專利名稱：用于向醫(yī)療設(shè)備供電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于向醫(yī)療設(shè)備供電的方法，其中能量供給由至少一個(gè)電池進(jìn)行，其中這些電池經(jīng)歷日歷的和/或與循環(huán)相關(guān)的老化。
背景技術(shù)：
由電網(wǎng)供給電能的醫(yī)療設(shè)備還附加地包括電池，以便在網(wǎng)絡(luò)中斷的情形中能夠繼續(xù)不中斷地運(yùn)行。電池于是在中斷期間提供所需要的電能。在沒有網(wǎng)絡(luò)供電時(shí)的電池的運(yùn)行時(shí)間受限于醫(yī)療設(shè)備和存儲(chǔ)在電池中的能量的消耗。在這種運(yùn)行方式中較少主動(dòng)地使用電池，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中斷是網(wǎng)絡(luò)供電的例外情況。
在醫(yī)療設(shè)備中使用電池的另一應(yīng)用為移動(dòng)應(yīng)用。在電池的移動(dòng)應(yīng)用的范圍中，不從供電網(wǎng)獲取供電并且僅電池提供電能。沒有網(wǎng)絡(luò)供電的運(yùn)行時(shí)間受限于醫(yī)療設(shè)備和存儲(chǔ)在電池中的能量的消耗。在這種運(yùn)行方式中，極其主動(dòng)地使用電池，因?yàn)橐苿?dòng)應(yīng)用要求許多充電和放電循環(huán)。
無論在移動(dòng)應(yīng)用中還是在供電網(wǎng)中斷期間的應(yīng)用中，功能維持并且因此還有對電池的預(yù)計(jì)壽命和老化特性的認(rèn)識是非常重要的。在此，老化或電池壽命在循環(huán)壽命和日歷壽命方面是不同的。在循環(huán)壽命方面，所有讓電池由于其運(yùn)行中的要求而變得老化的機(jī)制都牽涉進(jìn)來，所述機(jī)制主要是充電和放電循環(huán)、特定的頻率和放電深度。循環(huán)壽命因此說明在電池停止其功能之前在電池中可能有多少充電和放電循環(huán)。在此情況下，除了循環(huán)的純粹數(shù)量和各個(gè)循環(huán)的類型之外，并且在此 電池放電的深度或該電池再次充電的深度尤其是重要的。
相反，日歷老化描述即使在電池根本沒有負(fù)載的情況下也會(huì)出現(xiàn)的老化。日歷老化和與循環(huán)相關(guān)的老化可疊加，其中視電池的使用情況而定是日歷老化還是與循環(huán)相關(guān)的老化是決定性的。
為了確?？煽康叵蜥t(yī)療設(shè)備供給電能，除了電池的功能維持之外，在一定時(shí)間之后更換電池也是非常重要的。迄今為止，基于醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行在全球范圍使用中的經(jīng)驗(yàn)而將更換的時(shí)刻(即，更換間隔)定義為固定的時(shí)間。在此，醫(yī)療設(shè)備中電池更換間隔的定義必須考慮所有相關(guān)的使用情形，從而即使偶然出現(xiàn)的不利因素也會(huì)影響更換間隔的長度并且縮短該更換間隔。
然而，此常用實(shí)際做法沒能考慮到，對電池的測量在醫(yī)療設(shè)備中的使用結(jié)束之后(即，在更換間隔結(jié)束時(shí))得出，即不是所有電池均被用盡。但是，對仍然可工作的電池的更換是對資源的浪費(fèi)并且也日益損害環(huán)境，因?yàn)橥ǔ１仨毲宄@些電池。發(fā)明內(nèi)容
從上述現(xiàn)有技術(shù)以及所指出的缺點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于這樣改進(jìn)開頭所述類型的方法，使得電池在醫(yī)療設(shè)備中的使用持續(xù)時(shí)間，而且是在不中斷的供電的范圍中以及在移動(dòng)應(yīng)用中的使用持續(xù)時(shí)間，超出傳統(tǒng)假定的更換間隔得到延長。
該任務(wù)用權(quán)利要求1或2的特征來解決。由從屬權(quán)利要求得到本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過如下方式來解決:根據(jù)電池的總壽命與電池的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間之差來確定電池的剩余的日歷壽命。
