一种呼吸机混氧阀岛自检装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种呼吸机混氧阀岛自检装置及方法，属于呼吸机【技术领域】。该装置包括：CPU控制器、数据缓冲器、电磁阀驱动器、混氧阀岛、模拟开关、电压变换器。CPU控制器用于输出电磁阀控制信号，检测电磁阀的工作状态；数据缓冲器，与CPU控制器连接，用于减少CPU控制器的管脚输出功耗，使电磁阀控制信号单向输出，并与电磁阀驱动器隔离；电磁阀驱动器，与所述数据缓冲器连接，用于驱动所述混氧阀岛中的电磁阀；模拟开关和电压转换器，用于获得电磁阀的工作状态。本发明提出的技术方案能够对混氧阀岛进行安全性检查，防止接插件因虚接或者松脱导致混氧阀岛出现故障，有效调节呼吸机混氧模块中的氧浓度。
【专利说明】—种呼吸机混氧阀岛自检装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及呼吸机【技术领域】，尤其涉及一种呼吸机混氧阀岛自检装置及方法。
【背景技术】
[0002]呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置，已经在急救、麻醉、ICU和呼吸治疗领域中得到越来越广泛的应用。混氧模块是呼吸机中非常重要的气路单元，主要功能是为患者提供氧气，同时实现氧浓度的调节。气路设计中，雾化阀，校验阀，混氧模块均安装在同一个阀座上，称为混氧阀岛，引出的线缆比较多。
[0003]目前，混氧阀岛存在的问题有:(1)由于工艺和安装上的原因，混氧阀岛一般和主控板通过带有电缆的接插件连接，而接插件是一个容易发生虚接或者松脱故障的器件；
(2)呼吸机的软件部分一般不包括混氧阀岛的自检程序，在混氧阀岛启用之前缺乏安全性检查。若用于氧浓度调节的任意一个电磁阀出现故障，都会造成氧浓度的调节失去控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种呼吸机混氧阀岛自检装置及方法，能够对混氧阀岛进行安全性检查，防止接插件因虚接或者松脱导致混氧阀岛出现故障，有效调节呼吸机混氧模块中的氧浓度。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种呼吸机混氧阀岛自检装置，所述装置包括:CPU控制器、数据缓冲器、电磁阀驱动器、混氧阀岛、模拟开关、电压转换器；
[0007]所述CPU控制器用于输出电磁阀控制信号，检测所述混氧阀岛中的各电磁阀的工作状态；
[0008]所述数据缓冲器，与所述CPU控制器连接，用于减少所述CPU控制器的管脚输出功耗，使所述电磁阀控制信号单向输出，并与所述电磁阀驱动器隔离；
[0009]所述电磁阀驱动器，与所述数据缓冲器连接，用于驱动所述混氧阀岛中的各电磁阀；
[0010]所述模拟开关和电压转换器，用于获得所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态。
[0011 ] 进一步地，所述CPU控制器通过自检软件检测所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态。
[0012]进一步地，当所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态全部通过自检时，所述CPU控制器启用氧浓度模块；
[0013]当所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态没有通过自检时，所述CPU控制器记录发生故障的电磁阀序号，报警。
[0014] 进一步地，所述混氧阀岛由4大4小两种型号的电磁阀组成，所述CPU控制器通过控制各电磁阀的开启时间来实现混氧流量的控制。[0015]进一步地，所述模拟开关和电压转换器，用于获得所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态具体包括:
[0016]所述模拟开关用于选择所述混氧阀岛中各电磁阀的工作电压；
[0017]所述电压转换器用于将所述模拟开关获得的所述混氧阀岛中各电磁阀的工作电压，转换成能够被所述CPU控制器的I/O管脚采样的工作电压。
[0018]进一步地，所述模拟开关采用高性能CMOS器件，能够承受所述混氧阀岛中各电磁阀开合时刻产生的电压尖峰。
