专利名称：医用电子压力表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医用电子压力表。
背景技术：
随着社会不断发展，不仅科技领域不断扩大，环境污染也在不断的扩张，近些年来 呼吸道疾病的发病率越来越低龄化、群体化。病原也不再是单纯的人类，更多的出现了禽 流感、H1N1等变异性很强的呼吸疾病。老式的呼吸检测设备本身就存在体积重大，移动不 方便，重复使用等多种弊端，其机器本身所带的仪器仪表也时常出现产品陈旧、系统老化、 操作繁杂等一系列影响使用效果的问题。 一次性使用呼吸机上市对抢救病人起了很大的作 用，但一次性呼吸机和供氧管之间易发生一些问题，如供氧管被不经意挤压或脱离输氧装 置，而且不可对气体压力及呼吸次数进行实时监控。因此，操作简便，数据精准，体积小巧的 医用电子仪器需要更快的发展更新。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种医用电子压力表，不仅可以帮助减少一次性呼吸机
和供氧管之间发生的任何问题，而且可对气体压力及呼吸次数进行实时监控。 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现 —种医用电子压力表，包括上壳体、下壳体和电路板，其中，所述电路板设于上壳 体与下壳体之间，电路板上设有主控制器，电路板与上壳体之间设有背光板，背光板与上壳 体之间且在背光板的正上方设有液晶显示器，背光板与液晶显示器均与设于电路板上的主 控制器电连接；所述上壳体的上表面设有与所述液晶显示器相对应的透明视窗、透明视窗 的一侧设有切换按钮和蜂鸣器，切换按钮通过按键电路与主控制器电连接，蜂鸣器直接与 主控制器电连接；所述下壳体的底部设有电池壳体，电池壳体内设有电源电路；所述主控 制器还电连接有LED指示灯和运算放大电路，运算放大电路分别与温度补偿电路、设于下 壳体内部的压力传感器电连接。 本实用新型的有益效果为实现了一机多用的功能，外形小巧，携带方便，便于使 用，可协助医护人员随时对急救设备及病人进行实时监控护理。
图1是本实用新型实施例所述医用电子压力表的结构示意图； 图2是本实用新型实施例所述医用电子压力表的主视图； 图3是图2的A-A剖视图； 图4是本实用新型实施例所述医用电子压力表的原理框图； 图5是本实用新型实施例所述医用电子压力表的电源电路原理图； 图6是本实用新型实施例所述医用电子压力表的按键电路原理图； 图7是本实用新型实施例所述医用电子压力表的液晶显示器驱动原理图；[0014] 图8是本实用新型实施例所述医用电子压力表的检测电路原理图； 图9是本实用新型实施例所述医用电子压力表的指示部分原理图。
图中 1、上壳体；101、背光板；102、液晶显示器；103、透明视窗；104、切换按钮；105、蜂 鸣器；2、下壳体；201、压力传感器；202、零度调节；3、电路板；4、按键电路；5、电池壳体； 501、电源电路；6、 LED指示灯；7、运算放大电路；8、补偿电路。
具体实施方式如图1-4所示，本实用新型实施例所述的医用电子压力表，包括上壳体1、下壳体2 和电路板3，其中，所述电路板3设于上壳体1与下壳体2之间，电路板3上设有主控制器 301，电路板301与上壳体1之间设有背光板101，背光板101与上壳体1之间且在背光板 101的正上方设有液晶显示器102，背光板101与液晶显示器102均与设于电路板3上的主 控制器301电连接；所述上壳体1的上表面设有与所述液晶显示器102相对应的透明视窗 103、透明视窗103的一侧设有切换按钮104和蜂鸣器105，切换按钮104通过按键电路4与 主控制器301电连接，蜂鸣器105直接与主控制器301电连接；所述下壳体2的底部设有电 池壳体5，电池壳体5内设有电源电路501 ;所述主控制器301还电连接有LED指示灯6和 运算放大电路7，运算放大电路7分别与温度补偿电路8、设于下壳体2内部的压力传感器 201电连接。 