專(zhuān)利名稱(chēng)：一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)及其控制方法，尤其適用于對(duì)流動(dòng)液體快速、恒溫加熱，如前列腺電切、輸尿管鏡檢、經(jīng)皮腎鏡、彈道碎石術(shù)中對(duì)沖洗液的加溫。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療科研工作中，經(jīng)常需要對(duì)液體進(jìn)行加熱。如輸血時(shí)加熱，全身熱療時(shí)加熱輸液，體外循環(huán)、血液透析、人工肝治療時(shí)加熱血液回輸；泌尿外科微創(chuàng)手術(shù)的沖洗液加熱等。由于無(wú)菌原則的要求，多將整瓶輸液用熱水浸泡后使用，存在溫度難以控制的問(wèn)題。
現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?9252275.7，發(fā)明名稱(chēng)為一種輸液加熱恒溫器。公開(kāi)了一種使用PTC陶瓷元件的靜脈輸液加熱器，PTC產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)輸液管壁傳導(dǎo)到液體。由于輸液管壁為熱的不良導(dǎo)體，這種方法對(duì)于高流量的液體加熱效果不理想。
現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?0123777.2，發(fā)明名稱(chēng)為一種靜脈輸液的加熱系統(tǒng)。公開(kāi)了一種在緊靠向患者輸液前加熱靜脈輸液的醫(yī)療用管。它包括一個(gè)內(nèi)帶，沿帶長(zhǎng)有一加熱件來(lái)加熱流經(jīng)的流體。在管的出入口上的溫度傳感器傳遞加熱和未加熱的溫度，提供有調(diào)節(jié)向流體供熱的反饋控制電路。在帶中的電流輸送線(xiàn)散發(fā)熱，加熱帶再加熱管中流體。加熱控制裝置調(diào)節(jié)傳到帶中電路輸送線(xiàn)的電流。所述帶的厚度足以裝加熱件，并裝有另外的溫度信號(hào)，但是柔性的，使管可以通常方式使用。該發(fā)明在使用時(shí)，帶中的電流輸送線(xiàn)存在漏電的危險(xiǎn)；使用熱敏電阻為溫度傳感器，存在響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的不足，且?guī)У纳a(chǎn)成本較高。
現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?1103676.8，發(fā)明名稱(chēng)為流體加熱設(shè)備。公開(kāi)了一種電源頻率電力流體加熱器，包括一個(gè)無(wú)鐵芯變壓器和一個(gè)導(dǎo)電的套筒，準(zhǔn)備加熱的流體流過(guò)該套筒。無(wú)鐵芯變壓器包括一個(gè)與套筒互相電絕緣，但至少部分地纏繞該套筒的一次繞組；一個(gè)與一次繞組有磁通鏈接的二次繞組，二次繞組與一次繞組互相電絕緣，但是與套筒有電連接，使套筒同時(shí)受電阻加熱和受渦流加熱?，F(xiàn)有技術(shù)中，美國(guó)專(zhuān)利第4,471,191號(hào)，公開(kāi)了一種流體加熱器，包括有一個(gè)無(wú)鐵芯變壓器，一個(gè)一次線(xiàn)圈圍繞著一個(gè)容器，容器的內(nèi)部由數(shù)個(gè)金屬圓筒體分割成幾部分，形成若干通道，準(zhǔn)備加熱的流體就從這些通道中流過(guò)。金屬環(huán)或螺旋形狀的二次線(xiàn)圈位于容器的內(nèi)部，與圓筒體相間隔開(kāi)。在使用中，一次線(xiàn)圈在二次線(xiàn)圈或多個(gè)二次線(xiàn)圈內(nèi)感應(yīng)出一個(gè)電壓，二次線(xiàn)圈被短路因而由感應(yīng)電流在其中產(chǎn)生熱。金屬圓筒體也被感應(yīng)加熱，從二次線(xiàn)圈或多個(gè)二次線(xiàn)圈和從圓筒體來(lái)的熱對(duì)流經(jīng)容器的流體進(jìn)行加熱。由于一次線(xiàn)圈是在容器的外面，因而對(duì)流體的加熱不起作用；且二次線(xiàn)圈與金屬圓筒體同心，一次和二次線(xiàn)圈之間發(fā)生磁通量泄漏，所以工作效率不高。