用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置，包括殼體和位于殼體中的液體袋，其中殼體內(nèi)設(shè)置有平行布置并且相互隔開(kāi)的第一金屬板和第二金屬板，其中第一金屬板和第二金屬板在殼體中限定加熱腔；第一加熱絲和第二加熱絲，第一加熱絲和第二加熱絲均形成回環(huán)彎折平面體構(gòu)型，其中液體袋位于加熱腔中，并且具有回環(huán)彎折液體流路。本發(fā)明通過(guò)平行布置并且相互隔開(kāi)的金屬板設(shè)計(jì)、以及形成回環(huán)彎折平面體構(gòu)型的加熱絲和液體袋設(shè)計(jì)以加快灌注液熱量的吸收；還通過(guò)在設(shè)置多處溫度傳感器并通過(guò)溫度控制單元進(jìn)行宏觀和微觀調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)灌注液溫度的精確控制，以達(dá)到溫度提升速度快、過(guò)沖小、靜態(tài)誤差小的效果。
【專利說(shuō)明】用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種醫(yī)用灌注泵用加熱設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)施臨床外科手術(shù)過(guò)程中，會(huì)有一些諸如煙霧、被切除的組織、滲血、滲液等污染物、附著物產(chǎn)生以及局部高溫的情況出現(xiàn)，就需要在手術(shù)過(guò)程中用溶液對(duì)手術(shù)部位進(jìn)行實(shí)時(shí)清洗，因而醫(yī)用灌注泵被應(yīng)用于臨床外科手術(shù)中，這種醫(yī)用灌注泵對(duì)灌注液的溫度、壓力、流速具有很高的要求。目前廣泛使用的醫(yī)用灌注泵，一方面大多沒(méi)有加熱裝置，需要時(shí)只是將提前加熱好的液體進(jìn)行灌注，這會(huì)使得進(jìn)入患者體內(nèi)的灌注液的溫度難以控制，同時(shí)當(dāng)進(jìn)入患者體內(nèi)灌注液的溫度低于安全值范圍時(shí),大量的灌注液沖洗會(huì)帶走患者身體熱量引起患者體溫過(guò)低，導(dǎo)致手術(shù)中患者體溫下降或術(shù)后患者低體溫所引起的并發(fā)癥。例如申請(qǐng)?zhí)枮?00420044633.4、名稱為“醫(yī)用灌注泵”的中國(guó)實(shí)用新型專利即公開(kāi)了這種流量可控但溫度不可控的醫(yī)用灌注設(shè)備。二來(lái)沒(méi)有壓力、流速控制裝置，無(wú)法對(duì)沖洗液進(jìn)行精確的流速控制和壓力控制，使手術(shù)過(guò)程中的沖洗操作控制頗為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響手術(shù)的進(jìn)程。
[0003]為解決恒溫控制這一問(wèn)題，例如申請(qǐng)?zhí)枮?01020135532.3、名稱為“溫控醫(yī)用灌注泵”的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種外科手術(shù)用的溫控醫(yī)用灌注泵，通過(guò)對(duì)加熱器的加熱同時(shí)對(duì)蠕動(dòng)泵的流量進(jìn)行控制解決灌注液低于人體溫度的缺陷，保證灌注液體溫度為人體溫度。申請(qǐng)?zhí)枮?00810106317.8、名稱為“自控醫(yī)用灌注泵及其控制方法”的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種醫(yī)用灌注泵及用其對(duì)灌注液進(jìn)行溫度控制的電路。這兩種技術(shù)方案或許可以實(shí)現(xiàn)對(duì)灌注液的溫度控制，但結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，對(duì)溫度變化速度、過(guò)沖量控制等問(wèn)題都未涉及。
