CN117553430B - 用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法。根据一个实施例，气体加热装置包括加热电阻器、恒流源电路、电压采集电路、以及控制器。加热电阻器用于对气体进行加热。恒流源电路用于提供流过加热电阻器的第一电流。电压采集电路用于对加热电阻器两端的第一电压进行采集。控制器被配置为基于由电压采集电路采集的第一电压确定用于控制恒流源电路的第二电压，并将第二电压输入至恒流源电路，使得加热电阻器的温度保持为目标温度。

Description

用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法

技术领域

本公开涉及医疗设备领域，并且更具体地涉及一种用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法。

背景技术

气腹机是在例如腹腔镜外科手术时建立和维持气腹的设备。当使用气腹机时，气源通常是CO₂液态气源。这种气源在释放时的最低温度可达到负37摄氏度。当通过相应管道进入患者的气腹中时，气体的温度会比较低。为此，气腹机通常使用气体加热装置来为患者提供稳定温度的气体，以便保障患者的气腹温度、避免患者消耗热量。

发明内容

本部分被提供以便以简化的形式介绍下面在具体实施方式部分中进一步描述的概念的选集。本部分并非旨在确定所要求保护的主题的必要特征，也并非旨在限制所要求保护的主题的范围。

本公开的目的之一是提供一种改进的用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法。特别地，本公开所要解决的技术问题之一是现有的用于气腹机的气体加热装置的稳定性、响应速度和精准度有待进一步提高。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于气腹机的气体加热装置。所述气体加热装置包括加热电阻器、恒流源电路、电压采集电路、以及控制器。所述加热电阻器用于对气体进行加热。所述恒流源电路用于提供流过所述加热电阻器的第一电流。所述电压采集电路用于对所述加热电阻器两端的第一电压进行采集。所述控制器被配置为基于由所述电压采集电路采集的所述第一电压确定用于控制所述恒流源电路的第二电压，并将所述第二电压输入至所述恒流源电路，使得所述加热电阻器的温度保持为目标温度。

根据上述第一方面，由于采用了恒流源电路，所以能够提供稳定可靠的恒流加热，提高加热装置的稳定性。

在本公开的一个实施例中，所述控制器被配置为通过执行以下操作，基于所述第一电压确定所述第二电压：基于所述第一电压，计算所述加热电阻器的当前电阻值；基于所述当前电阻值，计算所述加热电阻器的当前温度；以所述加热电阻器的所述当前温度和所述目标温度之间的差值作为输入参数，使用比例积分微分（PID）算法、比例积分（PI）算法和比例微分（PD）算法中的一者计算所述第二电压。

在本公开的一个实施例中，所述第二电压以模拟信号或脉冲宽度调制（PWM）信号的形式输入至所述恒流源电路。

在本公开的一个实施例中，所述恒流源电路包括第一运算放大器、场效应管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器。所述第一运算放大器的反相输入端和所述场效应管的源极与所述第一电阻器的一端相连。所述第一电阻器的另一端接地。所述第一运算放大器的输出端经由所述第二电阻器与所述场效应管的栅极相连。所述第一运算放大器的同相输入端经由所述第三电阻器接收所述第二电压、并且经由所述第四电阻器接地。所述场效应管的漏极输出所述第一电流。

在本公开的一个实施例中，所述电压采集电路包括第二运算放大器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器。所述第二运算放大器的同相输入端经由所述第五电阻器与所述加热电阻器的第一端相连、并且经由所述第六电阻器接地。所述加热电阻器的第一端与供电电源的正极相连。所述供电电源的负极接地。所述第二运算放大器的反相输入端经由所述第七电阻器与所述加热电阻器的第二端相连、并且经由所述第八电阻器与所述第二运算放大器的输出端相连。所述第二运算放大器的输出端输出所采集的所述第一电压。

在本公开的一个实施例中，所述加热电阻器是嵌入用于输送气体的气腹管内、或布置在所述气腹管的内壁上、或布置在所述气腹管的外壁上的加热丝。

在本公开的一个实施例中，所述加热丝通过加热接头与所述恒流源电路和所述电压采集电路相连。

在本公开的一个实施例中，所述加热电阻器位于加热腔中。所述加热腔具有用于与气体源相连的进气口、以及用于向外输出经加热的气体的出气口。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于气腹机的气体加热方法。所述气体加热方法包括：由恒流源电路提供流过加热电阻器的第一电流。所述加热电阻器用于对气体进行加热。所述气体加热方法还包括：由电压采集电路对所述加热电阻器两端的第一电压进行采集。所述气体加热方法还包括：由控制器基于由所述电压采集电路采集的所述第一电压确定用于控制所述恒流源电路的第二电压，并将所述第二电压输入至所述恒流源电路，使得所述加热电阻器的温度保持为目标温度。

