CN207679834U - 气泵自动调速电路以及智能化呼吸湿化仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气泵自动调速电路以及智能化呼吸湿化仪器，涉及医疗器械技术领域；控制模块与保护模块相连，保护模块输出端与电气开关模块相连，电气开关模块连接稳压模块，稳压模块输出端连接气泵；电气开关模块由两个光电耦合器O1和O2组成，光电耦合器O1的信号放大器输入端接电源，输出端连接保护模块；光电耦合器O2的信号放大器输入端连接保护模块，输出端接地；光电耦合器O1的光敏三极管输入端接电源，光电耦合器O2的光敏三极管输出端接地，光电耦合器O1的光敏三极管输出端一路与光电耦合器O2的光敏三极管输入端相连，另一路连接稳压模块的输入端；实现气泵自动控制，节约人力，使用方便。

Description

气泵自动调速电路以及智能化呼吸湿化仪器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域。

背景技术

随着呼吸系统疾病日益高发，辅助呼吸的仪器便应运而生。人们在身体健康时,由于上呼吸道对吸入气体有加温加湿的功能，因此可以维持气道黏膜与纤毛系统正常的生理功能和防御机能。但是,作为这种工能减弱或者丧失的患者,就需要在康复治疗时使用仪器辅助患者的呼吸系统加温、加湿和细菌过滤,以确保正常的生理需要。

呼吸湿化仪器，利用加热装置和气泵配合，可以将氧气和空气的混合气体以设定的温度和流量提供给患者使用，来辅助病人呼吸。现有的气泵调节使通过手动调速板电位器的调速，不能自动调节，必须依靠人实时观察，浪费人力，使用不方便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种气泵自动调速电路以及智能化呼吸湿化仪器，实现气泵自动控制，节约人力，使用方便。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：包括控制器模块、保护模块、电气开关模块、稳压模块和气泵；所述控制模块与保护模块相连，保护模块输出端与电气开关模块相连，电气开关模块连接稳压模块，稳压模块输出端连接气泵；所述电气开关模块由两个光电耦合器O1和O2组成，光电耦合器O1的信号放大器输入端接电源，输出端连接保护模块；光电耦合器O2的信号放大器输入端连接保护模块，输出端接地；光电耦合器O1的光敏三极管输入端接电源，光电耦合器O2的光敏三极管输出端接地，光电耦合器O1的光敏三极管输出端一路与光电耦合器O2的光敏三极管输入端相连，光电耦合器O1的光敏三极管输出端另一路连接稳压模块的输入端； 控制器模块产生不同占空比的方波输出的平均电压就会变化，就相当于电位器在不同的阻值处，即可对气泵进行调速，实现单片机代替原始调速板电位器的调速。

作为优选，控制器模块为51系列单片机。

作为优选，保护模块包括缓冲器U1、电阻R1和电阻R2；缓冲器U1输入端接控制器模块的输出端，缓冲器U1输出端分别接电阻R1和电阻R2的输入端，电阻R1输出端连接光电耦合器O1的信号放大器的输出端，电阻R2输出端连接光电耦合器O2的信号放大器的输入端。

作为优选，缓冲器U1为74HC125A。

作为优选，稳压模块包括电阻R3和电容C1；电阻R3输入端连接光电耦合器O1的光敏三极管输出端，电阻R3输出端分成两路，一路连接电容C1的输入端，另外一路连接气泵；电容C1的输出端接地。

进一步的，还包括一个三线连接芯片J1，三线连接芯片J1的1脚接电源，3脚接地，2脚连接气泵；电阻R3另一路通过三线连接芯片J1的2脚与气泵相连，电容C1的输出端和光电耦合器O2的光敏三极管输出端都通过三线连接芯片J1的3脚接地；光电耦合器O1的光敏三极管输入端通过三线连接芯片J1的1脚接电源。

一种智能化呼吸湿化仪器，包括电源电路电路，气泵自动调速电路输入端连接电源电路。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型，电路连接结构简单，使用方便，改变了现有气泵调节通过手动调速板电位器的调速的现状，实现气泵自动控制，节约人力；缓冲器U1保护单片机引脚，防止流入单片机电机过大，烧坏单片机；电阻R1和电阻R2起到限流作用，保证光电耦合器的正常工作电流；电阻R3和电容C1组成积分电路，为三线连接芯片J1的2脚处提供稳定电压；光电耦合器O1、O2为电气开关。本实用新型将气泵自带的手动调速系统，改为自动控制系统，大大提高了气泵的利用率和自动化程度。

