CN110051342B - 一种电子血压计自动检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种电子血压计自动检测装置，包括多组受MCU控制的压力装置，所述多组压力装置的气路输出与气路输出接口连通，用于对电子血压计进行一种或多种类型的检测。本发明通过设置多组压力装置，一是可以根据不同的测量类型的需求，选择合适功率的气泵和合适容量的气罐；二是可以将不同测试过程中的充气、放气等环节并行开展，克服了传统测量装置只采用一组压力装置，多个测试过程之间需要耗费较长的充气与放气等待时间、测量精度低等弊端。采用本装置，对一台电子血压计进行全面测试仅需45秒左右，相对于传统的测试装置与方法具有测试功能完善、自动化程度高、检测过程耗时少、检测结果精度高等优点，可以显着提高工作效率。

Description

一种电子血压计自动检测装置及方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种用于对医疗器械进行检测的装置及方法，特别是涉及一种电子血压计自动检测装置及方法。

背景技术

电子血压计通常由阻塞袖带、气压传感器、加压气泵、测量电路等部件组成，具有无创测量、结果准确、使用便捷等优点。电子血压计在出厂前，通常需要对其状态进行全面检测，以确保产品质量符合设计要求。

目前，电子血压计检测装置普遍存在自动化程度低、检测功能单一、检测过程耗时长等缺点。例如，美国FLUKE公司生产的BP Pump2型无创血压模拟器只能进行气压模拟动态检测，整个检测过程需要手工操作完成；中国实用新型专利2016206399185公开的一种血压计批量检测装置，仅能对血压计的压力组件进行静态检测，无法对血压计的电子电路部分进行检测；中国发明专利2017113968211公开的一种电子血压计质量检测方法及装置，利用该方法及装置对电子血压计进行检测，整个检测过程耗时较长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种检测功能完善、自动化程度高、检测过程耗时少的电子血压计自动检测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电子血压计自动检测装置，包括多组受MCU控制的压力装置，所述多组压力装置的气路输出与气路输出接口连通，用于对电子血压计进行一种或多种类型的检测。

进一步，所述压力装置包括气泵、气罐、压力传感器和电磁阀，其中：所述气泵受MCU控制和驱动，气泵产生的高压气体送入气罐；所述气罐内部，经电磁阀与气路输出接口连通；所述压力传感器，用于测量气罐中的气体压力；所述电磁阀受MCU控制，用于控制气罐内部与气路输出接口连通或截止。

进一步，所述电子血压计自动检测装置还包括输出压力传感器，所述输出压力传感器与气路输出接口连通，用于测量气路输出压力。

进一步，所述电子血压计自动检测装置还包括通信模块、可变电压输出模块和电流检测模块，其中：所述通信模块，用于通过电路接口向电子血压计发送指令，并接收电子血压计的返回结果；所述可变电压输出模块，用于通过电路接口向电子血压计提供不同电压值的驱动电压；所述电流检测模块，用于检测电子血压计的驱动电流。

进一步，所述通信模块与可变电压输出模块共享一个电路接口，所述电路接口为USB接口。

进一步，所述电子血压计自动检测装置包括与MCU电连接的输入/输出装置。

进一步，所述压力装置包括3组，所述3组压力装置分别用于对电子血压计进行静态压检测、气密检测，以及动态模拟检测。

本发明还采用了如下技术方案：

一种电子血压计自动检测方法，采用具有多组压力装置的电子血压计自动检测装置对电子血压计进行静态压检测、气密检测，以及动态模拟检测，包括以下步骤：(a1)第一压力装置预充气；(a2)通过第一压力装置对电子血压计进行静态压检测；(a3)通过第二压力装置对电子血压计进行气密检测；(a4)通过第三压力装置对电子血压计进行动态模拟检测。

