专利名称：血液净化用液体加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种加热装置，具体涉及血液净化用液体加热装置。
背景技术：
目前，血液净化设备的加热装置，一般采用两种方式一种是直接对管路中流动的液体加热，设置液体进口温度传感器和液体出口温度传感器，通过比较进口端和出口端的液体温度变化，确定加热功率，达到对出口端液体温度进行控制的目的；另一种方式是将管路缠绕在一种螺旋形加热器上，通过管壁将螺旋形加热器产生的热量传递给管路中的液体，实现对液体间接加热，使用温度传感器，通过检测管路外壁的温度，控制液体加热功率。[0003] 直接对管路中流动的液体加热的方式，温度控制精度高，稳定性较好，但是由于液体出口端与血液净化的透析器或者滤过器之间有很长的一段管路，由于散热作用，出口端液体与透析器输入端液体会产生超过2°C以上的温度降落，导致热交换效果差；将管路缠绕在螺旋形加热器上的方式，由于采用间接加热，避免了引入污染源，但是由于间接测温不够精确，通过管路壁加热接触面积小，热传递效率低，控制温度只能在一个误差比较大的范围内，控制温度不够稳定。 现有技术的缺点是直接对管路中流动的液体加热的方式，透析器输入端的液体
温度难以控制，造成加热器出口液体与透析器输入液体之间超过2t:以上的温度降落，血液
净化设备的热交换效果差。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种热交换效果好的血液净化用液体加热装置，温度控
制稳定，能够有效控制透析器输入端的液体温度，提高血液净化设备的热交换效果。 为达到上述目的，本实用新型表述一种血液净化用液体加热装置，包括加热器，所
述加热器设置有出液口端，该出液口端安装有出液口温度传感器的探头，该出液口温度传
感器输出端与第一采样电路的输入端连接，该第一采样电路的输出端与加热控制电路的第
一输入端连接，该加热控制电路的输出端输出控制信号，控制加热元件工作，其关键在于
所述出液口端的后续管路上设置有出液口后续端，该出液口后续端处安装有目标点温度传
感器的探头，该目标点温度传感器的输出端连接有第二采样电路输入端，该第二采样电路
输出端与所述加热控制电路的第二输入端连接。
出液口温度传感器位于加热器出液口端，获取出液口端的透析液温度，第一采样电路和加热控制电路根据这个温度进行对加热器的控制，实现对透析液温度的粗调。[0008] 目标点温度传感器靠近透析器的输入液口就近检测，获取最直接的透析液温度，第二采样电路和加热控制电路根据这个温度进行对加热器的控制，实现对透析液温度的细调。 所述加热器设置有加热元件和加热器，所述加热器为管状容器，所述加热元件呈棒状，该加热元件安装在加热器内。[0010] 所述加热元件的直径小于所述加热器的直径，加热元件安装在加热器内，且与加
热器底部垂直装配。 加热元件内置，保证透析液的洁净度。 所述第一采样电路和第二采样电路为A/D转换芯片，该A/D转换芯片的第一采样正端和第一采样负端与所述出液口温度传感器连接，该A/D转换芯片的第二采样正端和第二采样负端与所述目标点温度传感器连接，该A/D转换芯片与所述加热控制电路连接。[0013] A/D转换芯片将模拟信号转换为数字信号，便于加热控制电路读取。加热控制电路根据出液口温度传感器获取的透析液温度，在一个较大的温度区间内控制加热器对透析液温度进行粗调。加热控制电路根据目标点温度传感器获取的透析液温度，在一个较小的温度区间内对透析液温度进行细调。 两个温度检测控制闭环回路互相配合，第一采样电路所在的闭环回路实现温度快速调节，第二采样电路所在的闭环回路实现温度精确控制，达到透析液温度的恒温准确控制。 所述加热控制电路设置有主控芯片，该主控芯片的第二数据端P0. 2、第三数据端P0. 3、第四数据端P0. 4、第五数据端P0. 5、第六数据端P0. 6端分别与A/D转换芯片的片选端、时钟信号端、数据输出端、数据输入端和准备好信号连接； 主控芯片Pl. 1输出端连接光耦的输入发光二极管负端，该光耦的输入发光二极
管正端接正电源，该光耦的输出正端接电源，输出负端接可控硅的控制极，该可控硅第二阳
极极接加热电源的一端，该可控硅第一阳极串所述加热器后，接加热电源的另一端。 在所述加热器还安装有超温检测温度传感器，该超温检测温度传感器的输出端连
