CN105334368A - 一种麻醉机电磁阀电气自检电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种麻醉机电磁阀电气自检电路。该麻醉机电磁阀电气自检电路通过检测电磁阀动作前后产生的开关状态量，即转变为一个开关信号，电磁阀动作前后的开关量一般有比较强的驱动能力，而且电压往往比较高，这与电磁阀的工作电压是一致的，所以不能直接进行检测，对开关信号使用光电耦合器进行电平转换，隔离开关信号的驱动能力和高电压，根据转换后的电平信号进行电磁阀的状态检测，本发明中的动作电路和逻辑控制简单，不会因为电磁阀长期持续电流工作使流过电磁阀的电流发生改变而发生误判。

Description

一种麻醉机电磁阀电气自检电路

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种麻醉机电磁阀电气自检电路。

背景技术

两位两通，两位三通电磁阀在麻醉中是普遍使用的，一般都是作为开关阀来使用，所以驱动电路比较简单，一个控制信号控制功率三极管、MOS管或者继电器都可以驱动，但是给定控制信号后，驱动电路是否真正产生作用，电磁阀是否产生动作是需要检测才能够知道的。

目前主要的检测方法是电磁阀动作后，检测流量电磁阀的电流，如果电流正确，则电磁阀动作状态正确。具体的检测电路的电路原理图如图2所示，这种检测方法需要一个电流采样电阻，然后对流过电流采样电阻的电流进行放大，再通过AD采样进行判断，过程比较复杂，需要电流采样系统，放大电路，AD采样系统，电路规模比较复杂，容易出错；更为重要的缺点是电磁阀在长期的工作过程中，电流持续流过电磁阀的线圈，电磁阀会发热，电磁阀的电阻会发生改变，这样流过电磁阀的电流也会发生改变，AD的采样值也会发生改变，如果采样的阈值设定的比较低，就会导致产生误判断。

发明内容

本发明提出了一种麻醉机电磁阀电气自检电路，其通过检测电磁阀动作前后产生的开关状态量，对开关状态量进行电平转换，根据转换后的电平信号进行电磁阀的状态检测，不会因为电磁阀长期持续电流工作使流过电磁阀的电流发生改变而发生误判。

为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：

一种麻醉机电磁阀电气自检电路，包括控制信号子电路、驱动子电路和开关信号检测子电路，所述开关信号检测子电路包括电阻R30、型号为TLP521的光电耦合器U8、电阻R34，所述电阻R30的一端接入驱动子电路的开关状态信号，另一端与所述光电耦合器U8的引脚1相连；光电耦合器U8的引脚2接入控制信号子电路生成的控制信号；所述光电耦合器U8的引脚4接入3.3V电源，所述光电耦合器U8的引脚3和电阻R34的一端相连并输出开关信号检测结果，电阻R34的另一端接地。

其中，所述电阻R30的阻值为5.1KΩ；所述电阻R34的阻值为2KΩ。

其中，所述控制信号子电路包括电阻R33、型号为TLP521的光电耦合器U9、电阻R29、电阻R35和电阻R36；所述电阻R33的一端接入电磁阀的控制信号，另一端和光电耦合器U9的引脚2相连；光电耦合器U9的引脚1接入3.3V电源，光电耦合器U9的引脚3和电阻R35的一端相连，光电耦合器U9的引脚4和电阻R29的一端相连；电阻R35的另一端和电阻R36的一端相连，电阻R36的另一端输出控制信号子电路生成的控制信号并接保护地。

其中，所述电阻R33的阻值为510Ω；电阻R29、电阻R35和电阻R36的阻值均为10KΩ。

其中，所述驱动子电路包括保险F1、电容C26、电容E1、二极管D4、三极管Q3；所述保险F1的一端与电源相连，另一端与电阻R29的另一端、电容C26的一端、电容E1的正极、二极管D4的负极、电磁阀的一端相连；所述电容C26的另一端、电容E1的负极均接保护地；二极管D4的正极与电磁阀的另一端、三极管Q3的集电极和电阻R30的一端相连；三极管Q3的基极和电阻R35的另一端相连；三极管Q3的发射极和电阻R36的另一端、光电耦合器U8的引脚2相连并接保护地。

其中，所述保险F1的参数为60V/170mA；电容C26的参数为0.1uF；电容E1的参数为10uF/25V；二极管D4的型号为SS16；三极管Q3的型号为2SD2098或2SD1950。

