一種基于pwm的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于PWM（Pulse?Width?Modulation，脈沖寬度調(diào)制）的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置及其方法，裝置包括：控制器，脈寬調(diào)制器，場(chǎng)效應(yīng)管，比例閥，其中控制器與脈寬調(diào)制器相連，向脈寬調(diào)制器提供輸入電壓，并且通過分別調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率和所述輸入電壓來控制脈寬調(diào)制器輸出PWM波的頻率和寬度；脈寬調(diào)制器與場(chǎng)效應(yīng)管相連，根據(jù)輸入電壓及振蕩頻率產(chǎn)生PWM波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管工作場(chǎng)效應(yīng)管與比例閥相連，通過調(diào)節(jié)所述比例閥的功率來調(diào)節(jié)比例閥的開啟程度；比例閥根據(jù)自身的開啟程度控制麻醉機(jī)的氣體開關(guān)及流量。本發(fā)明電路易于實(shí)現(xiàn)，成本低，對(duì)輸入信號(hào)的要求較低，同時(shí)能夠達(dá)到較高的精度。
【專利說明】一種基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著麻醉機(jī)氣體流量控制功能的不斷完善和發(fā)展，對(duì)于麻醉機(jī)潮氣量的精確控制提出越來越高的要求，目前麻醉機(jī)控制潮氣量的方法有手動(dòng)調(diào)節(jié)氣體節(jié)流閥、步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)氣體節(jié)流閥、電流閉環(huán)調(diào)節(jié)比例閥等。第一種方式，在調(diào)節(jié)麻醉機(jī)潮氣量時(shí)，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)氣體節(jié)流閥，通過人眼觀察潮氣量檢測(cè)值的大小，來判斷所調(diào)整的節(jié)流閥的開度是否合適，或者是否需要重新調(diào)整，該方式實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，成本較低，不需要控制電路，但為了實(shí)現(xiàn)或達(dá)到一個(gè)期望的潮氣量值，需要人工反復(fù)調(diào)節(jié)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且精度很差。第二種方式，預(yù)先設(shè)定潮氣量的值，控制電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，并帶動(dòng)其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使節(jié)流閥根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)跟隨潮氣量輸出值，在調(diào)節(jié)過程中，步進(jìn)電機(jī)與節(jié)流閥之間的齒輪嚙合裝置發(fā)出的噪聲較大，而且由于齒輪配合存在著間隙，控制的精度較差。第三種方式，通過調(diào)節(jié)比例電磁閥的電流大小，來跟隨設(shè)定值，達(dá)到控制氣體的流量的目的，該方式雖然控制精度高，噪聲小，但對(duì)電源的功率、紋波要求比較高，實(shí)現(xiàn)比較困難，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的是提供一種易于實(shí)現(xiàn)、成本較低，同時(shí)能滿足很高精度要求的比例閥控制技術(shù)。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置，包括:控制器，脈寬調(diào)制器，場(chǎng)效應(yīng)管，比例閥，其中:
[0006]所述控制器與所述脈寬調(diào)制器相連，通過調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率和輸入電壓的大小來控制所述脈寬調(diào)制器輸出PWM波的頻率和寬度；
[0007]所述脈寬調(diào)制器與所述場(chǎng)效應(yīng)管相連，根據(jù)所述輸入電壓和所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率產(chǎn)生PWM波驅(qū)動(dòng)所述場(chǎng)效應(yīng)管工作；
[0008]所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述比例閥相連，通過調(diào)節(jié)所述比例閥的功率來調(diào)節(jié)所述比例閥的開啟程度；
[0009]所述比例閥根據(jù)自身的開關(guān)程度控制所述麻醉機(jī)的氣體開關(guān)，并根據(jù)所述開關(guān)的開啟程度控制麻醉機(jī)的氣體流量。
[0010]進(jìn)一步地，還包括反饋電路，分別與所述脈寬調(diào)制器和所述場(chǎng)效應(yīng)管相連，用于將流經(jīng)所述場(chǎng)效應(yīng)管的電流采樣后反饋給所述脈寬調(diào)制器。
