[发明专利]医用模拟机运动参数采集处理系统

说明书

技术领域

本发明属于一种数据采集处理系统，具体涉及一种医用设备的高精度位移和角度参数转换与采集处理系统。

背景技术

为保证放射治疗的效果与安全，在放射治疗中，必须采集为放射治疗提供的治疗参数。目前国内外的医用设备高精度运动参数采集处理系统主要有以下两种类型：

1.光电编码器运动参数采集处理系统

光电编码器参数采集处理系统是对位移与角度运动参数进行光电数字转换与采集处理的系统，由光电编码器与采集处理系统构成。其中光电编码器包括绝对型和增量型两种，它们具有精度高、抗干扰性能强、转换速度快、稳定性好等优点。但绝对型光电编码器具有成本太高的缺点、增量型光电编码器具有断电后不能保存记录历史位置等缺点。

2.参数A/D(模/数)转换运动采集处理系统

参数A/D转换运动采集处理系统由高精度电位器、高精度V/F(压/频)转换单元和可编程逻辑控制器构成。通过高精度电位器实现位移或角度的采集并实现A/D转换输出，把易受干扰的模拟信号转化成抗干扰较强的二进制数字信号，最终实现数字信号的传输与运算处理。它主要包括两种方式：并行输出A/D转换；串行输出A/D转换。该系统具有精度高、转换速度快、实现简单等优点，但成本随系统分辨率成指数上升是其一大缺点。

上述1、2两项参数采集处理系统存在很多优点，但对于医用模拟机来说具有成本高、系统复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种参数采集精度高、稳定性好和成本低的医用模拟机运动参数采集处理系统。

本发明由传感器、V/F转换单元、可编程逻辑控制器构成。其特点是：

所述的传感器通过三芯电缆与V/F转换单元连接，V/F转换单元与可编程逻辑控制器用频率信号线和编码信号线连接。

所述系统的传感器具有多个，采用多个传感器共用一个V/F转换单元和一个可编程逻辑控制器。

传感器实现位移与角度到电平信号的转换；V/F转换单元实现模拟参数信号的数字化；可编程逻辑控制器实现参数的运算处理及控制等功能。

本发明的优点在于：1.通过V/F转换单元把参数模拟信号转换成对应的数字化频率信号，并通过高速计数方式实现参数的数字化传输采集处理；2.采用V/F转换单元替代绝对型光电编码器和A/D转换单元，成本低；3.具有参数自校正系统，可实现参数的随时维护，保证参数的稳定可靠；4.参数的分辨率大小可编程，从而可实现分辨率与采集速度的优化组合；5.线路连接简单、扩展容易，采集的参数精度高。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

图中：1.传感器  2.V/F转换单元  3.可编程逻辑控制器

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

如图1所示，本发明的系统由传感器1、V/F转换单元2和可编程逻辑控制器3组成。传感器1通过一根三芯电缆与V/F转换单元2连接，V/F转换单元2与可编程逻辑控制器3用一根频率信号线和4根编码信号线连接。传感器1实现位移与角度到电平信号的转换；V/F转换单元2实现模拟参数信号的数字化；可编程逻辑控制器3实现参数的运算处理及控制等功能。

本系统的传感器具有多个，采用多个传感器共用一个V/F转换单元和一个可编程逻辑控制器的高速输入口，当某一路参数对应的运动启动时，通过可编程逻辑控制器进行控制，选通该路参数对应的传感器的取样电压信号线，从而实现多对一的取样电压采集功能。每路参数对应一个传感器，一个传感器与V/F转换单元之间有三根电线相连，其中两根为传感器的电源线，一根为传感器的取样电压信号线；V/F转换单元与可编程逻辑控制器之间只有一根单芯屏蔽线相连接(输出频率信号)和4个编码选通信号(实现16路参数选通控制)。

使用时，将本系统安装在放射治疗模拟机上，当控制某一部件运动过程中，运动部件带动对应的传感器运动，传感器把位移转化为电压变化，同时可编程逻辑控制器送出参数选通信号选通该路传感器输出的电压信号并经过V/F转换单元转化后输入到可编程逻辑控制器采集处理，从而实现该路参数的采集。

根据实际参数分辨率、采集速度等性能要求以及成本等因素，确定出参数采集处理系统V/F转换关系以及间隔定时中断时间周期等各项性能指标，然后通过系统配置与编程以及扩展相应的参数转换功能模块，通过PLC软件实现参数的采集处理。

参数采集处理包括：

1.参数定时中断采集(把位移与角度量化为计数值)；

2.通过公式Y＝K*X+B进行参数运算(其中K、B为运算常量，X为计数值)