本發(fā)明涉及一種集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

醫(yī)用電氣設(shè)備的特征是儀器和人體密切相關(guān)聯(lián)。多數(shù)醫(yī)用電子儀器為了取得人體信息或給人體某種作用，要將儀器和人體緊密地連接到一起工作。如像胃鏡檢查和心臟導(dǎo)管檢查，要在一定時間內(nèi)把儀器放入人體內(nèi)，也有像埋藏型心臟起搏器那樣的，需要長期放置在人體內(nèi)。醫(yī)用電氣設(shè)備的工作對象是患者，而患者可能處于非常脆弱的狀態(tài)；或患者可能意識到危險，或者不能判斷出危險，或即使感到危險也不能擺脫；或有的患者所患疾病本身對外界刺激的抵抗力降低，有的由于診斷和治療，外來的刺激很容易引起更不良的影響。例如，心臟病人用很小的電流就會引起心室顫動，在插入心導(dǎo)管的情況下，即使是微小電流也容易因電擊引起心室顫動。當(dāng)存在循環(huán)障礙，加的熱不能迅速散開時，即使在較低溫度下，也容易引起低溫?zé)醾?/p>

當(dāng)幾臺醫(yī)用電氣設(shè)備同時聯(lián)在一位患者身上進(jìn)行組合使用時，就不僅僅是各儀器本身所存在的安全問題，還有因組合使用而派生出來的新問題。儀器組合使用時，最容易引起電擊危險。儀器單獨(dú)使用時都達(dá)到了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，但一旦組合起來就有可能超過容許值范圍，還有電流從體表流入，通過軀體，再從體表流出而產(chǎn)生的強(qiáng)電擊，它伴隨有引起心室顫動和二次事故的危險。當(dāng)特大能量的治療機(jī)和精密的醫(yī)用電氣測量儀器并用時，精密測量儀器受治療機(jī)輸出的影響不能進(jìn)行測量或者發(fā)生錯誤輸出和錯誤動作，造成儀器損壞，間接地危及患者的安全。在依靠精密醫(yī)用電氣設(shè)備的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行診療的情況下，測量儀器的輸出信息不準(zhǔn)確和失真，是危及安全的重要問題。

電能質(zhì)量是影響醫(yī)療電氣設(shè)備安全運(yùn)行的重要因素，電能質(zhì)量目前還沒有一個統(tǒng)一的定義，國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)對電能質(zhì)量是這樣定義的：電能質(zhì)量是 指供電裝置在正常工作情況下不中斷和干擾用戶使用電力的物理特性。所謂電能質(zhì)量實(shí)質(zhì)上是各種單一的擾動和不平衡現(xiàn)象的總和在電網(wǎng)中的集中體現(xiàn)，它強(qiáng)調(diào)的是電網(wǎng)與用電設(shè)備之間的相互影響。電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)定義電能質(zhì)量為：電能質(zhì)量的合格是指提供給敏感設(shè)備的電力和裝置的接地系統(tǒng)能夠使得該設(shè)備工作正常。

醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行要使用交流電,國家電網(wǎng)的電力供電系統(tǒng)持續(xù)向醫(yī)院輸送大量的電能。在理想的電力供電系統(tǒng)中,電能是以恒定頻率(50Hz或60Hz)和幅值的三相平衡正弦電壓向醫(yī)院供電,然而實(shí)際運(yùn)行中的電力供電系統(tǒng)會受到污染,甚至被嚴(yán)重污染,我國電力污染的嚴(yán)重程度絕不亞于環(huán)境污染。社會工業(yè)化進(jìn)程迅速加快(冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及電氣化鐵路等大型設(shè)施的發(fā)展)加劇了電力污染的傳播；電力供電系統(tǒng)中的非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷使電力網(wǎng)的非線性(諧波)、非對稱性(負(fù)序)和波動性日趨嚴(yán)重,輸送到醫(yī)院的三相電壓的幅值、頻率及相位差不再保持恒定,波形不再是單一正弦波。電力污染導(dǎo)致的電能質(zhì)量下降,使醫(yī)療設(shè)備的安全運(yùn)行指數(shù)顯著減少,醫(yī)療設(shè)備的故障率明顯增加,嚴(yán)重影響了臨床診治工作。