进一步，所述电子血压计自动检测方法还包括电压检测和/或电流检测，包括以下步骤中的一个步骤或多个步骤：(b1)标准电压检测：向电子血压计提供标准电压，向电子血压计发送电压检测命令，接收电子血压计返回的标准电压值，判定该标准电压值是否满足要求；(b2)低电压检测：向电子血压计提供低电压，向电子血压计发送低电压检测命令，接收电子血压计返回的低电压值，判定该低电压值是否满足要求；(b3)待机电流检测：向电子血压计发送关机命令，电子血压计关机后，测量电子血压计待机电流，判定该待机电流是否满足要求；(b4)开机电流检测：向电子血压计发送开机命令，测量电子血压计开机电流，判定该开机电流是否满足要求；(b5)工作电流检测：向电子血压计发送工作电流检测命令，测量电子血压计电磁阀关闭、电机全速工作于设定压力时的工作电流，判定该工作电流是否满足要求，

进一步，在进行电压检测或电流检测的同时进行步骤(a1)。

本发明一种电子血压计自动检测装置及方法，通过设置多组压力装置，一是可以根据不同的测量类型的需求，选择合适功率的气泵和合适容量的气罐，以提高充放气速度和检测精度；二是可以将不同测试过程中的充气、放气等环节并行开展，例如在进行第一测试过程时第二测试过程同时进行预充气，或者第一测试过程中得到测量数据后直接切换至第二测试过程，在进行第二测试过程的同时对第一测试过程采用的气罐进行放气，克服了传统测量装置只采用一组压力装置，多个测试过程之间需要耗费较长的充气与放气等待时间长、测量精度低等弊端。采用本装置，对一台电子血压计进行全面测试仅需45秒左右，相对于传统的测试装置与方法具有测试功能完善、自动化程度高、检测过程耗时少、检测结果精度高等优点，可以显着提高工作效率。

附图说明

图1是实施例1中一种电子血压计自动检测装置的气路检测部分整体结构示意图；

图2是实施例1中一种电子血压计自动检测装置的电路检测部分整体结构示意图；

图3是实施例2中一种电子血压计自动检测方法的整体流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至3，进一步说明本发明一种电子血压计自动检测装置及方法的具体实施方式。本发明一种电子血压计自动检测装置及方法不限于以下实施例的描述。

本文中所述的多种类型的检测，至少包括校压、静态压检测、气密检测、动态模拟检测、标准电压检测、低电压检测、待机电流检测、开机电流检测和工作电流检测中的一种或多种，各检测的内容、原理或目的分别如下：所述校压，是指输出给电子血压计一个基准压力，并根据该基准压力的标准值和电子血压计自身的压力传感器测量到的模拟值，建立二者之间线性关系(或其他类型的函数关系)，并将该线性关系烧录至电子血压计中，电子血压计在实际使用过程中，即可根据压力传感器测量获得的模拟值，通过该线性关系计算得到校正后的压力值；所述静态压检测，是指输出给电子血压计若干个不同压力，判断电子血压计的测量结果是否准确；所述气密检测，是指当电子血压计的排气电磁阀打开时，检测排气电磁阀的排气速率是否满足要求，排气速率过快将导致电子血压计的脉搏测量结果不准确，排气速率过慢将使测量过程太长，导致用户体验变差；所述动态模拟检测，是指电子血压计进行一次实际测量过程，期间其外部连接一个间歇工作气泵以模拟脉搏跳动，通过对比实际测量值与模拟脉搏信号的频率周期，判定电子血压计的脉搏检测功能是否准确；所述标准电压检测，是指输出给电子血压计一个标准电压值，判断电子血压计对该电压的测量值与真实值是否一致，以及该电压下电子血压计是否能够正常工作；所述低电压检测，是指输出给电子血压计一个较低的电压值以模拟其电池(或充电电池)电量低，判断电子血压计对该电压的测量值是否与真实值一致，是否能够产生低电压报警信号，该信号的作用是提示用户对电子血压计更换电池或充电。所述待机电流检测、开机电流检测和工作电流检测，是指对电子血压计在上述三种工态下的电流进行测量，判断该电流值是否在阈值范围内，从而判定其电路结构和气泵是否存在故障或故障隐患。

