CN104422499A - 用于医疗仪器的流量传感器的标校方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于医疗仪器的流量传感器的标校方法及装置，该方法包括以下步骤：S1.将标准流量计与医疗仪器相连，其中标准流量计与医疗仪器的流量传感器串联，经过相同的气体流量；S2.在流量取值范围内规律性地选取多个预设流量值，对于每一个预设流量值执行步骤S3；S3.手动调节医疗仪器上的控制阀，使标准流量计的示数达到预设流量值，并记录此时流量传感器的传感器输出值；S4.将多个预设流量值和多个预设流量值对应的传感器输出值，以一维查表形式存储在存储器中；以及S5.在后期标校数据应用中，根据实际测得的流量传感器的传感器输出值，根据一维查表进行插值计算得到实际流量值。本发明具有操作简便，硬件要求低的优点。

Description

用于医疗仪器的流量传感器的标校方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗仪器技术领域，具体涉及一种用于医疗仪器的流量传感器的标校方法及装置。

背景技术

流量传感器的精度与准确性将会直接影响麻醉机设备的吸呼气流速、潮气量、分钟通气量等监测值的准确性，是保证麻醉机通气精度的重要因素之一。麻醉机在临床过程中使用频率比较频繁，长时间的使用会使流量传感器自身老化、温漂、积水。此外周围气候环境、压力环境变化或流量传感器自身差异等因素会导致麻醉机的流量传感器测量值与实际值有较大差异，因此需要周期性地对流量传感器进行标校，以保证麻醉机通气控制的准确性和安全性。流量传感器标校的主要原理和过程如下：在麻醉机及流量传感器工作的流量范围内，测量、记录多个不同恒定流量下传感器的输出数字量，建立并存储输入流量和传感器输出数字量之间的对应关系，从而提高流量传感器测量值的准确性。

目前麻醉机上吸气流量传感器常用的标校方法为：关闭呼气阀，将流量监测设备与麻醉机通过一定方式连接，使监测设备与流量传感器串联，经过相等的气体流量。通过软件按照一定规律从小到大调节不同的吸气阀开度，通过串口通信读取每个吸气阀开度下的流量监测值，同时软件读取对应的流量传感器输出电压，将标校得到的传感器输出电压及流量数据存储于非易失存储器。该标校方式在标校过程中虽然自动化程度较高，效率较高，但由于标校过程是通过软件控制阀的开度，不易得到一组有规律的预设流量值，标校数据是关于流量值和传感器数字量的二维数组。在后期标校数据应用中，每个流量值必须同时依赖二维标校数据查表、插值计算得到，标校数据应用过程相对复杂，软件处理效率较低。此外，该标校方式每次通过软件改变吸气阀开度后，流量不能立即稳定，单次随机采集的流量值可能存在较大误差，因此对流量监测设备要求较高，一般的手术室很难找到这样的设备，这就给标校操作带来很大难度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有操作简便、硬件要求不高的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法。本发明的另一个目的在于提出一种具有操作简便、硬件要求不高的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法。

根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，包括以下步骤：S1.将标准流量计与医疗仪器相连，其中所述标准流量计与所述医疗仪器的流量传感器串联，经过相同的气体流量；S2.在流量取值范围内规律性地选取多个预设流量值，对于每一个所述预设流量值执行步骤S3；S3.手动调节所述医疗仪器上的控制阀，使所述标准流量计的示数达到所述预设流量值，并记录此时所述流量传感器的传感器输出值；S4.将多个所述预设流量值和多个所述预设流量值对应的所述传感器输出值，以一维查表形式存储在存储器中；以及S5.在后期标校数据应用中，根据实际测得的所述流量传感器的所述传感器输出值，根据所述一维查表进行插值计算得到实际流量值。

