WO2009070057A9 - Neonatal bed - Google Patents

Neonatal bed Download PDF

Info

Publication number
WO2009070057A9
WO2009070057A9 PCT/RU2008/000733 RU2008000733W WO2009070057A9 WO 2009070057 A9 WO2009070057 A9 WO 2009070057A9 RU 2008000733 W RU2008000733 W RU 2008000733W WO 2009070057 A9 WO2009070057 A9 WO 2009070057A9
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
output
input
register
unit
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000733
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2009070057A2 (en
WO2009070057A3 (en
Inventor
Вячеслав Юрьевич ЛИСИЦЫН
Николай Александрович ЛУЧИНСКИЙ
Владимир Васильевич МИТРОФАНОВ
Олег Васильевич АНТОНОВ
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственный Центр Автоматики И Приборостроения Им. Академика Н. А. Пилюгина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственный Центр Автоматики И Приборостроения Им. Академика Н. А. Пилюгина" filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственный Центр Автоматики И Приборостроения Им. Академика Н. А. Пилюгина"
Publication of WO2009070057A2 publication Critical patent/WO2009070057A2/en
Publication of WO2009070057A3 publication Critical patent/WO2009070057A3/en
Publication of WO2009070057A9 publication Critical patent/WO2009070057A9/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G11/00Baby-incubators; Couveuses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/007Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body characterised by electric heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0086Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with a thermostat
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/30General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/46General characteristics of devices characterised by sensor means for temperature

