CN202652663U - 整体反射led手术无影灯光源系统 - Google Patents

Abstract

整体反射LED手术无影灯光源系统是采用整体反射+柱式LED技术，使其取长补短，集整体反射和LED技术优点一身，克服不足，由电源(1)、控制板(2)、主灯(3)、副灯(4)、显示面板(5)、控制面板(6)、充电电池(7)、主、副灯转换电路(8)、应急(开关)电路(9)组成。以柱式LED灯作为光源，满足整体反射对光源的要求，节能环保、产热少、寿命长。耗能小可采用电池供电，交、直流转换电路、主、副灯转换电路、应急(开关)电路增加整体反射LED手术无影灯的应急性能。

Description

整体反射LED手术无影灯光源系统

技术领域

本实用新型涉及手术无影灯，更具体的说，是一种整体反射LED手术无影灯光源系统。

背景技术

手术无影灯是医疗卫生系统手术室中必备的常规装备，其主要作用就是作为特殊的照明设备。手术无影灯随着光源的发展而进步，从普通无影灯泡到卤素灯泡，至如今的LED灯；追随光源的发展经历了由多孔无影灯、反射无影灯、LED手术无影灯等。手术无影灯从结构、光源、反射方式、工作环境等不同来分类，其分类有多种方法，所以手术无影灯有多种形式和类别。1、从工作环境和安装方式可分为：移动式手术无影灯和固定式手术无影灯；2、从无影灯的灯盘使用光源(灯泡)数量可分为：独头无影灯和多头无影灯；3、从无影灯的灯盘数量可分为：子母无影灯和单头无影灯；4、从反射方式可分为：整体反射无影灯和孔式无影灯；5、从光反射级数可分为：单反射无影灯和多级聚焦无影灯；6、从光源类型可分为：普通无影灯、卤素(灯)无影灯、LED(灯)无影灯等。通常移动式手术无影灯只在临时和应急场所使用，固定式手术无影灯固定在手术间之中使用。随着净化手术间越来越多为医院所采用，层流手术间内对影响层流的主要因素热源及阻碍物的控制要求也随之提高，老孔式手术无影灯无法满足高标准净化手术室的技术要求，已基本被整体反射手术无影灯所代替，近几年来LED手术无影灯有较大的发展，从而多头无影灯应用又有一定的扩展。老孔式手术无影灯使用的大多数是普通无影灯泡，整体反射手术无影灯使用的是卤素灯泡，从而普通无影灯泡被卤素灯泡所代替，但是随着LED的快速发展，LED应用有一定的速度，目前LED手术无影灯全都是多灯头的。普通无影灯实际上就是一般的白炽灯，只是在灯泡的底部镀有金属反射膜，每只灯泡功率是24V25W；卤素灯泡功率是24V110～250W。卤素灯作为光源，消耗电能大，产生的热能多，但卤素灯一个灯泡就可满足需要，能广泛的使用在整体反射手术无影灯中，光源调节、控制好，有备用灯，应急性能好、能达到无影最理想的同源共柱是其特点。但卤素灯的消耗电能和产生的热能仍较大，是其的缺点之一。同时由于卤素灯功率大、电压低，电流大，而目前在无影灯中的卤素灯灯泡使用米泡采用的是针插件，接触电阻大、产热增多，也是其使用寿命短、故障多的原因。LED灯消耗电能小、产生热能极少、光源质量可控性好、使用寿命长，但目前采用的是多头灯，聚焦性能和亮度调节性差，同时因无备用灯，应急性缺、不能实现同源共柱的目的。

发明内容

无影灯其实并不能“无影”，它只是减淡本影，使本影不明显。发光物体的面积越大，本影就越小。手术用的无影灯，它将发光强度很大的灯在灯盘上排列成圆形，合成一个大面积的光源。这样，就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影，所以称为无影灯。多孔无影灯，主要是通过多个光源实现无影效果的，若有些单个光源出现问题(无光或光强度改变)就对无影效果产生影响；整体反射无影灯，其特点是照度高和均匀、可聚焦、能达到同源共柱，无影效果好、可靠。

