CN106730354B - 能量计算装置及除颤分析仪校准系统、能量输出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能量计算装置及除颤分析仪校准系统、能量输出方法，属于医疗设备校准技术领域。能量计算装置应用于除颤分析仪校准系统。除颤分析仪析仪校准包括：待校准的除颤分析仪，能量计算装置包括：标准能量发生模块、采集模块和终端控制模块。标准能量发生模块用于分别与外部电源和待校准的除颤分析仪耦合，标准能量发生模块与采集模块耦合，终端控制模块分别与采集模块和标准能量发生模块耦合。能量计算装置通过触发信号对校准进行控制，提高了能量计算装置对除颤分析仪的校准精度。再通过对存储电能的卸载，进而有效避免除颤分析仪校准过程所产生的安全隐患。

Description

能量计算装置及除颤分析仪校准系统、能量输出方法

技术领域

本发明涉及医疗设备校准技术领域，具体而言，涉及一种能量计算装置及除颤分析仪校准系统、能量输出方法。

背景技术

随着科学技术的发展和提高，除颤器和除颤分析仪已经在目前的医疗领域得到了广泛的应用。

除颤器是心脏急救系统的重要组成部分，也是急救中心、医院急诊科、手术室、ICU以及车站、机场、大型商场等公共场所必不可少的急救设备之一。除颤器释放能量准确度是其最为重要的一个技术参数，释放能量过低将严重影响治疗效果甚至危及患者生命，释放能量过高将会对患者造成伤害。目前可通过除颤分析仪对除颤器释放能量准确度的进行校准。除颤分析仪的准确度将直接影响除颤器释放能量准确度，因此，对除颤分析仪的准确校准是十分必要的。但在除颤分析仪校准的现有技术中，校准容易出现信号的相位差，进而影响除颤分析仪校准结构的准确性。此外，除颤分析仪校准过程中，由于对电能的进行存储，进而对校准过程产生了严重的安全隐患。

因此，如何有效的提高除颤分析仪校准的准确性和除颤分析仪校准的安全性是目前业界一大难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能量计算装置及除颤分析仪校准系统、能量输出方法，以改善上述缺陷。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种能量计算装置，所述能量计算装置应用于除颤分析仪校准系统，所述除颤分析仪校准系统包括：待校准的除颤分析仪，所述能量计算装置包括：标准能量发生模块、采集模块和终端控制模块。所述标准能量发生模块用于分别与外部电源和所述待校准的除颤分析仪耦合，所述标准能量发生模块与所述采集模块耦合，所述终端控制模块分别与所述采集模块和所述标准能量发生模块耦合。所述标准能量发生模块，用于产生预设能量，生成触发信号至所述采集模块，并将所述预设能量释放至所述待校准的除颤分析仪。所述采集模块，用于在所述待校准的除颤分析仪持续接收所述预设能量的过程中，采集所述标准能量发生模块输出的所述预设能量以得到采样信号。所述终端控制模块，用于获取所述采集模块输出的采样信号，根据所述采样信号获得标准能量，并显示所述标准能量的能量值。

第二方面，本发明实施例提供一种能量输出方法，应用于所述能量计算装置，所述方法包括：标准能量发生模块产生预设能量。所述标准能量发生模块生成触发信号至采集模块，并将所述预设能量释放至待校准的除颤分析仪。

第三方面，本发明实施例提供一种除颤分析仪校准系统，所述除颤分析仪校准系统包括：待校准的除颤分析仪和所述能量计算装置，所述能量计算装置与所述待校准的除颤分析仪耦合。

本发明实施例的有益效果是：

通过标准能量发生模块产生预设能量的同时，还生成触发信号至采集模块。由于该触发信号能够有效触发控制采集模块开始对预设能量进行采集，并且采集模块获取预设能量释放至待校准的除颤分析仪的整个过程中的采样信号，故能够有效提高数据采集的完整度，减小无效数据的采集量，因而提高了能量计算装置对除颤分析仪的校准精度。再通过标准能量发生模块将产生的预设能量释放至被带校准的除颤分析仪，进而实现了对存储电能的卸载，进而有效避免除颤分析仪校准过程所产生的安全隐患。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明实施例提供的一种除颤分析仪校准系统的结构框图；

