一种可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路。

背景技术：

在脑外科手术当中，可吸收颅骨锁及钉板系统是用于颅面支撑和修复的医疗植入内固定器具，在颅内植入手术中，需要对呈现为柱形结构和圆形截断面的聚乳l酸材料进行切割、塑形，为了保证钉可吸收颅骨锁及钉板的结构稳定和维持材料物化性能，以及考虑器其本身几何结构和手术环境的特殊性，要求内固定系统搭建过程中，切割、塑形的动作幅度和用力应相对较小，且塑形结果是在柱形截断面形成一个大于钉板上孔直径的圆盘。

可吸收颅骨锁及钉板系统一般采用的聚乳l酸材料，熔点在155-185℃，热稳定性好，加工温度170～230℃，分解温度约340℃，熔融状态下220℃分子量会大幅降低。由聚乳l酸材料制成的可吸收颅骨锁及钉板系统，拥有特殊的外观结构和使用环境，通过大量实验确定对可吸收颅骨锁柱体进行切割的合适温度为240～300℃，此时切割速度快，切口平整；对可吸收颅骨锁柱体进行熨烫的合适温度为155～200℃，此时温度稍高于材料最大熔点，烫平速度快，截断面塑形迅速。

目前，对可吸收颅骨锁进行手术植入时切烫塑形的电热设备常常使用电凝笔或电热笔，通过对电凝笔或电热笔的发热头进行通电加热至高温，再对可吸收颅骨锁进行切烫，从电路结构来讲，主要存在如下问题：一是由于提供的加热电流不稳定，使得发热头产生的温度也不稳定，也不能对不同阻值的发热头产生的温度进行控制；二是由于在使用电热笔进行塑形时容易用力过大或过小影响塑形效果，而电凝笔或电热笔不能适时检测用力大小并给予提醒；三是由于连续切烫塑形的时间过长也会影响塑形效果，而电凝笔或电热笔也不能对电凝笔或电热笔的切烫塑形时间进行检测并给予提醒。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于；针对现有技术的缺点和不足，提出一种可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路，通过设计恒流控制电路、定时控制电路和压力控制电路，为可吸收颅骨锁塑形电热笔的发热头提供恒定电流，确保发热头发热温度的稳定，同时对可吸收颅骨锁塑形电热笔的使用力度及使用时间进行检测并提醒，进一步提高了可吸收颅骨锁塑形的质量效果。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路，包括直流电源、轻触开关、发热头，以及恒流控制电路、定时控制电路、压力控制电路；

所述定时控制电路分别与恒流控制电路、压力控制电路电连接，所述直流电源与所述恒流控制电路、定时控制电路及压力控制电路的输入端连接供电，所述发热头与所述恒流控制电路输出端电连接；

所述恒流控制电路用于输出恒定电流，为所述发热头提供稳定加热功率，包括电连接的发光二极管led1、电位器p1、三极管q1、三极管q2、三极管q3及若干电阻。

目前，我公司设计生产了一种用于可吸收颅骨锁塑形的电热笔，包括发热头和笔身，发热头具有不同的规格型号，如直接用电阻丝的烫断发热头、用导热陶瓷片包裹电阻丝的烫平发热头，发热头与笔身插拔连接，针对不同类型的可吸收颅骨锁，或者对可吸收颅骨锁进行烫断或烫平不同的塑形方式，可以便捷地更换使用不同的发热头。

上述方案，提出的可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路，通过设计恒流控制电路、定时控制电路和压力控制电路，为可吸收颅骨锁塑形电热笔的发热头提供恒定电流，确保发热头发热温度的稳定，同时对可吸收颅骨锁塑形电热笔的使用力度及使用时间进行检测并提醒，进一步提高了可吸收颅骨锁塑形的质量效果。

进一步地，所述三极管q1、三极管q2与一组控压电阻组成恒流电路，输出恒定电流；所述三极管q3作为开关电路与所述发热头并联，对所述发热头的阻值进行判断，若发热头电阻阻值越大，则流过发热头的电流越小，反之亦然；所述发光二极管led1与所述恒流电路并联，按下所述轻触开关通电，所述发光二极管led1导通发光；所述电位器p1为可调节电阻值的四档电位器。

