输液加温安全控制方法及电路及输液加温仪与流程

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种输液加温安全控制方法，还涉及一种输液加温安全控制电路及具有该电路的输液加温仪。

背景技术：

输液作为一种常用的治疗手段，常用于各种疾病的治疗中。输液时由于向人体内输入的液体低于人体体温，长时间持续输液会带走患者的部分体温，给患者带来一定的不适感，为解决上述问题，发明了一种输液加温装置，可以在输液过程中对输液的液体进行一定程度的加热，缓解患者的不适感。

现有的输液加温装置仅通过温度传感器检测温度来控制调节输液的温度，当加热装置异常、温度传感器异常或者控制器死机时，无法对加热装置进行良好的控制，可能导致加温过高或者停止加温，严重时可能导致过度加温引发液体变质，引发医疗事故。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种输液加温安全控制方法，能够对温度进行监控的同时还对加热控制器输出的加热控制pwm信号及加热装置的电流进行监测，避免因加热异常而造成医疗事故。

本发明还提出一种输液加温安全控制电路及具有其的输液加温仪。

第一方面，根据本发明的实施例的输液加温安全控制方法，包括温度监控流程、加热电流监控流程及加热控制pwm信号监控流程，在加热过程中，所述加热电流监控流程与温度监控流程顺次循环执行，所述加热控制pwm信号监控流程持续循环执行。

根据本发明实施例的输液加温安全控制方法，至少具有如下有益效果：通过对温度、加热装置的电流及加热控制器发出的用于控制加热的加热控制pwm信号三个方面进行监控来保障输液加温的安全，可以有效防止加温装置失效或者温度传感器失灵及加热控制器死机的情形，避免因上述情况而导致加温异常引发医疗事故。

根据本发明的一些实施例，所述温度监控流程包括：

启动加温后以一定的采样频率持续采样温度传感器的实时温度值；

将每个所述实时温度值分别与设定温度值及报警温度比较，若连续一端时间t1内的所述实时温度值皆低于设定温度值或者连续一端时间t2内的所述实时温度值皆高于报警温度，则停止加热并发出报警。

根据本发明的一些实施例，所述加热电流监控流程包括：

启动加温后以一定的采样频率持续采样加热装置的实时加热电流值；

将每个所述实时加热电流值与通过设定温度值计算出来的电流范围比较，若任一实时加热电流值大于所述电流范围的最大值，则停止加热并发出报警或者降低加热控制pwm信号的占空比。

根据本发明的一些实施例，所述加热控制pwm信号监控流程包括：启动加温后持续采集加热控制器输出的加热控制pwm信号，若所述加热控制pwm信号持续一定时间t3内无电平变化，则停止加热并发出报警。

第二方面，根据本发明的第二方面实施例的输液加温安全控制电路，包括：主控制器，用于控制与其电性连接的电路及器件；加热控制器，与所述主控制器通讯连接，与温度传感器电性连接，用于控制所述加热装置的加热过程；加热控制pwm信号监控电路，输入端与所述加热控制器电性连接，用于检测并传递所述加热控制器的加热控制pwm信号；加热控制电路，输入端与所述加热控制pwm信号监控电路的输出端电性连接，所述加热控制电路的输出端通过一电流检测芯片与所述主控制器电性连接，所述加热控制电路的输出端还与所述加热装置电性连接；报警电路，与所述主控制器电性连接，用于在所述主控制器的控制下发出声音或灯光信号报警。

根据本发明实施例的输液加温安全控制电路，至少具有如下有益效果：可以实施根据本发明第一方面实施例的输液加温安全控制方法，并可从温度、加热装置的电流和加热控制器输出的加热控制pwm信号三方面来保证加热过程的安全，提高产品的使用安全性。

根据本发明的一些实施例，所述加热控制pwm信号监控电路包括74lv123芯片及其外围电路，所述74lv123芯片的输入引脚与所述加热控制器的io引脚电性连接，所述74lv123芯片的输出引脚皆与所述加热控制电路的输入端电性连接。

