本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种直流风扇故障监控系统。
背景技术：
电子内窥镜冷光源由于发热器件较多，需要使用风扇散热，以防止电子内窥镜内部元器件由于过热而进入保护模式，中止电子内窥镜冷光源的光源和气流供应。因此，风扇的正常工作与否对内窥镜冷光源的正常工作具有决定性的作用。因此，对风扇的故障进行检测并对故障后的风扇进行处理显得尤为重要。
但是，传统的风扇故障检测只能检测出风扇出现的故障，但在检测出风扇故障后不能采取有效的措施。例如，当检测出风扇处于过流状态时，不能将风扇快速关闭或者切断风扇的供电电路，从而导致风扇被烧坏，进一步造成不必要的经济损失，另一方面，现有的检测方法对风扇的故障检测时并不全面，其中，当风扇处于堵转状态时，则无法有效检测出风扇的堵转状态。
因此，如何将处于过流状态的直流风扇快速关闭以避免经济损失是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于公开一种直流风扇故障监控系统，将处于过流状态的直流风扇快速关闭，避免了经济损失。
为实现上述目的，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明公开了一种直流风扇故障监控系统，包括：
采集直流风扇供电电路的电压信号的电流转电压电路、信号控制电路、开关器件、保险管、二极管、电压比较电路以及信号处理模块；
所述信号控制电路与所述电流转电压电路的第一端连接，所述电流转电压电路的第二端与所述直流风扇供电电路的一端连接、所述电流转电压电路的第三端与所述电压比较电路连接；
所述开关器件分别与所述信号控制电路和所述保险管的一端连接；所述保险管的另一端与所述直流风扇供电电路的另一端连接；
所述信号控制电路用于在所述电流转电压电路输出的电压信号超出与直流风扇的正常工作电压对应的设定范围时，输出控制信号以控制所述开关器件断开；
所述保险管用于在所述直流风扇供电电路的实际电流大于所述直流风扇的额定电流时，所述保险管自身熔断以切断所述直流风扇的供电电路。
优选的，所述信号控制电路包括：第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、二极管以及电容；
其中，所述第一三极管的基极分别与所述二极管的负极和所述第二三极管的集电极连接；
所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的基极和所述第一电阻连接；
所述第二三极管的发射极分别与所述第二电阻和所述开关器件连接；
所述二极管的正极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述电流转电压电路连接；
所述电容的一端分别与所述第三电阻和所述二极管的正极连接，另一端与接地端连接。
优选的，所述电压比较电路包括：
第一运算放大器、第二运算放大器以及第四电阻；
其中，所述第一运算放大器的负极和所述第二运算放大器的正极均与所述电流转电压电路输出端连接；
所述第一运算放大器的正极设定有报警门限的最大电压值；所述第二运算放大器的负极设定有报警门限的最小电压值；
所述第一运算放大器与所述第二运算放大器的输出端均与所述第四电阻连接。
优选的，所述电流转电压电路包括：
所述电流电压转换电路包括采样电阻；
其中，所述采样电阻均与所述直流风扇和所述开关器件串接。
优选的，所述开关器件具体为三极管或者mosfet。
其次，本发明公开了另一种直流风扇故障监控系统，包括：
采集直流风扇供电电路的电压信号的电流转电压电路、开关器件、保险管、二极管、电压比较电路以及信号处理器；
所述电流转电压电路与所述电压比较电路的一端连接，所述电压比较电路的另一端与所述信号处理器的一端连接；
所述开关器件均与所述信号处理器的另一端以及所述保险管的一端连接，所述保险管的另一端与所述直流风扇供电电路连接；
所述二极管与直流风扇并联；
所述信号处理器用于在所述电压比较电路检测到所述直流风扇处于过流状态时，输出控制信号以控制所述开关器件断开；
所述保险管用于在所述直流风扇供电电路的实际电流大于所述直流风扇的正常工作电流的最大值时，所述保险管自身熔断以切断所述直流风扇供电电路。
优选的，所述信号处理器具体为51单片机。