[0019]进一步地，所述电压转换器包括运算放大器，稳压二极管；
[0020]所述运算放大器将所述混氧阀岛中各电磁阀正常工作时的电压12V分压至3.0V ；
[0021]所述稳压二极管保护输入到CPU控制器管脚的电压值不超过3.0V，可以被CPU控制器的I/o管脚采样。
[0022]本发明还提供了一种呼吸机混氧阀岛自检方法，所述方法包括:
[0023]S1:CPU控制器发出自检指令，要求对混氧阀岛中各电磁阀的工作状态进行检测；
[0024]S2:所述模拟开关和电压转换器获取所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态；
[0025]S3:所述CPU控制器判断所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态；如果所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态全部通过自检，所述CPU控制器启用氧浓度模块；如果所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态没有通过自检，所述CPU控制器记录发生故障的电磁阀序号，报警。
[0026]本发明提出一种呼吸机混氧阀岛自检装置及方法，通过模拟开关和电压转换器组成的电路获得电磁阀的工作状态，利用自检软件判断电磁阀的工作状态，实现了对混氧阀岛中电磁阀的控制，从而能够对混氧阀岛进行安全性检查，防止接插件因虚接或者松脱导致混氧阀岛出现故障，有效调节呼吸机混氧模块中的氧浓度。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明【具体实施方式】提供的呼吸机混氧阀岛自检装置框图；
[0028]图2是本发明【具体实施方式】提供的呼吸机混氧阀岛自检装置电路图；
[0029]图3是本发明【具体实施方式】提供的呼吸机混氧阀岛自检方法流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0031]呼吸机的混氧阀岛主要由4大4小两种型号的电磁阀组成，用于混氧的电磁阀功能是通过控制电路控制各个电磁阀的开启时间来实现混氧流量的控制，输入的氧气量为各电磁阀提供的氧气量的总和。
[0032]图1是本发明【具体实施方式】提供的呼吸机混氧阀岛自检装置框图。该装置包括:(PU控制器、数据缓冲器、电磁阀驱动器、混氧阀岛、模拟开关、电压转换器。CPU控制器输出电磁阀控制信号，通过数据缓冲器输入到电磁阀驱动器。电磁阀驱动器驱动混氧阀岛中的电磁阀工作。模拟开关和电压转换器用于获得电磁阀的工作状态，并将其发送至CPU控制器，CPU控制器通过判断电磁阀的工作状态对混氧阀岛进行控制。[0033]图2是本发明优选的实施方式提供的呼吸机混氧阀岛自检装置电路图。
[0034]CPU控制器使用DSP (digital signal processor数字信号处理器),输出混氧阀岛中8个电磁阀的控制信号至第一数据缓冲器SN74LVC245(1)的输入端A1-A8。同时，选用DSP的3个I/O 口，对应输出3个地址控制信号至第二数据缓冲器SN74LVC245 (2)的输入端A1-A3，用作控制模拟开关ADG408的地址输入控制，选用I个I/O 口输出I个控制信号至第二数据缓冲器SN74LVC245 (2)的输入端A4，用于控制模拟开关ADG408的控制端EN。另外，再使用一个I/O 口，用作电磁阀工作状态的输入口。
[0035]第一数据缓冲器SN74LVC245(1)的作用是减少DSP的管脚输出功耗，并使电磁阀控制信号单向输出，与12V供电的电磁阀驱动芯片ULQ2003A(1)、ULQ2003A(2)隔离，避免电磁阀驱动芯片ULQ2003A(1)、ULQ2003A(2)影响到DSP的运行。电磁阀驱动芯片ULQ2003A(1)、ULQ2003A(2)的每个管脚的额定电流为500mA，可以驱动额定电流250mA的电磁阀，用于驱动混氧阀岛中8个电磁阀工作。
