特征在于，所述电压波形的预设频率与所述比例阀的共振频率不同。
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