可见，本发明公开的一种直流风扇故障监控系统，包括：采集直流风扇供电电路的电压信号的电流转电压电路，信号控制电路，开关器件、保险管、二极管、电压比较电路以及信号处理模块信号控制电路与电流转电压电路的第一端连接，电流转电压电路的第二端与直流风扇供电电路的一端连接，电流转电压电路的第三端与电压比较电路连接。信号处理模块与电压比较电路连接以显示电压比较电路输出的比较结果，开关器件分别与信号控制电路和保险管的一端连接；保险管的另一端与直流风扇供电电路的另一端连接；二极管与直流风扇并联，信号控制电路用于在电流转电压电路输出的电压信号超出与直流风扇的正常工作电压对应的设定范围时，输出控制信号以控制开关器件断开，保险管用于在直流风扇供电电路的实际电流大于直流风扇的正常工作电流的最大值时，保险管自身熔断以切断直流风扇的供电电路。
可见，本方案中，当信号控制电路检测到电流转电压电路输出的与直流风扇对应的电压信号超出直流风扇设定范围时，输出控制信号控制开关器件断开，从而切断直流风扇的供电电路以不再为直流风扇供电，且保险管在直流风扇供电电路的实际电流大于直流风扇的正常工作电流的最大值时，能自身熔断切断直流风扇供电电路。二极管在直流风扇处于过流状态时处于导通状态，从而保护直流风扇不被烧坏；避免了现有技术中控制模块处理信号延迟关闭风扇而导致风扇烧坏，进而引起不必要的经济损失，其次，通过电压比较电路和信号处理模块的组合显示当前直流风扇的工作状态，方便工作人员及时采取措施，进一步避免直流风扇被烧坏的情况发生。此外，本发明公共了另一种直流风扇故障监控系统，通过电压比较电路与信号处理器的结合，具有如上技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一种实施例公开的一种直流风扇的故障监控系统结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种信号控制电路的电路结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种电压比较电路的电路结构示意图；
图4为本发明实施例公开的另一种直流风扇故障监控系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种直流风扇故障监控系统，将处于过流状态的直流风扇快速关闭，避免了经济损失。
请参见图1，图1为本发明实施例公开的一种直流风扇的故障监控系统结构示意图，该系统包括：
采集直流风扇供电电路100上的电压信号的电流转电压电路101、信号控制电路102、开关器件103、保险管104、二极管105、电压比较电路106以及信号处理模块107；信号控制电路102与电流转电压电路101的第一端连接，电流转电压电路101的第二端与直流风扇供电电路100的一端连接；电流转电压电路101的第三端与电压比较电路106连接，开关器件103分别与信号控制电路102和保险管104的一端连接，保险管104的另一端与直流风扇供电电路100的另一端连接，二极管105与直流风扇并联；信号控制电路102用于在电流转电压电路101输出的电压信号超出与直流风扇的正常工作电压对应的设定范围时，输出控制信号以控制开关器件103断开，保险管104用于在直流风扇供电电路100的实际电流大于直流风扇的额定电流时，保险管104自身熔断以切断直流风扇供电电路。
具体的，本实施例中，电流转电压电路101先采集直流风扇供电电路100上的电流信号，然后将电流信号转换为电压信号。其中，作为优选的实施例，电流转电压电路101包括采样电阻；其中，采样电阻均与直流风扇和所述开关器件串接。
其中，根据图2中的电路结构，采样电阻r的大小可以由以下公式计算：
vbe+vd+ib×r3＝imax×r
其中，vbe为第一三极管q2导通时基极和发射极之间的电压，vd为二极管d1导通时的压降，r3为本实施例中的第三电阻，ib为流入第一三极管基极的电流，imax为直流风扇的最大工作电流，r4和r2为上拉电阻。
需要说明的是，根据信号控制电路102的不同，采样电阻r的大小也可以不同，因此，采样电阻r的计算并不局限于上述提到的公式。