[0036]模拟开关ADG408是高性能CMOS器件，能够承受电磁阀开合时刻产生的电压尖峰。模拟开关ADG408的输入端S1-S8为8个电磁阀工作电压，控制端EN与SN74LVC245 (2)的输出端BI连接，高电平有效，地址输入端A0-A2与第二数据缓冲器SN74LVC245(2)的输出端B2-B4连接，用于接收DSP输出的地址输入控制信号。模拟开关ADG408通过DSP设置A0-A2为不同的二进制组合状态，依次获取混氧阀岛中8个电磁阀的工作电压。例如，当A0-A2=000时，输入端SI输入的第一个电磁阀的工作电压被选择，当A0-A2=001时，输入端S2输入的第二个电磁阀的工作电压被选择，依次类推，当A0-A2=l 11时，输入端S8输入的第八个电磁阀的工作电压被选择。
[0037]电压转换器包括运算放大器LM258D、电阻R1-R4、电容C5-C8、稳压二极管D1。运算放大器LM258D的电压增益为:
【权利要求】
1.一种呼吸机混氧阀岛自检装置，其特征在于，所述装置包括:CPU控制器、数据缓冲器、电磁阀驱动器、混氧阀岛、模拟开关、电压转换器； 所述CPU控制器用于输出电磁阀控制信号，检测所述混氧阀岛中的各电磁阀的工作状态； 所述数据缓冲器，与所述CPU控制器连接，用于减少所述CPU控制器的管脚输出功耗，使所述电磁阀控制信号单向输出，并与所述电磁阀驱动器隔离； 所述电磁阀驱动器，与所述数据缓冲器连接，用于驱动所述混氧阀岛中的各电磁阀； 所述模拟开关和电压转换器，用于获得所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态。
2.根据权利要求1所述的呼吸机混氧阀岛自检装置，其特征在于，所述CPU控制器通过自检软件检测所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态。
3.根据权利要求2所述的呼吸机混氧阀岛自检装置，其特征在于，当所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态全部通过自检时，所述CPU控制器启用氧浓度模块； 当所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态没有通过自检时，所述CPU控制器记录发生故障的电磁阀序号，报 警。
4.根据权利要求1所述的呼吸机混氧阀岛自检装置，其特征在于，所述混氧阀岛由4大4小两种型号的电磁阀组成，所述CPU控制器通过控制各电磁阀的开启时间来实现混氧流量的控制。
5.根据权利要求1或4所述的呼吸机混氧阀岛自检装置，其特征在于，所述模拟开关和电压转换器，用于获得所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态具体包括: 所述模拟开关用于选择所述混氧阀岛中各电磁阀的工作电压； 所述电压转换器用于将所述模拟开关获得的所述混氧阀岛中各电磁阀的工作电压，转换成能够被所述CPU控制器的I/O管脚采样的工作电压。
6.根据权利要求5所述的呼吸机混氧阀岛自检装置，其特征在于，所述模拟开关采用高性能CMOS器件，能够承受所述混氧阀岛中各电磁阀开合时刻产生的电压尖峰。
7.根据权利要求5所述的呼吸机混氧阀岛自检装置，其特征在于，所述电压转换器包括运算放大器，稳压二极管； 所述运算放大器将所述混氧阀岛中各电磁阀正常工作时的电压12V分压至3.0V ； 所述稳压二极管保护输入到CPU控制器管脚的电压值不超过3.0V，可以被CPU控制器的I/O管脚采样。
8.—种呼吸机混氧阀岛自检方法，其特征在于，所述方法包括: 51:CPU控制器发出自检指令，要求对混氧阀岛中各电磁阀的工作状态进行检测； 52:模拟开关和电压转换器获取所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态； 53:所述CPU控制器判断所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态；如果所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态全部通过自检，所述CPU控制器启用氧浓度模块；如果所述混氧阀岛中各电磁阀的工作状态没有通过自检，所述CPU控制器记录发生故障的电磁阀序号，报警。
【文档编号】A61M16/20GK103893893SQ201210581108
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】刘琳 申请人:北京谊安医疗系统股份有限公司