CN208705405U - 一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路，包含微处理器、脉冲发生电路、电导测量电路；所述的微处理器和所述的脉冲发生电路、电导测量电路相连；所述的脉冲发生电路还和电导测量电路相连。所述的微处理器用于控制整个系统工作；所述的脉冲发生电路用来产生测试激励用的方波信号；所述的电导测量电路接收方波信号，使用两根电极检测反渗水的电导，并将测试结果输出给微处理器。本实用新型电路简单可靠，电路集成化程度高，采用函数发生芯片产生方波，频率占空比可调，信号质量稳定，能够有效精度高地测量医用反渗水的电导。

Description

一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路

技术领域

本实用新型涉及质量检测领域，特别涉及一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路。

背景技术

血液透析是目前治疗肾脏衰竭的最主要方法，透析的原理是把病人体内含有代谢废物的血液通过输液管导流至病人体外，再通过一个由无数根空心纤维组成的透析器对病人血液进行过滤，血液在流经透析液时，与浓度相似的透析液在一根根空心纤维内外，利用弥散、超滤、吸附、对流等物理原理，进行物质交换，把血液中人体的代谢废物过滤掉，以达到清除体内的代谢废物的目的，从而维持病人血液的电解质和酸碱平衡。同时，血液透析过程还能清除病人血液中的过多水分，最终血透机把过滤干净的血液通过导管再注入到病人体内，完成整个透析过程。

因为透析用水水质不良而导致的医疗事故国内外却屡有发生，国内外都曾有因为医用透析用反渗水重金属含量超标而导致的医疗事故案例，这种事件的发生本可以避免，但是常规的血透机并没有一个用来检测入水口水质重金属含量的装置，从而导致悲剧发生，为了提高医疗设备的安全性，需要设计一种医用反渗水重金属含量检测电路，测量水里重金属可以通过测量电导实现。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路。

本实用新型采用的技术方案是：一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路，包含微处理器、脉冲发生电路、电导测量电路；所述的微处理器和所述的脉冲发生电路、电导测量电路相连；所述的脉冲发生电路还和电导测量电路相连。所述的微处理器用于控制整个系统工作；所述的脉冲发生电路用来产生测试激励用的方波信号；所述的电导测量电路接收方波信号，使用两根电极检测反渗水的电导，并将测试结果输出给微处理器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型电路简单可靠，电路集成化程度高，采用函数发生芯片产生方波，频率占空比可调，信号质量稳定，能够有效精度高地测量医用反渗水的电导。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的脉冲发生电路原理图；

图3为本实用新型的电导测量电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本实用新型仅仅是对本实用新型实施方式的描述，并不对本实用新型的范围有任何限制。

实施例1

如图1所示，一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路，包含微处理器、脉冲发生电路、电导测量电路；所述的微处理器和所述的脉冲发生电路、电导测量电路相连；所述的脉冲发生电路还和电导测量电路相连。所述的微处理器用于控制整个系统工作；所述的脉冲发生电路用来产生测试激励用的方波信号；所述的电导测量电路接收方波信号，使用两根电极检测反渗水的电导，并将测试结果输出给微处理器。

如图2所示，为本实用新型的脉冲发生电路原理图。脉冲发生电路主要包含一片函数发生芯片U5，选型为AD9851，一个LC椭圆二阶低通滤波器，以及一个跟随器，选型为OP07，芯片U5的电源6脚、23脚、11脚、18脚和5V电源相连，电源地5脚、24脚、 10脚、19脚和电源地相连，4根控制线9脚、7脚、8脚、22脚和微处理器的12脚、13脚、 14脚、15脚相连，8位数据线D0～D7则和微处理器的P6.0～P6.7依次顺序相连，12脚为输出电流设置引脚，接3.92K电阻R8，将输出端电流设置为10mA，信号输出端21脚则和后级的滤波器相连，滤波器的输出端和跟随器AR1的同相端3脚相连，跟随器2脚则和输出端6脚间接反馈电阻R7，运放的参考电压脚5脚则接地，不设置其偏置电压，运放AR1输出端输出的信号为标准的方波信号，该电路采用的频率为1KHz，占空比为25％。

