[发明专利]通过1wire温度传感器提高回路加热控制精度和可靠性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高麻醉机回路加热控制的精度和可靠性的 方法，可应用于医疗诊断中相关设备的加热控制，尤其是麻醉机和 呼吸机中对回路加热部分的温度监测和控制。

背景技术

目前，麻醉机回路加热通常采用的技术方案是开环控制或模拟 信号闭环控制，通常是通过采用具有一定正温度系数的加热元件， 如PTC进行加热，随着温度的升高加热功率自动降低，从而达到一 定的加热温度。这种技术方案的缺点是控制精度低，可靠性差。这 种加热元件的温度精度不高，通常只能达到±5℃。模拟信号闭环 控制通常是采用温度敏感元件，如热敏电阻进行温度监测和控制， 这种方案精度较高，但缺点是电路的抗干扰能力差，对信号连接质 量的要求高，需要考虑线路补偿，控制电路本身也容易受到温度的 影响，可靠性差，传感器的故障不易判断，容易导致过热。

发明内容

为了提高传统控制方案的精度和可靠性，本发明一方面提供了 提高麻醉机回路加热控制的精度和可靠性的方法，该方法不仅能够 提高麻醉机回路温度控制的精度和可靠性，还降低了系统对接口的 要求，便于产品实现远距离加热控制。本发明另一方面提供了一种 麻醉机回路加热控制系统。

为达到上述目的，在加热控制目标位置，即麻醉机回路内嵌入 1wire温度传感器，配合加热元件实现温度的测量和控制。采用1wire 温度传感器，只需要连接温度信号线、加热电源输出线、地线(加 热电源地线可以兼用作传感器信号地)即可。控制单元采用微控制 器，通过程序依据1wire的传输协议进行传感器的校验和有效性的 识别及完成温度的检测功能，微控制器按照一定算法如PID、边界 限制等，可以通过控制加热输出时间的占空比控制平均加热功率实 现温度控制。

根据采用控制器的类型，本方案还可以通过控制器I/O、通讯 接口，实现参数数据的输入输出、状态指示功能、报警、故障保护 功能。

根据本发明的一方面，本发明的提高麻醉机回路加热控制的精 度和可靠性的方法，包括：在麻醉机回路中内嵌入1wire温度传感 器、并将1wire温度传感器的信号传送到控制单元的步骤；以及控 制单元处理1wire温度传感器的信号、以控制加热元件操作的步骤。

根据本发明的另一方面，本发明的麻醉机回路加热控制系统包 括：控制单元，与控制开关电连接；加热元件，为麻醉机回路加热， 其通过控制开关与电源电连接；1wire温度传感器，嵌入回路中， 并通过温度信号线连接至控制单元，其中，控制单元接收1wire温 度传感器的信号，通过控制加热输出时间的占空比控制平均加热功 率。

使用1Wire温度传感器具有较高精度，克服了模拟信号传送误 差，便于传感器嵌入和实现远距离温度检测和控制，传感器的数字 信号形式和接口协议具有较好的抗干扰和失效识别功能，降低了对 接口连接质量的要求，提高了可靠性。

应该指出，以上说明和以下详细说明都是例示性的，旨在对所 要求的本发明提供进一步的说明。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的 目的、特征和优点，下面将参照附图，对本发明的其它的目的、特 征和效果作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了 优选实施例并与说明一起用来说明本发明的原理。

图1为根据本发明方案的方框图。

具体实施方式

下面，结合附图详细阐述本发明。

在图中实施本发明所应用的设备有：选用1wire系列中的 DS18B20作为温度传感器1，并选取回路中的典型探测点作为温度 传感器1的温度测量点；电热元件2可以采用加热棒、加热丝或PTC 等元件，加热功率根据回路3的大小和散热情况选取，以保证加热 功率可以满足在需要的预热时间里达到预定温度；控制单元6可以 采用AT89C51、PIC16F84或其他控制器；控制开关7可以采用 MOSFET或继电器；指示和报警10可以利用控制器的输出引脚驱 动LED和蜂鸣器实现；数据接口11可以利用控制器的串行接口实 现。在主机A和回路B之间的连接线非常简单，只需要连接加热输 出3、信号4和地5即可，由于采用数字信号，信号和加热可以共 用地线。