医疗照明具有定点、定向照明、高强度照明、光色纯正(有极好的显色性，能够使医生清晰地区分不同器官与组织结构，并在一定程度上可以根据需要进行色温调节、以突出显示某种器官或组织)以及均匀、无影照明，调光控制，高可靠性等特殊需求。传统医疗照明采用卤素灯作为光源，光线向四面八方全空间发散的典型发散光源，这样高热辐射、全光谱、发散的光源，要达到医疗照明(手术无影灯)的上述特殊技术要求，必须采用一系列特种技术。调光控制方面，卤素灯通过调整供电电压实现光强控制，但光强变化会影响其色温及显色性等。与传统医疗照明产品相比，LED在实现定点、定向照明、高强度照明、调光控制、实现高显色性等方面具有先天优势，可以有力克服常规医疗照明的不足。LED是点光源、定向照明光源，只需通过合理的芯片与封装设计，并稍微配合一点二次配光，就可以实现理想的定向照明，其光学系统简单、配光效果理想；以LED新光源替代以卤素灯为代表的常规光源，在临床手术照明、医疗检查照明及医疗辅助诊断与治疗照明中，有利于在提升医疗机构临床检查诊断与手术治疗质量的同时，实现绿色照明。

手术无影灯是保证手术顺利进行的基本保证。手术过程中有可能出现的危险是无影灯出现故障，使手术不能正常进行，这样不单影响手术进行，还将影响手术效果，甚至影响患者的生命安全。所以手术无影灯要有足够的应急能力，来保证手术安全。

手术无影灯其实区别于普通灯的本质就是要达到手术的特殊要求，1、手术室照明亮度要求；2、安全的手术照明；3、无阴影的要求；4、冷光要求；5、可拆卸消毒的要求。理想的手术无影灯：1、无影效果好；2、照度高；3、产热少温升低；4、光的显色效果好；5、操作方便；6、具有应急性能；7、节能、环保、经济安全。

目前使用的手术无影灯各有其长短，不同类型之间有其互补性。整体反射无影灯的优点：1、反射效果好；2、聚光调节佳；3、应急性能强；4、操作方便；5、有可更换消毒手柄。LED的优点：1、使用寿命长；2、节能环保；3、热能产生极少；4、光照度均匀，光源质量好；5、亮度调节性能强；6、可实现计算机控制光源照度。多灯头无影灯的缺点：1、反射效果较差；2、聚光性欠佳；3、应急性能缺；5、灯源更换复杂；6、影响无影效果因素多。卤素灯的缺点：1、消耗电能大；2、产生热能多；3、使用寿命短；4、受外部电源干扰(高频电刀)；5、干扰外部生物设备。

根据目前临床最常用、性能较好的二种手术无影灯的综合分析，整体反射手术无影灯总体结构比较符合临床使用要求，但因采用卤素灯泡作为光源，故存在能耗高、产热多、使用寿命短、故障率高等不足；LED作为光源其特点(优势)就是卤素灯的不足之处，即节能环保、产热极低、使用寿命长、故障率极少。LED手术无影灯目前采用多头结构，故存在聚光较差、应急性缺等不足，这又正是整体反射手术无影灯的优点。如若能将LED作为光源，采用整体反射结构，设计一套整体反射手术无影灯光源系统，就能发挥整体反射手术无影灯的优势、克服其劣势、继续保持LED的长处、克服其不足。另外，如采用LED作为手术无影灯的光源，使手术无影灯耗电量明显下降，能为采用电池供电提供基础。

目前所谓手术无影灯的应急能力只是指手术无影灯的在用灯泡出现故障时，在短时间内自动启动备用灯泡而言，如若出现电源故障则无法进行转换。若在使用带充电电池为后备电源就可实现供电与备用电源互换，也就是常讲的交直流转换，扩展一步讲在只有电源和光源时就能应急工作，增大手术无影灯的应急性。

作为整体反射的光源的唯一要求是：必须有足够强亮度的点(柱)光源。LED作为光源，其每个LED灯的亮度就太小，需要较多的集合在一起共同组成，这就是目前临床上广泛使用的LED手术无影灯均采用多头灯的原因之一。随着LED技术的发展，大功率、超亮度的LED的研发、生产，并且组装技术的进展，柱式LED灯投放市场，为LED作为整体反射的光源提供保证。柱式LED灯又称LED玉米灯是LED灯具的一种，因为LED最大发光角度为120°，考虑到发光均匀，特设计成360°发光，其形状如同玉米棒，特称为LED玉米灯。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，直流驱动，超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近100％，相同照明效果比传统光源节能80％以上。LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯；固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上；耐冲击，抗雷力强，无紫外线(UV)和红外线(IR)辐射。无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯管碎裂问题，对人体无伤害、无辐射。低电压下工作，安全可靠；表面温度≤60℃(环境温度Ta＝25℃时)，综述柱式LED灯是非常理想的整体反射手术无影灯的光源，克服了卤素灯耗能高、产热多、寿命短、易碎裂等不足。LED无影灯为纯直流电供电无频闪，不易使眼睛产生疲劳感，亦不会对工作区其它设备产生谐波干扰。