实施例1：

本实施例给出一种电子血压计自动检测装置的具体结构。

如图1和图2所示，一种电子血压计自动检测装置，包括MCU、3组受MCU控制的压力装置(分别定义为第一压力装置、第二压力装置和第三压力装置，其中第一压力装置包括第一气泵、第一气罐及第一电磁阀，第二压力装置和第三压力装置的组成结构以此类推)，所述压力装置的气路输出与气路输出接口连通，用于连接电子血压计并对其进行一种或多种类型的检测。其中，所述检测类型至少包括静态压检测、气密检测，以及动态模拟检测。同时，所述电子血压计自动检测装置还包括用于对电子血压计进行电压检测及电流检测的通信模块、可变电压输出模块、电流检测模块和电路接口。优选的，所述电子血压计自动检测装置还包括与MCU电连接的输入/输出装置，用于输入控制指令、查看设备运行状态和检测结果等。

如图1所示，所述压力装置包括气泵、气罐、压力传感器和电磁阀，所述3组压力装置分别用于对电子血压计进行静态压检测、气密检测，以及动态模拟检测。在MCU的逻辑过程控制下，3组压力装置相互配合、协同工作，共同完成上述检测。所述气泵受MCU控制和驱动，气泵产生的高压气体送入气罐；优选的，所述气泵采用直流驱动，以精简电路结构，气泵额定功率为5-25W，可通过PWM控制方式对其实际工作功率进行调节；气泵与气罐之间，以及其它各气路通道均采用软管连接。所述气罐的容积与电子血压计的袖带容积一致，以确保检测结果与实际应用状态一致；具体的，所述气罐的容积优选为150-200ml，通过软管将气罐内部储气空间经电磁阀与气路输出接口连通。所述压力传感器通过三通并接在气罐与电磁阀之间的软管上，用于测量气罐中的气体压力。所述电磁阀受MCU控制，用于控制气罐内部与气路输出接口连通或截止；优选的，所述电磁阀采用集中安装的方式，设置在一块基板上以形成电磁阀阵列，该设置可精简设备内部的物理结构，使设备内部的电路走线和软管管路更为整洁，同时也更易对设备进行拼装及维修。所述3个电磁阀(第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀)构成电磁阀阵列，用于在MCU的控制下，控制不同的气罐(第一气罐、第二气罐、第三气罐)受控地与气路输出接口连通或截止，从而实现各气罐分别与电子血压计的袖带气路接口实现连通或截止。优选的，所述电磁阀阵列基板上还设有三个分别连接三个气罐的排气电磁阀，所述排气电磁阀用于对气罐进行排气。所述气路输出接口是设置在设备上的外部气路接口，所述电磁阀阵列的气路输出连接在该气路输出接口上，使用本装置时，只需采用一根软管，将其两端分别连接在所述气路输出接口和待检测的电子血压计的袖带气路接口上，即完成了检测环境中气路的连接设置。所述电子血压计自动检测装置还包括输出压力传感器，所述输出压力传感器通过三通连接在电磁阀阵列与气路输出接口之间端软管上，从而实现了与气路输出接口的连通，用于对电磁阀的气路输出压力(即气路输出接口的输出压力)进行测量。

采用3组压力装置相对于传统的仅设置一组压力装置，其优势在于：一是可根据不同的检测类型，对气泵功率和气罐容量进行合理选型，从而加快检测进度、提高检测精度；二是不同检测过程采用不同压力装置交替进行，可缩短多个检测过程之间的准备时间(包括充气、放气所耗费的时间)。具体到本实施例，采用三组压力装置分别进行静态压检测、气密检测，以及动态模拟检测；所述气罐容积均为200ml；所述第一气泵和第二气泵采用大功率气泵(25W)，以提高检测过程中的充气速度；所述第三气泵采用小功率气泵(5W)，以产生更为精准的气压波动，从而更准确的模拟脉搏跳动。二是多个测量过程的结束与启动阶段可以叠加进行，从而缩短整体检测时间，例如，在进行电流检测时，可同时对第一气罐预充气，从而节省第一气罐的预充气耗时；在进行静态压检测时，可以同时对第二气泵预充气，从而节省第二气罐的充气耗时；静态压检测完成后，不需等待第二气泵完全排气，即可通过第三气罐进行动态模拟检测，从而节省第二气罐的一部分排气耗时，具体过程详见实施例2。

