CN214762560U - 加热温控系统及血液净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加热温控系统及血液净化装置，所述加热温控系统包括电源、电源开关模块、加热控制系统、加热保护系统，加热控制系统包括多路控制通道，每路控制通道用于对一加热单元进行加热控制，每路控制通道包括：开关电路，用于对对应的加热单元进行通断电控制；第一温度传感器，用于检测对应的加热单元的加热温度；加热控制系统还包括加热控制单元，用于根据第一温度传感器检测到的温度对开关电路进行开关控制；加热保护系统包括：多个第二温度传感器，用于检测随各加热单元的加热而变温的物质的温度；加热保护单元用于对各加热单元进行集中通断控制。本实用新型采用双系统冗余设计，两个系统相互独立，互不干扰。

Description

加热温控系统及血液净化装置

技术领域

本实用新型涉及医疗技术领域，特别是涉及一种加热温控系统，还涉及一种血液净化装置。

背景技术

连续性血液净化装置(简称CRRT)属于血液净化装置中的一种，是将患者血液引至体外并通过体外循环血液净化的方式连续、缓慢清除水及溶质，以替代肾脏功能的装置。相比于普通的血液透析而言，CRRT延长了血液净化治疗时间，降低了单位时间的治疗效率，使血液中溶质浓度及容量变化对机体的影响降到最低。其主要治疗模式包括连续性血液透析、连续性血液滤过、连续性血液透析滤过、血液灌流、血浆吸附和血浆置换等。

目前连续性血液净化装置广泛应用于医院肾科、肝科和ICU急症科，用于治疗急、慢性肾功能和肝功能衰竭患者，以及对危重症患者的抢救治疗。

连续性血液净化装置在临床应用中，通过弥散、对流和吸附的原理清除患者体内代谢废物和毒物，纠正水电解质紊乱；清除各种细胞因子、炎症介质以促进肾脏功能恢复。为了确保治疗过程中有效清除有害物质，需要连续采用新鲜液体与患者血液进行平衡置换，如在血液透析、滤过模式下需要连续补充新鲜透析液和置换液通过透析器与患者的血液进行物质清除和电解质平衡；在血浆置换模式下需要连续向血液中补充新鲜血浆，替换通过血浆分离器丢弃的血浆，实现血浆置换。由于连续性血液净化装置开展一次治疗的时间长，通常为24～72小时，而需补充的新鲜液体为了存储运输一般温度较低，新鲜液体的温度小于人体血液的温度。为了避免人体的血液与新鲜血液进行平衡置换，而导致温度降低，体外循环后回到患者体内的血液会造成患者寒颤，连续性血液净化装置需要设置液体加热温控系统，对新鲜液体进行加温控制，改善患者治疗的舒适度。另外，连续性血液净化装置按照医疗器械的安全规定，对加热温控系统的设计有较高要求，比如，若液体加热控制过低，则使得新鲜液体没有温升效果；若液体加热控制过高，则在血浆平衡置换时会造成溶血风险。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种加热温控系统及血液净化装置。

一种加热温控系统，包括电源、电源开关模块、加热控制系统、加热保护系统，所述加热控制系统包括多路控制通道，每路控制通道用于对一加热单元进行加热控制，每路控制通道包括：开关电路，用于对对应的加热单元进行通断电控制；第一温度传感器，用于检测所述对应的加热单元的加热温度；所述加热控制系统还包括与各所述第一温度传感器和各开关电路连接的加热控制单元，所述加热控制单元根据每个第一温度传感器检测到的温度对同一控制通道中的开关电路进行开关控制，以控制各所述加热单元的加热温度；所述加热保护系统包括：多个第二温度传感器，用于检测随各所述加热单元的加热而变温的物质的温度；以及加热保护单元，与所述电源开关模块和所述多个第二温度传感器连接，用于在任一第二温度传感器检测到的温度大于预设安全温度时控制所述电源开关模块断开，在各第二温度传感器检测到的温度均不大于预设安全温度时控制电源开关模块闭合；其中，所述电源开关模块断开时对各加热单元断电；开关电路闭合且电源开关模块闭合时，开关电路对应的加热单元得电加热。

