一種超導設備狀態信息採集裝置及系統的製作方法
2023-12-10 13:58:17 2
本實用新型屬於醫療超導設備領域，尤其涉及一種超導設備狀態信息採集裝置及系統。
背景技術：
：隨著科學水平的不斷提高和人們對自身生理健康的不斷重視，各種醫療器械也不斷普及為人們的身體健康檢測帶來了便利。核磁共振儀器作為醫療影像設備中的重要儀器，可以在無機械損傷的情況下檢測人體內部器官的病變，應用較為普及。核磁共振儀器中的超導設備，例如：液位顯示器、氦氣壓縮機、熱交換機、射頻放大器、梯度放大器等是核磁共振儀器的重要組成部分。然而，現有的核磁共振儀器通常只能通過超導設備本身自帶的顯示屏或者通過譜儀控制臺，向醫院工作人員顯示超導設備的運行狀態，而醫院工作人員由於缺乏專業的儀器故障檢測知識，通常無法及時準確的判斷超導設備的故障，也無法準確的向專業維修人員描述故障數據，增加了維修難度。技術實現要素：本實用新型的目的在於提供一種超導設備狀態信息採集裝置及系統，旨在解決現有的核磁共振儀器通常只能通過超導設備本身自帶的顯示屏或者通過譜儀控制臺，向醫院工作人員顯示超導設備的運行狀態，而醫院工作人員由於缺乏專業的儀器故障檢測知識，通常無法及時準確的判斷超導設備的故障，也無法準確的向專業維修人員描述故障數據，增加了維修難度的問題。本實用新型是這樣實現的，一種超導設備狀態信息採集裝置，與醫用超導設備、PC客戶端和醫用超導設備的譜儀控制臺連接，所述超導設備包括液位顯示器、氦氣壓縮機、熱交換機、射頻放大器和梯度放大器，其特徵在於，所述超導設備狀態信息採集裝置包括：與所述超導設備連接，以採集所述超導設備的工作狀態信息的信息採集模塊；分別與所述信息採集模塊、所述PC客戶端和所述譜儀控制臺連接，對所述工作狀態信息進行處理，並將處理結果發送至所述PC客戶端和所述譜儀控制臺的控制模塊；分別與所述信息採集模塊和所述控制模塊連接的電源模塊。優選的，所述信息採集模塊包括：與所述超導設備和所述控制模塊連接，直接採集所述液位顯示器、所述射頻放大器和所述梯度放大器的工作狀態信息，並發送給所述控制模塊的通信單元；連接在所述通信單元和所述控制模塊之間，通過所述通信單元採集所述氦氣壓縮機的工作狀態信息的氦壓機信息採集單元；連接在所述通信單元和所述控制模塊之間，通過所述通信單元採集所述射頻放大器的工作狀態信息的射頻信息採集單元。優選的，所述通信單元包括通過網線與所述液位顯示器連接的第一區域網接口，所述液位顯示器的工作狀態信息包括液位信息，所述控制模塊通過所述第一區域網口採集所述液位信息。優選的，所述通信單元包括通過數據線與所述氦氣壓縮機連接的第一D型數據接口；所述氦壓機信息採集單元包括分別與所述第一D型數據接口、所述控制模塊和所述電源模塊連接的電壓比較電路。優選的，所述通信單元包括通過數據線與所述熱交換機連接的第二D型數據接口；所述控制模塊通過所述第二D型數據接口採集所述熱交換機的繼電器的通斷量信息，所述超導設備狀態信息採集裝置還包括一端接所述控制模塊和所述電源模塊、另一端接所述第二D型數據接口，對所述控制模塊進行過流保護的限流電阻。優選的，所述通信單元包括通過數據線與所述射頻放大器連接的第三D型數據接口，所述射頻信息採集單元包括連接在所述控制模塊和所述第三D型數據接口之間的接口驅動器。優選的，所述通信單元包括通過數據線與所述梯度放大器連接的異步串行通信接口，所述異步串行通信接口還與所述控制模塊連接。優選的，所述控制模塊包括通過網線與所述PC客戶端連接的第二區域網接口。優選的，所述超導設備狀態信息採集裝置還包括與所述控制模塊和所述電源模塊連接，在所述超導設備中任一個的工作狀態異常時均發出報警信號的綜合報警模塊。本實用新型還提供一種超導設備狀態信息採集系統，所述系統包括如上所述的超導設備狀態信息採集裝置，還包括與所述超導設備狀態信息採集裝置連接的PC客戶端。本實用新型與現有技術相比，其有益效果在於：通過採集超導設備的工作狀態信息，並及時上傳到PC客戶端，使專業的維修人員能夠通過PC客戶端對超導設備的工作狀態進行實時監控，能夠在超導設備發生故障時及時準確的發現故障原因，從而節省維修時間，降低維修難度。