電能質(zhì)量下降有兩種情況:一種是大范圍的，涉及到整個醫(yī)院；另一種是同處于某個用電支路的幾個科室。當(dāng)電力供電系統(tǒng)輸送到醫(yī)院的是受到污染的電力時,電能質(zhì)量的下降對全院所有醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生的影響是共性的,涉及面廣,發(fā)生故障的醫(yī)療設(shè)備品種和數(shù)量都多,這是第一種情況。第二種情況是醫(yī)院內(nèi)施工、改造、裝修時許多用電量大的施工機(jī)械無序地亂接電源,造成局部用電支路電能下降,連接在該支路上的醫(yī)療設(shè)備就會受到嚴(yán)重影響:大噸位的提升機(jī)開啟時,導(dǎo)致一臺全自動生化分析儀的工作癱瘓；大功率的卷揚(yáng)機(jī)使檢驗(yàn)科的血?dú)夥治鰞x等數(shù)臺設(shè)備無法工作；一臺高檔的彩超正在給病人做心臟檢查,同一樓層進(jìn)行裝修施工的切割機(jī)、電焊機(jī)等全部上陣,病人還沒檢查完,彩超機(jī)就發(fā)生故障了,機(jī)內(nèi)一塊價值10幾萬元的信號處理板壞了。

電力污染的現(xiàn)實(shí)在我國還沒有得到普遍認(rèn)識,電能質(zhì)量問題的嚴(yán)重性更沒有受到重視,一旦供電電能質(zhì)量較差，極易引發(fā)醫(yī)院里醫(yī)療設(shè)備一次又一次地發(fā)生故障,使得工程師們無數(shù)次地奔波在各科室為設(shè)備排除故障,大量的人力、物力和 資金都消耗在這種故障的事后處理上了。嚴(yán)重的造成數(shù)據(jù)丟失、硬件損壞,尤其使得對電能質(zhì)量敏感的醫(yī)療設(shè)備的安全運(yùn)行指數(shù)顯著降低,醫(yī)療設(shè)備的故障率明顯增加,嚴(yán)重影響了臨床診治工作。

隨著各種先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備的引進(jìn)與使用，各種電子電路和電力電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)院的應(yīng)用，生物醫(yī)學(xué)工程在現(xiàn)代化醫(yī)院中所起的作用越來越重要。醫(yī)療設(shè)備的更新?lián)Q代日新月異，因而造成醫(yī)院的電磁環(huán)境發(fā)生了極大變化，如果缺乏適當(dāng)?shù)姆婪洞胧?，新設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)可能受到潛在諧波干擾的威脅，進(jìn)而降低新設(shè)備帶來的效益。

由于醫(yī)療設(shè)備的信號普遍較弱，如果受到干擾，就會在檢測結(jié)果(如波形、圖形、圖像)上疊加一種類似于某些病變的畸變(諧波)造成誤診，同時還會引起微電擊，嚴(yán)重時還可能造成被檢查者的生命危險。如果是帶有計算機(jī)系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備，當(dāng)共模干擾中的尖峰干擾幅度達(dá)到2—50V，時間持續(xù)數(shù)微秒時，可引起計算機(jī)邏輯錯誤、信息丟失等。強(qiáng)磁場會使顯像管、X線影像增強(qiáng)管顯示圖像變形失真；加速器射線偏移；計算機(jī)磁盤、磁卡記錄數(shù)據(jù)破壞；呼吸機(jī)工作失靈；心臟起博器工作失效等。

由于部分醫(yī)院的用電管網(wǎng)老化以及新建醫(yī)用建筑對新增醫(yī)用電氣設(shè)備及系統(tǒng)對于電磁環(huán)境的要求沒有做出相應(yīng)的考慮，致使新型醫(yī)用電氣設(shè)備必須對其電磁兼容性做出全面考慮并進(jìn)行可靠性設(shè)計。2007年4月1日正式開始實(shí)施的醫(yī)療器械的強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YO505一2005《醫(yī)用電氣設(shè)備第1一2部分:安全通用要求一并列標(biāo)準(zhǔn):電磁兼容一要求和試驗(yàn)》中對醫(yī)用電氣設(shè)備提出了3項(xiàng)發(fā)射實(shí)驗(yàn)和7項(xiàng)抗擾度實(shí)驗(yàn)，而產(chǎn)品抗千擾的抑制方法主要有三種，即接地、屏蔽和濾波。這三種方法在電路和系統(tǒng)的設(shè)計中不僅具有其各自的獨(dú)特作用，而且又是相互關(guān)聯(lián)的:良好的接地可以降低設(shè)備對屏蔽和濾波的要求，相反的，良好的屏蔽也可以使濾波的要求低些，而濾波本身可以同時減少設(shè)備的傳導(dǎo)干擾并提高設(shè)備的抗擾度。