Definitions

  • the invention relates to medical equipment, and in particular to devices of a neonatological profile for nursing newborns.
  • a flat mattress heater works directly from a 220V 50Hz network.
  • the newborn is actually in a humid, aggressive, conductive environment. In this case, despite the presence of protective grounding, there is some likelihood of electric shock to the operating personnel and the patient.
  • the closest technical solution is the crib [2], where a safe voltage of 12V is used in the heater of the mattress.
  • This installation is a structurally complete device for creating a comfortable thermal environment for a newborn baby.
  • the installation passed all the necessary medical and technical tests, has a certificate of compliance and has been repeatedly exhibited at medical exhibitions.
  • the prototype thermal mattress consists of a flat heater, a soft bed in the form of a foam mat and a thermal insulator made of felt.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) two temperature sensors are fixed with a flat heater (MMT-1-1.5 kOhm thermistors). All these components with a zipper are enclosed in a package of baby oilcloth.
  • the flat heater and two temperature sensors are connected to the power and control units via a detachable connection.
  • Two temperature sensors are the main regulatory link in the system of setting and maintaining specified temperature conditions.
  • modern thermistors used as temperature sensors have a significant variation in the main electrical parameter - the temperature coefficient of resistance (TKC). So for the thermistors used in the prototype, the spread of TKC is in the range (2.4 ... 5.0)% / 0 C. Hence, there is a need for individual adjustment of the temperature measuring path separately for each crib.
  • Another difficulty is that the likelihood of damage to the surface of the baby oilcloth of the mattress cannot be ruled out. Which will inevitably lead to the ingress of liquid secretions of the newborn on the conductive surface of the flat heater and, accordingly, to violations in its operation.
  • the instruction manual for the prototype product has one significant limitation. Namely, it is indicated that the set temperature conditions of the crib are provided and guaranteed if the ambient temperature is within (24 ⁇ 2) ° C.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
  • the purpose of the invention is to improve the operational characteristics of the product, reducing the complexity of its manufacture, expanding the temperature range.
  • the claimed device further comprises a temperature correlation unit and a temperature sensor located outside the transparent capsule, a digital indicator of the temperature setting, while all the basic functions for controlling the temperature conditions of the neonatal crib performed by the temperature correlation unit, in addition, the flat heater and two temperature sensors of the heating module are made in the form of a flexible printed circuit board installed under a metal base on which a soft bed in the form of a gel mattress is located, a flexible printed circuit board contains three insulated conductive circuits, the first circuit is a flat heater, and the second and third circuits are respectively the first and second temperature sensors.
  • FIG. l presents a General view of the thermal bed; in FIG. 2 shows a design of a heating module; in FIG. 3 shows an example of the front panel; figure 4 shows a flexible printed circuit board with a flat heater and two temperature sensors; figure 5 shows a functional diagram of the claimed device.
  • the neonatal bed contains:
  • the heating module contains a flexible printed circuit board 4, consisting of a flat heater 5 with pads + 12B and -12V for connecting a low-voltage power source; the first (emergency) temperature sensor 6 with contact pads DG1 / 1 and DT1 / 2; second
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) (working) temperature sensor 7 with contact pads DT2 / 1 and DT2 / 2.
  • the metal base 8 of the heating module provides heat transfer from the flexible printed circuit board to the soft bed (gel mattress) 9 and at the same time protects the heater from liquid from the child.
  • the heat insulator 10 prevents the loss of useful heat.
  • the heating module is enclosed in a hard casing 11.
  • a third temperature sensor (environmental sensor) 12. Structurally, this sensor is located inside the heating module near the inlet through which air is sucked in with a fan (not shown in FIG. 2) to cool the circuit board with electronic components.
  • the voltage is supplied to the flat heater from the power supply unit 13 through the power switch 14.
  • the emergency switch 15 will turn off the heater if the temperature in the bed for some reason exceeds the permissible value.
  • On the front panel of the device there is a digital indicator of the operating temperature 16, a digital indicator of the temperature setting 17, a temperature setting dial (temperature setting) 18, mode selection buttons and other indicators.
  • the temperature correlation block 19 contains a single-chip computer 20, with a reprogrammable data memory 21, program memory 22, processor 23, and trunk bus 24.
  • the analog multiplexer 25 provides the connection to the ADC input 26 of one of the temperature sensors — working 7 or environment 12.
  • Multi-bit keys 27, 28 of the channel selection circuit 29 separate the output information from the ADC into two channels, which makes it possible to connect one of the registers to the ADC output — the operating temperature register 30 or the ambient temperature register environment 31.
  • the unit for fixing the temperature difference 32 shows how much the temperature recorded by the environmental sensor differs from the reference value recorded in the reference temperature register 33.
  • the output information of the unit 32 is information about the value
  • the temperature correction calculation unit 34 analyzes the information received from the temperature difference fixation unit and from the register of the thermal constant 35.
  • the input information is processed from the temperature setting counter 37 and from the temperature correction calculation unit.
  • the corrected digital temperature setting information is supplied to a digital comparator 38, where it is compared with a digital temperature code of the working sensor.
  • the output bus 39 of the channel selection circuitry provides the transmission of a multi-bit digital code to the respective registers.
  • the output bus 40 of the operating temperature register transmits a digital code to indicate the current operating temperature and at the same time this information is transmitted to the digital comparator.
  • the temperature setpoint value is sequentially written to the corresponding counter.
  • the uninterruptible power supply 42 signals the loss of mains voltage and transfers the temperature control circuitry to battery power.
  • the temperature correlation unit 19 the basis of which can be a high-resolution SIGMA DELTA ADC with the integrated microprocessor module ADu824 MK 8051 made by ANALOG DEVICES, made in the microcircuit design.
  • a feature of this chip is the presence of two ADCs for 16- and 24-bit, built-in peripherals in the form of an internal temperature sensor, a 12-bit DAC, an excitation current source, a time interval counter, a serial port, and other circuits.
  • the main information input channels for block 19 are two temperature sensors 7, 12 and a temperature setpoint setter 18.
  • the first and second temperature sensors 6.7 are an integral part of the heating module 3 and are located on a flexible printed circuit board 4.
  • the first (emergency) temperature sensor 6, together with the emergency switch circuit 15, performs the function of protecting the crib in the event of a failure of the temperature control system.
  • the node 15 can be performed similarly to the prototype and contains a threshold circuit, the end stage of which is a relay that breaks the input circuit of the power switch 14, turning off the flat heater 5.
  • the analog multiplexer 25 on command from the computer 20 connects to the input of the ADC 26 temperature sensor 7 (working).
  • the ADC has a high-precision reference voltage source Uoporn.
  • analog information about the current temperature of the heater 5 is compared with the reference voltage and converted to digital form.
  • multi-bit keys 27, 28 in the channel selection circuit 29 and digital information about the current temperature in the heating module via bus 39 is entered into the operating temperature register 30 and stored there.
  • the next command from the computer 20 to the output of the multiplexer receives analog information from another sensor - the ambient temperature sensor 12, it is also converted to digital form and through multi-digit keys 27.28 and bus 39 is now stored in the register of ambient temperature 31.
  • a register of reference temperature 33 is organized by software and hardware.
  • a temperature for example, 24 ° C, at which it normally works, can be taken as a reference temperature
  • the fixation unit of the temperature difference 32 again, by hardware and software, it is recorded how much at the current time the ambient temperature differs from the reference, i.e. the digital value of the increment of the ambient temperature is formed. It is clear that this increment can be both positive and negative depending on which direction the ambient temperature has changed.
  • the temperature correction value is determined.
  • This operation is performed in the node for calculating the temperature correction 34, where the temperature correction coefficient is generated by software taking into account another value, called HEAT CONSTANT.
  • This parameter reflects the design features of a particular heating module. The fact is that when measuring the temperature of the surface of the mattress, it is impossible for structural reasons to install a temperature sensor directly on the mattress, i.e., under the newborn. Therefore, the heater is controlled by a temperature sensor 7 (working sensor), which is located on a flexible printed circuit board 4 inside the heating module 3. In this case, there is inevitably a temperature difference on the surface of the mattress and inside the heating module 3. Depending on the design features of the mattress, its thickness, the heat-conducting properties of the gel filler, etc.
  • this temperature difference can reach 8 0 C. That is, if the surface of the mattress is heated, for example, to a temperature of 35 ° C, then the temperature of the flat heater at this point may already be 43 0 C.
  • This temperature difference is the thermal constant of the mattress.
  • this parameter takes into account the structural and heat-conducting features of specific gel mattresses. The specific value of this constant is determined by adjusting the crib and
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) stored in the computer memory 20 and by another command through the main bus 24 is written to the register of thermal constant 35.
  • the digital code of the temperature difference stored in the node 32 and the code of the thermal constant are added taking into account the sign of the temperature difference generated in node 32.
  • the final operation of block 19 is the correction operation of the set temperature setpoint (set temperature), performed according to the results of the analysis of the changing ambient temperature and taking into account the heat-conducting features of a particular gel mattress.
  • set temperature correction module set temperature correction module 36.
  • the essence of the operation is that this module automatically adjusts the set temperature set point, i.e. set point (set temperature), which is displayed unchanged on the digital indicator 17.
  • This current temperature set is set by the temperature setpoint setpoint (temperature setpoint) 18 and via bus 41 (which connects the first and second outputs (outputs to increase and decrease the set temperature) of the setpoint temperature the settings with the third and fourth inputs of the temperature correlation block, respectively) is recorded and stored in the counter of the temperature setpoint (counter of the set temperature) 37.
  • all the initial data are available, namely: the set temperature setpoint (from counter 37) and a digital temperature correction code (from the node for calculating the temperature correction 34).
  • the digital code of the adjusted digital temperature setpoint is, on command from the computer 20, fed to the second input of the digital comparator 38, where it is compared with the digital code of the current temperature of the mattress received via bus 40 from register 30 (operating temperature register) to the first input of the comparator.
  • Digital comparator 38 will provide an input enable signal
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) power key 14, i.e. to turn on the heater for as long as the operating temperature of the mattress is less than the adjusted temperature setting (meaning of course that the emergency switch 15 circuit is closed in this case).
  • the exchange of information between nodes in the temperature correlation unit 19 is carried out on the bus 24.
  • the temperature correlation block can be made on the basis of the MK ADuC 824 microcontroller.
  • the chip is available in a 52-pin package and has an extensive debugging and programming system compatible with the WINDOWS-98 operating system.
  • Uninterruptible power supply 42 can be performed, for example, according to the scheme given in the journal RADIO (J. RADIO, 2001. JVb 7, p. 44). As noted in this article, "if the mains fails, the device simply continues to work on battery power, as soon as the mains voltage is restored, the battery will begin to recharge.” Block 42 allows you to save on the digital display all current information about the operating temperature and temperature setting even with a short-term loss of mains voltage. This unit, of course, is intended only for supplying control and indication circuits, but by no means for power circuits.
  • the power circuits include, first of all, a flat heater 5, which can consume a current of at least 10A at a voltage of 12V.
  • the current source for the flat heater is the power supply unit 13.
  • the MPS-200-12 unit from MEAN WELL is designed for a current of 16A with an output voltage of 12V. But its main feature is that this development has a special
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) medical series and has increased electric strength, its breakdown voltage is not less than 4000V.
  • a distinctive feature of the claimed technical solution is that it was possible to physically separate the soft bed (gel mattress) 9 from the flexible printed circuit board 4 with a heater (Fig. 2), placing a metal base between them 8.
  • This metal base has three functions - it forms a hard horizontal surface for the mattress, transfers heat from the flat heater to the mattress and protects the flexible circuit board 4 from the liquid secretions of the newborn.
  • the claimed technical solution takes into account the experience of manufacturing and operating a large batch of thermal beds DETKA-12-01 and DETKA-12-01M at the enterprise. At the same time, it is supposed to use a new modern elemental base, as well as new technical solutions in the design.
  • the claimed neonatal bed contains a temperature setpoint switch, a power switch, an emergency switch, a power supply unit, an uninterruptible power supply unit, a transparent capsule, with a heating module in it, consisting of a metal base, a soft bed, a flat heater connected to the power output key, the first and second temperature sensors, and the output of the first temperature sensor is connected to the first control input of the emergency switch, the output of which is connected to the control input the power key, the power input of which is connected to the output of the power supply unit, and the output of the uninterruptible power supply unit is connected to the input of the power supply unit.
  • a heating module in it, consisting of a metal base, a soft bed, a flat heater connected to the power output key, the first and second temperature sensors, and the output of the first temperature sensor is connected to the first control input of the emergency switch, the output of which is connected to the control input the power key, the power input of which is connected to the output of the power supply unit, and the output of the uninterruptible
  • the neonatal bed further comprises a temperature correlation unit, a third temperature sensor located outside the transparent capsule, a digital temperature setting indicator, a digital operating temperature indicator and a digital comparator, while the first, second, third and fourth inputs the temperature correlation unit respectively connected to the outputs of the second and third temperature sensors, with the first and second outputs of the setpoint temperature settings ; a temperature correlation unit with a first output connected to an input of a digital operating temperature indicator and a first input of a digital comparator, second and third outputs connected to a second input of a digital comparator and an input of a digital temperature setting indicator; trunk output
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) tires of the temperature correlation unit are connected to an uninterruptible power supply unit and to a power supply unit; the output of the digital comparator is connected to the second input of the emergency switch, in addition, the flat heater and two temperature sensors of the heating module are made in the form of a flexible printed circuit board installed under a metal base on which a soft bed in the form of a gel mattress is located, a flexible printed circuit board contains three insulated conductive circuit, and the first circuit is a flat heater, and the second and third circuits are respectively the first and second temperature sensors.
  • the temperature correlation unit includes the following elements: an analog multiplexer, an analog-to-digital converter, a channel selection circuit, an operating temperature register, an ambient temperature register, a reference temperature register, a thermal constant register, a temperature set point counter, a temperature difference fixation unit, a node calculation of the temperature correction, the temperature setting correction module, as well as the bus and computer in the standard configuration, which is connected to the above elements,
  • the first and second inputs of the analog multiplexer are respectively the first and second inputs of the temperature correlation unit
  • the output of the analog multiplexer is connected to the analog input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the information input of the channel selection circuit, the output bus of which is connected to the information inputs of the register operating temperature and ambient temperature register
  • the output bus of the operating temperature register forms the first output of the unit eraturnoy correlation environment register output connected to a first input of summation node fixation temperature difference, subtracting the second input coupled to an output register reference temperature, the first and second output
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) correction the third input of which is connected to the output of the thermal constant register, the output of the temperature correction calculation unit is connected to the first input of the temperature setting correction module, the second input of which is connected to the output of the temperature setting counter, the first and second inputs of which form the third and fourth inputs of the temperature correlation block, respectively , the output of the temperature setpoint correction module forms the second output of the temperature correlation block, the output of the temperature setpoint counter forms the third output of the block and temperature correlation.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pediatric Medicine (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Pregnancy & Childbirth (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)

Abstract

The invention relates to medical facilities, in particular to neonatal devices for newborn care. The aim of said invention is to improve the performance characteristics of the device, to make the production process less labour-intensive and to extend the temperature range thereof. The inventive neonatal bed is directed at providing comfort temperature conditions to a newborn. The bed is in the form of a transparent capsule mounted on a trolley. A heating module, consisting of a metal base, a soft bed and a flat heater, is arranged inside the capsule. The improved performance characteristics and the increased accuracy of temperature control while the ambient temperature is changed are achieved owing to the fact that the flat heater is disposed under the metal base, a helium mattress is mounted on the metal base, the flat heater and temperature sensors are designed in the form of three insulated electric circuits located on a flexible printed board and a temperature correlation unit based on a single-chip computer is introduced.

