一种应用于真空负压的发生和控制装置的制作方法

本发明涉及康复理疗的技术领域，具体地涉及一种应用于真空负压的发生和控制装置。

背景技术：

目前真空负压治疗属于新型方式，不同于中医的拔罐方法，在医院中使用也很少有对康复理疗使用负压作用的，较多的真空负压装置只是单纯实现了一种产生负压，有吸附效果，能作为手术或医院辅助装置，

现有产生真空负压装置一般是简单利用负压的吸引效果对患者治疗时的液体引流，吸附作用，为手动机械抽拉产生负压，同类理疗康复装置，也没有对负压通道进行自动控制。

现有技术上同类相比，目前液位检测多为红外检测，超声波式检测，电容式检测，这些检测方法复杂并且不稳定，当液体有杂质时，会影响检测效果，例如红外的衰减，超声波的衰减，电容式的不同液体不同值等缺点，本电极式液位检测，虽然也是成熟方法，但是实现电路很复杂。

现在真空负压的产生装置简单，负压强度小，很少能作为康复理疗设备来进行患者的康复使用。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种应用于真空负压的发生和控制装置，其功能强大、使用方便、实现电路简单，负压强度大，能真正实现拔罐不能实现的功能，帮助患者回复肌肉康复。

本发明的技术解决方案是：这种应用于真空负压的发生和控制装置，其包括：一个负压源、多路负压通道，多个真空皮碗；负压源是对一个密闭真空罐体抽气，使得该罐体内为相对负压；从此负压源分离出多路负压通道，每路负压通道输出到一个真空皮碗，真空皮碗作用于人体患者。

由于本发明通过负压源是对一个密闭真空罐体抽气，使得该罐体内为相对负压；从此负压源分离出多路负压通道，每路负压通道输出到一个真空皮碗，真空皮碗作用于人体患者；因此功能强大、使用方便、实现电路简单，负压强度大，能真正实现拔罐不能实现的功能，帮助患者回复肌肉康复。

附图说明

图1是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的原理图。

图2是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的一个优选实施例的示意图。

图3是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的另一个优选实施例的示意图。

图4是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的另一个优选实施例的示意图。

图5是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的另一个优选实施例的示意图。

图6是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的另一个优选实施例的示意图。

图7是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的另一个优选实施例的示意图。

图8是根据本发明的应用于真空负压的发生和控制装置的一个优选实施例的具体电路图。

具体实施方式

如图1、2所示，这种应用于真空负压的发生和控制装置，其包括：一个负压源、多路负压通道，多个真空皮碗；负压源是对一个密闭真空罐体抽气，使得该罐体内为相对负压；从此负压源分离出多路负压通道，每路负压通道输出到一个真空皮碗，真空皮碗作用于人体患者。

由于本发明通过负压源是对一个密闭真空罐体抽气，使得该罐体内为相对负压；从此负压源分离出多路负压通道，每路负压通道输出到一个真空皮碗，真空皮碗作用于人体患者；因此功能强大、使用方便、实现电路简单，负压强度大，能真正实现拔罐不能实现的功能，帮助患者回复肌肉康复。

优选地，该应用于真空负压的发生和控制装置还包括电源模块、主控模块、驱动模块、压力检测模块、液位检测模块、真空泵、电磁阀；电源模块为主控模块、真空泵、电磁阀供电，主控模块分别与驱动模块、压力检测模块、液位检测模块连接，驱动模块分别与真空泵、电磁阀连接。

优选地，所述电源模块包括DC-24V直流电源，经过三块电源转换电路分别转换成12V，5V，3.3V三种电压，分别给真空泵、控制模块、液位检测模块供电。

优选地，所述主控模块为STM32芯片。

优选地，所述驱动模块采用ULN2003驱动电路。

优选地，所述压力检测模块用差分压力传感器进行压力信号检测，输出0-40mV稳定差分信号，经过ADC端口输入到主控模块进行信号处理。

优选地，所述液位检测模块采用两个三极管和一个继电器组成开关电路，通过检测开关输出端电平变化来确认液位高度。

优选地，所述真空泵为直流有刷电机，最大功率为120Kpa。

优选地，所述主控模块还包括控制模式模块，控制模式包括连续模式和脉冲模式；连续模式为：用户输入一设定压力值，主控模块控制真空泵对密封罐体抽真空至此压力值，过程中压力传感器实时监测压力变化并反馈到主控板对真空泵闭环控制；脉冲模式为：用户输入脉冲压力上限值和脉冲压力下限值，脉冲压力上限保持时间和脉冲压力下限保持时间，真空泵运行脉冲时间，真空泵以此设置值进行抽真空，过程中压力传感器实时监测反馈都主控板形成闭环控制。

优选地，所述负压通道包括导气软管，通过导气软管连接罐体和患者，罐体实现每路通道的负压强度相同，在导气软管连接处加上电磁阀，利用控制模块控制驱动模块来驱动电磁阀通断。

以下更加详细地说明本发明的功能单元实现。

①真空负压的产生和控制

●实现方案：

本装置负压的产生是利用真空泵对一个密闭真空罐体中对外抽气，使得密封罐体内为相对负压，权当为一负压源，然后从此负压源分离出多路负压通道，每路负压通道输出到真空皮碗，皮碗直接作用于人体患者，实现同一负压源的多个治疗输出端，

控制板单片机控制输出，利用泵驱动电路进行真空泵的驱动，根据用户输入参数选择真空泵的开启、关闭、和脉冲频率，真空泵为直流有刷电机，最大功率为120Kpa,单片机采样ARM内核芯片，具有高速多资源，能很 好的处理信号和数据；

●功能原理：

如图2所示，负压产生原理是利用主控板对真空泵进行控制，真空泵以多种运行模式对一个密封负压罐体(真空源和储水)进行抽真空，密封负压罐体引出四路负压通道输出到患者，可同时实现四路真空负压的治疗功能，并结合压力和液位的实时检测形成闭环控制系统.

