一種體外循環裝置電源箱散熱調節器的製造方法
2023-06-23 13:16:31
一種體外循環裝置電源箱散熱調節器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種體外循環裝置電源箱散熱調節器，包括主控模塊以及分別與其通過屏蔽信號線連接的檢測模塊、動作模塊；所述主控模塊包括控制晶片、數據存儲器與驅動模塊，所述檢測模塊包括溫度檢測表與功率檢測表，所述動作模塊包括變頻電機與風扇；所述驅動模塊包括驅動發生器和調壓電路，所述驅動發生器為PWM波形發生器，所述調壓電路為降壓式變換電路；所述控制晶片為DSP晶片或單片機晶片。通過該裝置的應用，實現了對電源箱散熱的多態調節，不再單一根據溫度調節，而是引入負載概念，並據此靈活確定散熱風扇轉速，實現智能化控制，有效延長設備及散熱器的壽命，還可以節約能耗，在成本和可靠性方面均有很大優勢。
【專利說明】一種體外循環裝置電源箱散熱調節器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫療設備器械【技術領域】，尤其涉及一種體外循環裝置電源箱散熱調節器。
【背景技術】
[0002]在心臟外科手術中，體外循環裝置即人工心肺機，是尤為重要的醫療器械。它完成從靜脈系統引出靜脈血，並在體外氧合，再經血泵將氧合血輸回動脈系統的全過程，用於心臟手術的體外循環、肺移植的輔助呼吸、急性呼吸衰竭的輔助治療等，可以說是手術患者的生命線。在現有技術中，為保證裝置的安全運行，在裝置泵體及氧合器、濾器上，安裝了諸如電磁傳感和超聲都卜勒等多種監測傳感器，然而，在裝置的整體電源箱散熱上，仍採取的是常規PC機式的風扇散熱，在應用中，不僅不具備智能可調性，從而加劇電能損耗，不利於裝置使用時間的延長，還有可能因為散熱調節不及時，而發生故障，導致醫療事故的發生。
[0003]申請號為201120013073.6的專利提供了一種人工心肺機熱交換水箱超溫報警保護裝置，在人土心肺機熱交換水箱內獨立設置溫度探頭，溫度探頭連接控溫器，控溫器連接交流接觸器；交流接觸器連接報警揚聲器；人工心肺機熱交換水箱中的加熱器通過交流接觸器連接加熱電源。本實用新型具有以下優點:採用本結構後，在原有的保護裝置外又增加了一道獨立的超溫報警保護，無論控制電路，主控板發生任何故障導致第一報警線溫度控制失靈時電加熱器未被停止土作，本實用新型溫控裝置會立即切斷電加熱器電源以保護患者安全。這一冗餘配置可以自動作為後備，以增加系統的安全可靠性。
[0004]申請號為201110108131.8的專利提供了一種機箱散熱裝置，其用於給機箱散熱，所述機箱具有散熱窗口 ；所述機箱散熱裝置包括風扇、兩個擋板、兩個電機及主控制器，所述風扇固設於所述機箱上，且正對所述機箱的散熱窗口，兩個所述電機固定連接於所述風扇兩側，兩個所述電機的轉軸與所述風扇的轉軸平行，兩個所述擋板分別轉動連接於兩個所述電機上，兩個所述擋板沿對應電機的轉軸軸向相差至少一個擋板厚度的距離，所述主控制器電連接於所述風扇及兩個所述電機，所述主控制器接收所述風扇的通電或斷電的電信號，以控制所述兩個電機帶動對應的擋板轉動以露出或遮擋所述散熱窗口。所述機箱散熱裝置能夠在風扇斷電時通過擋板遮蔽散熱窗口，防止灰塵進入計算機內部。
[0005]然而，常規散熱調節方法，核心依然是控制風扇的直流無極調速方法，該方法不僅引入了專門控制器與電器元件，又僅以櫃內溫度作為開環調節量進行控制，不僅成本較高，調試效果也比較單一，並不能起到很好效果，甚至還會有一些敏感信號經常受散熱裝置的噪聲幹擾影響，形成對信號的誤報，會造成極大的隱患。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是提供一種體外循環裝置電源箱散熱調節器，它使用方便，實現簡單，不僅能夠達到有效的散熱目的，提高生產手術的可靠性，還能節約能耗，延長體外循環裝置的電池使用壽命。
[0007]為實現上述目的，本實用新型所採取的技術方案是:一種體外循環裝置電源箱散熱調節器，包括主控模塊以及分別與其通過屏蔽信號線連接的檢測模塊、動作模塊；所述主控模塊包括控制晶片、數據存儲器與驅動模塊，所述檢測模塊包括溫度檢測表與功率檢測表，所述動作模塊包括變頻電機與風扇。
[0008]所述驅動模塊包括驅動發生器和調壓電路，所述驅動發生器為PWM波形發生器，所述調壓電路為降壓式變換電路。
[0009]所述控制晶片為DSP晶片或單片機晶片。