[0004]為解決流速、壓力控制問(wèn)題，例如申請(qǐng)?zhí)枮?2249349.2、名稱為“醫(yī)用沖洗設(shè)備”的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種通過(guò)氣體腔壓出儲(chǔ)液的沖洗器，能夠自動(dòng)供液、恒壓沖洗，但是通過(guò)儲(chǔ)液罐提供沖洗液，故只適用于泌尿外科微創(chuàng)手術(shù)、膀胱沖洗等用液量不大的手術(shù)，對(duì)需要持續(xù)不停沖洗且需液量大的手術(shù)便不能適用，且本實(shí)用新型亦不可對(duì)壓力和流速實(shí)現(xiàn)精確化控制；例如200420009239.7、名稱為“醫(yī)用沖洗器”的中國(guó)實(shí)用新型專利也公開(kāi)了一醫(yī)用沖洗設(shè)備，其控制流速和壓力是通過(guò)流量開(kāi)關(guān)設(shè)置的，并在前端配以噴水嘴以控制流水的形狀，這種設(shè)備只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的手術(shù)沖洗，對(duì)精確化要求高的手術(shù)便不再適用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明欲解決以上恒溫控制的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的對(duì)醫(yī)用灌注泵輸出的灌注液進(jìn)行恒溫控制的加熱裝置，該裝置能夠更好地控制灌注泵最終的出水溫度，具有溫度提升速度快、過(guò)沖小、靜態(tài)誤差小等特點(diǎn)。具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置，包括殼體和位于殼體中的液體袋，其中殼體內(nèi)設(shè)置有:
[0007]平行布置并且相互隔開(kāi)的第一金屬板和第二金屬板，其中第一金屬板和第二金屬板在殼體中限定加熱腔；
[0008]第一加熱絲和第二加熱絲，第一加熱絲和第二加熱絲均形成回環(huán)彎折平面體構(gòu)型，分別位于第一金屬板和第二金屬板外側(cè)并與之平行隔開(kāi)；以及第一隔熱層和第二隔熱層，分別位于第一加熱絲和第二加熱絲外側(cè)并與之平行隔開(kāi)，其中液體袋位于加熱腔中，并且具有回環(huán)彎折液體流路。
[0009]第一金屬板和第二金屬板接收第一加熱絲和第二加熱絲產(chǎn)生的熱量加熱，使得第一加熱絲和第二加熱絲產(chǎn)生的熱量能夠更加均勻地分布，從而使液體袋能夠均勻加熱。第一加熱絲和第二加熱絲這種回環(huán)彎折平面體構(gòu)型可以最大限度增加加熱絲的長(zhǎng)度，增加第一金屬板和第二金屬板的受熱面積，有利于快速提升溫度。液體袋用于裝載灌注液，為軟質(zhì)材料制作，呈回環(huán)彎折液體流路設(shè)置以增加灌注液在加熱腔內(nèi)的加熱時(shí)間，有利于液體袋里的灌注液充分快速吸收熱量，提升加熱速度；此外，液體袋將灌注液與加熱裝置隔離，可以避免加熱裝置污染灌注液。加熱裝置內(nèi)的對(duì)稱的發(fā)熱結(jié)構(gòu)可以使液體袋上下兩面同時(shí)受熱，提升加溫速度。第一隔熱層和第二隔熱層用于將第一加熱絲和第二加熱絲產(chǎn)生的熱量與殼體隔絕，以減少熱量的散失。
[0010]其中液體袋具有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口處設(shè)置有進(jìn)液口溫度傳感器，出液口處設(shè)置有出液口溫度傳感器，并且加熱腔中部也設(shè)置有加熱腔溫度傳感器。進(jìn)液口溫度傳感器、出液口溫度傳感器、加熱腔溫度傳感器用于對(duì)灌注液的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；這種監(jiān)測(cè)方式可以監(jiān)測(cè)到灌注液進(jìn)、出加熱腔的溫度，通過(guò)溫度控制單元計(jì)算進(jìn)出水的溫度差，根據(jù)進(jìn)入加熱腔的流量大小，可以得到灌注液加熱所需要的熱量；根據(jù)該所需熱量、灌注液流經(jīng)加熱腔的流量大小、比熱容等數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出加熱絲的實(shí)時(shí)加熱功率。