图2示出了本发明实施例提供的一种能量计算装置的第一结构框图；

图3示出了本发明实施例提供的一种能量计算装置中标准能量发生模块的第一结构框图；

图4示出了本发明实施例提供的一种能量计算装置中标准能量发生模块的第二结构框图；

图5示出了本发明实施例提供的一种能量计算装置中电压采集电路的原理图；

图6示出了本发明实施例提供的一种能量计算装置的第二结构框图；

图7示出了本发明实施例提供的一种能量输出方法的流程图。

图标：20-除颤分析仪校准系统；21-待校准的除颤分析仪；10-能量计算装置；100-标准能量发生模块；110-电源储能单元；111-电源插头；112-滤波电路；113-整流电路；114-电池充电电路；115-储能电路；116-低压供电电路；117-高压转换电路；120-通信单元；121-RS232接口电路；122-触发接口电路；123-第一光电隔离电路；124-第二光电隔离电路；130-输入显示单元；131-输入子单元；132-显示子单元；133-第三光电隔离电路；134-第四光电隔离电路；140-主控单元；141-主控电路；142-数模转换电路；143-模数转换电路；150-电能输出采集单元；151-电流采集电路；152-电压采集电路；153-采集输出电路；154-放电电路；1541-能量卸载电路；1542-桥式放电电路；1543-放电电极板；155-驱动电路；1551-主驱动电路；1552-第五光电隔离电路；200-采集模块；210-电压采集单元；220-电流采集单元；300-终端控制模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“耦合”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种除颤分析仪校准系统20，该除颤分析仪校准系统20包括：待校准的除颤分析仪21和能量计算装置10。

待校准的除颤分析仪21用于对除颤器进行校准或通过能量计算装置10对自身进行校准。待校准的除颤分析仪21可以具备可操作界面和显示面板。被校准的除颤分析仪21的能量输入端口通过导线与能量计算装置10的耦合，被校准的除颤分析仪21能够获取能量计算装置10释放的预设能量时自身输入的获取能量，并将获取能量的能量值在显示面板进行显示。

能量计算装置10用于根据自身的预设控制程序或操作人员的控制而产生预设能量。能量计算装置10的能量输出端口通过导线与被校准的除颤分析仪21的能量输入端口的耦合，以将产生的预设能量释放至被校准的除颤分析仪21。此外，能量计算装置10还可以将释放至被校准的除颤分析仪21的预设能量进行采样获的采样信号，并根据整个释放过程中的采样信号而获取标准能量。能量计算装置10还能够将该标准能量的能量值显示，以便于操作人员能够根据能量计算装置10显示的标准能量的能量值和被校准的除颤分析仪21显示的获取能量的能量值之间的差值对被校准的除颤分析仪21进行校准。

请参阅图2，本发明实施例提供了一种能量计算装置10，该能量计算装置10包括：标准能量发生模块100、采集模块200和终端控制模块300。

标准能量发生模块100用于通过分别与终端控制模块300和外部电源的耦合，获取终端控制模块300发送的能量生成指令，再根据能量生成指令和外部电源输入的电能而产生预设能量。标准能量发生模块100通过分别与采集模块200和被校准的除颤分析仪21的耦合，在释放该预设能量时，标准能量发生模块100能够生成触发信号至采集模块200，并再将该预设能量释放至被校准的除颤分析仪21。

采集模块200用于根据由标准能量发生模块100获取的触发信号，获取预设能量释放至被校准的除颤分析仪21的过程中的采样信号，并在预设能量释放过程中，通过与终端控制模块300的耦合，将该采样信号持续输出至终端控制模块300。

终端控制模块300用于获取采集模块200持续输出的采样信号。终端控制模块300根据预设能量释放过程中获取的采样信号，能够计算出采样信号所对应的标准能量。终端控制模块300通过自身的显示界面能够将该标准能量所对应的能量值进行显示。

请参阅图2和图3，标准能量发生模块100包括：电源储能单元110、通信单元120、输入显示单元130、主控单元140和电能输出采集单元150。

电源储能单元110通过分别与外部电源、主控单元140和电能输出采集单元150的耦合，电源储能单元110能够将由外部电源获取的电能进行存储，并在主控单元140的控制下将存储的电能释放至电能输出采集单元150。电源储能单元110包括：电源插头111、滤波电路112、变压器T1、整流电路113、电池充电电路114、储能电路115、低压供电电路116和高压转换电路117。

电源插头111可以为标准三端电源插头111，电源插头111通过插入耦合到外部插座中，以获取外部电源的电信号。电源插头111通过电源线与变压器T1的耦合，以将由外部电源获取的电信号输出至变压器T1。

变压器T1用于将获取的电信号进行降压后输出。具体的，变压器T1可以R型隔离变压器，变压器T1的一次侧绕组为220V(带屏蔽线)，二次侧绕组可以为16V/30W(带中间抽头)、6V/12W(不带中间抽头)或6V/6W(不带中间抽头)。变压器T1的一次侧绕组与电源插头111耦合，变压器T1的一次侧绕组能够获取该电信号。变压器T1通过一次侧绕组和二次侧绕组的电磁耦合关系，能够将该电信号降压后，由二次侧绕组与滤波电路112的耦合而输出至滤波电路112。

