CN206640294U - 一种医疗设备气压双重保护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种医疗设备气压双重保护系统,包括单片机,单片机产生信号源并传输至气压控制电路输出一个电压控制源,所述电压控制源分为两路:一路经过气压控制开关到气压控制装置;另一路连到电路检测单元,当气压控制电路异常时,电路检测单元输出一个触发控制信号,触发气压控制开关断开电压控制源,从而切断气压控制装置;单片机通过压力传感器、压力采集电路判定气压输出装置的压力异常时,输出保护信号控制气压控制开关断开,从而切断气压控制装置。本实用新型克服现有的医疗设备的气控反应迟缓、可靠性不足等缺陷,具有气压双重保护功能,而且第一重保护的反应速度远快于传统的气压保护措施。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域,特别涉及一种医疗设备气压双重保护系统。
背景技术
随着社会的不断进步与发展,以及人口结构的变化,医疗康复逐渐得到世人的关注与重视。而医疗器械便是医疗康复中非常重要的一部分,在现今很多医疗、康复等活动中都离不开医疗器械。在医疗器械中,很多设备都有使用气压控制,为了保障设备的安全使用,基本所有的设备都有一定的气路保护措施。
目前,现有的气压保护措施一般是控制器通过实时监测压力传感器信号,当气路异常时,压力传感器采集到的信号传送给单片机,单片机做出响应处理,从而让气路停止工作。这种通过气压传感器检测响应的系统,虽然很快,但是在医疗这种争分夺秒的事件中,当气路出现异常之后,系统才检测到信号,再发出警报或者关闭气体输送,这极有可能已经对患者造成了伤害。而且,单一的气路保护的可靠性不足,一旦压力传感器不能正常工作,或者程序异常时,系统就会失去对气路环路的监测及控制功能,此时压力大小便不可控制,对患者极有可能造成意外的伤害。
因此,设计一种可以提高气压异常处理的速度,并且具有双重气压保护的系统具有重大意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有的医疗设备的气控反应迟缓、可靠性不足等缺陷,提供一种医疗设备气压双重保护系统,该系统具有气压双重保护功能,而且第一重保护的反应速度远快于传统的气压保护措施。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:
一种医疗设备气压双重保护系统,包括单片机、气压控制电路、电路检测单元、气压控制开关、气压控制装置、气压输出装置、压力传感器、压力采集电路,其中单片机产生气压控制电路的信号源Ui并传输至气压控制电路,气压控制电路输出一个电压控制源,所述电压控制源分为两路:一路经过气压控制开关到气压控制装置,作为气压控制装置的控制信号,实现气压大小的控制;另一路连到电路检测单元,当气压控制电路异常时,电路检测单元输出一个触发控制信号,触发气压控制开关,气压控制开关断开电压控制源,从而切断气压控制装置,实现气压保护功能;气压控制装置用于控制气压输出装置是否工作;单片机通过压力传感器、压力采集电路来判定气压输出装置的压力是否正常,判定异常时,输出保护信号至气压控制开关,控制气压控制开关断开,从而切断气压控制装置。
所述气压控制电路包括放大电路、积分电路、差分电路、PNP型管Q1、电容C6,信号源Ui通过放大电路放大后到达积分电路,积分后传输到PNP型管 Q1,经过PNP型管Q1放大后再通过差分电路连接积分电路的一个同相输入端,构成一个闭环控制网络,电容C6的一端接地,另一端分别与差分电路、PNP型管Q1连接且输出电压控制源。
所述气压控制电路还包括稳压二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻R6、电容C1、电容C3;
所述放大电路包括电阻R1、电阻R2、集成运放U1B,其中电阻R1的一端与集成运放U1B的反相输入端连接,另一端与集成运放U1B的输出端共同连接至积分电路;电阻R2的一端与集成运放U1B的反相输入端连接,另一端输入信号源Ui;集成运放U1B的同相输入端接地;
所述积分电路包括电阻R5、电容C2、集成运放U2B,其中电阻R5的一端与集成运放U1B的输出端连接,另一端与集成运放U2B的反相输入端连接;电容 C2的一端与集成运放U2B的反相输入端连接,另一端与集成运放U2B的输出端共同连接至稳压二极管D1的负极,稳压二极管D1的正极经过电阻R6后与PNP 型管Q1的基极连接;电阻R3的一端与稳压二极管D1的正极连接,另一端与PNP 型管Q1的发射极连接;电阻R4的一端与PNP型管Q1的基极连接,另一端与PNP 型管Q1的发射极连接;电容C1、电容C3的一端分别与PNP型管Q1的发射极连接,另一端分别接地;