本发明的有益效果在于：通过检测电磁阀动作前后产生的开关状态量，即转变为一个开关信号，对开关信号使用光电耦合器进行电平转换，隔离开关信号的驱动能力和高电压，根据转换后的电平信号进行电磁阀的状态检测，不会因为电磁阀长期持续电流工作使流过电磁阀的电流发生改变而发生误判。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种麻醉机电磁阀电气自检电路的电路原理图。

图2是现有的麻醉机电磁阀电流检测电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，其分别是本发明实施例提供的一种麻醉机电磁阀电气自检电路的电路原理图和现有的麻醉机电磁阀电流检测电路的电路原理图。本实施例中的麻醉机电磁阀电气自检电路，主要用于麻醉机电磁阀的电气自检电路，亦可用于其他机械设备的电磁阀的状态检测。

如图1所示，该麻醉机电磁阀电气自检电路，包括控制信号子电路、驱动子电路和开关信号检测子电路，所述开关信号检测子电路包括电阻R30、型号为TLP521的光电耦合器U8、电阻R34，所述电阻R30的一端接入驱动子电路的开关状态信号，另一端与所述光电耦合器U8的引脚1相连；光电耦合器U8的引脚2接入控制信号子电路生成的控制信号；所述光电耦合器U8的引脚4接入3.3V电源，所述光电耦合器U8的引脚3和电阻R34的一端相连并输出开关信号检测结果，电阻R34的另一端接地。

其中，所述控制信号子电路包括电阻R33、型号为TLP521的光电耦合器U9、电阻R29、电阻R35和电阻R36；所述电阻R33的一端接入电磁阀的控制信号，另一端和光电耦合器U9的引脚2相连；光电耦合器U9的引脚1接入3.3V电源，光电耦合器U9的引脚3和电阻R35的一端相连，光电耦合器U9的引脚4和电阻R29的一端相连；电阻R35的另一端和电阻R36的一端相连，电阻R36的另一端输出控制信号子电路生成的控制信号并接保护地。

其中，所述驱动子电路包括保险F1、电容C26、电容E1、二极管D4、三极管Q3；所述保险F1的一端与电源相连，另一端与电阻R29的另一端、电容C26的一端、电容E1的正极、二极管D4的负极、电磁阀的一端相连；所述电容C26的另一端、电容E1的负极均接保护地；二极管D4的正极与电磁阀的另一端、三极管Q3的集电极和电阻R30的一端相连；三极管Q3的基极和电阻R35的另一端相连；三极管Q3的发射极和电阻R36的另一端、光电耦合器U8的引脚2相连并接保护地。

在本方案中，控制信号子电路在接入电磁阀的控制信号时对所述控制信号使用光电耦合器U9进行隔离驱动，来控制电磁阀的驱动子电路。电磁阀内部一般都有一个线圈，线圈的电阻从几欧姆到几百欧姆，当电流流过线圈时，线圈产生磁性，使电磁阀动作，这个电流信号一般比较大，所以需要驱动子电路，控制信号一般通过MCU或者控制器产生，这个信号没有足够强的驱动能力，有可能没有办法控制电磁阀驱动子电路，所以使用光电耦合器U9来进行驱动，如果仅仅是为了驱动使用一个小功率三极管也可以，构成一个类似于达林顿管的结构，但是电磁阀产生的是磁，在电流消失的时候，会产生一个反电动势，这个可能会反串到三极管上，从而将控制器击穿，所以使用光电耦合器U9进行隔离驱动。

驱动子电路根据电磁阀的功率，工作电压选择合适的功率三极管或MOS管即可，使其工作在开关状态，在本实施例中，选用的是型号为2SD2098或2SD1950的三极管Q3，以三极管Q3为例，当导通时，Vce典型压降1V，Vc电压1V，当三极管截止时Vce等于电源电压，Vc电压为电源电压。