根据上述第二方面，由于采用了恒流源电路，所以能够提供稳定可靠的恒流加热，提高加热方法的稳定性。

在本公开的一个实施例中，基于所述第一电压确定所述第二电压包括：基于所述第一电压，计算所述加热电阻器的当前电阻值；基于所述当前电阻值，计算所述加热电阻器的当前温度；以及以所述加热电阻器的所述当前温度和所述目标温度之间的差值作为输入参数，使用PID算法、PI算法和PD算法中的一者计算所述第二电压。

根据本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质。在所述计算机可读存储介质上存储有程序指令。所述程序指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行根据上述第二方面所述的控制器的操作。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍。明显地，以下附图中的结构示意图不一定按比例绘制，而是以简化形式呈现各特征。而且，以下附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而并非对本公开进行限制。

图1是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热装置的框图；

图2是示出图1的气体加热装置的一种示例性实现方案的电路图；

图3A和图3B是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热装置的一部分的结构视图；

图4是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热装置的一部分的结构视图；

图5是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热方法的流程图；以及

图6是用于说明图5的气体加热方法的流程图。

具体实施方式

为了解释的目的，在下面的描述中阐述了一些细节以便提供所公开的实施例的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者利用等效配置来实现所述实施例。

如前所述，气腹机通常使用气体加热装置来为患者提供稳定温度的气体，以便保障患者的气腹温度、避免患者消耗热量。现有的气体加热装置的稳定性、响应速度和精准度有待进一步提高。

本公开提供了一种改进的用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法。在下文中，将参考附图，对本公开的实施例进行详细描述。

图1是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热装置的框图。如图1所示，气体加热装置10包括加热电阻器12、恒流源电路14、电压采集电路16、以及控制器18。加热电阻器12用于对气体进行加热。例如，加热电阻器12可以采取加热丝、加热片等各种形式。恒流源电路14用于提供流过加热电阻器12的第一电流。例如，可以使用能够提供恒定电流的各种电路作为恒流源电路14。电压采集电路16用于对加热电阻器12两端的第一电压进行采集。例如，可以使用能够对电路中的两个节点之间的电压进行采集的各种电路作为电压采集电路16。

控制器18被配置为基于由电压采集电路16采集的第一电压确定用于控制恒流源电路14的第二电压，并将第二电压输入至恒流源电路14，使得加热电阻器12的温度保持为目标温度。例如，控制器18可以被配置为通过执行以下操作，来基于第一电压确定第二电压。首先，基于第一电压，计算加热电阻器12的当前电阻值。可以通过将第一电压除以流过加热电阻器12的第一电流来计算加热电阻器12的当前电阻值。由于第一电流是由恒流源电路14提供的，所以可以采用恒流源电路14所要提供的目标恒定电流的值作为第一电流的估计值。可替代地，也可以采用电流传感器来感测第一电流的值。

接着，基于当前电阻值，计算加热电阻器12的当前温度。例如，加热电阻器12的当前电阻值Rt（加热电阻器12在当前温度T下的电阻值）可以由以下等式(1)表示：

Rt = R0 * (1 +α* (T - T0))， (1)

其中R0是加热电阻器12在参考温度T0（例如室温）下的电阻值，α是加热电阻器12的温度系数。将等式(1)经变换，可以得到以下等式(2)：

T = 1/α * (Rt/R0 -1) + T0。 (2)

在加热电阻器12被给定的情况下，其温度系数α、参考温度T0、以及其在参考温度T0下的电阻值R0是已知的。将这些已知量和所计算的加热电阻器12的当前电阻值Rt代入等式(2)，可以计算出加热电阻器12的当前温度。

可选地，在加热电阻器12具有规则形状的情况下，可以利用以下等式(3)来计算加热电阻器12在常温（例如25摄氏度）下的电阻值R0：

R0 = (ρ * L) / S， (3)