[0011]進(jìn)一步地，還包括工作狀態(tài)指示器，分別與所述脈寬調(diào)制器和所述控制器相連，用于指示所述比例閥的工作狀態(tài)。
[0012]進(jìn)一步地，所述控制器包括:[0013]振蕩電路，包括相互并聯(lián)的電阻和電容，通過調(diào)節(jié)所述電阻的大小調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率；
[0014]信號(hào)放大器，用于調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器輸入的電壓的大小。
[0015]進(jìn)一步地，所述信號(hào)放大器包括:
[0016]零點(diǎn)電位器，用于設(shè)置零點(diǎn)電壓，使所述比例閥處于待機(jī)狀態(tài)；
[0017]增益電位器，用于調(diào)節(jié)輸入電壓，使輸入電壓的變化斜率與所述比例閥的開啟程度的斜率相匹配。
[0018]進(jìn)一步地，所述脈寬調(diào)制器輸出的PWM波頻率為500-800HZ。
[0019]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提出了一種基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法，包括:
[0020]S1、通過控制器調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制器的振蕩頻率和輸入電壓的大小來控制脈寬調(diào)制器輸出PWM波的頻率和寬度；
[0021]S2、所述脈寬調(diào)制器根據(jù)所述輸入電壓和所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率產(chǎn)生PWM波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管工作；
[0022]S3、所述場(chǎng)效應(yīng)管通過調(diào)節(jié)比例閥的功率來調(diào)節(jié)比例閥的開啟程度；
[0023]S4、所述比例閥根據(jù)自身的開關(guān)程度控制所述麻醉機(jī)的氣體開關(guān)，并根據(jù)所述開關(guān)的開啟程度控制麻醉機(jī)的氣體流量。
[0024]進(jìn)一步地，所述步驟S3之后還包括:通過反饋電路將流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管的電流采樣后反饋給所述脈寬調(diào)制器。
[0025]進(jìn)一步地,還包括:通過工作狀態(tài)指示器指示所述比例閥的工作狀態(tài)。
[0026]進(jìn)一步地,所述步驟SI具體包括:
[0027]S11、通過振蕩電路調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制器的振蕩頻率；
[0028]S12、通過信號(hào)放大器調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器輸入的電壓的大小。
[0029]本發(fā)明借助于脈寬調(diào)制器所輸出的PWM波來控制比例閥，電路易于實(shí)現(xiàn)，成本低，而且對(duì)輸入信號(hào)的要求較低，同時(shí)能夠達(dá)到很高的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖2是本發(fā)明所述的控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0032]圖3是本發(fā)明所述的振蕩電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖4是本發(fā)明所述的信號(hào)放大器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0034]圖5是本發(fā)明實(shí)施例二所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0035]圖6是本發(fā)明實(shí)施例三所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0036]圖7是本發(fā)明實(shí)施例四所述的基于SG3524芯片的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0037]圖8是本發(fā)明實(shí)施例五所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法流程圖。【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。[0039]實(shí)施例一
[0040]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置100的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，所述裝置100包括控制器101、脈寬調(diào)制器102、場(chǎng)效應(yīng)管103和比例閥104 ；
[0041]其中，控制器101，與脈寬調(diào)制器102相連，用于向脈寬調(diào)制器提供輸入電壓，并且通過分別調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率和所述輸入電壓來控制脈寬調(diào)制器輸出PWM波的頻率和寬度。通過控制器101，可以對(duì)所述脈寬調(diào)制器102輸出的PWM波的寬度及頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得寬度和頻率均可調(diào)的PWM波。
