CN114272485B - 呼吸管温度控制电路、方法及呼吸辅助设备 - Google Patents

呼吸管温度控制电路、方法及呼吸辅助设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种呼吸管温度控制电路、方法及呼吸辅助设备，呼吸管温度控制电路用于与主板连接，主板的供电端与加热丝连接，主板上设置有与呼吸管温度控制电路连接的第一控制模块，呼吸管温度控制电路包括：检测模块与第二控制模块；检测模块与第二控制模块连接，检测模块用于采集加热丝的温度数据并输送至第二控制模块；第二控制模块与第一控制模块以及主板的供电端连接，第二控制模块用于将呼吸管标识以及温度数据输送至第一控制模块；第一控制模块根据呼吸管标识以及温度数据输出加热信号至第二控制模块，第二控制模块根据加热信号对加热丝进行加热控制。本发明能够减少呼吸管温度控制电路与主板之间线路的使用，从而减少了主板的接口的占用。

Description

呼吸管温度控制电路、方法及呼吸辅助设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及的是一种呼吸管温度控制电路、方法及呼吸辅助设备。
背景技术
现有的呼吸辅助设备通常配有多种管路，每根管路带有一个身份识别元件和温度检测电路，呼吸辅助设备通过身份识别元件来识别管路信息，并通过温度检测电路检测进气口与出气口的温度，以对呼吸工作模式进行相应的设置。
然而，现有的呼吸辅助设备中的识别元件与管路中的加热丝串联，温度检测电路以及识别元件的供电和管路信号的传输均是通过单独线路完成的，使得主板的接口占用较多。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种呼吸管温度控制电路、方法及呼吸辅助设备，以解决现有的呼吸辅助设备中的识别元件与管路中的加热丝串联，温度检测电路以及识别元件的供电和管路信号的传输均是通过单独线路完成所导致的主板的接口占用较多的问题。
本发明的技术方案如下：
一种呼吸管温度控制电路，用于与主板连接，所述主板的供电端与加热丝连接，其中所述主板上设置有与所述呼吸管温度控制电路连接的第一控制模块，所述呼吸管温度控制电路包括：检测模块与第二控制模块；其中，
所述检测模块与所述第二控制模块连接，所述检测模块用于采集加热丝的温度数据并输送至所述第二控制模块；
所述第二控制模块与所述第一控制模块以及所述主板的供电端连接，所述第二控制模块用于将呼吸管标识以及所述温度数据输送至所述第一控制模块；
所述第一控制模块根据所述呼吸管标识以及所述温度数据输出加热信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块根据所述加热信号对加热丝进行加热控制。
在上述技术方案中，本发明通过所述第一控制模块与所述第二控制模块实现呼吸管标识以及所述温度数据的采集与传输，以及加热信号的传输，且所述加热丝与所述第二控制模块可共用主板的供电端，或者，所述第二控制模块、所述加热线的供电以及所述第一控制模块与所述第二控制模块之间通信均共用所述主板的供电端，这样，便能够减少线路的使用，从而减少了主板的接口的占用。
本发明的进一步设置，所述第二控制模块与所述主板的供电端连接，通过所述供电端与所述第一控制模块连接；所述第一控制模块将加热信号进行调制后得到第一调制信号并发送至所述第二控制模块，所述第二控制模块将所述第一调制信号进行解调以得到第一解调信号对加热丝进行加热控制，并将所述呼吸管标识以及所述温度数据进行调制得到第二调制信号并输送至所述第一控制模块，所述第一控制模块对所述第二调制信号进行解调以得到第二解调信号。
本发明的进一步设置，所述第一控制模块包括：第一控制芯片，所述第一控制芯片设置有信号发射脚与信号接收脚；所述第二控制模块包括：第二控制芯片，所述第二控制芯片上设置有信号发射脚、信号接收脚、电源脚以及加热控制脚；
所述第二控制芯片的信号发射脚与所述第一控制芯片的信号接收脚连接；
所述第二控制芯片的信号接收脚与所述第一控制芯片的信号发射脚连接；
所述第二控制芯片的电源脚与所述主板的供电端连接；
所述第二控制芯片的加热控制脚用于控制所述主板的供电端与加热丝之间的断开或连接。
本发明的进一步设置，所述第一控制模块包括：第一控制芯片，所述第一控制芯片上设置有信号收发脚；所述第二控制模块包括：第二控制芯片，所述第二控制芯片上设置有信号收发脚、电源脚以及加热控制脚；其中，