②负压模式的可选择控制

●实现方案：

真空泵两种模式运行，单片机通过接受用户设置参数(包括压力强度，上限压力强度，下限压力强度，上限保持时间，下限保持时间，真空泵脉冲时间)；

当连续模式时真空泵持续进行抽真空直至到设置压力强度值停止，最高设置压力60Kpa,可设置10个压力强度，每个压力强度为6Kpa,治疗过程中通过压力检测实时启动真空泵保证真空罐体内压力恒定，

脉冲模式时此模式还可分别设置压力上限和下限强度，以及强度保持时间和脉冲时间，保持时间最大能设置20秒，脉冲时间能设置最小1S间隔的脉冲频率，单片机利用PWM输出脉冲频率控制真空泵的脉冲运行；

●功能原理：

主控板对真空泵控制模式，包括连续模式和脉冲模式，治疗表现负压吸附效果不同，

--连续模式：如图3所示，用户输入一设定压力值，主控板控制真空泵对密封罐体抽真空至此压力值，过程中压力传感器实时监测压力变化并反馈到主控板对真空泵闭环控制，治疗效果表现为持续的恒定压力作用

--脉冲模式：如图4所示，用户输入脉冲压力上限值和脉冲压力下限值，脉冲压力上限保持时间和脉冲压力下限保持时间，真空泵运行脉冲时 间，真空泵以此设置值进行抽真空，过程中压力传感器实时监测反馈都主控板形成闭环控制，治疗效果表现为渐进压力吸附和不同压差交替的循环按摩治疗作用；

③负压多通道的可选择性和控制

●实现方案：

负压通道采用导气软管组成，软管连接真空罐体和患者，真空罐体实现每路通道的负压强度相同，在软管连接处加上电磁阀，利用单片机控制驱动电路进行驱动电磁阀的通断，实现软件上控制通道的选择；

●功能原理：

如图5所示，本发明实现的真空负压治疗装置可以进行用户多通道的可选择性和软件自动控制，方便使用者方便快捷的选择治疗通道，当治疗时，真空负压通过气管连接真空罐体和输出端，气管连接中加入气通电磁阀，通过用户控制电磁阀的通断进行真空负压通道的选择，节省医生使用时间；

④负压强度阈值报警和实时压力闭环反馈功能

●实现方案：

压力传感器检测真空罐体内的负压强度，输出0-40mV的差分信号，经过仪表放大器的差分信号放大，放大后经过ADC采集后送入单片机，单片机进行算法处理后和压力表进行校准得出一稳定准确的压力值，并根据此压力值判断真空罐体内的压力是否超过阈值，是否有压力降低，从而控制真空泵做出相应的开启和关闭，实现真空负压的自动检测和控制，保持压力恒定，形成闭环反馈功能；

●功能原理：

如图6所示，在治疗时，真空负压有最高安全阈值60Kpa限制，确保患者的吸附安全，当检测到阈值后进行压力超标报警并停止真空泵运行，同 时进行排气泄压。

在治疗过程中压力传感器对真空罐体的负压压力值进行实时检测，检测值反馈到主控并进行算法处理，当低于要求值后启动真空泵增压，高于设定值后进行排气减压，形成闭环控制，确保装置的压力输出准确性；

⑤液位电极检测真空罐体内液位两级高度检测和报警功能

●实现方案：

液位电极检测液位高度，电极材质为不锈钢导电电极，在需要检测的环境中竖立三根电极A、B、C，长度分别为10cm、8cm、5cm，其中A电极始终通电，B、C电极连接三极管开关电路，通过开关电路连接单片机IO口，单片机读取这两个IO的电平变化来确认液位的高度，当液位达到B电极点时，B点开关电路导通，单片机读取电平为高，发出一级液位报警，当液位达到C电极时，C点开关电路导通，电平为高，单片机读取后发出二级液位报警，从而实现液位的两级报警处理功能；

●功能原理：

如图7、8所示，在治疗时，为了使得负压输出端和患者良好吸附，会蘸取少量水到患者皮肤表面，当负压吸附时，水通过管道进入到真空罐体内，因此必须检测液位高度，提醒用户处理，当检测到一级报警后，提醒用户液位已高，但装置还可继续运行，当检测到二级报警后，装置自动停止运行并发出报警提示用户必须对即将溢出液体进行处理，否则无法运行，当处理完检测没有报警后可继续运行；

本发明的技术效果有：

1.真空负压产生压力强度可调

最大60Kpa,默认6Kpa,可分出10个调节档位，每个档位6Kpa；

2.真空负压输出通道可选择

具有四路真空负压的可选择性输出，并且负压强度相同，可同时治 疗四个患者；

3.液位检测实现简单

液位检测功能器件简单量少，可实现两级液位报警；

4.真空负压输出模式可调

两种输出模式可调，脉冲和连续模式，并且脉冲模式可单独设置上限压力和下限压力，并可设置上下限压力的保持时间，脉冲频率最小间隔可以到1秒；

5.压力检测和闭环控制

具有高进度差分压力传感器，可对负压产生环境实时检测，具有压力超标限制和报警，并且压力能形成实时反馈，确保输出的稳定和准确。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。