附图说明

图1是现有技术电路原理图

图2是本实用新型的结构框图；

图3是本实用新型电路连接原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示为现有技术电路原理图，气泵通过调节转速来改变气体流量，气泵自带调速板，其通过调节电位器阻值的大小改变A处电压大小进而调节其转速，属于模拟量调速；现有技术是通过手动调速板电位器来调速的。

为了实现自动调速，达到与单片机的对接，单片机需模拟电位器的调速原理对气泵进行调速，将电位器去掉换成驱动电路的1脚，2脚，3脚。

如图2-3所示，为本实用新型一种气泵自动调速电路以及智能化呼吸湿化仪器的一个实施例，包括控制器模块、保护模块、电气开关模块、稳压模块和气泵；所述控制模块与保护模块相连，保护模块输出端与电气开关模块相连，电气开关模块连接稳压模块，稳压模块输出端连接气泵；所述电气开关模块由两个光电耦合器O1和O2组成，光电耦合器O1的信号放大器输入端接电源，输出端连接保护模块；光电耦合器O2的信号放大器输入端连接保护模块，输出端接地；光电耦合器O1的光敏三极管输入端接电源，光电耦合器O2的光敏三极管输出端接地，光电耦合器O1的光敏三极管输出端一路与光电耦合器O2的光敏三极管输入端相连，光电耦合器O1的光敏三极管输出端另一路连接稳压模块的输入端； 控制器模块产生不同占空比的方波输出的平均电压就会变化，就相当于电位器在不同的阻值处，即可对气泵进行调速，实现单片机代替原始调速板电位器的调速。

控制器模块控制整个系统的导通，保护模块对系统起到保护作用，保护模块输入端与控制器模块的IO口相连，保护系统正常运行；电气开关模块用于控制气泵的运行与否，起到开关作用；稳压模块对输出电压起到稳定作用，保证电压输出平稳。

电气开关模块使用两个光电耦合器以满足使用要求。

电路连接结构简单，使用方便，改变了现有气泵调节通过手动调速板电位器的调速的现状，实现气泵自动控制，节约人力，大大提高了气泵的利用率和自动化程度。

实施例1：

控制器模块为51系列单片机，也可以是其他控制器，51系列单片机为日常使用频繁的控制器，使用方便。

实施例2：

保护模块包括缓冲器U1、电阻R1和电阻R2；缓冲器U1输入端接控制器模块的输出端，缓冲器U1输出端分别接电阻R1和电阻R2的输入端，电阻R1输出端连接光电耦合器O1的信号放大器的输出端，电阻R2输出端连接光电耦合器O2的信号放大器的输入端。

缓冲器U1为74HC125A。

缓冲器U1保护单片机引脚，防止流入单片机电机过大，烧坏单片机。电阻R1和电阻R2为限流电阻，保证光电耦合器的正常工作电流。

实施例3：

稳压模块包括电阻R3和电容C1；电阻R3输入端连接光电耦合器O1的光敏三极管输出端，电阻R3输出端分成两路，一路连接电容C1的输入端，另外一路连接气泵；电容C1的输出端接地。

稳压模块为输出电压稳压，也就是为三线连接芯片J1的2脚提供稳定电压。

实施例4：

还包括一个三线连接芯片J1，三线连接芯片J1的1脚接电源，3脚接地，2脚连接气泵；电阻R3另一路通过三线连接芯片J1的2脚与气泵相连，电容C1的输出端和光电耦合器O2的光敏三极管输出端都通过三线连接芯片J1的3脚接地；光电耦合器O1的光敏三极管输入端通过三线连接芯片J1的1脚接电源。

三线连接芯片J1相当于一个三线插座，起到连接作用。

实施例5：

一种智能化呼吸湿化仪器，包括气泵自动调速电路，气泵自动调速电路输入端连接电源电路。

该仪器有加热湿化和消毒两种模式，同时也配有加热湿化和消毒两路管道，当插入加热湿化管路时，单片机识别管路进入加热湿化模式，仪器具有记忆功能，单片机驱动气泵系统，产生上次关机前设定的流量值，此时单片机会时时查询系统是否堵塞或是漏气，若存在上述情况会及时报警。其气泵系统的驱动电路如图2所示，气泵通过调节转速来改变气体流量，气泵自带调速板，其通过调节电位器阻值的大小改变A处电压大小进而调节其转速，属于模拟量调速，电路原理如图1所示，为了达到与单片机的对接，单片机需模拟电位器的调速原理对气泵进行调速。将电位器去掉换成驱动电路的1脚，2脚，3脚，当2脚为低电平时光电耦合器O1导通，光电耦合器O2截止，A脚电位为控制板内电源电位，相当电位器阻值为0，这时气泵转速最大，当2脚为高电平时，光电耦合器O2导通O1截止，A脚电位为0，相当于电位器阻值无穷大，这时气泵转速为0，若单片机产生不同占空比的方波A脚处的平均电压就会变化，就相当于电位器在不同的阻值处，即可对气泵进行调速，实现单片机代替原始调速板电位器的调速。同时单片机驱动加热系统，将混合气体加热到上次关机前设定的温度值。为了防止罐内水量减少混合气体温度迅速升高患者被烫伤，仪器设有温度反馈系统，当加热盘加热到一定温度时系统会自动停止加热并产生报警，当加热盘温度低于这一温度时系统自动恢复加热。屏幕时时显示混合气体的温度，流量和氧含量。患者可通过屏幕设置混合气体的流量和温度。在一定条件下，若30分钟后仍与设定值存在较大差距，会产生报警。电路的温度测量系统中能测量环境温度，若仪器没有处在适宜的环境温度内会产生报警。