上述三极管q1、三极管q2主要用于产生恒定电流输出，三极管q3与发热头进行并联，用于检测其阻值变化，并根据阻值变化进一步调控流过发热头的电流，使其发热功率稳定，形成稳定的加热温度，便于切烫塑形。发光二极管led1主要用于指示是否按下轻触开关通电，实现电热笔的正常使用。电位器p1设置了几个档位，主要是用于对不同的发热头选择提供不同的电阻阻值，从而形成适合的加热电流，产生满足需要的加热温度。

进一步地，所述发热头为烫断发热头时，其电阻为0.3～0.5ω；或者所述发热头为烫平发热头时，其电阻为0.9～1ω或1.7～1.9ω；所述电位器p1提供的四档电阻值分别为0.33ω、0.3ω、0.39ω、0.36ω。

上述烫断发热头或烫平发热头选用其电阻范围内发热头时，电位器p1提供的四个档位电阻分别对应不同规格型号发热头的输出功率及所产生的表面温度。如，第一档位为0.33ω，烫断发热头输出功率为1.3w，电阻丝表面温度为240～270℃；第二档位为0.3ω，烫断发热体输出功率为1.5w，电阻丝表面温度为270～300℃；第三档位为0.39ω，烫平发热体输出功率为1.7w，陶瓷片表面温度为155～170℃；第四档位为0.36ω，烫平发热体输出功率为2.1w，陶瓷片表面温度为170～200℃。

进一步地，所述三极管q1、三极管q2、三极管q3为mjd45h11t4g晶体管。本实用新型的三极管q4、三极管q5可选择使用mjd45h11t4g晶体管或者其它类型的晶体管。

进一步地，所述定时控制电路包括电连接的555定时芯片u1、定时电阻r22、电容c1、电容c2、三极管q4、发光二极管led3及若干电阻；所述定时电阻r22为30kω、电容c1为150μf、电容c2为0.01μf；设定所述555定时芯片u1的定时时长为5s，当按下所述轻触开关通电时，所述555定时芯片u1开始计时，如果计时时间大于5s，则所述555定时芯片u1的out引脚输出高电平，发光二极管led3导通发光。

实际上，上述555定时芯片u1的定时时长t设定计算方式为t＝1.1×r22×c1，将r22和c1分别设置上述具体值，即可以将定时时长t设定为5s。具体地，当按下轻触开关通电时，所述电容c1开始逐步充电至所述555定时芯片u1的tri引脚电位将随之逐步降至这时555定时芯片u1的out引脚输出高电平，发光二极管led3导通发光，这一过程的时长就是上述5s的定时时长。

当发光二极管led3导通发光后，提醒操作人员进行切烫塑形过长，这里操作人员可松开轻触开关断电，作适当调整，然后继续按下轻触开关通电，再进行切烫塑形。

进一步地，所述压力控制电路包括电连接的压力传感器s1、对照电阻r1、三极管q5、发光二极管led2及若干电阻；所述压力传感器s1设置在所述发热头插入可吸收颅骨锁塑形电热笔笔身的插孔接触壁四周，所述发光二极管led2与压力传感器s1并联。

进一步地，所述压力传感器s1为两组力敏电阻组成的电桥。

进一步地，当可吸收颅骨锁塑形电热笔加电使用中，所述发热头的受力小于0.1n时，所述力敏电阻阻值较大，从而抬高所述发光二极管led2两端的电压，发光二极管led2导通发光；所述发热头的受力范围在0.1～3n时，所述力敏电阻阻值变小，所述三极管q5工作在饱和区，从而降低所述发光二极管led2两端的电压，发光二极管led2截止不发光；所述发热头的受力大于3n时，所述力敏电阻阻值过小，所述三极管q5的发射极两端电压过小,三极管q5工作在截止区，所述压力传感器s1的力敏电阻和对照电阻r1串联，从而抬高所述发光二极管led2两端的电压,发光二极管led2导通发光。

采用上述压力控制电路，对使用中发热头接触可吸收颅骨锁的受力大小进行检测，如果发热头受力过大，容易造成烫断或烫平过猛，最终达不到需要的塑形形状，如果发热头受力过小，容易造成烫断或烫平过长，影响效率，也可能造成最终达不到需要的塑形形状。当发热头受力过大或过小时，发光二极管led2均导通发光，提醒操作人员调整用力大小，以后能快捷高效地进行烫断或烫平操作，达到满意的塑形质量效果。

