CN209821621U - 一种手术室烟雾净化系统的智能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能控制设备，具体涉及一种手术室烟雾净化系统的智能控制器，包括：能量设备监测模块，能量设备监测模块用于检测能量设备的输入电源功率，以及在输入电源功率符合预设条件时，产生启停信号；信号发射模块，信号发射模块用于发射启停信号；以及信号传输模块，信号传输模块用于接收启停信号，并控制烟雾净化系统的启停。手术室中采用的能量设备在手术过程中，都有耗电量的明显波动，且该波动与能量设备的强度相关，因此，能量设备的耗电量这一指标具有对烟雾净化系统启停的指导作用。本实用新型提供的智能控制器，基于能量设备的输入电源功率，控制烟雾净化系统的启停，能够监测各类能量设备。

Description

一种手术室烟雾净化系统的智能控制器

技术领域

本实用新型涉及一种智能控制设备，特别是一种手术室烟雾净化系统的智能控制器。

背景技术

手术室烟雾净化系统是一种主动抽吸净化排除装置，其主要针对由手术室内的能量设备产生的烟雾废气。目前，手术室烟雾净化系统的启停主要有手动控制和自动启停两种方式。

现有的自动启停控制手术室烟雾净化系统，主要有以下几种控制原理：

1)基于探测能量设备输出射频辐射的原理，该类探测器能够判断高频电刀、消融电极等能量设备的启停，但其不能适用于超声刀、激光刀等屏蔽良好的能量设备。

2)基于探测能量设备输出的光源辐射的原理，该类探测器能够判断部分激光刀等能量设备启停，其只能适用于激光刀一类的能量设备。

现有技术中对手术室烟雾净化系统的控制具有一定的局限性，不能够适用于各种能量设备。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的手术室烟雾净化系统的启停控制方式存在局限性，不能够适用于各种能量设备的问题，提供一种手术室烟雾净化系统的智能控制器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种手术室烟雾净化系统的智能控制器，包括：能量设备监测模块，能量设备监测模块用于检测能量设备的输入电源功率，以及在输入电源功率符合预设条件时，产生启停信号；信号发射模块，信号发射模块与能量设备监测模块相连，用于发射启停信号；以及信号传输模块，信号传输模块与信号发射模块相连，用于接收启停信号，并控制烟雾净化系统的启停。手术室中采用的能量设备在手术过程中，都有耗电量的明显波动，且该波动与能量设备的强度相关，因此，能量设备的耗电量这一指标具有对烟雾净化系统启停的指导作用。本实用新型提供的智能控制器，基于能量设备的输入电源功率，控制烟雾净化系统的启停，能够监测各类能量设备。

作为本实用新型的优选方案，能量设备监测模块包括采样电路和数据处理单元，采样电路与数据处理单元相连；采样电路用于对智能控制器的交流电输入端进行电流采样；数据处理单元用于根据能量设备的输入电源功率，判定能量设备的输入电源功率是否符合预设条件，以及控制是否产生启停信号。

作为本实用新型的优选方案，数据处理单元包括第一MCU处理器；第一MCU处理器与采样电路相连，第一MCU处理器用于匹配能量设备的实际输入功率与能量设备输入功率的预设值，从而判定是否符合预设条件。进一步的，本实用新型中，通过给能量设备的输入功率设定一个预设值，在使用时，如果能量设备的实际输入功率大于预设值，则判定符合预设条件，进而控制烟雾净化系统打开或增强抽吸能力。

作为本实用新型的优选方案，包括交流电输入端、交流电输出端和直通电路，交流电输入端与交流电输出端通过直通电路相连；采样电路用于采集直通电路中的电流数据。

作为本实用新型的优选方案，还包括转换供电电路，转换供电电路与交流电输入端相连，用于将交流电输入端输入的电流转换为直流电，并分别为采样电路、数据处理单元及信号发射模块供电。现有技术中，控制器的供电需要能量设备的主机提供，因此，控制器与能量系统的主机必须配合使用。而本实用新型中，采样电路、数据处理单元及无线发射单元的所需电流由转换供电电路从该智能控制器交流电输入端取得，从而避免了该智能控制器对能量设备主机的依赖。

