[发明专利]比例阀控制方法及其电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及医疗器械的控制，尤其涉及一种比例阀控制方法及其电 路。

【背景技术】

目前，医疗电子产品例如呼吸机和麻醉机，是重病患者的重要抢救工 具，在临床应用越来越普遍，如何提高通气的可靠性和安全性，对临床具 有重要意义。呼吸机与麻醉机主要由气路结构和电气控制两大部分组成， 气路结构提供病人呼吸气流回路，电气控制部分提供阀、传感器等器部件 的驱动，以及对参量监测的传感器信号的提取处理，从而实现对气流量的 调节和监控，以达到给病人提供适度气流量的目的。

目前大多数机器采用比例阀，实现对气流量的调节，这种方法控制流 量的原理装置如图6所示，该装置包括处理与转换电路110、参考电压调 节电路120、驱动电路130、阀接口电路140与驱动电流检测电路150。处 理与转换电路110输出预设电压，该电压经过参考电压调节电路120处理 成一参考电压，该参考电压的大小决定了流经阀接口电路140中比例阀V1 的电流大小，流经比例阀V1的电流大小决定了阀开度，进而控制流经阀 的气流量，实现对流量的控制。而阀接口电路140中二极管D1泄放感性 负载阀的电流，起续流保护作用。驱动电流检测电路150，检测阀的驱动 电流的大小，将阀的驱动电流转换成电压，送给ADC采集并分析处理， 进而判断阀的工作状态，给出参考处理，例如报警等。

该电路仅实现流量的动态调节，缺乏异常保护措施。比如：如果驱动 电路130包含的运放U1B的负电源(-VCC)由于某种原因断掉，分析电 路易知，驱动管Q1的栅极(连接电阻R5的一端)始终处于高电平，驱动 管Q1一直处于导通状态(试验表明也是如此)，阀V1相应处于供电打开 状态。此时，处理器输出的参考电压起不到控制作用，气流量处于失控状 态，如果该阀V1控制给病人通气，则气流会远远不断流入病人肺部，将 会损伤病人。因而从通气安全角度考虑，该电路方案未起到安全防护作用。

现有技术需要改进和提高。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效提高安全性的比例阀控制 方法以及基于该方法的电路。

本发明提供一种比例阀控制方法，对阀接口电路中的比例阀V1的通 气流量进行控制，处理器发出预设的数字量电压，数模转换模块将所述数 字量电压转换成模拟量电压，参考电压调节电路将所述模拟量电压调节为 参考电压，其特征在于，还包括：驱动电路根据参考电压控制比例阀V1 的开度；电流检测电路检测比例阀V1的工作状态是否正常；若比例阀的 工作状态正常，则输出检测结果至处理器，并由处理器控制比例阀V1的 通气流量；若比例阀的工作状态出现异常，则保护电路强行截断驱动电路， 比例阀V1截断气道回路。

作为本发明的进一步改进，还包括以下步骤：在驱动电路中增加去尖 峰电容；当驱动电路中产生尖峰电流时，所述去尖峰电容消除所述尖峰电 流，保护驱动管Q1。

作为本发明的进一步改进，若所述比例阀V1的工作状态正常，则输 出检测结果至处理器，并由处理器控制比例阀V1的通气流量这一步骤还 包括以下步骤：所述比例阀V1控制气道管路的流量大小；流量传感器检 测病人气道回路气流量，将检测结果送给处理器；所述处理器根据所述病 人气道回路流量发出预设的数字量电压，并通过数模转换模块与参考电压 调节电路将所述数字量电压转换为参考电压；所述驱动电路再次根据所述 参考电压调节比例阀V1的开度。

本发明还提供一种比例阀控制电路，对阀接口电路中的比例阀V1的 通气流量进行控制，包括处理与转换电路与参考电压调节电路，该处理与 转换电路发出的数字量电压并将其转换为模拟量电压，该模拟量电压发送 至参考电压调节电路，调节为参考电压，还包括：驱动电路，连接于所述 参考电压调节电路，根据所述参考电压提供参考驱动电流；保护电路，连 接于所述驱动电路，用于当比例阀V1的工作状态出现异常，强行截断所 述驱动电路；电流检测电路，连接于所述驱动电路，将所述驱动电流转化 为电压进行采集，并对所述驱动电流进行检测，输出电流检测结果至所述 处理器。

本发明与现有技术相比较的有益效果是：

(1)本发明采用保护电路在系统出现故障时，能及时截断比例阀， 提高了设备的安全性；

(2)本发明通过保护电路实现对流量的动态调节，有效控制通气流 量；