所述主控制器31采用美国Freescale公司生产的8位微控制器MC9RS08KA8RM。 该单片机内置了 8路10位A/D转换器、两个定时器、4路P丽输出。在实施例中，使用了三 路A/D转换，分别对气压、当前温度、电池电压进行采样，用以实现气体压力检测，温度补偿 和电池电压检测。 所述电源电路501采用日本Torex公司生产的XC9111C501MR和XC6206P362MR。 XC9111C501MR的作用是把两节AAA电池的3V电压升压至5V，作为主电源为压力传感器 201，运算放大电路7及后续电路供电。而XC6206P362MR的作用是将5V的主电源降压至 3. 6V，为主控制器301及液晶显示器102供电。 所述压力传感器201采用台湾全磊公司生产的US-9111-001-S，或美国Freescale 公司生产的MPX2300DT1，压力传感器201采用5V电压供电方式，并将检测到的压力值转换 成电信号输出。 所述运算放大电路7使用美国Microchip公司生产的MCP6004TISL四运放芯片， 压力传感器201检测到压力后，将输出与该压力值相对应的电信号，此电信号输入到运算 放大电路7，并经过运算放大电路7将信号放大后，输出至主控制器301，并由主控制器301 完成相应的计算后，将数据输出到液晶显示器102进行显示。 本实用新型所述的医用电子压力表的整机工作原理为 1、供电采用两节AAA电池为主工作电源，电池的连接方式为串联。因此，主工作 电源的电压应为3V。 2、电压等级变换如图5所示，由于采用电池供电，随着电池中存储的电量的减 少，主供电电源的供电电压是不稳定的，同时很多器件是不能工作在3V电源下的，为此设 计了专用的电源电路501 。接通主电源后，电源电路501首先将电压升至5V， 5V电源将为压力传感器201及运算放大电路7供电。同时，在5V的基础上，通过降压器，将5V降至3. 6V，
为主控制器301，液晶显示器102，按键电路4，等其他外围电路供电。由于采用了这样的供
电方式，在电池能量下降到不能维持工作之前，即使电池电压发生变化，5V和3. 6V电源都
是稳定的，这样就保证了医用电子压力表的检测精度及其工作的稳定性。 3、按键电路4 :上壳体1的上表面设有切换按钮104，这是一个多功能的按钮，该
切换按钮104可以实现开机，显示内容转换，关机功能。而这些功能都是由按键电路4实现
的，如图6所示。 由图6可以看出，在安装好电池后，由于T1不导通，所以电池电压VBAT是建立不 起来的；当按下按键K1即切换按钮104后，电池通过按键K1，二极管D1，电阻R3给电容C1 充电；当电容C1充电完成后，无论按键是否还处于按下状态，都不会在向Cl充电，而这时， Cl通过电阻R2向三极管T2的基极放电，使得三极管T2导通，T2导通后Tl就导通，这时电 池会给后面的电路提供暂时的电源，主控制器301开始工作。在主控制器301上电复位后， 第一个要做的工作就是使连接二极管D4和R8的I/O 口置成高电平，这个高电平通过电阻 R8，二极管D2，电阻R2使三极管T2保持导通状态。而由于三极管T2保持了导通状态，Tl 就会保持导通，这样整个设备的工作电源就建立起来了 。 在设备进入正常工作状态后，再按下按键Kl，由电池输出的电流会通过按键Kl， 电阻R5流入三极管T3的基极。这时，连接三极管T3和电阻R7的I/O 口会出现低电平，这 个低电平信号将作为按键按下信号输入到主控制器301中。主控制器301会知道有按键按 下了，这时主控制器301将按照程序，完成相应的操作。 当按键长时间按下时，主控制器在检测到有按键按下，如果这个按键按下信号保 持3秒以上，连接二极管D4和电阻R8的I/O 口会输出低电平。