CN107064776A - 一种对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对医疗设备进行可靠性试验的系统及方法，所述对医疗设备进行可靠性试验的系统包括：控制设备和测试设备；控制设备，其包括微控制器、第一连接装置和监控装置；测试设备，其包括第二连接装置、测试执行装置、实时监控采样装置以及可靠性测试板；第一连接装置与第二连接装置之间建立有电连接，用于传递电能及数据信号，可靠性测试板上设置有至少一个用于安装医疗设备电路板的测试位置，每个测试位置设置有第一元件，当医疗设备电路板上具有与第一元件相关联的第二元件时，第一元件能够产生至少一个可被检测的特征。

Description

一种对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗设备检测的技术领域，特别是涉及对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统及方法。

背景技术

中国医疗电子设备的需求量随着人口老龄化速度加快和人们不断增强的健康意识而快速递增，在国家政策、医疗信息化及技术革命的推动下，中国医疗电子设备市场的供应量持续保持快速增长，但随之而来的对医疗电子设备的安全可靠性检测也愈发重要。

目前，国内外针对规格相对统一的电容等元器件的可靠性试验装置已经比较成熟。而集成电路(I C)可靠性试验装置，一些老化设备厂商也试图推出适用于多品种，类型广泛，自动化程度高的装置，如公开号为CN1244035的中国发明专利。上述两类装置均属于元器件可靠性试验的范畴。而对电路板板级的可靠性试验，是对焊好的产品电路板进行试验，试验中对被测电路板施加电应力，温度应力，模拟产品实际的工作过程，试验过程监控电源和电流，剔除不合格品。因为对不同产品，电路板功能各异，尚未形成通用的可靠性试验平台。

医疗设备根据用户的需要，经常设计为具有相似功能的使用可充电电池的产品和不可充电电池的产品。由于可充电产品和不可充电产品的电路结构不同，对不同的电路板进行测试过程需要使用不同的试验方案。由此，需要一种能够对可充电和不可充电的产品电路板进行测试的可靠性试验系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统及方法来解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供一种对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统包括：控制设备和测试设备；

控制设备，其包括微控制器、第一连接装置和监控装置；

测试设备，其包括第二连接装置、测试执行装置、实时监控采样装置以及可靠性测试板；

第一连接装置与第二连接装置之间建立有电连接，用于传递电能及数据信号，可靠性测试板上设置有至少一个用于安装医疗设备电路板的测试位置，每个测试位置设置有第一元件，当医疗设备电路板上具有与第一元件相关联的第二元件时，第一元件能够产生至少一个可被检测的特征。

优选地，所述可被检测的特征包括:电压信号、电流信号、光信号、磁信号、数据信号以及机械运动。

优选地，所述第一元件是NTC模拟电阻。

优选地，所述第二元件是充电装置。

优选地，所述微控制器能够检测所述可被检测的特征，判断所述医疗设备电路板是否具有所述充电装置，并执行相应的电路板检测方案。

优选地，所述控制设备还包括非充电产品供电电源、可充电电池模拟装置，以及充电和非充电供电切换装置。

优选地，所述对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统还包括连接器，用于连接所述可靠性测试板与所述医疗设备电路板。

本发明提供使用所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验系统的方法，包括以下步骤：

(1)将所述医疗设备电路板与所述可靠性测试板进行连接；

(2)通过所述控制设备对所述可靠性测试板进行供电；

(3)检测所述可靠性测试板上相应的第一元件上的可被检测的特征；

(4)根据步骤(3)中所述可被检测的特征结果执行相应的可靠性试验方案。

本发明提出了一种对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统及方法，所述对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统通过实时监控和记录非充电和可充电医疗设备电路板的电流波形实现对医疗设备可靠性的检测，而且本发明的对医疗设备进行可靠性试验的系统具有平台统一、通用性强、集成度高和可维护性高的特点。

附图说明

图1是对医疗设备电路板进行可靠性试验系统的结构示意图。

图2是负载供电部分可靠性试验的流程图。

图3是可靠性试验过程自动切换的流程图。

图4是本发明的一实施例中的被测电路板结构示意图。

图5是本发明另一实施例中的被测电路板结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，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。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。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。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明对医疗设备电路进行可靠性试验的系统可对非充电和可充电两种大类的各型号脑起搏器、迷走神经刺激器、脊髓刺激器，以及骶神经刺激器等医疗仪器的电路板产品进行可靠性试验。通过自动或手动地改变切换开关的设置，可选择对充电类产品或者非充电类产品进行可靠性试验。