整体反射手术无影灯光源系统一般由电源、主灯、副灯、显示面板、调节面板、灯泡检测电路、灯泡转换电路组成。关于灯泡转换电路简单的只是单独转换主、副灯的供电，主、副灯无位移，较好的不单转换主、副灯的供电，并且由转盘电机工作，将主、副灯位置互调。因为整体反射手术无影灯的构造和控制电路比较完善，所以整体反射LED手术无影灯的光源系统可参考其基本结构，在其基础上进行必要的增改。整体反射LED手术无影灯的光源系统主要增加备用电源和供电与备用电源互换电路，也称为交直流转换电路。备用电源可采用充电电池，灯泡转换电路必需采用转盘电机控制位移。从而整体反射LED手术无影灯光源系统由电源、主灯和副灯(柱式LED灯)、显示面板、调节面板、灯检测电路、主、副灯转换电路、充电电路、供电与备用电源转换电路、应急(开关)电路组成。

本发明整体反射LED手术无影灯的光源系统的目的：在符合手术照度的情况下，实现同源共柱、节能环保、产热少、寿命长、故障率小、应急能力强、对外界干扰弱、能在最基本情况(LED、电池)下工作。本发明的特点：1、采用单独的柱式LED作为光源。2、应急能力有三种；(1)、主、副灯转换，(2)、交直流互换，(3)、直流电直接供给。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图是本发明的电路结构示意图。

图中1、电源；2、控制板；3、主灯；4、副灯；5、显示面板；6、控制面板；7、充电电池；8、主、副灯转换电路；9、应急(开关)电路。

具体实施方式

手术无影灯一般采用24V供电，这和LED主要是12V、24V一致。整体反射LED手术无影灯光源系统由电源(1)、控制板(2)、主灯(3)、副灯(4)、显示面板(5)、控制面板(6)、充电电池(7)、主、副灯转换电路(8)、应急(开关)电路(9)组成。

根据手术无影灯的有关规定和要求，电源(1)为恒流隔离电源。将220V的交流电经降压、整流转换为24V直流电供给柱式LED灯和充电电池使用，保证LED灯的电源可靠供给，另外，根据转盘电机、控制板、指示灯等需要提供所需电压。

控制板(2)内含：1、主、副灯检测电路；2、交直流转换电路；3、充电电池管理电路；4、输入、输出电路。其主要功能有：1、主、副灯检测电路检测主、副灯的性能，确定调整工作灯，并由输出电路给显示面板(5)有关信号确定主、副灯性能及工作状态，及时跟踪检测在用工作灯的工作状态，发现问题，立即启动灯转换电路，启用备用灯泡，即转盘电机工作转动LED位置，转换LED灯间供电，主灯断电、副灯得电工作。2、交直流转换电路检测供电电源是否正常，在供电电源正常的情况下，由供电电源提供供电，若异常或无供电，即转为备用电池供电，保证LED灯工作。当供电电源恢复正常，则仍转为供电电源供电。3、充电电池管理电路自动控制对充电电池的充电，检测充电电池的电量状态进行不同的充电方案，电量较满采用涓流充电方式，保持电池电量；电量中间状态，采用涓流充电方式，缓慢蓄满电池电量或快速充电方式，快速补充电池电量；电量不足状态，先采用涓流方式，缓慢提升电池的电压至安全水平后，采用快速充电方式，快速补充电池电量。4、输入、输出电路管理输入信号(开关灯、灯亮度的增减等)和输出信号(交流或直流供电、充电信号指示、主、副灯性能和工作状态、灯亮度指示等)。