接有超温保护电路，该超温保护电路的输出端连接加热器。 所述超温保护电路为继电器，该继电器线圈的一端串所述超温检测温度传感器后接地，线圈另一端接正电源，该继电器的常闭开关串接在所述加热器与加热电源、可控硅组成的加热回路中。 所述可控硅正极串继电器的常闭开关后与所述加热电源的一端连接。 当透析液温度过高，超温检测温度传感器控制继电器线圈得电，该继电器常闭开
关断开，加热电源停止对加热器供电。 加热元件对加热器内流动的透析液加热，出液口温度传感器检测出液口端的温度信号，并把出液口端的温度信号传输到第一采样电路，第一采样电路进行模数转换后，输出数字温度信号给加热控制电路，加热控制电路连接的命令、参数接口可以向加热控制电路输入预置数值，加热控制电路对输入的出液口温度信号和输入预置数值进行比较、计算，输出控制信号给加热控制电路，加热控制电路控制加热元件工作，对出液口的液体温度进行粗调。 目标点温度传感器检测透析器的输入液口透析液温度，并把温度信号传输到第二
采样电路，第二采样电路进行模数转换后，输出数字温度信号给加热控制电路，通过加热控
制电路进行比较、计算，输出控制信号给加热控制电路，加热控制电路控制加热元件工作，
对出液口的液体温度进行细调，保证进入透析器的透析液温度恒定可靠。 当主控芯片的控制输出端输出低电平时，光耦输入端有电流，光耦输出端导通，可
控硅控制极触发导通，加热元件利用220V交流电源工作，产生热量，对加热器内的液体进行加热，当主控芯片的控制输出端输出高电平时，光耦输入端无电流，光耦和可控硅截止，加热元件断电。 所述主控芯片还设置有预置数据端和时钟端与外部连接，主控芯片通过预置数据端和时钟端接收外部预置的温度数据阈值。 在出液口温度传感器或控制点温度传感器异常(或超温)时，加热控制电路也会产生关断控制信号使加热过程立即停止，从而与上述超温保护电路用继电器一起实现双重的安全防护措施。 本实用新型的显著效果是由温度传感器检测液体温度，通过控制电路的反馈调节实现恒温控制，并由超温保护电路实现安全防护。实现温度稳定控制，能够有效控制透析器输入端的液体温度，提高血液净化设备的热交换效果。
图1为本实用新型的原理关系图；[0028] 图2为本实用新型电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。 如图1所示， 一种血液净化用液体加热装置，包括加热器1，所述加热器1设置有出液口端a，该出液口端a安装有出液口温度传感器4的探头，该出液口温度传感器4输出端与第一采样电路6的输入端连接，该第一采样电路6的输出端与加热控制电路8的第一输入端连接，该加热控制电路8的输出端输出控制信号，控制加热元件2工作，所述出液口端a的后续管路上设置有出液口后续端b，该出液口后续端b处安装有目标点温度传感器3的探头，该目标点温度传感器3的输出端连接有第二采样电路7输入端，该第二采样电路7输出端与所述加热控制电路8的第二输入端连接。 出液口温度传感器4位于加热器1出液口端a，获取出液口端a的透析液温度，第一采样电路6和加热控制电路8根据这个温度进行对加热器1的控制，实现对透析液温度的粗调。 目标点温度传感器3靠近透析器的输入液口就近检测，获取最直接的透析液温度，第二采样电路7和加热控制电路8根据这个温度进行对加热器1的控制，实现对透析液温度的细调。 出液口温度传感器4和目标点温度传感器3的输出端分别连接到第一采样电路6和第二采样电路7，第一采样电路6和第二采样电路7是16位A/D转换控制器AD7705BN的两个独立的差分输入通道。AD7705BN是美国AD公司生产的高分辨率模数转换芯片，有两个相互隔离的差分输入通道，其与微控制器的接口采用SPI总线，微控制器通过SPI总线-CS、D0UT、 DIN、 DRDY向AD7705发出采样控制命令并接收A/D转换通道的值。两个温度传感器输出的反映液体温度的电压信号通过AD7705BN的输入通道经A/D转换后送给加主控芯片IC2。主控芯片IC2是raiLIPS公司生产的8位微控制器P89LPC925，是加热控制系统的核心，通过其芯片上的输入/输出端口连接到IC1的SPI总线信号脚控制并读取温度经A/D转换后的数据。主控芯片IC2上输出口 Pl. 1连接到光耦U3，光耦U3为可控硅输出型，并通过光耦U3隔离驱动双向可控硅Tl，进行P丽功率控制，从而实现设定目标温度的恒温控制。 所述加热器1设置有加热元件2和加热器l，所述加热器1为管状容器，所述加热元件2呈棒状，该加热元件2安装在加热器1内。 所述加热元件2的直径小于所述加热器1的直径，加热元件2安装在加热器1内，
