CN211263612U - 高频电刀负极板阻抗监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高频电刀领域中的高频电刀负极板阻抗监测装置，包括设置在负极板导电部分上用于产生监测用交流信号并产生于负极板直流电压信号的监测驱动电路和用于依据监控驱动电路信号产生于负极板有关的一组数字逻辑信号的保护逻辑电路，监测驱动电路包括来自主控单元的连续脉冲信号FREQ1、将FREQ1转换为开关信号的驱动管Q4、一个频率略大于FREQ1的谐振电路，保护逻辑电路包括比较器、参考电平、光电耦合器，比较器的相反输入端与参考电平相连接，比较器输出端与光耦合器的输入端相连接，本实用新型能够解决监测电路弱信号极易受到高频工作电流强信号干扰的问题，具有设计难度小、调试简单、生产一致性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及高频电刀技术领域，尤其涉及一种高频电刀负极板阻抗监测装置。
背景技术
高频电刀负极板（NE）是用于与患者身体相连接的、具有即到达面积的电极，预期为高频电流提供一个低电流密度的返回通道，以防止高频电流在人体组织中产生不希望的灼伤这类物理效应。
若负极板与人体接触不良，会导致有效接触面积减小，电流密度增大，可能将造成皮肤灼热甚至烧伤等。可见，对负极板与人体的接触质量进行监测是十分必要的，常规高频电刀都具有实现这一功能的接触质量检测器（CQM）。当负极板与人体接触不良时，发出提示并切断高频能量输出，确保患者人体安全。
负极板通常由两片以上的导电部分组成，在使用时通常采用粘贴的方式固定在在人体肌肉组织上。接触质量检测器主要是通过测量负极板间的交流阻抗来实现的。目前常规的监测方法是在负极板的两片导电部分上加上即使kHz的交流驱动信号，然后通过交流阻抗测量电路得到与接触质量相关的信息，进而得到需要的结果。监测电路一般包括驱动信号产生、耦合、反馈信号整流检测等电路，并把监测信号送入高频电刀控制器。由于监测电路与高频工作电流同时作用于负极板上，监测电路的弱信号极易受到高频工作电流强信号的干扰，存在设计难度大、调试复杂、生产一致性不好等问题，因此我们提出了一种高频电刀负极板阻抗监测装置，用来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中监测电路的弱信号极易受到高频工作电流强信号的干扰，存在设计难度大、调试复杂、生产一致性不好等问题，而提出的一种高频电刀负极板阻抗监测装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
高频电刀负极板阻抗监测装置，包括负极板及设置在高频电刀负极板导电部分上用于产生监测用交流信号并产生于负极板接触阻抗成比例关系的直流电压信号的监测驱动电路和用于依据监控驱动电路的信号产生于负极板接触阻抗接触状态有关的一组数字逻辑信号的保护逻辑电路，所述监测驱动电路包括来自主控单元的连续脉冲信号FREQ1、将FREQ1转换为开关信号的驱动管Q4、一个频率略大于FREQ1的谐振电路，所述保护逻辑电路包括比较器、参考电平、光电耦合器，所述比较器的相反输入端与可调节电位器输出的所述参考电平相连接，所述比较器输出端与光耦合器的输入端相连接。
作为优选地，所述FREQ1的频率为15-30KHz，所述FREQ1的占空比和频率均受主控单元控制。
作为优选地，所述谐振电路包括由变压器T3和电容C9，变压器T3用于在负极板上产生一个近似正弦的震荡波形。
作为优选地，所述变压器T3由高Q值的磁环绕制而成，所述变压器T3的初级线圈的阻抗与所述负极板的阻抗成比例关系。
作为优选地，所述变压器T3上还并联有电容C11和电容C12，电容C11和电容C12之间串接高频输出回路。
作为优选地，所述谐振电路与主控单元之间串接有用于对交流震荡波形进行滤波的电容C21，以及上拉电阻R7，电压VGB与负极板接触阻抗比例成对应关系。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
高频电刀负极板阻抗监测装置，通过在高频电刀负极板的导电部分设置用于产生监测用交流信号并产生于负极板接触阻抗成比例关系的直流电压信号的监测驱动电路和用于依据监控驱动电路的信号产生于负极板接触阻抗接触状态有关的一组数字逻辑信号的保护逻辑电路，电路输出直流电压VGB与负极板阻抗就形成了对应的关系。VGB的值进一步发送到主控单元和阻抗逻辑保护电路；有效规避了监测电路与高频工作电流同时作用于负极板上，监测电路的弱信号极易受到高频工作电流强信号的干扰，防止负极板与人体接触不良造成皮肤伤害，提升高频电刀负极板应用患者身体的安全性，具有良好的实用性。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种高频电刀负极板阻抗监测装置的监测驱动电路图；
图2为本实用新型提出的一种高频电刀负极板阻抗监测装置的保护逻辑电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照附图1-2，高频电刀负极板阻抗监测装置，包括负极板及设置在高频电刀负极板导电部分上用于产生监测用交流信号并产生于负极板接触阻抗成比例关系的直流电压信号的监测驱动电路和用于依据监控驱动电路的信号产生于负极板接触阻抗接触状态有关的一组数字逻辑信号的保护逻辑电路，所述监测驱动电路包括来自主控单元的连续脉冲信号FREQ1、将FREQ1转换为开关信号的驱动管Q4、一个频率略大于FREQ1的谐振电路，所述保护逻辑电路包括比较器、参考电平、光电耦合器，所述比较器的相反输入端与可调节电位器输出的所述参考电平相连接，所述比较器输出端与光耦合器的输入端相连接。
FREQ1是来自主控单元的连续脉冲信号，其频率为20kHz左右，其占空比和频率均受主控单元控制；驱动管Q4将FREQ1信号转换为开关信号，变压器T3的初级线圈和电容C9形成一个谐振电路，其谐振频率略大FREQ1的频率。
