[發(fā)明專利]通過1wire溫度傳感器提高回路加熱控制精度和可靠性的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710306310.6
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101468220A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊洪剛;程飛;王威
• 申請（專利權(quán)）人: 北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: A61M16/01
• 分類號: A61M16/01;G05D23/19;G05D23/24
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 吳貴明;崔茹華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高麻醉機(jī)回路加熱控制的精度和可靠性的 方法，可應(yīng)用于醫(yī)療診斷中相關(guān)設(shè)備的加熱控制，尤其是麻醉機(jī)和 呼吸機(jī)中對回路加熱部分的溫度監(jiān)測和控制。

背景技術(shù)

目前，麻醉機(jī)回路加熱通常采用的技術(shù)方案是開環(huán)控制或模擬 信號閉環(huán)控制，通常是通過采用具有一定正溫度系數(shù)的加熱元件， 如PTC進(jìn)行加熱，隨著溫度的升高加熱功率自動(dòng)降低，從而達(dá)到一 定的加熱溫度。這種技術(shù)方案的缺點(diǎn)是控制精度低，可靠性差。這 種加熱元件的溫度精度不高，通常只能達(dá)到±5℃。模擬信號閉環(huán) 控制通常是采用溫度敏感元件，如熱敏電阻進(jìn)行溫度監(jiān)測和控制， 這種方案精度較高，但缺點(diǎn)是電路的抗干擾能力差，對信號連接質(zhì) 量的要求高，需要考慮線路補(bǔ)償，控制電路本身也容易受到溫度的 影響，可靠性差，傳感器的故障不易判斷，容易導(dǎo)致過熱。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高傳統(tǒng)控制方案的精度和可靠性，本發(fā)明一方面提供了 提高麻醉機(jī)回路加熱控制的精度和可靠性的方法，該方法不僅能夠 提高麻醉機(jī)回路溫度控制的精度和可靠性，還降低了系統(tǒng)對接口的 要求，便于產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離加熱控制。本發(fā)明另一方面提供了一種 麻醉機(jī)回路加熱控制系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，在加熱控制目標(biāo)位置，即麻醉機(jī)回路內(nèi)嵌入 1wire溫度傳感器，配合加熱元件實(shí)現(xiàn)溫度的測量和控制。采用1wire 溫度傳感器，只需要連接溫度信號線、加熱電源輸出線、地線(加 熱電源地線可以兼用作傳感器信號地)即可。控制單元采用微控制 器，通過程序依據(jù)1wire的傳輸協(xié)議進(jìn)行傳感器的校驗(yàn)和有效性的 識別及完成溫度的檢測功能，微控制器按照一定算法如PID、邊界 限制等，可以通過控制加熱輸出時(shí)間的占空比控制平均加熱功率實(shí) 現(xiàn)溫度控制。

根據(jù)采用控制器的類型，本方案還可以通過控制器I/O、通訊 接口，實(shí)現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)的輸入輸出、狀態(tài)指示功能、報(bào)警、故障保護(hù) 功能。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明的提高麻醉機(jī)回路加熱控制的精 度和可靠性的方法，包括：在麻醉機(jī)回路中內(nèi)嵌入1wire溫度傳感 器、并將1wire溫度傳感器的信號傳送到控制單元的步驟；以及控 制單元處理1wire溫度傳感器的信號、以控制加熱元件操作的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的麻醉機(jī)回路加熱控制系統(tǒng)包 括：控制單元，與控制開關(guān)電連接；加熱元件，為麻醉機(jī)回路加熱， 其通過控制開關(guān)與電源電連接；1wire溫度傳感器，嵌入回路中， 并通過溫度信號線連接至控制單元，其中，控制單元接收1wire溫 度傳感器的信號，通過控制加熱輸出時(shí)間的占空比控制平均加熱功 率。

使用1Wire溫度傳感器具有較高精度，克服了模擬信號傳送誤 差，便于傳感器嵌入和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離溫度檢測和控制，傳感器的數(shù)字 信號形式和接口協(xié)議具有較好的抗干擾和失效識別功能，降低了對 接口連接質(zhì)量的要求，提高了可靠性。

應(yīng)該指出，以上說明和以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對所 要求的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的 目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面將參照附圖，對本發(fā)明的其它的目的、特 征和效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本說明書的一部分、用于進(jìn)一步理解本發(fā)明的附圖示出了 優(yōu)選實(shí)施例并與說明一起用來說明本發(fā)明的原理。

圖1為根據(jù)本發(fā)明方案的方框圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。

在圖中實(shí)施本發(fā)明所應(yīng)用的設(shè)備有：選用1wire系列中的 DS18B20作為溫度傳感器1，并選取回路中的典型探測點(diǎn)作為溫度 傳感器1的溫度測量點(diǎn)；電熱元件2可以采用加熱棒、加熱絲或PTC 等元件，加熱功率根據(jù)回路3的大小和散熱情況選取，以保證加熱 功率可以滿足在需要的預(yù)熱時(shí)間里達(dá)到預(yù)定溫度；控制單元6可以 采用AT89C51、PIC16F84或其他控制器；控制開關(guān)7可以采用 MOSFET或繼電器；指示和報(bào)警10可以利用控制器的輸出引腳驅(qū) 動(dòng)LED和蜂鳴器實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)接口11可以利用控制器的串行接口實(shí) 現(xiàn)。在主機(jī)A和回路B之間的連接線非常簡單，只需要連接加熱輸 出3、信號4和地5即可，由于采用數(shù)字信號，信號和加熱可以共 用地線。