Description

Неонатальная кроватка. Neonatal bed.
Изобретение относится к медицинскому оборудованию, а именно к устройствам неонатологического профиля для выхаживания новорожденных детей.The invention relates to medical equipment, and in particular to devices of a neonatological profile for nursing newborns.
Известна кроватка для новорожденного ребенка [1] с подогревом матраса, содержащая плоский нагреватель матраса, узел регулирования температуры и аварийную сигнализацию. Однако в этом устройстве плоский нагреватель матраса работает непосредственно от сети 220В 50 Гц. В то же время надо отметить, что новорожденный фактически находится во влажной агрессивной токопроводящей среде. При этом несмотря на наличие защитного заземления существует некоторая вероятность поражения электрическим током обслуживающего персонала и пациента.Known crib for a newborn child [1] with a heated mattress containing a flat heater of the mattress, a temperature control unit and an alarm. However, in this device, a flat mattress heater works directly from a 220V 50Hz network. At the same time, it should be noted that the newborn is actually in a humid, aggressive, conductive environment. In this case, despite the presence of protective grounding, there is some likelihood of electric shock to the operating personnel and the patient.
Наиболее близким техническим решением является кроватка [2], где в подогревателе матраса используется безопасное напряжение 12В. Эта установка представляет из себя конструктивно законченное устройство для создания комфортной тепловой обстановки новорожденному ребенку. Установка прошла все необходимые медико-технические испытания, имеет сертификат соответствия и неоднократно экспонировалась на медицинских выставках.The closest technical solution is the crib [2], where a safe voltage of 12V is used in the heater of the mattress. This installation is a structurally complete device for creating a comfortable thermal environment for a newborn baby. The installation passed all the necessary medical and technical tests, has a certificate of compliance and has been repeatedly exhibited at medical exhibitions.
Однако опыт серийного изготовления и эксплуатации такой кроватки выявил определенные недостатки этого устройства.However, the experience of serial production and operation of such a bed revealed certain disadvantages of this device.
К ним относятся:These include:
- относительно высокая трудоемкость регулировочных работ;- the relatively high complexity of the adjustment work;
- плохая взаимозаменяемость основного элемента кроватки -термоматраса;- poor interchangeability of the main element of the crib-thermostat;
- отсутствие оперативной автоматической корреляции температурного режима кроватки в зависимости от изменения температуры окружающей среды.- lack of operational automatic correlation of the temperature regime of the crib depending on changes in ambient temperature.
Конструктивно термоматрас прототипа состоит из плоского нагревателя, мягкого ложа в виде поролонового коврика и термоизолятора из войлока. НаStructurally, the prototype thermal mattress consists of a flat heater, a soft bed in the form of a foam mat and a thermal insulator made of felt. On
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) плоском нагревателе закрепляются два датчика температуры (терморезисторы MMT- 1-1.5 кОм). Все эти компоненты с помощью застежки-молнии заключены в упаковку из детской клеенки. Плоский нагреватель и два датчика температуры через разъемное соединение подключаются к блокам питания и управления. Два датчика температуры являются основным регулирующим звеном в системе задания и поддержания заданных температурных режимов. Однако современные терморезисторы, используемые в качестве датчиков температуры, имеют существенный разброс по основному электрическому параметру - температурному коэффициенту сопротивления (TKC). Так для терморезисторов, используемых в прототипе, разброс TKC находится в пределах (2,4...5,0)% /0C. Отсюда возникает необходимость индивидуальной настройки температурного измерительного тракта в отдельности для каждой кроватки.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) two temperature sensors are fixed with a flat heater (MMT-1-1.5 kOhm thermistors). All these components with a zipper are enclosed in a package of baby oilcloth. The flat heater and two temperature sensors are connected to the power and control units via a detachable connection. Two temperature sensors are the main regulatory link in the system of setting and maintaining specified temperature conditions. However, modern thermistors used as temperature sensors have a significant variation in the main electrical parameter - the temperature coefficient of resistance (TKC). So for the thermistors used in the prototype, the spread of TKC is in the range (2.4 ... 5.0)% / 0 C. Hence, there is a need for individual adjustment of the temperature measuring path separately for each crib.
Кроме того, это создает определенные трудности при эксплуатации и ремонте кроваток в роддоме, поскольку после санитарной обработки термоматрасов, которая проводится регулярно, необходимо обеспечить обратную подстыковку каждого конкретного матраса именно к своей кроватке, т. е. именно к своему блоку управления.In addition, this creates certain difficulties in the operation and repair of cribs in the maternity hospital, since after the sanitary treatment of thermal mattresses, which is carried out regularly, it is necessary to ensure that each concrete mattress is backlinked specifically to its crib, i.e., to its own control unit.
Другая трудность заключается в том, что нельзя исключить вероятности повреждения поверхности детской клеенки матраса. Что неминуемо приведет к попаданию жидких выделений новорожденного на токопроводящую поверхность плоского нагревателя и, соответственно, к нарушениям в его работе.Another difficulty is that the likelihood of damage to the surface of the baby oilcloth of the mattress cannot be ruled out. Which will inevitably lead to the ingress of liquid secretions of the newborn on the conductive surface of the flat heater and, accordingly, to violations in its operation.
И последнее. В руководстве по эксплуатации на изделие-прототип есть одно существенное ограничение. А именно указывается, что заданные температурные режимы кроватки обеспечиваются и гарантируются, если температура окружающей среды находится в пределах (24 ± 2)°C .And the last one. The instruction manual for the prototype product has one significant limitation. Namely, it is indicated that the set temperature conditions of the crib are provided and guaranteed if the ambient temperature is within (24 ± 2) ° C.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик изделия, снижение трудоемкости его изготовления, расширение температурного диапазона.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The purpose of the invention is to improve the operational characteristics of the product, reducing the complexity of its manufacture, expanding the temperature range.
Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее задатчик температурной уставки, силовой ключ, аварийный выключатель, блок силового питания, блок бесперебойного питания, прозрачную капсулу, с находящимся в ней нагревательным модулем, согласно изобретению, заявленное устройство дополнительно содержит блок температурной корреляции и датчик температуры, расположенный вне прозрачной капсулы, цифровой индикатор температурной уставки, при этом все основные функции по управлению температурными режимами неонатальной кроватки выполняются блоком температурной корреляции, кроме того, плоский нагреватель и два датчика температуры нагревательного модуля выполнены в виде гибкой печатной платы, установленной под металлическим основанием, на котором расположено мягкое ложе в виде гелевого матраса, гибкая печатная плата содержит три изолированные токопроводящие цепи, причем первая цепь является плоским нагревателем, а вторая и третья цепи являются соответственно первым и вторым датчиками температуры.This object is achieved in that the device containing the temperature setpoint adjuster, power switch, emergency switch, power supply unit, uninterruptible power supply unit, transparent capsule, with the heating module inside it, according to the invention, the claimed device further comprises a temperature correlation unit and a temperature sensor located outside the transparent capsule, a digital indicator of the temperature setting, while all the basic functions for controlling the temperature conditions of the neonatal crib performed by the temperature correlation unit, in addition, the flat heater and two temperature sensors of the heating module are made in the form of a flexible printed circuit board installed under a metal base on which a soft bed in the form of a gel mattress is located, a flexible printed circuit board contains three insulated conductive circuits, the first circuit is a flat heater, and the second and third circuits are respectively the first and second temperature sensors.
На фиг.l представлен общий вид термокроватки; на фиг. 2 показано конструктивное исполнение нагревательного модуля; на фиг. 3 показан пример исполнения лицевой панели; на фиг.4 показана гибкая печатная плата с плоским нагревателем и двумя датчиками температуры; на фиг.5 показана функциональная схема заявленного устройства.Figure l presents a General view of the thermal bed; in FIG. 2 shows a design of a heating module; in FIG. 3 shows an example of the front panel; figure 4 shows a flexible printed circuit board with a flat heater and two temperature sensors; figure 5 shows a functional diagram of the claimed device.
Неонатальная кроватка содержит:The neonatal bed contains:
Тележку с поворотной рамой 1, прозрачную капсулу 2, нагревательный модуль 3. Нагревательный модуль содержит гибкую печатную плату 4, состоящую из плоского нагревателя 5 с контактными площадками +12B и -12В для подключения низковольтного источника питания; первого (аварийного) датчика температуры 6 с контактными площадками ДГ1/1 и ДT1/2; второгоA trolley with a rotary frame 1, a transparent capsule 2, a heating module 3. The heating module contains a flexible printed circuit board 4, consisting of a flat heater 5 with pads + 12B and -12V for connecting a low-voltage power source; the first (emergency) temperature sensor 6 with contact pads DG1 / 1 and DT1 / 2; second
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) (рабочего) датчика температуры 7 с контактными площадками ДT2/1 и ДT2/2. Металлическое основание 8 нагревательного модуля обеспечивает передачу тепла от гибкой печатной платы к мягкому ложу (гелевому матрасу) 9 и в тоже время защищает нагреватель от попадания жидких выделений ребенка. Теплоизолятор 10 препятствует потерям полезного тепла. Нагревательный модуль заключен в жесткий кожух 11.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) (working) temperature sensor 7 with contact pads DT2 / 1 and DT2 / 2. The metal base 8 of the heating module provides heat transfer from the flexible printed circuit board to the soft bed (gel mattress) 9 and at the same time protects the heater from liquid from the child. The heat insulator 10 prevents the loss of useful heat. The heating module is enclosed in a hard casing 11.
Вне прозрачной капсулы расположен третий датчик температуры (датчик окружающей среды) 12. Конструктивно этот датчик расположен внутри нагревательного модуля около впускного отверстия, через которое с помощью вентилятора (на фиг.2 не показан) засасывается воздух для охлаждения платы с электронными компонентами.Outside the transparent capsule there is a third temperature sensor (environmental sensor) 12. Structurally, this sensor is located inside the heating module near the inlet through which air is sucked in with a fan (not shown in FIG. 2) to cool the circuit board with electronic components.