以上兩種設(shè)計(jì)，存在流體的通道彎曲不便于消毒的不足。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)使用時(shí)，加熱效率低、不便于消毒、耗能、存在漏電等的不足，本發(fā)明提供一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，利用電磁感應(yīng)原理對(duì)浸沒(méi)于流體中的金屬材料進(jìn)行渦流加熱，熱效率高，瞬間測(cè)溫顯示，智能變頻控制功率，保證不同流量下液體的恒溫輸出，截流、斷流自動(dòng)停止加熱，操作過(guò)程完全符合無(wú)菌原則，而且電流與人體絕對(duì)隔離。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于其包括溫度傳感器、壓力傳感器、溫控電路、電磁加熱電路、加熱容器，其中加熱容器外殼為非金屬材料(如非PVC材料)，分為加熱區(qū)3和測(cè)溫區(qū)4，加熱區(qū)3內(nèi)有金屬板6和支架5；測(cè)溫區(qū)4的溫度傳感器15連接溫控電路，控制電磁加熱電路，保證流出液體溫度恒定；壓力傳感器16、金屬板6上方的溫度傳感器11檢測(cè)的信息分別用于判斷截流和斷流，控制停止加熱。溫度傳感器11、15、壓力傳感器16位于頂蓋10內(nèi)，溫控電路、電磁加熱電路位于加熱容器下方的機(jī)殼內(nèi)，電磁加熱電路的機(jī)殼側(cè)面及底部有散熱孔14，頂蓋10固定金屬板6與電磁線(xiàn)圈12之間的距離，保證加熱效率。
本發(fā)明的控制方法，包括下列步驟(1)通電，加熱系統(tǒng)初始化；(2)控制器計(jì)算設(shè)定溫度Ta與流出道實(shí)測(cè)溫度的差ΔT0；(3)如果步驟2檢測(cè)到的ΔT0大于0，根據(jù)設(shè)定的溫差-最大功率，輸出相應(yīng)的控制值；(4)控制器計(jì)算容器壁的實(shí)測(cè)壓力與設(shè)定壓力的差ΔP；(5)如果步驟4檢測(cè)到的ΔP大于或等于0，控制器控制停機(jī)，回步驟4；如果小于0，進(jìn)入步驟6；(6)控制器計(jì)算流出道實(shí)測(cè)溫度Tan與設(shè)定溫度Ta的差ΔTan；(7)如果步驟6檢測(cè)到的ΔTan大于a，主控制器控制停機(jī)，回步驟6；如果ΔTan小于0，回步驟3；如果ΔTan大于或等于0，控制器要求計(jì)算金屬材料的表面溫度變化，進(jìn)入步驟10；(8)步驟7的同時(shí)，控制器計(jì)算實(shí)測(cè)金屬材料的表面溫度Tbn與設(shè)定溫度Tb的差ΔTbn；(9)如果步驟5檢測(cè)到的ΔTbn大于或等于b，主控制器控制停機(jī)，回步驟8；如果ΔTbn小于b，進(jìn)入步驟10；(10)控制器計(jì)算金屬材料的表面溫度變化率d；(11)如果步驟10檢測(cè)到的d大于1，減小功率，回步驟4；如果d小于1，增加功率，回步驟4。
本發(fā)明的有益效果是自動(dòng)恒溫加熱不同流量的流體，斷流、截流自動(dòng)停止加熱，無(wú)漏電危險(xiǎn)，符合無(wú)菌原則，而且操作簡(jiǎn)單。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)實(shí)施例1的原理框圖；圖2為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的加熱容器軸測(cè)圖；圖3為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的加熱容器A-A斷面圖；圖4為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的加熱容器B-B斷面圖；
圖5為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的加熱容器軸測(cè)透視圖；圖6為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)工作狀態(tài)軸測(cè)圖；圖7為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)實(shí)施例2的A-A斷面圖；圖8為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)實(shí)施例2的A-A斷面軸測(cè)圖；圖9為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)實(shí)施例3的A-A斷面圖；