工作原理：

当缓冲器U1输入为低电平时光电耦合器O1、光电耦合器O2截止，A脚电位为控制板内电源电位，相当电位器阻值为0，这时气泵转速最大，当缓冲器U1输入为高电平时，光电耦合器O2导通O1截止，A脚电位为0，相当于电位器阻值无穷大，这时气泵转速为0，若单片机产生不同占空比的方波A脚处的平均电压就会变化，就相当于电位器在不同的阻值处，即可对气泵进行调速，实现单片机代替原始调速板电位器的调速。

同时单片机驱动加热系统，将混合气体加热到上次关机前设定的温度值。为了防止罐内水量减少混合气体温度迅速升高患者被烫伤，仪器设有温度反馈系统，当加热盘加热到一定温度时系统会自动停止加热并产生报警，当加热盘温度低于这一温度时系统自动恢复加热。屏幕时时显示混合气体的温度，流量和氧含量。患者可通过屏幕设置混合气体的流量和温度。在一定条件下，若30分钟后仍与设定值存在较大差距，会产生报警。电路的温度测量系统中能测量环境温度，若仪器没有处在适宜的环境温度内会产生报警。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种气泵自动调速电路，其特征在于：包括控制器模块、保护模块、电气开关模块、稳压模块和气泵；所述控制模块与保护模块相连，保护模块输出端与电气开关模块相连，电气开关模块连接稳压模块，稳压模块输出端连接气泵；所述电气开关模块由两个光电耦合器O1和O2组成，光电耦合器O1的信号放大器输入端接电源，输出端连接保护模块；光电耦合器O2的信号放大器输入端连接保护模块，输出端接地；光电耦合器O1的光敏三极管输入端接电源，光电耦合器O2的光敏三极管输出端接地，光电耦合器O1的光敏三极管输出端一路与光电耦合器O2的光敏三极管输入端相连，光电耦合器O1的光敏三极管输出端另一路连接稳压模块的输入端；控制器模块产生不同占空比的方波输出的平均电压就会变化，就相当于电位器在不同的阻值处，即可对气泵进行调速，实现单片机代替原始调速板电位器的调速。

2.根据权利要求1所述的气泵自动调速电路，其特征在于所述控制器模块为51系列单片机。

3.根据权利要求1所述的气泵自动调速电路，其特征在于所述保护模块包括缓冲器U1、电阻R1和电阻R2；缓冲器U1输入端接控制器模块的输出端，缓冲器U1输出端分别接电阻R1和电阻R2的输入端，电阻R1输出端连接光电耦合器O1的信号放大器的输出端，电阻R2输出端连接光电耦合器O2的信号放大器的输入端。

4.根据权利要求3所述的气泵自动调速电路，其特征在于所述缓冲器U1为74HC125A。

5.根据权利要求1所述的气泵自动调速电路，其特征在于所述稳压模块包括电阻R3和电容C1；电阻R3输入端连接光电耦合器O1的光敏三极管输出端，电阻R3输出端分成两路，一路连接电容C1的输入端，另外一路连接气泵；电容C1的输出端接地。

6.根据权利要求1所述的气泵自动调速电路，其特征在于还包括一个三线连接芯片J1，三线连接芯片J1的1脚接电源，3脚接地，2脚连接气泵；电阻R3另一路通过三线连接芯片J1的2脚与气泵相连，电容C1的输出端和光电耦合器O2的光敏三极管输出端都通过三线连接芯片J1的3脚接地；光电耦合器O1的光敏三极管输入端通过三线连接芯片J1的1脚接电源。

7.使用权利要求1-6任意一项所述的气泵自动调速电路的智能化呼吸湿化仪器，包括电源电路电路，气泵自动调速电路输入端连接电源电路。