На плоский нагреватель напряжение подается от силового блока питания 13 через силовой ключ 14. Аварийный выключатель 15 отключит нагреватель, если температура в кроватке по какой либо причине превысит допустимую. На лицевой панели устройства находится цифровой индикатор рабочей температуры 16, цифровой индикатор температурной уставки 17, задатчик температурной уставки (задатчик температуры) 18, кнопки выбора режима и другие индикаторы.The voltage is supplied to the flat heater from the power supply unit 13 through the power switch 14. The emergency switch 15 will turn off the heater if the temperature in the bed for some reason exceeds the permissible value. On the front panel of the device there is a digital indicator of the operating temperature 16, a digital indicator of the temperature setting 17, a temperature setting dial (temperature setting) 18, mode selection buttons and other indicators.
Блок температурной корреляции 19 содержит однокристальную ЭВМ 20, с перепрограммируемой памятью данных 21, памятью программ 22, процессором 23 и магистральной шиной 24. Аналоговый мультиплексор 25 обеспечивает подключение ко входу АЦП (ADC) 26 одного из датчиков температуры- рабочего 7 или окружающей среды 12. Многоразрядные ключи 27, 28 схемы селекции каналов 29 производят разделение выходной информации с АЦП на два канала, что дает возможность подключить к выходу АЦП один из регистров- регистр рабочей температуры 30 или регистр температуры окружающей среды 31. Узел фиксации температурной разности 32 показывает на сколько температура, фиксируемая датчиком окружающей среды, отличается от эталонной, записанной в регистре эталонной температуры 33. Выходной информацией узла 32 является информация о величинеThe temperature correlation block 19 contains a single-chip computer 20, with a reprogrammable data memory 21, program memory 22, processor 23, and trunk bus 24. The analog multiplexer 25 provides the connection to the ADC input 26 of one of the temperature sensors — working 7 or environment 12. Multi-bit keys 27, 28 of the channel selection circuit 29 separate the output information from the ADC into two channels, which makes it possible to connect one of the registers to the ADC output — the operating temperature register 30 or the ambient temperature register environment 31. The unit for fixing the temperature difference 32 shows how much the temperature recorded by the environmental sensor differs from the reference value recorded in the reference temperature register 33. The output information of the unit 32 is information about the value
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) числового приращения и о знаке этого приращения (плюс или минус). Узел вычисления температурной поправки 34 производит анализ информации, полученной с узла фиксации температурной разности и с регистра тепловой константы 35. В модуле коррекции температурной уставки 36 производится обработка входной информации со счетчика температурной уставки 37 и с узла вычисления температурной поправки. Скорректированная цифровая информация о температурной уставке поступает на цифровой компаратор 38, где сравнивается с цифровым кодом температуры рабочего датчика. Выходная шина 39 схемы селекции каналов обеспечивает передачу многоразрядного цифрового кода в соответствующие регистры. Выходная шина 40 регистра рабочей температуры производит передачу цифрового кода для индикации текущей рабочей температуры и одновременно эта информация поступает на цифровой компаратор. По выходной шине 41 задатчика температурной уставки производится последовательная запись в соответствующий счетчик значения температурной уставки.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) numerical increment and the sign of this increment (plus or minus). The temperature correction calculation unit 34 analyzes the information received from the temperature difference fixation unit and from the register of the thermal constant 35. In the temperature setting correction module 36, the input information is processed from the temperature setting counter 37 and from the temperature correction calculation unit. The corrected digital temperature setting information is supplied to a digital comparator 38, where it is compared with a digital temperature code of the working sensor. The output bus 39 of the channel selection circuitry provides the transmission of a multi-bit digital code to the respective registers. The output bus 40 of the operating temperature register transmits a digital code to indicate the current operating temperature and at the same time this information is transmitted to the digital comparator. On the output bus 41 of the temperature setpoint setpoint, the temperature setpoint value is sequentially written to the corresponding counter.
Блок бесперебойного питания 42 сигнализирует о пропадании сетевого напряжения и переводит схемы управления температурными режимами на питание от аккумулятора.The uninterruptible power supply 42 signals the loss of mains voltage and transfers the temperature control circuitry to battery power.
Все основные функции по управлению температурными режимами неонатальной кроватки выполняются блоком температурной корреляции 19, основой которого может быть СИГМА ДЕЛЬТА АЦП высокого разрешения со встроенным микропроцессорным модулем ADu824 MK 8051 фирмы ANALOG DEVICES, выполненной в микросхемном исполнении. Особенностью этой микросхемы является наличие двух АЦП на 16- и на 24- разряда, встроенной периферии в виде внутреннего датчика температуры, 12-разрядного ЦАП, источника тока возбуждения, счетчика временного интервала, последовательного порта и других схем.All the main functions for controlling the temperature conditions of the neonatal crib are performed by the temperature correlation unit 19, the basis of which can be a high-resolution SIGMA DELTA ADC with the integrated microprocessor module ADu824 MK 8051 made by ANALOG DEVICES, made in the microcircuit design. A feature of this chip is the presence of two ADCs for 16- and 24-bit, built-in peripherals in the form of an internal temperature sensor, a 12-bit DAC, an excitation current source, a time interval counter, a serial port, and other circuits.
Основными информационными входными каналами для блока 19 являются два датчика температуры 7, 12 и задатчик температурной уставки 18.The main information input channels for block 19 are two temperature sensors 7, 12 and a temperature setpoint setter 18.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Первый и второй датчики температуры 6,7 являются составной частью нагревательного модуля 3 и расположены на гибкой печатной плате 4.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The first and second temperature sensors 6.7 are an integral part of the heating module 3 and are located on a flexible printed circuit board 4.
Первый (аварийный) датчик температуры 6 вместе со схемой аварийного выключателя 15 выполняет функцию защиты кроватки в случае отказа системы терморегулирования. Функционально узел 15 может быть выполнен аналогично прототипу и содержит пороговую схему, оконечным каскадом которой является реле, которое разрывает входную цепь силового ключа 14, отключая плоский нагреватель 5.The first (emergency) temperature sensor 6, together with the emergency switch circuit 15, performs the function of protecting the crib in the event of a failure of the temperature control system. Functionally, the node 15 can be performed similarly to the prototype and contains a threshold circuit, the end stage of which is a relay that breaks the input circuit of the power switch 14, turning off the flat heater 5.
Все следующие операции, выполняемые с помощью однокристальной ЭВМ 20, направлены на то, чтобы снять ограничения по температуре окружающей среды, при которой гарантируются заданные температурные режимы.All of the following operations performed using a single-chip computer 20 are aimed at removing restrictions on the ambient temperature at which the specified temperature conditions are guaranteed.
Два датчика температуры 7 , 12 вместе с блоком 19 собственно и выполняют функцию автоматического регулирования температуры неонатальной кроватки. Аналоговый мультиплексор 25 по команде из ЭВМ 20 подключает ко входу АЦП 26 датчик температуры 7 (рабочий). АЦП имеет высокоточный источник опорного напряжения Uопорн. В АЦП аналоговая информация о текущей температуре нагревателя 5 сравнивается с опорным напряжением и преобразуется в цифровую форму. Этой же командой подается разрешение на многоразрядные ключи 27, 28 в схеме селекции каналов 29 и цифровая информация о текущей температуре в нагревательном модуле через шину 39 заносится в регистр рабочей температуры 30 и там хранится.Two temperature sensors 7, 12 together with block 19 actually perform the function of automatically controlling the temperature of the neonatal crib. The analog multiplexer 25 on command from the computer 20 connects to the input of the ADC 26 temperature sensor 7 (working). The ADC has a high-precision reference voltage source Uoporn. In the ADC, analog information about the current temperature of the heater 5 is compared with the reference voltage and converted to digital form. The same command applies for multi-bit keys 27, 28 in the channel selection circuit 29 and digital information about the current temperature in the heating module via bus 39 is entered into the operating temperature register 30 and stored there.
Следующей командой из ЭВМ 20 на выход мультиплексора поступает аналоговая информация с еще одного датчика - датчика температуры окружающей среды 12, она тоже преобразуется в цифровую форму и через многоразрядные ключи 27,28 и шину 39 переписывается на хранение теперь уже в регистр температуры окружающей среды 31.The next command from the computer 20 to the output of the multiplexer receives analog information from another sensor - the ambient temperature sensor 12, it is also converted to digital form and through multi-digit keys 27.28 and bus 39 is now stored in the register of ambient temperature 31.
В этом же блоке 19 программно-аппаратными средствами организован регистр эталонной температуры 33. За эталонную температуру может быть принята температура, например, 24°C, при которой нормально работаетIn the same block 19, a register of reference temperature 33 is organized by software and hardware. A temperature, for example, 24 ° C, at which it normally works, can be taken as a reference temperature
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) кроватка-прототип. Цифровой код эталонной температуры хранится в памяти ЭВМ 20 и по соответствующей команде переписывается в регистр эталонной температуры 33.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) prototype bed. The digital code of the reference temperature is stored in the memory of the computer 20 and by the appropriate command is copied to the register of the reference temperature 33.
После этого в узле фиксации температурной разности 32 опять же программно-аппаратными средствами, фиксируется на сколько в текущий момент времени температура окружающей среды отличается от эталонной, т.е. формируется цифровое значение приращения температуры окружающей среды. Понятно, что это приращение может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от того, в какую сторону изменилась температура окружающей среды.After that, in the fixation unit of the temperature difference 32, again, by hardware and software, it is recorded how much at the current time the ambient temperature differs from the reference, i.e. the digital value of the increment of the ambient temperature is formed. It is clear that this increment can be both positive and negative depending on which direction the ambient temperature has changed.