在其中一个实施例中，每路所述控制通道还包括温度信号处理模块，所述温度信号处理模块包括：运算放大器，与同一控制通道中的所述第一温度传感器连接；AD采样器，与同一控制通道中的所述运算放大器连接并连接所述加热控制单元。

在其中一个实施例中，所述第一温度传感器和第二温度传感器均是NTC温度传感器。

在其中一个实施例中，所述第一温度传感器的数量与第二温度传感器的数量相等且与加热单元一一对应，所述加热保护单元还用于获取各第一温度传感器检测到的温度，并根据每个第一温度传感器检测到的温度与对应的第二温度传感器检测到的温度的差值是否大于预设温差，判断是否有NTC温度传感器发生故障。

在其中一个实施例中，还包括报警模块，用于在所述差值大于预设温差时报警，还用于在任一第二温度传感器检测到的温度大于预设安全温度时报警。

在其中一个实施例中，所述第一温度传感器是NTC温度传感器，所述第二温度传感器是红外温度传感器。

在其中一个实施例中，每路所述控制通道还包括机械式的温控开关，每个温控开关与同一控制通道中的开关电路和加热单元连接，用于在对应的加热单元超温时断开，使对应的加热单元失电并停止加热，还用于在对应的加热单元未超温时闭合，使对应的加热单元得电加热。

一种血液净化装置，包括：加热腔；液体容置装置，设于所述加热腔中；加热单元，设于所述加热腔上；以及如前述任一实施例所述的加热温控系统。

在其中一个实施例中，所述血液净化装置是连续性血液净化装置。

在其中一个实施例中，各所述加热单元是加热膜。

上述加热温控系统，采用双系统(加热控制系统和加热保护系统)冗余设计，加热控制系统和加热保护系统相互独立，互不干扰。通过加热控制系统对每个加热单元的加热温度进行单独反馈调节，通过加热保护系统进行整体反馈调节，实现了整体-单独的反馈控制，在任一温度传感器失效时仍能进行较为准确的温度控制。

附图说明

为了更好地描述和说明这里公开的那些实用新型的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的实用新型、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些实用新型的最佳模式中的任何一者的范围的限制。

图1是一实施例中加热温控系统的结构框图；

图2是实施例1中加热温控系统的结构示意图；

图3为一实施例中电源开关模块的电路结构图；

图4为一实施例中开关电路的电路结构图；

图5为一实施例中AD采样器的电路结构图；

图6是实施例2中加热温控系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本实用新型教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1是一实施例中加热温控系统的结构框图。加热温控系统包括电源30、电源开关模块32、加热控制系统及加热保护系统。其中加热控制系统包括加热控制单元12和多路控制通道(图1中为求简略只示出了一路)，每路控制通道包括开关电路112和第一温度传感器114。加热保护系统包括加热保护单元22和多个第二温度传感器24(图1中只示出了一个)。

加热控制单元12与开关电路112和第一温度传感器114连接(在多路控制通道的实施例中，加热控制单元连接所有的开关电路和所有的第一温度传感器)。每路控制通道用于对一加热单元进行加热控制。具体地，通过第一温度传感器114检测对应的加热单元的加热温度，加热控制单元12根据每个第一温度传感器114检测到的温度，对同一控制通道中的开关电路112进行开关控制，从而实现对对应的加热单元的通断电控制，以控制各加热单元的加热温度。

加热保护系统与加热控制系统相互独立，因此加热保护系统通过各第二温度传感器24检测随加热单元的加热而变温的物质的温度。例如第二温度传感器24的数量可以与加热单元一一对应，每个第二温度传感器24检测一加热单元的温度。或者，第二温度传感器24可以用于检测我们需要加热单元加热的物体的温度，例如透析液或置换液的温度。第二温度传感器24还可以用于检测被加热单元直接加热或间接加热的物体的温度，例如加热腔的温度。

