专利名称：口腔器械智能消毒仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗辅助仪器，具体涉及一种口腔器械智能消毒仪。
技术背景
随着医疗卫生事业的发展，口腔医疗器械在临床的应用日趋增多。口腔医疗器械 种类繁多，形状复杂，可直接被患者血液、唾液或分泌物污染，尤其是洁牙手柄、高速涡轮手 机。因机头内的涡轮腔、水汽管道等存在微小的缝隙和难以探入的管道，钻完牙齿后产生的 吸力会将患者血液、唾液吸进机头内腔中，若消毒不严、不彻底，会导致口腔治疗中的交叉 感染，其最大危害就是造成乙肝、艾滋病毒等以血液为传播介质的疾病传播。此外，根管治 疗器械、牙挺、凿子、手术刀、牙周洁治器、牙颂模型和正畸治疗器械等都可成为传播疾病的 工具。目前，对于使用过的非一次性口腔医疗器械一般都是按按“消毒-清洗-灭菌”的程 序进行处理的，即首先将使用后的器械浸泡于含有效氯的消毒液中，之后将器械用流动水 彻底清洗，最后用快速高压蒸汽灭菌器灭菌。然而，上述各步骤的时间和过程均由人工进行 控制，而不能根据不同类型和材质的医疗器械进行智能化时间控制和处理。由于医疗器械 一般都由塑胶和金属材质复合而成，若消毒或灭菌的时间较短时，消毒和灭菌效果便难以 保证；而若消毒或灭菌的时间过长，虽能够保证消毒和灭菌的效果，但也容易加快器械特别 是塑料材质的老化速度、降低寿命。此外，上述消毒过程并未能够在一个仪器中完成，这就 需要人工将器械从消毒设备送至清洗池中、或从清洗池送至灭菌器内。这不仅对于医务人 员而言是个繁琐的步骤，而且过多的人工参与也会将细菌再次带入，而大大降低了器械消 毒的效果。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种口腔器械智能消毒仪，它能够对现口腔医 疗器进行智能化消毒和灭菌，从而在确保医疗器械使用寿命的前提下，提高器械的消毒和 灭菌的效果。
为解决上述问题，本发明所设计的一种口腔器械智能消毒仪，包括壳体、以及设置 在壳体内的2个相对独立的雾化室和加热室，其中雾化室内设有超声波雾化装置，加热室 内则设有加热管；上述超声波雾化装置的振荡器以及加热管的电压反馈端经A/D转化电路 与单片机相连，振荡器和加热管的电压控制端经D/A转化电路与单片机相连；所述单片机 上设有预置输入模块、模糊控制器和PID调节器；其中模糊控制器主要包括模糊化模块、模 糊控制规则模块、模糊决策模块和逆模糊化处理模块；模糊化模块的输入端连接预置输入 模块和A/D转化电路，该模糊化模块将输入端的控制量模糊化；模糊控制规则模块内设有 数据库和规制库；模糊化电路的输出端经模糊控制规则模块与模糊决策模块相连，该模糊 决策模块根据模糊化模块输入的数据、从模糊控制规则模块的数据库中查找相关数据并依 据模糊控制规则模块的规制库里的模糊规制进行模糊逻辑推理和模糊决策；模糊决策模块 的输出端连接至逆模糊化处理模块，该逆模糊化处理模块将模糊决策模块获得的模糊控制量解模糊输出；PID调节器的输入端分别连接模糊控制器的输出端和A/D转化电路，PID调 节器的输出端连接D/A转化电路。
上述方案所述预置输入模块输入的预置值包括有电压量Utl，比例系数Kp，积分系 数Ki,微分系数Kd。
上述方案所述逆模糊化处理模块采用重心法对模糊控制量进行解模糊，即模糊化k处理模块内置有"(幻=Kpe(k) + KlT^e(J) + i^AeRVT的解模糊程序，该解模糊程序中，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，e为反馈电压与预置电压的误差量，T为采样 周期。η