圖10為本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)實(shí)施例3的A-A斷面軸測(cè)圖。
附圖中1.入液管，2.出液管，3.加熱區(qū)，4.測(cè)溫區(qū)，5.支架，6.金屬板，7.液晶顯示屏，8.控制鍵，9.電源開(kāi)關(guān)，10.頂蓋，11.紅外線(xiàn)傳感器，12.電磁線(xiàn)圈，13.電路板，14.散熱孔，15.紅外線(xiàn)傳感器，16.壓力傳感器。
具體實(shí)施例加熱容器圖2、圖3、圖4、圖5分別給出加熱容器的軸測(cè)圖、A-A斷面圖、B-B斷面圖、軸測(cè)透視圖。
加熱容器由金屬板6和容器組成，容器分為加熱區(qū)3和測(cè)溫區(qū)4，金屬板6位于加熱區(qū)3內(nèi)，加熱區(qū)3連接入液管1，工作時(shí)位于壓力傳感器16下方；測(cè)溫區(qū)4連接出液管2，工作時(shí)位于紅外線(xiàn)傳感器15下方，測(cè)溫區(qū)4除測(cè)溫外，還具有緩沖液體溫度變化的功能。容器的外殼為非PVC材料，具有一定的彈性；金屬板6與容器外殼之間有耐高溫材料制成的支架5隔開(kāi)，支架5有一圓孔位于紅外線(xiàn)傳感器11下方，供測(cè)溫使用。工作時(shí)，金屬板6完全被液體浸沒(méi)，對(duì)液體的加熱效率高；而且產(chǎn)生的熱量被流動(dòng)的液體帶走，容器表面的溫度不高避免燙傷的危險(xiǎn)。
實(shí)施例1
圖1給出實(shí)施例1的原理框圖。
本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)由一個(gè)溫度傳感器、溫控電路、電磁加熱電路、加熱容器組成。溫度傳感器用于檢測(cè)流出液體的溫度，溫控電路用于控制電磁加熱電路功率，保證流出液體的溫度不大于設(shè)定值。
本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的控制方法是這樣的，加熱容器注入液體后，首先給加熱系統(tǒng)通電，控0制器對(duì)加熱系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后溫度傳感器開(kāi)始測(cè)量流出道液體的溫度并計(jì)算設(shè)定溫度與實(shí)際測(cè)量得到的溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于0℃，如果大于，按照溫差大小取出設(shè)定的控制值，以最大功率開(kāi)始加熱，流出道的溫度傳感器開(kāi)始采樣。
溫度傳感器測(cè)量流出液體的溫度，并計(jì)算實(shí)際測(cè)量得到的溫度與設(shè)定溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于a，如果不大于，就繼續(xù)以最大功率加熱，回到對(duì)流出液體溫度進(jìn)行采樣；如果大于，控制器控制停止加熱并報(bào)警，回到對(duì)流出液體溫度進(jìn)行采樣。
實(shí)施例2圖7、圖8分別給出實(shí)施例2的A-A斷面圖和A-A斷面軸測(cè)圖。
本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)由溫度傳感器、溫控電路、電磁加熱電路、加熱容器組成。兩個(gè)紅外線(xiàn)傳感器位于頂蓋10內(nèi)，一個(gè)位于加熱容器測(cè)溫區(qū)4的上方，用于檢測(cè)流出液體的溫度；一個(gè)位于加熱區(qū)3的金屬板6上方，用于檢測(cè)其表面溫度。溫控電路控制電磁加熱電路功率，保證不同流量下流體的恒溫輸出，斷流、截流時(shí)停止加熱。