且与加热器1底部垂直装配。 加热元件2内置，保证透析液的洁净度。 如图2所示，所述第一采样电路6和第二采样电路7为A/D转换芯片IC1，该A/D转换芯片IC1的第一采样正端AINl+和第一采样负端AINl-与所述出液口温度传感器4连接，该A/D转换芯片IC1的第二采样正端八顶2+和第二采样负端八顶2-与所述目标点温度传感器3连接，该A/D转换芯片IC1与所述加热控制电路8连接。 A/D转换芯片IC1将模拟信号转换为数字信号，便于加热控制电路8读取。加热控制电路8根据出液口温度传感器4获取的透析液温度，在一个较大的温度区间内控制加热器1对透析液温度进行粗调。加热控制电路8根据目标点温度传感器3获取的透析液温度，在一个较小的温度区间内对透析液温度进行细调。 两个温度检测控制闭环回路互相配合，第一采样电路6所在的闭环回路实现温度快速调节，第二采样电路7所在的闭环回路实现温度精确控制。达到透析液温度的恒温准确控制。 加热控制电路8可以是两个独立的电路，分别控制两个温度检测闭环回路，也可以合并为一个集成电路，该集成的加热控制电路8设置一个主控芯片IC2，该主控芯片IC2的P0. 2、P0. 3、P0. 4、P0. 5、P0. 6分别与A/D转换芯片IC1的片选端-CS、时钟信号端SCLK、数据输出端D0UT、数据输入端DIN和准备好信号DRDY连接； 主控芯片IC2P1. 1输出端连接光耦U3的输入发光二极管负端，该光耦U3的输入发光二极管正端接正电源，该光耦U3的输出正端接电源，输出负端接可控硅T1的控制极，该可控硅Tl第二阳极极接加热电源的一端，该可控硅Tl第一阳极串所述加热器1后，接加热电源的另一端。 在所述加热器1还安装有超温检测温度传感器10，该超温检测温度传感器10的输出端连接有超温保护电路ll，该超温保护电路11的输出端连接所述加热器1。[0043] 所述超温保护电路11为继电器J，该继电器J线圈的一端串所述超温检测温度传感器IO后接地，线圈另一端接正电源，该继电器J的常闭开关串接在所述加热器1与加热电源、可控硅Tl组成的加热回路中。 所述可控硅Tl正极串继电器J的常闭开关后与所述加热电源的一端连接。[0045] 当透析液温度过高，超温检测温度传感器10控制继电器J线圈得电，该继电器J常闭开关断开，加热电源停止对加热器1供电。 加热元件2对加热器1内流动的透析液加热，出液口温度传感器4检测出液口端a的温度信号，并把出液口端a的温度信号传输到第一采样电路6，第一采样电路6进行模数转换后，输出数字温度信号给加热控制电路8，加热控制电路8连接的命令、参数接口可以向加热控制电路8输入预置数值，加热控制电路8对输入的出液口温度信号和输入预置数值进行比较、计算，输出控制信号给加热控制电路8，加热控制电路8控制加热元件2工作，
6对出液口的液体温度进行粗调。 目标点温度传感器3检测透析器的输入液口透析液温度，并把温度信号传输到第 二采样电路7，第二采样电路7进行模数转换后，输出数字温度信号给加热控制电路8，通过 加热控制电路8进行比较、计算，输出控制信号给加热控制电路8，加热控制电路8控制加热 元件2工作，对出液口的液体温度进行粗调，保证进入透析器的透析液温度恒定可靠。 当主控芯片IC2的控制输出端RXD/P1. 1输出低电平时，光耦U3输入端有电流，光 耦U3输出端导通，可控硅Tl控制极触发导通，加热元件2利用220V交流电源工作，产生热 量，对加热器1内的液体进行加热，当主控芯片IC2的控制输出端RXD/P1. 1输出高电平时， 光耦U3输入端无电流，光耦U3和可控硅Tl截止，加热元件2断电。 所述主控芯片IC2还设置有预置数据端SDA和时钟端SCL与外部连接，主控芯片
IC2通过预置数据端SDA和时钟端SCL接收外部预置的温度数据阈值。 在出液口温度传感器或控制点温度传感器异常或超温时，加热控制电路也会产生
关断控制信号使加热过程立即停止，从而与上述超温保护电路用继电器一起实现双重的安