信号控制电路102中预先设置有直流风扇的正常工作的工作电压或工作电流，设定范围即为直流风扇的正常工作时的工作电压/电流，设定范围具体可以通过直流风扇的具体型号以确定直流风扇的正常工作电压/电流范围；本发明实施例在此并不作限定。当电流转电压电路101输出的电压信号不处于直流风扇的正常工作的工作电压或工作电流范围时，信号控制电路102输出控制信号控制开关器件103处于截止工作状态。当电流转电压电路101再次输出的电压信号处于直流风扇的正常工作的工作电压或工作电流范围时，则由信号控制电路102输出控制信号控制开关器件103处于导通状态。进一步，信号控制电路102输出的控制信号可以为低电平信号，也可以为高电平信号，控制信号的类型具体以开关器件103的类型确定，若开关器件103为正电压关断类型的开关，则信号控制电路102输出的控制信号则为高电平信号；若开关器件103为负电压关断类型的开关，则信号控制电路102输出的控制信号则为低电平信号。
开关器件103的类型可以为三极管、二极管、cmos管、mosfet等，其中，作为优选的实施例，开关器件103具体为三极管或mosfet，当开关器件103为三极管时，三极管的基极与信号控制电路102连接，三极管的集电极与供电电源连接，三极管的发射极与直流风扇连接。则对应的，若风扇处于过流状态时，信号控制电路102应保证输出的使能信号在进入三极管基极后，能保证三极管处于截止工作状态。三极管的连接位置只要保证在直流风扇处于过流状态时，能切断直流风扇的供电电路即可，具体的安装位置即连接关系本发明实施例并不作限定。
电压比较电路106用于将电流转电压电路101输出的电压信号分别与直流风扇供电电路100的最大电压和最小电压进行比较并输出检测信号；信号处理模块107用于当检测信号为电流转电压电路101输出的电压信号大于最大电压的信号，则判定直流风扇处于过流状态；当检测信号为电流转电压电路101输出的电压信号小于最小电压的信号，则判定直流风扇处于断路、堵转或不转状态；当检测信号为电流转电压电路101输出的电压信号处于最大电压或最小电压之间的信号，则判定直流风扇处于正常工作状态。
具体的，本实施例中，直流风扇供电电路100的最大电压vmax可以用下式计算：
vmzx＝imax×r
直流风扇供电电路100的最小电压vmin可以用下式计算：
vmin＝imin×r；
其中，imax为直流风扇供电电路100上的最大工作电流，imin为直流风扇供电电路100上的最小工作电流，r为电流转电压电路101的采样电阻。其中，采样电阻r的计算与上文实施例中提到的计算方式相同，本发明实施例在此不再赘述。
进一步，本实施例中，电压比较电路106输出直流风扇的当前工作电压和最大电压以及最小电压的比较结果后，在信号处理模块显示当前的比较结果，比较结果包括：当电压比较电路106判断直流风扇当前工作电压大于最大电压或者当前工作电压小于最小电压时直流风扇处于故障状态，电压比较电路106输出低电平信号，即vout＝0，当电压比较电路106判断直流风扇当前工作电压处于最小电压和最大电压之间时，则直流风扇处于正常工作状态，电压比较电路106输出高电平信号，即vout＝vcc；此时，信号处理模块107接收到电压比较电路106输出的信号后，显示高低电平信号以监测当前直流风扇处于故障状态还是正常工作状态。
进一步，信号处理模块107还能在直流风扇处于过流状态时，能够输出关断信号从而控制开关器件103断开，切断直流风扇供电电路100不再为直流风扇供电。此时，信号处理模块107可以和信号控制电路102配合共同控制开关器件103的关断/导通。当然，也可以由信号处理模块107单独控制开关器件103的关断/导通，此时，该直流风扇的故障监控系统可以为开关器件103、保险管104、二极管105、直流风扇供电电路100、电流转电压电路101、电压比较电路106以及信号处理模块107组成。
基于上述实施例，作为优选的实施例，请参见图2，图2为本发明实施例公开的一种信号控制电路的电路结构示意图；信号控制电路102包括：第一三极管、第二三极管、第一电阻r2、第二电阻r4、第三电阻r3、二极管以及电容；其中，第一三极管的基极分别与二极管的负极和第二三极管的集电极连接；第二三极管的发射极分别与第二电阻r4和开关器件103连接；二极管的正极与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与电流转电压电路101连接，电容的一端分别与第三电阻r3和二极管的正极连接，另一端与接地端连接。