本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的控制方法是這樣的，加熱容器注入液體后，首先給加熱系統(tǒng)通電，控制器對(duì)加熱系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后溫度傳感器開(kāi)始測(cè)量流出道液體的溫度并計(jì)算設(shè)定溫度與實(shí)際測(cè)量得到的溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于0℃，如果大于，按照溫差大小取出設(shè)定的控制值，以最大功率開(kāi)始加熱，流出道和金屬板上方的溫度傳感器開(kāi)始采樣。
溫度傳感器測(cè)量流出液體的溫度，并計(jì)算實(shí)際測(cè)量得到的溫度與設(shè)定溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于a，如果是，控制器控制停止加熱并報(bào)警，回到對(duì)流出液體溫度進(jìn)行采樣。如果不大于a就檢測(cè)溫差是否大于0℃，如果不是就繼續(xù)加熱，回到對(duì)流出液體溫度進(jìn)行采樣；如果是就要求計(jì)算金屬板表面的溫度變化趨勢(shì)。
溫度傳感器測(cè)量金屬板的表面溫度，計(jì)算金屬板實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于0℃，如果是，則提示加熱區(qū)內(nèi)液體減少(斷流)或流速減慢(截流)，控制器控制停止加熱并報(bào)警。如果小于0℃，并且控制器要求計(jì)算金屬板的表面溫度變化趨勢(shì)，控制器讀取上一個(gè)溫差計(jì)算水溫變化斜率，檢測(cè)斜率是否大于1，如果是，則提示液體溫度升高，流速減慢，就減少輸出功率；如果斜率小于1，則提示液體溫度下降，流速加快，就加大輸出功率。以相應(yīng)的功率加熱，并回到開(kāi)始對(duì)流出道和金屬板表面的溫度進(jìn)行采樣。
實(shí)施例3圖9、
圖10分別給出實(shí)施例3的A-A斷面圖和A-A斷面軸測(cè)圖。
本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)由溫度傳感器、壓力傳感器、溫控電路、電磁加熱電路、加熱容器組成。三個(gè)紅外線(xiàn)傳感器位于頂蓋10內(nèi)，兩個(gè)位于加熱容器測(cè)溫區(qū)4的上方，用于檢測(cè)流出液體的溫度；一個(gè)位于加熱區(qū)3的金屬板6上方，用于檢測(cè)其表面溫度。溫控電路控制電磁加熱電路功率，保證不同流量下流體的恒溫輸出，斷流時(shí)停止加熱；壓力傳感器16位于頂蓋10與加熱容器加熱區(qū)3的外殼之間，其檢測(cè)的信號(hào)用于控制電源，保證截流時(shí)停止加熱。
本發(fā)明醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)的控制方法是這樣的，加熱容器注入液體后，首先給加熱系統(tǒng)通電，控制器對(duì)加熱系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后溫度傳感器開(kāi)始測(cè)量流出道液體的溫度并計(jì)算設(shè)定溫度與實(shí)際測(cè)量得到的溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于0℃，如果大于，按照溫差大小取出設(shè)定的控制值，以最大功率開(kāi)始加熱，壓力傳感器開(kāi)始采樣。
壓力傳感器測(cè)量加熱區(qū)容器壁的壓力，計(jì)算實(shí)際測(cè)量壓力與設(shè)定壓力的差，隨后檢測(cè)壓力差是否大于0，如果是，則提示截流，控制器控制停止加熱并報(bào)警，壓力傳感器重新開(kāi)始采樣。如果小于0，繼續(xù)加熱，流出道和金屬板上方的溫度傳感器開(kāi)始采樣。
溫度傳感器測(cè)量流出液體的溫度，并計(jì)算實(shí)際測(cè)量得到的溫度與設(shè)定溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于a，如果是，控制器控制停止加熱并報(bào)警，回到對(duì)流出液體溫度進(jìn)行采樣。如果不大于a就檢測(cè)溫差是否大于0℃，如果不是就繼續(xù)加熱，回到對(duì)加熱容器外殼的壓力進(jìn)行采樣；如果是就要求計(jì)算金屬板表面的溫度變化趨勢(shì)。
