本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種醫(yī)療設(shè)備氣壓雙重保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，以及人口結(jié)構(gòu)的變化，醫(yī)療康復(fù)逐漸得到世人的關(guān)注與重視。而醫(yī)療器械便是醫(yī)療康復(fù)中非常重要的一部分，在現(xiàn)今很多醫(yī)療、康復(fù)等活動(dòng)中都離不開醫(yī)療器械。在醫(yī)療器械中，很多設(shè)備都有使用氣壓控制，為了保障設(shè)備的安全使用，基本所有的設(shè)備都有一定的氣路保護(hù)措施。

目前，現(xiàn)有的氣壓保護(hù)措施一般是控制器通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力傳感器信號(hào)，當(dāng)氣路異常時(shí)，壓力傳感器采集到的信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)做出響應(yīng)處理，從而讓氣路停止工作。這種通過(guò)氣壓傳感器檢測(cè)響應(yīng)的系統(tǒng)，雖然很快，但是在醫(yī)療這種爭(zhēng)分奪秒的事件中，當(dāng)氣路出現(xiàn)異常之后，系統(tǒng)才檢測(cè)到信號(hào)，再發(fā)出警報(bào)或者關(guān)閉氣體輸送，這極有可能已經(jīng)對(duì)患者造成了傷害。而且，單一的氣路保護(hù)的可靠性不足，一旦壓力傳感器不能正常工作，或者程序異常時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)失去對(duì)氣路環(huán)路的監(jiān)測(cè)及控制功能，此時(shí)壓力大小便不可控制，對(duì)患者極有可能造成意外的傷害。

因此，設(shè)計(jì)一種可以提高氣壓異常處理的速度，并且具有雙重氣壓保護(hù)的系統(tǒng)具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有的醫(yī)療設(shè)備的氣控反應(yīng)遲緩、可靠性不足等缺陷，提供一種醫(yī)療設(shè)備氣壓雙重保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有氣壓雙重保護(hù)功能，而且第一重保護(hù)的反應(yīng)速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)的氣壓保護(hù)措施。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種醫(yī)療設(shè)備氣壓雙重保護(hù)系統(tǒng)，包括單片機(jī)、氣壓控制電路、電路檢測(cè)單元、氣壓控制開關(guān)、氣壓控制裝置、氣壓輸出裝置、壓力傳感器、壓力采集電路，其中單片機(jī)產(chǎn)生氣壓控制電路的信號(hào)源Ui并傳輸至氣壓控制電路，氣壓控制電路輸出一個(gè)電壓控制源，所述電壓控制源分為兩路：一路經(jīng)過(guò)氣壓控制開關(guān)到氣壓控制裝置，作為氣壓控制裝置的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)氣壓大小的控制；另一路連到電路檢測(cè)單元，當(dāng)氣壓控制電路異常時(shí)，電路檢測(cè)單元輸出一個(gè)觸發(fā)控制信號(hào)，觸發(fā)氣壓控制開關(guān)，氣壓控制開關(guān)斷開電壓控制源，從而切斷氣壓控制裝置，實(shí)現(xiàn)氣壓保護(hù)功能；氣壓控制裝置用于控制氣壓輸出裝置是否工作；單片機(jī)通過(guò)壓力傳感器、壓力采集電路來(lái)判定氣壓輸出裝置的壓力是否正常，判定異常時(shí)，輸出保護(hù)信號(hào)至氣壓控制開關(guān)，控制氣壓控制開關(guān)斷開，從而切斷氣壓控制裝置。

所述氣壓控制電路包括放大電路、積分電路、差分電路、PNP型管Q1、電容C6，信號(hào)源Ui通過(guò)放大電路放大后到達(dá)積分電路，積分后傳輸?shù)絇NP型管 Q1，經(jīng)過(guò)PNP型管Q1放大后再通過(guò)差分電路連接積分電路的一個(gè)同相輸入端，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)，電容C6的一端接地，另一端分別與差分電路、PNP型管Q1連接且輸出電壓控制源。

所述氣壓控制電路還包括穩(wěn)壓二極管D1、電阻R3、電阻R4、電阻R6、電容C1、電容C3；

所述放大電路包括電阻R1、電阻R2、集成運(yùn)放U1B，其中電阻R1的一端與集成運(yùn)放U1B的反相輸入端連接，另一端與集成運(yùn)放U1B的輸出端共同連接至積分電路；電阻R2的一端與集成運(yùn)放U1B的反相輸入端連接，另一端輸入信號(hào)源Ui；集成運(yùn)放U1B的同相輸入端接地；