對于電池經(jīng)歷與循環(huán)相關(guān)的老化的情形，根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過如下方式來解決:根據(jù)電池的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間與電池的剩余容量和電池的所輸出容量Cg之比的乘積來確定電池的剩余的與循環(huán)相關(guān)的壽命。
本發(fā)明的核心思想在于，將電池的更換間隔延長剩余的日歷壽命或與循環(huán)相關(guān)的壽命。
除了影響日歷壽命的時(shí)間流程之外，還可能出現(xiàn)影響電池的日歷壽命的其他因素。溫度被證明是重要的影響因素。此外，試驗(yàn)表明，借助對數(shù)函數(shù)來描述電池的特定于制造商的壽命與溫度的相關(guān)性。因此，電池的溫度可以明確地與對應(yīng)于電池壽命的時(shí)間有關(guān)。因此，電池的日歷壽命是特定于制造商的參量，該參量可能隨電池的不同而變化。
日歷壽命以及時(shí)間與溫度之間的關(guān)系的詳細(xì)文獻(xiàn)可從例如參考文獻(xiàn)“PanasonicValue Regulated Lead-Acid Batteries Technical Handbook 2007,第三章”獲悉。
由于溫度可根據(jù)醫(yī)療設(shè)備的位置而改變，因此優(yōu)選地使用電池的平均溫度，該平均溫度在電池的非靜止應(yīng)用中根據(jù)局部溫度的取平均得出。因此，根據(jù)下面的等式得出平均溫度Tiptt的計(jì)算: T平均=T總和/ nTo
在該等式中，Τ# 表示經(jīng)求和的溫度值，而％表示所確定的溫度值的數(shù)量。
為了在日歷監(jiān)視的范圍中確定電池的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間，有利地根據(jù)如下等式來確定當(dāng)前時(shí)間t @| 與電池的運(yùn)行開始時(shí)刻之差: t運(yùn)行持續(xù)時(shí)間=t目前 _ t開始。
電池的剩余的日歷壽命t_隨后根據(jù)如下等式由電池的制造商特定的日歷壽命t 與電池的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間 t運(yùn)行持續(xù)時(shí)間: t剩余=t壽命_ t運(yùn)行持續(xù)時(shí)間。
相反，電池的剩余的與循環(huán)相關(guān)的壽命在考慮還可用的容量的情況下由電池的迄今為止的使用的外推得出，即根據(jù)如下等式由電池的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間Igwfewra與剩余容量C剩余和所輸出名1星C輸出之比 的乘積得出: t剩余=t運(yùn)行持續(xù)時(shí)間x c剩余/C全部。
該外推以使用者連續(xù)使用電池為前提。在此，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間與電池的運(yùn)行開始時(shí)刻t 之差得出運(yùn)彳丁持續(xù)時(shí)間t g彳f 。
剩余容量又根據(jù)如下等式從全部容量與所輸出的容量之差來得出: C剩余=C全部 _ C輸出。
在此，全部容量是電池在特定于制造商的與循環(huán)相關(guān)的電池壽命期間能夠輸出的容量。對全部容量的影響參量和計(jì)算的詳細(xì)文獻(xiàn)同樣例如在參考文獻(xiàn)“PanasonicValue Regulated Lead-Acid Batteries Technical Handbook 2007,第三章”中找到。
為了檢驗(yàn)在醫(yī)療設(shè)備中使用的電池還能繼續(xù)使用多久，有利的是將剩余的日歷壽命和/或剩余的與循環(huán)相關(guān)的壽命與說明在電池運(yùn)行開始與電池更換之間的時(shí)間距離的時(shí)間間隔作比較。如果剩余的日歷壽命或與循環(huán)相關(guān)的壽命對于另一個(gè)為電池更換設(shè)置的時(shí)間間隔而言是足夠的，則還不更換電池并且繼續(xù)使用所述電池。
此外，本發(fā)明規(guī)定一種用于執(zhí)行該方法的裝置，其中設(shè)有電池和醫(yī)療設(shè)備的裝置除了溫度傳感器之外還附加地具有電流和電壓傳感器。在此，電流和電壓傳感器以及溫度傳感器均分配給數(shù)據(jù)記錄器。


以下根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。在示意性圖示中示出: 圖1 根據(jù)本發(fā)明的方法的框圖。
具體實(shí)施方式