其中ρ是加热电阻器12的电阻率，L是加热电阻器12的长度，S是加热电阻器的横截面积（例如，对于加热电阻器12是加热丝的情况，可以用S =π* r²来计算加热丝的横截面积，其中r是加热丝的横截面的半径）。可替代地，加热电阻器12的电阻值R0也可以通过实验测量得到。

接着，以加热电阻器12的当前温度和目标温度之间的差值作为输入参数，使用比例积分微分（PID）算法、比例积分（PI）算法和比例微分（PD）算法中的一者计算第二电压。例如，可以每隔预定的时间间隔计算加热电阻器12的当前温度。设该当前温度和目标温度之间的差值为Tk，则该Tk为比例变量。随着时间的推移，会有T1k、T2k、T3k、…。设这些差值的和为Ti，则该Ti为积分变量。考虑到温度控制有较大的滞后性，计算T2k-T1k、T3k-T2k、…。设每个这样的差值为Td，则该Td为微分变量。这样，第二电压V2可以用以下等式(4)计算：

V2 =Kp*Tk+Ki*Ti+Kd*Td， (4)

其中Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数。这3个系数可以预先通过PID调参实验确定。注意，在使用PI算法的情况下，等式(4)的右侧仅保留前两项。在使用PD算法的情况下，等式(4)的右侧仅保留第一项和第三项。由于采用了PID算法、PI算法和PD算法之一进行温度控制，所以可以根据设定的目标温度实现大范围的自动调整，从而将气体稳定控制在一定的温度范围内。

可替代地，由于第一电流是由恒流源电路14提供的，所以加热电阻器的当前电阻值可以被认为仅随电压采集电路采集的第一电压成正比地变化。因此，可以计算与目标温度相对应的目标第一电压。例如，可以根据等式(1)计算相应的目标电阻值，将该目标电阻值乘以目标恒定电流的值来计算该目标第一电压。然后，用第一电压和该目标第一电压之间的差值代替上面的温度差值Tk。这样，使用PID算法、PI算法和PD算法中的一者也可以同样计算出第二电压。

作为一个选项，第二电压可以以模拟信号的形式输入至恒流源电路14。例如，可以用数模转换器（ADC）将所计算的第二电压的值转换为相应的模拟电压。作为另一选项，第二电压可以以脉冲宽度调制（PWM）信号的形式输入至恒流源电路14。对于该选项，由于PWM信号可以具有较高频率，所以能够提高温度控制的响应速度和精准度。

作为一个示例，控制器18可以被实现为包含至少一个处理器和存储程序指令的至少一个存储器。所述程序指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行上面描述的控制器18的操作。处理器的示例包括但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器（DSP）、基于多核处理器架构的处理器、微控制单元（MCU）、等等。存储器可以使用任何适合的数据存储技术实现，诸如基于半导体的存储器设备、闪速存储器、磁性存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器、等等。作为另一示例，控制器18可以被实现为硬件电路，诸如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）等。

因此，本公开的至少一个方面提供了一种计算机可读存储介质。在所述计算机可读存储介质上存储有程序指令。所述程序指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行上面描述的控制器18的操作。计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器（RAM）等。

对于图1所示的气体加热装置，由于采用了恒流源电路，所以至少能够提供稳定可靠的恒流加热，提高加热装置的稳定性。

图2是示出图1的气体加热装置的一种示例性实现方案的电路图。如图2所示，在该示例性实现方案中，加热电阻器是第九电阻器R9。恒流源电路被实现为包括第一运算放大器A1、场效应管Q1、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3和第四电阻器R4。第一运算放大器A1的反相输入端和场效应管Q1的源极与第一电阻器R1的一端相连。第一电阻器R1的另一端接地。第一运算放大器A1的输出端经由第二电阻器R2与场效应管Q1的栅极相连。第一运算放大器A1的同相输入端经由第三电阻器R3接收用于控制第一运算放大器A1的第二电压（对应于DA/PWM信号）、并且经由第四电阻器R4接地。场效应管Q1的漏极输出流过加热电阻器R9的第一电流。

