CN106994201B - 一种呼吸湿化仪及其测量保温电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种呼吸湿化仪及其测量保温电路，涉及呼吸湿化仪控制技术领域，包括控制芯片S1、二极管D1、热敏电阻R1和加热电阻R2；热敏电阻R1和加热电阻R2构成串联电路，热敏电阻R1和二极管D1构成并联电路，主芯片U2控制二极管D1的导通与截止，当二极管D1导通时，热敏电阻R1被短路，加热电阻R2进行加热，对呼吸湿化仪管路内的气体进行加热保温，当二极管D1截止时，加热电阻R2停止加热，热敏电阻R1测量呼吸湿化仪管路内部气体的温度，将气体温度数据经过放大芯片U1传送到主芯片U2中，主芯片U2对数据进行处理分析并调控控制芯片S1输出加载在热敏电阻R1和加热电阻R2上的电压，调控加热电阻R2的加热效果，起到对呼吸湿化仪管路内部气体保温的效果。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸湿化仪控制技术领域，特别是涉及一种呼吸湿化仪及其测量保温电路。
背景技术
随着呼吸系统疾病日益高发，辅助呼吸的仪器便应运而生。人们在身体健康时,由于上呼吸道对吸入气体有加温加湿的功能，因此可以维持气道黏膜与纤毛系统正常的生理功能和防御机能。但是,作为这种工能减弱或者丧失的患者,就需要在康复治疗时使用仪器辅助患者的呼吸系统加温、加湿和细菌过滤,以确保正常的生理需要。
使用过程中，呼吸湿化仪对气体进行加热润湿，然后提起经过管路被使用者吸入，由于呼吸管理具有一段长度，气体在经过管路时温度会降低，使用者吸入气体温度不能达到预定温度值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种呼吸湿化仪及其测量保温电路，解决气体经过管路温度降低，不能达到预定温度值的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种呼吸湿化仪的测量保温电路，与呼吸湿化仪内部的主芯片U2和放大芯片U1连接，其特征在于：测量保温电路包括控制芯片S1、二极管D1、热敏电阻R1和加热电阻R2；
控制芯片S1的1脚和16脚与电源VCC连接，控制芯片S1的4脚和5脚均与地AGND连接，控制芯片S1的2脚、7脚和9脚和主芯片U2连接，控制芯片S1的3脚和6脚均与二极管D1的第一端和热敏电阻R1的第一端连接，控制芯片S1的8脚和+14V电源连接，控制芯片S1的15脚、13脚、12脚和10脚均接地，控制芯片S1的14脚和11脚分别与放大芯片U1和加热电阻R2的第一端连接；二极管D1的第二端、热敏电阻R1的第二端和加热电阻R2的第二端相连。
优选地，所述控制芯片S1选用SN754410芯片。
优选地，所述加热电阻R2为电阻丝。
优选地，所述热敏电阻R1选用正温度系数热敏电阻。
一种呼吸湿化仪，其特征在于：包括加热管、主芯片U2、放大芯片U1以及权利要求1至4任一项所述的测量保温电路。
优选地，所述电阻R2安装在呼吸湿化仪的加热管内。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过设计呼吸湿化仪的测量保温电路，热敏电阻R1和加热电阻R2构成串联电路，同时热敏电阻R1和二极管D1构成并联电路，主芯片U2能够控制二极管D1的导通与截止，当二极管D1导通时，热敏电阻R1被短路，加热电阻R2进行加热，对呼吸湿化仪管路内的气体进行加热保温，当二极管D1截止时，热敏电阻R1和加热电阻R2在电路中形成串联电路，由于热敏电阻R1阻值很大，因此加热电阻R2停止加热，此时热敏电阻R1测量呼吸湿化仪管路内部气体的温度，同时并将测量气体温度的数据经过放大芯片U1传送到主芯片U2中，主芯片U2对数据进行处理分析并调控控制芯片S1输出加载在热敏电阻R1和加热电阻R2上的电压，调控加热电阻R2的加热效果，最终起到对呼吸湿化仪管路内部气体保温的效果，同时此设计将测温和保温电路串联在同一电路中，共用一条线路，简化了电路。
附图说明
图1是本发明测量保温电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，为本发明测量保温电路的电路原理图，测量保温电路包括控制芯片S1、二极管D1、热敏电阻R1和加热电阻R2，测量保温电路与呼吸湿化仪内部的主芯片U2和放大芯片U1连接。
控制芯片S1的1脚和16脚与电源VCC连接，控制芯片S1的4脚和5脚均与地AGND连接，控制芯片S1的2脚、7脚和9脚和主芯片U2连接，控制芯片S1的3脚和6脚均与二极管D1的第一端和热敏电阻R1的第一端连接，控制芯片S1的8脚和+14V电源连接，控制芯片S1的15脚、13脚、12脚和10脚均接地，控制芯片S1的14脚和11脚分别与放大芯片U1和加热电阻R2的第一端连接；二极管D1的第二端、热敏电阻R1的第二端和加热电阻R2的第二端相连。