所述差分电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R13、集成运放U3B,其中集成运放U3B的输出端与集成运放U2B的同相输入端连接,电阻 R13的一端与集成运放U3B的反相输入端连接,另一端与集成运放U2B的同相输入端连接;电阻R8的一端与集成运放U3B的同相输入端连接,另一端接地;电阻R7的一端与集成运放U3B的同相输入端连接,另一端与PNP型管Q1的集电极连接;电阻R9的一端与PNP型管Q1的集电极连接,另一端与电容C6连接。
所述电路检测单元包括电阻R11、电阻R12、集成运放U4B,其中电阻R11 的一端与气压控制电路相连,输入电压控制源,另一端集成运放U4B的同相输入端连接;电阻R12的一端与气压控制电路相连,另一端接地;集成运放U4B 的反相输入端与集成运放U4B的输出端连接,集成运放U4B的输出端与气压控制开关连接。
所述气压控制开关包括电阻R18、NPN型管Q2、稳压二极管D2、继电器,其中电阻R18的一端与电路检测单元连接,另一端与NPN型管Q2的基极连接;NPN型管Q2的发射极接地,集电极通过稳压二极管D2与继电器连接;继电器与气压控制装置连接。
所述压力采集电路包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C8、电容C9、集成运放U5B,其中电容C8的一端与单片机连接,另一端接地;电阻R15的一端与单片机连接,另一端与集成运放U5B输出端连接;集成运放U5B输出端与同相输入端连接,集成运放U5B的反相输入端通过电阻R16与压力传感器连接;电阻R17、电容C9的一端分别与集成运放U5B的反相输入端连接,另一端分别接地。
所述气压控制装置包括电磁阀、气泵、比例阀。
所述气压输出装置包括气压冲击波手柄、气囊、气袋。
本实用新型所述一种医疗设备气压双重保护系统的工作过程如下:
单片机产生气压控制电路的信号源Ui并传输至气压控制电路,气压控制电路输出一个电压控制源;
电压控制源分为两路:一路经过气压控制开关到气压控制装置,作为气压控制装置的控制信号,实现气压大小的控制;另一路连到电路检测单元,当气压控制电路异常时,电路检测单元输出一个触发控制信号,触发气压控制开关,气压控制开关断开电压控制源,从而切断气压控制装置,实现气压保护功能;气压控制装置用于控制气压输出装置是否工作;
单片机通过压力传感器、压力采集电路来判定气压输出装置的压力是否正常,判定异常时,输出保护信号至气压控制开关,控制气压控制开关断开,从而切断气压控制装置。
所述单片机产生气压控制电路的信号源Ui,是通过以下方式完成的:单片机产生的PWM值通过低通滤波或DAC转换产生气压控制电路的信号源Ui。
本实用新型与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
1、本实用新型的电路检测装置对气压出现异常时的反应更加迅速、及时,并且增加了一重气压保护功能,增加电路检测模块,达到保护气压的功能。
2、根据以上技术的实现,本实用新型降低了患者受意外伤害的风险,更能够满足医疗设备的安全使用需求,具有更安全的保障。
3、本实用新型电路检测单元、气压控制开关、气压控制装置构成第一重保护;压力传感器、压力采集电路、单片机、气压控制开关、气压控制装置构成第二重保护。实际上本实用新型的双重保护并未作严格的先后区分,而是双重保护同时在起作用,只不过往往引起气路异常的大部分原因是控制电路异常引发的,所以电路检测单元、气压控制开关、气压控制装置组成的保护方案往往能够更快地响应,所以称之为第一重保护;而气路异常被压力传感器侦测到往往具有滞后性,所以称之为第二重保护。如果气压的变化足够快,第二重保护也有可能变成第一重保护,或者第一重保护和第二重保护同时启动。
附图说明
图1为本实用新型所述一种医疗设备气压双重保护系统的结构示意图。
图2为本实用新型所述一种医疗设备气压双重保护系统的电路图。
图3为本实用新型所述气压控制电路的电路图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1,一种医疗设备气压双重保护系统,包括单片机、气压控制电路、电路检测单元、气压控制开关、气压控制装置、气压输出装置、压力传感器、压力采集电路,其中单片机产生气压控制电路的信号源Ui并传输至气压控制电路,气压控制电路输出一个电压控制源,所述电压控制源分为两路:一路经过气压控制开关到气压控制装置,作为气压控制装置的控制信号,实现气压大小的控制;另一路连到电路检测单元,当气压控制电路异常时,电路检测单元输出一个触发控制信号,触发气压控制开关,气压控制开关断开电压控制源,从而切断气压控制装置,实现气压保护功能;气压控制装置用于控制气压输出装置是否工作;单片机通过压力传感器、压力采集电路来判定气压输出装置的压力是否正常,判定异常时,输出保护信号至气压控制开关,控制气压控制开关断开,从而切断气压控制装置。