这时，虽然电容C1已经充 满电了，但是由于这时已经没有注入到三极管T2基极中的电流。因此，三极管T2关断，而 T2的关断又会导致T1的关断，这样，设备下电过程完成。 二极管D3和电阻R4是给电容Cl提供一个放电回路，用以保证在断电后，Cl可以 充分放电。这样就可以保证下一次的正常开机。 4、液晶显示器104 :采用了无驱动器的液晶，两位段码显示的液晶玻璃，其显示驱 动方式为主控制器1/0 口直接驱动。这样做，节省了液晶驱动器，使产品的制造成本大幅下 降，如图7所示。 利用主控制器3011/0 口具有三态输出的特性，将PBO到PB3作为COM 口 ，将PB4 到PB7作为SEG 口，以动态扫描的方式，对液晶显示器进行驱动。 为了使液晶的每条COM线和SEG线两端所施加的电压的平均值为零，PBO到PB3将
周期性地输出阶梯波。当PBO到PB3输出高电平时，COM线为高电平；当PBO到PB3输出低
电平时，COM线为低电平；当PBO到PB3被置为输入状态时，主控制器相应的I/O 口为高阻
状态，这时通过电阻分压，使COM线得到VCC/2的电压，从而产生了扫描阶梯波。 因为PBO到PB3是单线扫描的，所以只要使PB4到PB7输出相应的数据，即可完成
液晶显示器的显示驱动。 5、检测电路部分检测电路由压力传感器201、零点调节202、补偿电路8、运算放 大电路7这几部分组成。主要功能是调节压力传感器及运算放大器的零点，完成气体压力 的检测，完成环境温度对压力传感器影响的补偿，完成电池电压的检测，如图8所示。[0036] 由图8可以看出，电阻R1， R2，运算放大器U2A组成基准电路，因为R1 二R2，所以 U2A将输出一个1.8V的电压。这个电压将作为整个检测电路的基准参考电压。由于设置了 参考电压，因此，检测电路可以检测出负值。 Pl为压力传感器201，通过两级放大得到一个和压力相对应的电压值。由于第一 级为差动放大，所以可以将第一级的输出信号提高到参考电压附近。第二级为运算放大，将 压力传感器的输出信号放大到主控制器A/D转换的量程范围内，主控制器301的A/DO 口将 完成气体压力的检测。 RT为热敏电阻，由R9， RIO， RT， Rll组成一个不平衡电桥，并通过放大器U2D完成 对环境温度的检测。由于RT是一个非线性器件，因此温度所对应的电压输出信号也是非线 性的。为保证正确的温度补偿，环境温度的现行校正完全有软件完成，主控制器301的A/D2 口完成环境温度的检测。主控制器的A/D1 口完成电池电压的检测。 6、辅助及指示部分这部分由背光板101、 LED指示灯6、蜂鸣器105三部分组成， 如图9所示。 由于本实用新型实施例所述的医用电子电压表采用的是液晶显示器，所以一定要 设计背光，从而保证其全天候使用。图9中Dl、 D2、 D3为发光二极管，其中Dl用于点亮背 光。由于是电池供电的，所以节省电能是设计的关键。为此，利用了主控制器具有P丽(脉 冲宽度调节)输出的这一特性。使主控制器的I/0口PA1输出一个占空比为1 : 4，频率为 5KHz的波形，用于驱动发光二极管D1，从而达到点亮背光且节电的效果。D2为超量程指示 灯，当气体压力小于0厘米水柱，或高于60厘米水柱，或呼吸次数小于8次时，该指示灯会 按照0. 5秒点亮，1秒熄灭的方式不停地闪烁，以提示用户目前出现了危险状况。D3为电池 电压低指示灯。当主控制器检测到电池电压不足时，该指示灯会按照0. 5秒点亮，1秒熄灭 的方式不停地闪烁，以提示用户需要立即更换电池。 R4、R5、C1、Q1、BELL组成了声音提示电路。电路中R4和Cl组成了一个低通滤波 器，用以抑制蜂鸣器鸣叫时产生的高频干扰，保证其他电路的正常工作。主控制器的I/O 口 PA4输出一个占空比为1 : 2，频率为2500Hz的波形，通过三极管Ql驱动蜂鸣器BELL鸣叫。 无论是那种检测值超出设定范围，在光提示的同时，蜂鸣器会按照1秒鸣叫，1.5秒静音的