根据本发明的一些实施例，还包括：锂电池充放电控制电路，与锂电池电性连接，用于管理所述锂电池的充电及放电流程；电源转换电路，输入端与所述锂电池充放电控制电路电性连接，输出端分别与除所述锂电池充放电控制电路以外的其他电路及器件电性连接，用于将所述锂电池经所述锂电池充放电控制电路放出的电能转化为其他规格的电能。

根据本发明的一些实施例，还包括键盘及显示屏，所述键盘及显示屏分别与所述主控制器电性连接。

第三方面，根据本发明的实施例的输液加温仪，包括：主机，电性连接有键盘及显示屏，所述主机内部设有根据权利要求5至8任一项所述的输液加温安全控制电路；加热组件，设有供输液管穿过的通道，沿所述通道设有若干加热装置及若干温度传感器。

根据本发明实施例的输液加温安全控制方法，至少具有如下有益效果：具有根据本发明第二方面实施例的输液加温安全控制电路，并可以实施根据本发明第一方面实施例的输液加温安全控制方法，可以从软件及硬件两方面提高使用的安全性，避免发生医疗事故。

根据本发明实施例的输液加温安全控制方法，所述加热装置有两个，所述温度传感器有三个，三个所述温度传感器分别设置于所述通道的入口处、中部及出口处。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的输液加温安全控制方法的流程图；

图2为本发明另一实施例的输液加温安全控制方法的流程图；

图3为本发明实施例的输液加温安全控制电路的结构框图；

图4为本发明实施例的主控制器的电路原理图；

图5为本发明实施例的加热控制器的电路原理图；

图6为本发明实施例的加热控制pwm信号监控电路的原理图；

图7为本发明实施例的第一加热控制电路的原理图；

图8为本发明实施例的第二加热控制电路的原理图；

图9为本发明实施例的锂电池充放电控制电路的原理图；

图10为本发明实施例的电源转换电路的原理图；

图11为本发明实施例的显示屏的电路原理图；

图12为本发明实施例的键盘的电路原理图；

图13为本发明实施例的报警电路的原理图；

图14为本发明实施例的加热组件的内部结构示意框图。

附图标记：

主控制器100，

加热控制器200，

加热控制pwm信号监控电路300，

加热控制电路400，电流检测芯片401，第一加热控制电路410，第二加热控制电路420，

报警电路500，

锂电池充放电控制电路600，电源转换电路610。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，根据本发明实施例的输液加温安全控制方法，包括温度监控流程、加热电流监控流程及加热控制pwm信号监控流程。其中温度监控流程通过温度传感器监控加热过程中的温度，加热电流监控流程检测加热装置的工作电流，加热控制pwm信号监控流程则检测加热控制器200发送给加热装置的加热控制pwm信号。在整个加热过程中，加热电流监控流程和温度监控流程顺次循环执行，加热控制pwm信号监控流程持续循环执行。根据上述技术方案的输液加温安全控制方法，可以从温度、加热装置的电流及用于控制加热装置的加热控制pwm信号三个方面对输液加热过程进行监控，即便出现温度传感器失效或者加热控制器200死机两种情况，也可以及时响应，避免因上述情况而导致加温异常，避免因此而发生医疗事故，提升输液加温仪使用的安全性。

参照图2，在一些实施例中，温度监控流程包括如下步骤：启动加温后以一定的采样评率持续采样温度传感器的实时温度值；将每个实时温度值分别与设定温度值及报警温度比较，若连续时间t1内的实时温度值皆低于设定温度值或者连续时间t2内的实时温度皆高于报警温度，则停止加热并发出报警。可以理解的是，若输液加温仪具有多个温度传感器，则采集的实时温度值可以为多个温度传感器中的任意一个的温度值或者任意数量温度传感器的均值。采样频率、时间t1及时间t2为预先设定值，时间t1及时间t2可以相等也可以不等，在本实施例中，时间t1及时间t2皆为3分钟。