所述气压控制电路包括放大电路、积分电路、差分电路、PNP型管Q1、电容C6,信号源Ui通过放大电路放大后到达积分电路,积分后传输到PNP型管 Q1,经过PNP型管Q1放大后再通过差分电路连接积分电路的一个同相输入端,构成一个闭环控制网络,电容C6的一端接地,另一端分别与差分电路、PNP型管Q1连接且输出电压控制源。
如图3,所述气压控制电路还包括稳压二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻 R6、电容C1、电容C3;
所述放大电路包括电阻R1、电阻R2、集成运放U1B,其中电阻R1的一端与集成运放U1B的反相输入端连接,另一端与集成运放U1B的输出端共同连接至积分电路;电阻R2的一端与集成运放U1B的反相输入端连接,另一端输入信号源Ui;集成运放U1B的同相输入端接地;集成运放U1B的型号为LM358M;
所述积分电路包括电阻R5、电容C2、集成运放U2B,其中电阻R5的一端与集成运放U1B的输出端连接,另一端与集成运放U2B的反相输入端连接;电容C2的一端与集成运放U2B的反相输入端连接,另一端与集成运放U2B的输出端共同连接至稳压二极管D1的负极,稳压二极管D1的正极经过电阻R6后与PNP 型管Q1的基极连接;电阻R3的一端与稳压二极管D1的正极连接,另一端与PNP 型管Q1的发射极连接;电阻R4的一端与PNP型管Q1的基极连接,另一端与PNP 型管Q1的发射极连接;电容C1、电容C3的一端分别与PNP型管Q1的发射极连接,另一端分别接地;
所述差分电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R13、集成运放U3B,其中集成运放U3B的输出端与集成运放U2B的同相输入端连接,电阻 R13的一端与集成运放U3B的反相输入端连接,另一端与集成运放U2B的同相输入端连接;电阻R8的一端与集成运放U3B的同相输入端连接,另一端接地;电阻R7的一端与集成运放U3B的同相输入端连接,另一端与PNP型管Q1的集电极连接;电阻R9的一端与PNP型管Q1的集电极连接,另一端与电容C6连接。
如图2,所述电路检测单元包括电阻R11、电阻R12、集成运放U4B,其中电阻R11的一端与气压控制电路相连,输入电压控制源,另一端集成运放U4B 的同相输入端连接;电阻R12的一端与气压控制电路相连,另一端接地;集成运放U4B的反相输入端与集成运放U4B的输出端连接,集成运放U4B的输出端与气压控制开关连接。
如图2,所述气压控制开关包括电阻R18、NPN型管Q2、稳压二极管D2、继电器,其中电阻R18的一端与电路检测单元连接,另一端与NPN型管Q2的基极连接;NPN型管Q2的发射极接地,集电极通过稳压二极管D2与继电器连接;继电器与气压控制装置连接。
如图2,所述压力采集电路包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C8、电容C9、集成运放U5B,其中电容C8的一端与单片机连接,另一端接地;电阻 R15的一端与单片机连接,另一端与集成运放U5B输出端连接;集成运放U5B输出端与同相输入端连接,集成运放U5B的反相输入端通过电阻R16与压力传感器连接;压力传感器设置在气压输出装置之中或者附件,用于监测气压输出装置的气压大小;电阻R17、电容C9的一端分别与集成运放U5B的反相输入端连接,另一端分别接地。
所述气压控制装置包括电磁阀、气泵、比例阀等。
所述气压输出装置包括气压冲击波手柄、气囊、气袋。
其工作过程如下所示:
单片机产生的PWM值通过低通滤波或DAC转换产生气压控制电路的信号源 Ui。气压控制电路中信号源Ui通过放大电路放大后到达积分电路,积分后到放大管Q1,Q1放大后通过差分电路,再连到U2B,构成一个闭环控制网络,C6+ 端输出一个跟U2B第6P镜像电压;从而输出一个精准的电压控制源。
电压控制源分为两路:一路经过继电器开关到气压控制装置,作为气压控制装置的控制信号,实现气压大小的控制;另一路连到第一重保护电路检测模块,当气压控制电路异常时,电路检测模块输出一个触发控制信号,触发继电器,继电器断开电压控制源,从而切断气压控制装置,实现气压保护功能。
当第一重保护失效时,第二重保护动作:通过压力传感器气压采集电路,单片机通过ADC,判定气压异常,输出控制保护信号:第二重保护控制信号。第二重保护控制信号连到R19,R19再连到Q2。当第二重保护控制信号变高时,也可以控制继电器断开,从而切断气压控制装置,实现气压保护功能。从而实现气压的双重保护功能。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:包括单片机、气压控制电路、电路检测单元、气压控制开关、气压控制装置、气压输出装置、压力传感器、压力采集电路,其中单片机产生气压控制电路的信号源Ui并传输至气压控制电路,气压控制电路输出一个电压控制源,所述电压控制源分为两路:一路经过气压控制开关到气压控制装置,作为气压控制装置的控制信号,实现气压大小的控制;另一路连到电路检测单元,当气压控制电路异常时,电路检测单元输出一个触发控制信号,触发气压控制开关,气压控制开关断开电压控制源,从而切断气压控制装置,实现气压保护功能;气压控制装置用于控制气压输出装置是否工作;单片机通过压力传感器、压力采集电路来判定气压输出装置的压力是否正常,判定异常时,输出保护信号至气压控制开关,控制气压控制开关断开,从而切断气压控制装置。