所述第二控制芯片的信号收发脚与所述第一控制芯片的信号收发脚连接；
所述第二控制芯片的电源脚与所述主板的供电端连接；
所述第二控制芯片的加热控制脚用于控制所述主板的供电端与加热丝之间的断开或连接。
本发明的进一步设置，所述呼吸管温度控制电路还包括：第一电压转换单元；所述第一电压转换单元的输入端与所述主板的供电端连接，所述第一电压转换单元的输出端与所述第二控制芯片的电源脚连接。
本发明的进一步设置，所述呼吸管温度控制电路还包括：第一开关；所述第一开关连接在所述主板的供电端与所述加热丝之间，并与所述第二控制芯片的加热控制脚连接。
本发明的进一步设置，所述检测模块包括：第一温度传感器与第二温度传感器；其中，
所述第一温度传感器的一端与所述第二控制芯片的第一供电脚连接，所述第一温度传感器的另一端与所述主板的接地脚；
所述第二温度传感器的一端与所述第二控制芯片的第二供电脚连接，所述第二温度传感器的另一端与所述主板的接地脚连接。
本发明的进一步设置，所述第一温度传感器与所述第二温度传感器均为热敏电阻。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种呼吸管温度控制方法，应用于上述所述的呼吸管温度控制电路，其包括：
主板控制加热丝对呼吸管中的气体进行加热；
通过检测模块采集呼吸管的进气口端与出气口端的温度数据，并通过第二控制模块将呼吸管标识以及所述温度数据输送至第一控制模块；
所述第一控制模块根据所述呼吸管标识与所述温度数据输出加热信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块根据所述加热信号对加热丝进行加热控制。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种呼吸辅助设备，包括：主板，以及如上述所述呼吸管温度控制电路，所述主板的供电端与加热丝连接，所述主板上设置有与所述呼吸管温度控制电路连接的第一控制模块。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例中呼吸管温度控制电路与主板的连接示意图。
图2是MCU1与MCU2信号传输的信号调制原理图。
图3是本发明中另一个实施例中呼吸管温度控制电路与主板的连接示意图。
图4是本发明一个实施例中呼吸管温度控制方法的流程示意图。
附图中各标记：100、主板；200、第一控制模块；300、检测模块；400、第二控制模块。
具体实施方式
本发明提供一种呼吸管温度控制电路、方法及呼吸辅助设备，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请同时参阅图1至图3，本发明提供了一种呼吸管温度控制电路的较佳实施例。
如图1与图3所示，本发明提供的一种呼吸管温度控制电路，用于与主板100连接，所述主板100的供电端与加热丝H1连接，其中所述主板100上设置有与所述呼吸管温度控制电路连接的第一控制模块200，所述呼吸管温度控制电路包括：检测模块300与第二控制模块400。其中，所述检测模块300与所述第二控制模块400连接，所述检测模块300用于采集加热丝H1的温度数据并输送至所述第二控制模块400；所述第二控制模块400与所述第一控制模块200以及所述主板100的供电端连接，所述第二控制模块400用于将呼吸管标识以及所述温度数据输送至所述第一控制模块200；所述第一控制模块200根据所述呼吸管标识以及所述温度数据输出加热信号至所述第二控制模块400，所述第二控制模块400根据所述加热信号对加热丝H1进行加热控制。
在上述技术方案中，本发明通过所述第一控制模块200与所述第二控制模块400实现呼吸管标识以及所述温度数据的采集与传输，以及加热信号的传输，且所述加热丝H1与所述第二控制模块400可共用主板100的供电端，或者，所述第二控制模块400、所述加热丝H1的供电以及所述第一控制模块200与所述第二控制模块400之间通信均共用所述主板100的供电端，这样，便能够减少线路的使用，从而减少了主板100的接口的占用。