滤波电路112通过输入端与变压器T1的耦合，以将变压器T1输入的电信号中的干扰信号滤除，以防止外部电源中干扰信号对能量计算装置10的正常工作产生影响。本实施例中，滤波电路112可采用EMI(Electromagnetic Interference)滤波器，其中，EMI滤波器的功率可大于70W。滤波电路112通过滤波和屏蔽的方式以消除输入的外部电源存在的电磁干扰。滤波电路112通过自身的串联电抗器和并联电容器，能够将电信号中的高频干扰信号滤除。滤波电路112的输出端与整流电路113的耦合，能够将滤波后的信号输出至整流电路113。

整流电路113用于将整流电路113输出的电信号进行整流。具体的，整流电路113可以包括：桥式整流电路和三端稳压芯片。桥式整流电路和三端稳压芯片耦合，其中，三端稳压芯片可以为LM8715、LM7915或LM7805。整流电路113通过自身的整流桥能够将由输出端获取交流的电信号整流为直流的电信号。整流电路113的输出端再通过与电池充电电路114的耦合，以将直流的电信号输出至电池充电电路114。

电池充电电路114用于将获取的电信号输出至储能电路115，以使储能电路115进行充电储能。电池充电电路114还对储能电路115的充电储能进行控制。具体的，电池充电电路114可以为UC3906型芯片。电池充电电路114能够通过与整流电路113的输出端耦合获取电信号。电池充电电路114也能够通过与储能电路115的耦合，以将该电信号输出至储能电路115。此外，电池充电电路114还能够通过与储能电路115的耦合而检测储能电路115的电能存储量，并根据自身的预设控制程序和检测的电能存储量对储能电路115的充电储能进行控制。例如，当电池充电电路114获取到电能存储量低时，电池充电电路114能够增大自身的输出功率，以加快储能电路115的充电速度。当电池充电电路114获取到电能存储量高时，电池充电电路114则能够减小自身的输出功率，以减缓储能电路115的充电速度。电池充电电路114通过对储能电路115充电的控制，能够有效的提高充电效率和延长储能电路115的使用寿命。

低压供电电路116用于获取电池充电电路114输出的电信号，并将该电信号降压输出至主控单元140。具体的，低压供电电路116可以为LM2937-3.3V型的三端稳压器和WB24S05-5W型的DC-DC芯片。低压供电电路116通过输入端与电池充电电路114耦合，以及低压供电电路116的输出端与主控单元140耦合。低压供电电路116能够将获取的电信号降压至5V和3.3V后输出至主控单元140，以为主控单元140供电。

储能电路115用于将获取电信号存储为电能或将存储的电能释放。具体的，储能电路115可以为多节锂电池串联形成的电池组。储能电路115的正极端分别与电池充电电路114和高压转换电路117的耦合，而储能电路115的负极端接地形成闭合回路。储能电路115通过的正极端能够将由电池充电电路114取电信号存储为电能。而储能电路115也将存储的电能通过正极端输出至高压转换电路117。

高压转换电路117用于将储能电路115输出的电信号进行升压后再输出至电能输出采集单元150。具体的，高压转换电路117可以为MT3P60M1LR型集成模块。高压转换电路117通过分别与储能电路115的正极端和电能输出采集单元150的耦合。高压转换电路117能够将由储能电路115获取的电信号升压至3000V以内，且高压转换电路117的工作功率不低于60W。高压转换电路117根据电能输出采集单元150发送闭合指令而闭合自身内部的开关，以将升压后的电信号输出至电能输出采集单元150。此外，高压转换电路117通过自身的模拟信号检测通道与主控单元140的耦合，其中，该模拟信号检测通道的幅值范围为0V-5V。高压转换电路117能够根据由获取主控模块发送的能量生成指令能够对应调节升压的电信号的电压值。

请参阅图2和图4，通信单元120分别与采集模块200和终端控制模块300耦合，此外，通信单元120还与主控单元140耦合。通信单元120包括：RS232接口电路121、触发接口电路122(Trigger)、第一光电隔离电路123和第二光电隔离电路124。

RS232接口电路121用于实现主控单元140和终端控制模块300之间的通信。具体的，RS232接口电路121可以为MAX3232型集成电路芯片。RS232接口电路121通过与终端控制模块300耦合，以及通过第一光电隔离电路123与主控单元140耦合。RS232接口电路121能够接收终端控制模块300发送能量生成指令，并将该能量生成指令通过第一光电隔离电路123输出至主控单元140。此外，RS232接口电路121还通过第一光电隔离电路123接收主控单元140发送的能量释放完成指令，并将该能量释放完成指令输出至终端控制模块300。