所述積分電路包括電阻R5、電容C2、集成運(yùn)放U2B，其中電阻R5的一端與集成運(yùn)放U1B的輸出端連接，另一端與集成運(yùn)放U2B的反相輸入端連接；電容 C2的一端與集成運(yùn)放U2B的反相輸入端連接，另一端與集成運(yùn)放U2B的輸出端共同連接至穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管D1的正極經(jīng)過(guò)電阻R6后與PNP 型管Q1的基極連接；電阻R3的一端與穩(wěn)壓二極管D1的正極連接，另一端與PNP 型管Q1的發(fā)射極連接；電阻R4的一端與PNP型管Q1的基極連接，另一端與PNP 型管Q1的發(fā)射極連接；電容C1、電容C3的一端分別與PNP型管Q1的發(fā)射極連接，另一端分別接地；

所述差分電路包括電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R13、集成運(yùn)放U3B，其中集成運(yùn)放U3B的輸出端與集成運(yùn)放U2B的同相輸入端連接，電阻 R13的一端與集成運(yùn)放U3B的反相輸入端連接，另一端與集成運(yùn)放U2B的同相輸入端連接；電阻R8的一端與集成運(yùn)放U3B的同相輸入端連接，另一端接地；電阻R7的一端與集成運(yùn)放U3B的同相輸入端連接，另一端與PNP型管Q1的集電極連接；電阻R9的一端與PNP型管Q1的集電極連接，另一端與電容C6連接。

所述電路檢測(cè)單元包括電阻R11、電阻R12、集成運(yùn)放U4B，其中電阻R11 的一端與氣壓控制電路相連，輸入電壓控制源，另一端集成運(yùn)放U4B的同相輸入端連接；電阻R12的一端與氣壓控制電路相連，另一端接地；集成運(yùn)放U4B 的反相輸入端與集成運(yùn)放U4B的輸出端連接，集成運(yùn)放U4B的輸出端與氣壓控制開關(guān)連接。

所述氣壓控制開關(guān)包括電阻R18、NPN型管Q2、穩(wěn)壓二極管D2、繼電器，其中電阻R18的一端與電路檢測(cè)單元連接，另一端與NPN型管Q2的基極連接；NPN型管Q2的發(fā)射極接地，集電極通過(guò)穩(wěn)壓二極管D2與繼電器連接；繼電器與氣壓控制裝置連接。

所述壓力采集電路包括電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C8、電容C9、集成運(yùn)放U5B，其中電容C8的一端與單片機(jī)連接，另一端接地；電阻R15的一端與單片機(jī)連接，另一端與集成運(yùn)放U5B輸出端連接；集成運(yùn)放U5B輸出端與同相輸入端連接，集成運(yùn)放U5B的反相輸入端通過(guò)電阻R16與壓力傳感器連接；電阻R17、電容C9的一端分別與集成運(yùn)放U5B的反相輸入端連接，另一端分別接地。

所述氣壓控制裝置包括電磁閥、氣泵、比例閥。

所述氣壓輸出裝置包括氣壓沖擊波手柄、氣囊、氣袋。

本實(shí)用新型所述一種醫(yī)療設(shè)備氣壓雙重保護(hù)系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：

單片機(jī)產(chǎn)生氣壓控制電路的信號(hào)源Ui并傳輸至氣壓控制電路，氣壓控制電路輸出一個(gè)電壓控制源；

電壓控制源分為兩路：一路經(jīng)過(guò)氣壓控制開關(guān)到氣壓控制裝置，作為氣壓控制裝置的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)氣壓大小的控制；另一路連到電路檢測(cè)單元，當(dāng)氣壓控制電路異常時(shí)，電路檢測(cè)單元輸出一個(gè)觸發(fā)控制信號(hào)，觸發(fā)氣壓控制開關(guān)，氣壓控制開關(guān)斷開電壓控制源，從而切斷氣壓控制裝置，實(shí)現(xiàn)氣壓保護(hù)功能；氣壓控制裝置用于控制氣壓輸出裝置是否工作；

單片機(jī)通過(guò)壓力傳感器、壓力采集電路來(lái)判定氣壓輸出裝置的壓力是否正常，判定異常時(shí)，輸出保護(hù)信號(hào)至氣壓控制開關(guān)，控制氣壓控制開關(guān)斷開，從而切斷氣壓控制裝置。

所述單片機(jī)產(chǎn)生氣壓控制電路的信號(hào)源Ui，是通過(guò)以下方式完成的：?jiǎn)纹瑱C(jī)產(chǎn)生的PWM值通過(guò)低通濾波或DAC轉(zhuǎn)換產(chǎn)生氣壓控制電路的信號(hào)源Ui。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本實(shí)用新型的電路檢測(cè)裝置對(duì)氣壓出現(xiàn)異常時(shí)的反應(yīng)更加迅速、及時(shí)，并且增加了一重氣壓保護(hù)功能，增加電路檢測(cè)模塊，達(dá)到保護(hù)氣壓的功能。