作为本实用新型的优选方案，交流电输入端包括插头，交流电输出端包括插孔。交流电输入端能够与电网相连，而能量设备的主机可以与交流电输出端相连。

作为本实用新型的优选方案，信号发射模块包括无线发射单元，所述信号传输模块包括无线接收单元。现有技术中的控制器多采用有线方式进行连接，由于手术室中往往存在不止一台能量设备，且各个能量设备的位置各不相同，这种有线连接的方式使手术室中布线情况更加复杂，容易阻碍操作者的行动。本实用新型中，通过无线发射单元进行启停信号的发射，能够减小空间的限制，不会阻碍操作者的行动。其中，进一步的，无线接收单元用于将接收到的数字信号输出为能够在电路上传输的数字信息。

作为本实用新型的优选方案，无线接收模块还包括第二MCU处理器以及通讯接口；无线接收单元用于接收启停信号；第二MCU处理器与无线接收单元相连，并用于判断是否产生数字信号；通讯接口与第二MCU处理器相连，且通讯接口用于与烟雾净化控制系统相连，用于将所数字信号传输到烟雾净化控制系统。其中，第二MCU处理器用于无线接收单元传输的数字信息转化为可传输数字信号。而通讯接口将可传输数字信号转化为可供烟雾净化系统执行的数字信号。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

基于能量设备的输入电源功率，控制烟雾净化系统的启停，能够监测各类能量设备。

附图说明

图1是本实用新型提供的智能控制器的示意图。

图2是本实用新型提供的智能控制器的结构示意图。

图3是本实用新型提供的智能控制器在另一视角下的结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的直通电路的电路图。

图5是本实用新型实施例提供的采样电路的电路图。

图6是本实用新型实施例提供的转换供电电路的电路图。

图7是本实用新型实施例提供的第一MCU处理器的电路图。

图8是本实用新型实施例提供的无线发射单元的电路图。

图9是本实用新型实施例提供的无线接收单元的电路图。

图10是本实用新型实施例提供的第二MCU处理器的电路图。

图11是本实用新型实施例提供的通讯接口的电路图。

图标：11-交流电输入端；12-交流电输出端。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请参阅图1、图2及图3。本实用新型实施例提供了一种手术室烟雾净化系统的智能控制器。这种智能控制器包括交流电输入端11、交流电输出端12、能量设备监测模块、信号发射模块及信号传输模块。

本实施例中，交流电输入端11包括插孔，交流电输出端12包括插座。使用时，交流电输入端11用于与电网相连，交流电输出端12用于与能量设备的主机相连。交流电输入端11与交流电输出端12通过直通电路相连。交流电输入端11从电网中取得的电能够通过直通电路和交流电输出端12传送给能量设备主机。

能量设备监测模块用于监测能量设备的输入功率，并基于能量设备的输入功率，判定是否产生启停信号。信号发射模块用于发出启停信号。信号传输模块用于接收该启停信号，并将该启停信号转化成数字信号，传输给烟雾净化系统。能量设备监测模块包括采样电路和数据处理单元。数据处理单元包括第一MCU处理器，第一MCU处理器与采样电路相连。本实施例中，利用了第一MCU处理器的比较器功能，第一MCU处理器的型号选择为STM32F103C8T8。采样电路中，采用霍尔电流传感器进行电流测量。使用时，设定一个能量设备输入功率的预设值，采样电路与交流电输入端11相连，采样电路采集得到能量设备工作的电流信息，第一MCU处理器根据该电流信息得到能量设备的输入功率，并匹配得到的能量设备的实际输入功率与预设值，从而判定是否符合产生启停信号的预设条件。

在本实施例中，预设条件可以这样设置：当第一MCU处理器判断能量设备的实际输入功率大于预设值，则判断符合打开烟雾净化系统或增加烟雾系统抽吸能力的预设条件，此时，启停信号用于控制烟雾净化系统打开或用于控制烟雾净化系统增加抽吸能力；当第一MCU处理器判断能量设备的实际输入功率小于预设值，则判断符合关闭烟雾净化系统或减小烟雾净化系统抽吸能力的预设条件，此时，启停信号用于控制烟雾净化系统关闭或用于控制烟雾净化系统减小抽吸能力。