上述方案所述PID调节器内置有…=Kpen+K, ^elc +Kd(en -。_,)+ 的调节程k=0序，在上述调节程序中，Un 转化电路在第η时刻的反馈电压量，Utl为预置电压量，en 为第η次采样周期内所获得的电压误差值，e为反馈电压与预置电压的误差量，系数Kp、Ki 和Kd为模糊控制器的输出值。
上述方案雾化室和加热室之间设有输送装置。
为了更好地利用超声波雾化装置所产生的雾化气体，上述方案所述雾化室上还接 有一雾化输出管，该雾化输出管与超声波雾化装置相通。
与现有技术相比，本发明采用模糊PID控制振荡器和加热管的电压，其中模糊PID 控制由单片机完成，并采用规则自整定PID控制算法进行过程控制；所设计的口腔器械智 能消毒仪能够适用于各种结构和类型的口腔医疗器械，无需人工参与即能够对不同的口腔 医疗器械进行智能化的消毒和灭菌，对于口腔医疗器械而言消毒效果更好、损害更小。
图1为本发明一种口腔器械智能消毒仪的电路原理图2为本发明一种口腔器械智能消毒仪的工作流程图3为单片机内部原理图4为单片机程序流程图。
具体实施方式
本发明所设计的一种口腔器械智能消毒仪，包括壳体、以及设置在壳体内的2个 相对独立的雾化室和加热室，其中雾化室内设有超声波雾化装置，加热室内则设有加热管； 上述超声波雾化装置的振荡器以及加热管的电压反馈端经A/D转化电路与单片机相连，振 荡器和加热管的电压控制端经D/A转化电路与单片机相连；所述单片机上设有预置输入模 块、模糊控制器和PID调节器；其中模糊控制器主要包括模糊化模块、模糊控制规则模块、 模糊决策模块和逆模糊化处理模块；模糊化模块的输入端连接预置输入模块和A/D转化电 路，该模糊化模块将输入端的控制量模糊化；模糊控制规则模块内设有数据库和规制库； 模糊化电路的输出端经模糊控制规则模块与模糊决策模块相连，该模糊决策模块根据模糊 化模块输入的数据、从模糊控制规则模块的数据库中查找相关数据并依据模糊控制规则模 块的规制库里的模糊规制进行模糊逻辑推理和模糊决策；模糊决策模块的输出端连接至逆模糊化处理模块，该逆模糊化处理模块将模糊决策模块获得的模糊控制量解模糊输出；PID 调节器的输入端分别连接模糊控制器的输出端和A/D转化电路，PID调节器的输出端连接 D/A转化电路。参见图1。
为了实现设备的自动化，使得雾化消毒后的医疗器械能够自动送入加热时中进行 灭菌，本发明的雾化室和加热室之间设有输送装置。此外，为了能够更好地利用超声波雾化 装置所产生的雾化气体，上述方案所述雾化室上还接有一雾化输出管，该雾化输出管与超 声波雾化装置相通。
上述单片机主要是控制振荡器的频率和加热管的温度功能。超声波雾化装置包括 储液池、以及置于储液池内的雾化液和振荡器。所述振荡器采用压控晶体振荡器，其频率的 强弱的控制可以调节压控晶体振荡器两端的电压，即可调节超声波雾化装置雾化颗粒的大 小。单片机采用模糊PID控制压控晶体振荡器和加热管的电压，其中模糊PID控制由单片 机完成，并采用规则自整定PID控制算法进行过程控制。整个系统的核心是模糊控制器，单 片机是控制器的主体模块。振荡器和加热管输出的电压信号经A/D转换之后进入单片机， 单片机则根据输入的各种命令，并通过模糊控制算法计算控制量，然后将输出电压信号通 过D/A转换送给振荡器和加热管的输入端，从而控制系统的振荡频率。单片机根据振荡器 频率的强弱而产生消毒液颗粒的大小，便于患者吸收。单片机的主要流程为利用单片机调 A/D转换、标度转换模块以得到振荡器电压反馈信号，然后根据偏差和偏差的变化率计算输 入量，再由模糊PID自整定控制算法得出输出控制量。本发明的工作流程图参见图2。