現(xiàn)有技術(shù)中，一般溫度監(jiān)控設(shè)備都沒(méi)有監(jiān)控加熱腔的內(nèi)部溫度，直接通過(guò)灌注液出入加熱腔的溫差就可以計(jì)算出加熱絲的加熱功率，這種加熱方式因加熱絲的熱量散失和傳熱阻隔效率會(huì)有所降低，導(dǎo)致液體袋實(shí)際吸收的熱量比計(jì)算得到的要小，溫度控制不夠精確，出現(xiàn)靜態(tài)誤差大的問(wèn)題。監(jiān)控加熱腔內(nèi)中部的溫度，一來(lái)可以得到與液體袋最為接近處的傳熱溫度，可認(rèn)為是液體袋的表面溫度，此處測(cè)量的溫度值可以準(zhǔn)確的計(jì)算液體袋實(shí)際正在吸收的熱量；二來(lái)精確測(cè)量并計(jì)算灌注液僅在加熱腔內(nèi)加熱所需的熱量，可以實(shí)現(xiàn)加熱絲的發(fā)熱功率的微調(diào)，從而精確的控制加熱絲的加熱功率，達(dá)到減小誤差，解決靜態(tài)誤差大的問(wèn)題。
[0011]本加熱裝置還包括溫度控制單元，分別接收來(lái)自進(jìn)液口溫度傳感器、出液口溫度傳感器和加熱腔溫度傳感器的溫度信號(hào)，并根據(jù)所接收的溫度信號(hào)，控制第一加熱絲和第二加熱絲的加熱功率，以使來(lái)自出液口溫度傳感器的溫度信號(hào)保持為預(yù)設(shè)值。
[0012]進(jìn)一步的，進(jìn)液口外接有進(jìn)入導(dǎo)管接頭，用于連接與液體源連通的進(jìn)入導(dǎo)管；出液口外接有排出導(dǎo)管接頭，用于連接將已加熱液體排出的排出導(dǎo)管。進(jìn)入導(dǎo)管接頭和排出導(dǎo)管接頭內(nèi)徑不變，兩端外徑逐漸增大，進(jìn)液口一端與進(jìn)入導(dǎo)管、出液口一端與排出導(dǎo)管都形成過(guò)盈配合，且接頭外表面經(jīng)過(guò)磨砂處理。這樣既可以保持灌注液流動(dòng)狀態(tài)不變，又可以保證連接的密封性。
[0013]進(jìn)一步的,其中第一金屬板和第二金屬板間隔3?5mm。間隙設(shè)置成3?5mm是為了減少熱量傳輸?shù)膿p失，盡可能的將熱量全部傳輸?shù)揭后w袋上，避免誤差，達(dá)到靜態(tài)誤差小的技術(shù)效果。試驗(yàn)中5mm為效果最佳。
[0014]進(jìn)一步的，其中液體袋中的液體流路的橫截面面積不大于19.6mm2。在此橫截面為此數(shù)據(jù)時(shí)液體流路的直徑即為5mm。
[0015]進(jìn)一步的，其中液體袋中的液體流路的總長(zhǎng)不小于2.84m。這種長(zhǎng)度的液體流路才足以保證加熱絲對(duì)液體袋內(nèi)的灌注液充分加熱。
[0016]同時(shí)，殼體為長(zhǎng)方體。隔熱層、加熱絲和金屬板之間緊密結(jié)合。這種緊密結(jié)構(gòu)同樣有利于減少熱量傳輸?shù)膿p失。
[0017]進(jìn)入導(dǎo)管接頭和排出導(dǎo)管接頭用304不銹鋼材料制成。304不銹鋼鋼材具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和耐化學(xué)腐蝕性。為了盡量精確測(cè)量流經(jīng)接頭的灌注液的溫度，減少誤差，接頭材料的導(dǎo)熱性也是十分關(guān)鍵的。
[0018]此外、溫度傳感器為PT100型鉬熱電阻溫度傳感器。PT100型鉬熱電阻溫度傳感器有利于準(zhǔn)確測(cè)量灌注液的溫度，減少誤差。
[0019]本加熱裝置是通過(guò)以下控制方法控制溫度的，具體步驟包括
[0020]I)設(shè)定的灌注液輸出溫度為T(mén)set ；
[0021]2)溫度宏觀控制:在某個(gè)特定時(shí)刻，溫度控制單元根據(jù)灌注液入口處的溫度Tin與設(shè)定值Tset之間的差值，以及測(cè)量得到的加熱腔溫度Tmid與設(shè)定值Tset之間的差值，確定加熱腔在該時(shí)刻應(yīng)該得到的溫度Tmid’，溫度控制單元向第一加熱絲和第二加熱絲輸出控制信號(hào)C，來(lái)促使加熱腔溫度Tmid逐漸靠近Tmid’ ；
[0022]3)溫度微觀控制:溫度控制單元根據(jù)灌注液出口處的溫度值Tout與設(shè)定溫度Tset之間的差值，在控制信號(hào)C的基礎(chǔ)上輸出修正控制信號(hào)C’，直至灌注液的輸出溫度為設(shè)定溫度Tset。