圖1中所示的方法用于從電池5的歷史確定日歷的以及與循環(huán)相關(guān)的老化，以便根據(jù)所確定的日歷老化和所確定的與循環(huán)相關(guān)的老化以及根據(jù)電池5的由制造商指定的壽命來估計(jì)在相似使用時(shí)剩余的日歷壽命和剩余的與循環(huán)相關(guān)的壽命。隨后，將剩余的日歷壽命和剩余的與循環(huán)相關(guān)的壽命與服務(wù)間隔的持續(xù)時(shí)間作比較。該服務(wù)間隔說明用于檢驗(yàn)以及檢查的以及可能隨之而來的電池5的更換的最大時(shí)刻。如果日歷的和與循環(huán)相關(guān)的壽命的所確定的時(shí)間值對于另一個(gè)服務(wù)間隔而言仍是足夠的，就還不對電池5進(jìn)行更換。
在圖1中所示的框涉及功能模塊，其不必一定對應(yīng)于分開的物理組件。更確切地說，單個(gè)功能模塊可以由多個(gè)物理組件來實(shí)現(xiàn)。此外，用單個(gè)物理組件來實(shí)施多個(gè)功能模塊是可能的。
圖1中所示的方法能夠劃分成兩個(gè)方法變型。
為醫(yī)療設(shè)備4的運(yùn)行設(shè)有網(wǎng)絡(luò)供電的第一變型以通過網(wǎng)絡(luò)連接端子I向網(wǎng)絡(luò)部件2供給電能開始。網(wǎng)絡(luò)部件2通過在其中布置電池充電設(shè)備和轉(zhuǎn)換器3的引線與醫(yī)療設(shè)備4相連接。為了在網(wǎng)絡(luò)中斷情形中能夠繼續(xù)向醫(yī)療設(shè)備4供給電能，電池5在網(wǎng)絡(luò)中斷期間為醫(yī)療設(shè)備4提供電能。在該方法變型中，電池5經(jīng)歷日歷老化，即對電池5的老化施加影響的決定性因素為時(shí)間和溫度。為了在本發(fā)明方法的范圍中確定剩余的日歷壽命，首先在該方法開始時(shí)將處于未被消耗狀態(tài)下的電池5置入到醫(yī)療設(shè)備4中并且將當(dāng)前日期以及當(dāng)前時(shí)間存儲(chǔ)在分配給該醫(yī)療設(shè)備4和電池5的數(shù)據(jù)記錄器8中。這些初始時(shí)刻表示服務(wù)間隔的開始。
此外，將溫度傳感器7分配給電池5，該溫度傳感器以已知的方式記錄電池5的平均溫度。所測量的平均溫度 納入到日歷壽命的計(jì)算中。為此，由電池5的制造商說明的規(guī)格以函數(shù)相關(guān)性的形式提供，借助該相關(guān)性能夠以傳統(tǒng)的方式確定日歷壽命。
通過同樣分配給電池5的電流和電壓傳感器6，能夠以傳統(tǒng)和已知的方式而且通過測量流過的充電容量來確定電池5還能向醫(yī)療設(shè)備4提供的電能。
基于從所存儲(chǔ)的初始時(shí)刻與當(dāng)前時(shí)間之間的差得出的電池5的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間，以及由電池5的制造商指定的日歷壽命(在該日歷壽命的計(jì)算中涉及通過溫度傳感器7測量的平均溫度)，可以根據(jù)電池5的日歷壽命和運(yùn)行持續(xù)時(shí)間之差來確定剩余的日歷壽命。
在本發(fā)明方法的使用在電池5的移動(dòng)應(yīng)用中并且用于確定與循環(huán)相關(guān)的壽命的另一個(gè)變型中，在考慮電池5的還可用的容量的情況下外推出電池5的迄今為止的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間。
為此，以已描述的方式確定電池5的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間以及電池5的剩余容量和所輸出的容量5。在此，電池5的剩余容量從由電池5的制造商說明的電池5的全部容量和電池5的已輸出的容量得出。此處，分配給電池5的電流和電壓傳感器用于測量電池5的已輸出的容量，該電流和電壓傳感器以已知方式測量電池5的流過的電荷和放電的持續(xù)時(shí)間。在此，將所測量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)記錄器8中。電池充電設(shè)備和轉(zhuǎn)換器3負(fù)責(zé)循環(huán)，即電池5的充電和放電以及電池5與醫(yī)療設(shè)備4之間的連接。
本發(fā)明在實(shí)施中不限于以上說明的實(shí)施例。更確切地說，可以構(gòu)想多個(gè)變型，這些變型還在其他類型的實(shí)施方式中使用所描述的解決方案。例如，可以同時(shí)測量剩余的日歷壽命和循環(huán)壽命。