在保障醫(yī)用電氣設(shè)備安全運(yùn)行的應(yīng)用技術(shù)方面，現(xiàn)在普遍采用的是針對設(shè)備本身的接地、屏蔽及濾波。比如對于采用高頻工作方式的醫(yī)用電氣設(shè)備，如高頻電刀、超短波治療儀、電場治療儀等，在其高頻電路部分采用多點(diǎn)接地方式能有效地降 低其電磁干擾，不僅能實(shí)現(xiàn)人員的人身安全保護(hù)，同時還可以起到泄放掉機(jī)箱上的靜電電荷和提高設(shè)備工作穩(wěn)定性的作用。磁場干擾對于大多數(shù)設(shè)備來說是不敏感的，但是對于像核磁共振成像系統(tǒng)、電子顯微鏡、生物腦電波掃描儀等醫(yī)用電子系統(tǒng)則可能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。醫(yī)用電氣設(shè)備和系統(tǒng)中對工頻磁場和甚低頻磁場的屏蔽主要采取對敏感器件用鐵磁性材料包起來的設(shè)計方式。并利用金屬材料(如金屬機(jī)箱屏蔽體)的反射衰減和吸收衰減機(jī)理可以起到阻止電磁場在空間的傳播。而電源線濾波器的采用可以同時抑制由相線、中性線導(dǎo)入地線的高頻干擾(即共模干擾)和由相線導(dǎo)人中性線的高頻干擾(即差模干擾)。

我國對醫(yī)療器械管控非常嚴(yán)格，建立了一系列的強(qiáng)制性國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對醫(yī)用電氣設(shè)備從設(shè)計到生產(chǎn)流程到質(zhì)量檢驗(yàn)到使用規(guī)程都有較高的要求。但是標(biāo)準(zhǔn)主要針對的是醫(yī)用電氣設(shè)備本身以及其初始的工作環(huán)境，而對于設(shè)備使用過程中可能發(fā)生的外界環(huán)境變化以及設(shè)備老化后可能造成的外部影響很少顧及。同時，醫(yī)用電氣設(shè)備安裝使用后，其每年的檢定工作一般會在現(xiàn)場完成，對于一些大型的設(shè)備更是如此。而目前涉及到的醫(yī)用電氣設(shè)備的檢定裝置基本都是實(shí)驗(yàn)室儀器，便攜性不足，使醫(yī)用電氣設(shè)備的檢定工作難度加大，甚至于被忽略，也一定程度上對醫(yī)療電氣設(shè)備的安全運(yùn)行帶來隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，本發(fā)明的測試系統(tǒng)集成了電能質(zhì)量分析、漏電流檢測、接地電阻檢測和耐壓檢測，采用小型化、模塊化設(shè)計，能同時對醫(yī)療設(shè)備用電環(huán)境及醫(yī)療設(shè)備自身的電氣性能進(jìn)行檢測，操作簡便，集中管理控制。用以解決現(xiàn)有針對醫(yī)療現(xiàn)場的測試裝置采用單一檢測的方式，操作繁瑣，無法統(tǒng)一集中管理，便攜性差，使醫(yī)用電氣設(shè)備的檢定工作難度加大，甚至于被忽略，也一定程度上對醫(yī)療電氣設(shè)備的安全運(yùn)行帶來隱患的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：一種集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，所述的測試系統(tǒng)包括用于對醫(yī)療電氣設(shè)備進(jìn)行高電壓測試的耐壓測試模塊、用于對醫(yī)療電氣設(shè)備進(jìn)行漏電流測試的漏電流測試模塊、用于對醫(yī)療室內(nèi)電能質(zhì)量進(jìn)行檢測的電能質(zhì)量分析模塊、用于測量醫(yī)療電氣設(shè)備內(nèi)部接地電阻的接地電阻檢測模塊， 以及用于輸入檢測信號的鍵盤模塊、用于在存在安全隱患時報警的報警器和用于對上述各模塊的檢測信號進(jìn)行分析處理的控制計算機(jī)，所述耐壓測試模塊、漏電流測試模塊、電能質(zhì)量分析模塊、接地電阻檢測模塊的信號輸出端均通過接口適配器與所述控制計算機(jī)的信號輸入端連接，用于將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制計算機(jī)，所述控制計算機(jī)的控制輸出端分別驅(qū)動連接耐壓測試模塊、漏電流測試模塊、電能質(zhì)量分析模塊和接地電阻檢測模塊，用于根據(jù)鍵盤模塊輸入的檢測信號，輸出檢測指令驅(qū)動相應(yīng)功能模塊的工作，所述的控制計算機(jī)還驅(qū)動連接報警器。