[0023]其中，Tin為灌注液入口處測(cè)量的溫度，Tout為灌注液出口處測(cè)量的溫度，Tmid為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的加熱腔溫度，C為溫度控制單元輸出的控制信號(hào)，C’為溫度控制單元輸出的修正控制信號(hào)。
[0024]這種溫度控制方法通過(guò)宏觀控制可以實(shí)現(xiàn)溫度的快速上升；通過(guò)微觀控制的微調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)輸出灌注液的溫度過(guò)沖小、靜態(tài)誤差小的效果，最終使得輸出水的溫度平穩(wěn)的在設(shè)定溫度。
[0025]其中，溫度控制單元是通過(guò)控制與第一加熱絲、第二加熱絲相連的繼電器的通斷頻率來(lái)控制加熱腔的加熱功率。通過(guò)通斷頻率控制加熱功率可以使加熱絲的發(fā)熱狀態(tài)更加平滑，防止溫度變化過(guò)沖過(guò)大。
[0026]本發(fā)明加熱裝置通過(guò)平行布置并且相互隔開(kāi)的第一金屬板和第二金屬板設(shè)計(jì)、以及形成回環(huán)彎折平面體構(gòu)型的加熱絲和液體袋設(shè)計(jì)以加快灌注液熱量的吸收，提高溫度提升速率；本發(fā)明方法通過(guò)在進(jìn)/出水口及金屬板上設(shè)置溫度傳感器并通過(guò)溫度控制單元進(jìn)行宏觀和微觀調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)灌注液溫度的精確控制，以達(dá)到溫度提升速度快、過(guò)沖小、靜態(tài)誤差小的效果。
[0027]本發(fā)明還提供一種醫(yī)用灌注式?jīng)_洗器以解決灌注沖洗過(guò)程中水壓、流速控制等缺陷問(wèn)題，具體技術(shù)方案如下:
[0028]一種醫(yī)用灌注式?jīng)_洗器，包括微處理模塊、蠕動(dòng)泵和與蠕動(dòng)泵連接的傳動(dòng)裝置，微處理模塊連接蠕動(dòng)泵并設(shè)定蠕動(dòng)泵輸出灌注液(或沖洗液)的壓力和流速；蠕動(dòng)泵輸出的不同壓力和流速的灌注液由傳動(dòng)裝置排出；以及
[0029]與微處理模塊連接的鍵盤(pán)模塊、顯示模塊、傳感器模塊、報(bào)警模塊；[0030]鍵盤(pán)模塊用于向微處理模塊輸入控制信號(hào)以設(shè)定蠕動(dòng)泵輸出的灌注液的溫度、壓力和流速；
[0031]顯示模塊用于接收并顯示微處理模塊發(fā)出的由蠕動(dòng)泵輸出的灌注液的溫度、壓力和流速參數(shù)；
[0032]傳感器模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器和流速傳感器，分別用于檢測(cè)灌注液的輸出時(shí)的溫度、壓力和流速，并將檢測(cè)到的信號(hào)傳送至微處理模塊；
[0033]報(bào)警模塊用于接收當(dāng)輸出的灌注液溫度、壓力超出預(yù)警值時(shí)微處理模塊發(fā)出的警示信號(hào)并發(fā)出光或(和)聲音信號(hào)。
[0034]還包括如前文所述的加熱裝置和溫度控制單元，溫度控制單元連接微處理模塊，并接收來(lái)自傳感器模塊發(fā)出的溫度信號(hào)，并將所接收的溫度信號(hào)反饋給微處理模塊，微處理模塊根據(jù)設(shè)定的溫度值向溫度控制單元發(fā)出控制信號(hào)控制加熱裝置的加熱功率使輸出的灌注液的溫度信號(hào)保持為預(yù)設(shè)值，同時(shí)通過(guò)蠕動(dòng)泵輸出。
[0035]壓力傳感器和流速傳感器均位于蠕動(dòng)泵的出水口處，可以實(shí)時(shí)的對(duì)沖洗液的實(shí)際出液壓力P和實(shí)際出液流速V進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的值上傳給微處理器模塊，微處理器模塊將P和V的值與設(shè)定值相比較，從而實(shí)時(shí)通過(guò)閉環(huán)控制蠕動(dòng)泵，保證了實(shí)際出液壓力和實(shí)際出液流速均為設(shè)定值，保證了恒定出液壓力和恒定出液流速；