如图2所示，所述电子血压计自动检测装置还包括通信模块、可变电压输出模块和电流检测模块。所述通信模块与MCU和电路接口电连接并接受MCU控制，主要用于通过电路接口向电子血压计发送指令，并接收电子血压计返回的结果。所述可变电压输出模块，与MCU和电路接口电连接，用于在MCU的控制下，通过电路接口向电子血压计提供不同电压值的驱动电压；优选的，所述MCU通过PWM方式控制可变电压输出模块中的电源管理芯片，以实现电压的可变输出。所述电流检测模块，用于检测电子血压计的驱动电流，并将测量结果送给MCU。优选的，所述通信模块与可变电压输出模块共享一个USB接口电路接口，其中所述电压输出模块连接USB接口的两个电源针脚，所述通信模块连接USB接口的两个数据针脚；采用该技术方案的优点在于：可充分利用USB接口成本低廉、兼容性及耐久性好的优势。使用本装置时，只需采用一根标准的USB电缆，将其两端分别与所述USB接口和电子血压计的检测接口(该检测接口通常兼做电子血压计的供电或充电接口)对接，即完成了检测环境中电路的连接设置。通过上述装置进行电压检测及电流检测，即实现了对电子血压计的电路结构、气泵等器件的间接检测，可以判定电子血压计是否存在故障或故障隐患。

所述MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)是本装置的控制核心，可采用包含16或32位单片机的芯片级计算机架构；或采用包含16或32位指令集的ARM架构，例如STM32F103C8T6。MCU中预置的嵌入式软件(包括检测程序、通信协议、数据格式等)与电子血压计中预置的检测程序配合使用。例如，湖南可孚医疗科技发展有限公司生产的KF-65B系列上臂式电子血压计，便已经预置了相应的检测程序、通信协议及数据格式等，可根据接收到的检测指令，做出相应的检测动作，并将测量结构发送给外部的检测设备。优选的，所述嵌入式软件可兼容多个系列的电子血压计；或者，所述MCU具备对其内置的嵌入式软件及检测过程具备更新的功能。

所述输入/输出装置优选采用触摸屏结构，显示功能完善、便于操作、集成难度低等优点；当然也可采用分离式的键盘/鼠标/触摸板作为输入装置，也可采用液晶显示器/LED显示屏/数码管/发光二极管作为输出装置，从而降低整体成本；还可将MCU以有线或无线的方式连接上位机(例如计算机、工控机或平板电脑等)，并将该上位机其作为输入/输出装置，该实施方式可以在上位机中预设更为完善的处理软件，使操作控制更为便捷精准、信息处理功能更为完善。所述输入/输出装置不仅可以用来控制本装置启动或停止，还可具备设置或选择检测流程、回溯查看检测结果等功能。

实施例2：

本实施例给出一种采用实施例1所述电子血压计自动检测装置进行电子血压计自动检测方法。

如图3所示，所述完整的检测过程包括：(a)压力检测；(b)电压检测及电流检测。通常，可先进行步骤(b)，当确认电路结构和气泵工作正常后，再进行步骤(a)；当然也可采用相反的顺序或仅实施步骤(b)或(a)。

具体的，在一次检测中，采用如下检测方法及过程对可孚KF-65B系列上臂式电子血压计进行检测：

1、将电子血压计的气路与电路接口与本装置连接。上电后，本装置与电子血压计进行握手操作，按照通信协议进行通信。

2、进行步骤(b)电压检测及电流检测，具体包括以下步骤：

(b1)标准电压检测：向电子血压计提供标准电压，向电子血压计发送电压检测命令，接收电子血压计返回的标准电压值，判定该标准电压值是否满足要求；若检测无法通过，则通过输出装置进行显示，若通过，则进行下一步骤(该显示过程在后续步骤中均相同，不再赘述)；