当需要对管路内气体进行保温时，主芯片U2控制控制芯片S1将在推挽模式下的高电平加载在A端，低电平加载在B端，此时二极管D1导通，将热敏电阻R1短路，加热电阻R2在AB两端电压下对管路内的气体进行加热保温。
当需要对管路内气体温度进行测量时，主芯片U2控制控制芯片S1将在推挽模式下的低电平加载在A端，高电平加载在B端，此时二极管D1截止，由于热敏电阻R1的电阻值远大于加热电阻R2的电阻值，因此加热电阻R2不加热，热敏电阻R1测量管路内气体的温度，将测量气体温度数据经过放大芯片U1传送到主芯片U2中，主芯片U2对数据进行分析处理，调节控制芯片S1加载在AB两端的电压，调节加热电阻R2工作时的电压，从而控制加热电阻R2的加热效果，保证管路内气体维持在设定的温度范围内。
本设计中利用热敏电阻R1选用正温度系数热敏电阻，测量管路内气体温度是利用热敏电阻的阻值与温度对应的特性，在热敏电阻R1工作时，由于二极管D1在截止时存在一定的漏电流，会导致热敏电阻R1测量气体温度不准确，因此本设计将热敏电阻R1置于稳定的几个温度场中，分别记录其对应的阻值，即将其实际的曲线用多段直线进行线性拟合，并将拟合后的曲线记录在主芯片U2中，从而能够保证热敏电阻能够对管路内气体进行精确测温。
本设计中的控制芯片S1选用SN754410芯片，SN754410芯片输出能够实现0V与14V的电位转换，利用SN754410芯片输出电压加载在AB端，能够为加热电阻R2和测温电阻R1提供工作电压，同时由于SN754410芯片输出电压能够变化，在加热电阻R2工作时，由于工作电压不同，加热效果不同，由此实现了能够改变加热效果，将管路内气体维持在一定温度范围之内。
本发明中还提供了一种呼吸湿化仪，包括主芯片U2、放大芯片U1以及测量保温电路，保温电路中的加热电阻为电阻丝，安装在呼吸湿化仪的加热管内。
加热电阻R2使用电阻丝能够具有很好的加热效果，电阻丝具有一定长度，安装在加热管内，能够对一定长度范围的气体进行加热，提高对气体的加热效率。
采用上述技术方案后，加热湿化管路需要对气体保温同时还需要测量温度，本电路巧妙的将管路的保温系统和测量系统共用一线，既满足了管路的功能要求，又简化了电路，同时还提高了系统中主芯片的利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种呼吸湿化仪的测量保温电路，与呼吸湿化仪内部的主芯片U2和放大芯片U1连接，其特征在于：测量保温电路包括控制芯片S1、二极管D1、热敏电阻R1和加热电阻R2；
控制芯片S1的1脚和16脚与电源VCC连接，控制芯片S1的4脚和5脚均与地AGND连接，控制芯片S1的2脚、7脚和9脚和主芯片U2连接，控制芯片S1的3脚和6脚均与二极管D1的第一端和热敏电阻R1的第一端连接，控制芯片S1的8脚和+14V电源连接，控制芯片S1的15脚、13脚、12脚和10脚均接地，控制芯片S1的14脚和11脚分别与放大芯片U1和加热电阻R2的第一端连接；二极管D1的第二端、热敏电阻R1的第二端和加热电阻R2的第二端相连；
所述主芯片U2记录有热敏电阻R1的阻值与温度特性的拟合曲线，所述拟合曲线是基于对将热敏电阻R1置于稳定的几个温度场中所记录的阻值与温度特性曲线进行多段直线拟合而得到的；
主芯片U2能够控制二极管D1的导通与截止，当二极管D1导通时，热敏电阻R1被短路，加热电阻R2进行加热，对呼吸湿化仪管路内的气体进行加热保温，当二极管D1截止时，热敏电阻R1和加热电阻R2在电路中形成串联电路，由于热敏电阻R1阻值很大，因此加热电阻R2停止加热，此时热敏电阻R1测量呼吸湿化仪管路内部气体的温度，同时并将测量气体温度的数据经过放大芯片U1传送到主芯片U2中，主芯片U2对数据进行处理分析并调控控制芯片S1输出加载在热敏电阻R1和加热电阻R2上的电压，调控加热电阻R2的加热效果，最终起到对呼吸湿化仪管路内部气体保温的效果。
2.根据权利要求1所述的测量保温电路，其特征在于：所述控制芯片S1选用SN754410芯片。
3.根据权利要求1所述的测量保温电路，其特征在于：所述加热电阻R2为电阻丝。
4.根据权利要求1所述的测量保温电路，其特征在于：所述热敏电阻R1选用正温度系数热敏电阻。
5.一种呼吸湿化仪，其特征在于：包括加热管、主芯片U2、放大芯片U1以及权利要求1至4任一项所述的测量保温电路。
6.根据权利要求5所述的呼吸湿化仪，其特征在于：所述电阻R2安装在呼吸湿化仪的加热管内。
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