[发明专利]比例电磁阀的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗系统的控制领域，具体地涉及诸如用在呼吸机 中的比例电磁阀的控制方法。

背景技术

在气动电控型呼吸机产品的设计中，需要对患者的吸气流量和 气道内压力进行控制，目前优先采用的执行机构是比例电磁阀，其 优点是结构简单、成本低廉、控制精度较好且控制难度较低。在使 用中需要向比例电磁阀输入电流以驱动阀芯运动，从而利用比例电 磁阀来控制气路的开启或关闭。

比例电磁阀主要依靠驱动电路输出电流来引起电磁阀阀芯的 动作，目前比例电磁阀的驱动电路通常采用由CPU控制的数-模转 换器(DAC)来输出控制电压，再通过压-流转换电路把电压信号 转换为成比例的电流输出(输出电流的范围从几毫安到几安培)， 通过输出的电流来驱动比例电磁阀的阀芯运动。比例电磁阀的工作 原理符合法拉利电磁感应定律和“左手定则”，即在有电流i流经的 线圈的垂直方向上存在磁场B时，则在线圈上产生一个垂直于i和 B组成平面的力F，线圈因电磁力F的作用而运动。F的方向由电 流i和磁场B的方向决定，一般地，在比例电磁阀中使用永磁铁产 生磁场，因此要改变电磁力F的方向就需要改变电流i的方向。

现有技术中常用的比例电磁阀中的压流转换电路采用单向恒 流源电路驱动，即电压和电流均保持为正值。比例电磁阀的阀芯在 单向电流的驱动下只可向单一方向运动，而阀芯的复位则依靠负载 的反向作用力和阀芯自身重力实现。当比例电磁阀应用于高压流体 控制的情况下，阀芯的复位一般不存在问题，但如果在低压流体的 情况下应用，则负载大小、阀芯质量、摩擦系数等就会影响阀芯的 复位。此外，比例电磁阀的安装方位也对阀芯的复位有很大的影响， 例如，在某些需要将比例电磁阀倒置安装的情况下，此时电磁阀的 阀芯不是像正放状态那样处于阀体的中下部，因此实现阀芯快速复 位更加困难。虽然这种采用单向驱动电路的比例电磁阀在负载反向 作用力较大、安装方位固定、对于动态响应和迟滞特性要求不高的 应用场合应用很方便，但是，在与之相反的应用条件下，要实现阀 芯良好的复位就需要大幅度地增加电路的复杂程度以及相应的器 件成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于比例电磁阀的控制方法，通过改 进电路结构来实现比例电磁阀阀芯的双向驱动控制。

针对上述目的，根据本发明提供了一种比例电磁阀的控制方 法，其中，本控制方法通过压流转换电路对比例电磁阀的阀芯进行 双向驱动控制，压流转换电路包括：接收第一控制电压的第一运算 放大器，该第一运算放大器的输出端连接至比例电磁阀的第一端； 以及接收第二控制电压的第二运算放大器，该第二运算放大器的输 出端连接至比例电磁阀的第二端。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，压流转 换电路还包括：第一电阻，连接在第一运算放大器的反相输入端与 反相输入端之间；以及第二电阻，连接在第二运算放大器的反相输 入端与输出端之间。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，第一运 算放大器的反相输入端与输出端之间短接。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，第一运 算放大器和第二运算放大器为视频运算放大器或功率运算放大器。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，第一电 阻与第二电阻的阻值相等。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，第一控 制电压来自连接至第一运算放大器的正相输入端的第一模拟信号 发出装置，第二控制电压来自连接至第二运算放大器的正相输入端 的第二模拟信号发出装置。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，模拟信 号发出装置为数模转换器、电位器以及其他可以输出变化或固定的 模拟信号的装置。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，第一模 拟信号发出装置和第二模拟信号发出装置均连接至数字信号发出 装置并接收来自该装置的数字信号。

优选地，根据本发明的比例电磁阀的控制方法，其中，数字信 号发出装置为单片机、微控制器或微处理器。

本发明具有以下技术效果：