主灯(3)和副灯(4)也可称其为A灯和B灯，可互换角色，处在工作状态的为主灯，处在备用位置的为副灯。光源(柱式LED灯)有二路并联供电，一路即主供电路，由控制板(2)控制提供，另一路为应急电路，由应急(开关)电路(9)控制，24V充电电池(7)直接供给。主灯和副灯采用24V柱式LED灯作为光源。柱式LED灯采用新的配光技术使每个单独LED的点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳；透镜与灯罩一体化设计，透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费；大功率LED平面集群封装，及散热器与灯座一体化设计，充分保障了LED散热要求及使用寿命，由于采用散热器与灯座一体化设计，使灯座处成为光隔断面，阻隔光从灯座向下传导；由于电源(1)本身就是恒流隔离电源，柱式LED灯内不必再增设恒流隔离电源，减少零部件，从而可使柱式LED灯体积大大减小；采用超高亮大功率LED光源，相同功率下亮度是白炽灯的10倍；能耗和产热均进一步下降，成本同样减少。

显示面板(5)显示：1、交流或直流供电状况，当交流电输入正常时交流电指示灯亮，直流电指示灯灭；交流电输入异常或无交流电输入时，交流电指示灯灭，直流电指示灯亮。2、充电信号指示，充电时充电指示灯亮，并且随充电电流大、小，闪动快慢有变化。3、主、副灯性能和工作状态，工作时对应指示灯得电工作(发亮)，主、副灯能距常工作时，有关对应指示灯为蓝色，有故障不能得电工作则为红色，应对其进行检查或更换。4、指示工作灯所调节的亮度，当灯亮度由暗至亮时，亮度指示灯由少至多，逐步增加，反之，亮度由亮至暗时，亮度指示灯由多至少，逐步减少。

控制面板(6)，主要有光源的启动键和停止键、光源调节键(增加、减少)。启动键启动LED灯的工作；停止键熄灭LED灯；光源(增加、减少)调节键调节LED灯的亮度。

充电电池(7)为24V备用电源，可为控制板(2)和LED灯提供应急电源。

主、副灯转换电路(8)：当主灯(3)因故不能正常工作时，控制板(2)输出信号，转盘电机受控制板(2)控制，调整LED灯的工作、等待位置，原副灯(4)取代原主灯(3)的位置，成为新的主灯；应急(开关)电路连接充电电池(7)与LED灯，打开应急开关可使充电电池直接供给LED灯24V的电源，此时LED灯不能进行调光，但确保手术不因手术无影灯停止手术的事件发生。

应急(开关)电路(9)是在控制板(2)故障时，人工控制将24V充电电池(7)与24V柱式LED灯直接连接，使24V充电电池(7)可直接给24V柱式LEC灯供电，保证在控制板(2)故障时仍旧能使LED灯工作。

整体反射LED手术无影灯可分为三大部分：电源和充电电池可安置在无影灯顶部或天花板上，显示、调节面板和控制板可组合安置在无影灯的灯盘中。柱式LED灯和灯座及灯转盘电机组合在灯座盘上，通过插件与灯盘连接，用螺栓固定。

整体反射LED手术无影灯光源系统的工作过程：当电源开关闭合，电源接通得电后，控制板(2)工作，1、检测主、副灯性能，并作出相关显示，即主、副灯指示灯为蓝色(正常)或红色(异常)。2、检测充电电池电量，并根据电池电量确定充电方式，并作出有关显示。3、等待调节面板中灯电源开关(启动键)，当调节面板中灯电源开关(启动键)触发后，控制板给LED灯输出电源，使LED灯得电发亮。4、若在使用中主灯突然出现故障，控制板(2)立即启动灯转换电路，灯转盘电机得电，转动灯座盘，主、副灯座位置及供电互换，主灯离位、断电；副灯到位得电。5、在正常使用过程中，检测供电电源，若供电电源有故障或无，立即启动作为备用电源的充电电池，切断供电电源电路，改为充电电池供电，若供电电源恢复正常时再次使用供电电源供电，充电电池停止供电，并根据充电电池电量作出不同形式的充电方法。6、根据调节面板亮度调节键的调节改变灯电压(电流)输出的实际值，并随着调节显示其亮度。7、触发停止键，LED熄灭。8、控制板(2)等故障，使LED灯不能得电发亮时，人工打开应急开关，充电电池直接供给LED电源，LED得电、发亮。

Claims (3)

1.一种整体反射LED手术无影灯光源系统，由电源(1)、控制板(2)、主灯(3)、副灯(4)、显示面板(5)、控制面板(6)、充电电池(7)、主、副灯转换电路(8)、应急开关(9)组成；其特征在于，柱式LED的整体反射。

2.如权利要求1所述的整体反射LED手术无影灯光源系统，其特征在于交直流转换。

3.如权利要求1所述的整体反射LED手术无影灯光源系统，其特征在于充电电池直接供给光源。

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