如图1所示，对医疗设备电路进行可靠性试验的系统包括：非充电产品供电电源1、可充电电池模拟设备2、电流实时监控设备3、充电能量供给设备4和可靠性试验板5。其中，可靠性试验板5设置在温箱内的第一位置；而非充电产品供电电源1、可充电电池模拟设备2、电流实时监控设备3和充电能量供给设备4设置在温箱外的第二位置。充电能量供给设备4连接可靠性试验板5，可靠性试验板5连接电流实时监控设备3，电流实时监控设备3连接可充电电池模拟设备2实现充电产品的模拟，从而对可充电电池进行充电的试验；可充电电池模拟设备2通过电流实时监控设备3连接可靠性试验板5实现充电产品的模拟可充电电池对负载部分进行供电的试验；非充电产品供电电源1通过电流实时监控设备3连接可靠性试验板5实现非充电产品模拟非充电电池，从而对负载部分进行供电的试验。电流实时监控设备实时显示可靠性试验板上的试验电路板的电流数值。

如图1所示，可靠性试验板5包括连插接座51、供电采样电路52、电路板连接端口53、电路板外围部件54及试验板控制装置55。

电路板与可靠性试验板之间的电路板连接端口53采用统一定义的金手指插座，以使得可靠性试验系统成为通用平台。在一未图示实施例中，电路板连接端口为触点式插座。在另一未图示实施例中，电路板连接端口为测试针式插座。

对于可充电型号的电路板，其中具有充电装置，在使用时需要外接对应的充电温度NTC模拟电阻，并且在上电后该充电温度NTC模拟电阻上会产生电压信号。可靠性试验板5上电路板外围部件54中包括充电温度NTC模拟电阻，这样，对被测的电路板上电后，只要检测到温度NTC模拟电阻上产生的电压信号，就可以判断出该电路板为可充电型号。可选地，在其它实施方式中，还可以使用其它元件产生与电路板上的充电元件特征相关的信号。例如，光电开关、磁控开关、光电扫描装置、限位开关等。

如图1所示，对充电类产品可靠性试验包括：模拟充电电池对负载部分供电进行试验和模拟对可充电电池进行充电。前者即，可充电电池模拟设备7通过电流实时监控设备8连接可靠性试验板实现充电产品的模拟可充电电池对负载部分进行供电的试验；后者即，充电能量供给设备1连接可靠性试验板，可靠性试验板连接电流实时监控设备8，电流实时监控设备连接可充电电池模拟设备7实现充电产品的模拟对可充电电池进行充电的试验。对非充电类产品，非充电产品供电电源6模拟非充电电池对负载部分供电进行试验。即非充电产品供电电源6通过电流实时监控设备8连接可靠性试验板实现非充电产品模拟非充电电池对负载部分进行供电的试验，电流实时监控设备8实时显示可靠性试验板上的试验电路板的电流数值。

如图1所示，非充电产品对负载部分供电试验和可充电产品的模拟充电电池对负载部分供电试验：非充电产品供电电源6和可充电电池模拟设备7，根据可靠性试验产品类别不同，通过切换开关进行切换，与电流实时监控8相连，通过电流实时监控8连接到温箱内的可靠性试验板的连接插座2上，给可靠性试验板供电，同时通过可靠性试验板上的电流实时监控采样电路4传递回来的电流采样信号，电流实时监控8实时显示可靠性试验板上每一块试验电路板PCB的电流数值。

如图1所示，模拟对可充电电池进行充电试验：充电能量供给设备1连接到温箱内的可靠性试验板的连接插座2上，通过供电电路3分路后分别连接可靠性试验板上的多个金手指插座阵列5，通过金手指插座5将能量传递给各试验电路板PCB，试验电路板PCB通过电流实时监控系统连接到可充电电池模拟设备7,模拟充电过程，同时通过可靠性试验板电流实时监控采样电路4传递的电流采样信号，电流实时监控8实时显示可靠性试验板上每一块试验电路板PCB的充电电流数值。目前设计温箱内每一块可靠性试验板上共包括20个金手指插座，每个金手指插座上可插入一块试验电路板，这样每一块可靠性试验板上一共20块试验电路板PCB。

温箱外的充电能量供给设备1、非充电产品供电电源6和可充电电池模拟设备7有电压和电流限制功能；电流实时监控8有报警和自动切断供电通路功能。

如图1所示，温箱内由多块可靠性试验板构成，其中一组可靠性试验板包括：与温箱外相连的连结插座2，供电电路3、电流实时监控采样电路4，金手指插座5和金手指外围。金手指外围包括：模拟负载阵列，可靠性程序更新插座，通信线圈和NTC模拟电阻。

金手指：试验电路板在试验的时候插入防反接的金手指插座，对所有充电和非充电类产品均通用。金手指各管腿定义一致，保证可靠性试验系统这一平台对不同产品的通用性。每一块可靠性试验板包括20个金手指插座，可插入20个试验电路板。

模拟负载阵列：模拟负载阵列与金手指相连，在非充电产品对负载部分供电试验和可充电产品模拟可充电电池对负载部分供电试验时，为神经刺激器的每一路输出提供负载。

可靠性程序更新插座：可靠性程序更新插座与金手指插座相连，用于对试验电路板进行可靠性试验程序和产品程序的更换操作。

通信线圈：通信线圈与金手指相连，用于对试验电路板通信部分进行可靠性试验时提供硬件支持。本系统在不同神经刺激器产品可靠性试验时，设计统一的模拟通信线圈，保证可靠性试验系统平台的通用性。