第一温度传感器114、第二温度传感器24可以是同类型的传感器(例如都是接触式传感器)，也可以是不同类型的传感器(例如第二温度传感器24是非接触式传感器)。加热保护单元22与电源开关模块32和各第二温度传感器24连接，用于在任一第二温度传感器24检测到的温度大于预设安全温度时，控制电源开关模块32断开；在各第二温度传感器24检测到的温度都不大于预设安全温度时，控制电源开关32模块闭合。在图1所示的实施例中，电源开关模块32连接各控制通道的开关电路112，电源开关模块32断开时对各加热单元断电。开关电路112闭合且电源开关模块32闭合时，开关电路112对应的加热单元得电加热。即加热控制系统和加热保护系统以“逻辑与”的方式驱动各加热单元进行加热温控，加热保护系统根据采样得到的加热膜的温度和/或透析液(或置换液)的温度对每个加热膜的电能供应过程进行集中通断控制。

上述加热温控系统，采用双系统(加热控制系统和加热保护系统)冗余设计，加热控制系统和加热保护系统相互独立，互不干扰。通过加热控制系统对每个加热单元的加热温度进行单独反馈调节，通过加热保护系统进行整体反馈调节，实现了整体-单独的反馈控制，在任一温度传感器失效时仍能进行较为准确的温度控制。

在一个实施例中，加热单元是加热膜。

在一个实施例中，加热膜和控制通道的数量均为4。

在一个实施例中，每路控制通道还包括温度信号处理模块，温度信号处理模块包括：

运算放大器，与同一控制通道中的第一温度传感器连接，用于对第一温度传感器检测到的加热温度信号进行运算放大；

AD采样器，与同一控制通道中的运算放大器连接并连接加热控制单元，用于对运算放大后的加热温度信号进行AD采样。

在一个实施例中，第一温度传感器114和第二温度传感器24均是NTC温度传感器，但不局限于NTC温度传感器，其他类型的接触式传感器亦可。

在一个实施例中，加热单元、第一温度传感器114、第二温度传感器24的数量相等且一一对应。加热保护单元22还用于获取各第一温度传感器114检测到的温度，并根据每个第一温度传感器114检测到的温度与对应的第二温度传感器24检测到的温度的差值是否大于预设温差，判断是否有NTC温度传感器发生故障。

在一个实施例中，加热温控系统还包括报警模块，用于在所述差值大于预设温差时报警，还用于在任一第二温度传感器24检测到的温度大于预设安全温度时报警。

在一个实施例中，第一温度传感器114是NTC温度传感器，第二温度传感器24是红外温度传感器。

在一个实施例中，每路控制通道还包括机械式的温控开关，每个温控开关与同一控制通道中的开关电路和加热单元连接，用于在对应的加热单元超温时断开，使对应的加热单元失电并停止加热，还用于在对应的加热单元未超温时闭合，使对应的加热单元得电加热。

本申请相应提供一种血液净化装置，包括：加热腔；液体容置装置，设于所述加热腔中；加热单元，设于所述加热腔上；以及如前述任一实施例所述的加热温控系统。

本申请还提供另一种血液净化装置，其包括透析液容置装置和置换液容置装置，以及用于对透析液容置装置进行加热的第一加热腔和用于对置换液容置装置进行加热的第二加热腔，第一加热腔和第二加热腔上均设有至少一加热单元。血液净化装置还包括前述任一实施例的加热温控系统，用于对各加热单元进行加热控制。透析液容置装置/置换液容置装置可以是管路或液袋。以下分别通过两个实施例对血液净化装置及其加热温控系统进行介绍。本申请的技术方案尤其适用于连续性血液净化装置。

实施例1：

参见图2。加热温控系统包括：8个NTC温度传感器、8个运算放大器、8个AD采样器、电源开关模块、4个开关电路、4个加热膜加热控制单元及加热包含单元。其中加热保护单元与电源开关模块及4个AD采样器连接，加热控制单元与另外4个AD采样器及4个开关电路连接，每个AD采样器与一运算放大器连接，每个运算放大器与一NTC温度传感器连接，电源开关模块连接电源及4个开关电路，4个开关电路与4个加热膜一一对应连接。加热保护单元与加热控制单元通过总线通信连接。

每个NTC温度传感器用于单独采集对应的加热膜的加热温度。每个运算放大器用于对加热温度进行运算放大，AD采样器用于对运算放大后的加热温度进行AD采样，并且AD采样器将AD采样后的加热温度输出至加热控制单元或加热保护单元。图2所示加热温控系统包括4路控制通道，每路控制通道包括一NTC温度传感器、一运算放大器、一AD采样器，一开关电路。例如对于控制通道1，包括NTC温度传感器1、运算放大器1、AD采样器1、开关电路4。同理，其余3路控制通道分别为NTC温度传感器3、NTC温度传感器5、NTC温度传感器7所在的控制通道。