如图3所示，为本实用新型的电导测量电路原理图。主要包含一个模拟开关U2A，选型为CD4052B，一个充放电电容C1，一个逻辑非门U3A，选型74HC04，一个逻辑与门 U1A，选型为74HC08，图中P1为接口，用于连接上级脉冲发生电路的运放输出端，U2A主要使用其Y通道，输入端Y0接地，用于电容C1的放电，输入端Y1接输入的脉冲信号，用来实现电容C1的充电，芯片的地址脚9脚、10脚通过下拉电阻R4、R3接地，另外，10脚还和方波相连，使能脚6脚也通过下拉电阻R5接地，图中芯片U2A输出端3脚和电阻R1、 Rw相连，R1为模拟开关内部的等效电阻，Rw则为电路电导测试电极之间的水体等效电阻，透析液的电导越大，则Rw越小，电导越小，Rw越大，呈现一个线性反比关系。等效电阻还和充放电电容C1、逻辑非门U3A芯片74HC04的输入端相连，U1A逻辑与门芯片74HC08 的两个输入端一个接非门输出端，一个接P1输入的方波信号，与门的输出端则和微处理器的定时器捕获引脚相连。电导测量电路在工作时，由P1输入上一级脉冲发生电路的方波信号，当方波信号高逻辑到来时，芯片CD4052B的地址脚A脚和B脚的值分别是逻辑1和0，此时芯片内部的开关连通Y1和输出脚Y，相当于芯片5脚和3脚是连通的，方波脉冲开始通过电阻R1和Rw向电容C1充电，当电容C1上的电压超过非门输入门限后，非门输出电平由高电平翻转为低电平，后级的与门则对非门输出和原始方波信号进行与逻辑运算，即：与门会在电容C1充电期间输出一个高电平脉冲，而在接下来电容C1充电完成和放电过程中输出稳定的低电平。根据电路设计的结构，这个充电期间产生的高电平脉冲，与电阻R1、R2 的大小有关，R1是模拟开关芯片内部导通时的等效电阻，是可测的，R2是测试用两个电极之间待测医用反渗水的等效电阻，这个Rw的大小与电极放置的距离，待测量反渗水的重金属含量有关系，在电极距离不变的情况下，Rw的大小和待测液体的电阻成正比线性关系，而电容C1的充电时间和Rw大小也成正比线性关系，综上所述，逻辑与门输出端的脉冲宽度和待测液的电导成一个线性的反比关系。微处理器在编程上，只要通过定时器的捕获模式测量脉冲宽度，即可得到相应的电导大小。

以上所述，仅以本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并非局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之类。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种脉冲激励式医用反渗水电导检测电路，其特征在于：在组成结构上包含微处理器、脉冲发生电路、电导测量电路；所述的微处理器和所述的脉冲发生电路、电导测量电路相连；所述的脉冲发生电路还和电导测量电路相连。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：微处理器采用型号为MSP430F149的单片机，其外部高速晶振引脚52脚、53脚接8MHz高速晶体，复位引脚58脚接阻容复位电路。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述的脉冲发生电路主要包括一片函数发生芯片，型号为AD9851，还包括后级的滤波跟随电路；函数发生芯片的数据传输引脚D0～D7和所述的微处理器的数据引脚P6.0～P6.7依次顺序相连，9脚为参考时钟输入脚，和微处理器的12脚相连，7脚为数据读写时钟，和微处理器的13脚相连，8脚为数据读写刷新引脚，和微处理器的14脚相连，22脚为复位脚，和微处理器的15脚相连，12脚为输出电流控制引脚，对地连接一个3.92K的电阻，把输出端电流设置成10mA，21脚为信号输出端，和后级的二阶椭圆低通滤波器相连，滤波器的输出端则和跟随电路相连，跟随电路采用的核心芯片为运放OP07，同相输入端3脚和滤波器的输出端相连，反相输入端和输出端之间连接一个20K的反馈电阻，运放的输出端则和后级电导测量电路的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于：所述的电导测量电路主要包括一片模拟开关芯片，选型为CD4052B，一个逻辑非门电路，选型为74HC04，一个逻辑与门电路，选型为74HC08，使用模拟开关的Y0、Y1作为输入端，Y0脚1脚和地相连，Y1脚5脚和上级的脉冲发生电路的运放输出端相连，地址脚A脚和5脚相连，还和一个接地电阻相连，地址脚B脚和使能脚6脚则直接通过接地电阻和地相连，模拟开关的Y通道输出脚3脚和检测用的一个电极相连，另一个电极则和后级的充放电电容相连，并和后级的非门输入端相连，非门的输出端则和后级与门的一个输入端相连，与门的另外一个输入端和上级脉冲发生电路运放的输出端相连，与门的输出端则和微处理器的定时器捕获引脚相连。