CN206818821U - 用于检测接线中的短路的系统和装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于实时地检测在接线(110)的信号线(120)与屏蔽线(130)之间的短路的发生的系统(100)，其中，所述信号线(120)的第一端要被连接到要测量的信号源(140)，所述系统(100)包括：信号生成器(150)，其旨在被连接到所述屏蔽线(130)；放大器(160)，其具有第一输入部(170)、第二输入部(180)以及输出部(190)；所述第一输入部(170)被连接到所述信号线(120)的第二端；电压生成器(200)，其被连接到所述第二输入部(180)；其中，所述放大器(160)适于在所述输出部(190)上递送对应于在所述第二输入部(180)的电压与所述第一输入部(170)的电压之间的差异的电压，所述信号生成器适于生成具有一电压幅度的信号，所述电压幅度实质上大于所述信号源(140)的电压幅度，并且在所述输出部(190)处递送的电压的幅度实质上大于在所述输出部(190)处递送的正常输出电压的幅度的发生指示在所述信号线(120)与所述屏蔽线(130)之间的短路的发生。
Description
技术领域
本发明涉及对电信号的测量的领域，尤其涉及用于检测在测量期间所使用的接线的信号线与屏蔽线之间发生短路的系统。
背景技术
测量电信号是在各种领域中进行的。例如，在医学领域中，心电图 (ECG)是由皮肤电极捕获并且由心电图仪外部记录的心脏的电活动的解释，并且整个过程是无创记录过程。
测量电信号常常是经由连接到(导联)接线的传感器来进行的，所述接线被用于将电信号传导到负责测量/分析所述信号的设备。导联接线通常包括两条金属线：一条是信号线，而另一条是屏蔽线。所述信号线和屏蔽线由绝缘层分离，使得信号线和屏蔽线不能够与彼此电接触。
在心电图检查期间，导联接线被用于将心电图仪和皮肤电极连接到患者。导联接线常常通过从业者的各种操控或者被检查的患者的移动而扭转，从而导致信号线与屏蔽线之间的绝缘层有时可能破坏。因此，在信号线与屏蔽线之间发生短路，导联接线因此被称为短路导联接线。短路导联接线可以导致不正确的测量信号，具有对信号的分析的可能负面结果。
存在检测导联接线中的短路的已知解决方案。这些解决方案包括，例如，从信号源移除导联接线，运行服务流程(不在正常ECG采集流程中) 以检查导联接线上已经出现错误的电压电平。因此，那些已知解决方案不能够实时使用，诸如，例如在ECG采集期间。此外，那些解决方案并不总是允许检测间歇性短路，因为导联接线可能在服务测试期间没有短路。
JP 863157067 A公开了一种用于通过如下操作来自动地检测屏蔽层的缺陷的设备：将AC信号施加在核心导体与屏蔽层之间以检测泄漏信号，并且将所检测的AC信号水平与特定参考的信号水平进行比较。然而，因为 AC信号被供应到核心导体，因此由该患者应用提供的设备不能够实时地检测信号泄漏。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于检测接线中在信号线与屏蔽线之间的短路的经改进的系统。本发明由独立权利要求定义。从属权利要求定义了有利实施例。
根据本发明的系统旨在被连接到接线，所述接线包括信号线和屏蔽线，所述信号线的第一端旨在被连接到信号源。
根据本发明的系统包括：
-信号生成器，其旨在被连接到所述屏蔽线；
-放大器，其具有第一输入部、第二输入部以及输出部；所述第一输入部被连接到所述信号线的第二端；
-电压生成器，其被连接到所述第二输入部。
所述放大器适于在上述输出部上递送所述第二输入部的电压与所述第一输入部的电压之间的电压差异。在所述输出部处递送的实质上大幅度的电压反映在所述信号线与所述屏蔽线之间发生短路。
利用本发明，能够在数据测量/采集正在进行期间，例如在ECG测量/ 采集期间，完成对在信号线与屏蔽线之间的接线中的短路的检测。换言之，能够在数据测量/采集期间的任何时间处检测接线中的短路。因此，不要求额外的分离的短路检测流程，并且不要求在检测期间移除例如由患者或者从各种传感器递送的信号的源。
本发明还涉及一种包括根据本发明的系统的装置。
为此，所述装置还包括被连接到所述系统的输出部的显示器，并且其中，所述显示器适于对输出部的信号进行可视化。
该装置是有利的，因为其允许触发指示已经在接线中检测到短路的警告(视觉、声音…)。用户因此能够替换损坏的接线。
本发明还涉及一种实施根据本发明的系统的各个步骤的方法。
为此，根据本发明方法包括如下步骤：
-将第一电压信号施加至所述屏蔽线；
-计算在所述信号线的第二端的电压与第二电压信号之间的电压差异信号；
-检测反映在所述信号线与所述屏蔽线之间发生短路的所述输出信号的实质上大的电压幅度。
下文将给出本发明的详细解释和其他方面。
附图说明
现在将参考下文描述并且结合附图考虑的实施例来解释本发明的具体方面，其中，相同部分或子步骤以相同方式来指定：
图1描绘了根据本发明的实施例的系统的示意图；
图2描绘包括根据本发明的系统的装置的示意图；
图3描绘了根据本发明的方法的流程图。
相同附图标记贯穿附图被用于指代相似的部分。
具体实施方式
图1描绘了根据本发明的实施例的系统的示意图。
根据本发明的第一方面的实施例，提供了一种用于检测在接线110的信号线120与屏蔽线130之间发生短路的系统100。
接线110包括信号线120和屏蔽线130。在信号线120与屏蔽线130之间存在覆盖信号线120的绝缘层(未示出)，诸如橡胶层。
信号线120的第一端旨在被连接到信号源140。在该第一端处，屏蔽线 130被断开连接。
例如，如果测量是在ECG数据采集的背景下进行的，则由患者的人体生成信号源140，并且接线通过电极被接触到人体。
接线110的第二端被连接到系统100。
根据本发明的系统100包括放大器160、电压生成器200以及信号生成器150。
在接线110的第二端处，信号线120被连接到放大器160的第一输入部170。屏蔽线130被连接到系统100中的信号生成器150。
放大器160具有连接到信号线120的第二端的第一输入部170，并且具有连接到电压生成器200的第二输入部180。放大器160具有输出部190。输出部190也是系统100的输出部。