根據(jù)本發(fā)明所述的集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，包括顯示器，所述的顯示器連接在控制計算機(jī)的驅(qū)動信號輸出端。

根據(jù)本發(fā)明所述的集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，所述的電能質(zhì)量分析模塊包括電壓輸入采樣電路、電流輸入采樣電路、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)，待測電網(wǎng)電壓信號經(jīng)過整流濾波處理后，接入所述電壓輸入采樣電路的輸入端，所述的電壓輸入采樣電路的信號輸出端通過采樣保持電路連接A/D轉(zhuǎn)換電路的模擬輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出端連接所述單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端口，所述的單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口通過具有紅外線光耦隔離的RS232或RS485接口與所述控制計算機(jī)的信號輸入端連接。

根據(jù)本發(fā)明所述的集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，所述的電壓輸入采樣電路采用電阻分壓電路，且所述電壓輸入采樣電路的輸入端連接補(bǔ)償電容，用以提高采樣瞬變信號的能力。

根據(jù)本發(fā)明所述的集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，所述的漏電流測試模塊主要由漏電流測試電路、采樣電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、比較器、控制電路和單片機(jī)組成，所述的漏電流測試電路的輸入端連接待測試電氣設(shè)備的漏電流測試端，檢測待測電氣設(shè)備的漏電流信號，所述測試電路的輸出端連接采樣電路，采樣電路的輸出端通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端輸出經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字漏電流信號，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端連接單片機(jī)，所述單片機(jī)的信號輸出端連接所述的控制計算機(jī)，所述比較器的一個輸入端連接A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端，所述比較器的另一個輸入端接入預(yù)設(shè)漏電流信號，所述 比較器的信號輸出端連接控制電路，用于將測試的漏電流值與預(yù)設(shè)漏電流值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號到控制電路，所述控制電路的信號輸出端連接控制計算機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明所述的集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，所述的接地電阻檢測模塊由電流發(fā)生器、電阻測量電路、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)組成，所述的電流發(fā)生器用于產(chǎn)生測試電流，所述電流發(fā)生器的信號輸入端連接控制計算機(jī)，所述電流發(fā)生器的信號輸出端連接電阻測量電路的輸入端，所述電阻測量電路的輸入端還連接待測電阻的兩端，所述測試電路的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器連接單片機(jī)，將測試數(shù)據(jù)存儲在單片機(jī)的存儲器內(nèi)，所述單片機(jī)的輸出端連接控制計算機(jī)，所述控制計算機(jī)的控制輸出端連接電流發(fā)生器；

所述的測試電路將測試電流信號和流經(jīng)被測電阻上的電流產(chǎn)生的電壓信號進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，得到被測電阻的阻值，若測量電阻值大于報警值，則控制計算機(jī)控制報警器報警，若測試電流過大，則模塊報警的同時切斷測試電路，以保證被測電氣設(shè)備的安全。

根據(jù)本發(fā)明所述的集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試系統(tǒng)，所述的耐壓測試模塊用以評估電氣設(shè)備各個隔離部分之間絕緣屏障的性能，所述的耐壓測試模塊進(jìn)行高電壓測試是將高電壓施加于被測試的隔離屏障兩邊，測試電壓的大小根據(jù)額定電源電壓下正常工作時，隔離屏障所承受的電壓來決定；

所述的耐壓測試模塊包括升壓電路、電流測量電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)，所述的升壓電路連接在被測試的隔離屏障兩邊，所述電流測量電路的輸入端連接在被測電路中，所述電流測量電路的輸出端通過采樣電路連接A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出單連接單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸出端連接控制計算機(jī)，所述控制計算機(jī)的控制輸出端連接升壓電路。