2、根據(jù)以上技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型降低了患者受意外傷害的風(fēng)險(xiǎn)，更能夠滿足醫(yī)療設(shè)備的安全使用需求，具有更安全的保障。

3、本實(shí)用新型電路檢測(cè)單元、氣壓控制開關(guān)、氣壓控制裝置構(gòu)成第一重保護(hù)；壓力傳感器、壓力采集電路、單片機(jī)、氣壓控制開關(guān)、氣壓控制裝置構(gòu)成第二重保護(hù)。實(shí)際上本實(shí)用新型的雙重保護(hù)并未作嚴(yán)格的先后區(qū)分，而是雙重保護(hù)同時(shí)在起作用，只不過(guò)往往引起氣路異常的大部分原因是控制電路異常引發(fā)的，所以電路檢測(cè)單元、氣壓控制開關(guān)、氣壓控制裝置組成的保護(hù)方案往往能夠更快地響應(yīng)，所以稱之為第一重保護(hù)；而氣路異常被壓力傳感器偵測(cè)到往往具有滯后性，所以稱之為第二重保護(hù)。如果氣壓的變化足夠快，第二重保護(hù)也有可能變成第一重保護(hù)，或者第一重保護(hù)和第二重保護(hù)同時(shí)啟動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述一種醫(yī)療設(shè)備氣壓雙重保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型所述一種醫(yī)療設(shè)備氣壓雙重保護(hù)系統(tǒng)的電路圖。

圖3為本實(shí)用新型所述氣壓控制電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

如圖1，一種醫(yī)療設(shè)備氣壓雙重保護(hù)系統(tǒng)，包括單片機(jī)、氣壓控制電路、電路檢測(cè)單元、氣壓控制開關(guān)、氣壓控制裝置、氣壓輸出裝置、壓力傳感器、壓力采集電路，其中單片機(jī)產(chǎn)生氣壓控制電路的信號(hào)源Ui并傳輸至氣壓控制電路，氣壓控制電路輸出一個(gè)電壓控制源，所述電壓控制源分為兩路：一路經(jīng)過(guò)氣壓控制開關(guān)到氣壓控制裝置，作為氣壓控制裝置的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)氣壓大小的控制；另一路連到電路檢測(cè)單元，當(dāng)氣壓控制電路異常時(shí)，電路檢測(cè)單元輸出一個(gè)觸發(fā)控制信號(hào)，觸發(fā)氣壓控制開關(guān)，氣壓控制開關(guān)斷開電壓控制源，從而切斷氣壓控制裝置，實(shí)現(xiàn)氣壓保護(hù)功能；氣壓控制裝置用于控制氣壓輸出裝置是否工作；單片機(jī)通過(guò)壓力傳感器、壓力采集電路來(lái)判定氣壓輸出裝置的壓力是否正常，判定異常時(shí)，輸出保護(hù)信號(hào)至氣壓控制開關(guān)，控制氣壓控制開關(guān)斷開，從而切斷氣壓控制裝置。

所述氣壓控制電路包括放大電路、積分電路、差分電路、PNP型管Q1、電容C6，信號(hào)源Ui通過(guò)放大電路放大后到達(dá)積分電路，積分后傳輸?shù)絇NP型管 Q1，經(jīng)過(guò)PNP型管Q1放大后再通過(guò)差分電路連接積分電路的一個(gè)同相輸入端，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)，電容C6的一端接地，另一端分別與差分電路、PNP型管Q1連接且輸出電壓控制源。

如圖3，所述氣壓控制電路還包括穩(wěn)壓二極管D1、電阻R3、電阻R4、電阻 R6、電容C1、電容C3；

所述放大電路包括電阻R1、電阻R2、集成運(yùn)放U1B，其中電阻R1的一端與集成運(yùn)放U1B的反相輸入端連接，另一端與集成運(yùn)放U1B的輸出端共同連接至積分電路；電阻R2的一端與集成運(yùn)放U1B的反相輸入端連接，另一端輸入信號(hào)源Ui；集成運(yùn)放U1B的同相輸入端接地；集成運(yùn)放U1B的型號(hào)為L(zhǎng)M358M；

所述積分電路包括電阻R5、電容C2、集成運(yùn)放U2B，其中電阻R5的一端與集成運(yùn)放U1B的輸出端連接，另一端與集成運(yùn)放U2B的反相輸入端連接；電容C2的一端與集成運(yùn)放U2B的反相輸入端連接，另一端與集成運(yùn)放U2B的輸出端共同連接至穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管D1的正極經(jīng)過(guò)電阻R6后與PNP 型管Q1的基極連接；電阻R3的一端與穩(wěn)壓二極管D1的正極連接，另一端與PNP 型管Q1的發(fā)射極連接；電阻R4的一端與PNP型管Q1的基極連接，另一端與PNP 型管Q1的發(fā)射極連接；電容C1、電容C3的一端分別與PNP型管Q1的發(fā)射極連接，另一端分別接地；