信号发射模块包括无线发射单元。无线发射单元与第一MCU处理器相连。第一MCU处理器产生的启停信号能够传输至无线发射单元，无线发射单元用于将该启停信号发出。

信号传输模块包括无线接收单元、第二MCU处理器及通讯接口。无线接收单元与第二MCU处理器相连，第二MCU处理器与通讯接口相连。

无线接收单元包括无线接收芯片及天线，能够用于接收无线发射单元发出的启停信号，并转换为第二MCU处理器能够识别的数字信息。

第二MCU处理器用于接收无线接收单元发出的数字信息，判断是否响应并判断是否发出控制烟雾净化系统工作的可传输数字信号。本实施例中，第二MCU处理器的型号选择为C8051F300。

通讯接口用于接收第二MCU处理器发出的可传输数字信号，并将该可传输的数字信号转化为可供烟雾净化系统执行的可执行数字信号。

该智能控制器还包括转换供电电路，转换供电电路与交流电输入端11相连。转换供电电路用于从交流电输入端11取电，将交流电转化为直流电，从而用于分别为采样电路、第一MCU处理器和无线发射单元供电。转换供电电路中，采用AC-DC电源模块进行交流电到直流电的转换。

图4-图11给出了该智能控制器的一种电路接线方式。需要说明的是，本领域技术人员能够在图4-图11的基础上对电路进行多种变化，以实现智能控制器的功能，图4-图11并不用以限制本实用新型。

本实施例中提供的智能控制器的工作原理在于：

工作时，根据能量设备的种类设定一个能量设备输入功率预设值。将交流电输入端11连接到电网中，交流电输出端12与能量设备相连。能量设备工作后，采样电路从直通电路中采样，得到的电流数据即为能量设备的输入电流，第一MCU处理器根据能量设备的输入电流得到能量设备的实际输入功率，匹配能量设备的实际输入功率与输入功率预设值，如果二者的关系满足预设条件，则第一MCU处理器产生启停信号，该启停信号传递给无线发射单元，无线发射单元将该启停信号发送给无线接收单元，无线接收单元接收到该启停信号后，将该启停信号转化成在电流中传递的数字信息，并将该数字信息传递给第二MCU处理器，第二MCU处理器判断是否响应，若响应，则发出控制烟雾净化系统工作的可传输数字信号至通讯接口，通讯接口与烟雾净化系统匹配，通讯接口接收到该可传输数字信号后，将该可传输数字信号转化为可执行数字信号，并控制烟雾净化系统的执行或停止。

本实施例提供的手术室烟雾净化系统的智能控制器的有益效果在于：

1.基于能量设备的输入电源功率，控制烟雾净化系统的启停，能够监测各类能量设备；

2.采用无线方式传递信号，避免手术室中接线过于复杂，进而避免线路对手术操作产生不利影响；

3.能量设备监测模块的供电直接从交流电输入端11取得，避免了该智能控制器对能量设备主机的依赖。

需要说明的是，启停信号既包括用于控制烟雾净化系统的开启或停止的信号，也可以包括用于控制烟雾系统增加工作强度或减弱工作强度的信号。

实施例2

本实施例提供了一种手术室烟雾净化系统的智能控制器。这种智能控制器包括交流电输入端11、交流电输出端12、能量设备监测模块、信号发射模块、信号传输模块及人机交互模块。

本实施例中，交流电输入端11包括插孔，交流电输出端12包括插座。使用时，交流电输入端11用于与电网相连，交流电输出端12用于与能量设备的主机相连。交流电输入端11与交流电输出端12通过直通电路相连。交流电输入端11从电网中取得的电能够通过直通电路和交流电输出端12传送给能量设备主机。能量设备监测模块用于监测能量设备的输入功率，并基于能量设备的输入功率，判定是否产生启停信号。信号发射模块用于发出启停信号。信号传输模块用于接收该启停信号，并将该启停信号转化成数字信号，传输给烟雾净化系统。能量设备监测模块包括采样电路和数据处理单元。数据处理单元包括第一MCU处理器，第一MCU处理器与采样电路相连。人机交互模块与第一MCU处理器相连。

使用时，通过人机交互模块设定能量设备的类型、模式等参数。采样电路采集得到能量设备工作的电流信息，第一MCU处理器根据该电流信息，并匹配对应能量设备的先验电流值时间序列样本，从而确定该能量设备当前的运行状况，从而判定是否产生启停信号。先验电流值时间序列样本依据能量设备运行时的电流数据的经验值建立。