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例提供的超導設備狀態信息採集裝置的基本結構框圖；圖2是本實用新型實施例提供的超導設備狀態信息採集裝置的具體結構框圖；圖3是本實用新型另一實施例提供的超導設備狀態信息採集裝置的具體結構框圖。具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「包括」以及它們任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含。例如包含一系列步驟或單元的過程、方法或系統、產品或設備沒有限定於已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒有列出的步驟或單元，或可選地還包括對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。此外，術語「第一」、「第二」和「第三」等是用於區別不同對象，而非用於描述特定順序。如圖1所示，本實施例提供的超導設備狀態信息採集裝置100，其與醫用超導設備200、PC客戶端300和譜儀控制臺400連接。其中，超導設備200包括液位顯示器201、氦氣壓縮機202、熱交換機203、射頻放大器204和梯度放大器205。本實施例中，譜儀控制臺400是指與超導設備200中的各儀器設備連接，用於對各儀器進行控制的操作臺。超導設備狀態信息採集裝置100包括信息採集模塊10、控制模塊20和電源模塊30。信息採集模塊10與超導設備200連接，以採集超導設備200的工作狀態信息。在具體應用中，信息採集模塊10可以為PCB採集板，用於採集超導設備200中各儀器的工作狀態信息，並發送給控制模塊20進行識別判斷，處理為數位訊號。控制模塊20分別與信息採集模塊10、PC客戶端300和譜儀控制臺400連接，用於對信息採集模塊10採集到的超導設備200中各儀器的工作狀態信息進行處理，並將處理結果發送至PC客戶端300和譜儀控制臺400。在具體應用中，控制模塊20具體用於對各儀器的工作狀態信息進行分析和判斷，以判斷各儀器設備是否發生故障，若發生故障則進一步判斷故障類型，並將發生故障的儀器的名稱和故障類型發送至PC客戶端300和譜儀控制臺400，使維修人員或醫護人員能夠及時獲知。在具體應用中，控制模塊20獲取到的各儀器的工作狀態信息為電平信號，控制模塊20具體用於將其獲取到的電平信號轉換為PC客戶端或譜儀控制臺可以識別的數位訊號。在具體應用中，控制模塊20可以通過通用集成電路，例如CPU(CentralProcessingUnit，中央處理器)，或通過ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，專用集成電路)來實現，本實施例中，採用STM32F103C6T6型微控制器，也可以等效替換成其他具有同等功能的晶片。在具體應用中，PC客戶端可以為設置在超導設備生產廠家或者專業的維修人員所在的工作室的臺式或筆記本電腦，或者專用的具有數據計算、處理和顯示功能的電子計算機類設備。電源模塊30分別與信息採集模塊10和控制模塊20連接，用於提供電能。在具體應用中，電源模塊30可以直接連接市電的並進行交直流轉換的開關電源。在具體應用中，電源模塊30包括穩壓電路，具體的，可以採用基於L7809CV型穩壓晶片的穩壓電路，也可以等效替換成其他具有穩壓功能的穩壓晶片。本實施例通過採集超導設備的工作狀態信息，並及時上傳到PC客戶端，使專業的維修人員能夠通過PC客戶端對超導設備的工作狀態進行實時監控，能夠在超導設備發生故障時及時準確的發現故障原因，從而節省維修時間，降低維修難度。如圖2所示，在本實施例中，信息採集模塊10包括通信單元11、氦壓機信息採集單元12和射頻信息採集單元13；超導設備狀態信息採集裝置100還包括綜合報警模塊40。其中，通信單元11與超導設備200和控制模塊20連接，用於直接採集液位顯示器201、射頻放大器204和梯度放大器205的工作狀態信息，並發送給控制模塊；氦壓機信息採集單元12連接在通信單元11和控制模塊20之間，通過通信單元11採集氦氣壓縮機202的工作狀態信息；射頻信息採集單元13連接在通信單元11和控制模塊20之間，通過通信單元11採集射頻放大器203的工作狀態信息。