[0036]鍵盤(pán)模塊、顯示模塊、傳感器模塊、報(bào)警模塊、加熱裝置及蠕動(dòng)泵通過(guò)向微處理模塊發(fā)送和接收信號(hào)實(shí)現(xiàn)信息的交互。
[0037]溫度傳感器如前文所述的設(shè)置在加熱腔內(nèi)加熱的液體袋的進(jìn)水口、出水口及加熱腔內(nèi)，并為PTioo型鉬熱電阻溫度傳感器。
[0038]壓力傳感器和流速傳感器設(shè)置在沖洗器導(dǎo)管管壁處，壓力傳感器用于檢測(cè)沖洗器導(dǎo)管管壁的壓力P (rnmHg);流速傳感器用于檢測(cè)沖洗器導(dǎo)管中流過(guò)的灌注液流速V (ml/min)。
[0039]還包括電源模塊，用于給沖洗器各模塊提供電力。
[0040]優(yōu)選地，鍵盤(pán)模塊包括矩陣鍵盤(pán)和沖洗開(kāi)關(guān)，矩陣鍵盤(pán)向微處理器模塊輸入出液壓力、出液流速調(diào)節(jié)信號(hào)，以設(shè)定蠕動(dòng)泵的出液壓力、出液流速；沖洗開(kāi)關(guān)向微處理器模塊輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)以控制蠕動(dòng)泵的開(kāi)關(guān)。
[0041]優(yōu)選地，矩陣鍵盤(pán)為2*2的矩陣鍵盤(pán)，包括流速功能按鍵、流速選擇按鍵、壓力功能按鍵和壓力選擇按鍵；流速功能按鍵、壓力功能按鍵用于向微處理器模塊輸入出液流速、出液壓力調(diào)節(jié)信號(hào)；流速選擇按鍵、壓力選擇按鍵用于向微處理器模塊輸入初始出液流速、初始出液壓力信號(hào)。
[0042]顯示模塊可以為例如IXD顯示屏，用于顯示沖洗器的控制參數(shù)，如流入沖洗器的灌注液的溫度Tin (°C)，流出沖洗器的灌注液的溫度Tout (°C)，灌注液的實(shí)際流速V (ml/min)以及沖洗器導(dǎo)管壁的壓力P (mmHg)。
[0043]優(yōu)選地，報(bào)警模塊可以包括例如蜂鳴器和發(fā)光二極管，用于當(dāng)沖洗器導(dǎo)管管壁壓力過(guò)大或沖洗液溫度過(guò)高時(shí)，由蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警和通過(guò)發(fā)光二極管發(fā)出光線報(bào)警。
[0044]優(yōu)選地，微處理模塊可以為例如Atmel公司生產(chǎn)的AVR ATmega32型單片機(jī)；
[0045]優(yōu)選地，流速傳感器為電磁式流速傳感器。
[0046]優(yōu)選地，初始出液流速可以設(shè)定為例如200ml/min或400ml/min。[0047]優(yōu)選地，初始出液壓力可以設(shè)定為例如100mmHg、200mmHg、300mmHg或400mmHg。在不同的手術(shù)中或?qū)Σ煌牟课唤M織進(jìn)行沖洗操作時(shí)，所需要的沖洗液壓力、流速均有很大的區(qū)別，兩檔流速設(shè)置和四檔壓力之間共有8種組合，通過(guò)調(diào)節(jié)它們之間的組合方式，使得本發(fā)明可以適用于多種手術(shù)以及多個(gè)部位組織的沖洗。本發(fā)明用于醫(yī)用灌注泵的沖洗器通過(guò)微處理模塊處理交互傳送的信息、控制蠕動(dòng)泵輸出流速、壓力恒定的灌注液，并設(shè)置溫度控制單元，使加熱裝置可以輸出溫度恒定的灌注液，同時(shí)具備較好的人機(jī)交互效果及具有溫度、壓力檢測(cè)和過(guò)溫過(guò)沖報(bào)警功能。該裝置能夠組合設(shè)置多組不同的水壓和流速，并結(jié)合恒溫控制的加熱裝置，使沖洗流速達(dá)到恒壓、恒速、恒溫的要求。