触发接口电路122用于实现主控单元140和采集模块200之间的通信。具体的，触发接口电路122可以为3.5mm的镀金Female接头。触发接口电路122能够与采集模块200耦合，以及通过第二光电隔离电路124与主控单元140耦合。触发接口电路122在初始状态为低电平状态，当触发接口电路122过第二光电隔离电路124接收到主控单元140发送的触发信号时，触发接口电路122根据该触发信号能够将自身的低电平状态改变为高电平状态并持续一段时长再回复到低电平状态。且触发接口电路在该时长内还能够输出与该时长相同的高电平的脉冲信号至采集模块200。作为一种方式，触发接口电路122根据触发信号置为高电平的时长可以为10ms。通过触发接口电路122对采集模块200的触发控制，能够有效减少能量计算装置10无效数据量，并提高能量计算装置10计算效率。

第一光电隔离电路123和第二光电隔离电路124均用于将信号进行电-光-电的转换。具体的，第一光电隔离电路123和第二光电隔离电路124均可以为：光电隔离器。第一光电隔离电路123能够将能量生成指令和能量释放完成指令均进行光电转换后输出，而第二光电隔离电路124则能够将触发信号进行光电转换后输出。通过第一光电隔离电路123和第二光电隔离电路124在信号输出过程中所实现的电气隔离作用，能够将能量计算装置10的高压部分隔离，即保障了装置的安全，又保护了操作人员的人生安全。

输入显示单元130与主控单元140耦合，输入显示单元130包括：输入子单元131、显示子单元132、第三光电隔离电路133和第四光电隔离电路134。

输入子单元131用于能量计算装置10在无终端控制模块300进行校准时，操作人员可通过输入子单元131输入控制指令。具体的，输入子单元131可以为带控制芯片的键盘、按钮或触控屏等，本实施例中，输入子单元131的控制芯片可以为BC7281B，输入子单元131能够通过第三光电隔离电路133与主控单元140耦合。在无终端控制模块300时，操作人员可通过操控输入子单元131而输入对应的控制指令，例如：能量生成指令。输入子单元131通过第三光电隔离电路133则能够将该能量生成指令输出至主控单元140。

显示子单元132用于能量计算装置10在无终端控制模块300进行校准时，可将主控单元140获取的标准能量所对应的能量值进行显示。具体的，显示子单元132可以为：显示面板、显示器等，本实施例中，显示子单元132的显示面板可以为NH056DN03型液晶屏，显示子单元132能够通过第四光电隔离电路134与主控单元140耦合。在无终端控制模块300时，显示子单元132可通过第四光电隔离电路134获取主控单元140发送的标准能量值显示信息。显示子单元132通过解析该标准能量值显示信息进行显示。

第三光电隔离电路133和第四光电隔离电路134也均用于将信号进行电-光-电的转换。具体的，第三光电隔离电路133和第四光电隔离电路134也均可以为：光电隔离器。第三光电隔离电路133能够将操作人员输入的控制指令进行光电转换后输出，而第四光电隔离电路134则能够将标准能量值显示信息进行光电转换后输出。通过第三光电隔离电路133和第四光电隔离电路134在信号输出过程中所实现的电气隔离作用，能够将能量计算装置10的高压部分隔离，即保障了装置的安全，又保护了操作人员的人生安全。

如图2和图4所示，主控单元140分别与电源储能单元110、通信单元120和电能输出采集单元150耦合。主控单元140包括：主控电路141、数模转换电路142和模数转换电路143。

主控电路141可以为集成电路芯片，其具有信号处理能力。其中，主控电路141可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本实施例中，主控电路141可以为STM32F103ZET型单片机。作为一种实施方式，主控电路141的USART1接口与第一光电隔离电路123耦合，主控电路141的GPIOA.0接口能够与第二光电隔离电路124耦合，主控电路141的GPIOD.0至GPIOD.3接口能够均与第三光电隔离电路133耦合，主控电路141的FSMC接口则能够与第四光电隔离电路134耦合。此外，主控电路141的电源接口能够与低压供电电路116耦合，主控电路141的SPI1接口能够与数模转换电路142耦合，而主控电路141的I2C接口则能够与模数转换电路143耦合。再者，主控电路141TIM1的PMW输出接口还能够与电能输出采集单元150耦合。

主控电路141能够获取第一光电隔离电路123发送的能量生成指令，并将该能量生成指令发送至数模转换电路142。此时，主控电路141还根据能量生成指令生成闭合指令至电能输出采集单元150，以使电能输出采集单元150获取高压转换电路117输出的电信号，并根据该电信号存储预设能量。主控电路141通过模数转换电路143能够获取模数转换电路143持续发送的能量存储信息。主控电路141通过自身的预设控制程序能够判断该能量存储信息是否大于预设能量存储信息。当能量存储信息大于预设能量存储信息时，即预设能量大于预设条件能量，则主控电路141能够判断电能输出采集单元150以满足释能条件，即存储了预设能量。此时，主控电路141也能够根据预设控制程序生成触发信号至第二光电隔离电路124，并在触发信号输出10ms后生成能量释放指令至电能输出采集单元150，以使电能输出采集单元150将预设能量进行释能。在预设能量的释能过程中，主控电路141还能够获取模数转换电路143发送的释能信息，并将该释能信息和预设释能阈值信息比对。当释能信息小于预设释能阈值信息时，主控电路141能够判断能量释放结束，并通过根据预设控制程序生成能量释放完成指令至第一光电隔离电路123，以使终端控制模块300计算出标准能量的能量值。