如图1所示，在一些实施例中，所述第二控制模块400与所述主板100的供电端V+连接，通过所述供电端V+与所述第一控制模块200连接；所述第一控制模块200将加热信号进行调制后得到第一调制信号并发送至所述第二控制模块400，所述第二控制模块400将所述第一调制信号进行解调以得到第一解调信号对加热丝H1进行加热控制，并将所述呼吸管标识以及所述温度数据进行调制得到第二调制信号并输送至所述第一控制模块200，所述第一控制模块200对所述第二调制信号进行解调以得到第二解调信号，所述第一控制模块200根据所述第二解调信号输出加热信号至所述第二控制模块400。
具体地，所述第一控制模块200包括：第一控制芯片MCU1，所述第一控制芯片MCU1设置有信号发射脚与信号接收脚。所述第二控制模块400包括：第二控制芯片MCU2，所述第二控制芯片MCU2上设置有信号发射脚、信号接收脚、电源脚以及加热控制脚。所述第二控制芯片MCU2的信号发射脚与所述第一控制芯片MCU1的信号接收脚连接，所述第二控制芯片MCU2的信号接收脚与所述第一控制芯片MCU1的信号发射脚连接，所述第二控制芯片MCU2的电源脚与所述主板100的供电端V+连接，所述第二控制芯片MCU2的加热控制脚用于控制所述主板100的供电端V+与加热丝H1之间的断开或连接。
其中，所述第二控制芯片MCU2的信号发射脚通过所述主板100上的供电端V+与所述第一控制芯片MCU1的信号接收脚连接，所述第二控制芯片MCU2的信号接收脚通过所述主板100上的供电端V+与所述第一控制芯片MCU1的信号发射脚连接。
所述主板100上还设置有第二开关K2，所述第二开关K2的一端接入24V电源，所述第二开关K2的另一端与主板100的供电端V+连接。当所述第一控制芯片MCU1向所述第二控制芯片MCU2发送第一调制信号时，所述第二开关K2闭合，当所述第一控制芯片MCU1接收所述第二控制芯片MCU2发送的第二调制信号，即对所述第二调制信号进行解调以得到第二解调信号时，所述第二开关K2断开。
进一步地，所述呼吸管温度控制电路还包括：第一电压转换单元；所述第一电压转换单元的输入端与所述主板100的供电端V+连接，所述第一电压转换单元的输出端与所述第二控制模块400的电源脚连接。
具体地，所述第一电压转换单元为电压转换芯片L，所述电压转换芯片L连接在所述第二控制芯片MCU2的电源脚与所述主板100的供电端V+之间，能够将所述主板100输出的24V电压转换为所述第二控制芯片MCU2所需的3.3V的供电电压，当所述第一控制芯片MCU1向所述第二控制芯片MCU2发送第一调制信号时，所述第一调制信号为3.3V的直流电信号。当所述第二控制芯片MCU2向所述第一控制芯片MCU1发送第二调制信号时，所述第二调制信号为3.3V的直流电信号。
请结合图2，以一个周期为2000ms为一个控制周期为例，每2000ms的第一个10ms，所述第一控制芯片MCU1发送加热信号以及相关的获取命令，所述第一控制芯片MCU1将需要需要发送的信号加载24V直流电压上，在第一个10ms发送相关命令，即发送第一调制信号，并将第二个10ms时段所述第二控制芯片MCU2发回的第二调制信号进行解调以得到第二解调信号。第二个10ms所述第二控制芯片MCU2发送采集的呼吸管标识(所述第二控制芯片MCU2可以采集呼吸管的呼吸管标识或直接将呼吸管标识存储)以及温度数据，将需要发送的信号加载到12V直流电压上，即发送第二调制信号，在第二个10ms发送相关命令，并在第一个10ms所述第一控制芯片MCU1发送的第一调制信号进行解调以得到第一解调信号，所述第二控制芯片MCU2根据所述第一解调信号对加热丝H1进行加热控制。
可以理解的是，由于20ms只占2000ms的1％，因而对加热回路中加热丝H1的最大加热功率影响可以忽略不计，当然，所述第一控制芯片MCU1与所述第二控制芯片MCU2之间信号传输的控制周期也不限于是2000ms。
请参阅图1，进一步地，所述呼吸管温度控制电路还包括：第一开关K1；所述第一开关K1连接在所述主板100的供电端V+与所述加热丝H1之间，并与所述第二控制芯片MCU2的加热控制脚连接。
具体地，当所述第二控制芯片MCU2接收所述第一控制芯片MCU1发送的第一调制信号并得到第一解调信号后，根据所述第一解调信号控制所述第一开关K1断开或闭合，即控制是否对加热丝H1进行加热。
需要说明的是，所述第一控制芯片MCU1与所述第二控制芯片MCU2之间传输的数据包括但不限于是请求命令、呼吸管标识数据、温度数据或校验和，所传输的数据为一组二级制数据。其中，呼吸管标识数据可包括回路识别码、呼吸管类型、呼吸管型号等信息。