电压采集电路被实现为包括第二运算放大器A2、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第七电阻器R7、第八电阻器R8。第二运算放大器A2的同相输入端经由第五电阻器R5与加热电阻器R9的第一端相连、并且经由第六电阻器R6接地。加热电阻器R9的第一端与供电电源的正极相连。供电电源的负极接地。第二运算放大器A2的反相输入端经由第七电阻器R7与加热电阻器R9的第二端相连、并且经由第八电阻器R8与第二运算放大器A2的输出端相连。第二运算放大器A2的输出端输出所采集的第一电压（对应于AD信号）。注意第二运算放大器A2的正负极处显示的符号“×”表示其不接线或不连接任何网络。由于A1、A2的正负极引脚是相同的，所以在A1的正负极引脚被连接至电源或接地的情况下，A2的正负极引脚无需再进行相应连接。

控制器被实现为微控制单元（MCU），其基于第一电压（对应于在输入端接收的AD信号）确定用于控制恒流源电路的第二电压（对应于在输出端输出的DA/PWM信号），并将第二电压输入至恒流源电路，使得加热电阻器R9的温度保持为目标温度。因此，该气体加热装置具有两种控制方式。一种为模拟电压控制，其可以通过DA信号来设定要稳定的电流值。另一种为PWM控制，其采用的PWM信号的频率可以达到例如1KHz。

在恒流源电路中，设Vda为DA信号的电压。第一运算放大器A1的同相输入端处的电压（即节点N1的电压VN1）=Vda*R4/(R3+R4)=Vda*2/(2+30)=Vda/16。根据第一运算放大器A1的虚短，A1的反相输入端处的电压（即节点N2的电压VN2）与节点N1的电压VN1相等。因此，流过加热电阻器R9的电流Iset近似等于流过第一电阻器R1的电流=VN2/R1=Vda/(16*R1)。

设Vda的最大值为3.3V，那么流过加热电阻器R9的最大设定电流（Iset的最大值）=3.3/(16*0.02)≈10A。设加热电阻器具有正温度系数，那么由于加热电阻器的电阻值在3Ω左右，所以最大设定电流<8A（=24V/R9）。假设使用的MCU的型号为STM32F407，其输出的DA信号的最大分辨率为12位。那么DA信号的最小电压为3.3V/4096=800uV。如果将Vda的最小值设计为16mV，那么对应的Iset=16/(16*20)=50mA。为了获得较好的效果，可以将Iset设计为在100mA到7A之间。

假设Vda为0.8V，那么流过第一电阻器R1的电流和流过加热电阻器R9的电流Iset都等于Vda/(16*R1)=2.5A。当流过R1的电流增加时，VN2会增加，那么施加在场效应管Q1的栅极上的电压为会下降以使流过R9的电流减小从而得到一个平衡、达到恒流的目的。

在电压采集电路中，根据第二运算放大器A2的虚断，A2的输入端没有电流流过，所以流过R5和R6的电流相等，流过R7和R8的电流相等。设R9的第一端为N3，R9的第二端为N4，A2的同相输入端为N5，A2的反相输入端为N6，Vad为AD信号的电压。那么以下两个等式成立：

(VN3-VN5)/R5=VN5/R6， (5)

(VN4-VN6)/R7=(VN6-Vad)/R8。 (6)

另外，以下等式(7)成立：

VN3=VN4+Iset*R9。 (7)

根据A2的虚短可知，VN5=VN6。另外，R5=R7并且R6=R8。将以上等式(5)~(7)联立并结合这几个条件（VN5=VN6，R5=R7，R6=R8），可以得到以下等式(8)：

Vad=(VN3-VN4)*R6/R5。 (8)

由此可见，A2可以对R9两端的第一电压进行采集。

根据以上等式(2)，可以得到以下等式(9):

T = 1/α * (Rt/R0 -1) + T0

=1/α * [(VN3-VN4)/(Iset*R0) -1]+ T0

=1/α * [(R5*Vad)/(R6*Iset*R0) -1]+ T0。 (9)

如前所述，Iset=Vda/(16*R1)。将其代入上面的等式(9)，可以得到以下等式(10)：

(10)

因此，通过根据所采集的第一电压Vad来相应地调整第二电压Vda，可以使加热电阻器的温度保持为目标温度。

假设加热电阻器R9具有正温度系数，并且设定固定的2.5A电流。那么，当随着温度的增加，加热电阻器R9的电阻值也相应增加。使用MCU检测Vad的值，相应地输出的Vda也会增加，从而得到一个闭环的控制系统。