进一步地，所述555定时芯片u1的rst复位引脚与所述压力传感器s1电连接；当可吸收颅骨锁塑形电热笔加电使用中，所述发热头的受力小于或等于3n时，所述压力传感器s1的力敏电阻阻值较大，rst复位引脚的电位处于高电平，所述555定时芯片u1正常工作；所述发热头的受力大于3n时，rst复位引脚的电位变为低电平，所述555定时芯片u1进行复位不计时。

上述发热头的受力超过了允许值，在发光二极管led2导通发光提醒操作人员调整用力大小的同时，也使555定时芯片u1进行复位，不再进行计时，当发热头的受力调整到允许值范围内时，555定时芯片u1开始计时，重新计算继续作业时间。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.在恒流控制电路中设置三极管q1、三极管q2和三极管q3，实现恒定的输出电流和输出功率，确保了发热头发热温度的稳定，提高了切烫塑形质量效果，也避免了温度过度产生污染环境、损害身体的烟气；

2.通过设置定时控制电路和压力控制电路，实现对电热头连续加热作业时间以及作业使用力度的检测与控制，提高了切烫塑形的时效及质量。

附图说明

图1为一种可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路的结构示意图；

图2为一种可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路的电路示意图；

图3为本实用新型压力控制电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1至3所示，一种可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路，包括直流电源、轻触开关、发热头，以及恒流控制电路、定时控制电路、压力控制电路；

所述定时控制电路分别与恒流控制电路、压力控制电路电连接，所述直流电源与所述恒流控制电路、定时控制电路及压力控制电路的输入端连接供电，所述发热头与所述恒流控制电路输出端电连接；

所述恒流控制电路用于输出恒定电流，为所述发热头提供稳定加热功率，包括电连接的发光二极管led1、电位器p1、三极管q1、三极管q2、三极管q3及若干电阻。

上述方案，提出的可吸收颅骨锁塑形电热笔的控制电路，通过设计恒流控制电路、定时控制电路和压力控制电路，为可吸收颅骨锁塑形电热笔的发热头提供恒定电流，确保发热头发热温度的稳定，同时对可吸收颅骨锁塑形电热笔的使用力度及使用时间进行检测并提醒，进一步提高了可吸收颅骨锁塑形的质量效果。

上述直流电源采用两节高能3.6v的锂电池串联进行供电，总的供电电压为7.2v。本实施例中r11为60ω、r12为50ω、r13为1.2ω、r21为30ω、r22为30kω、r23为2ω、r24为1.2ω、r31为10kω、r32为10kω、r33为10kω、r34为60ω,对照电阻r1的阻值根据压力控制电路中压力传感器的传感效果进行选型设置。

进一步地，所述三极管q1、三极管q2与一组控压电阻组成恒流电路，输出恒定电流；所述三极管q3作为开关电路与所述发热头并联，对所述发热头的阻值进行判断，若发热头电阻阻值越大，则流过发热头的电流越小，反之亦然；所述发光二极管led1与所述恒流电路并联，按下所述轻触开关通电，所述发光二极管led1导通发光；所述电位器p1为可调节电阻值的四档电位器。

上述三极管q1、三极管q2主要用于产生恒定电流输出，三极管q3与发热头进行并联，用于检测其阻值变化，并根据阻值变化进一步调控流过发热头的电流，使其发热功率稳定，形成稳定的加热温度，便于切烫塑形。发光二极管led1主要用于指示是否按下轻触开关通电，实现电热笔的正常使用。电位器p1设置了几个档位，主要是用于对不同的发热头选择提供不同的电阻阻值，从而形成适合的加热电流，产生满足需要的加热温度。

进一步地，所述发热头为烫断发热头时，其电阻为0.3ω；或者所述发热头为烫平发热头时，其电阻为0.9ω或1.8ω；所述电位器p1提供的四档电阻值分别为0.33ω、0.3ω、0.39ω、0.36ω。