在本发明的一个实施例中，所述在流量取值范围内规律性地选取多个预设流量值步骤，包括：设定中间流量值；在所述最小流量值至所述中间流量值的取值范围内以第一步距选取多个预设流量值；在所述中间流量值至所述最大流量值的取值范围内以第二步距选取多个预设流量值，其中所述第二步距大于所述第一步距。

在本发明的一个实施例中，所述流量传感器的传感器输出值是通过软件自动记录并进行滤波处理得到的。

在本发明的一个实施例中，所述插值计算为线性插值计算。

在本发明的一个实施例中，所述医疗仪器为麻醉机或呼吸机。

由上可知，根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，至少具有如下优点：

（1）为避免流量扰动造成的影响，标校过程中对流量传感器的传感输出值添加了滤波处理，提高了标校的准确性。

（2）对流量监测设备的要求降低，只要能正确监测流量即可，不要求具备串口通信功能，节省标校成本，加强了标校的可操作性和通用性。

（3）采用一系列有规律的预设流量值来监测流量传感器的传感输出值，减少了软件计算的复杂度。

根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，包括以下部分：标准流量计，所述标准流量计与医疗仪器相连，其中所述标准流量计与所述医疗仪器的流量传感器串联，经过相同的气体流量；传感器输出值记录单元，所述传感器输出值记录单元与所述医疗仪器的所述流量传感器相连，用于记录所述流量传感器的传感器输出值；存储器，所述存储器与所述标准流量计和所述传感器输出值记录单元相连，用于以一维查表形式存储多个预设流量值和所述多个预设流量值对应的所述传感器输出值；以及插值计算模块，所述插值计算模块与所述流量传感器和所述存储器相连，用于根据实际测得的所述流量传感器的传感器输出值，根据所述一维查表进行插值计算得到实际流量值。

在本发明的一个实施例中，所述多个预设流量值，包括：最小流量值、中间流量值、最大流量值、在所述最小流量值与所述中间流量值之间的间隔为第一步距的多个预设流量值，以及在所述中间流量值与所述最大流量值之间的间隔为第二步距的多个预设流量值，其中所述第二步距大于所述第一步距。

在本发明的一个实施例中，所述传感器输出值记录单元中，所述记录所述流量传感器的传感器输出值之前，预先对所述流量传感器的输出信号进行滤波处理。

在本发明的一个实施例中，所述插值计算为线性插值计算。

在本发明的一个实施例中，所述医疗仪器为麻醉机或呼吸机。

由上可知，根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，至少具有如下优点：

（1）为避免流量扰动造成的影响，标校过程中对流量传感器的传感输出值添加了滤波处理，提高了标校的准确性。

（2）对流量监测设备的要求降低，只要能正确监测流量即可，不要求具备串口通信功能，节省标校成本，加强了标校的可操作性和通用性。

（3）采用一系列有规律的预设流量值来监测流量传感器的传感输出值，软件计算的复杂度小。

本发明的附加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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置的结构框图。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。

图1是根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法的流程图。如图1所示，该用于医疗仪器的流量传感器的标校方法可以包括以下步骤：

S1.将标准流量计与医疗仪器相连，其中标准流量计与医疗仪器的流量传感器串联，经过相同的气体流量。

在本发明的一个实施例中，该医疗仪器可以为麻醉机或呼吸器，还可以为其他的具有流量传感器的医疗仪器。需要说明的是，将标准流量计与医疗仪器相连的具体方式可以根据需要选择和设计，本文不赘述。

S2.在流量取值范围内规律性地选取多个预设流量值，然后对于每一个预设流量值执行步骤S3。

在本发明的一个实施例中，在流量取值范围内规律性地选取多个预设流量值步骤，包括：首先设定中间流量值；然后在最小流量值至中间流量值的取值范围内以第一步距选取多个预设流量值；最后在中间流量值至最大流量值的取值范围内以第二步距选取多个预设流量值，其中第二步距大于第一步距。例如，某医疗仪器的流量取值范围为0～80L/min，设定中间流量值为2L/min,则可以选取一系列预设流量值为：0，0.1，0.2，…，2，3，4，5，…，80，单位为L/min(即：流量小于2L/min时步距为0.1L/min；流量大于2L/min时步距为1L/min)。

