有刷气泵流量检测方法及检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供有刷气泵流量检测方法和检测系统，检测方法通过红外感应装置检测气泵转动圈数，再通过换算公式得出气泵气流量，检测系统包括气泵、测速装置、位于气泵上的控制单元，气泵与电机相连，测速装置包括光栅码盘和红外感应装置，红外感应装置为U型对射式红外传感器或反射式红外传感器，红外感应装置与控制单元相连。有刷气泵流量检测系统和检测方法，克服了现有检测系统需要对气路进行改造、需加入支路的问题，本检测方法不受温度影响，检测装置使用寿命长，不需要对气体管路进行改造，既能保证测量地准确性、稳定性，又具有操作便捷、成本低廉等优势，适于市场推广，具有较高的市场价值。
【专利说明】有刷气泵流量检测方法及检测系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种有刷气泵流量检测方法及检测系统。
【背景技术】
[0002] 呼吸气体、麻醉气体检测主要是为了监测病人呼吸生命体征相关的生理数据，目 的是检测病人呼吸出来的C02等气体浓度或测试呼吸回路中的常用麻醉气体浓度。检测气 体流量有两个目的，第一是在气路堵塞的时候需要报警，第二是气体流量变化大的时候需 要自动调节到合适的流量。目前呼吸监测主要有主流和旁流两种方式，主流监测是将检测 模块夹在带窗口的适配器上，适配器串到呼吸回路里，通过适配器来分析呼吸回路中的气 体浓度，而旁流监测是通过气泵从呼吸回路中采样部分气体，送到分析装置中测试出呼吸 回路中的气体浓度。
[0003] 旁流式检测仪采样装置主要包括隔膜泵，隔膜泵具有结构简单、密封性好、成本 低、工艺成熟等优点，因此得到广泛应用。而目前常用的隔膜泵均是直流电机，根据使用电 机的不同，又分为直流有刷、直流无刷两种。无刷电机噪音小、寿命长、有霍尔反馈等优势， 但是价格非常昂贵，不适合成本预算较低的产品，因此隔膜泵常采用直流有刷电机。由于有 刷气泵内部不带霍尔速度反馈，所以有刷气泵的流量检测方法一般通过检测外部检测气道 中的气流量来实现，具体检测方法为：一种是直接用流量计串到管路中检测，一种是通过管 道两端的差压来检测。第一种方案检测装置非常昂贵，特别是用于对微小流量的检测，其 检测装置要求较高，设备成本昂贵，第二种方案检测装置也比较昂贵，尤其在检测微小流量 时，需要在管道中串联一个放大装置，以增加两边的压力差，达到检测精度的要求。以上两 种检测方法中使用的流量传感器和压力传感器都会有温漂的问题，随着系统温度变化，传 感器检测数值也会发生变化，除此之外，系统后端的信号处理运放电路也会存在温漂的问 题，因此需要对检测系统进行温漂补偿。上述两种直流有刷气泵检测手段，均需要对气路进 行改造，需在检测系统加入支路，这在一些精密检测系统或对体积空间有限制的设备场合 无法使用。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决以上技术问题，提供一种有刷气泵流量检测方法及检测系统，既能 保证测量地准确性、稳定性，又具有操作便捷、成本低廉等优势，适于市场推广，具有较高的 市场价值。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：有刷气泵流量检测方法，包括以 下步骤： 步骤一、控制单元内设定气泵每分钟打气或抽气的气体流量参考范围值，控制单元检 测红外感应装置是否输出脉冲信号，如果无脉冲信号，则说明所述气泵堵转或所述控制单 元故障；如果有脉冲信号，则跳到步骤二； 步骤二、所述控制单元检测每分钟内脉冲数量Y，通过每分钟内脉冲数量Y/光栅码盘 叶片数X计算每分钟气泵转动圈数； 步骤三、所述气泵的泵头每次转动时输出气体流量为定值V，通过所述气泵的泵头每 次转动时输出气体流量V*每分钟气泵转动圈数计算每分钟所述气泵打气或抽气的气体流 量； 步骤四、将计算得出的气泵每分钟打气或抽气的气体流量与气泵每分钟打气或抽气的 气体流量参考范围值作比较，如果计算得出的气泵每分钟打气或抽气的气体流量在气泵每 分钟打气或抽气的气体流量参考范围值内，则检测过程结束，否则，所述控制单元向所述气 泵发出调整信号，调整所述气泵的输出功率。
[0006] 有刷气泵流量检测系统，包括气泵、测速装置和位于所述气泵上的控制单元，所述 气泵与所述控制单元相连，所述测速装置包括光栅码盘和红外感应装置，所述光栅码盘与 所述气泵的偏心轮相连，所述红外感应装置与所述控制单元相连。
