專利名稱：智能體表溫度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療儀器，特別涉及一種中藥熏蒸治療的智能體表溫度控制裝置。
背景技術(shù)：
中藥熏蒸的治療效應(yīng)是通過熏蒸的熱能與蒸汽所載入的藥物相互影響、共同作用 于機(jī)體而產(chǎn)生的。熱效應(yīng)使患處體表毛細(xì)血管網(wǎng)舒張，起到疏通氣機(jī)、通達(dá)血脈的作用。而 藥療效應(yīng)是由熏蒸藥物中逸出的中藥粒子作用于體表，并經(jīng)開放的血管網(wǎng)吸收入體內(nèi)而達(dá) 成。在中藥熏蒸過程中，熱能和藥效持續(xù)作用于人體，可祛風(fēng)除濕、活血止痛、利水消腫，加 快清除疼痛部位代謝廢物、炎性滲出物及致痛物質(zhì)，從而減輕脹痛，緩解或消除關(guān)節(jié)、肌肉 痙攣等，可使疼痛得以迅速緩解。研究表明，較高的熏蒸溫度可以明顯提高即時(shí)的止痛效果 及遠(yuǎn)期治療效果，因此，在保證安全和患者舒適度的前提下，應(yīng)注意提高熏蒸溫度。但現(xiàn)有 技術(shù)的中藥熏蒸治療儀提供的溫度顯示為藥液溫度，而不是對治療起決定性作用的與患者 體表接觸的蒸汽溫度。因此，如何有效地實(shí)現(xiàn)對體表蒸汽接觸溫度的控制，是中藥熏蒸治療 儀存在的共性問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，就是為了解決上述問題，提供一種智能體表溫度控制裝置。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案一種智能體表 溫度控制裝置，包括電源處理電路、鍵盤控制電路、LCD顯示電路、語音及報(bào)警電路、單片機(jī) 系統(tǒng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、激光測距傳感器、環(huán)境溫度傳感器、體表溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽溫 度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器、EPROM存儲電路、光耦、可控硅和電熱膜；電源處理電路分 別向單片機(jī)系統(tǒng)電路、LCD顯示電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和各傳感器提供電源；單片機(jī)系統(tǒng)電路 通過控制引腳和I/O 口引腳分別與鍵盤控制電路、IXD顯示電路、語音及報(bào)警電路、EPROM 存儲電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境溫度傳感器、體表溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器和光耦連 接；激光測距傳感器、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端；可控硅的 輸入端連接光耦的輸出端，電熱膜的輸入端連接可控硅的輸出端。所述的單片機(jī)系統(tǒng)電路采用AT89S51單片機(jī)、AT89S52單片機(jī)或AT89C51單片機(jī)； 所述的鍵盤控制電路設(shè)有6個按鍵輸出，分別接入單片機(jī)的六個輸入口 ；所述的EPROM存儲 電路采用X25045存儲電路。所述的A/D轉(zhuǎn)換電路采用TLC2543轉(zhuǎn)換電路；所述的激光測距傳感器采用PT50F 激光測距傳感器；所述的環(huán)境溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器均采用DS18B20溫度傳感 器；所述的鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器采用ASDX030壓力傳感器。所述的語音及報(bào)警電路中的報(bào)警裝置采用蜂鳴器，語音ic模塊采用ISD1420。所述的光耦采用PC357光耦；所述的可控硅采用MAC223A6可控硅。本實(shí)用新型的智能體表溫度控制裝置啟動后，單片機(jī)首先讀取鍵盤各鍵值，設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)，通過可控硅控制電熱膜加熱，并與蒸汽壓力傳感器、蒸汽溫度傳感器構(gòu)成閉環(huán)控 制，保證蒸汽輸出流量恒定，根據(jù)使用者選擇的設(shè)定溫度及環(huán)境溫度，單片機(jī)在EPROM內(nèi)查 找環(huán)境溫度、蒸汽接觸體表溫度、蒸汽的出氣口至體表距離表，得到使用者與蒸汽排出口應(yīng) 保持的距離，并通過激光測距傳感器、語音及報(bào)警電路，提示操作者移動至正確位置，從而 有利于避免高溫燙傷等危險(xiǎn)的發(fā)生，增強(qiáng)了中藥熏蒸的安全性，提高了熏蒸藥療的效果。本 實(shí)用新型的智能體表溫度控制裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作方便，性能穩(wěn)定，智能化程 度尚。