(b2)低电压检测：向电子血压计提供低电压，向电子血压计发送低电压检测命令，接收电子血压计返回的低电压值，判定该低电压值是否满足要求；

(b3)待机电流检测：向电子血压计发送关机命令，电子血压计关机后，测量电子血压计待机电流，判定该待机电流是否满足要求；

(b4)开机电流检测：向电子血压计发送开机命令，测量电子血压计开机电流，判定该开机电流是否满足要求；

(b5)工作电流检测：向电子血压计发送工作电流检测命令，测量电子血压计的排气电磁阀关闭、电机全速工作于300mmHg时的工作电流，判定该工作电流是否满足要求。

3、进行压力检测，包括静态压检测、气密检测，以及动态模拟检测，具体包括以下步骤：

(a1)第一压力装置预充气；优选的，在进行步骤(b)时(具体的，可选择步骤(b)的最后一个步骤，例如步骤(b5))，同时进行步骤(a1)，以达到节省时间的效果；

(a2)通过第一压力装置对电子血压计进行静态压检测；具体过程为：第一气罐分阶段放气，向电子血压计发送压力测量命令，接收电子血压计返回的压力测量值，判定该压力测量值是否满足要求；

优选的，在进行静态压检测步骤之前，还可配合烧录工具，完成校压功能，具体过程为：第一气泵工作直至第一气罐内部达到设定压力(300mmHg)，打开第一电磁阀，使第一气罐与电子血压计气路连通，根据设定压力和电子血压计自身的压力传感器测量到的模拟值，建立线性关系，通过烧录工具(针对不具备USB写入功能的电子血压计)或通过本装置(针对具备USB写入功能的电子血压计)，将该线性关系烧录至电子血压计中，即完成电子血压计校压操作；

(a3)通过第二压力装置对电子血压计进行气密检测；具体过程为：关闭第一电磁阀、打开第二电磁阀，使第二气罐与电子血压计气路连通；向电子血压计发送气泵运行命令并计时，直至第二气罐内部压力达到设定压力(240mmHg)，判断升压时长是否满足要求；向电子血压计发送放气命令并计时，计算第二气罐内部压力从180mmHg降至50mmHg的时长，以及从50mmHg降至5mmHg的时长，是否满足要求；同时，在第二气罐放气的同时，检测180mmHg、140mmHg、100mmHg、60mmHg时的放气速率是否满足要求；通过上述操作判定电子血压计的排气电磁阀的气密性是否符合要求。本步骤也可以采用其他不同的排气过程/排气参数进行气密性检测，其原理与本实施例完全相同，均应认定为属于与本实施例等同的技术方案。

(a4)通过第三压力装置对电子血压计进行动态模拟检测；具体过程为：关闭第二电磁阀、打开第三电磁阀，使第三气罐与电子血压计气路连通；向电子血压计发送脉搏测量命令，使电子血压计的气泵启动并向第三气罐充气加压；第三气泵间歇性工作进行动态加压，以模拟预定血压下的脉搏跳动；接收电子血压计返回的模拟血压及脉搏测量值，判定该模拟血压及脉搏测量值是否满足要求。作为一种等同的实施方式，也可采用步进电机驱动气缸动作的方式产生压力波动，从而实现模拟脉搏跳动的目的。具体的，所述第三压力装置不设置第三气泵和气罐，而是设置一个具备储气功能的气缸结构，所述气缸的活塞结构与所述步进电机连接，所述步进电机由MCU控制和驱动，气缸内部通过软管与第三电磁阀连通。进行动态模拟检测时，MCU控制并驱动步进电机做动作，步进电机带动活塞往复动作，改变气缸的容积，从而实现模拟脉搏跳动的功能。

上述自动检测过程整体仅耗时45秒左右，相对于传统的人工操作(约5-10分钟)，不仅检测效率显着提升，而且还具有检测类型完善、检测结果准确度高等优点。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电子血压计自动检测装置，其特征在于：包括多组受MCU控制的压力装置，所述多组压力装置的气路输出与气路输出接口连通，用于对电子血压计进行一种或多种类型的检测，所述一种或多种类型的检测包括静态压检测、气密检测和动态模拟检测；