作为最简单的示例，在加热电阻器R9具有负温度系数的情况下，可以省略图2中的MCU。也就是说，将A2输出的信号直接经由R3输入至A1的同相输入端（即Vda=Vad）。根据等式(10)，这样的示例也可以将加热电阻器R9的温度稳定在一定范围内，尽管以一定的控制灵活性的损失为代价。应注意的是，图2中所示的器件型号和具体数值仅是处于举例说明的目的。取决于具体的应用场景，可以采用其它适合的器件型号和具体数值。

图3A和图3B是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热装置的一部分的结构视图。在图3A和图3B所示的实施例中，加热电阻器被实现为嵌入用于输送气体的气腹管31内的加热丝32，其中图3A是该气腹管的侧视图，图3B是该气腹管的后视图。加热丝32可以通过加热接头33与恒流源电路和电压采集电路相连。可替代地，加热丝32也可以布置在气腹管31的内壁上，或布置在气腹管31的外壁上。

作为对比，现有的气腹机的气体加热装置内置有加热腔。从加热腔到气腹之间一般连接有气腹管。而这一段气腹管的距离较长，一般为2.5米。这样，被加热后的气体不能正常进入到腹腔，特别是在流量低的时候。而且，当室温较低时，实际进入到气腹腔的气体也基本趋于室温或低于室温。

与该现有的气体加热装置相比，由于采用了嵌入式发热丝，所以在图3A和图3B所示的实施例中加热更快速、更均匀、温度更稳定。例如，当与图2所示的恒流源电路、电压采集电路和MCU结合使用时，可以使气腹管内输送的气体处于稳定的温度范围内，从而让进入到患者气腹中的气体稳定在例如30-37度的范围内，使患者保持良好的生理特征，更好地协助手术操作的进行。特别是针对本身体质较弱的用户群体，可以更好地保障患者的生理特征。

图4是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热装置的一部分的结构视图。在图4所示的实施例中，加热电阻器42位于加热腔41中。例如，加热电阻器42可以通过设置在加热腔41上的基座411固定在加热腔41中，并通过基座411与外部的恒流源电路和电压采集电路相连。加热电阻器42可以采取加热丝、加热片、或其它适合的形式。加热腔41具有用于与气体源相连的进气口412，以及用于向外输出经加热的气体的出气口413。出气口413可以与用于输送气体的气腹管相连。

可选地，在该气腹管上涂覆有绝热材料层，以便保持气腹管内输送的气体的温度。与上述现有的气体加热装置相比，由于在气腹管上涂覆有绝热材料层，所以同样能够避免气腹管内输送的气体由于室温较低等因素而降温。

图5是示出根据本公开的实施例的用于气腹机的气体加热方法的流程图。在步骤502，由恒流源电路提供流过加热电阻器的第一电流。所述加热电阻器用于对气体进行加热。在步骤504，由电压采集电路对所述加热电阻器两端的第一电压进行采集。在步骤506，由控制器基于由所述电压采集电路采集的所述第一电压确定用于控制所述恒流源电路的第二电压，并将所述第二电压输入至所述恒流源电路，使得所述加热电阻器的温度保持为目标温度。对于图5所示的方法，由于采用了恒流源电路，所以至少能够提供稳定可靠的恒流加热，提高加热方法的稳定性。

例如，步骤506可以被实现为包括图6中所示的步骤608、610、612。在步骤608，基于所述第一电压，计算所述加热电阻器的当前电阻值。在步骤610，基于所述当前电阻值，计算所述加热电阻器的当前温度。在步骤612，以所述加热电阻器的所述当前温度和所述目标温度之间的差值作为输入参数，使用PID算法、PI算法和PD算法中的一者计算所述第二电压。关于图5和图6中各步骤的实现细节，在前文中已经关于气体加热装置进行了详细描述，因此在此不再赘述。

本公开中对“一个实施例”、“实施例”等的提及表示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是并非每个实施例都必须包括该特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定指代同一个实施例。另外，当结合一个实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识内，无论是否被明确描述。应注意的是，附图中两个连续示出的框（或步骤）实际上可以基本并行地执行，或者这些框（或步骤）有时也可以按相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能而定。