本發(fā)明的目的還在于提供一種集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試方法，本發(fā)明的測試方法將電能質(zhì)量分析、漏電流檢測、接地電阻檢測和耐壓檢測集中在一個測試系統(tǒng)中，采用小型化、模塊化設(shè)計，能同時對醫(yī)療設(shè)備用電環(huán)境及醫(yī)療設(shè)備自身的電氣性能進(jìn)行檢測，操作簡便，集中管理控制。用以解決現(xiàn)有針對醫(yī)療現(xiàn)場的測試采 用單一檢測的方式，操作繁瑣，無法統(tǒng)一集中管理，便攜性差，使醫(yī)用電氣設(shè)備的檢定工作難度加大，甚至于被忽略，也一定程度上對醫(yī)療電氣設(shè)備的安全運(yùn)行帶來隱患的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案是：一種集成化的醫(yī)療現(xiàn)場安全性測試方法，步驟如下：

(1)在控制計算機(jī)內(nèi)設(shè)置各功能模塊，即耐壓測試模塊、漏電流測試模塊、電能質(zhì)量分析模塊和接地電阻檢測模塊的檢測參數(shù)預(yù)設(shè)值；

(2)通過鍵盤模塊選擇需要的檢測功能，輸入檢測信號至控制計算機(jī)，由控制計算機(jī)根據(jù)檢測信號發(fā)出檢測指令給相應(yīng)的功能模塊，驅(qū)動對應(yīng)的功能模塊工作；

(3)各所述的功能模塊在完成檢測后，將檢測數(shù)據(jù)存儲在各功能模塊自身的存儲器內(nèi)，在需要時，由控制計算機(jī)進(jìn)行調(diào)用，同時所述的功能模塊將實(shí)時檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制計算機(jī)；

(4)所述的控制計算機(jī)將檢測數(shù)據(jù)與其內(nèi)部存儲的檢測數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比所較，如果檢測數(shù)據(jù)的大小超過了所述的預(yù)設(shè)值，則判定檢測的醫(yī)療電氣設(shè)備存在安全隱患，并發(fā)出報警信號。

根據(jù)本發(fā)明所述的測試方法，所述的測試方法將檢測數(shù)據(jù)通過顯示器顯示，便于工作人員查看。

根據(jù)本發(fā)明所述的測試方法，所述的測試方法將各功能模塊通過接口適配器與控制計算機(jī)連接，各功能模塊均獨(dú)立設(shè)置，在進(jìn)行安全性測試時，根據(jù)檢測需要隨時更換功能模塊。

本發(fā)明達(dá)到的有益效果：本發(fā)明通過對醫(yī)療室內(nèi)電能質(zhì)量的檢測，評估醫(yī)療設(shè)備的安全運(yùn)行狀況，同時針對經(jīng)過長期使用的醫(yī)療設(shè)備的電氣安全性能的檢測，確保儀器使用過程中避免對人體的傷害。

本發(fā)明針對醫(yī)療室現(xiàn)場，集成了電能質(zhì)量分析、漏電流檢測、接地電阻檢測和耐壓檢測，能同時對醫(yī)療設(shè)備用電環(huán)境及醫(yī)療設(shè)備自身的電氣性能進(jìn)行檢測，操作簡便，集中管理控制。

根據(jù)檢測對象或目標(biāo)的不同設(shè)計獨(dú)立的測量模塊，并建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，按 需更換，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，采用了模塊化、小型化的技術(shù)，所述的檢測設(shè)備具備便攜式的特點(diǎn)，無論是人際交互界面還是硬件接口都簡便實(shí)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本發(fā)明電能質(zhì)量分析模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3是本發(fā)明電能質(zhì)量分析模塊電壓采樣端的電路原理圖；

圖4是本發(fā)明漏電流檢測模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖5是本發(fā)明漏電流檢測模塊的測試回路的電路原理圖。

圖6是本發(fā)明的接地電阻測試模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖7是本發(fā)明耐壓測試模塊的結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的測試系統(tǒng)包括用于對醫(yī)療現(xiàn)場的電氣設(shè)備進(jìn)行高電壓測試的耐壓測試模塊、用于對醫(yī)療電氣設(shè)備進(jìn)行漏電流測試的漏電流測試模塊、用于對醫(yī)療室內(nèi)電能質(zhì)量進(jìn)行檢測的電能質(zhì)量分析模塊、用于測量醫(yī)療電氣設(shè)備內(nèi)部接地電阻的接地電阻檢測模塊，以及用于輸入檢測信號的鍵盤模塊、用于在存在安全隱患時報警的報警器和用于對上述各模塊的檢測信號進(jìn)行分析處理的控制計算機(jī)，所述耐壓測試模塊、漏電流測試模塊、電能質(zhì)量分析模塊、接地電阻檢測模塊的信號輸出端均通過接口適配器與所述控制計算機(jī)的信號輸入端連接，用于將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制計算機(jī)，所述控制計算機(jī)的控制輸出端分別驅(qū)動連接耐壓測試模塊、漏電流測試模塊、電能質(zhì)量分析模塊和接地電阻檢測模塊，用于根據(jù)鍵盤模塊輸入的檢測信號，輸出檢測指令驅(qū)動相應(yīng)功能模塊的工作，所述的控制計算機(jī)還驅(qū)動連接報警器。