Затем производится определение величины температурной поправки. Эта операция выполняется в узле вычисления температурной поправки 34, где программными средствами формируется температурный поправочный коэффициент с учетом еще одной величины, под названием ТЕПЛОВАЯ КОНСТАНТА. Этот параметр отражает конструктивные особенности конкретного нагревательного модуля. Дело в том, что при измерении температуры поверхности матраса невозможно по конструктивным соображениям установить датчик температуры непосредственно на матрасе, т. е. под новорожденным. Поэтому управление нагревателем производится с помощью датчика температуры 7 (рабочий датчик), который находится на гибкой печатной плате 4 внутри нагревательного модуля 3 . В этом случае неизбежно присутствует разница температур на поверхности матраса и внутри нагревательного модуля 3. В зависимости от конструктивных особенностей матраса, его толщины, теплопроводных свойств гелевого наполнителя и т.п. эта температурная разница может достигать 80C. То есть, если поверхность матраса нагрета, например, до температуры 35°C то, температура плоского нагревателя на этот момент может составить уже 430C. Эта разница температур и является тепловой константой матраса. Таким образом, этот параметр учитывает конструктивные и теплопроводные особенности конкретных гелевыхматрасов. Конкретная величина этой константы определяется при регулировке кроватки иThen the temperature correction value is determined. This operation is performed in the node for calculating the temperature correction 34, where the temperature correction coefficient is generated by software taking into account another value, called HEAT CONSTANT. This parameter reflects the design features of a particular heating module. The fact is that when measuring the temperature of the surface of the mattress, it is impossible for structural reasons to install a temperature sensor directly on the mattress, i.e., under the newborn. Therefore, the heater is controlled by a temperature sensor 7 (working sensor), which is located on a flexible printed circuit board 4 inside the heating module 3. In this case, there is inevitably a temperature difference on the surface of the mattress and inside the heating module 3. Depending on the design features of the mattress, its thickness, the heat-conducting properties of the gel filler, etc. this temperature difference can reach 8 0 C. That is, if the surface of the mattress is heated, for example, to a temperature of 35 ° C, then the temperature of the flat heater at this point may already be 43 0 C. This temperature difference is the thermal constant of the mattress. Thus, this parameter takes into account the structural and heat-conducting features of specific gel mattresses. The specific value of this constant is determined by adjusting the crib and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) хранится в памяти ЭВМ 20 и по очередной команде через магистральную шину 24 переписывается в регистр тепловой константы 35. Таким образом в узле вычисления температурной поправки происходит сложение цифрового кода температурной разности, хранящейся в узле 32 и кода тепловой константы (регистр 35) с учетом знака температурной разности сформированной в узле 32.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) stored in the computer memory 20 and by another command through the main bus 24 is written to the register of thermal constant 35. Thus, in the node for calculating the temperature correction, the digital code of the temperature difference stored in the node 32 and the code of the thermal constant (register 35) are added taking into account the sign of the temperature difference generated in node 32.
Итоговой операцией блока 19 является операция коррекции заданной температурной уставки (заданной температуры), выполняемая по результатам анализа изменяющейся температуры окружающей среды и с учетом теплопроводных особенностей конкретного гелевого матраса. Такая коррекция выполняется программными средствами в модуле коррекции температурной уставки (модуле коррекции заданной температуры) 36. Сущность операции заключается в том, что с помощью этого модуля производится автоматическая подстройка заданной температурной уставки, т.е. уставки (заданной температуры), которая отражена в неизменном виде на цифровом индикаторе 17. Эта текущая температурная уставка задается задатчиком температурной уставки (задатчиком температуры) 18 и через шину 41 (которая соединяет первый и второй выходы (выходы увеличения и уменьшения заданной температуры) задатчика температурной уставки соответственно с третьим и четвертым входами блока температурной корреляции) записывается и сохраняется в счетчике температурной уставки (счетчике заданной температуры) 37.The final operation of block 19 is the correction operation of the set temperature setpoint (set temperature), performed according to the results of the analysis of the changing ambient temperature and taking into account the heat-conducting features of a particular gel mattress. Such correction is performed by software in the temperature setpoint correction module (set temperature correction module) 36. The essence of the operation is that this module automatically adjusts the set temperature set point, i.e. set point (set temperature), which is displayed unchanged on the digital indicator 17. This current temperature set is set by the temperature setpoint setpoint (temperature setpoint) 18 and via bus 41 (which connects the first and second outputs (outputs to increase and decrease the set temperature) of the setpoint temperature the settings with the third and fourth inputs of the temperature correlation block, respectively) is recorded and stored in the counter of the temperature setpoint (counter of the set temperature) 37.
Таким образом, для коррекции температурной уставки имеются все исходные данные, а именно: заданная температурная уставка (со счетчика 37) и цифровой код температурной поправки (с узла вычисления температурной поправки 34).Thus, to correct the temperature setpoint, all the initial data are available, namely: the set temperature setpoint (from counter 37) and a digital temperature correction code (from the node for calculating the temperature correction 34).
Цифровой код скорректированной цифровой температурной уставки по команде из ЭВМ 20 поступает на второй вход цифрового компаратора 38, где сравнивается с цифровым кодом текущей температуры матраса, поступившим по шине 40 из регистра 30 (регистр рабочей температуры) на первый вход компаратора. Цифровой компаратор 38 выдаст разрешающий сигнал на входThe digital code of the adjusted digital temperature setpoint is, on command from the computer 20, fed to the second input of the digital comparator 38, where it is compared with the digital code of the current temperature of the mattress received via bus 40 from register 30 (operating temperature register) to the first input of the comparator. Digital comparator 38 will provide an input enable signal
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) силового ключа 14, т.е. на включение нагревателя на все то время, пока рабочая температура матраса будет меньше скорректированной температурной уставки (имеется конечно ввиду, что цепь аварийного выключателя 15 в этом случае замкнута).SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) power key 14, i.e. to turn on the heater for as long as the operating temperature of the mattress is less than the adjusted temperature setting (meaning of course that the emergency switch 15 circuit is closed in this case).
Обмен информацией между узлами в блоке температурной корреляции 19 производится по магистральной шине 24.The exchange of information between nodes in the temperature correlation unit 19 is carried out on the bus 24.
Как уже отмечалось, блок температурной корреляции может быть выполнен на основе микроконтроллера MK ADuC 824. Микросхема выпускается в 52 контактном корпусе и имеет развернутую систему отладки и программирования совместимую с операционной системой WINDOWS-98.As already noted, the temperature correlation block can be made on the basis of the MK ADuC 824 microcontroller. The chip is available in a 52-pin package and has an extensive debugging and programming system compatible with the WINDOWS-98 operating system.
Согласно техническим требованиям на подобные изделия они должны быть работоспособны даже при кратковременном пропадании сетевого напряжения. Обязательным атрибутом подобной схемы является аккумулятор и зарядное устройств. В прототипе имеется такая схема, но она выполняет там только функцию сигнализации о пропадании сетевого напряжения. Блок бесперебойного питания 42 можно выполнить, например, по схеме, приведенной в журнале РАДИО (ж. РАДИО, 2001г. JVb 7,cтp. 44). Как отмечается в этой статье "при неисправности питающей сети прибор просто продолжит работу от аккумулятора, как только напряжение сети будет восстановлено, аккумулятор начнет подзаряжаться". Блок 42 позволяет сохранить на цифровом табло всю текущую информацию о рабочей температуре и температурной уставке даже при кратковременном пропадании сетевого напряжения. Блок этот, естественно, предназначен только для питания схем управления и индикации, но отнюдь не силовых цепей.According to the technical requirements for such products, they must be functional even with a short-term loss of mains voltage. A mandatory attribute of such a scheme is the battery and charger. In the prototype there is such a circuit, but it performs there only the function of signaling the disappearance of the mains voltage. Uninterruptible power supply 42 can be performed, for example, according to the scheme given in the journal RADIO (J. RADIO, 2001. JVb 7, p. 44). As noted in this article, "if the mains fails, the device simply continues to work on battery power, as soon as the mains voltage is restored, the battery will begin to recharge." Block 42 allows you to save on the digital display all current information about the operating temperature and temperature setting even with a short-term loss of mains voltage. This unit, of course, is intended only for supplying control and indication circuits, but by no means for power circuits.
К силовым цепям относится, прежде всего, плоский нагреватель 5, который может потреблять ток не менее 10A при напряжении 12В. Источником тока для плоского нагревателя выступает силовой блок питания 13. В качестве его может быть использован блок MPS-200-12 фирмы MEAN WELL, он рассчитан на ток 16A при выходном напряжении 12В. Но главная его особенность заключается в том, что эта разработка имеет специальнуюThe power circuits include, first of all, a flat heater 5, which can consume a current of at least 10A at a voltage of 12V. The current source for the flat heater is the power supply unit 13. As it can be used, the MPS-200-12 unit from MEAN WELL is designed for a current of 16A with an output voltage of 12V. But its main feature is that this development has a special
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) медицинскую серию и имеет повышенную электрическую прочность, его пробойное напряжение составляет не менее 4000B.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) medical series and has increased electric strength, its breakdown voltage is not less than 4000V.
Отличительной особенностью заявленного технического решения является также то, что удалось физически отделить мягкое ложе (гелевый матрас) 9 от гибкой печатной платы 4 с нагревателем (фиг. 2), расположив между ними металлическое основание 8. Это металлическое основание, несет три функции - образует жесткую горизонтальную поверхность для матраса, передает тепло от плоского нагревателя к матрасу и защищает гибкую печатную плату 4 от попадания жидких выделений новорожденного.A distinctive feature of the claimed technical solution is that it was possible to physically separate the soft bed (gel mattress) 9 from the flexible printed circuit board 4 with a heater (Fig. 2), placing a metal base between them 8. This metal base has three functions - it forms a hard horizontal surface for the mattress, transfers heat from the flat heater to the mattress and protects the flexible circuit board 4 from the liquid secretions of the newborn.
Теперь о конструктивном исполнении плоского нагревателя.Now about the design of a flat heater.