具体的，本实施例中第一三极管q2与第二三极管q1的类型可以为同一种类型的三极管，当然，根据电路的实际情况，第一三极管q2和第二三极管q1的类型也可以不同，第一电阻r2、第二电阻r4以及第三电阻r3可以是单一的电阻，但是根据实际的电路情况，第一电阻r2、第二电阻r4以及第三电阻r3也可以是由多个电阻串联或并联构成。以第一电阻r2为例，其可以由10欧姆和20欧姆的电阻串联/并联而成。当采用本实施例中的信号控制电路102时，电流转电压电路101输出的电压信号大于使第一三极管q2的导通电压时，第一三极管q2此时处于导通状态，第一三极管q2导通后，使第二三极管q1也处于导通状态，此时，第二二极管q1的发射极输出使能信号fanen信号，使能信号fanen信号使开关器件103处于截止工作状态，此时开关器件103相当于断开的开关从而切断直流风扇供电电路100。
具体的，本实施例中，电容的数量可以为一个，电容的数量也可以为多个，电容的数量可以根据实际情况进行选取，本发明实施例在此并不作限定。
进一步，保险管104可以为保险丝，保险管104的设置位置以及连接关系只要能保证直流风扇处于过流状态时，能自身熔断保证直流风扇的供电电路处于断开状态即可。
需要说明的是，本实施例中，信号控制电路102也可以由其它器件构成，本发明实施例在此并不作限定。
基于以上实施例，作为优选的实施例，请参见图3，图3为本发明实施例公开的一种电压比较电路的电路结构示意图；
电压比较电路105包括：第一运算放大器、第二运算放大器以及第四电阻r1；
其中，第一运算放大器的负极和第二运算放大器的正极均与电流转电压电路101输出端vout连接；
第一运算放大器的正极3设定有报警门限的最大电压值vmax；第二运算放大器的负极6设定有报警门限的最小电压值vmin；第一运算放大器的负极2和第二运算放大器的正极5均接入电流转电压电路101的输出信号vin。
第一运算放大器与第二运算放大器的输出端vout均与第四电阻r1连接。
可见，本发明实施例公开的一种直流风扇故障监控系统，通过电压比较电路将电流转电压电路采集的直流风扇供电电路上的电压信号与直流风扇的报警门限的最大电压值和最小电压值比较，再通过信号处理模块检测直流风扇是否发生故障，有效检测出直流风扇的故障类型。
请参见图4，图4为本发明实施例公开的另一种直流风扇故障监控系统结构示意图，该系统包括：采集直流风扇供电电路400的电压信号的电流转电压电路401、开关器件403、保险管404、二极管405、电压比较电路406以及信号处理器407；
电流转电压电路401与电压比较电路406的一端连接，电压比较电路406的另一端与信号处理器407的一端连接；
开关器件403均与信号处理器407的另一端以及保险管404的一端连接，保险管404的另一端与直流风扇供电电路100连接；
二极管405与直流风扇并联；
信号处理器407用于在电压比较电路406检测到直流风扇处于过流状态时，输出控制信号以控制开关器件403断开；
保险管404用于在直流风扇供电电路100的实际电流大于直流风扇的正常工作电流的最大值时，保险管404自身熔断以切断直流风扇供电电路100。
具体的，本实施例中，直流风扇供电电路400、电流转电压电路401、开关器件403、保险管404、二极管405以及电压比较电路406与上文中实施例中记载的直流风扇供电电路100、电流转电压电路101、信号控制电路102、开关器件103、保险管104、二极管105、电压比较电路106对应相同，本实施例在此不再赘述。信号处理器可以为控制电路、单片机等，作为优选的实施例，信号处理器407具体为51单片机。当电压比较电路106检测到直流风扇过流时，则输出使能信号至信号处理器107，使信号处理器107输出控制信号控制开关器件103处于断开状态。可见，本实施例中，当信号处理器在电压比较电路检测到直流风扇处于过流状态时，输出控制信号以控制开关器件断开，从而切断直流风扇的供电电路以不再为直流风扇供电，且保险管在直流风扇供电电路的实际电流大于直流风扇的正常工作电流的最大值时，能自身熔断切断直流风扇供电电路。二极管在直流风扇处于过流状态时处于导通状态，从而保护直流风扇不被烧坏；避免了现有技术中控制模块处理信号延迟关闭风扇而导致风扇烧坏，进而引起不必要的经济损失。
以上对本申请所提供的一种直流风扇故障监控系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。