在图2所示实施例中，每个加热膜上设置两个NTC温度传感器，NTC温度传感器紧贴在加热膜上检测加热膜的温度。在血液净化中，每两个加热膜共同对一路透析液或者置换液进行加热。因此对于图2所示4个加热膜的实施例，可以对1路透析液、1路置换液进行加热。

在一个实施例中，加热控制单元和加热保护单元均与上位机(不属于加热温控系统)连接，用户可以通过上位机输入预设温度，并且将预设温度分别单独传输至加热控制单元和加热保护单元。加热控制单元和加热保护单元还会对预设温度进行自检，并反馈至上位机，以确保加热控制单元和加热保护单元这两者接收到的温度保持一致。

在一个实施例中，加热控制单元获取每个加热膜的加热温度，并比较加热温度和预设温度之间的差值，然后通过PID算法对开关电路以改变占空比的形式进行调节，以改变加热膜的加热功率，进而使得加热膜的加热温度等于或者接近预设温度；其中PID算法属于本领域常见的算法，此处不再详细论述。在一些实施例中也可以采用专门的硬件(例如PID控制器)实现上述温度控制。

在一个实施例中，作为一种附属的电路功能模块，加热温控系统还包括报警显示模块(属于外部电路模块)。加热保护单元与报警显示模块连接，报警显示模块用于声光报警、显示异常信息。报警显示模块可以为显示屏。

在一个实施例中，加热保护单元获取每个加热膜的加热温度，并比较每个加热膜的加热温度与所述预设温度之间的差值，以调节电源开关模块的闭合或者关断。比如当其中某一个加热膜的加热温度与预设温度之间的差值大于预设安全温度，则加热保护单元控制电源开关模块关断，电源无法向加热膜输出电能，所有的加热膜失电，从而可以保障每个加热膜的加热安全性。而当所有加热膜的加热温度与预设温度之间的差值均小于或等于预设安全温度，则加热保护单元控制电源开关模块闭合，电源通过电源开关模块将电能输出至每个加热膜，每个加热膜实现加热功能。该预设安全温度可以通过上位机进行设定。若某一个加热膜的加热温度与预设温度之间的差值大于预设安全温度，则加热保护单元还将温度异常信息传输至报警显示模块，以实现报警和显示功能。

在一个实施例中，加热保护单元获取每个加热膜的加热温度，加热保护单元通过总线通信获取加热控制单元获得的加热温度，加热保护单元比较每个加热膜上两个NTC温度传感器采集到加热温度之间的偏差，以对NTC温度传感器进行自检，防止NTC温度传感器处于故障状态，保障NTC温度传感器的温度采样安全性。若同一个加热膜上两个NTC温度传感器采集到的加热温度之间的偏差大于预设阈值，则说明这两个NTC温度传感器中至少存在一个NTC温度传感器发生故障。若同一个加热膜上两个NTC温度传感器采集到的加热温度之间的偏差小于或者等于预设阈值，则说明这两个NTC温度传感器均未发生故障。该预设阈值可以通过上位机进行设定。加热保护单元通过总线通信获取加热控制单元输出的加热温度，其中总线通信属于加热温控系统中的集成通信方式，那么加热控制系统与加热保护系统之间不需要专门的点对点通信，加热保护系统即可获取位于同一个加热膜上两个NTC温度传感器采集到的加热温度。

在一个实施例中，每两个加热膜设置在一个加热腔上，每个加热腔用于对一路透析液/置换液进行加热。若其中的一个加热膜出现故障(比如加热膜的温度过高)时，则加热保护单元控制电源开关模块断开，所有的加热膜失电，以保障每个加热膜的加热安全性。其中，若加热保护单元检测到其中的一个加热膜出现故障时，加热保护单元还将故障信息传输至报警显示模块，以实现报警和显示功能。