应理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文中使用以描述各种元素，但是这些元素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一元素区别开。例如，第一元素可以被称作第二元素，并且类似地，第二元素可以被称作第一元素，而不脱离本公开的范围。在本公开中，术语“和/或”包括相关联的所列术语中的一个或多个的任一个和所有组合。还应理解的是，术语“包括”、“具有”、和/或“包含”在本文中使用时，指的是所陈述的特征、元素和/或组件的存在，而并不排除一个或多个其它特征、元素、组件和/或其组合的存在或附加。本文中使用的术语“连接”涵盖两个元素之间的直接和/或间接连接。

应理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅仅是为了便于和简化本公开的描述，而并非指示或暗示所指的元件、组成部分、或装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

本公开包括本文中明确地或者以其任何一般化形式公开的任何新颖特征或特征组合。当结合附图阅读时，基于上述描述，对本公开的上述示例性实施例的各种修改和适配对于本领域技术人员来说将会变得明显。然而，任何和所有修改和适配仍将落入本公开的非限制性和示例性实施例的范围内。

Claims (8)

1.一种用于气腹机的气体加热装置，包括：

加热电阻器，用于对气体进行加热；

恒流源电路，用于提供流过所述加热电阻器的第一电流；

电压采集电路，用于对所述加热电阻器两端的第一电压进行采集；

控制器，其被配置为基于由所述电压采集电路采集的所述第一电压确定用于控制所述恒流源电路的第二电压，并将所述第二电压输入至所述恒流源电路，使得所述加热电阻器的温度保持为目标温度，

其中，所述恒流源电路包括第一运算放大器、场效应管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器，所述第一运算放大器的反相输入端和所述场效应管的源极与所述第一电阻器的一端相连，所述第一电阻器的另一端接地，所述第一运算放大器的输出端经由所述第二电阻器与所述场效应管的栅极相连，所述第一运算放大器的同相输入端经由所述第三电阻器接收所述第二电压、并且经由所述第四电阻器接地，所述场效应管的漏极输出所述第一电流，

所述电压采集电路包括第二运算放大器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器，所述第二运算放大器的同相输入端经由所述第五电阻器与所述加热电阻器的第一端相连、并且经由所述第六电阻器接地，所述加热电阻器的第一端与供电电源的正极相连，所述供电电源的负极接地，所述第二运算放大器的反相输入端经由所述第七电阻器与所述加热电阻器的第二端相连、并且经由所述第八电阻器与所述第二运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的输出端输出所采集的所述第一电压。

2.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述控制器被配置为通过执行以下操作，基于所述第一电压确定所述第二电压：

基于所述第一电压，计算所述加热电阻器的当前电阻值；

基于所述当前电阻值，计算所述加热电阻器的当前温度；

以所述加热电阻器的所述当前温度和所述目标温度之间的差值作为输入参数，使用比例积分微分PID算法、比例积分PI算法和比例微分PD算法中的一者计算所述第二电压。

3.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述第二电压以模拟信号或脉冲宽度调制PWM信号的形式输入至所述恒流源电路。

4.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述加热电阻器是嵌入用于输送气体的气腹管内、或布置在所述气腹管的内壁上、或布置在所述气腹管的外壁上的加热丝。

5.根据权利要求4所述的气体加热装置，其中，所述加热丝通过加热接头与所述恒流源电路和所述电压采集电路相连。

6.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述加热电阻器位于加热腔中，所述加热腔具有用于与气体源相连的进气口、以及用于向外输出经加热的气体的出气口。

7.一种利用根据权利要求1所述的气体加热装置对气腹机的气体进行加热的方法，包括：

由恒流源电路提供流过加热电阻器的第一电流，所述加热电阻器用于对气体进行加热；

由电压采集电路对所述加热电阻器两端的第一电压进行采集；

由控制器基于由所述电压采集电路采集的所述第一电压确定用于控制所述恒流源电路的第二电压，并将所述第二电压输入至所述恒流源电路，使得所述加热电阻器的温度保持为目标温度。

8.根据权利要求7所述的气体加热方法，其中，基于所述第一电压确定所述第二电压包括：

基于所述第一电压，计算所述加热电阻器的当前电阻值；

基于所述当前电阻值，计算所述加热电阻器的当前温度；以及

以所述加热电阻器的所述当前温度和所述目标温度之间的差值作为输入参数，使用比例积分微分PID算法、比例积分PI算法和比例微分PD算法中的一者计算所述第二电压。