全防护措施。 其工作原理如下加热元件2对加热器1内流动的透析液加热，出液口温度传感器 4是热敏电阻温度传感器，热敏电阻检测出液口端a的温度信号，并把出液口端a的温度信 号传输到第一采样电路6，第一采样电路6进行模数转换后，输出数字温度信号给加热控制 电路8 ，加热控制电路8连接的命令、参数接口 7可以向加热控制电路8输入预置数值，加热 控制电路8对输入的出液口温度信号和输入预置数值进行比较、计算，输出控制信号给加 热控制电路8，加热控制电路8控制加热元件2工作，对出液口的液体温度进行粗调。 目标点温度传感器3是热敏电阻温度传感器，热敏电阻检测透析器的输入液口透 析液温度，并把温度信号传输到第二采样电路7，第二采样电路7进行模数转换后，输出数 字温度信号给加热控制电路8，通过加热控制电路8进行比较、计算，输出控制信号给加热 控制电路8，加热控制电路8控制加热元件2工作，对出液口的液体温度进行粗调，保证进入 透析器的透析液温度恒定可靠。 当主控芯片IC2的控制输出端RXD/P1. 1输出低电平时，光耦U3输入端有电流，光 耦U3输出端导通，可控硅Tl控制极触发导通，加热元件2利用220V交流电源工作，产生热 量，对加热器1内的液体进行加热，当主控芯片IC2的控制输出端RXD/P1. 1输出高电平时， 光耦U3输入端无电流，光耦U3和可控硅Tl截止，加热元件2断电。 在出液口温度传感器或控制点温度传感器异常或超温时，加热控制电路也会产生 关断控制信号使加热过程立即停止，从而与上述超温保护电路用继电器一起实现双重的安 全防护措施。
权利要求一种血液净化用液体加热装置，包括加热器(1)，所述加热器(1)设置有出液口端(a)，该出液口端(a)安装有出液口温度传感器(4)的探头，该出液口温度传感器(4)输出端与第一采样电路(6)的输入端连接，该第一采样电路(6)的输出端与加热控制电路(8)的第一输入端连接，该加热控制电路(8)的输出端输出控制信号，控制加热元件(2)工作，其特征在于所述出液口端(a)的后续管路上设置有出液口后续端(b)，该出液口后续端(b)处安装有目标点温度传感器(3)的探头，该目标点温度传感器(3)的输出端连接有第二采样电路(7)输入端，该第二采样电路(7)输出端与所述加热控制电路(8)的第二输入端连接。
2. 根据权利要求1所述血液净化用液体加热装置，其特征在于所述加热器(1)设置有加热元件(2)和加热器(l)，所述加热器(1)为管状容器，所述加热元件(2)呈棒状，该加热元件(2)安装在加热器(1)内。
3. 根据权利要求l所述血液净化用液体加热装置，其特征在于所述第一采样电路(6)和第二采样电路(7)为A/D转换芯片，该A/D转换芯片的第一采样正端(AIN1+)和第一采样负端(AIN1-)与所述出液口温度传感器(4)连接，该A/D转换芯片的第二采样正端(AIN2+)和第二采样负端(AIN2-)与所述目标点温度传感器(3)连接，该A/D转换芯片与所述加热控制电路(8)连接。
4. 根据权利要求3所述血液净化用液体加热装置，其特征在于所述加热控制电路(8)设置有主控芯片(IC2)，该主控芯片(IC2)的PO. 2、P0. 3、P0.4、P0. 5、P0.6端分别与A/D转换芯片的片选端(-CS)、时钟信号端(SCLK)、数据输出端(D0UT)、数据输入端(DIN)和准备好信号(DRDY)连接；主控芯片(IC2)P1. l输出端连接光耦(U3)的输入发光二极管负端，该光耦(U3)的输入发光二极管正端接正电源，该光耦(U3)的输出正端接电源，输出负端接可控硅(Tl)的控制极，该可控硅(Tl)第二阳极极接加热电源的一端，该可控硅(Tl)第一阳极串所述加热器(1)后，接加热电源的另一端。
5. 根据权利要求1所述血液净化用液体加热装置，其特征在于在所述加热器(1)还安装有超温检测温度传感器(IO)，该超温检测温度传感器(10)的输出端连接有超温保护电路(ll)，该超温保护电路(11)的输出端连接所述加热器(1)。
6. 根据权利要求4或5所述血液净化用液体加热装置，其特征在于所述超温保护电路(11)为继电器(J)，该继电器(J)的一端串所述超温检测温度传感器(10)后接地，另一端接正电源，该继电器(J)的常闭开关串接在所述加热器(1)与加热电源、可控硅(Tl)组成的加热回路中。
专利摘要本实用新型公开一种血液净化用液体加热装置，加热器出液口端安装有出液口温度传感器，出液口温度传感器与第一采样电路连接，第一采样电路与加热控制电路连接，加热控制电路控制加热元件工作，其特征在于后续管路上安装有目标点温度传感器，目标点温度传感器连接有第二采样电路，第二采样电路与加热控制电路连接。其显著效果是热交换效果好，热传递效率高，温度控制稳定，对加热能够进行双重保护。
文档编号G05D23/20GK201453743SQ20092012833
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者任国胜, 卢继珍, 李昔华, 林金朝, 甘华, 高光勇 申请人:重庆山外山科技有限公司