S3.手动调节医疗仪器上的控制阀，使标准流量计的示数达到预设流量值，并记录此时流量传感器的传感器输出值。

在本发明的一个实施例中，流量传感器的传感器输出值是通过软件自动记录并进行滤波处理得到的。由于在更改预设流量值时，管道内流体的流量需要一段时间才能完全稳定到新的预设流量值，因此流量传感器的传感器输出值会略有波动，故需要进行滤波以得到更准确的数值。需要说明的是，流量传感器的传感器输出值可以是电压或者其他形式。

S4.将多个预设流量值和多个预设流量值对应的传感器输出值，以一维查表形式存储在存储器中。

在本发明的一个实施例中，结合医疗仪器对流量范围及精度的要求，至此时得到多个有规律性的预设流量值和多个预设流量值对应的传感器输出值。在本发明的一个实施例中，存储器为非易失存储器。

S5.在后期标校数据应用中，根据实际测得的流量传感器的传感器输出值，根据一维查表进行插值计算得到实际流量值。

在本发明的一个实施例中，插值计算为线性插值计算。线性插值具有计算简便易行的优点。例如，某时刻实际测得的流量传感器的传感器输出值为V，根据一维查表得到距离V最近的两个传感器输出值的取值为V1和V2，且一维查表中已知V1对应的预设流量值为F1，V1对应的预设流量值为F1。则某时刻的实际流量值F=(V-V1)*(F2-F1)/（V2-V1）+F1。

由上可知，根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，至少具有如下优点：

（1）为避免流量扰动造成的影响，标校过程中对流量传感器的传感输出值添加了滤波处理，提高了标校的准确性。

（2）对流量监测设备的要求降低，只要能正确监测流量即可，不要求具备串口通信功能，节省标校成本，加强了标校的可操作性和通用性。

（3）采用一系列有规律的预设流量值来监测流量传感器的传感输出值，减少了软件计算的复杂度。

图2是根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置的结构框图。如图2所示，该用于医疗仪器的流量传感器的标校装置10可以包括：标准流量计100、传感器输出值记录单元200、存储器300和插值计算模块400。标准流量计100与医疗仪器相连，其中标准流量计100与医疗仪器的流量传感器S串联，经过相同的气体流量。传感器输出值记录单元200与医疗仪器的流量传感器S相连，用于记录流量传感器S的传感器输出值。存储器300与标准流量计100和传感器输出值记录单元200相连，用于以一维查表形式存储多个预设流量值和多个预设流量值对应的传感器输出值。插值计算模块400与流量传感器S和存储器300相连，用于根据实际测得的流量传感器S的传感器输出值，根据一维查表进行插值计算得到实际流量值。

在本发明的一个实施例中，多个预设流量值，包括：最小流量值、中间流量值、最大流量值、在最小流量值与中间流量值之间的间隔为第一步距的多个预设流量值，以及在中间流量值与最大流量值之间的间隔为第二步距的多个预设流量值，其中第二步距大于第一步距。例如，某医疗仪器的流量取值范围为0～80L/min，设定中间流量值为2L/min,则可以选取一系列预设流量值为：0，0.1，0.2，…，2，3，4，5，…，80，单位为L/min(即：流量小于2L/min时步距为0.1L/min；流量大于2L/min时步距为1L/min)。

在本发明的一个实施例中，传感器输出值记录单元中，记录流量传感器的传感器输出值之前，预先对流量传感器的输出信号进行滤波处理。由于在更改预设流量值时，管道内流体的流量需要一段时间才能完全稳定到新的预设流量值，因此流量传感器的传感器输出值会略有波动，故需要进行滤波以得到更准确的数值。需要说明的是，流量传感器的传感器输出值可以是电压或者其他形式。