Известно техническое решение исполнения плоского нагревателя в виде печатной платы (см. например патент RU 2126605). Однако в отличие от этого патента в заявленном техническом решении на одной печатной плате в едином технологическом процессе выполнен не только плоский нагреватель, но и два датчика температуры. Это позволило существенно снизить трудоемкость монтажных и регулировочных работ. В самом деле, теперь исключаются операции установки и закрепления нитками и клеем на плоском нагревателе терморезисторов, которые выполняют роль датчиков температуры. Кроме того, существенно упрощается калибровка температурного диапазона кроваток за счет высокой повторяемости датчиков температуры и обеспечения высокой стабильности их основного параметра - температурного коэффициента сопротивления.A technical solution is known for designing a flat heater in the form of a printed circuit board (see, for example, patent RU 2126605). However, unlike this patent, in the claimed technical solution, not only a flat heater, but also two temperature sensors were made on a single printed circuit board in a single technological process. This allowed to significantly reduce the complexity of installation and adjustment work. In fact, installation and fastening operations with threads and glue on a flat heater of thermistors, which act as temperature sensors, are now excluded. In addition, the calibration of the temperature range of cribs is greatly simplified due to the high repeatability of temperature sensors and the high stability of their main parameter, the temperature coefficient of resistance.
Еще одно немаловажное преимущество заявленного технического решения заключается в том, что существенно упрощаются регламентные и ремонтные работы. Регламентной санитарной обработке теперь подвергается не термоматрас вместе с нагревателем и датчиками, а только гелевый матрас ребенка, в то время как гибкая печатная плата 4 с нагревателем 5 и датчиками температуры 6,7 защищены металлическим основанием 8 от попадания моющего раствора на нагреватель. При этом резко уменьшается вероятность обрыва плоского нагревателя и датчиков температуры.Another important advantage of the claimed technical solution is that routine and repair work are greatly simplified. Regular sanitization is now not carried out on the thermo mattress with the heater and sensors, but only on the gel mattress of the child, while the flexible printed circuit board 4 with heater 5 and temperature sensors 6.7 are protected by a metal base 8 from the detergent entering the heater. In this case, the likelihood of a break in the flat heater and temperature sensors is sharply reduced.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Кроме того, введение в состав устройства блока температурной корреляции 19 снижает требования к обеспечению стабильной температуры при регулировке и эксплуатации неонатальной кроватки.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) In addition, the introduction of temperature correlation block 19 into the device reduces the requirements for ensuring stable temperature during adjustment and operation of the neonatal crib.
В заявленном техническом решении учтен опыт изготовления и эксплуатации большой партии термокроваток ДЕТКА- 12-01 и ДЕТКА- 12- 01M на предприятии. При этом предполагается использовать новую современную элементную базу, а также новые технические решения в дизайнерском оформлении.The claimed technical solution takes into account the experience of manufacturing and operating a large batch of thermal beds DETKA-12-01 and DETKA-12-01M at the enterprise. At the same time, it is supposed to use a new modern elemental base, as well as new technical solutions in the design.
Таким образом, заявленная неонатальная кроватка содержит задатчик температурной уставки, силовой ключ, аварийный выключатель, блок силового питания, блок бесперебойного питания, прозрачную капсулу, с находящимся в ней нагревательным модулем, состоящим из металлического основания, мягкого ложа, плоского нагревателя, соединенного с выходом силового ключа, первого и второго датчиков температуры, причем выход первого датчика температуры соединен с первым управляющим входом аварийного выключателя, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, силовой вход которого соединен с выходом блока силового питания, а выход блока бесперебойного питания соединен с входом блока силового питания. Отличительная особенность заявленного изобретения заключается в том, что неонатальная кроватка дополнительно содержит блок температурной корреляции, третий датчик температуры, расположенный вне прозрачной капсулы, цифровой индикатор температурной уставки, цифровой индикатор рабочей температуры и цифровой компаратор, при этом, первый, второй, третий и четвертый входы блока температурной корреляции соответственно соединены с выходами второго и третьего датчиков температуры, с первым и вторым выходами задатчика температурной уставки; блок температурной корреляции первым выходом связан с входом цифрового индикатора рабочей температуры и первым входом цифрового компаратора, вторым и третьим выходами связан соответственно с вторым входом цифрового компаратора и входом цифрового индикатора температурной уставки; выход магистральнойThus, the claimed neonatal bed contains a temperature setpoint switch, a power switch, an emergency switch, a power supply unit, an uninterruptible power supply unit, a transparent capsule, with a heating module in it, consisting of a metal base, a soft bed, a flat heater connected to the power output key, the first and second temperature sensors, and the output of the first temperature sensor is connected to the first control input of the emergency switch, the output of which is connected to the control input the power key, the power input of which is connected to the output of the power supply unit, and the output of the uninterruptible power supply unit is connected to the input of the power supply unit. A distinctive feature of the claimed invention is that the neonatal bed further comprises a temperature correlation unit, a third temperature sensor located outside the transparent capsule, a digital temperature setting indicator, a digital operating temperature indicator and a digital comparator, while the first, second, third and fourth inputs the temperature correlation unit respectively connected to the outputs of the second and third temperature sensors, with the first and second outputs of the setpoint temperature settings ; a temperature correlation unit with a first output connected to an input of a digital operating temperature indicator and a first input of a digital comparator, second and third outputs connected to a second input of a digital comparator and an input of a digital temperature setting indicator; trunk output
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) шины блока температурной корреляции связан с блоком бесперебойного питания и с силовым источником питания; выход цифрового компаратора связан со вторым входом аварийного выключателя, кроме того, плоский нагреватель и два датчика температуры нагревательного модуля выполнены в виде гибкой печатной платы, установленной под металлическим основанием, на котором расположено мягкое ложе в виде гелевого матраса, гибкая печатная плата содержит три изолированные токапроводящие цепи, причем первая цепь является плоским нагревателем, а вторая и третья цепи являются соответственно первым и вторым датчиками температуры.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) tires of the temperature correlation unit are connected to an uninterruptible power supply unit and to a power supply unit; the output of the digital comparator is connected to the second input of the emergency switch, in addition, the flat heater and two temperature sensors of the heating module are made in the form of a flexible printed circuit board installed under a metal base on which a soft bed in the form of a gel mattress is located, a flexible printed circuit board contains three insulated conductive circuit, and the first circuit is a flat heater, and the second and third circuits are respectively the first and second temperature sensors.
Кроме того, блок температурной корреляции включает в себя элементы: аналоговый мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, схему селекции каналов, регистр рабочей температуры, регистр температуры окружающей среды, регистр эталонной температуры, регистр тепловой константы, счетчик температурной уставки, узел фиксации температурной разности, узел вычисления температурной поправки, модуль коррекции температурной уставки, а также магистральную шину и ЭВМ в штатной конфигурации, которая посредством магистральной шины, соединена с вышеуказанными элементами, причем первый и второй входы аналогового мультиплексора являются соответственно первым и вторым входами блока температурной корреляции, выход аналогового мультиплексора соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом схемы селекции каналов, выходная шина которой соединена с информационными входами регистра рабочей температуры и регистра температуры окружающей среды, выходная шина регистра рабочей температуры образует первый выход блока температурной корреляции, выход регистра окружающей среды соединен с первым входом сложения узла фиксации температурной разности, второй вход вычитания которой соединен с выходом регистра эталонной температуры, первый и второй выходы узла фиксации температурной разности соединены соответственно с первым и вторым входами узла вычисления температурнойIn addition, the temperature correlation unit includes the following elements: an analog multiplexer, an analog-to-digital converter, a channel selection circuit, an operating temperature register, an ambient temperature register, a reference temperature register, a thermal constant register, a temperature set point counter, a temperature difference fixation unit, a node calculation of the temperature correction, the temperature setting correction module, as well as the bus and computer in the standard configuration, which is connected to the above elements, the first and second inputs of the analog multiplexer are respectively the first and second inputs of the temperature correlation unit, the output of the analog multiplexer is connected to the analog input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the information input of the channel selection circuit, the output bus of which is connected to the information inputs of the register operating temperature and ambient temperature register, the output bus of the operating temperature register forms the first output of the unit eraturnoy correlation environment register output connected to a first input of summation node fixation temperature difference, subtracting the second input coupled to an output register reference temperature, the first and second outputs of the temperature difference fixing node are connected respectively to first and second inputs of the temperature calculating unit
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) поправки, третий вход которого соединен с выходом регистра тепловой константы, выход узла вычисления температурной поправки соединен с первым входом модуля коррекции температурной уставки, второй вход которого соединен с выходом счетчика температурной уставки, первый и второй входы которого образуют соответственно третий и четвертый входы блока температурной корреляции, выход модуля коррекции температурной уставки образует второй выход блока температурной корреляции, выход счетчика температурной уставки образует третий выход блока температурной корреляции.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) correction, the third input of which is connected to the output of the thermal constant register, the output of the temperature correction calculation unit is connected to the first input of the temperature setting correction module, the second input of which is connected to the output of the temperature setting counter, the first and second inputs of which form the third and fourth inputs of the temperature correlation block, respectively , the output of the temperature setpoint correction module forms the second output of the temperature correlation block, the output of the temperature setpoint counter forms the third output of the block and temperature correlation.
Источники информации.Information sources.
1. Согревающая кроватка "Амитерм" фирмы AMEDA switzеrlапd. Проспект фирмы. 1990г.1. Amiterm heating bed from AMEDA switzеrlapd. Prospectus of the company. 1990
2. Термокроватка неонатальная ДЕТКА- 12-01 Руководство по эксплуатации, (прототип) 1996г.2. Neonatal thermal bed DETKA-12-01 Operation manual, (prototype) 1996
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