参照图2，在一些实施例中，加热电流监控流程包括如下步骤：启动加温后以一定的采样频率持续采样输送给加热装置的实时加热电流值；将每个实时加热电流值与通过设定温度值计算出来的电流范围比较，若任一实时加热电流值大于电流范围的最大值，则停止加热或者降低加热控制pwm信号的占空比。可以理解的是，当实时加热电流值大于电流范围的最大值时，选择停止加热还是降低加热控制pwm信号的占空比可以预先设定，加热控制pwm信号的占空比降低幅度也可以预先设定，当加热控制pwm信号的占空比无法再降低时应停止加热。

参照图2，在一些实施例中，加热控制pwm信号监控流程包括：启动加温后持续采集加热控制器200输出的加热控制pwm信号，若加热控制pwm信号持续一定时间t3内无电平变化，则停止加热。可以理解的是，时间t3为预先设定值。

参照图3，根据本发明实施例的输液加温安全控制电路包括：主控制器100、加热控制器200、加热控制pwm信号监控电路300、加热控制电路400及报警电路500。主控制器100负责加热以外的电路及器件的控制，加热控制器200与主控制器100通讯连接，与温度传感器电性连接，用于控制加热装置的加热过程。加热控制pwm信号监控电路300的输入端与加热控制器200电性连接，检测加热控制器200发出的加热控制pwm信号，并将加热控制pwm信号传递给加热控制电路400。加热控制电路400的输入端与加热控制pwm信号监控电路300的输出端电性连接，输出端与加热装置电性连接，加热根据加热控制pwm信号监控电路300传递的加热控制pwm信号来控制加热装置进行加热。加热控制电路400的输出端还设有电流检测芯片401，电流检测芯片401的输出端与主控制器100电性连接，电流检测芯片401可以检测加热装置的实时加热电流值并反馈给主控制器100。报警电路500与主控制器100电性连接，在主控制器100的控制下发出声音或灯光信号报警。

参照图9及图10，在一些实施例中，输液加温安全控制电路还包括锂电池充放电控制电路600及电源转换电路610。锂电池充放电控制电路600分别与锂电池和电源转换电路610电性连接，用于管理锂电池的充电及放电流程。电源转换电路610的输入端与锂电池充电放电管理电路电性连接，输出端分别与除锂电池充电放电管理电路以外的电路电性连接，将锂电池经锂电池充放电控制电路600放出的电能转化为其他规格的电能，供主控制器100、加热控制器200、加热控制电路400等使用。

参照图11及图12，在一些实施例中，主控制器100还与键盘及显示屏电性连接，使用者可以通过键盘设定加温数据，并通过显示屏查阅状态信息。

根据本发明实施例的输液加温仪，包括主机及加热组件。主机上设有键盘及显示屏，主机内部设有根据本发明第二方面实施例的输液加温安全控制电路。加热组件设有可供输液管穿过的通道，沿通道设有若干温度传感器及加热装置。

下面参考图4和图13以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的输液加温安全控制电路及输液加温仪。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

参照图4及图5，在本实施例中，主控制器100选用型号为stm32f103vet6的arm控制器，加热控制器200选用型号为stm32f103c8t6的arm控制器，主控制器100与加热控制器200之间通过usart接口通信连接。加热控制器200的11至16引脚分别连接三个温度传感器。

参照图6，在本实施例中，加热控制pwm信号监控电路300主要由74lv123芯片及其外围电路构成。74lv123芯片为双路可重触发单稳多频振荡器，74lv123芯片的1脚和9脚均可以重复检测下降沿，每次1脚和9脚检测到一个下降沿，对应的13脚和5脚就会发出一个持续一段时间的高电平，高电平的持续时间由7引脚连接的电阻及电容参数确定。在本实施例中，74lv123芯片的1引脚和9引脚分别和加热控制器200的25引脚和26引脚电性连接，接收加热控制器200发出的两路加热控制pwm信号，74lv123芯片的13引脚和5引脚分别通过二极管d15和d16连接第一加热控制电路410及第二加热控制电路420，二极管d15和d16的正极还分别通过二极管d14及d17连接加热控制器200的25引脚及26引脚。当74lv123芯片的1引脚和9引脚检测到加热控制pwm信号的一个下降沿时，13引脚和5引脚会输出一个高电平脉冲，此时可正常加热。当加热控制pwm信号的下降沿间隔时间短于7引脚连接的电阻r29及c24确定的高电平持续时间时，只要加热控制pwm信号一直存在，13引脚及5引脚就会一直发出高电平脉冲，加热控制器200发出的加热控制pwm信号可以通过二极管d14及d17分别传递给第一加热控制电路410及第二加热控制电路420。当加热控制pwm信号因系统故障而消失，电平不再变化时，1引脚和9引脚检测不到下降沿，则13引脚及5引脚会输出低电平，强制停止加热，防止第一加热控制电路410及第二加热控制电路420控制两个加热装置持续加热。