綜合報警模塊40與控制模塊20和電源模塊30連接，用於在超導設備200中任一個儀器的工作狀態異常時均發出報警信號。在具體應用中，各報警模塊在發出的報警信號的同時，控制模塊20將異常工作信息傳遞給PC客戶端，以使相關維修人員及時獲知儀器設備的故障原因。在具體應用中，綜合報警模塊40可以為聲光報警器，通過發出聲音和燈光來報警。在具體應用中，可以使聲光報警器通過繼電器與電源模塊30連接，該繼電器還與控制模塊20連接，在超導設備200中任一個儀器的工作狀態異常時，控制模塊20即控制繼電器閉合，接通電源模塊30和綜合報警模塊40，使綜合報警模塊40上電工作，發出報警信號。在具體應用中，綜合報警模塊40可以選用聲光報警器。在具體應用中，綜合報警模塊40具體可以在液位顯示器201的液位低於預設百分比、氦氣壓縮機202發生故障、熱交換機203發生故障或射頻放大器204發生故障時發出警報。在具體應用中，預設百分比具體可以設置為35％。在一實施例中，綜合報警模塊40包括：液位報警單元，用於在液位顯示器201的液位低於預設百分比時，發出報警信號；氦壓機報警單元，用於在氦氣壓縮機202發生故障時發出報警信號；熱交換報警單元，用於在熱交換機203發生故障時發出報警信號；射頻報警單元，用於在射頻放大器204發生故障時發出報警信號。在具體應用中，液位報警單元、氦壓機報警、熱交換報警單元和射頻報警單元可以分別採用不同顏色的LED燈，或者，能夠發出不同提示性語音和燈光的聲光報警器，用於在不同的儀器設備發生故障時發出不同類型的報警信號，以使相關工作人員易於區分。如圖3所示，本實施例中，通信單元11包括第一區域網接口111、第一D型數據接口112、第二D型數據接口113、第三D型數據接口114、異步串行通信接口115；控制模塊20包括第二區域網接口21。其中，第一區域網接口111通過網線與液位顯示器201連接，液位顯示器201的工作狀態信息包括液位信息，控制模塊20通過第一區域網口111採集液位信息。本實施例中的第一區域網接口111和第二區域網接口116指的是通用的LAN(localareanetworkinterface)乙太網接口。第一D型數據接口112通過數據線與氦氣壓縮機202連接。本實施例中，氦壓機信息採集單元12包括分別與第一D型數據接口112、控制模塊20和電源模塊30連接的電壓比較電路121；電壓比較電路121用於對採集氦氣壓縮機202輸出的不同工作狀態信息的電壓進行比較，以將採集氦氣壓縮機202輸出的不同工作狀態信息區分為不同的電平信號並輸出給控制模塊20，使控制模塊20能夠根據電平信號的高低識別氦氣壓縮機202的不同工作狀態。電壓比較電路121通過第一D型數據接口112和數據線與氦氣壓縮機202連接，採集氦氣壓縮機202的工作狀態信息(在具體應用中，採集氦氣壓縮機202的工作狀態信息以電平信號的形式傳遞)，對採集氦氣壓縮機202的工作狀態信息的電壓進行比較和區分之後發送給控制模塊20，以使控制模塊20能夠根據其接收到的由電壓比較電路121輸出的不同電壓大小的信號，來區分和識別採集氦氣壓縮機202的不同工作狀態。在具體應用中，電壓比較電路121為基於LM339型電壓比較器的電壓比較電路。在具體應用中，氦氣壓縮機202的工作狀態信息可以包括回氣壓力模擬值、熱交換器供水溫度信息、水流量信息、低壓錯誤信息、電源錯誤信息、氦氣供氣高溫錯誤信息、運行狀態信息、電機線圈溫度錯誤信息和信號電源信息。在具體應用中，電壓比較電路121包括與第一D型數據接口112上用於採集氦氣壓縮機202的工作狀態信息的針腳數量對應的多個電壓比較單元，氦氣壓縮機202的工作狀態信息均以電壓信號的形式經由第一D型數據接口112的不同針腳傳遞給所述多個電壓比較單元。每個電壓比較單元的工作原理均為：第一D型數據接口112的某一針腳與氦氣壓縮機202連接，輸入電壓大小為第一電壓值的電壓信號，該電壓信號均經過分壓電阻將電壓大小降低為第二電壓值後輸出至電壓比較單元的正輸入端，電壓比較單元的負輸入端輸入一個對比電壓信號，電壓比較單元對其正輸入端和負輸入端輸入的電壓信號進行比較之後，通過其輸出端輸出高電平信號或低電平信號(正輸入端電壓大於負輸入端電壓輸出高電平信號，反之輸出低電平信號)至控制模塊20，控制模塊20再將電壓比較單元輸出的高電平或低電平信號轉換為二進位信號(高電平為1低電平為0)輸出。