本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于病床的多傳感器稱重裝置。

背景技術(shù)：
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體重是重要的醫(yī)學(xué)生理指標(biāo)之一，其對(duì)醫(yī)生診斷具有重要的指導(dǎo)意義，特別對(duì)于患有如腎衰竭、糖尿病等水平衡存在擾亂的病人，體重的監(jiān)測(cè)有利于避免此類(lèi)病人液體超負(fù)荷或者脫水的發(fā)作，以便醫(yī)生及早實(shí)施診斷和治療。目前，醫(yī)院里對(duì)需要長(zhǎng)期臥床的重癥病人都采用帶有稱重功能的病床來(lái)實(shí)施體重監(jiān)護(hù)，因此這種用于病床體重監(jiān)測(cè)對(duì)測(cè)量和監(jiān)控的精確度和穩(wěn)定性有著極高的要求。

發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?00510135547.3——臥床病人體重測(cè)量方法及測(cè)量?jī)x公開(kāi)了一種臥床病人的體重測(cè)量方法，其特征在于將臥床病人的病床的一端離開(kāi)地面，測(cè)量該端重量 P1；再將臥床病人的病床的另一端離開(kāi)地面，測(cè)量該端重量 P2；得到病人的體重 P0＝（P1+P2）/2。

實(shí)用新型專利號(hào)ZL98203279.X——病床用組合稱重裝置提供一種患者不用離開(kāi)病床就可進(jìn)行稱重的裝置，利用四個(gè)測(cè)力傳感器支撐四個(gè)床腿，采用去除“前重”的置零按鈕來(lái)去除病人體重之外的重量。

授權(quán)公告號(hào)CN103381123B的發(fā)明專利——病床高精度動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)自動(dòng)控制方法，其特征在于包括床板、床架、和帶有舉升缸的支撐柱、控制舉升缸的控制電機(jī)、控制裝置和壓力傳感器，來(lái)測(cè)量病人的體重、識(shí)別病人細(xì)微動(dòng)作，并且控制床板的傾角。在病人使用前，病床高精度動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)由標(biāo)定工程師使用砝碼完成，當(dāng)標(biāo)定完成時(shí)，重新確定壓力傳感器的零點(diǎn)，在病人使用時(shí)，首先進(jìn)行初始化，通過(guò)控制按鍵為病床高精度動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)上電。其數(shù)據(jù)采集處理方法是當(dāng)任意壓力傳感器數(shù)據(jù)變動(dòng)大于當(dāng)前值 20％的數(shù)據(jù)變化，且所有壓力傳感器現(xiàn)值之和大于所有壓力傳感器當(dāng)前值之和的 5％，判定為誤差數(shù)據(jù)，否則為有效數(shù)據(jù)；并且以用砝碼標(biāo)定的零點(diǎn)值為參考將每個(gè)壓力傳感器的平均值輸出作為當(dāng)前值存儲(chǔ)在處理器中。

授權(quán)公告號(hào)為CN102475607B的發(fā)明專利——醫(yī)療體重監(jiān)測(cè)床及臥床病人體重監(jiān)測(cè)方法，是提供一種消除在床上添加、減少枕頭、書(shū)本等物品，或者調(diào)整病床、移動(dòng)病床，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)床體上總重量非正常變化的體重監(jiān)測(cè)方法。

監(jiān)護(hù)病床大多采用三只或四只稱重傳感器組合方式實(shí)現(xiàn)病床和病人重量的測(cè)量，而各個(gè)力傳感器的零點(diǎn)、滿度輸出都會(huì)有差異，導(dǎo)致床上同一重量物體在不同位置測(cè)量存在著誤差，常規(guī)方法將多只傳感器連線統(tǒng)一接入接線盒，通過(guò)可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)改變輸入輸出參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)誤差修正，這種方法顯然十分繁瑣。申請(qǐng)?zhí)?201310236567.4的發(fā)明專利利用砝碼標(biāo)定的零點(diǎn)值為參考將每個(gè)壓力傳感器的平均值輸出作為當(dāng)前值存儲(chǔ)在處理器中，雖然采用的信號(hào)處理方法在一定程度上消除了一些隨機(jī)誤差，但也不能很好地滿足解決以上問(wèn)題。