图3为单片机的机内部原理图，上述方案所述预置输入模块输入的预置值包括有 电压量Utl，比例系数Kp，积分系数Ki,微分系数Kd。单片机内的PID调节器采用的模糊PID 控制流原理主要是利用电压来控制晶体振荡器的振荡频率和加热管的温度。采用模糊PID 自整定控制的目的是使控制器能够根据实际情况调整比例系数Kp，积分系数Ki,微分系数 Kd,以达到调节作用的实时最优。该单片机程序流程图如图4所示。
本发明所采用的PID调节规律可用下式表示，即
权利要求
1.口腔器械智能消毒仪，其特征在于包括壳体、以及设置在壳体内的2个相对独立的 雾化室和加热室，其中雾化室内设有超声波雾化装置，加热室内则设有加热管；上述超声波 雾化装置的振荡器以及加热管的电压反馈端经A/D转化电路与单片机相连，振荡器和加热 管的电压控制端经D/A转化电路与单片机相连；所述单片机上设有预置输入模块、模糊控制器和PID调节器；其中模糊控制器主要包 括模糊化模块、模糊控制规则模块、模糊决策模块和逆模糊化处理模块；模糊化模块的输入 端连接预置输入模块和A/D转化电路，该模糊化模块将输入端的控制量模糊化；模糊控制 规则模块内设有数据库和规制库；模糊化电路的输出端经模糊控制规则模块与模糊决策模 块相连，该模糊决策模块根据模糊化模块输入的数据、从模糊控制规则模块的数据库中查 找相关数据并依据模糊控制规则模块的规制库里的模糊规制进行模糊逻辑推理和模糊决 策；模糊决策模块的输出端连接至逆模糊化处理模块，该逆模糊化处理模块将模糊决策模 块获得的模糊控制量解模糊输出；PID调节器的输入端分别连接模糊控制器的输出端和A/ D转化电路，PID调节器的输出端连接D/A转化电路。
2.根据权利要求1所述的口腔器械智能消毒仪，其特征在于所述预置输入模块输入 的预置值包括有电压量IV比例系数Kp，积分系数Ki,微分系数Kd。
3.根据权利要求1所述的口腔器械智能消毒仪，其特征在于所述逆模糊 化处理模块采用重心法对模糊控制量进行解模糊，即模糊化处理模块内置有+的解模糊程序，该解模糊程序中，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，e为反馈电压与预置电压的误差量，T为采样周期。
4.根据权利要求1所述的口腔器械智能消毒仪，其特征在于所述PID调节器内置有ηK ^Kpen+K, ^ek +Kd(en -。―)+ 的调节程序，在上述调节程序中， 为A/D转化电路在第η时刻的反馈电压量，U0为预置电压量，en为第η次采样周期内所获得的电压误差值， e为反馈电压与预置电压的误差量，系数Kp、Ki和Kd为模糊控制器的输出值。
5.根据权利要求1所述的口腔器械智能消毒仪，其特征在于雾化室和加热室之间设 有输送装置。
6.根据权利要求1所述的口腔器械智能消毒仪，其特征在于所述雾化室上还接有一 雾化输出管，该雾化输出管与超声波雾化装置相通。
全文摘要
本发明公开一种口腔器械智能消毒仪，包括壳体、以及设置在壳体内的2个相对独立的雾化室和加热室，其中雾化室内设有超声波雾化装置，加热室内则设有加热管；上述超声波雾化装置的振荡器以及加热管的电压反馈端经A/D转化电路与单片机相连，振荡器和加热管的电压控制端经D/A转化电路与单片机相连；所述单片机上设有预置输入模块、模糊控制器和PID调节器。本发明采用模糊PID控制振荡器和加热管的电压，其中模糊PID控制由单片机完成，并采用规则自整定PID控制算法进行过程控制；它能够对现口腔医疗器进行智能化消毒和灭菌，从而在确保医疗器械使用寿命的前提下，提高器械的消毒和灭菌的效果。
文档编号A61L2/24GK102028964SQ20101059928
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者董荣胜, 麻正义 申请人:桂林电子科技大学