需要说明的是，在无终端控制模块300的情况下。主控电路141能够通过第三光电隔离电路133获取能量生成指令，并根据获取的释能信息而计算出预设能量释放过程所获取的标准能量的能量值。主控电路141在根据该标准能量的能量值而生成标准能量值显示信息至第四光电隔离电路134，以使显示子单元132进行显示。

数模转换电路142可以为MCP4821型集成电路芯片。数模转换电路142通过与主控电路141的SPI1接口耦合，以及通过与高压转换电路117耦合。通过耦合，数模转换电路142能够将主控电路141发送的能量生成指令由数字信号转换为模拟信号，并输出至高压转换电路117。

模数转换电路143可以主要由ADS1113型集成电路芯片构成。模数转换电路143通过与主控电路141的I2C接口耦合，以及通过与电能输出采集单元150耦合。通过耦合，模数转换电路143能够将电能输出采集单元150发送的能量存储信息和释能信息均由数字信号转换为模拟信号，并输出至主控电路141。

电能输出采集单元150通过分别与主控单元140、电源储能单元110、采集模块200和被校准的除颤分析仪21耦合。电能输出采集单元150包括：电流采集电路151、电压采集电路152、采集输出电路153、放电电路154和驱动电路155，采样信号包括：采样电流信号和采样电压信号。

电流采集电路151用于通过与电源储能单元110耦合，以及还通过分别与采集输出电路153和采样模块耦合。电流采集电路151能够将高压转换电路117输出的电信号进行存储至预设能量，并在能够在释放存储的预设能量的过程中，采集预设能量释放产生的采样电流信号。具体的，电流采集电路151可包括：高压电容C1和采样电阻R1。高压电容C1可以为耐压值高于3KV，容值为100uF。高压电容C1的一端分别与高压转换电路117、电压采集电路152和放电电路154耦合，高压电容C1的另一端分别与采样电阻R1的一端和采集输出电路153耦合，而采样电阻R1的另一端接地。

当高压转换电路117输出的电信号时，通过高压电容C1能够根据电信号而进行储能。而若能量存储至预设能量时，通过高压电容C1则能够将存储的预设能量释放至放电电路154。预设能量释放过程中会产生大电流，该大电流通过小阻值的采样电阻R1被等比衰减为小电压并输出至采集输出电路153，可以理解的，小电压即为采样电流信号。

电压采集电路152用于通过分别与电源储能单元110和主控电路141耦合，以及也通过分别与采集输出电路153和采样模块耦合。电压采集电路152能够采集并发送预设能量存储过程中的能量存储信息至模数转换电路143，并采集和发送预设能量过程中的采样电压信号至采集输出电路153。

具体的，如图2、图4和图5所示，电压采集电路152可包括：多个主分压电阻(R1x-Rnx)和多个辅分压电阻(Rx1-Rxn)。每个主分压电阻依次串联形成第一串联分压结构，每个辅分压电阻依次串联形成第二串联分压结构。第一串联分压结构的一端和第二串联分压结构的一端耦合，并设有与电源储能单元110耦合的连接端口A，即与高压转换电路117耦合。第一串联分压结构的另一端和第二串联分压结构的另一端均接地。位于第一串联分压结构另一端的主分压电阻不接地的一端则设有与采集输出电路153耦合的连接端口B。本实施例中，每个主分压电阻和相邻的主分压电阻之间均通过等电势环C形成耦合以提高减少压差，减小泄露电流所产生的影响。此外，每个主分压电阻的阻值和每个辅分压电阻的阻值相近。每个主分压电阻均可以为温漂小，阻值稳定的高精度金属膜电阻，而每个辅分压电阻则可以为准确度为1％的普通金属膜电阻。

当高压转换电路117输出的电信号时，高压电容C1开始充电储能。输入至第一串联分压结构的一端和第二串联分压结构的一端的电信号被多个主分压电阻和多个辅分压电阻依次分压。电信号被分压至位于第一串联分压结构另一端的主分压电阻不接地的一端时，该电信号也被等比衰减为小电压，该小电压即为能量存储信息，并通过模数转换电路143持续发送至主控电路141。当高压电容C1储满预设能量，并开始释放时，该小电压即为释能信息和采样电压信号。释能信息也通过模数转换电路143持续发送至主控电路141，而采样电压信号则发送至采集输出电路153。