请参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述检测模块300包括：第一温度传感器RV1与第二温度传感器RV2。其中，所述第一温度传感器RV1的一端与所述第二控制芯片MCU2的第一供电脚连接，所述第一温度传感器RV1的另一端与所述主板100的接地脚连接；所述第二温度传感器RV2的一端与所述第二控制芯片MCU2的第二供电脚连接，所述第二温度传感器RV2的另一端与所述主板100的接地脚连接。
具体地，所述第一温度传感器RV1位于呼吸管的进气端口，以对呼吸管进气端口的温度数据进行检测，所述第二温度传感器RV2则位于呼吸管的出气端口，以对呼吸管的出气端口的温度进行检测，所述第二控制芯片MCU2为所述第一温度传感器RV1以及所述第二温度传感器RV2供电，所述第一温度传感器RV1与所述第二温度传感器RV2能够将检测到的温度数据反馈至所述第二控制芯片MCU2。在一种实现方式中，所述第一温度传感器RV1与所述第二温度传感器RV2可以是热敏电阻。
在上述实施中，所述第二控制芯片MCU2与加热丝H1的供电均与所述主板100的供电端V+连接，且所述第一控制芯片MCU1与所述第二控制芯片MCU2也是通过所述供电端V+连接，那么所述仅需要单根线即可实现第一控制芯片MCU1与第二控制芯片MCU2之间的通信，而加热丝H1的另一端则与主板100的接地端GND连接，那么所述呼吸管温度控制电路仅仅需要两根线则可实现与主板100的连接，大大减少了主板100接口的占用。
如图3所示，在另一实施例中，所述第一控制模块200包括：第一控制芯片MCU1，所述第一控制芯片MCU1上设置有信号收发脚；所述第二控制模块400包括：第二控制芯片MCU2，所述第二控制芯片MCU2上设置有信号收发脚、电源脚以及加热控制脚。其中，所述第二控制芯片MCU2的信号收发脚与所述第一控制芯片MCU1的信号收发脚连接；所述第二控制芯片MCU2的电源脚与所述主板100的供电端V+连接；所述第二控制芯片MCU2的加热控制脚用于控制所述主板100的供电端V+与加热丝H1之间的断开或连接。
具体地，所述第二控制芯片MCU2与所述加热丝H1通过一根线路与主板100的供电端V+连接，所述加热丝H1的另一端则与主板100的接地端GND连接，所述第一控制芯片MCU1与所述第二控制芯片MCU2单独通过一个线路完成通信，即实现加热信号、呼吸管标识、温度数据的传输。其中，在所述第二控制芯片MCU2的电源脚连接有第一电压转换芯片L，以实现将主板100输出的24V直流电转换为所述第二控制芯片MCU2的供电电压3.3V。同样的，所述加热丝H1与所述主板100的供电端V+之间也设置有第一开关K1，所述第一开关K1与所述第二控制芯片MCU2的加热控制脚连接，通过所述加热控制脚来控制所述第一开关K1打开与闭合，从而控制所述加热丝H1的加热。
在上述实施例中，通过将加热丝H1与第二控制芯片MCU2的供电采用一根线路与主板100连接，所述第一温度传感器RV1、所述第二温度传感器RV2采集的温度数据以及呼吸管的呼吸管标识通过所述第二控制芯片MCU2发送至所述第一控制芯片MCU1的线路与所述第一控制芯片MCU1的加热信号发送至所述第二控制芯片MCU2的线路为同一线路，这样，所述呼吸管温度控制电路仅仅需要三根线则可实现与主板100的连接，大大减少了主板100接口的占用。
请参阅图4，在一些实施例中，本发明还提供了一种呼吸管温度控制方法，应用于上述所述的呼吸管温度控制电路，其包括步骤：
S100、主板控制加热丝对呼吸管中的气体进行加热；
S200、通过检测模块采集呼吸管的进气口端与出气口端的温度数据，并通过第二控制模块将呼吸管标识以及所述温度数据输送至第一控制模块；
S300、所述第一控制模块根据所述呼吸管标识与所述温度数据输出加热信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块根据所述加热信号对加热丝进行加热控制。具体如一种呼吸管温度控制电路的实施例所述，在此不再赘述。