电流实时监控采样电路4：在所有试验情况下，即对充电类产品，模拟可充电电池对负载部分供电进行试验和模拟对可充电电池进行充电试验；对非充电类产品，非充电产品供电电源模拟非充电电池对负载部分供电进行试验。可靠性试验过程，实时采样各试验电路板的可靠性试验电流，通过连接插座2，传递给电流实时监控设备8，用于各试验电路板电流数值的显示和存储。

供电电路3：对连接插座进来的供电进行分路，供电给不同的金手指插座。即每一块可靠性试验板上有多少个金手指插座就要对供电进行相对应的分配。

连接插座2：用于连接温箱内外，所有不同产品均统一定义，保证可靠性试验系统平台通用性。采用带助力的防反接插拔插座，保证连接可靠性。

如图2所示，本系统还能够执行可靠性程序自动扫描检测，该扫描检测流程包括：可靠性试验系统上电后，各型号产品上电后一定时间内，进行自动巡检，确定各连接端是否正确可靠连接；如果连接检查10失败则停止可靠性试验，如果连接检查10成功，则输出指定参数的刺激脉冲11，并且开启采集模块15，自动进行多个通道的数据采集17，同时将采集结果向外发送18，采集过程持续一定时间16，关闭采集模块。此后每隔一定时间进行一次采集17和通信数据发送18。

如图3所示，可靠性试验过程自动切换功能如下：试验电路板插入金手指插座中各插座，初始上电，由非充电产品供电电源给可靠性试验板供电。上电后，可靠性试验板5上的单片机51通过可靠性试验板上的充电温度NTC模拟电阻两端的电压自动识别试验电路板是非充电产品电路板还是充电产品电路板。如果识别是非充电产品电路板，一定时间后，试验电路板的非充电产品可靠性程序自动运行，进行模拟非充电电池对负载部分进行供电的试验；如果识别是可充电产品，单片机发出切换控制信号，一定时间后，试验电路板的可充电产品可靠性程序自动运行。首先进行模拟可充电电池对负载部分进行供电的试验，设定的试验时间到了后，紧接着进行模拟对可充电电池进行充电的试验，设定的试验时间到了后，结束可靠性试验。

图4所示的是本发明的一种实施例中的被测电路板，该被测电路板6设置有充电装置61，以及与其相对应的连接端口中的连接端子62。充电装置61与连接端子62之间通过导体63形成电连接。连接端子62与与可靠性试验板5中的连接插座连接后，充电装置61与可靠性试验板5中的NTC模拟电阻即建立了电连接。

图5所示的是本发明的另一种实施例中的被测电路板，该被电路板6’设置有充电装置，以及与其相对应的连接端口中的连接端子62’。连接端子62’可以通过预先定义的方式与可靠性试验板5中的外围元件相互作用，以使得外围元件产生相应的特征。可选的相互作用的方式包括磁信号读取、光电数据读取等。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统，其特征在于，包括：控制设备和测试设备；

所述控制设备，其包括微控制器、第一连接装置和监控装置；

所述测试设备，其包括第二连接装置、测试执行装置、实时监控采样装置和可靠性测试板；

所述第一连接装置与所述第二连接装置之间建立有电连接，用于传递电能及数据信号，所述可靠性测试板上设置有至少一个用于安装医疗设备电路板的测试位置，每个测试位置设置有第一元件，当医疗设备电路板上具有与第一元件相关联的第二元件时，第一元件能够产生至少一个可被检测的特征。

2.如权利要求1所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统，其特征在于：所述可被检测的特征包括:电压信号、电流信号、光信号、磁信号、数据信号以及机械运动。

3.如权利要求2所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统，其特征在于：所述第一元件是NTC模拟电阻。

4.如权利要求3所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统，其特征在于：所述第二元件是充电装置。

5.如权利要求4所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统，其特征在于：所述微控制器能够检测所述可被检测的特征，判断所述医疗设备电路板是否具有所述充电装置，并执行相应的电路板检测方案。

6.如权利要求1所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统，其特征在于：所述控制设备还包括非充电产品供电电源、可充电电池模拟装置、以及充电和非充电供电切换装置。

7.如权利要求1所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统，其特征在于：所述对医疗设备电路板进行可靠性试验的系统还包括连接器，用于连接所述可靠性测试板与所述医疗设备电路板。

8.一种使用如权利要求1-7之一所述的对医疗设备电路板进行可靠性试验系统的方法，包括以下步骤：

(1)将所述医疗设备电路板与所述可靠性测试板进行连接；

(2)通过所述控制设备对所述可靠性测试板进行供电；

(3)检测所述可靠性测试板上相应的第一元件上的可被检测的特征；

(4)根据步骤(3)中所述可被检测的特征结果执行相应的可靠性试验方案。