通过变压器T3的作用，在负极板上产生一个近似正弦的振荡波形，负极板的阻抗发生变化时，引起变压器T3次级电路阻抗改变，进而通过互感导致变压器T3初级线圈的阻抗也发生变化，两者是有比例关系的；当负极板交流阻抗减小时，变压器T3初级阻抗也跟着减小，这导致变压器T3和电容C9并联电路的交流阻抗减小，再经过滤波，VGB电压减小；反之，负极板交流阻抗增大时，变压器T3初级阻抗也跟着增大，变压器T3和电容C9并联电路的交流阻抗增大，VGB电压增大；这样电路输出直流电压VGB与负极板阻抗就形成了对应的关系，VGB的值进一步发送到主控单元和保护逻辑电路。
普通高频电刀的工作频率较高（通常大于300kHz）,电容C11、C12对高频电流的阻抗很小，但变压器T3是高Q值变压器，对交流的阻抗很大，这样保证阻抗监测电路对放电主回路的影响极小。FREQ1的频率比工作频率低得多，电容C11、C12对监测电流阻抗又比较大，变压器T3次级的阻抗主要由负极板电极间的交流阻抗决定。
VGB信号一路传送给主控单元，主控单元根据对应关系即可计算出负极板的接触阻抗；另一路送到保护逻辑电路，VGB分别输入两个电压比较器的同相输入端，比较器的反相输入端连接可调电位器输出的参考电平，两个参考电平分别对应负极板的两个特征阻抗相应的VGB值，比较器输出连接光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端产生两个负极板阻抗的特定数字逻辑，比如，GB1对应阻抗超过可能产生危险的最大负极板阻抗（最小接触面积）的逻辑，GB2对应负极板的两个电极片发生短路的逻辑。
监测驱动电路的技术要点在于：驱动脉冲信号的激励来自主控单元的信号FREQ1,其频率远低于高频电刀工作频率，该信号由驱动管Q4进行放大；变压器T3的初级和电容C9构成谐振电路，其谐振频率略高于激励频率FREQ1；电容C21对交流振荡波形进行滤波，从而得到监测信号VGB；变压器T3由高Q值的磁环绕制而成，保证初级与次级间的可靠电气隔离；电容C11、C12的选取合适值，对高频电刀工作频率阻抗很小，对监测信号频率又较大。
保护逻辑电路的技术要点在于：VGB的值一方面用于主控单元的AD转换以计算实时阻抗，一方面用于产生逻辑保护信号；逻辑保护电路产生与两个负极板特征阻抗对应的数字逻辑；数字逻辑电路采用光电隔离器件，保证阻抗监测电路与主控单元的电器隔离。
两个数字逻辑信号可用于主控单元的硬件保护电路，并产生响应的负极板中断信号。
以上所述，仅为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不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高频电刀负极板阻抗监测装置，包括负极板及设置在高频电刀负极板导电部分上用于产生监测用交流信号并产生于负极板接触阻抗成比例关系的直流电压信号的监测驱动电路和用于依据监控驱动电路的信号产生于负极板接触阻抗接触状态有关的一组数字逻辑信号的保护逻辑电路，所述监测驱动电路包括来自主控单元的连续脉冲信号FREQ1、将FREQ1转换为开关信号的驱动管Q4、一个频率略大于FREQ1的谐振电路，所述保护逻辑电路包括比较器、参考电平、光电耦合器，所述比较器的相反输入端与可调节电位器输出的所述参考电平相连接，所述比较器输出端与光耦合器的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的高频电刀负极板阻抗监测装置，其特征在于，所述FREQ1的频率为15-30KHz，所述FREQ1的占空比和频率均受主控单元控制。
3.根据权利要求1所述的高频电刀负极板阻抗监测装置，其特征在于，所述谐振电路包括由变压器T3和电容C9，变压器T3用于在负极板上产生一个近似正弦的震荡波形。
4.根据权利要求3所述的高频电刀负极板阻抗监测装置，其特征在于，所述变压器T3由高Q值的磁环绕制而成，所述变压器T3的初级线圈的阻抗与所述负极板的阻抗成比例关系。
5.根据权利要求1所述的高频电刀负极板阻抗监测装置，其特征在于，所述谐振电路与主控单元之间串接有用于对交流震荡波形进行滤波的电容C21，以及上拉电阻R7，电压VGB与负极板接触阻抗比例成对应关系。
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| CN201921803127.1U CN211263612U (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 高频电刀负极板阻抗监测装置 |
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| CN201921803127.1U CN211263612U (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 高频电刀负极板阻抗监测装置 |
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| CN (1) | CN211263612U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113092871A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-09 | 北京航空航天大学 | 一种基于静电自激振动原理的电容测量方法 |
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2019
- 2019-10-25 CN CN201921803127.1U patent/CN211263612U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113092871A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-09 | 北京航空航天大学 | 一种基于静电自激振动原理的电容测量方法 |
| CN113092871B (zh) * | 2021-03-19 | 2022-02-22 | 北京航空航天大学 | 一种基于静电自激振动原理的电容测量方法 |
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