在一些实施例中，本发明还提供了一种呼吸辅助设备，所述呼吸辅助设备可以是呼吸机等设备，该设备包括多条呼吸管，所述呼吸管上缠绕有加热丝。其中所述呼吸辅助设备还包括：主板以及上述所述的呼吸管温度控制电路，所述主板的供电端与加热丝连接，所述主板上设置有与所述呼吸管温度控制电路连接的第一控制模块。所述的呼吸管温度控制电路具体如一种呼吸管温度控制电路的实施例所述，在此不再赘述。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种呼吸管温度控制电路，用于与主板连接，所述主板的供电端与加热丝连接，其中所述主板上设置有与所述呼吸管温度控制电路连接的第一控制模块，其特征在于，所述呼吸管温度控制电路包括：检测模块与第二控制模块；其中，
所述检测模块与所述第二控制模块连接，所述检测模块用于采集加热丝的温度数据并输送至所述第二控制模块；
所述第二控制模块与所述第一控制模块以及所述主板的供电端连接，所述第二控制模块用于将呼吸管标识以及所述温度数据输送至所述第一控制模块；
所述第一控制模块根据所述呼吸管标识以及所述温度数据输出加热信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块根据所述加热信号对加热丝进行加热控制；
所述第一控制模块包括：第一控制芯片，所述第一控制芯片上设置有信号收发脚；所述第二控制模块包括：第二控制芯片，所述第二控制芯片上设置有信号收发脚、电源脚以及加热控制脚；其中，
所述第二控制芯片的信号收发脚与所述第一控制芯片的信号收发脚连接；
所述第二控制芯片的电源脚与所述主板的供电端连接；
所述第二控制芯片的加热控制脚用于控制所述主板的供电端与加热丝之间的断开或连接；
所述检测模块包括：第一温度传感器与第二温度传感器；其中，
所述第一温度传感器的一端与所述第二控制芯片的第一供电脚连接，所述第一温度传感器的另一端与所述主板的接地脚连接；
所述第二温度传感器的一端与所述第二控制芯片的第二供电脚连接，所述第二温度传感器的另一端与所述主板的接地脚连接；
其中，所述第二控制芯片与所述加热丝通过一根线路与主板的供电端连接，所述加热丝的另一端与所述主板的接地端连接；
所述呼吸管温度控制电路还包括：第一开关；所述第一开关连接在所述主板的供电端与所述加热丝之间，并与所述第二控制芯片的加热控制脚连接。
2.根据权利要求1所述的呼吸管温度控制电路，其特征在于，所述第二控制模块与所述主板的供电端连接，并通过所述供电端与所述第一控制模块连接；所述第一控制模块将加热信号进行调制后得到第一调制信号并发送至所述第二控制模块，所述第二控制模块将所述第一调制信号进行解调以得到第一解调信号对加热丝进行加热控制，并将所述呼吸管标识以及所述温度数据进行调制得到第二调制信号并输送至所述第一控制模块，所述第一控制模块对所述第二调制信号进行解调以得到第二解调信号。
3.根据权利要求2所述的呼吸管温度控制电路，其特征在于，所述第一控制模块包括：第一控制芯片，所述第一控制芯片设置有信号发射脚与信号接收脚；所述第二控制模块包括：第二控制芯片，所述第二控制芯片上设置有信号发射脚、信号接收脚、电源脚以及加热控制脚；
所述第二控制芯片的信号发射脚与所述第一控制芯片的信号接收脚连接；
所述第二控制芯片的信号接收脚与所述第一控制芯片的信号发射脚连接；
所述第二控制芯片的电源脚与所述主板的供电端连接；
所述第二控制芯片的加热控制脚用于控制所述主板的供电端与加热丝之间的断开或连接。
4.根据权利要求1或3所述的呼吸管温度控制电路，其特征在于，所述呼吸管温度控制电路还包括：第一电压转换单元；所述第一电压转换单元的输入端与所述主板的供电端连接，所述第一电压转换单元的输出端与所述第二控制芯片的电源脚连接。
5.根据权利要求1所述的呼吸管温度控制电路，其特征在于，所述第一温度传感器与所述第二温度传感器均为热敏电阻。
6.一种呼吸管温度控制方法，应用于权利要求1-5任一项所述的呼吸管温度控制电路，其特征在于，包括：
主板控制加热丝对呼吸管中的气体进行加热；
通过检测模块采集呼吸管的进气口端与出气口端的温度数据，并通过第二控制模块将呼吸管标识以及所述温度数据输送至第一控制模块；
所述第一控制模块根据所述呼吸管标识与所述温度数据输出加热信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块根据所述加热信号对加热丝进行加热控制。
7.一种呼吸辅助设备，其特征在于，包括：主板，以及如权利要求1-5任一项所述呼吸管温度控制电路，所述主板的供电端与加热丝连接，所述主板上设置有与所述呼吸管温度控制电路连接的第一控制模块。
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