所述差分電路包括電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R13、集成運(yùn)放U3B，其中集成運(yùn)放U3B的輸出端與集成運(yùn)放U2B的同相輸入端連接，電阻 R13的一端與集成運(yùn)放U3B的反相輸入端連接，另一端與集成運(yùn)放U2B的同相輸入端連接；電阻R8的一端與集成運(yùn)放U3B的同相輸入端連接，另一端接地；電阻R7的一端與集成運(yùn)放U3B的同相輸入端連接，另一端與PNP型管Q1的集電極連接；電阻R9的一端與PNP型管Q1的集電極連接，另一端與電容C6連接。

如圖2，所述電路檢測(cè)單元包括電阻R11、電阻R12、集成運(yùn)放U4B，其中電阻R11的一端與氣壓控制電路相連，輸入電壓控制源，另一端集成運(yùn)放U4B 的同相輸入端連接；電阻R12的一端與氣壓控制電路相連，另一端接地；集成運(yùn)放U4B的反相輸入端與集成運(yùn)放U4B的輸出端連接，集成運(yùn)放U4B的輸出端與氣壓控制開關(guān)連接。

如圖2，所述氣壓控制開關(guān)包括電阻R18、NPN型管Q2、穩(wěn)壓二極管D2、繼電器，其中電阻R18的一端與電路檢測(cè)單元連接，另一端與NPN型管Q2的基極連接；NPN型管Q2的發(fā)射極接地，集電極通過(guò)穩(wěn)壓二極管D2與繼電器連接；繼電器與氣壓控制裝置連接。

如圖2，所述壓力采集電路包括電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C8、電容C9、集成運(yùn)放U5B，其中電容C8的一端與單片機(jī)連接，另一端接地；電阻 R15的一端與單片機(jī)連接，另一端與集成運(yùn)放U5B輸出端連接；集成運(yùn)放U5B輸出端與同相輸入端連接，集成運(yùn)放U5B的反相輸入端通過(guò)電阻R16與壓力傳感器連接；壓力傳感器設(shè)置在氣壓輸出裝置之中或者附件，用于監(jiān)測(cè)氣壓輸出裝置的氣壓大??；電阻R17、電容C9的一端分別與集成運(yùn)放U5B的反相輸入端連接，另一端分別接地。

所述氣壓控制裝置包括電磁閥、氣泵、比例閥等。

所述氣壓輸出裝置包括氣壓沖擊波手柄、氣囊、氣袋。

其工作過(guò)程如下所示：

單片機(jī)產(chǎn)生的PWM值通過(guò)低通濾波或DAC轉(zhuǎn)換產(chǎn)生氣壓控制電路的信號(hào)源 Ui。氣壓控制電路中信號(hào)源Ui通過(guò)放大電路放大后到達(dá)積分電路，積分后到放大管Q1，Q1放大后通過(guò)差分電路，再連到U2B，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)，C6+ 端輸出一個(gè)跟U2B第6P鏡像電壓；從而輸出一個(gè)精準(zhǔn)的電壓控制源。

電壓控制源分為兩路：一路經(jīng)過(guò)繼電器開關(guān)到氣壓控制裝置，作為氣壓控制裝置的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)氣壓大小的控制；另一路連到第一重保護(hù)電路檢測(cè)模塊，當(dāng)氣壓控制電路異常時(shí)，電路檢測(cè)模塊輸出一個(gè)觸發(fā)控制信號(hào)，觸發(fā)繼電器，繼電器斷開電壓控制源，從而切斷氣壓控制裝置，實(shí)現(xiàn)氣壓保護(hù)功能。

當(dāng)?shù)谝恢乇Ｗo(hù)失效時(shí)，第二重保護(hù)動(dòng)作：通過(guò)壓力傳感器氣壓采集電路，單片機(jī)通過(guò)ADC，判定氣壓異常，輸出控制保護(hù)信號(hào)：第二重保護(hù)控制信號(hào)。第二重保護(hù)控制信號(hào)連到R19,R19再連到Q2。當(dāng)?shù)诙乇Ｗo(hù)控制信號(hào)變高時(shí)，也可以控制繼電器斷開，從而切斷氣壓控制裝置，實(shí)現(xiàn)氣壓保護(hù)功能。從而實(shí)現(xiàn)氣壓的雙重保護(hù)功能。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。