Формула изобретения Claim
1. Неонатальная кроватка, содержащая задатчик температурной уставки, силовой ключ, аварийный выключатель, блок силового питания, блок бесперебойного питания, прозрачную капсулу, с находящимся в ней нагревательным модулем, состоящим из металлического основания, мягкого ложа, плоского нагревателя, соединенного с выходом силового ключа, первого и второго датчиков температуры, причем выход первого датчика температуры соединен с первым управляющим входом аварийного выключателя, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, силовой вход которого соединен с выходом блока силового питания, а выход блока бесперебойного питания соединен с входом блока силового питания, отличающаяся тем, что кроватка дополнительно содержит блок температурной корреляции, третий датчик температуры, расположенный вне прозрачной капсулы, цифровой индикатор температурной уставки, цифровой индикатор рабочей температуры и цифровой компаратор, при этом, первый, второй, третий и четвертый входы блока температурной корреляции соответственно соединены с выходами второго и третьего датчиков температуры, с первым и вторым выходами задатчика температурной уставки; блок температурной корреляции первым выходом связан с входом цифрового индикатора рабочей температуры и первым входом цифрового компаратора, вторым и третьим выходами связан соответственно с вторым входом цифрового компаратора и входом цифрового индикатора температурной уставки; выход магистральной шины блока температурной корреляции связан с блоком бесперебойного питания и с силовым источником питания; выход цифрового компаратора связан со вторым входом аварийного выключателя, кроме того, плоский нагреватель, два датчика температуры нагревательного модуля выполнены в виде гибкой печатной платы, установленной под металлическим основанием, на котором расположено мягкое ложе в виде гелевого матраса, гибкая печатная1. A neonatal bed containing a temperature setpoint adjuster, a power switch, an emergency switch, a power supply unit, an uninterruptible power supply unit, a transparent capsule, with a heating module inside it, consisting of a metal base, a soft bed, a flat heater connected to the power key output , the first and second temperature sensors, and the output of the first temperature sensor is connected to the first control input of the emergency switch, the output of which is connected to the control input of the power switch, the silt input of which is connected to the output of the power supply unit, and the output of the uninterruptible power supply unit is connected to the input of the power supply unit, characterized in that the bed further comprises a temperature correlation unit, a third temperature sensor located outside the transparent capsule, a digital temperature setting indicator, a digital operating indicator temperature and a digital comparator, while the first, second, third and fourth inputs of the temperature correlation block are respectively connected to the outputs of the second and third sensors temperature peaks, with the first and second outputs of the temperature setpoint setter; a temperature correlation unit with a first output connected to an input of a digital operating temperature indicator and a first input of a digital comparator, second and third outputs connected to a second input of a digital comparator and an input of a digital temperature setting indicator; the output of the trunk bus of the temperature correlation unit is connected to the uninterruptible power supply unit and to the power supply unit; the output of the digital comparator is connected to the second input of the emergency switch, in addition, a flat heater, two temperature sensors of the heating module are made in the form of a flexible printed circuit board installed under a metal base, on which is located a soft bed in the form of a gel mattress, a flexible printed circuit
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) плата содержит три изолированные токопроводящие цепи, причем первая цепь является плоским нагревателем, а вторая и третья цепи являются соответственно первым и вторым датчиками температуры. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the board contains three insulated conductive circuits, the first circuit being a flat heater, and the second and third circuits being the first and second temperature sensors, respectively.
2. Устройство по п.l, отличающееся тем, что блок температурной корреляции включает в себя: аналоговый мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, схему селекции каналов, регистр рабочей температуры, регистр температуры окружающей среды, регистр эталонной температуры, регистр тепловой константы, счетчик температурной уставки, узел фиксации температурной разности, узел вычисления температурной поправки, модуль коррекции температурной уставки, а также магистральную шину и ЭВМ, которая посредством магистральной шины соединена с вышеуказанными элементами, причем первый и второй входы аналогового мультиплексора являются соответственно первым и вторым входами блока температурной корреляции, выход аналогового мультиплексора соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом схемы селекции каналов, выходная шина которой соединена с информационными входами регистра рабочей температуры и регистра температуры окружающей среды, выходная шина регистра рабочей температуры образует первый выход блока температурной корреляции, выход регистра окружающей среды соединен с первым входом сложения узла фиксации температурной разности, второй вход вычитания которой соединен с выходом регистра эталонной температуры, первый и второй выходы узла фиксации температурной разности соединены соответственно с первым и вторым входами узла вычисления температурной поправки, третий вход которого соединен с выходом регистра тепловой константы, выход узла вычисления температурной поправки соединен с первым входом модуля коррекции температурной уставки, второй вход которого соединен с выходом счетчика температурной уставки, первый и второй входы которого образуют соответственно третий и четвертый входы блока температурной2. The device according to claim 1, characterized in that the temperature correlation unit includes: an analog multiplexer, an analog-to-digital converter, a channel selection circuit, an operating temperature register, an ambient temperature register, a reference temperature register, a thermal constant register, a temperature counter the settings, the node for fixing the temperature difference, the node for calculating the temperature correction, the module for the correction of the temperature setting, as well as the main bus and computer, which is connected via the main bus to the above as shown, the first and second inputs of the analog multiplexer are respectively the first and second inputs of the temperature correlation unit, the output of the analog multiplexer is connected to the analog input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the information input of the channel selection circuit, the output bus of which is connected to the information inputs of the register operating temperature and ambient temperature register, the output bus of the operating temperature register forms the first output of the temperature unit correlation, the output of the environmental register is connected to the first input of the addition of the temperature difference fixation unit, the second subtraction input of which is connected to the output of the reference temperature register, the first and second outputs of the temperature difference fixation unit are connected respectively to the first and second inputs of the temperature correction calculation unit, the third input which is connected to the output of the thermal constant register, the output of the temperature correction calculation unit is connected to the first input of the temperature setting correction module, W The second input of which is connected to the output of the temperature setting counter, the first and second inputs of which form the third and fourth inputs of the temperature block, respectively
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) корреляции, выход модуля коррекции температурной уставки образует второй выход блока температурной корреляции, выход счетчика температурной уставки образует третий выход блока температурной корреляции.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) correlation, the output of the temperature setting correction module forms the second output of the temperature correlation unit, the output of the temperature setting counter forms the third output of the temperature correlation unit.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2008/000733 2007-11-26 2008-12-01 Neonatal bed WO2009070057A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143740/14A RU2365362C1 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Neonatal bed
RU2007143740 2007-11-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2009070057A2 WO2009070057A2 (en) 2009-06-04
WO2009070057A3 WO2009070057A3 (en) 2009-07-23
WO2009070057A9 true WO2009070057A9 (en) 2009-09-03