在具體應用中，電壓比較單元具體可選用LM339型電壓比較器。在具體應用中，第一電壓值為24V，第二電壓值為3.3V，對比電壓信號為1V。在具體應用中，第一D型數據接口112可以選用25針或15針DB接口，當選用25針DB接口和F-70型氦氣壓縮機時，第一D型數據接口112各針腳的功能定義如下表所示：在具體應用中，當採用F-50型氦氣壓縮機時，第一D型數據接口112還可以選用15針DB接口。第二D型數據接口113通過數據線與熱交換機203連接。控制模塊20通過第二D型數據接口113採集熱交換機203的繼電器的通斷量信息，超導設備狀態信息採集裝置100還包括一端接控制模塊20和電源模塊30、另一端接第二D型數據接口113，對控制模塊20進行過流保護的限流電阻。在具體應用中，由於熱交換機203運行時的電流過大，因此需要通過繼電器實現信號中繼採集熱交換機203的工作狀態信息，在實際應用中，需要在控制模塊20和第二D型數據接口113之間串接一個200歐姆的限流電阻，並使該限流電阻與電源模塊30連接，輸入一個3.3V的電壓，以保證控制模塊20能夠正常獲取熱交換機203的工作狀態信息。在具體應用中，第二D型數據接口113可以選用9針DB接口。第三D型數據接口114通過數據線與射頻放大器204連接，射頻信息採集單元13包括連接在控制模塊20和第三D型數據接口114之間的接口驅動器131。在具體應用中，接口驅動器131的工作原理為：接口驅動器131包括與第三D型數據接口114上用於採集射頻放大器204的工作狀態信息的針腳數量對應的多個信號輸入端，射頻放大器204的工作狀態信息均以電壓信號的形式經由第三D型數據接口114的不同針腳傳遞給接口驅動器131的多個信號輸入端，接口驅動器131將其多個信號輸入端輸入的多個電壓信號進行電平轉換後，通過與其多個信號輸入端數量對應的多個信號輸出端輸出至控制模塊20，接口驅動器131的多個信號輸出端與控制模塊20之間還分別連接有多個分壓電阻，控制模塊20將接口驅動器131輸出的信號轉換為二進位信號後輸出。在具體應用中，接口驅動器131可以選用SN75173型接口驅動器。在具體應用中，第三D型數據接口114可以選用25針DB接口。在具體應用中，當射頻放大器204選用TELI射頻放大器、第三D型數據接口114選用25針DB接口時，其各針腳的信號定義如下表所示：針腳序號信號針腳序號信號1門控正14門控負4VDD-ON正17VDD-ON負5復位正10復位負7狀態5正20狀態5負8狀態4正21狀態4負9狀態3正22狀態3負10狀態2正23狀態2負11狀態1正24狀態1負12狀態0正25狀態0負在具體應用中，當射頻放大器204通過25針的D型數據接口114的第7針腳輸出信號1時(即狀態5正，轉換成二進位數用1表示，對應的，狀態5負轉換成二進位數用0表示)，表示射頻放大器出現故障。異步串行通信接口115通過數據線與梯度放大器205連接，異步串行通信接口115還與控制模塊20連接。在具體應用中，異步串行通信接口115可以選用9針RS232接口、RS485接口或RS422接口，其數據傳輸速率為9600波特率，其傳輸的數據信號包括一個起始位、八個信息位和一個停止位，無奇偶校驗位。第二區域網口21通過網線與PC客戶端300連接，本實施例中，PC客戶端300指的與超導設備狀態信息採集裝置100距離較遠，需要通過區域網遠程傳輸數據的位於相關維修人員所在工作室或者超導設備生產廠家的PC客戶端。本實施例通過提供多種通信連接接口，使得超導設備狀態信息採集裝置能夠簡單方便的與各種超導設備連接，採集相應的工作數據並上傳至PC客戶端或譜儀控制臺。同時也使得超導設備狀態信息採集裝置能夠根據需要隨意挪動，只需要通過相應的數據線就能夠連接任意的超導設備，使用方便。本實用新型實施例還提供一種超導設備狀態信息採集系統，其包括上述的超導設備狀態信息採集裝置，還包括與超導設備狀態信息採集裝置連接的PC客戶端。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3