控制計算機(jī)包括主處理器、驅(qū)動模塊和控制器，采用本發(fā)明的測試系統(tǒng)在醫(yī)療 設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行檢測時，首先通過按鍵模塊選擇需要的檢測功能，并將檢測信號發(fā)送主處理器，所述的主處理器得到按鍵指令后，根據(jù)按鍵模塊選擇的檢測功能，給驅(qū)動模塊發(fā)送驅(qū)動信號，由驅(qū)動模塊驅(qū)動控制器工作，控制相應(yīng)的檢測模塊實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的檢測功能。同時，檢測模塊把檢測數(shù)據(jù)傳送給主處理器，由主處理器控制驅(qū)動模塊驅(qū)動顯示器，將檢測數(shù)據(jù)通過顯示器進(jìn)行顯示，當(dāng)檢測結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)時，主處理器發(fā)出報警信號給報警模塊，驅(qū)動報警模塊報警。

如圖2所示，本發(fā)明的電能質(zhì)量分析模塊主要由電壓輸入采樣、電流輸入采樣、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)組成。電壓輸入采樣電路的輸入端和電流輸入采樣電路的輸入端均連接在電網(wǎng)中，分別用于采集電網(wǎng)電流和電壓，電網(wǎng)電壓信號經(jīng)過整流濾波后，接入電壓輸入采樣電路，電壓輸入采樣電路的輸出端通過采樣保持電路連接A/D轉(zhuǎn)換電路的模擬輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出端連接單片機(jī)；電網(wǎng)電流信號經(jīng)過IV轉(zhuǎn)換和整流濾波后，輸入電流輸入采樣電路，電流輸入采樣電路的輸出端輸出的信號，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換接入單片機(jī)。

如圖3所示，所述的電壓輸入采樣電路采用電阻分壓電路，輸入端加接補(bǔ)償電容以提高采樣瞬變信號的能力，使設(shè)備既能采集到2500V高壓、1μs的尖峰信號，又能檢測電網(wǎng)電壓的高低的變動。檢測電網(wǎng)諧波時，電壓輸入采樣端采用電阻分壓及補(bǔ)償電容電路，可以高速、精確采樣電壓信號，還提高了采樣信號的帶寬，以有利于對高頻信號的頻譜分析。采樣后的電壓信號經(jīng)采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換后存儲在單片機(jī)的非易失存儲器內(nèi)，單片機(jī)通過具有紅外線光耦隔離的RS232或RS485接口與控制計算機(jī)連接，以防止高壓竄入，提高系統(tǒng)通訊的抗干擾能力。為了高速、精確采樣電流信號，電流輸入采樣采用寬頻的電流鉗，電流鉗的頻率相應(yīng)達(dá)100kHz。

采樣后的電壓、電流信號經(jīng)過調(diào)理，分別由高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行數(shù)字信號處理。諧波分析(頻譜分析)是數(shù)字信號處理的核心，本發(fā)明利用具有抗混迭誤差效果的快速傅立葉頻譜變換(Fast Anti-Aliasing Fourier Transform，F(xiàn)AFT)方法，以實(shí)現(xiàn)既快速又準(zhǔn)確地分析高達(dá)100kHz以上的高次諧波，F(xiàn)AFT分析3998次諧波只需要處理(16+1)個數(shù)據(jù)即可。