溫度傳感器測(cè)量金屬板的表面溫度，計(jì)算金屬板實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度的差，隨后檢測(cè)溫差是否大于0℃，如果是，則提示加熱區(qū)內(nèi)液體減少(斷流)或流速減慢(截流)，控制器控制停止加熱并報(bào)警。如果小于0℃，并且控制器要求計(jì)算金屬板表面的溫度變化趨勢(shì)，控制器讀取上一個(gè)溫差計(jì)算水溫變化斜率，檢測(cè)斜率是否大于1，如果是，則提示液體溫度升高，流速減慢，就減少輸出功率；如果斜率小于1，則提示液體溫度下降，流速加快，就加大輸出功率。以相應(yīng)的功率加熱，并回到對(duì)加熱容器加熱區(qū)外殼的壓力進(jìn)行采樣。
權(quán)利要求1.一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于其包括溫度傳感器、溫控電路、電磁加熱電路、加熱容器，其中溫控電路控制電磁加熱電路，溫度傳感器位于加熱容器的測(cè)溫區(qū)上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于加熱容器外殼為非金屬材料，分為加熱區(qū)和測(cè)溫區(qū)，分別連接入液管、出液管，加熱區(qū)內(nèi)有金屬板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于加熱容器為盤(pán)繞呈同心圓的軟管，軟管內(nèi)有條狀或絲狀的金屬材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于溫控電路可為模擬控制電路或數(shù)字控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于溫控電路有兩個(gè)CPU，均具備停機(jī)的權(quán)限，分別連接檢測(cè)流出液體溫度的兩個(gè)溫度傳感器，CPU間進(jìn)行溫度對(duì)比。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于其共有三個(gè)溫度傳感器，兩個(gè)溫度傳感器位于測(cè)溫區(qū)上方，檢測(cè)該處的水溫；一個(gè)位于加熱區(qū)金屬板的上方，檢測(cè)金屬板表面溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于溫度傳感器可為紅外感應(yīng)器、熱敏電阻、熱敏二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，其特征在于其包括溫度傳感器、壓力傳感器、溫控電路、電磁加熱電路、加熱容器，其中壓力傳感器與加熱容器加熱區(qū)外殼接觸，檢測(cè)的信號(hào)控制電源供電電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)用流體恒溫加熱系統(tǒng)，尤其適用于對(duì)流動(dòng)液體快速、恒溫加熱。其包括溫度傳感器、壓力傳感器、溫控電路、電磁加熱電路、加熱容器，其中加熱容器外殼為非金屬材料(如非PVC材料)，分為加熱區(qū)3和測(cè)溫區(qū)4，加熱區(qū)3內(nèi)有金屬板6和支架5；溫度傳感器11、15、壓力傳感器16位于頂蓋10內(nèi)，溫控電路、電磁加熱電路位于加熱容器下方的機(jī)殼內(nèi)，頂蓋固定金屬板6與電磁線(xiàn)圈12之間的距離。本實(shí)用新型利用電磁感應(yīng)原理對(duì)浸沒(méi)于流體中的金屬材料進(jìn)行渦流加熱，熱效率高，瞬間測(cè)溫顯示，智能變頻控制功率，保證不同流量下流體的恒溫輸出，截流、斷流自動(dòng)停止加熱，操作過(guò)程完全符合無(wú)菌原則，而且電流與人體絕對(duì)隔離。
文檔編號(hào)F24H1/10GK2917667SQ20052012030
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者陳虎, 尹國(guó)雄, 陳祎, 王翀, 劉勵(lì)璇, 陳曉 申請(qǐng)人:陳虎, 尹國(guó)雄