Family

ID=40679185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000733 WO2009070057A2 (en) 2007-11-26 2008-12-01 Neonatal bed

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2365362C1 (en)
WO (1) WO2009070057A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUP1200194A2 (en) * 2012-03-30 2013-10-28 Medicor Elektronika Zrt Method for surveillance and control of an infant incubator

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2489901A (en) * 2000-03-08 2001-09-13 Fisher & Paykel Healthcare Limited Radiant warmer
WO2002062282A1 (en) * 2001-02-06 2002-08-15 Hill-Rom Services, Inc. Infant incubator with non-contact sensing and monitoring
US7966678B2 (en) * 2005-12-07 2011-06-28 General Electric Company Infant care bed with evaluation capabilities
RU2332197C2 (en) * 2006-03-29 2008-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский Государственный Технический Университет (ДГТУ) Neonatal rehabilitation complex

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009070057A2 (en) 2009-06-04
RU2007143740A (en) 2009-06-10
RU2365362C1 (en) 2009-08-27
WO2009070057A3 (en) 2009-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108201493B (en) Microenvironment module architecture for infant care apparatus
US9655801B2 (en) Warming therapy patient care units with automated cooling modes
US5385529A (en) Method for controlling the temperature of an incubator
Hitu Bansal et al. Controlling of temperature and humidity for an infant incubator using microcontroller
US20060139165A1 (en) System and method for registering the temperature of a person
RU2365362C1 (en) Neonatal bed
Inam et al. Android based Internet accessible infant incubator
US20110234411A1 (en) Occupant Support System and Associated Method of Operation
WO2018121243A1 (en) Intelligent quilt and bed sheet system
Nisha et al. Low cost neonatal incubator with smart control system
CN206729557U (en) A kind of freely adjustable wardrobe
Saidu et al. Temperature monitoring and logging system suitable for use in hospitals, incorporating GSM text messaging
CN211409799U (en) Multifunctional neonate warm-keeping table
Rao et al. Low power remote neonatal temperature monitoring device
Marafa Fault Tolerance and Real Time Monitoring Infant Incubator Model
CN209372254U (en) Infant incubator temperature alarming controller
Gurbeta et al. Inspection and Testing of Pediatric and Neonate Incubators
CN210542923U (en) Clinical radiotherapy auxiliary device of tumour
Zahran et al. Design and implementation of a digital control unit for an oxygenaire servo baby incubator
CN209253398U (en) A kind of nursing children's pacifying device
CN108553244B (en) Neonate's volume recorder that comes in and goes out
CN112790552A (en) Crib capable of measuring weight and arranged in baby visiting bag and using method
WO2013144665A1 (en) Process for supervising and controlling the operation of infant incubators
JPS63148586A (en) Heating appliance
JPS60187831A (en) Electronic clinical thermometer

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08855026

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct app. not ent. europ. phase

Ref document number: 08855026

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2