上述烫断发热头或烫平发热头选用其电阻范围内发热头时，电位器p1提供的四个档位电阻分别对应不同规格型号发热头的输出功率及所产生的表面温度。如，第一档位为0.33ω，烫断发热头输出功率为1.3w，电阻丝表面温度约为245℃；第二档位为0.3ω，烫断发热体输出功率为1.5w，电阻丝表面温度约为290℃；第三档位为0.39ω，烫平发热体输出功率为1.7w，陶瓷片表面温度约为165℃；第四档位为0.36ω，烫平发热体输出功率为2.1w，陶瓷片表面温度约为185℃。

进一步地，所述三极管q1、三极管q2、三极管q3为mjd45h11t4g晶体管。本实用新型的三极管q4、三极管q5可选择使用mjd45h11t4g晶体管或者其它类型的晶体管。

进一步地，所述定时控制电路包括电连接的555定时芯片u1、定时电阻r22、电容c1、电容c2、三极管q4、发光二极管led3及若干电阻；所述定时电阻r22为30kω、电容c1为150μf、电容c2为0.01μf；设定所述555定时芯片u1的定时时长为5s，当按下所述轻触开关通电时，所述555定时芯片u1开始计时，如果计时时间大于5s，则所述555定时芯片u1的out引脚输出高电平，发光二极管led3导通发光。

实际上，上述555定时芯片u1的定时时长t设定计算方式为t＝1.1×r22×c1，将r22和c1分别设置上述具体值，即可以将定时时长t设定为5s。具体地，当按下轻触开关通电时，所述电容c1开始逐步充电至所述555定时芯片u1的tri引脚电位将随之逐步降至这时555定时芯片u1的out引脚输出高电平，发光二极管led3导通发光，这一过程的时长就是上述5s的定时时长。

当发光二极管led3导通发光后，提醒操作人员进行切烫塑形过长，这里操作人员可松开轻触开关断电，作适当调整，然后继续按下轻触开关通电，再进行切烫塑形。

进一步地，所述压力控制电路包括电连接的压力传感器s1、对照电阻r1、三极管q5、发光二极管led2及若干电阻；所述压力传感器s1设置在所述发热头插入可吸收颅骨锁塑形电热笔笔身的插孔接触壁四周，所述发光二极管led2与压力传感器s1并联。

进一步地，所述压力传感器s1为两组力敏电阻组成的电桥。

进一步地，当可吸收颅骨锁塑形电热笔加电使用中，所述发热头的受力小于0.1n时，所述力敏电阻阻值较大，从而抬高所述发光二极管led2两端的电压，发光二极管led2导通发光；所述发热头的受力范围在0.1～3n时，所述力敏电阻阻值变小，所述三极管q5工作在饱和区，从而降低所述发光二极管led2两端的电压，发光二极管led2截止不发光；所述发热头的受力大于3n时，所述力敏电阻阻值过小，所述三极管q5的发射极两端电压过小,三极管q5工作在截止区，所述压力传感器s1的力敏电阻和对照电阻r1串联，从而抬高所述发光二极管led2两端的电压,发光二极管led2导通发光。

采用上述压力控制电路，对使用中发热头接触可吸收颅骨锁的受力大小进行检测，如果发热头受力过大，容易造成烫断或烫平过猛，最终达不到需要的塑形形状，如果发热头受力过小，容易造成烫断或烫平过长，影响效率，也可能造成最终达不到需要的塑形形状。当发热头受力过大或过小时，发光二极管led2均导通发光，提醒操作人员调整用力大小，以后能快捷高效地进行烫断或烫平操作，达到满意的塑形质量效果。

进一步地，所述555定时芯片u1的rst复位引脚与所述压力传感器s1电连接；当可吸收颅骨锁塑形电热笔加电使用中，所述发热头的受力小于或等于3n时，所述压力传感器s1的力敏电阻阻值较大，rst复位引脚的电位处于高电平，所述555定时芯片u1正常工作；所述发热头的受力大于3n时，rst复位引脚的电位变为低电平，所述555定时芯片u1进行复位不计时。

上述发热头的受力超过了允许值，在发光二极管led2导通发光提醒操作人员调整用力大小的同时，也使555定时芯片u1进行复位，不再进行计时，当发热头的受力调整到允许值范围内时，555定时芯片u1开始计时，重新计算继续作业时间。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。