[0007] 进一步，所述红外感应装置为对射式红外感应结构或反射式红外感应结构。
[0008] 进一步，所述红外感应装置为对射式红外感应结构，所述红外感应装置为U型对 射式红外传感器，所述U型对射式红外传感器包括两个对置的红外管，所述光栅码盘伸入 两个对置的所述红外管之间，所述U型对射式红外传感器与所述控制单元相连。
[0009] 进一步，所述红外感应装置为反射式红外感应结构，所述红外感应装置为反射式 红外传感器，所述反射式红外传感器位于所述光栅码盘前端，所述反射式红外传感器与所 述控制单元相连。
[0010] 进一步，所述光栅码盘与所述偏心轮同步。
[0011] 本发明具有的优点和积极效果是：有刷气泵流量检测方法和检测系统，克服了现 有检测系统需要对气路进行改造、需加入支路的问题，因而原气体流量检测系统无法适用 于某些精密的、对体积空间有限制的设备场合。本发明所提供的检测系统利用红外感应装 置与叶片、凹槽的分别相交而产生高低不同电压信号的原理，来表示气泵的转动功率，再通 过简单计算来得出气泵输出气体流量情况。本检测方法不受温度影响，检测装置使用寿命 较长，且不需要对气体管路进行任何改造。同时也可判断气泵是否堵塞，有无正常工作。除 此之外，还能通过判断是否在设定值范围内，调整气泵控制单元的PWM占空比，来调整气泵 的功率，从而达到气泵输出的气体流量的闭环控制。有刷气泵流量检测方法及检测系统，既 能保证测量地准确性、稳定性，又具有操作便捷、成本低廉等优势，适于市场推广，具有较高 的市场价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是有刷气泵流量检测方法流程图； 图2是有刷气泵流量检测系统中红外感应装置为对射式红外感应结构时的系统结构 示意图； 图3是有刷气泵流量检测系统中红外感应装置为反射式红外感应结构时的系统结构 示意图； 图4是U型对射式红外传感器电路图。
[0013] 图中：
【权利要求】
1. 有刷气泵流量检测方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一、控制单元内设定气泵每分钟打气或抽气的气体流量参考范围值，控制单元检 测红外感应装置是否输出脉冲信号，如果无脉冲信号，则说明所述气泵堵转或所述控制单 元故障；如果有脉冲信号，则跳到步骤二； 步骤二、所述控制单元检测每分钟内脉冲数量Y，通过每分钟内脉冲数量Y/光栅码盘 叶片数X计算每分钟气泵转动圈数； 步骤三、所述气泵的泵头每次转动时输出气体流量为定值V，通过所述气泵的泵头每 次转动时输出气体流量V*每分钟气泵转动圈数计算每分钟所述气泵打气或抽气的气体流 量； 步骤四、将计算得出的气泵每分钟打气或抽气的气体流量与气泵每分钟打气或抽气的 气体流量参考范围值作比较，如果计算得出的气泵每分钟打气或抽气的气体流量在气泵每 分钟打气或抽气的气体流量参考范围值内，则检测过程结束，否则，所述控制单元向所述气 泵发出调整信号，调整所述气泵的输出功率。
2. 有刷气泵流量检测系统，其特征在于：包括气泵、测速装置和位于所述气泵上的控 制单元，所述气泵与所述控制单元相连，所述测速装置包括光栅码盘和红外感应装置，所述 光栅码盘与所述气泵的偏心轮相连，所述红外感应装置与所述控制单元相连。
3. 根据权利要求2所述的有刷气泵流量检测系统，其特征在于：所述红外感应装置为 对射式红外感应结构或反射式红外感应结构。
4. 根据权利要求3所述的有刷气泵流量检测系统，其特征在于：所述红外感应装置为 对射式红外感应结构，所述红外感应装置为U型对射式红外传感器，所述U型对射式红外传 感器包括两个对置的红外管，所述光栅码盘伸入两个对置的所述红外管之间，所述U型对 射式红外传感器与所述控制单元相连。
5. 根据权利要求3所述的有刷气泵流量检测系统，其特征在于：所述红外感应装置为 反射式红外感应结构，所述红外感应装置为反射式红外传感器，所述反射式红外传感器位 于所述光栅码盘前端，所述反射式红外传感器与所述控制单元相连。
6. 根据权利要求2所述的有刷气泵流量检测系统，其特征在于：所述光栅码盘与所述 偏心轮同步。
【文档编号】G01F1/56GK104215284SQ201410524916
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】许天罡 申请人:许天罡