采集输出电路153用于通过分别与电流采集电路151、电压采集电路152和采集模块200的耦合。采集输出电路153能够将采样电流信号和采样电压信号均输出至采集模块200。具体的，采集输出电路153可以为AD210型的隔离放大电路。采集输出电路153的电流信号输入端能够与电流采集电路151耦合，采集输出电路153的电压信号输入端能够与电压采集电路152耦合，采集输出电路153的电流信号输出端和电压信号输出端则均能够与采集模块200耦合。采集输出电路153在获取采样电流信号和采样电压信号后，能够将采样电流信号和采样电压信号均进行放大，并将放大的采样电流信号和采样电压信号与获取的采样电流信号和采样电压信号之间实现电气隔离。采集输出电路153再将放大后的采样电流信号和采样电压信号均输出至采集模块200。

放电电路154用于通过分别与高压转换电路117、驱动电路155和被校准的除颤分析仪21的耦合。放电电路154能够将预设能量释放至被校准的除颤分析仪21。具体的，放电电路154能够包括：能量卸载电路1541、桥式放电电路1542和放电电极板1543，其中，放电电极板1543可以为医用除颤手柄。能量卸载电路1541分别与高压转换电路117和驱动电路155耦合并接地。桥式放电电路1542则分别与驱动电路155和放电电极板1543耦合，而放电电极板1543则与被校准的除颤分析仪21耦合。放电电路154中的桥式放电电路1542能够接收驱动电路155发送的能量释放指令而闭合自身的回路，以使高压电容C1存储的预设能量被释放到放电电极板1543，而再通过放电电极板1543输出至被校准的除颤分析仪21。放电电路154中的能量卸载电路1541能够接收驱动电路155发送的能量卸载指令而闭合自身的回路，以使高压电容C1存储的预设能量被释放到能量卸载电路1541中的大功率水泥电阻中。

驱动电路155用于通过分别与主控电路141、高压转换电路117和放电电路154耦合。驱动电路155用于根据主控电路141发送的各指令以驱动各模块的工作。具体的，驱动电路155可包括：主驱动电路1551和第五光电隔离电路1552。

主驱动电路1551可以由M57959L型IGBT驱动电路构成。主驱动电路1551能够通过第五光电隔离电路1552与主控电路141的TIM1的PMW输出接口耦合。主驱动电路1551还能够分别与高压转换电路117、能量卸载电路1541耦合和桥式放电电路1542耦合。主驱动电路1551可通过第五光电隔离电路1552获取到主控电路141发送的闭合指令、能量释放指令和能量卸载指令。主驱动电路1551将闭合指令驱动放大并输出至高压转换电路117，则能够驱动高压转换电路117输出电能。主驱动电路1551将能量释放指令和能量卸载指令驱动放大并分别输出至能量卸载电路1541和桥式放电电路1542，则使得预设能量被释放输出至被校准的除颤分析仪21。

第五光电隔离电路1552也用于将信号进行电-光-电的转换。具体的，第五光电隔离电路1552也可以为：光电隔离器。第五光电隔离电路1552能够将闭合指令、能量释放指令和能量卸载指令均进行光电转换后输出。通过第五光电隔离电路1552在信号输出过程中所实现的电气隔离作用，能够将能量计算装置10的高压部分隔离，即保障了装置的安全，又保护了操作人员的人生安全。

请参阅图4和图6，采集模块200包括：电压采集单元210和电流采集单元220。

本实施例中，电压采集单元210和电流采集单元220均可以为：数字多用表、数据采集板卡或示波器，例如：电压采集单元210可以为示波器，电流采集单元220也可以为示波器。电流采集单元220的触发接口和电压采集单元210的触发接口，均与触发接口电路122耦合。此外，电流采集单元220的电流信号输入端和采集输出电路153的电流信号输出端耦合。电压采集单元210的电压信号输入端则与采集输出电路153的电压信号输出端耦合。并且，电流采集单元220的电流信号输出端和电压采集单元210的电压信号输出端均与终端控制模块300耦合。

电压采集单元210和电流采集单元220在初始状态时，均为信号未采集状态。当电压采集单元210和电流采集单元220均接收到触发信号时，电压采集单元210和电流采集单元220均能够将自身的状态改变为信号采集状态。电流采集单元220能够获取采集输出电路153输出的采样电流信号，而电压采集单元210能够获取采集输出电路153输出的采样电压信号。电流采集单元220能够将获取的采样电流信号输出至终端控制模块300，电压采集单元210也能够将获取的采样电压信号输出至终端控制模块300。

