[發(fā)明專利]比例閥控制方法及其電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010103092.8
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101785896A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙天鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市普博科技有限公司
• 主分類號: A61M16/20
• 分類號: A61M16/20;A61M16/01;G05D7/06
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 44248
• 代理人: 胡吉科

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械的控制，尤其涉及一種比例閥控制方法及其電 路。

【背景技術(shù)】

目前，醫(yī)療電子產(chǎn)品例如呼吸機和麻醉機，是重病患者的重要搶救工 具，在臨床應(yīng)用越來越普遍，如何提高通氣的可靠性和安全性，對臨床具 有重要意義。呼吸機與麻醉機主要由氣路結(jié)構(gòu)和電氣控制兩大部分組成， 氣路結(jié)構(gòu)提供病人呼吸氣流回路，電氣控制部分提供閥、傳感器等器部件 的驅(qū)動，以及對參量監(jiān)測的傳感器信號的提取處理，從而實現(xiàn)對氣流量的 調(diào)節(jié)和監(jiān)控，以達到給病人提供適度氣流量的目的。

目前大多數(shù)機器采用比例閥，實現(xiàn)對氣流量的調(diào)節(jié)，這種方法控制流 量的原理裝置如圖6所示，該裝置包括處理與轉(zhuǎn)換電路110、參考電壓調(diào) 節(jié)電路120、驅(qū)動電路130、閥接口電路140與驅(qū)動電流檢測電路150。處 理與轉(zhuǎn)換電路110輸出預(yù)設(shè)電壓，該電壓經(jīng)過參考電壓調(diào)節(jié)電路120處理 成一參考電壓，該參考電壓的大小決定了流經(jīng)閥接口電路140中比例閥V1 的電流大小，流經(jīng)比例閥V1的電流大小決定了閥開度，進而控制流經(jīng)閥 的氣流量，實現(xiàn)對流量的控制。而閥接口電路140中二極管D1泄放感性 負載閥的電流，起續(xù)流保護作用。驅(qū)動電流檢測電路150，檢測閥的驅(qū)動 電流的大小，將閥的驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換成電壓，送給ADC采集并分析處理， 進而判斷閥的工作狀態(tài)，給出參考處理，例如報警等。

該電路僅實現(xiàn)流量的動態(tài)調(diào)節(jié)，缺乏異常保護措施。比如：如果驅(qū)動 電路130包含的運放U1B的負電源(-VCC)由于某種原因斷掉，分析電 路易知，驅(qū)動管Q1的柵極(連接電阻R5的一端)始終處于高電平，驅(qū)動 管Q1一直處于導(dǎo)通狀態(tài)(試驗表明也是如此)，閥V1相應(yīng)處于供電打開 狀態(tài)。此時，處理器輸出的參考電壓起不到控制作用，氣流量處于失控狀 態(tài)，如果該閥V1控制給病人通氣，則氣流會遠遠不斷流入病人肺部，將 會損傷病人。因而從通氣安全角度考慮，該電路方案未起到安全防護作用。

現(xiàn)有技術(shù)需要改進和提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效提高安全性的比例閥控制 方法以及基于該方法的電路。

本發(fā)明提供一種比例閥控制方法，對閥接口電路中的比例閥V1的通 氣流量進行控制，處理器發(fā)出預(yù)設(shè)的數(shù)字量電壓，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將所述數(shù) 字量電壓轉(zhuǎn)換成模擬量電壓，參考電壓調(diào)節(jié)電路將所述模擬量電壓調(diào)節(jié)為 參考電壓，其特征在于，還包括：驅(qū)動電路根據(jù)參考電壓控制比例閥V1 的開度；電流檢測電路檢測比例閥V1的工作狀態(tài)是否正常；若比例閥的 工作狀態(tài)正常，則輸出檢測結(jié)果至處理器，并由處理器控制比例閥V1的 通氣流量；若比例閥的工作狀態(tài)出現(xiàn)異常，則保護電路強行截斷驅(qū)動電路， 比例閥V1截斷氣道回路。

作為本發(fā)明的進一步改進，還包括以下步驟：在驅(qū)動電路中增加去尖 峰電容；當驅(qū)動電路中產(chǎn)生尖峰電流時，所述去尖峰電容消除所述尖峰電 流，保護驅(qū)動管Q1。

作為本發(fā)明的進一步改進，若所述比例閥V1的工作狀態(tài)正常，則輸 出檢測結(jié)果至處理器，并由處理器控制比例閥V1的通氣流量這一步驟還 包括以下步驟：所述比例閥V1控制氣道管路的流量大小；流量傳感器檢 測病人氣道回路氣流量，將檢測結(jié)果送給處理器；所述處理器根據(jù)所述病 人氣道回路流量發(fā)出預(yù)設(shè)的數(shù)字量電壓，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與參考電壓 調(diào)節(jié)電路將所述數(shù)字量電壓轉(zhuǎn)換為參考電壓；所述驅(qū)動電路再次根據(jù)所述 參考電壓調(diào)節(jié)比例閥V1的開度。

本發(fā)明還提供一種比例閥控制電路，對閥接口電路中的比例閥V1的 通氣流量進行控制，包括處理與轉(zhuǎn)換電路與參考電壓調(diào)節(jié)電路，該處理與 轉(zhuǎn)換電路發(fā)出的數(shù)字量電壓并將其轉(zhuǎn)換為模擬量電壓，該模擬量電壓發(fā)送 至參考電壓調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)為參考電壓，還包括：驅(qū)動電路，連接于所述 參考電壓調(diào)節(jié)電路，根據(jù)所述參考電壓提供參考驅(qū)動電流；保護電路，連 接于所述驅(qū)動電路，用于當比例閥V1的工作狀態(tài)出現(xiàn)異常，強行截斷所 述驅(qū)動電路；電流檢測電路，連接于所述驅(qū)動電路，將所述驅(qū)動電流轉(zhuǎn)化 為電壓進行采集，并對所述驅(qū)動電流進行檢測，輸出電流檢測結(jié)果至所述 處理器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較的有益效果是：

(1)本發(fā)明采用保護電路在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能及時截斷比例閥， 提高了設(shè)備的安全性；

(2)本發(fā)明通過保護電路實現(xiàn)對流量的動態(tài)調(diào)節(jié)，有效控制通氣流 量；