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1是本發(fā)明可用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2是本發(fā)明可用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置的加熱腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖3是本發(fā)明可用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置的加熱絲的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖4是本發(fā)明用于醫(yī)用灌注泵的沖洗器的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖5是本發(fā)明用于醫(yī)用灌注泵的沖洗器一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖6是本發(fā)明用于醫(yī)用灌注泵的沖洗器一個(gè)實(shí)施例的壓力、流速控制流程示意圖；
[0054]圖7是本發(fā)明用于醫(yī)用灌注泵的沖洗器一個(gè)實(shí)施例的溫度控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0056]如圖1?3所述:本發(fā)明的用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置，包括殼體9和位于殼體9中的液體袋I，其中殼體9內(nèi)設(shè)置有:
[0057]平行布置并且相互隔開(kāi)的第一金屬板121和第二金屬板122,其中第一金屬板121和第二金屬板122在殼體9中限定加熱腔2 ；
[0058]第一加熱絲111和第二加熱絲112，第一加熱絲111和第二加熱絲112均形成回環(huán)彎折平面體構(gòu)型，分別位于第一金屬板121和第二金屬板122外側(cè)并與之平行隔開(kāi)；以及第一隔熱層101和第二隔熱層102，分別位于第一加熱絲111和第二加熱絲112外側(cè)并與之平行隔開(kāi)，其中液體袋I位于加熱腔2中，并且具有回環(huán)彎折液體流路。
[0059]第一金屬板121和第二金屬板122接收第一加熱絲111和第二加熱絲112產(chǎn)生的熱量加熱，使得第一加熱絲111和第二加熱絲112產(chǎn)生的熱量能夠更加均勻地分布，從而使液體袋I能夠均勻加熱。第一加熱絲111和第二加熱絲112這種回環(huán)彎折平面體構(gòu)型可以最大限度增加加熱絲的長(zhǎng)度，增加第一金屬板121和第二金屬板122的受熱面積，有利于快速提升溫度。液體袋I用于裝載灌注液，為軟質(zhì)材料制作，呈回環(huán)彎折液體流路設(shè)置以增加灌注液在加熱腔2內(nèi)的加熱時(shí)間，有利于液體袋I里的灌注液充分快速吸收熱量，提升加熱速度；此外，液體袋I將灌注液與加熱腔2隔離，可以避免加熱腔2污染灌注液。加熱腔2內(nèi)的對(duì)稱的第一金屬板121和第二金屬板122結(jié)構(gòu)可以使液體袋I上下兩面同時(shí)受熱，提升加溫速度。第一隔熱層101和第二隔熱層102用于將第一加熱絲111和第二加熱絲112產(chǎn)生的熱量與殼體9隔絕，以減少熱量的散失。[0060]其中液體袋I具有進(jìn)液口 31和出液口 32，進(jìn)液口 31處設(shè)置有進(jìn)液口溫度傳感器61，出液口 32處設(shè)置有出液口溫度傳感器62，并且加熱腔2中部也設(shè)置有加熱腔溫度傳感器7。進(jìn)液口溫度傳感器61、出液口溫度傳感器62、加熱腔溫度傳感器7用于對(duì)灌注液的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；這種監(jiān)測(cè)方式可以監(jiān)測(cè)到灌注液進(jìn)、出加熱腔2的溫度，通過(guò)溫度控制單元148計(jì)算進(jìn)出水的溫度差，根據(jù)進(jìn)入加熱腔2的流量大小，可以得到灌注液加熱所需要的熱量；根據(jù)該所需熱量、灌注液流經(jīng)加熱腔2的流量大小、比熱容等數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出第一加熱絲111和第二加熱絲112的實(shí)時(shí)加熱功率。