如图4和图6所示，终端控制模块300可以为台式PC，移动PC，大型计算机，云计算机(计算设备)集群这些电脑硬件为计算显示主体。终端控制模块300可通过GPIB、网口、USB或串口等多种接口实现耦合。例如，终端控制模块300可通过USB接口与电压采集单元210的电压信号输出端耦合，终端控制模块300也可通过USB接口与电流采集单元220的电流信号输出端耦合，以及终端控制模块300可通过串口与RS232接口电路121耦合。

终端控制模块300可通过操作人员的操作以及自身的控制程序生成能量生成指令，并输出至RS232接口电路121。在预设能量释放时，终端控制模块300能够通过电流采集单元220和电压采集单元210持续获取采样电流信号和采样电压信号。终端控制模块300也可通过RS232接口电路121获取能量释放完成指令。当终端控制模块300获取到释放完成指令，终端控制模块300解析该释放完成指令能够停止获取采样电流信号和采样电压信号。此时，终端控制模块300能够根据以及获取的采样电流信号和采样电压信号，并根据E＝∫U(t)I(t)dt，终端控制模块300能够计算出标准能量，并将该标准能量的能量值进行显示。操作人员在根据终端控制模块300显示的标准能量的能量值和被校准的除颤分析仪21显示的获取能量的能量值之间差值，便能够对被校准的除颤分析仪21进行校准。

需要说明的是，终端控制模块300根据操作人员的操作，可调节生成的能量生成指令，以使预设能量的能量值在40J-400J之间内可调。

请参阅图7，本发明实施例还提供了一种能量输出方法，应用于能量计算装置，该能量输出方法包括：步骤S110和步骤S120。

步骤S110：标准能量发生模块产生预设能量。

步骤S120：所述标准能量发生模块生成触发信号至采集模块，并将所述预设能量释放至被校准的除颤分析仪。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置中的对应过程，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种能量计算装置及除颤分析仪校准系统、能量输出方法。除颤分析仪校准系统包括：被校准的除颤分析仪，能量计算装置包括：标准能量发生模块、采集模块和终端控制模块。标准能量发生模块用于分别与外部电源和被校准的除颤分析仪耦合，标准能量发生模块与采集模块耦合，终端控制模块分别与采集模块和标准能量发生模块耦合。

通过标准能量发生模块产生预设能量的同时，还生成触发信号至采集模块。由于该触发信号能够有效触发控制采集模块开始对预设能量进行采集，并且采集模块获取预设能量释放至被校准的除颤分析仪的整个过程中的采样信号，故能够有效提高数据采集的完整度，减小无效数据的采集量，因而提高了能量计算装置对被校准的除颤分析仪的校准确度。再通过标准能量发生模块将产生的预设能量释放至能量卸载电路，进而实现了对存储电能的卸载，进而有效避免除颤分析仪校准过程所产生的安全隐患。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种能量计算装置，其特征在于，所述能量计算装置应用于除颤分析仪校准系统，所述除颤分析仪校准系统包括：待校准的除颤分析仪，所述能量计算装置包括：标准能量发生模块、采集模块和终端控制模块；所述标准能量发生模块用于分别与外部电源和所述除颤分析仪耦合，所述标准能量发生模块与所述采集模块耦合，所述终端控制模块分别与所述采集模块和所述标准能量发生模块耦合；

所述标准能量发生模块，用于产生预设能量，生成触发信号至所述采集模块，并将所述预设能量释放至所述待校准的除颤分析仪；

所述采集模块，用于在所述待校准的除颤分析仪持续接收所述预设能量的过程中，根据所述触发信号采集所述标准能量发生模块输出的所述预设能量以得到采样信号，其中，所述采样信号包括：电流采样信号和电压采样信号；

所述终端控制模块，用于获取所述采集模块输出的采样信号，根据所述采样信号获得标准能量，并显示所述标准能量的能量值；

其中，所述标准能量发生模块包括：电源储能单元、主控单元和电能输出采集单元；所述电源储能单元用于与所述外部电源耦合，所述主控单元分别与所述电源储能单元和所述电能输出采集单元耦合，所述电能输出采集单元分别与所述电源储能单元和所述采集模块耦合，所述电能输出采集单元用于与所述待校准的除颤分析仪耦合；

所述电源储能单元，用于将由所述外部电源输出的电能存储和输出至电能输出采集单元；

所述主控单元，用于根据所述终端控制模块发送的能量生成指令控制所述电能输出采集单元产生所述预设能量，生成触发指令至所述采集模块和生成能量释放指令至所述电能输出采集单元，以使所述电能输出采集单元将所述预设能量发送至所述待校准的除颤分析仪；

所述电能输出采集单元包括：电流采集电路、电压采集电路、采集输出电路、放电电路和驱动电路，所述电流采集电路、所述电压采集电路、所述放电电路均与所述电源储能单元耦合，所述电流采集电路和所述电压采集电路均通过所述采集输出电路与所述采集模块耦合，所述电压采集电路与所述主控单元耦合，所述驱动电路分别与所述主控单元和所述放电电路耦合，所述放电电路用于与所述待校准的除颤分析仪耦合；