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的面板示意圖；圖3是本實(shí)用新型的主程序流程圖。圖中1.電源處理電路，2.鍵盤控制電路，3. IXD顯示電路，4.語音及報(bào)警電路， 5.單片機(jī)系統(tǒng)電路，6.A/D轉(zhuǎn)換電路，7.激光測距傳感器，8.環(huán)境溫度傳感器，9.鍋內(nèi)蒸汽 溫度傳感器，10.鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器，11. EPROM存儲電路，12.光耦，13.可控硅，14.電熱 膜，15.體表溫度傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參見圖1，本實(shí)用新型的智能體表溫度控制裝置，包括電源處理電路1、鍵盤控制 電路2、IXD顯示電路3、語音及報(bào)警電路4、單片機(jī)系統(tǒng)電路5、A/D轉(zhuǎn)換電路6、激光測距傳 感器7、環(huán)境溫度傳感器8、體表溫度傳感器15、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器9、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感 器10、EPR0M存儲電路11、光耦12、可控硅13和電熱膜14。電源處理電路1分別向單片機(jī) 系統(tǒng)電路5、IXD顯示電路3、A/D轉(zhuǎn)換電路6和各傳感器提供電源；單片機(jī)系統(tǒng)電路5通過 控制引腳和I/O 口引腳分別與鍵盤控制電路2、IXD顯示電路3、語音及報(bào)警電路4、EPROM 存儲電路11、A/D轉(zhuǎn)換電路6、環(huán)境溫度傳感器8、體表溫度傳感器15、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器 9和光耦12連接；激光測距傳感器7、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器10的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路 6的輸入端；可控硅13的輸入端連接光耦12的輸出端，電熱膜14的輸入端連接可控硅13 的輸出端。本實(shí)用新型中的單片機(jī)系統(tǒng)電路5采用AT89S51單片機(jī)、AT89S52單片機(jī)或 AT89C51單片機(jī)；鍵盤控制電路設(shè)有6個按鈕輸出(配合參見圖2、，分別接入單片機(jī)5的六 個輸入口 ；EPROM存儲電路11采用X25045存儲電路。A/D轉(zhuǎn)換電路6采用TLC2543轉(zhuǎn)換電 路；激光測距傳感器7采用PT50F激光測距傳感器；環(huán)境溫度傳感器8、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感 器9均采用DS18B20溫度傳感器；鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器10采用ASDX030壓力傳感器。語音 及報(bào)警電路4中的報(bào)警裝置采用蜂鳴器，語音ic模塊采用ISD1420。光耦12采用PC357光 耦；可控硅13采用MAC223A6可控硅。本實(shí)用新型的智能體表溫度控制裝置啟動后，電源處理電路1開始供電，單片機(jī) 系統(tǒng)電路5先讀取EPROM存儲電路11中的參數(shù)原始值，再讀取鍵盤控制電路2的鍵值，設(shè) 定各項(xiàng)參數(shù)，LCD顯示電路3顯示設(shè)置情況，參數(shù)設(shè)置完畢后，系統(tǒng)進(jìn)入熏蒸藥療階段，單片機(jī)系統(tǒng)電路5通過光耦12驅(qū)動可控硅13，控制電熱膜14加熱藥液，鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器 9、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器10將所測得的蒸汽溫度與壓力反饋給單片機(jī)系統(tǒng)電路5，調(diào)節(jié)電熱 膜14加熱量，保證蒸汽流量恒定。