如圖4所示，本發(fā)明的漏電流檢測模塊主要由漏電流測試電路、采樣電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、比較器和單片機(jī)組成，所述的漏電流測試電路的輸入端連接 漏電流測試端，檢測漏電流，所述測試電路的輸出端連接采樣電路，用于將檢測到的漏電流信號輸出至采樣電路，采樣電路的輸出端通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換器，用于將采樣后的漏電流信號經(jīng)過放大電路處理后，輸出至A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端輸出經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字漏電流信號，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端連接單片機(jī)，用于將測試的漏電流存儲在單片機(jī)中，并發(fā)送給控制計算機(jī)進(jìn)行分析、顯示，同時，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后的漏電流信號還輸送至比較器的一個輸入端，所述比較器的另一個輸入端接入預(yù)設(shè)漏電流信號，將測試的漏電流值與預(yù)設(shè)漏電流值進(jìn)行比較，并輸出控制信號到控制電路，如果檢測到的漏電流值超出預(yù)設(shè)值，則控制報警器報警。

如圖5所示，測試端左邊為測試回路(MD電路)，SW1選擇開關(guān)，當(dāng)頻率小于或者等于1kHz選擇1，頻率超過1kHz選擇2，測試端右邊經(jīng)過放大后，進(jìn)行采樣AD轉(zhuǎn)換進(jìn)行顯示，并與預(yù)設(shè)值比較產(chǎn)生控制信號傳送至控制電路。

如圖6所示，接地電阻檢測模塊是由電流發(fā)生器、測試電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、顯示器和報警器組成，所述電流發(fā)生器的信號輸出端連接測試電路的輸入端，測試電路的輸入端還連接待測電阻的兩端，所述測試電路的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，所述AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端連接單片機(jī)的輸入端，所述單片機(jī)的輸出端連接控制計算機(jī)，所述控制計算機(jī)的輸出端連接報警器和顯示器。

電流發(fā)生器產(chǎn)生測量電流，并輸出至測試回路，且測試回路的輸出端還連接待測電阻的兩端，測試電路將電流信號和流經(jīng)被測電阻上的電流產(chǎn)生的電壓信號進(jìn)行處理，完成交直流轉(zhuǎn)換，進(jìn)行除法運(yùn)算得到電阻信號，所述的電阻信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后輸出至單片機(jī)，存儲在flas存儲器中，同時，單片機(jī)將測試結(jié)果發(fā)送給主處理器，并通過顯示器指示電流值和電阻值，若被測電阻大于報警值，模塊驅(qū)動報警器報警，若測試電流過大，則報警的同時切斷測試電流，以保證被測電氣設(shè)備的安全。

接地電阻檢測模塊是用來測量電氣設(shè)備內(nèi)部的接地電阻，它所反映的是電氣設(shè)備的各處外露可導(dǎo)電部分與電氣設(shè)備的總接地端子之間的接觸電阻。為了消除接觸電阻對測試的影響，模塊采用四端測量法，即在外露可導(dǎo)電部分和總接地端子之間加上電流，然后再測量這兩端的電壓，算出其電阻值。標(biāo)準(zhǔn)UL2602-1規(guī)定，電源 插頭上保護(hù)接地引腳與萬一發(fā)生基本絕緣故障時可能帶電的每個可觸及部分之間的阻抗，都應(yīng)該小于0.1Ω，因此在測試過程中需要采用Kelvin探頭，以有效地去除導(dǎo)線的電阻，并避免高電流密度聚集在電流注入點(diǎn)所引入的電壓測量誤差。

如圖7所示，醫(yī)用電氣設(shè)備的各項(xiàng)漏電流都符合所要求的限值之后，還要對其進(jìn)行高電壓測試，以評估該設(shè)備各個隔離部分之間絕緣屏障的性能。所述的耐壓測試模塊包括升壓電路、電流測量電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)，所述的升壓電路連接在被測試的隔離屏障兩邊，所述電流測量電路的輸入端連接在被測電路中，所述電流測量電路的輸出端通過采樣電路連接A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出單連接單片機(jī)，所述單片機(jī)的輸出端連接控制計算機(jī)，所述控制計算機(jī)的控制輸出端連接升壓電路。

其基本測試方法就是將高電壓作為測試電壓施加于被測試的隔離屏障兩邊的部件上，測試電壓的大小根據(jù)額定電源電壓下正常工作時隔離屏障所承受的電壓來決定。施加高電壓的過程中，需要監(jiān)測電流，以防止產(chǎn)生電弧擊穿。

本發(fā)明針對醫(yī)療室現(xiàn)場，集成了電能質(zhì)量分析、漏電流檢測、接地電阻檢測和耐壓檢測，能同時對醫(yī)療設(shè)備用電環(huán)境及醫(yī)療設(shè)備自身的電氣性能進(jìn)行檢測，操作簡便，集中管理控制。