[0010]本調節器由電源箱供源，在使用時，調節器有溫度模式與負載模式兩種工作狀態，先由檢測模塊採樣當前電源箱的溫度值，並由控制晶片調取數據存儲器中的溫度臨界值，進行比對，如果達到臨界值，則實行溫度模式，即散熱風扇全速運轉，反之，進入負載模式。
[0011]負載模式的調節依靠負載佔空比參數，由檢測模塊的功率檢測表得出當前功率值，由控制晶片調取數據存儲器中的額定功率值，兩者之比即為功率佔空比，隨後根據功率佔空比得到驅動電壓調節參數，通過驅動模塊不斷調節風扇的轉速狀態，達到節能高效控制的目的。
[0012]通過該裝置的應用，實現了對電源箱散熱的多態調節，不再單一根據溫度調節，而是引入負載概念，並據此靈活確定散熱風扇轉速，實現智能化控制，有效延長設備及散熱器的壽命，還可以節約能耗，在成本和可靠性方面均有很大優勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖2是本實用新型驅動模塊的調壓電路圖。
[0015]圖3是本實用新型的調節流程圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種體外循環裝置電源箱散熱調節器，包括主控模塊I以及分別與其通過屏蔽信號線連接的檢測模塊2、動作模塊3 ;主控模塊包括控制晶片4、數據存儲器5與驅動模塊6，檢測模塊包括溫度檢測表7與功率檢測表8，動作模塊包括變頻電機9與風扇10 ;驅動模塊6包括驅動發生器11和調壓電路12，驅動發生器11為PWM波形發生器，調壓電路12為降壓式變換電路；控制晶片4為DSP晶片或單片機晶片。
[0017]本調節器是通過對電源箱運行狀態的判斷，從而實現對風扇的智能調節控制，在輸出電壓給定基礎上，採集當前的溫度T與負載功率信息D，通過模式判定，確定散熱風扇轉速的最佳控制模式，以內部算法實現散熱調節。
[0018]具體工作流程如圖3所示:採樣當前電源箱溫度與負載的基本狀態信息，以便於確定在不同調速模式時，風扇轉速能根據基本狀態參數進行調節；基本狀態參數包括溫度參數與負載參數，系統運行之後，首先檢測溫度T與檢測模塊的功率檢測表得出當前功率值D。
[0019]當溫度檢測表所檢測溫度T達到或超過數據存儲器中的臨界狀態溫度Ttl時，應用溫度運行模式，此時程序可以跳過內置算法，使風扇全速運行，以達到快速散熱冷卻的效果。當所檢測溫度T未達到臨界狀態Ttl時，即應用負載模式。
[0020]將採集到的當前功率值D，傳送至主控模塊中的數位訊號處理器晶片或單片機晶片，模塊根據檢測到的相關系統參數，結合數據存儲器內置的額定功率負載信息Dtl,計算得到負載佔空比D』，即D』= D/D0，進而計算得出風扇轉速的數字控制量k，數字控制量k由算法根據負載佔空比算出，即kzkfD』zkfD/D。，其中Ic1為一可調常數；驅動發生器會根據上述數字控制量發出PWM波形，用於硬體調壓電路的驅動，通過調壓電路改變輸出電壓，從而調節風扇轉速。
[0021]圖2為風扇驅動單元電路示意圖，為一個標準的BUCK降壓式變換電路，將+12VDC的電壓經過降壓並濾波後加到直流風扇上，以控制風扇的轉速，其中輸出電壓u由給定輸出電壓Utl與數字控制量k綜合控制。
[0022]通過該裝置的應用，實現了對電源箱散熱的多態調節，不再單一根據溫度調節，而是引入負載概念，並據此靈活確定散熱風扇轉速，實現智能化控制，有效延長設備及散熱器的壽命，還可以節約能耗，在成本和可靠性方面均有很大優勢。
【權利要求】
1.一種體外循環裝置電源箱散熱調節器，其特徵在於:包括主控模塊以及分別與其通過屏蔽信號線連接的檢測模塊、動作模塊；所述主控模塊包括控制晶片、數據存儲器與驅動模塊，所述檢測模塊包括溫度檢測表與功率檢測表，所述動作模塊包括變頻電機與風扇。
2.如權利要求1所述的體外循環裝置電源箱散熱調節器，其特徵在於:所述驅動模塊包括驅動發生器和調壓電路，所述驅動發生器為PWM波形發生器，所述調壓電路為降壓式變換電路。
3.如權利要求1所述的體外循環裝置電源箱散熱調節器，其特徵在於:所述控制晶片為DSP晶片或單片機晶片。
【文檔編號】G05D23/19GK204166406SQ201420620114
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月25日 優先權日:2014年10月25日
【發明者】聶先鋒 申請人:南陽醫學高等專科學校第一附屬醫院