在本发明的一个实施例中，插值计算为线性插值计算。线性插值具有计算简便易行的优点。例如，某时刻实际测得的流量传感器的传感器输出值为V，根据一维查表得到距离V最近的两个传感器输出值的取值为V1和V2，且一维查表中已知V1对应的预设流量值为F1，V1对应的预设流量值为F1。则某时刻的实际流量值F=(V-V1)*(F2-F1)/（V2-V1）+F1。

在本发明的一个实施例中，医疗仪器为麻醉机或呼吸机。

由上可知，根据本发明实施例的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，至少具有如下优点：

（1）为避免流量扰动造成的影响，标校过程中对流量传感器的传感输出值添加了滤波处理，提高了标校的准确性。

（2）对流量监测设备的要求降低，只要能正确监测流量即可，不要求具备串口通信功能，节省标校成本，加强了标校的可操作性和通用性。

（3）采用一系列有规律的预设流量值来监测流量传感器的传感输出值，软件计算的复杂度小。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将标准流量计与医疗仪器相连，其中所述标准流量计与所述医疗仪器的流量传感器串联，经过相同的气体流量；

S2.在流量取值范围内规律性地选取多个预设流量值，对于每一个所述预设流量值执行步骤S3；

S3.手动调节所述医疗仪器上的控制阀，使所述标准流量计的示数达到所述预设流量值，并记录此时所述流量传感器的传感器输出值；

S4.将多个所述预设流量值和多个所述预设流量值对应的所述传感器输出值，以一维查表形式存储在存储器中；以及

S5.在后期标校数据应用中，根据实际测得的所述流量传感器的所述传感器输出值，根据所述一维查表进行插值计算得到实际流量值。

2.如权利要求1所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，其特征在于，所述在流量取值范围内规律性地选取多个预设流量值步骤，包括：

设定中间流量值；

在所述最小流量值至所述中间流量值的取值范围内以第一步距选取多个预设流量值；

在所述中间流量值至所述最大流量值的取值范围内以第二步距选取多个预设流量值，其中所述第二步距大于所述第一步距。

3.如权利要求1所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，其特征在于，所述流量传感器的传感器输出值是通过软件自动记录并进行滤波处理得到的。

4.如权利要求1所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，其特征在于，所述插值计算为线性插值计算。

5.如权利要求1所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校方法，其特征在于，所述医疗仪器为麻醉机或呼吸机。

6.一种用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，其特征在于，包括以下部分：

标准流量计，所述标准流量计与医疗仪器相连，其中所述标准流量计与所述医疗仪器的流量传感器串联，经过相同的气体流量；

传感器输出值记录单元，所述传感器输出值记录单元与所述医疗仪器的所述流量传感器相连，用于记录所述流量传感器的传感器输出值；

存储器，所述存储器与所述标准流量计和所述传感器输出值记录单元相连，用于以一维查表形式存储多个预设流量值和所述多个预设流量值对应的所述传感器输出值；以及

插值计算模块，所述插值计算模块与所述流量传感器和所述存储器相连，用于根据实际测得的所述流量传感器的传感器输出值，根据所述一维查表进行插值计算得到实际流量值。

7.如权利要求6所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，其特征在于，所述多个预设流量值，包括：最小流量值、中间流量值、最大流量值、在所述最小流量值与所述中间流量值之间的间隔为第一步距的多个预设流量值，以及在所述中间流量值与所述最大流量值之间的间隔为第二步距的多个预设流量值，其中所述第二步距大于所述第一步距。

8.如权利要求6所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，其特征在于，所述传感器输出值记录单元中，所述记录所述流量传感器的传感器输出值之前，预先对所述流量传感器的输出信号进行滤波处理。

9.如权利要求6所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，其特征在于，所述插值计算为线性插值计算。

10.如权利要求6所述的用于医疗仪器的流量传感器的标校装置，其特征在于，所述医疗仪器为麻醉机或呼吸机。