在一个实施例中，加热控制单元还用于判断每个加热膜是否通电，以对每个开关电路的故障状态进行检测，实现对于开关电路的实时故障自检和闭环控制。

在实际使用过程中，作为一种附属的电路功能，血液净化装置在开机时会对加热温控系统进行自检：首先记录开机时各加热膜的温度，然后开启加热，判断NTC温度传感器的检测数值是否提高，若检测数值提高，则说明加热膜的加热功能正常；然后切断加热膜的电源，判断NTC温度传感器的检测数值是否降低，若温度传感器的检测数值降低，则说明加热温控系统的电源切断功能正常，两项功能均正常则自检通过。

在一个实施例中，血液净化装置开机运行时，要先对加热控温系统进行功能自检：当同一加热膜对应的两个NTC温度传感器的检测值处于正常范围内，且两个检测值之间的误差较小，则判定这两个NTC温度传感器均正常。

在一个实施例中，上述加热温控系统的NTC温度传感器可以采用市场购买的常用型号的温度传感器，加热控制单元和加热保护单元可以采用市场上购买的STM32系列单片机来实现。

在一个实施例中，电源开关模块、各开关电路以及各运算放大器可以采用发明人设计的电路结构，分别如图3、图4、图5所示。

实施例2：

参见图6，加热温控系统包括：4个温度传感器(具体可以是NTC温度传感器)、2个红外温度传感器(还可以是其他的无接触式传感器，例如热电堆式温度传感器)、4个运算放大器、4个AD采样器、电源开关模块、4个开关电路、4个温控开关以及2个温度处理模块。其中加热控制单元与4个AD采样器及4个开关电路连接，每个AD采样器与一运算放大器连接，每个运算放大器与一温度传感器连接，每个温度传感器设置于对应的加热膜上，每个温度传感器用于检测对应的加热膜的温度。电源开关模块连接4个开关电路，4个开关电路与4个加热膜一一对应连接。加热保护单元与电源开关模块连接，电源开关模块还与电源连接。电源开关模块、开关电路、AD采样器分别可以采用图3、图4、图5的电路结构。

在图6所示的实施例中，每个温控开关与一加热膜连接，每个温控开关还与一开关电路连接。每个NTC温度传感器用于单独采集对应的加热膜的加热温度。每个运算放大器用于对加热温度进行运算放大，AD采样器用于对运算放大后的加热温度进行AD采样，并且AD采样器将AD采样后的加热温度输出至加热控制单元或加热保护单元。图6所示加热温控系统包括4路控制通道，每路控制通道包括一温度传感器、一运算放大器、一AD采样器，一温控开关及一开关电路。例如对于控制通道1，包括温度传感器1-a、运算放大器1-a、AD采样器1-a、温控开关1-a、开关电路4。同理，其余3路控制通道分别为温度传感器1-b、温度传感器2-a、温度传感器2-b所在的控制通道。

在图6所示实施例中，每个加热膜上设置一个NTC温度传感器，NTC温度传感器紧贴在加热膜上检测加热膜的温度，红外温度传感器安装在液体出口位置检测管路液体温度。在血液净化中，每两个加热膜共同对一路透析液进行加热，每两个加热膜共同对一路置换液进行加热。

在一个实施例中，加热控制单元和加热保护单元均与上位机(不属于加热温控系统)连接，用户可以通过上位机输入预设温度，并且将预设温度分别单独传输至加热控制单元和加热保护单元。加热控制单元和加热保护单元还会对预设温度进行自检，并反馈至上位机，以确保加热控制单元和加热保护单元这两者接收到的温度保持一致。

在图6所示实施例中，加热温控系统用于对一路置换液、一路透析液进行加热控制，且置换液和透析液这两者的实际温度不相同，因此需要改变通过上位机输入至加热控制单元、加热保护单元的预设温度，以分别对透析液和置换液进行调温控制。

在一个实施例中，加热控制单元获取每个加热膜的加热温度，并比较加热温度和预设温度之间的差值，然后通过PID算法对开关电路以改变占空比的形式进行调节，以改变加热膜的加热功率，进而使得加热膜的加热温度等于或者接近预设温度；其中PID算法属于本领域常见的算法，此处不再详细论述。

在一个实施例中，作为一种附属的电路功能模块，加热温控系统还包括报警显示模块(属于外部电路模块)。加热保护单元与报警显示模块连接，报警显示模块用于声光报警、显示异常信息。报警显示模块可以为显示屏。