输出部190对应于第一输入部170与第二输入部180的差异，可能乘以给定的放大因子。
信号源140优选生成低幅度的电子信号。例如，信号源140可以递送具有在毫伏或更低的量级上的幅度的信号。
例如，如果测量是在ECG数据采集的背景下进行的，则信号源140生成ECG信号，所述ECG信号对应于由被附接到皮肤的表面的电极所检测到的、由心脏生成的电脉冲(心脏组织的极化和去极化)。ECG信号是常常幅度在范围[0；1mV]中的生理信号。
信号生成器150生成被施加于屏蔽线130的信号。所述信号可以是连续(DC)电压信号、交流(AC)电压信号或波形信号。
信号生成器150的电压具有与输入部170的电压的显著差异。例如，在信号生成器150的电压与第一输入部170的电压之间的比率大于二。
电压生成器200优选适于生成固定电压值。对于给定放大器160，其具有如[V1；V2]的电源范围。V1和V2从数毫伏到数伏特中选择。由电压生成器200生成的电压在幅度的范围[V1；V2]中。
当在导联接线中不存在短路时，放大器160接收信号源，诸如ECG信号，其被放大。当在输出部190处测量的信号比正常ECG信号范围大得多 (诸如，例如两倍大)时，能够认为在信号线120与屏蔽线130之间存在短路。
图2描绘了根据本发明的装置300的示意图。装置300旨在被连接到包括信号线120和屏蔽线130的接线110，所述信号线120的第一端旨在被连接到信号源140。
装置300旨在检测在接线110的信号线120与屏蔽线130之间发生短路。
为此，装置300包括如先前所描述的系统100，系统100旨在被连接到接线110。装置300还包括被连接到系统100的输出部190的显示器310。显示器310适于对输出部190的信号进行可视化。
在正常数据采集期间，输出部190处在正常ECG范围之内。当在信号线120与屏蔽线130之间发生短路时，输出部190变得在正常ECG范围外部，如上文所描述的，这能够在ECG波形中容易地被察觉为“非可操作的” ECG。因此，在显示器310上对大幅度输出部190的可视化允许对在信号线120与屏蔽线130之间发生的短路进行可视化。
图3描绘了根据本发明的方法的示意图。
所述方法包括：
-步骤401，将第一电压信号S1施加至屏蔽线130；
-步骤402，计算在信号线120的第二端的电压S3与第二电压信号S2 之间的电压差异信号；
-步骤403，检测反映在信号线120与屏蔽线130之间发生短路的输出信号的实质上大的电压幅度。
步骤401优选适于生成第一信号，作为在连续电压信号、交流电压信号和波形信号之中选取的信号。
步骤403优选适于生成第二信号，作为固定电压信号。
本发明具体应用于任何ECG应用，包括，但不限于：心电图、压力ECG 和HolterECG。
如所描述的以上实施例仅是说明性的，而不旨在限制本发明的技术方法。尽管参考优选实施例详细描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，本发明的技术方法能够被修改或者相等地替换，而不背离本发明的技术方法的精神和范围，其也将落在本发明的权利要求的保护范围中。具体而言，尽管已经基于ECG应用描述了本发明，但是其也能够被应用于任何其他电测量装备。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且，“一”或“一个”一词并不排除多个。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为对范围的限制。
Claims (6)
1.一种用于实时地检测在接线(110)的信号线(120)与屏蔽线(130)之间的短路的发生的系统(100)，其中，所述信号线(120)的第一端要被连接到要测量的信号源(140)，所述系统(100)包括：
-信号生成器(150)，其旨在被连接到所述屏蔽线(130)；
-放大器(160)，其具有第一输入部(170)、第二输入部(180)以及输出部(190)；所述第一输入部(170)被连接到所述信号线(120)的第二端；
-电压生成器(200)，其被连接到所述第二输入部(180)；
其中，所述放大器(160)适于在所述输出部(190)上递送对应于在所述第二输入部(180)的电压与所述第一输入部(170)的电压之间的差异的电压，
所述信号生成器适于生成具有一电压幅度的信号，所述电压幅度实质上大于所述信号源(140)的电压幅度，并且
在所述输出部(190)处递送的电压的幅度实质上大于在所述输出部(190)处递送的正常输出电压的幅度的发生指示在所述信号线(120)与所述屏蔽线(130)之间的短路的发生。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号生成器(150)是在以下之中选取的：连续电压生成器、交流电压生成器以及波形生成器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述输出部(190)处递送的电压的幅度是在所述输出部(190)处递送的正常输出电压的幅度的至少两倍大。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电压生成器(200)适于生成固定电压值。
5.一种用于实时地检测在接线的信号线(120)与屏蔽线(130)之间的短路的发生的装置(300)，其中，所述信号线(120)的第一端要被连接到信号源(140)，所述装置(300)包括：
-根据权利要求1至4中的任一项所述的系统(100)；
-显示器(310)，其被连接到所述系统(100)的所述输出部(190)，
其中，所述显示器(310)适于对所述输出部(190)的信号进行可视化。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述装置(300)是在由心电图装置、脑电图装置以及肌电图装置定义的装置的集合之中选取的。
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