附圖標(biāo)記列表 I網(wǎng)絡(luò)連接端子 2網(wǎng)絡(luò)部件 3電池充電設(shè)備和轉(zhuǎn)換器 4醫(yī)療設(shè)備 5 電池 6電流和電壓傳感器 7溫度傳感器 8數(shù)據(jù)記錄器。
權(quán)利要求
1.用于向醫(yī)療設(shè)備(4)供電的方法，其中由至少一個(gè)電池(5)進(jìn)行能量供給，其中所述電池(5)經(jīng)歷日歷老化和/或與循環(huán)相關(guān)的老化， 其特征在于， 根據(jù)所述電池(5)的日歷壽命與所述電池(5)的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間之差來確定所述電池(5)的剩余日歷壽命。
2.用于向醫(yī)療設(shè)備(4)供電的方法，其中由至少一個(gè)電池(5)進(jìn)行能量供給，其中所述電池(5)經(jīng)歷日歷老化和/或與循環(huán)相關(guān)的老化， 其特征在于， 根據(jù)所述電池(5)的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間與所述電池(5)的剩余容量和所述電池(5)的所輸出的容量之比的乘積來確定所述電池(5)的剩余的與循環(huán)相關(guān)的壽命。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于， 將剩余日歷壽命與時(shí)間間隔作比較，所述時(shí)間間隔描述在所述電池(5)的運(yùn)行開始與所述電池(5 )的更換之間的時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法， 其特征在于， 將剩余的與循環(huán)相關(guān)的老化與時(shí)間間隔作比較，所述時(shí)間間隔描述在所述電池(5)的運(yùn)行開始與所述電池(5)的更換之間的時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于， 確定所述電池(5)的平均溫度
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法， 其特征在于， 根據(jù)所述電池(5 )的全部容量C 與所述電池(5 )的所輸出容量C *^之差來確定所述電池(5)的剩余容量
7.用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法的裝置，具有至少一個(gè)電池(5)和醫(yī)療設(shè)備(4)， 其特征在于，` 所述裝置具有電流和電壓傳感器(6 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置， 其特征在于， 所述裝置具有溫度傳感器(J)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置， 其特征在于， 所述電流和電壓傳感器(6)被分配給數(shù)據(jù)記錄器(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置， 其特征在于， 所述溫度傳感器(7)被分配給數(shù)據(jù)記錄器(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于向醫(yī)療設(shè)備(4)供電的方法，其中由至少一個(gè)電池(5)進(jìn)行能量供給，其中電池(5)經(jīng)歷日歷老化和/或與循環(huán)相關(guān)的老化。為了進(jìn)一步改進(jìn)該方法，使得電池(5)在醫(yī)療設(shè)備(4)中的使用持續(xù)時(shí)間，而且是在不中斷的供電以及在移動(dòng)應(yīng)用范圍中的使用持續(xù)時(shí)間，超出傳統(tǒng)假定的更換間隔得到延長，本發(fā)明規(guī)定，根據(jù)電池(5)的全部壽命與電池(5)的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間之差來確定電池(5)的剩余日歷壽命和/或根據(jù)電池(5)的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間與電池(5)的剩余容量和電池(5)的所輸出容量之比的乘積來確定電池(5)剩余的與循環(huán)相關(guān)的壽命。
文檔編號G01R31/36GK103156685SQ20121052661
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月10日
發(fā)明者K.格林德曼 申請人:德爾格醫(yī)療有限責(zé)任公司