在一个实施例中，每个红外温度传感器用于无线检测透析液的温度，温度处理模块用于对对应的透析液或置换液的温度检测值进行处理和格式转换，并传输至加热保护单元，以便加热保护单元能够识别透析液或置换液的温度。温度处理模块的具体电路结构可采用本领域习知的电路结构来实现，本申请中不再赘述。

加热保护单元获取每路透析液或置换液的温度，并比较每路透析液或置换液的温度与预设安全温度之间的差值，以调节电源开关模块的闭合或者关断。比如当其中某一路透析液或置换液的温度与预设温度之间差值大于预设安全温度，则加热保护单元控制电源开关模块关断，电源无法向加热膜输出电能。当所有透析液和置换液的温度与预设温度之间的差值均小于或者等于预设安全温度，则加热保护单元控制电源开关模块闭合，电源通过电源开关模块将电能输出至每个加热膜，每个加热膜实现加热功能。该预设安全温度可以通过上位机进行设定。若某一个加热膜的加热温度与预设温度之间的差值大于预设安全温度，则加热保护单元还将温度异常信息传输至报警显示模块，以实现报警和显示功能。

在一个实施例中，每个温控开关为机械式，当对应的加热膜超温时，则对应的温控开关断开，加热膜失电并停止加热；当对应的加热膜并未超温时，则对应的温控开关闭合，加热膜得电并继续加热。温控开关根据加热膜的温度进行自动通断，可以防止加热膜处于过温状态。

在一个实施例中，加热控制单元还用于判断每个加热膜是否通电，以对每个开关电路的故障状态进行检测，实现对于开关电路的实时故障自检和闭环控制。

在实际使用过程中，作为一种附属的电路功能，血液净化装置在开机时会对加热温控系统进行自检：首先记录开机时各加热膜的温度，然后开启加热，判断温度传感器的检测数值是否提高，若检测数值提高，则说明加热膜的加热功能正常；然后切断加热膜的电源，判断温度传感器的检测数值是否降低，若温度传感器的检测数值降低，则说明加热温控系统的电源切断功能正常，两项功能均正常则自检通过。

在一个实施例中，上述加热温控系统的NTC温度传感器可以采用市场购买的常用型号的温度传感器，加热控制单元和加热保护单元可以采用市场上购买的STM32系列单片机来实现。

实施例2采用红外温度传感器(无接触式传感器)，加热保护系统以无线的方式检测透析液/置换液的温度。相对于温度传感器采用接触式传感器(例如NTC温度传感器)而只能采集加热膜(加热单元)的温度的实施例，可以直接采集到透析液/置换液的温度，因此温度检测更准确。

相对于实施例1的加热控制系统和加热保护系统需要通过总线通信。实施例2采用完全独立的双系统冗余设计，两个系统分别具有独立的温度检测、温度控制，以及独立的加热驱动方式，加热控制系统和加热保护系统相互隔离，提高了加热控温系统功能安全特性，有效避免单一故障导致的风险。另外通过直接检测受热液体的温度的方式，确保控温的准确性和稳定性，提高患者治疗过程中的安全性和舒适性。具体地，加热控制系统和加热保护系统从传感器采集、温度检测和加热驱动两条链路完全独立，有效避免任一环节失效而导致的温控系统异常，在单一故障状态下保证患者还处于安全状态。另外，采用非接触式温度传感器直接对加热后的液体管路进行测试，通过补偿计算得到流动液体的实际温度。基于以上解决方案可以有效地检测出受热液体的温度，当液体处于低温和超温时直接通过驱动单元调整加热装置的状态，确保液体温度处于正常状态，保证患者治疗过程的安全舒适。

实施例1和实施例2采用双系统控温方案，即包括加热控制系统和加热保护系统，两个系统有独立的温度传感器对加热膜进行温度检测，同时有独立的加热驱动模块(例如对于加热控制系统是加热控制单元+开关电路；对于加热保护系统是加热保护单元+电源开关模块，或加热保护单元+电源开关模块+温控开关)对加热膜进行加热调节。采用双系统冗余设计，可以通过对比检测出温度传感器失效和控制异常，有效避免单一故障，满足功能安全要求。