單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫度傳感器8測得的環(huán)境溫度與用 戶設(shè)定的蒸汽接觸人體溫度，查詢存儲在EPROM存儲電路11中的環(huán)境溫度、蒸汽接觸體表 溫度、蒸汽的出氣口至體表距離的關(guān)系表，得到體表與蒸汽的出氣口應(yīng)保持的距離，激光測 距傳感器7通過A/D轉(zhuǎn)換電路6將操作者的位置傳送到單片機(jī)系統(tǒng)電路5，并在LCD顯示 電路3上顯示人的位置，語音及報(bào)警電路4 一方面通過語音引導(dǎo)操作者移動到合適位置上， 一方面在操作者距離太近可能造成高溫燙傷危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警，并通過單片機(jī)系統(tǒng)電路 5停止電熱膜14加熱，減少事故發(fā)生。當(dāng)儀器發(fā)生故障導(dǎo)致壓力、溫度過高時(shí)，語音及報(bào)警 電路4中的蜂鳴器警報(bào)，并停止電熱膜14加熱。本實(shí)用新型中的鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器9、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器10以及電熱膜14閉 環(huán)控制，保證蒸汽的流量恒定。在“蒸汽的出氣口至體表的距離”、“環(huán)境溫度”、“體表溫度” 三個變量中，“環(huán)境溫度”由環(huán)境溫度傳感器8測定，“蒸汽接觸體表溫度”由體表溫度傳感 器15測定，“蒸汽的出氣口至體表的距離”由激光測距傳感器測定。設(shè)定“體表溫度”(如 41°C )，在當(dāng)前“環(huán)境溫度”下，調(diào)節(jié)蒸汽的出氣口至體表的距離，當(dāng)“蒸汽接觸體表溫度”到 達(dá)設(shè)定值時(shí)，記錄激光測距傳感器測定的距離；改變“環(huán)境溫度”，重新調(diào)節(jié)蒸汽的出氣口至 體表的距離，當(dāng)“蒸汽接觸體表溫度”再次到達(dá)設(shè)定值時(shí)，記錄激光測距傳感器測定的距離； 以此類推，得到環(huán)境溫度、蒸汽接觸體表溫度以及蒸汽的出氣口至體表距離三者的關(guān)系表。如圖2所示，本實(shí)用新型中的面板包括鍵盤控制電路2中的6個按鈕、IXD顯示電 路3中的顯示屏，以及電源總開關(guān)。其中鍵盤控制電路2包括6個按鈕，其中上、下、左、右 四個按鈕以三角方向標(biāo)出，參數(shù)確定按鈕為圓形按鈕，啟動按鈕為方形按鈕。LCD顯示電路 3中的顯示屏設(shè)置在面板上方，參數(shù)設(shè)計(jì)階段顯示參數(shù)情況，熏蒸藥療階段顯示操作者位置 以及熏蒸藥液溫度、壓力、環(huán)境溫度及設(shè)定溫度。圖3是本實(shí)用新型的主程序流程圖，系統(tǒng)開機(jī)，從EPROM存儲電路11處讀取各項(xiàng) 原始參數(shù)，初始化，等待“啟動”鍵或“設(shè)置”鍵信號。若“啟動”鍵響應(yīng)則程序直接進(jìn)入運(yùn) 行狀態(tài)，若“設(shè)置”鍵響應(yīng)則程序進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，并將設(shè)置參數(shù)送LCD顯示電路3顯示。 全部參數(shù)設(shè)置完畢后直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行時(shí)，通過檢測環(huán)境溫度和設(shè)置蒸汽接觸體表 溫度，查距離表得到蒸汽的出氣口至體表距離值，單片機(jī)系統(tǒng)電路5通過光耦12控制可控 硅13驅(qū)動電熱膜14加熱，蒸汽溫度傳感器9、蒸汽壓力傳感器10的反饋值與預(yù)設(shè)值比較， 調(diào)整電熱膜14加熱量，實(shí)現(xiàn)蒸汽流量恒定。再根據(jù)激光測距傳感器7所測得的人體位置， 與人與蒸汽的出氣口應(yīng)當(dāng)保持的距離值進(jìn)行比較，當(dāng)不在正確位置時(shí)，通過語音系統(tǒng)提示 操作者移動，單片機(jī)系統(tǒng)電路5內(nèi)部計(jì)時(shí)器記錄熏蒸藥療時(shí)間，判斷是否達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)間，若 到達(dá)則程序返回，否則，程序繼續(xù)從電熱膜14加熱開始執(zhí)行。