現(xiàn)有技術(shù)中，一般溫度監(jiān)控設(shè)備都沒(méi)有監(jiān)控加熱腔2的內(nèi)部溫度，直接通過(guò)灌注液出入加熱腔2的溫差就可以計(jì)算出加熱絲的加熱功率，這種加熱方式因加熱絲的熱量散失和傳熱阻隔效率會(huì)有所降低，導(dǎo)致液體袋I實(shí)際吸收的熱量比計(jì)算得到的要小，溫度控制不夠精確，出現(xiàn)靜態(tài)誤差大的問(wèn)題。監(jiān)控加熱腔2內(nèi)上的溫度，一來(lái)可以得到與液體袋I最為接近處的傳熱溫度，可認(rèn)為是液體袋I的表面溫度，此處測(cè)量的溫度值可以準(zhǔn)確的計(jì)算液體袋I實(shí)際正在吸收的熱量；二來(lái)精確測(cè)量并計(jì)算灌注液僅在加熱腔2內(nèi)加熱所需的熱量，可以實(shí)現(xiàn)第一加熱絲111和第二加熱絲112的發(fā)熱功率的微調(diào)，從而精確的控制第一加熱絲111和第二加熱絲112的加熱功率，達(dá)到減小誤差，解決靜態(tài)誤差大的問(wèn)題。
[0061]本加熱裝置還包括溫度控制單元148，分別接收來(lái)自進(jìn)液口溫度傳感器61、出液口溫度傳感器62和加熱腔溫度傳感器7的溫度信號(hào)，并根據(jù)所接收的溫度信號(hào)，控制第一加熱絲111和第二加熱絲112的加熱功率，以使來(lái)自出液口溫度傳感器62的溫度信號(hào)保持為預(yù)設(shè)值。溫度控制單元148是通過(guò)控制與第一加熱絲111和第二加熱絲112的繼電器13的通斷頻率來(lái)控制第一加熱絲111和第二加熱絲112的加熱功率的。
[0062]進(jìn)液口 31外接有進(jìn)入導(dǎo)管接頭51，用于連接與液體源連通的進(jìn)入導(dǎo)管；出液口 32外接有排出導(dǎo)管接頭52，用于連接將已加熱液體排出的排出導(dǎo)管。進(jìn)入導(dǎo)管接頭51和排出導(dǎo)管接頭52內(nèi)徑不變，兩端外徑逐漸增大，進(jìn)液口 31 —端與進(jìn)入導(dǎo)管接頭51、出液口 32一端與排出導(dǎo)管接頭52都形成過(guò)盈配合，且進(jìn)入導(dǎo)管接頭51和排出導(dǎo)管接頭52外表面經(jīng)過(guò)磨砂處理。這樣既可以保持灌注液流動(dòng)狀態(tài)不變，又可以保證連接的密封性。進(jìn)液口溫度傳感器61設(shè)置在進(jìn)入導(dǎo)管接頭51上，出液口溫度傳感器62設(shè)置在排出導(dǎo)管接頭52上。
[0063]第一金屬板121和第二金屬板122間隔H為3?5_。間隙H設(shè)置成3?5_是為了減少熱量傳輸?shù)膿p失，盡可能的將熱量全部傳輸?shù)揭后w袋I上，避免誤差，達(dá)到靜態(tài)誤差小的技術(shù)效果。試驗(yàn)中5mm為效果最佳。
[0064]其中液體袋I中的液體流路的橫截面面積不大于19.6mm2。在此橫截面要求下，液體流路的直徑不超過(guò)5mm。
[0065]其中液體袋I中的液體流路的總長(zhǎng)不小于2.84m。這種長(zhǎng)度的液體流路才足以保證第一加熱絲111和第二加熱絲112對(duì)液體袋I內(nèi)的灌注液充分加溫。
[0066]同時(shí)，殼體9為長(zhǎng)方體。
[0067]進(jìn)入導(dǎo)管接頭51和排出導(dǎo)管接頭52用304不銹鋼材料制成。304不銹鋼鋼材具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和耐化學(xué)腐蝕性。為了盡量精確測(cè)量流經(jīng)進(jìn)入導(dǎo)管接頭51和排出導(dǎo)管接頭52的灌注液的溫度，減少誤差，材料的導(dǎo)熱性也是十分關(guān)鍵的。
[0068]此外、進(jìn)液口溫度傳感器61、出液口溫度傳感器62、加熱腔溫度傳感器7為PT100型鉬熱電阻溫度傳感器。PTlOO型鉬熱電阻溫度傳感器有利于準(zhǔn)確測(cè)量灌注液的溫度，減少誤差。
[0069]下面再結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)恒溫加熱裝置進(jìn)行描述，本實(shí)施例中發(fā)明人設(shè)定的灌注泵輸出的灌注液流速為200mL/min ;方法主要包括以下步驟:
[0070]I)設(shè)定的灌注液輸出溫度為T(mén)set=36°C ；