[0042]脈寬調(diào)制器102，與場(chǎng)效應(yīng)管103相連，根據(jù)所述輸入電壓及振蕩頻率產(chǎn)生PWM波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管工作。脈寬調(diào)制器的主要功能為脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation),可以對(duì)輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，并基于自身的振蕩頻率產(chǎn)生正比于所述電壓信號(hào)的PWM波，該P(yáng)WM波為占空比可調(diào)的脈沖，能夠用于驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管工作。可選擇任何具有脈寬調(diào)制功能的部件作為本發(fā)明的脈寬調(diào)制器，例如ST公司生產(chǎn)的SG3524芯片，或者具有PWM功能的單片機(jī)等。
[0043]場(chǎng)效應(yīng)管103，與比例閥104相連，用于調(diào)節(jié)比例閥的開啟程度。場(chǎng)效應(yīng)管是一種單極型半導(dǎo)體器器件，它不但具備雙極型晶體管體積小，重量輕，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，而且輸入回路的內(nèi)阻極高，噪聲低，熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)而且省電，非常適合用于功率驅(qū)動(dòng)。在脈寬調(diào)制器102輸出PWM波后，以場(chǎng)效應(yīng)管作為開關(guān)管來驅(qū)動(dòng)比例閥104，通過對(duì)比例閥的功率調(diào)節(jié)，達(dá)到控制比例閥開啟程度的目的。優(yōu)選MOSFET管作為本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)管來驅(qū)動(dòng)比例閥。
[0044]比例閥104，根據(jù)自身的開啟程度控制麻醉機(jī)的氣體開關(guān)及流量?？梢赃x用現(xiàn)有技術(shù)中具有氣體流量控制功能的任意比例閥作為麻醉機(jī)氣體流量控制的執(zhí)行部件，例如可以使用burkert公司生產(chǎn)的比例閥來執(zhí)行流量控制。
[0045]參見圖2，所述控制器101可以包含以下部件:
[0046]振蕩電路1011，通過調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制器102的振蕩頻率來改變所述PWM波的脈沖頻率。參見圖3，所述振蕩電路可以包括相互并聯(lián)的電阻RT和電容CT，通過調(diào)節(jié)所述電阻RT的阻值來調(diào)節(jié)所述振蕩頻率，進(jìn)而改變脈寬調(diào)制器所輸出的PWM波的頻率。
[0047]信號(hào)放大器1012，向脈寬調(diào)制器提供輸入電壓并對(duì)該輸入電壓的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變所述PWM波的脈沖寬度。隨著為脈寬調(diào)制器提供的輸入電壓的改變，輸入電壓信號(hào)經(jīng)脈寬調(diào)制器處理后所輸出的PWM波的脈沖寬度也會(huì)隨之發(fā)生變化，通過調(diào)節(jié)所述輸入電壓，即可獲得滿足特定寬度要求的PWM波。
[0048]參見圖4，所述信號(hào)放大器可以包括:零點(diǎn)電位器10121，用于設(shè)置零點(diǎn)電壓，使比例閥處于待機(jī)狀態(tài)；增益電位器10122，用于調(diào)節(jié)輸入電壓，使所輸入電壓的變化斜率與比例閥的開啟程度的斜率相匹配，即與比例閥從開啟的臨界狀態(tài)到滿開度的斜率相匹配。
[0049]通過上述方式即可獲得寬度和頻率均可調(diào)的PWM波，用該P(yáng)WM波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，進(jìn)一步將放大了電壓和電流的PWM波施加于比例閥的線圈，便可對(duì)比例閥進(jìn)行有效的控制。
[0050]由于PWM波的頻率較高，比例閥的閥芯動(dòng)作較慢，所以雖然PWM波的電壓有間歇，但比例閥基本不會(huì)震動(dòng)。經(jīng)過試驗(yàn)得知，PWM波的輸出頻率在500Hz-800Hz之間時(shí)，比例閥工作震動(dòng)小、噪音小、工作穩(wěn)定性高，優(yōu)選該頻段作為PWM波的輸出頻段。
[0051]實(shí)施例二[0052]進(jìn)一步地，為了避免電流過大或短路故障，可以在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上增加一個(gè)反饋電路，參見圖5，該反饋電路505分別與脈寬調(diào)制器502和場(chǎng)效應(yīng)管503相連，可以將流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管503的電流采樣后反饋給脈寬調(diào)制器502，脈寬調(diào)制器可以根據(jù)反饋的采樣電流來監(jiān)控輸出的電流大小，從而保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管503和比例閥504，避免因電流過大而損壞。