方式发出声音报警信息。 具体使用时，安装好电池，按下切换按钮104后，进入正常工作状态。默认显示为 当前压力值。再次按下切换按钮104后，立即切换到呼吸次数显示。再按下切换按钮104， 又回到当前压力值的显示。在正常工作时，每按下一次切换按钮104，液晶显示器102就会 在当前压力值和呼吸次数之间切换。 当检测到当前压力值小于0cmH20时，液晶显示器102上显示"LL"。当检测到当前 压力值大于60cmH20时，液晶显示器102显示"HH"。同时，在当前压力值超出量程范围时， 或管道中气体压力没有变化时，报警指示灯即LED指示灯6会不停地闪烁，并且伴有蜂鸣器 105的鸣响，用以提示使用者有危险情况发生。 在检测当前气体压力的同时，会对电池电压进行实时检测。当发现电池电压低到 不能为此设备正常工作时，"电池电压低指示灯"即LED指示灯6会不停地闪烁，同时蜂鸣器 105鸣响，提示用户及时更换电池。 当按下切换按钮104并保持3秒钟以上时，会自动下电。[0046] 产品检测范围 a)压力测量范围0cmH20 99cmH20。检测精度小于5%。 b)呼吸次数测量范围8次/分 60次/分。呼吸计算方法为压力差不少于6cm H20.检测精度小于0. 5次/分。 c)电池电压测量范围1. 6V 3. 6V。 检测精度小于50mV。 产品的报警模式 a)事件报警当呼吸次数低于8次/分，需要报警. b)启动报警时间3秒 c)电池电压低报警当检测到电池电压低于2. 5V时，需要报警。 产品的使用环境 a)环境温度-30°C 60°C 。 b)相对湿度99X。 C)大气压力自适应。 d)仓储温度-40。C 75。C 。
权利要求一种医用电子压力表，包括上壳体(1)、下壳体(2)和电路板(3)，所述电路板(3)设于上壳体(1)与下壳体(2)之间，其特征在于电路板(3)上设有主控制器(301)，电路板(3)与上壳体(1)之间设有背光板(101)，背光板(101)与上壳体(1)之间且在背光板(101)的正上方设有液晶显示器(102)，背光板(101)与液晶显示器(102)均与设于电路板(3)上的主控制器(301)电连接；所述上壳体(1)的上表面设有与所述液晶显示器(102)相对应的透明视窗(103)、透明视窗(103)的一侧设有切换按钮(104)和蜂鸣器(105)，切换按钮(104)通过按键电路(4)与主控制器(301)电连接，蜂鸣器(105)直接与主控制器(301)电连接；所述下壳体(2)的底部设有电池壳体(5)，电池壳体(5)内设有电源电路(501)；所述主控制器(301)还电连接有LED指示灯(6)和运算放大电路(7)，运算放大电路(7)分别与温度补偿电路(8)、设于下壳体(2)内部的压力传感器(201)电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种医用电子压力表，包括上壳体、下壳体和电路板，其中，所述电路板设于上壳体与下壳体之间，电路板上设有主控制器，电路板与上壳体之间设有背光板，背光板与上壳体之间且在背光板的正上方设有液晶显示器；所述上壳体的上表面设有与所述液晶显示器相对应的透明视窗、透明视窗的一侧设有切换按钮和蜂鸣器；所述下壳体的底部设有电池壳体，电池壳体内设有电源电路；所述主控制器还电连接有LED指示灯和运算放大电路，运算放大电路分别与温度补偿电路、设于下壳体内部的压力传感器电连接。本实用新型的有益效果为实现了一机多用的功能，外形小巧，携带方便，便于使用，可协助医护人员随时对急救设备及病人进行实时监控护理。
文档编号G01L19/08GK201510284SQ20092017575
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者凌春江, 刘京青 申请人:陈美诗