2.根据权利要求1所述医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:所述气压控制电路包括放大电路、积分电路、差分电路、PNP型管Q1、电容C6,信号源Ui通过放大电路放大后到达积分电路,积分后传输到PNP型管Q1,经过PNP型管Q1放大后再通过差分电路连接积分电路的一个同相输入端,构成一个闭环控制网络,电容C6的一端接地,另一端分别与差分电路、PNP型管Q1连接且输出电压控制源。
3.根据权利要求2所述医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:所述气压控制电路还包括稳压二极管D1、电阻R3、电阻R4、电阻R6、电容C1、电容C3;
所述放大电路包括电阻R1、电阻R2、集成运放U1B,其中电阻R1的一端与集成运放U1B的反相输入端连接,另一端与集成运放U1B的输出端共同连接至积分电路;电阻R2的一端与集成运放U1B的反相输入端连接,另一端输入信号源Ui;集成运放U1B的同相输入端接地;
所述积分电路包括电阻R5、电容C2、集成运放U2B,其中电阻R5的一端与集成运放U1B的输出端连接,另一端与集成运放U2B的反相输入端连接;电容C2的一端与集成运放U2B的反相输入端连接,另一端与集成运放U2B的输出端共同连接至稳压二极管D1的负极,稳压二极管D1的正极经过电阻R6后与PNP型管Q1的基极连接;电阻R3的一端与稳压二极管D1的正极连接,另一端与PNP型管Q1的发射极连接;电阻R4的一端与PNP型管Q1的基极连接,另一端与PNP型管Q1的发射极连接;电容C1、电容C3的一端分别与PNP型管Q1的发射极连接,另一端分别接地;
所述差分电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R13、集成运放U3B,其中集成运放U3B的输出端与集成运放U2B的同相输入端连接,电阻R13的一端与集成运放U3B的反相输入端连接,另一端与集成运放U2B的同相输入端连接;电阻R8的一端与集成运放U3B的同相输入端连接,另一端接地;电阻R7的一端与集成运放U3B的同相输入端连接,另一端与PNP型管Q1的集电极连接;电阻R9的一端与PNP型管Q1的集电极连接,另一端与电容C6连接。
4.根据权利要求1所述医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:所述电路检测单元包括电阻R11、电阻R12、集成运放U4B,其中电阻R11的一端与气压控制电路相连,输入电压控制源,另一端集成运放U4B的同相输入端连接;电阻R12的一端与气压控制电路相连,另一端接地;集成运放U4B的反相输入端与集成运放U4B的输出端连接,集成运放U4B的输出端与气压控制开关连接。
5.根据权利要求1所述医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:所述气压控制开关包括电阻R18、NPN型管Q2、稳压二极管D2、继电器,其中电阻R18的一端与电路检测单元连接,另一端与NPN型管Q2的基极连接;NPN型管Q2的发射极接地,集电极通过稳压二极管D2与继电器连接;继电器与气压控制装置连接。
6.根据权利要求1所述医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:所述压力采集电路包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C8、电容C9、集成运放U5B,其中电容C8的一端与单片机连接,另一端接地;电阻R15的一端与单片机连接,另一端与集成运放U5B输出端连接;集成运放U5B输出端与同相输入端连接,集成运放U5B的反相输入端通过电阻R16与压力传感器连接;电阻R17、电容C9的一端分别与集成运放U5B的反相输入端连接,另一端分别接地。
7.根据权利要求1所述医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:所述气压控制装置包括电磁阀、气泵、比例阀。
8.根据权利要求1所述医疗设备气压双重保护系统,其特征在于:所述气压输出装置包括气压冲击波手柄、气囊、气袋。
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