一种透析液温度控制系统及方法与流程

本发明涉及温度控制，尤其涉及一种透析液温度控制系统及方法。

背景技术：

1、针对常规血透机、便携式血透机等设备，透析液与病人血液在透析过程中造成血液温度变化，为了减少血液回流人体时引起的不舒适感，通常需要加热透析液至接近正常体温。在自动控制理论中，常见的加热算法主要有pid算法及其变形，这里统称为类pid算法。类pid算法的关键在于根据系统的输入、输出和反馈,找到比例p、积分i和微分d三部分的系数,这三个系数通常没有具体的物理意义,需要在大量测试数据中进行归纳，难度大、不确定性高。现有常见的pid控制无法对管路内液体的温度进行较高精度的控制，透析液温度pid控制算法存在两个较大的缺陷：

2、一是存在极大的滞后性，液体的热传导比较慢，若使用常规的pid控制系统会对控制带来较大的滞后性；

3、二是控制的温度上下振幅偏大，由控制的滞后性带来的温度控制收敛缓慢所造成。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题目的在于提供一种透析液温度控制系统，用以解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种透析液温度控制系统，包括透析器以及与所述透析器相连接的管路，所述管路还与透析液袋连接，使得流经透析器的部分血液会经过所述透析液袋，包括：

4、所述透析液袋设置于保温腔中，所述保温腔底部设置有第一加热组件，以对所述保温腔进行温度控制；所述保温腔上设置有第一温度测量组件以测量所述透析液袋的温度；

5、所述第一温度测量组件和用于测量管路内液体的第二温度测量组件均与温度控制单元电连接，所述温度控制单元根据测量的温度数据控制所述第一加热组件的工作功率，以使透析液温度处于一恒定值。

6、进一步的，所述温度控制单元包括有积分控制器和比例微分控制器，所述积分控制器根据所述管路内液体的温度调节第一加热组件的工作功率，所述比例微分控制器根据所述透析液袋的温度调节第一加热组件的工作功率。

7、进一步的，所述第二温度测量组件以非接触式对管路内的液体进行测量。

8、进一步的，所述第二温度测量组件为红外温度传感器。

9、进一步的，对所述红外温度传感器进行标定的步骤包括：

10、s1、搭建测温环境，使透析液袋中的液体流转经过管路；

11、s2、对红外温度传感器进行至少一个温度值的标定；

12、s3、通过红外温度传感器检测流经管路中液体的温度值；

13、s4、以数据记录仪采集管路中实际液体的水温；

14、s5、将红外温度传感器测得的温度值与与数据记录仪获得的真实水温做比较，从而得到红外温度传感器的误差值，以该误差值调节红外温度传感器的校准系数。

15、进一步的，在所述管路上设置有温度壶，所述第二温度测量组件安装于所述温度壶的外表面以对流经所述温度壶的液体进行测温。

16、进一步的，所述温度壶为聚氯乙烯材料。

17、本发明的另一方面还提供了一种透析液温度控制方法，包括步骤：

18、以第一温度测量组件采集透析液袋的温度，并以第二温度测量组件采集管路内的液体温度；

19、温度控制单元根据测量的温度数据控制所述第一加热组件的工作功率，以使透析液温度处于一恒定值；

20、进一步的，所述温度控制单元中包含有积分控制器和比例微分控制器，所述积分控制器根据所述管路内液体的温度调节第一加热组件的工作功率，所述比例微分控制器根据所述透析液袋的温度调节第一加热组件的工作功率。

21、本发明与现有技术相比，至少包含以下有益效果：

22、(1)采用双传感器温度采集的方式进行温度控制，一边是对管路内液体温度进行实时测量，另一边是对保温腔温度进行实时测量，双状态量输入单控制量输出的方式提高了温度控制的精度，并且降低滞后性所带来的影响，达到对透析液温度进行精确控制的目的；

23、(2)为了实现对管路内液体进行非接触式温度测量的高精度要求，本实施例以模拟真实测温环境下整体标定代替原有的传感器黑体标定，可以消除黑体与液体热辐射率误差，也可以消除整个管路结构对测温的误差。

技术特征：

1.一种透析液温度控制系统，包括透析器以及与所述透析器相连接的管路，所述管路还与透析液袋连接，使得流经透析器的部分血液会经过所述透析液袋，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种透析液温度控制系统，其特征在于，所述温度控制单元包括有积分控制器和比例微分控制器，所述积分控制器根据所述管路内液体的温度调节第一加热组件的工作功率，所述比例微分控制器根据所述透析液袋的温度调节第一加热组件的工作功率。

3.根据权利要求1所述的一种透析液温度控制系统，其特征在于，所述第二温度测量组件以非接触式对管路内的液体进行测量。

4.根据权利要求3所述的一种透析液温度控制系统，其特征在于，所述第二温度测量组件为红外温度传感器。

5.根据权利要求4所述的一种透析液温度控制系统，其特征在于，对所述红外温度传感器进行标定的步骤包括：

6.根据权利要求3所述的一种透析液温度控制系统，其特征在于，在所述管路上设置有温度壶，所述第二温度测量组件安装于所述温度壶的外表面以对流经所述温度壶的液体进行测温。

7.根据权利要求6所述的一种透析液温度控制系统，其特征在于，所述温度壶为聚氯乙烯材料。

8.一种透析液温度控制方法，基于权利要求1-7任一项所述的透析液温度控制系统，其特征在于，包括步骤：

9.根据权利要求8所述的一种透析液温度控制方法，其特征在于，所述温度控制单元中包含有积分控制器和比例微分控制器，所述积分控制器根据所述管路内液体的温度调节第一加热组件的工作功率，所述比例微分控制器根据所述透析液袋的温度调节第一加热组件的工作功率。

技术总结
本发明属于温度控制技术领域，提供了一种透析液温度控制系统及方法，保温腔上设置有第一温度测量组件以测量所述透析液袋的温度；第一温度测量组件和用于测量管路内液体的第二温度测量组件均与温度控制单元电连接，所述温度控制单元根据测量的温度数据控制所述第一加热组件的工作功率，以使透析液温度处于一恒定值。本发明的优点在于采用双传感器温度采集的方式进行温度控制，一边是对管路内液体温度进行实时测量，另一边是对保温腔温度进行实时测量，双状态量输入单控制量输出的方式提高了温度控制的精度，并且降低滞后性所带来的影响，达到对透析液温度进行精确控制。

技术研发人员：何胜煌,何方剑,周优鹏,丁勇,沈文敏,严子健,毕文杰,徐顺铭,李峰,杨浦,张克勤
受保护的技术使用者：宁波未来清源医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15