[0053]實(shí)施例三
[0054]為了使用戶實(shí)時(shí)了解比例閥的工作狀態(tài)，還可以在實(shí)施例一或?qū)嵤├幕A(chǔ)上增加一個(gè)工作狀態(tài)指示器，在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上增加一個(gè)工作狀態(tài)指示器的裝置結(jié)構(gòu)框圖參見圖6所示，工作狀態(tài)指示器606分別與脈寬調(diào)制器602和控制器601相連，可用于指示比例閥604的工作狀態(tài)。可以使用任意具有信息提示功能的部件作為比例閥的工作狀態(tài)指示器，例如，可以使用LED來顯示當(dāng)前比例閥的狀態(tài):當(dāng)LED點(diǎn)亮?xí)r比例閥為開啟狀態(tài)，當(dāng)LED熄滅時(shí)比例閥為關(guān)閉狀態(tài)。
[0055]實(shí)施例四
[0056]圖7是本實(shí)施例所述的基于SG3524芯片的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置結(jié)構(gòu)框圖，如圖7所示，本實(shí)施例選擇ST公司生產(chǎn)的SG3524芯片作為脈寬調(diào)制器，用于產(chǎn)生占空比可調(diào)的PWM波。其中，外部輸入電源為24V,輸入控制信號(hào)是0-10V的模擬信號(hào),三端穩(wěn)壓器的作用是為放大電路和脈寬調(diào)制芯片SG3524提供電源，信號(hào)放大電路利用零點(diǎn)電位器設(shè)置和調(diào)整輸入零點(diǎn)電壓，使比例閥處于待機(jī)的工作狀態(tài)；利用增益電位器調(diào)節(jié)輸入電壓，使輸入電壓的變化斜率與電磁比例閥的開啟程度的斜率相匹配，即與比例閥從開啟的臨界狀態(tài)到滿開度的斜率相匹配，因此調(diào)節(jié)控制器的輸入電壓，即可調(diào)節(jié)脈沖寬度。另外，由電阻RT和電容CT組成的振蕩電路產(chǎn)生鋸齒波的頻率，決定SG3524輸出的PWM頻率，通過調(diào)節(jié)電阻RT的值可以改變振蕩頻率，進(jìn)而改變SG3524輸出的PWM頻率，這樣便可得到脈沖寬度和頻率均可調(diào)節(jié)的PWM波，用該P(yáng)WM波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，進(jìn)一步將放大了電壓和電流的PWM波施加于比例閥的線圈，便可對(duì)比例閥進(jìn)行有效的控制。由于PWM的頻率較高，比例閥的閥芯動(dòng)作較慢，所以雖然PWM波的電壓有間歇，但比例閥基本不會(huì)震動(dòng)。經(jīng)過試驗(yàn)得知，PWM的輸出頻率在500Hz-800Hz之間，比例閥工作震動(dòng)小，噪音小，工作穩(wěn)定性高。在比例閥打開和關(guān)閉的過程中，使用SG3524的shutdown引腳功能來指示閥的工作狀態(tài)。電流反饋電路的作用是將流經(jīng)MOSFET管的電流經(jīng)采樣后反饋給SG3524，避免電流過大或短路故障。通過以上方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)比例閥從關(guān)閉直至滿開狀態(tài)全過程的控制，因此，僅通過比例閥單個(gè)部件即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)開/關(guān)氣體以及調(diào)節(jié)氣體流量兩種功能。
[0057]實(shí)施例五
[0058]根據(jù)同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法，圖8是本實(shí)施例所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法的流程圖。
[0059]如圖8所示,所述方法包括:
[0060]S801、通過控制器向脈寬調(diào)制器提供輸入電壓，并調(diào)節(jié)該電壓及脈寬調(diào)制器的振
蕩頻率。
[0061]通過控制器向脈寬調(diào)制器提供輸入電壓，并且通過分別調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率和所述輸入電壓來控制脈寬調(diào)制器輸出PWM波的頻率和寬度。
[0062]進(jìn)一步地，所述步驟S801可以通過以下方式實(shí)現(xiàn):
[0063]S8011、通過振蕩電路調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制器的振蕩頻率，改變所述PWM波的脈沖頻率。參見圖3，所述振蕩電路可以包括相互并聯(lián)的電阻RT和電容CT，通過調(diào)節(jié)所述電阻RT的阻值來調(diào)節(jié)所述振蕩頻率，進(jìn)而可以改變脈寬調(diào)制器所輸出的PWM波的頻率。
[0064]S8012、通過信號(hào)放大器調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制器的輸入電壓，改變所述PWM波的脈沖寬度。隨著為脈寬調(diào)制器提供的輸入電壓的改變，輸入電壓信號(hào)經(jīng)脈寬調(diào)制器處理后所輸出的PWM波的脈沖寬度也會(huì)隨之發(fā)生變化，通過調(diào)節(jié)所述輸入電壓，即可獲得滿足特定寬度要求的PWM波。