此外，一般病床及臥床病人的整體重量為幾百公斤，而醫(yī)院要求測(cè)量最小分辨率為十克，整個(gè)系統(tǒng)重量測(cè)量的分辨率達(dá)幾萬(wàn)分之一，一般采用平均濾波的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)克單位顯示數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，這樣勢(shì)必會(huì)影響重量測(cè)量的響應(yīng)速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供一種用于病床的多傳感器稱重裝置，其具有測(cè)量精度高，稱重穩(wěn)定性、分辨率高等特點(diǎn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于病床的多傳感器稱重裝置，其特征在于：包括稱重傳感單元、數(shù)控電源單元、精密放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、通訊模塊和觸摸屏；所述稱重傳感單元包括有不少于三個(gè)均布安裝于病床床架下的稱重傳感器，各個(gè)稱重傳感器的信號(hào)輸出端并聯(lián)后與精密放大電路的信號(hào)輸入端連接，精密放大電路的信號(hào)輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與微處理器的信號(hào)輸入端連接；所述數(shù)控電源單元包括有與稱重傳感器個(gè)數(shù)相同的若干個(gè)數(shù)控電源，各個(gè)數(shù)控電源分別給一個(gè)稱重傳感器提供供電電源，微處理器的各個(gè)PWM口分別連接并控制數(shù)控電源單元的各個(gè)數(shù)控電源的輸出電壓值，進(jìn)而控制和調(diào)整稱重傳感單元中各稱重傳感器的輸出信號(hào)值；所述微處理器與通訊模塊、觸摸屏雙向連接；各稱重傳感器信號(hào)并聯(lián)后經(jīng)過(guò)精密放大電路放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后輸出給微處理器，最后通過(guò)觸摸屏顯示，同時(shí)將稱重的數(shù)據(jù)通過(guò)通訊模塊傳輸給醫(yī)院監(jiān)控室。

所述的一種用于病床的多傳感器稱重裝置，其特征在于：所述通訊模塊為以太接口模塊或485總線模塊。

所述的一種用于病床的多傳感器稱重裝置，其特征在于：所述稱重傳感器和數(shù)控電源的個(gè)數(shù)均為四個(gè)。

所述的一種用于病床的多傳感器稱重裝置，其特征在于：所述觸摸屏的稱重?cái)?shù)據(jù)顯示為6位，最小稱重分辨率為0.001kg，觸摸屏的稱重?cái)?shù)據(jù)的前四位顯示是將微處理器高速采集的稱重傳感單元信號(hào)數(shù)據(jù)采用遞推平均濾波法處理后，截取到前四位并顯示，后兩位顯示是將遞推平均濾波法處理后的數(shù)據(jù)再通過(guò)中位值平均濾波法獲得的新數(shù)據(jù)，截取到后兩位再輸出。

所述的一種用于病床的多傳感器稱重裝置，其特征在于：所述微處理器的PWM口控制并調(diào)整各個(gè)數(shù)控電源的輸出電壓，使得均布安裝于病床床架下各稱重傳感器的滿量程輸出歸一化。

本發(fā)明的有益效果有：

1、本發(fā)明通過(guò)微處理器的PWM口控制并調(diào)整數(shù)控電源電壓，使得均布安裝于病床床架下各稱重傳感器的滿量程輸出歸一化，這種調(diào)整方法靈活方便，減弱了對(duì)各稱重傳感器性能一致性的要求，有效消除了病人在病床的不同位置帶來(lái)的測(cè)量誤差，同時(shí)減少了傳統(tǒng)通過(guò)可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)改變輸入輸出參數(shù)的繁瑣操作。

2、采用對(duì)稱重傳感單元信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行高低位分離處理和顯示的方式，將重量顯示數(shù)據(jù)分為999.9kg前4位和0.099kg后2位2個(gè)顯示變量，前四位重量顯示值是按照高速采樣頻率采集、遞推平均濾波處理后截取獲得，而后兩位重量顯示值是將高速采樣頻率采集、遞推平均濾波處理后的數(shù)據(jù)，再通過(guò)中位值平均濾波來(lái)獲得的新數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化數(shù)據(jù)和降低顯示刷新頻率，這樣既保證了稱重?cái)?shù)據(jù)顯示的穩(wěn)定性，又可快速采集和響應(yīng)突變稱重?cái)?shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理框圖。

圖2為本發(fā)明的觸摸屏顯示示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種用于病床的多傳感器稱重裝置，包括稱重傳感單元、數(shù)控電源單元、精密放大電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、微處理器5、通訊模塊6和觸摸屏7。

稱重傳感單元由均布安裝于病床床架下的稱重傳感器1-1、稱重傳感器1-2、稱重傳感器1-3、傳感器1-4組成，四個(gè)稱重傳感器采如圖1所示用串并聯(lián)工作方式。