多组所述压力装置包括第一压力装置、第二压力装置、以及第三压力装置，所述第一压力装置用于对电子血压计进行静态压检测，所述第二压力装置用于对电子血压进行气密检测，所述第三压力装置对电子血压计进行动态模拟检测，所述第一压力装置、所述第二压力装置与所述第三压力装置根据不同的检测过程而交替进行，以缩短多个所述检测过程之间的准备时间，所述检测过程包括压力检测、电压检测及电流检测；

各所述压力装置均包括气泵、气罐、压力传感器和电磁阀；所述气泵、所述气罐与所述电磁阀依次连接；所述气泵受MCU控制和驱动，所述气泵产生的气体送入所述气罐；所述气罐内部的储气空间经所述电磁阀与气路输出接口连通；所述压力传感器用于测量所述气罐中的气体压力；所述电磁阀受MCU控制，用于控制所述气罐与气路输出接口连通或截止；根据不同的所述检测过程，可对所述气泵功率和所述气罐容量进行选择；

所述第一压力装置包括第一气泵、第一气罐和第一电磁阀，所述第一电磁阀用于控制所述第一气罐与所述气路输出接口连通或截止；所述第二压力装置包括第二气泵、第二气罐和第二电磁阀，所述第二电磁阀用于控制所述第二气罐与所述气路输出接口连通或截止；所述第三压力装置包括第三气泵、第三气罐和第三电磁阀，所述第三电磁阀用于控制所述第三气罐与所述气路输出接口连通或截止；所述第一气泵和所述第二气泵的输出功率均大于所述第三气泵的输出功率。

2.根据权利要求1所述的电子血压计自动检测装置，其特征在于：所述电子血压计自动检测装置还包括输出压力传感器，所述输出压力传感器与所述气路输出接口连通，用于测量气路输出压力。

3.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的电子血压计自动检测装置，其特征在于：所述电子血压计自动检测装置还包括通信模块、可变电压输出模块和电流检测模块，其中：

所述通信模块，用于通过电路接口向电子血压计发送指令，并接收电子血压计的返回结果；

所述可变电压输出模块，用于通过电路接口向电子血压计提供不同电压值的驱动电压；

所述电流检测模块，用于检测电子血压计的驱动电流。

4.根据权利要求3所述的电子血压计自动检测装置，其特征在于：所述通信模块与可变电压输出模块共享一个电路接口，所述电路接口为USB接口。

5.根据权利要求1所述的电子血压计自动检测装置，其特征在于：所述电子血压计自动检测装置还包括与MCU电连接的输入/输出装置。

6.一种电子血压计自动检测方法，其特征在于：采用如权利要求1至5中任一项所述的电子血压计自动检测装置对电子血压计进行静态压检测、气密检测，以及动态模拟检测，包括以下步骤：

(a1)第一压力装置预充气；

(a2)通过第一压力装置对电子血压计进行静态压检测；

(a3)通过第二压力装置对电子血压计进行气密检测；

(a4)通过第三压力装置对电子血压计进行动态模拟检测。

7.根据权利要求6所述的电子血压计自动检测方法，其特征在于：还包括电压检测和/或电流检测，包括以下步骤中的一个步骤或多个步骤：

(b1)标准电压检测：向电子血压计提供标准电压，向电子血压计发送电压检测命令，接收电子血压计返回的标准电压值，判定该标准电压值是否满足要求；

(b2)低电压检测：向电子血压计提供低电压，向电子血压计发送低电压检测命令，接收电子血压计返回的低电压值，判定该低电压值是否满足要求；

(b3)待机电流检测：向电子血压计发送关机命令，电子血压计关机后，测量电子血压计待机电流，判定该待机电流是否满足要求；

(b4)开机电流检测：向电子血压计发送开机命令，测量电子血压计开机电流，判定该开机电流是否满足要求；

(b5)工作电流检测：向电子血压计发送工作电流检测命令，测量电子血压计电磁阀关闭、电机全速工作于设定压力时的工作电流，判定该工作电流是否满足要求。

8.根据权利要求7所述的电子血压计自动检测方法，其特征在于：在进行电压检测或电流检测的同时，进行步骤(a1)。