[0065]所述步驟S8012可以進(jìn)一步包括:
[0066]通過零點(diǎn)電位器設(shè)置零點(diǎn)電壓，使比例閥處于待機(jī)狀態(tài)；
[0067]通過增益電位器調(diào)節(jié)輸入電壓，使所輸入電壓的變化斜率與比例閥的開啟程度的斜率相匹配，即與比例閥從開啟的臨界狀態(tài)到滿開度的斜率相匹配。
[0068]S802、脈寬調(diào)制器產(chǎn)生PWM波，驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管工作。
[0069]脈寬調(diào)制器的主要功能為脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation),可以對(duì)輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，并基于自身的振蕩頻率產(chǎn)生正比于所述電壓信號(hào)的PWM波，該P(yáng)WM波為占空比可調(diào)的脈沖，能夠用于驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管工作?？蛇x擇任何具有脈寬調(diào)制功能的部件作為本發(fā)明的脈寬調(diào)制器，例如ST公司生產(chǎn)的SG3524芯片，或者具有PWM功能的單片機(jī)
坐寸ο
[0070]S803、場(chǎng)效應(yīng)管調(diào)節(jié)比例閥的開啟程度。
[0071]場(chǎng)效應(yīng)管是一種單極型半導(dǎo)體器器件，它不但具備雙極型晶體管體積小，重量輕，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，而且輸入回路的內(nèi)阻極高，噪聲低，熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)而且省電，非常適合用于功率驅(qū)動(dòng)。在脈寬調(diào)制器輸出PWM波后，以場(chǎng)效應(yīng)管作為開關(guān)管來驅(qū)動(dòng)比例閥，通過對(duì)比例閥的功率調(diào)節(jié)，達(dá)到控制比例閥開啟程度的目的。
[0072]S804、比例閥控制麻醉機(jī)的氣體開關(guān)及流量。
[0073]比例閥根據(jù)自身的開啟程度控制麻醉機(jī)的氣體開關(guān)及流量。可以選用現(xiàn)有技術(shù)中具有氣體流量控制功能的任意比例閥作為麻醉機(jī)氣體流量控制的執(zhí)行部件，例如可以使用burkert公司生產(chǎn)的比例閥來執(zhí)行流量控制。
[0074]通過上述方式即可獲得寬度和頻率均可調(diào)的PWM波，用該P(yáng)WM波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，進(jìn)一步將放大了電壓和電流的PWM波施加于比例閥的線圈，便可對(duì)比例閥進(jìn)行有效的控制。
[0075]由于PWM波的頻率較高，比例閥的閥芯動(dòng)作較慢，所以雖然PWM波的電壓有間歇，但比例閥基本不會(huì)震動(dòng)。經(jīng)過試驗(yàn)得知，PWM波的輸出頻率在500Hz-800Hz之間時(shí)，比例閥工作震動(dòng)小、噪音小、工作穩(wěn)定性高，優(yōu)選該頻段作為PWM波的輸出頻段。
[0076]進(jìn)一步地，為了避免電流過大或短路故障，可以增加一個(gè)電流反饋步驟S805、通過分別與脈寬調(diào)制器和場(chǎng)效應(yīng)管相連的反饋電路，可以將流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管的電流采樣后反饋給脈寬調(diào)制器，脈寬調(diào)制器可以根據(jù)反饋的采樣電流來監(jiān)控輸出的電流大小，從而保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管和比例閥，避免因電流過大而損壞。
[0077]另外，為了使用戶實(shí)時(shí)了解比例閥的工作狀態(tài)，還可以增加一個(gè)工作狀態(tài)指示步驟S806、通過分別與脈寬調(diào)制器和控制器相連的工作狀態(tài)指示器，可指示比例閥的工作狀態(tài)?？梢允褂萌我饩哂行畔⑻崾竟δ艿牟考鳛楸壤y的工作狀態(tài)指示器，例如，可以使用LED來顯示當(dāng)前比例閥的狀態(tài):當(dāng)LED點(diǎn)亮?xí)r比例閥為開啟狀態(tài)，當(dāng)LED熄滅時(shí)比例閥為關(guān)閉狀態(tài)。[0078]本發(fā)明借助于脈寬調(diào)制器所輸出的PWM波來控制比例閥，電路易于實(shí)現(xiàn)，成本低，而且對(duì)輸入信號(hào)的要求較低，同時(shí)能夠達(dá)到很高的精度。通過本發(fā)明所述的調(diào)節(jié)方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)比例閥從關(guān)閉狀態(tài)直至滿開狀態(tài)的全過程控制，僅通過比例閥單個(gè)部件即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)開/關(guān)氣體以及調(diào)節(jié)氣體流量兩種功能。