在实施例1和实施例2中，加热膜、温度传感器等这些电路器件的数量是根据产品需求设计。比如在实施例2中，由于血液净化装置采用了一路透析液加一路置换液，每路透析液/置换液采用两个加热膜实现加热，因此实施例2中存在4个加热膜。可以理解的，在其他实施例中，加热膜等电路器件的数量可以根据实际的产品设计进行调整。

在实施例2中，血液净化装置进入治疗模式后，加热控温系统接收到用户通过上位机设定的液体温度值(预设温度)，加热控制系统中的加热驱动单元根据温度检测单元(包括运算放大器和AD采样器)采集的接触式温度传感器的值进行闭环调节，实时检测加热膜的温度不会超出控温要求的上下限。加热保护系统中的加热驱动单元根据温度检测单元采集的非接触式温度传感器的值进行闭环调节，实时检测非接触式温度传感器的值并标定为液体的实时温度。当液体的实时温度小于用户设定的温度值时，通过加热驱动单元控制加热装置(电源开关模块)开启加热过程，大于用户设定的温度值时，控制加热装置停止加热过程，最终达到稳定状态。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种加热温控系统，其特征在于，包括电源、电源开关模块、加热控制系统、加热保护系统，所述加热控制系统包括多路控制通道，每路控制通道用于对一加热单元进行加热控制，每路控制通道包括：

开关电路，用于对对应的加热单元进行通断电控制；

第一温度传感器，用于检测所述对应的加热单元的加热温度；

所述加热控制系统还包括与各所述第一温度传感器和各开关电路连接的加热控制单元，所述加热控制单元根据每个第一温度传感器检测到的温度对同一控制通道中的开关电路进行开关控制，以控制各所述加热单元的加热温度；

所述加热保护系统包括：

多个第二温度传感器，用于检测随各所述加热单元的加热而变温的物质的温度；以及

加热保护单元，与所述电源开关模块和所述多个第二温度传感器连接，用于在任一第二温度传感器检测到的温度大于预设安全温度时控制所述电源开关模块断开，在各第二温度传感器检测到的温度均不大于预设安全温度时控制电源开关模块闭合；

其中，所述电源开关模块断开时对各加热单元断电；开关电路闭合且电源开关模块闭合时，开关电路对应的加热单元得电加热。

2.根据权利要求1所述的加热温控系统，其特征在于，每路所述控制通道还包括温度信号处理模块，所述温度信号处理模块包括：

运算放大器，与同一控制通道中的所述第一温度传感器连接；

AD采样器，与同一控制通道中的所述运算放大器连接并连接所述加热控制单元。

3.根据权利要求1所述的加热温控系统，其特征在于，所述第一温度传感器和第二温度传感器均是NTC温度传感器。

4.根据权利要求3所述的加热温控系统，其特征在于，所述第一温度传感器的数量与第二温度传感器的数量相等且与加热单元一一对应，所述加热保护单元还用于获取各第一温度传感器检测到的温度，并根据每个第一温度传感器检测到的温度与对应的第二温度传感器检测到的温度的差值是否大于预设温差，判断是否有NTC温度传感器发生故障。

5.根据权利要求4所述的加热温控系统，其特征在于，还包括报警模块，用于在所述差值大于预设温差时报警，还用于在任一第二温度传感器检测到的温度大于预设安全温度时报警。

6.根据权利要求1所述的加热温控系统，其特征在于，所述第一温度传感器是NTC温度传感器，所述第二温度传感器是红外温度传感器。

7.根据权利要求6所述的加热温控系统，其特征在于，每路所述控制通道还包括机械式的温控开关，每个温控开关与同一控制通道中的开关电路和加热单元连接，用于在对应的加热单元超温时断开，使对应的加热单元失电并停止加热，还用于在对应的加热单元未超温时闭合，使对应的加热单元得电加热。

8.一种血液净化装置，其特征在于，包括：

加热腔；

液体容置装置，设于所述加热腔中；

加热单元，设于所述加热腔上；

以及

如权利要求1-7中任一项所述的加热温控系统。

9.根据权利要求8所述的血液净化装置，其特征在于，所述血液净化装置是连续性血液净化装置。

10.根据权利要求8所述的血液净化装置，其特征在于，各所述加热单元是加热膜。

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