數(shù)控電源單元由數(shù)控電源2-1、數(shù)控電源2-2、數(shù)控電源2-3、數(shù)控電源2-4組成，分別給稱重傳感器1-1、稱重傳感器1-2、稱重傳感器1-3、稱重傳感器1-4提供供電電源。微處理器5的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4口分別連接并控制數(shù)控電源單元的4路輸出電壓值，進(jìn)而控制和調(diào)整稱重傳感單元中四個(gè)稱重傳感器的輸出信號(hào)值。

各稱重傳感器信號(hào)并聯(lián)后經(jīng)過(guò)精密放大電路3放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4轉(zhuǎn)換后輸出給微處理器5，最后通過(guò)觸摸屏7顯示，同時(shí)可將稱重的數(shù)據(jù)通過(guò)通訊模塊6傳輸給醫(yī)院監(jiān)控室，通訊模塊6為以太接口模塊。

根據(jù)稱重傳感器串并聯(lián)工作方式可得，只要控制和調(diào)整稱重傳感單元中四個(gè)稱重傳感器的滿量程輸出一致，即可有效消除了病人在ICU病床的不同位置帶來(lái)的測(cè)量誤差。

病床在病人使用前需進(jìn)行初始化標(biāo)定，標(biāo)定方法如下：

（1）按照?qǐng)D1所示連接微處理器5、數(shù)控電源單元、稱重傳感單元、精密放大電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、觸摸屏7和通訊模塊6。

（2）稱重傳感單元中的稱重傳感器1-1、稱重傳感器1-2、稱重傳感器1-3和稱重傳感器1-4上先空載、不加載在床架下。

（3）加稱重傳感器滿量程的砝碼于稱重傳感器1-1上，同時(shí)稱重傳感器1-2、稱重傳感器1-3和稱重傳感器1-4空載，這時(shí)調(diào)整觸摸屏7控制數(shù)控電源2-1電壓輸出使當(dāng)前稱重?cái)?shù)值等于加載的砝碼值。

（4）卸下稱重傳感器1-1上加載的砝碼到稱重傳感器1-2上，同時(shí)稱重傳感器1-1、稱重傳感器1-3和稱重傳感器1-4空載，調(diào)整觸摸屏7控制數(shù)控電源2-2電壓輸出使當(dāng)前稱重?cái)?shù)值等于加載的砝碼值。

（5）同上操作，分別只加載稱重傳感器滿量程的砝碼于稱重傳感器1-3、稱重傳感器1-4上，調(diào)整觸摸屏7控制數(shù)控電源2-3、2-4電壓輸出使當(dāng)前稱重?cái)?shù)值等于加載的砝碼值。

由于稱重傳感器的個(gè)性差異，其滿量程輸出重量的值都會(huì)有不同，微處理器5通過(guò)PWM1、PWM2、PWM3 、PWM4口分別控制數(shù)控電源2-1、數(shù)控電源2-2、數(shù)控電源2-3、數(shù)控電源2-4的供電電壓，最終使得稱重傳感器1-1、稱重傳感器1-2、稱重傳感器1-3和稱重傳感器1-4在稱重滿量程的砝碼加載下，輸出顯示的力數(shù)值都相同。這樣既減少了傳統(tǒng)通過(guò)可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)改變輸入輸出參數(shù)的繁瑣操作，又可消除病人在ICU病床上不同位置帶來(lái)的測(cè)量誤差。

如圖2所示，本發(fā)明裝置中的觸摸屏7稱重?cái)?shù)據(jù)顯示為6位，最小稱重分辨率為0.001kg，觸摸屏7的稱重?cái)?shù)據(jù)顯示采用高低位數(shù)據(jù)分離顯示的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)稱重?cái)?shù)據(jù)顯示的穩(wěn)定性和響應(yīng)的快速性，前四位顯示是將微處理器5高速采集的稱重傳感單元信號(hào)數(shù)據(jù)采用遞推平均濾波處理并顯示，后兩位顯示將遞推平均濾波處理后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行中位值平均濾波處理輸出。顯示處理方法如下：

(1)微處理器5將采集的稱重傳感單元信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)遞推平均濾波法處理獲得濾波數(shù)據(jù)，濾波后的數(shù)據(jù)截取到999.999的前四位，輸出至觸摸屏7顯示重量的前四位。

(2)微處理器5在顯示稱重傳感單元信號(hào)數(shù)據(jù)前四位的同時(shí)，將遞推平均濾波處理獲得數(shù)據(jù)再通過(guò)中位值平均濾波獲得的新濾波數(shù)據(jù)，截取到999.999的后兩位，輸出至觸摸屏7顯示重量的后兩位。

以上公開(kāi)的僅為本申請(qǐng)的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。