權(quán)利要求1.一種智能體表溫度控制裝置，其特征在于其特征在于包括電源處理電路、鍵盤控 制電路、LCD顯示電路、語音及報(bào)警電路、單片機(jī)系統(tǒng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、激光測距傳感器、 環(huán)境溫度傳感器、體表溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器、EPROM存儲 電路、光耦、可控硅和電熱膜；電源處理電路分別向單片機(jī)系統(tǒng)電路、LCD顯示電路、A/D轉(zhuǎn) 換電路和各傳感器提供電源；單片機(jī)系統(tǒng)電路通過控制引腳和I/O 口引腳分別與鍵盤控制 電路、LCD顯示電路、語音及報(bào)警電路、EPROM存儲電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境溫度傳感器、體 表溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器和光耦連接；激光測距傳感器、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器的 輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端；可控硅的輸入端連接光耦的輸出端，電熱膜的輸入端 連接可控硅的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體表溫度控制裝置，其特征在于所述的單片機(jī)系統(tǒng)電 路采用AT89S51單片機(jī)、AT89S52單片機(jī)或AT89C51單片機(jī)；所述的鍵盤控制電路設(shè)有6個 按鍵輸出，分別接入單片機(jī)的六個輸入口 ；所述的EPROM存儲電路采用X25045存儲電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體表溫度控制裝置，其特征在于所述的A/D轉(zhuǎn)換電路 采用TLC2543轉(zhuǎn)換電路；所述的激光測距傳感器采用PT50F激光測距傳感器；所述的環(huán)境 溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器均采用DS18B20溫度傳感器；所述的鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感 器采用ASDX030壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體表溫度控制裝置，其特征在于所述的語音及報(bào)警電 路中的報(bào)警裝置采用蜂鳴器，語音ic模塊采用ISD1420。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能體表溫度控制裝置，其特征在于所述的光耦采用PC357 光耦；所述的可控硅采用MAC223A6可控硅。
專利摘要本實(shí)用新型提供了智能體表溫度控制裝置，它包括電源處理電路、鍵盤控制電路、LCD顯示電路、語音及報(bào)警電路、單片機(jī)系統(tǒng)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、激光測距傳感器、環(huán)境溫度傳感器、體表溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽溫度傳感器、鍋內(nèi)蒸汽壓力傳感器、EPROM存儲電路、光耦、可控硅和電熱膜。本實(shí)用新型以嵌入式單片機(jī)為控制核心，通過測定鍋內(nèi)蒸汽壓力和溫度，閉環(huán)控制電熱膜加熱，保證蒸汽輸出流量恒定，系統(tǒng)根據(jù)EPROM存儲的環(huán)境溫度、蒸汽接觸體表溫度及蒸汽的出氣口至體表距離的關(guān)系表，通過用戶鍵盤設(shè)定蒸汽接觸溫度，LCD實(shí)時(shí)顯示人體位置、接觸溫度，語音提示人體移動到達(dá)合適距離，在接觸溫度過高易造成皮膚損傷時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并切斷電源。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作方便，性能穩(wěn)定，智能化程度高。
文檔編號G05D23/20GK201820154SQ20102052015
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者尚昆, 崔海坡, 廖躍華, 楊麗英, 沈力行, 趙改平 申請人:上海理工大學(xué)