本发明的关键部分是开关信号检测子电路，驱动子电路工作在开关状态，还是以三极管为例，开关信号检测子电路就是为了检测驱动子电路的开关状态。此部分也是使用光电耦合器U8进行隔离检测，在驱动子电路的三极管Q3的集电极上通过一个4.7K-10K的电阻R30连接到光电耦合器U8的光电二极管的正极，也就是引脚1。这个电阻的选择要根据电磁阀的阻抗与供电电压进行选择，电磁阀的阻抗一般小于1K，设定这个电阻为Rx，单位K欧，则有(VCC-2V)/(Rx+1)＝(3～5mA)。得到的这个电流既可以使电磁阀不产生任何动作，还可以使光电耦合器U8的光电管导通。当驱动子电路导通时，驱动子电路三极管Q3的集电极上的电压小于1V，即在开关信号检测光电耦合器U8的光电二极管部分的电压低于1V，光电耦合器U8不导通，光电耦合器U8的光电接收三极管部分不导通，在光电耦合器U8的集电极处检测到一个电平信号，这个信号可以连接到MCU或者控制器上；当驱动子电路截止时，驱动子电路的三极管Q3的集电极上的电压为电磁阀的电源电压，此时光电耦合器U8的光电二极管导通，这样光电耦合器U8的光电接收三极管部分导通，在光电耦合器U8的集电极处就检测到一个与驱动子电路导通时产生的相反的电平信号。这样根据这两个前后相反的状态就可以判断电磁阀是否产生了动作。

进一步地，所述电阻R30的阻值为5.1KΩ；所述电阻R34的阻值为2KΩ。所述电阻R33的阻值为510Ω；电阻R29、电阻R35和电阻R36的阻值均为10KΩ。所述保险F1的参数为60V/170mA；电容C26的参数为0.1uF；电容E1的参数为10uF/25V；二极管D4的型号为SS16；三极管Q3的型号为2SD2098或2SD1950。

综上所述，通过检测电磁阀动作前后产生的开关状态量，即转变为一个开关信号，对开关信号使用光电耦合器进行电平转换，隔离开关信号的驱动能力和高电压，根据转换后的电平信号进行电磁阀的状态检测，不会因为电磁阀长期持续电流工作使流过电磁阀的电流发生改变而发生误判。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种麻醉机电磁阀电气自检电路，其特征在于，包括控制信号子电路、驱动子电路和开关信号检测子电路，所述开关信号检测子电路包括电阻R30、型号为TLP521的光电耦合器U8、电阻R34，所述电阻R30的一端接入驱动子电路的开关状态信号，另一端与所述光电耦合器U8的引脚1相连；光电耦合器U8的引脚2接入控制信号子电路生成的控制信号；所述光电耦合器U8的引脚4接入3.3V电源，所述光电耦合器U8的引脚3和电阻R34的一端相连并输出开关信号检测结果，电阻R34的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种麻醉机电磁阀电气自检电路，其特征在于，所述电阻R30的阻值为5.1KΩ；所述电阻R34的阻值为2KΩ。

3.根据权利要求1所述的一种麻醉机电磁阀电气自检电路，其特征在于，所述控制信号子电路包括电阻R33、型号为TLP521的光电耦合器U9、电阻R29、电阻R35和电阻R36；所述电阻R33的一端接入电磁阀的控制信号，另一端和光电耦合器U9的引脚2相连；光电耦合器U9的引脚1接入3.3V电源，光电耦合器U9的引脚3和电阻R35的一端相连，光电耦合器U9的引脚4和电阻R29的一端相连；电阻R35的另一端和电阻R36的一端相连，电阻R36的另一端输出控制信号子电路生成的控制信号并接保护地。

4.根据权利要求3所述的一种麻醉机电磁阀电气自检电路，其特征在于，所述电阻R33的阻值为510Ω；电阻R29、电阻R35和电阻R36的阻值均为10KΩ。

5.根据权利要求3所述的一种麻醉机电磁阀电气自检电路，其特征在于，所述驱动子电路包括保险F1、电容C26、电容E1、二极管D4、三极管Q3；所述保险F1的一端与电源相连，另一端与电阻R29的另一端、电容C26的一端、电容E1的正极、二极管D4的负极、电磁阀的一端相连；所述电容C26的另一端、电容E1的负极均接保护地；二极管D4的正极与电磁阀的另一端、三极管Q3的集电极和电阻R30的一端相连；三极管Q3的基极和电阻R35的另一端相连；三极管Q3的发射极和电阻R36的另一端、光电耦合器U8的引脚2相连并接保护地。

6.根据权利要求5所述的一种麻醉机电磁阀电气自检电路，其特征在于，所述保险F1的参数为60V/170mA；电容C26的参数为0.1uF；电容E1的参数为10uF/25V；二极管D4的型号为SS16；三极管Q3的型号为2SD2098或2SD1950。