信号发射模块包括无线发射单元。第一MCU处理器产生的启停信号能够传输至无线发射单元，无线发射单元用于将该启停信号发出。

信号传输模块包括无线接收单元、第二MCU处理器及通讯接口。

无线接收单元包括无线接收芯片及天线，能够用于接收无线发射单元发出的启停信号，并转换为第二MCU处理器能够识别的数字信息。

第二MCU处理器用于接收无线接收单元发出的数字信息，判断是否响应并并发出控制烟雾净化系统工作的可传输数字信号。

通讯接口用于接收第二MCU处理器发出的可传输数字信号，并将该可传输的数字信号转化为可供烟雾净化系统执行的可执行数字信号。

该智能控制器还包括转换供电电路，转换供电电路用于从交流电输入端11取点电，将交流电转化为直流电，从而用于分别为采样电路、第一MCU处理器和无线发射单元供电。

本实施例中提供的智能控制器的工作原理在于：

工作时，将交流电输入端11连接到电网中，交流电输出端12与能量设备相连。能量设备工作后，用户通过人机交互模块设定能量设备的种类或型号等参数。

能量设备开始工作后，采样电路从直通电路中采样，得到的电流数据即为能量设备的输入电流，第一MCU处理器匹配能量设备的输入电流与对应能量设备的先验电流时间序列，如果二者的关系满足预设条件，则第一MCU处理器产生启停信号，该启停信号传递给无线发射单元，无线发射单元将该启停信号发送给无线接收单元，无线接收单元接收到该启停信号后，将该启停信号转化成在电流中传递的数字信息，并将该数字信息传递给第二MCU处理器，第二MCU处理器判断是否响应，若响应，则发出控制烟雾净化系统工作的可传输数字信号至通讯接口，通讯接口与烟雾净化系统匹配，通讯接口接收到该可传输数字信号后，将该可传输数字信号转化为可执行数字信号，并控制烟雾净化系统的执行或停止。

在实施例1提供的智能控制器的基础上，本实施例提供的智能控制器还包括以下有益效果：

用户能够根据实际使用的能量设备进行设置，从而使一个智能控制器能够适应多种不同的能量设备。

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 (8)

1.一种手术室烟雾净化系统的智能控制器，其特征在于，包括：

能量设备监测模块，所述能量设备监测模块用于检测能量设备的输入电源功率，以及在所述输入电源功率符合预设条件时，产生启停信号；

信号发射模块，所述信号发射模块与能量设备监测模块相连，用于发射所述启停信号；

以及信号传输模块，所述信号传输模块与所述信号发射模块相连，用于接收所述启停信号，并控制所述烟雾净化系统的启停。

2.根据权利要求1所述的智能控制器，其特征在于，所述能量设备监测模块包括采样电路和数据处理单元，所述采样电路与所述数据处理单元相连；

所述采样电路用于对所述能量设备的工作电流进行电流采样；

所述数据处理单元用于根据所述能量设备的输入电源功率，判定所述能量设备的输入电源功率是否符合预设条件，以及控制是否产生启停信号。

3.根据权利要求2所述的智能控制器，其特征在于，所述数据处理单元包括第一MCU处理器；

所述第一MCU处理器与所述采样电路相连，所述第一MCU处理器用于匹配所述能量设备的实际输入功率与所述能量设备输入功率的预设值，从而判定是否符合预设条件。

4.根据权利要求2所述的智能控制器，其特征在于，包括交流电输入端、交流电输出端和直通电路，所述交流电输入端与所述交流电输出端通过所述直通电路相连；

所述采样电路用于采集所述直通电路中的电流数据。

5.根据权利要求4所述的智能控制器，其特征在于，还包括转换供电电路，所述转换供电电路与所述交流电输入端相连，用于将交流电输入端输入的电流转换为直流电，并分别为所述采样电路、所述数据处理单元及所述信号发射模块。

6.根据权利要求4所述的智能控制器，其特征在于，所述交流电输入端包括插头，所述交流电输出端包括插孔。

7.根据权利要求1所述的智能控制器，其特征在于，所述信号发射模块包括无线发射单元；

所述信号传输模块包括无线接收单元。

8.根据权利要求7所述的智能控制器，其特征在于，所述信号传输模块还包括第二MCU处理器以及通讯接口；

所述无线接收单元用于接收所述启停信号；

所述第二MCU处理器与所述无线接收单元相连，并用于判断是否产生数字信号；

所述通讯接口与第二MCU处理器相连，且所述通讯接口用于与烟雾净化控制系统相连，用于将所述数字信号传输到所述烟雾净化控制系统。