所述电流采集电路，用于在所述待校准的除颤分析仪持续接收所述预设能量的过程中，获取所述预设能量中的电流采样信号并输出至所述采集输出电路；

所述电压采集电路，用于在所述待校准的除颤分析仪持续接收所述预设能量的过程中，获取所述预设能量中的电压采样信号并输出至所述采集输出电路；

所述采集输出电路，用于将所述采样电流信号和所述采样电压信号输出至所述采集模块；

所述驱动电路，用于根据所述主控单元输出的闭合指令驱动所述电源储能单元将电能输出至所述电流采集电路，以使所述电流采集电路存储所述预设能量，并根据所述主控单元输出的所述能量释放指令驱动所述放电电路，以使所述电流采集电路通过所述放电电路将所述预设能量释放至所述待校准的除颤分析仪；

所述电流采集电路包括：高压电容和采样电阻，所述高压电容的一端分别与所述电源储能单元的高压转换电路、所述电压采集电路和所述放电电路耦合，所述高压电容的另一端分别与所述采样电阻的一端和所述采集输出电路耦合，所述采样电阻的另一端接地；其中，当所述高压转换电路输出电信号时，通过所述高压电容根据电信号进行储能；若能量存储至预设能量时，通过所述高压电容将存储的预设能量释放至所述放电电路；所述预设能量释放过程中会产生大电流，该大电流通过所述采样电阻被等比衰减为小电压并输出至所述采集输出电路，所述小电压即为所述采样电流信号；

所述电压采集电路包括：多个主分压电阻和多个辅分压电阻，每个所述主分压电阻依次串联形成第一串联分压结构，每个所述辅分压电阻依次串联形成第二串联分压结构，所述第一串联分压结构的一端和所述第二串联分压结构的一端均与所述电源储能单元的高压转换电路连接，所述第一串联分压结构的另一端和所述第二串联分压结构的另一端均接地，位于所述第一串联分压结构另一端的所述主分压电阻不接地的一端与所述采集输出电路耦合；其中，当所述高压转换电路输出电信号时，所述高压电容开始充电储能，输入至所述第一串联分压结构的一端和所述第二串联分压结构的一端的电信号被多个所述主分压电阻和多个所述辅分压电阻依次分压；电信号被分压至位于所述第一串联分压结构另一端的主分压电阻不接地的一端时，该电信号也被等比衰减为小电压，该小电压即为能量存储信息，并通过所述主控单元的模数转换电路持续发送至所述主控单元的主控电路；当所述高压电容储满预设能量并开始释放时，该小电压即为释能信息和采样电压信号；所述释能信息通过所述模数转换电路持续发送至所述主控电路，所述采样电压信号发送至所述采集输出电路。

2.根据权利要求1所述的能量计算装置，其特征在于，所述标准能量发生模块还包括：通信单元，所述通信单元分别与所述主控单元、所述采集模块和所述终端控制模块耦合，所述通信单元包括：RS232接口电路和触发接口电路，所述RS232接口电路分别与所述主控单元和所述终端控制模块耦合，所述触发接口电路分别与所述主控单元和所述采集模块耦合；

所述RS232接口电路，用于获取所述终端控制模块发送的所述能量生成指令，并将所述能量生成指令发送至所述主控单元；

所述触发接口电路，用于获取所述主控单元发送的所述触发信号， 并将所述触发信号发送至所述采集模块。

3.根据权利要求2所述的能量计算装置，其特征在于，所述RS232接口电路通过第一光电隔离电路与所述主控单元耦合，所述触发接口电路通过第二光电隔离电路与所述主控单元耦合。

4.根据权利要求1所述的能量计算装置，其特征在于，所述标准能量发生模块还包括：输入显示单元，所述输入显示单元与所述主控单元耦合。

5.一种能量输出方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一项所述的能量计算装置，所述方法包括：

标准能量发生模块产生预设能量；

所述标准能量发生模块生成触发信号至采集模块，并将所述预设能量释放至待校准的除颤分析仪。

6.根据权利要求5所述的能量输出方法，其特征在于，所述标准能量发生模块生成触发信号至采集模块，并将所述预设能量释放至待校准的除颤分析仪的步骤，包括：

所述标准能量发生模块判断产生的预设能量是否大于预设条件能量，若是，所述标准能量发生模块生成所述触发信号至所述采集模块，并将所述预设能量释放至所述除颤分析仪。

7.一种除颤分析仪校准系统，其特征在于，所述除颤分析仪校准系统包括：待校准的除颤分析仪和如权利要求1-4任一项所述的能量计算装置，所述能量计算装置与所述待校准的除颤分析仪耦合。