[發(fā)明專利]醫(yī)用模擬機運動參數(shù)采集處理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710048619.X
• 申請日: 2007-03-14
• 公開（公告）號: CN101067745A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明珠;謝濤;王紅兵;方箴偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G05B19/048;A61N5/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉世權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，具體涉及一種醫(yī)用設(shè)備的高精度位移和角度參數(shù)轉(zhuǎn)換與采集處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為保證放射治療的效果與安全，在放射治療中，必須采集為放射治療提供的治療參數(shù)。目前國內(nèi)外的醫(yī)用設(shè)備高精度運動參數(shù)采集處理系統(tǒng)主要有以下兩種類型：

1.光電編碼器運動參數(shù)采集處理系統(tǒng)

光電編碼器參數(shù)采集處理系統(tǒng)是對位移與角度運動參數(shù)進行光電數(shù)字轉(zhuǎn)換與采集處理的系統(tǒng)，由光電編碼器與采集處理系統(tǒng)構(gòu)成。其中光電編碼器包括絕對型和增量型兩種，它們具有精度高、抗干擾性能強、轉(zhuǎn)換速度快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但絕對型光電編碼器具有成本太高的缺點、增量型光電編碼器具有斷電后不能保存記錄歷史位置等缺點。

2.參數(shù)A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換運動采集處理系統(tǒng)

參數(shù)A/D轉(zhuǎn)換運動采集處理系統(tǒng)由高精度電位器、高精度V/F(壓/頻)轉(zhuǎn)換單元和可編程邏輯控制器構(gòu)成。通過高精度電位器實現(xiàn)位移或角度的采集并實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換輸出，把易受干擾的模擬信號轉(zhuǎn)化成抗干擾較強的二進制數(shù)字信號，最終實現(xiàn)數(shù)字信號的傳輸與運算處理。它主要包括兩種方式：并行輸出A/D轉(zhuǎn)換；串行輸出A/D轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)具有精度高、轉(zhuǎn)換速度快、實現(xiàn)簡單等優(yōu)點，但成本隨系統(tǒng)分辨率成指數(shù)上升是其一大缺點。

上述1、2兩項參數(shù)采集處理系統(tǒng)存在很多優(yōu)點，但對于醫(yī)用模擬機來說具有成本高、系統(tǒng)復(fù)雜等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種參數(shù)采集精度高、穩(wěn)定性好和成本低的醫(yī)用模擬機運動參數(shù)采集處理系統(tǒng)。

本發(fā)明由傳感器、V/F轉(zhuǎn)換單元、可編程邏輯控制器構(gòu)成。其特點是：

所述的傳感器通過三芯電纜與V/F轉(zhuǎn)換單元連接，V/F轉(zhuǎn)換單元與可編程邏輯控制器用頻率信號線和編碼信號線連接。

所述系統(tǒng)的傳感器具有多個，采用多個傳感器共用一個V/F轉(zhuǎn)換單元和一個可編程邏輯控制器。

傳感器實現(xiàn)位移與角度到電平信號的轉(zhuǎn)換；V/F轉(zhuǎn)換單元實現(xiàn)模擬參數(shù)信號的數(shù)字化；可編程邏輯控制器實現(xiàn)參數(shù)的運算處理及控制等功能。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：1.通過V/F轉(zhuǎn)換單元把參數(shù)模擬信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字化頻率信號，并通過高速計數(shù)方式實現(xiàn)參數(shù)的數(shù)字化傳輸采集處理；2.采用V/F轉(zhuǎn)換單元替代絕對型光電編碼器和A/D轉(zhuǎn)換單元，成本低；3.具有參數(shù)自校正系統(tǒng)，可實現(xiàn)參數(shù)的隨時維護，保證參數(shù)的穩(wěn)定可靠；4.參數(shù)的分辨率大小可編程，從而可實現(xiàn)分辨率與采集速度的優(yōu)化組合；5.線路連接簡單、擴展容易，采集的參數(shù)精度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

圖中：1.傳感器??2.V/F轉(zhuǎn)換單元??3.可編程邏輯控制器

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

如圖1所示，本發(fā)明的系統(tǒng)由傳感器1、V/F轉(zhuǎn)換單元2和可編程邏輯控制器3組成。傳感器1通過一根三芯電纜與V/F轉(zhuǎn)換單元2連接，V/F轉(zhuǎn)換單元2與可編程邏輯控制器3用一根頻率信號線和4根編碼信號線連接。傳感器1實現(xiàn)位移與角度到電平信號的轉(zhuǎn)換；V/F轉(zhuǎn)換單元2實現(xiàn)模擬參數(shù)信號的數(shù)字化；可編程邏輯控制器3實現(xiàn)參數(shù)的運算處理及控制等功能。

本系統(tǒng)的傳感器具有多個，采用多個傳感器共用一個V/F轉(zhuǎn)換單元和一個可編程邏輯控制器的高速輸入口，當(dāng)某一路參數(shù)對應(yīng)的運動啟動時，通過可編程邏輯控制器進行控制，選通該路參數(shù)對應(yīng)的傳感器的取樣電壓信號線，從而實現(xiàn)多對一的取樣電壓采集功能。每路參數(shù)對應(yīng)一個傳感器，一個傳感器與V/F轉(zhuǎn)換單元之間有三根電線相連，其中兩根為傳感器的電源線，一根為傳感器的取樣電壓信號線；V/F轉(zhuǎn)換單元與可編程邏輯控制器之間只有一根單芯屏蔽線相連接(輸出頻率信號)和4個編碼選通信號(實現(xiàn)16路參數(shù)選通控制)。

使用時，將本系統(tǒng)安裝在放射治療模擬機上，當(dāng)控制某一部件運動過程中，運動部件帶動對應(yīng)的傳感器運動，傳感器把位移轉(zhuǎn)化為電壓變化，同時可編程邏輯控制器送出參數(shù)選通信號選通該路傳感器輸出的電壓信號并經(jīng)過V/F轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化后輸入到可編程邏輯控制器采集處理，從而實現(xiàn)該路參數(shù)的采集。

根據(jù)實際參數(shù)分辨率、采集速度等性能要求以及成本等因素，確定出參數(shù)采集處理系統(tǒng)V/F轉(zhuǎn)換關(guān)系以及間隔定時中斷時間周期等各項性能指標(biāo)，然后通過系統(tǒng)配置與編程以及擴展相應(yīng)的參數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊，通過PLC軟件實現(xiàn)參數(shù)的采集處理。

參數(shù)采集處理包括：

1.參數(shù)定時中斷采集(把位移與角度量化為計數(shù)值)；

2.通過公式Y(jié)＝K*X+B進行參數(shù)運算(其中K、B為運算常量，X為計數(shù)值)