参照图7及图8，在本实施例中，输液加温仪的加热组件内具有两个加热装置，分别由第一加热控制电路410及第二加热控制电路420驱动。第一加热控制电路410及第二加热控制电路420的结构基本相同，此处以第一加热控制电路410为例。参照图7，晶体管q2的漏极连接锂电池充放电控制电路600，接收锂电池放出的电能，晶体管q2的栅极连接三极管q3的集电极，晶体管q2的源极连接晶体管q4的漏极，三级管q3的发射极接地，三级管q3的基极连接主控制器100的66引脚及键盘的15引脚，晶体管q4的栅极连接三极管q5的集电极，晶体管q4的源极连接加热装置，三极管q5的发射极接地，三极管q5的集电极连接加热控制pwm信号监控电路300的输出端并接受加热控制pwm信号。当主控制器100的66引脚或者键盘15的引脚发出高电平时，三极管q3及晶体管q2导通，将锂电池的电能引导到晶体管q4的漏极上，三极管q5在加热控制pwm信号的控制下开通关断，控制晶体管q4开通关断，进而控制加热装置的加热功率。第一加热控制电路410的输出端还设有电流检测芯片401，电流检测芯片401与加热装置串联连接，在本实施例中，电流检测芯片401选用ina138芯片，ina138芯片的输出端与主控制器100的34引脚连接，将加热装置的实时加热电流反馈给主控制器100。第二加热控制电路420的控制电源的三极管q7的基极分别连接主控制器100的66引脚及加热控制器200的33引脚，无法通过键盘手动控制，第二加热控制电路420的电流检测芯片401的输出端与主控制器100的33引脚。

参照图9及图10，在本实施例中，锂电池充放电控制电路600由cn3705芯片及其外围电路构成，电源转换电路610由xl1509芯片及其外围电路和as1117稳压器及其外围电路构成。参照图9，cn3705的15引脚可与外部电源连接，cn3705的13引脚及14引脚与锂电池电性连接。cn3705的4引脚及5引脚分别连接主控制器100的26引脚及位引脚，反馈锂电池充电及充电完成信息。xl1509芯片及其外围电路将锂电池放出的20v直流电转化为5v直流电，as1117稳压器及其外围电路将xl1509芯片输出的5v直流电转化为3.3v直流电，供给主控制器100及加热控制器200。

在本实施例中，显示屏选用4.3寸彩色tftlcd显示屏。参照图13，在本实施例中，报警电路500包括一个三极管q10，三极管q10的基极连接67引脚和24引脚，分别接受报警加热控制pwm信号及音量调节信号，三极管q10的集电极与报警喇叭电性连接，三极管q10的发射极接地。参照图14，在本实施例中，加热组件内的两个加热装置沿供输液管穿过的通道设置，此外沿通道还设有三个温度传感器，分别位于加热组件的入口处，中部及出口处，在本实施例中，输液加温安全控制方法中温度监控流程采集的实时温度值由位于出口处的温度传感器3提供，温度传感器3的温度最接近输入人体液体的温度，反馈最为准确。

根据本发明实施例的输液加温仪，具有根据本发明第二方面实施例的输液加温安全控制电路，并可以实施根据本发明第一方面实施例的输液加温安全控制方法，可以从软件及硬件两个层面，从温度、加热装置的电流值及加热控制器输出的加热控制pwm信号三个方面对输液加温仪的加热过程进行监控。即使温度传感器失灵，加热控制器死机，依然可以检测到输液加温仪加温异常并及时报警并停止加热，避免加热异常导致医疗安全事故，提高输液加温仪的使用安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。