[0071]2)溫度宏觀控制步驟:在時(shí)刻0，灌注泵傳送以200mL/min的流速向加熱腔2。溫度控制單元148根據(jù)感測(cè)得到的進(jìn)液口 31處的溫度Tin為29°C與Tset之間的差值，以及測(cè)量得到的加熱腔2的溫度Tmid為28.7 V，其與設(shè)定值Tset之間的差值，確定加熱腔2在該時(shí)刻應(yīng)該達(dá)到的溫度Tmid’，溫度控制單元148向繼電器13發(fā)出控制信號(hào)C，使繼電器13通過(guò)相應(yīng)的通斷頻率控制第一加熱絲111和第二加熱絲112的加熱狀態(tài)，進(jìn)而來(lái)促加熱腔
2的溫度Tmid逐漸靠近Tmid’ ；
[0072]3)溫度微觀控制步驟:同時(shí)，溫度控制單元148根據(jù)出液口 32處的溫度值Tout為28.8°C與設(shè)定溫度Tset之間的差值，在控制信號(hào)C的基礎(chǔ)上輸出修正控制信號(hào)C’，使繼電器13再次改變相應(yīng)的通斷頻率控制第一加熱絲111和第二加熱絲112的加熱狀態(tài)。
[0073]4)直至第70?80秒，灌注液的輸出溫度為設(shè)定溫度Tset=36°C。具體數(shù)據(jù)如下表:
[0074]表1:恒溫控制試驗(yàn)溫度檢測(cè)表
[0075]?
【權(quán)利要求】
1.一種用于醫(yī)用灌注泵的恒溫控制加熱裝置，包括殼體和位于殼體中的液體袋，其中殼體內(nèi)設(shè)置有: 平行布置并且相互隔開(kāi)的第一金屬板和第二金屬板，其中第一金屬板和第二金屬板在殼體中限定加熱腔； 第一加熱絲和第二加熱絲，第一加熱絲和第二加熱絲均形成回環(huán)彎折平面體構(gòu)型，分別位于第一金屬板和第二金屬板外側(cè)并與之平行隔開(kāi)；以及 第一隔熱層和第二隔熱層，分別位于第一加熱絲和第二加熱絲外側(cè)并與之平行隔開(kāi)， 其中液體袋位于加熱腔中，并且具有回環(huán)彎折液體流路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制加熱裝置，其中液體袋具有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口處設(shè)置有進(jìn)液口溫度傳感器，出液口處設(shè)置有出液口溫度傳感器，并且加熱腔中部也設(shè)置有加熱腔溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫控制加熱裝置，還包括溫度控制單元，分別接收來(lái)自進(jìn)液口溫度傳感器、出液口溫度傳感器和加熱腔溫度傳感器的溫度信號(hào)，并根據(jù)所接收的溫度信號(hào)，控制第一加熱絲和第二加熱絲的加熱功率，以使來(lái)自出液口溫度傳感器的溫度信號(hào)保持為預(yù)設(shè)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫控制加熱裝置，進(jìn)液口外接有進(jìn)入導(dǎo)管接頭，用于連接與液體源連通的進(jìn)入導(dǎo)管；出液口外接有排出導(dǎo)管接頭，用于連接將已加熱液體排出的排出導(dǎo)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制加熱裝置，其中第一金屬板和第二金屬板間隔3?5mm ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制加熱裝置，其中液體袋中的液體流路的橫截面面積不大于19.6mm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫控制加熱裝置，其中液體袋中的液體流路的總長(zhǎng)不小于.2.84m。
【文檔編號(hào)】G05D23/30GK103777661SQ201410010276
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】楊昱峰, 葛斌, 嚴(yán)榮國(guó), 李小霞, 楊池 申請(qǐng)人:上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司, 上海理工大學(xué)