[0079]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置，其特征在于，包括:控制器，脈寬調(diào)制器，場(chǎng)效應(yīng)管，比例閥，其中: 所述控制器與所述脈寬調(diào)制器相連，通過所述控制器調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率和輸入電壓的大小來控制所述脈寬調(diào)制器輸出PWM波的頻率和寬度； 所述脈寬調(diào)制器與所述場(chǎng)效應(yīng)管相連，所述脈寬調(diào)制器根據(jù)輸入電壓和所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率產(chǎn)生PWM波驅(qū)動(dòng)所述場(chǎng)效應(yīng)管工作； 所述場(chǎng)效應(yīng)管與所述比例閥相連，通過調(diào)節(jié)所述比例閥的功率來調(diào)節(jié)所述比例閥的開啟程度； 所述比例閥根據(jù)自身的開關(guān)程度控制所述麻醉機(jī)的氣體開關(guān)，并根據(jù)所述開關(guān)的開啟程度控制麻醉機(jī)的氣體流量。
2.如權(quán)利要求1所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置，其特征在于，還包括反饋電路，分別與所述脈寬調(diào)制器和所述場(chǎng)效應(yīng)管相連，用于將流經(jīng)所述場(chǎng)效應(yīng)管的電流采樣后反饋給所述脈寬調(diào)制器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置，其特征在于，還包括工作狀態(tài)指示器，分別與所述脈寬調(diào)制器和所述控制器相連，用于指示所述比例閥的工作狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置，其特征在于，所述控制器包括: 振蕩電路，包括相互并聯(lián)的電阻和電容，通過調(diào)節(jié)所述電阻的大小調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率； 信號(hào)放大器，用于調(diào)節(jié)所述脈寬調(diào)制器輸入的電壓的大小。
5.如權(quán)利要求4所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置，其特征在于，所述信號(hào)放大器包括: 零點(diǎn)電位器，用于設(shè)置零點(diǎn)電壓，使所述比例閥處于待機(jī)狀態(tài)； 增益電位器，用于調(diào)節(jié)輸入電壓，使輸入電壓的變化斜率與所述比例閥的開啟程度的斜率相匹配。
6.如權(quán)利要求1或2任一所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制裝置，其特征在于，所述脈寬調(diào)制器輸出的PWM波頻率為500-800HZ。
7.一種基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法，其特征在于，包括: S1、通過控制器調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制器的振蕩頻率和輸入電壓的大小，來控制脈寬調(diào)制器輸出PWM波的頻率和寬度； S2、所述脈寬調(diào)制器根據(jù)所述輸入電壓和所述脈寬調(diào)制器的振蕩頻率產(chǎn)生PWM波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管工作； S3、所述場(chǎng)效應(yīng)管通過調(diào)節(jié)比例閥的功率來調(diào)節(jié)比例閥的開啟程度； S4、所述比例閥根據(jù)自身的開關(guān)程度控制所述麻醉機(jī)的氣體開關(guān)，并根據(jù)所述開關(guān)的開啟程度控制麻醉機(jī)的氣體流量。
8.如權(quán)利要求7所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法，其特征在于，所述步驟S3之后還包括: 通過反饋電路將流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管的電流采樣后反饋給所述脈寬調(diào)制器。
9.如權(quán)利要求7或8所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法，其特征在于，還包括:通過工作狀態(tài)指示器指示所述比例閥的工作狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求7或8所述的基于PWM的麻醉機(jī)氣體流量控制方法，其特征在于，所述步驟Si具體包括: .511、通過振蕩電路調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制器的振蕩頻率； .512、通過信號(hào)放大器調(diào) 節(jié)所述脈寬調(diào)制器的輸入電壓的大小。
【文檔編號(hào)】G05D7/06GK103914086SQ201210592834
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月29日
【發(fā)明者】何敏杰 申請(qǐng)人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司