全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，包括：壓力檢測裝置，所述壓力檢測裝置與所述制氧機相連，用于檢測所述制氧機的系統(tǒng)壓力信號；溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置的探頭伸入至所述制氧機的內部，用于檢測所述制氧機的機內運行溫度信號；控制器，所述控制器與所述壓力檢測裝置和所述溫度檢測裝置相連，用于設置時間中斷源和AD中斷源；光電耦合隔離裝置，所述光電耦合隔離裝置與所述控制器相連，用于對所述控制器與外界電路進行光電耦合隔離；顯示裝置，所述顯示裝置與所述控制器相連，用于顯示數據算法處理后的壓力數據、溫度數據和時間數據；電源裝置。本發(fā)明采用數字化控制，提高了生產效率。
【專利說明】全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制氧機設備【技術領域】，特別涉及一種全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]醫(yī)用分子篩制氧設備是以沸石分子篩為吸附劑，用變壓吸附法(Pressure SwingAdsorption, PSA)在常溫低壓下以空氣為原料，將空氣中的氧氣(約占21% )用物理的方法直接分離，從而產生高純度的醫(yī)用氧氣，制取的氧氣濃度為90%?96%，其特點是產氧快，安全，經濟，方便，輕松取代過去的瓶裝氧和化學制氧，得到了廣泛應用。在保證了制氧機安全有效的運行，出氧迅速并達到醫(yī)用標準的基礎功能的同時，各個制氧機生產廠家也對其核心控制電路及運行監(jiān)測系統(tǒng)不斷的進行更新，以滿足各方面對制氧機內部運行的了解和保證制氧機運行的可靠性。
[0003]但是，目前市場上的各類制氧機的監(jiān)控措施中存在以下問題:
[0004]I)現有市場上的分子篩制氧機各個型號中對制氧機的控制和監(jiān)控只涵蓋部分監(jiān)控功能，并不能實現全方位監(jiān)控。
[0005]2)制氧機累計運行時間還在采用單獨的電子計時器而非主控制板直接控制。
[0006]3)即使有相應的報警功能，但對于具體的機內運行參數也并不清楚，例如機內運行溫度的時時數據、制氧機系統(tǒng)壓力的時時數據、本次時間和累計時間及定時時間的數據
顯不O
[0007]4)依賴硬件調整制氧機運行參數的情況，由于電阻值隨溫度的漂移，勢必會影響到制氧機持續(xù)高濃度的制氧能力。
[0008]綜上，目前這些制氧機包含的部分功能并不能滿足目前市場的需要以及對制氧機和使用者的維護和保護，讓使用者對制氧機沒有一個全方位的了解，制氧機的安全性以及使用者的安全性也沒有一個有效清晰的保證，同時對維修人員的故障判斷沒有一個明確的指引，使得制氧機維護及維修的時間有所拉長。并且，現有的分子篩制氧機所含有的功能不夠全面，且報警功能還只停留在聲、光報警的層面，不能數字化直觀的給用戶以顯示制氧機內部的相關報警信息以及數字化調節(jié)參數。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。
[0010]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，包括:壓力檢測裝置，所述壓力檢測裝置與所述制氧機相連，用于檢測所述制氧機的系統(tǒng)壓力信號；溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置的探頭伸入至所述制氧機內部，用于檢測所述制氧機的機內運行溫度信號；控制器，所述控制器與所述壓力檢測裝置和所述溫度檢測裝置相連，用于設置時間中斷源和AD中斷源，其中，所述AD中斷源接收來自所述壓力檢測裝置的系統(tǒng)壓力信號，并將所述系統(tǒng)壓力信號轉換為對應的壓力數據，設置所述制氧機的壓力控制系統(tǒng)切換電磁閥的壓力切換點，當所述壓力數據達到所述壓力切換點時對所述電磁閥進行通道交替，所述時間中斷源用于對均壓時間、本次時間、定時時間和累計時間進行累加并且對壓力數據中的切換壓力參數進行數據處理，每隔預設時長接收所述溫度檢測裝置的溫度信號，并在判斷達到對應的預設條件后，分別執(zhí)行按鍵處理、溫度處理和EEPROM處理功能，對獲取的壓力數據、溫度數據和時間數據采用對應的數據算法進行處理；光電耦合隔離裝置，所述光電耦合隔離裝置與所述控制器相連，用于對所述控制器與外界電路進行光電耦合隔離；顯示裝置，所述顯示裝置與所述控制器相連，用于顯示數據算法處理后的壓力數據、溫度數據和時間數據；電源裝置，所述電源裝置分別與所述壓力檢測裝置、溫度檢測裝置、控制器、光電耦合隔離裝置和顯示裝置相連，用于向所述壓力檢測裝置、溫度檢測裝置、控制器、光電耦合隔離裝置和顯示裝置提供工作電壓。
[0011]在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制器設置的AD中斷源還用于設置壓力上限報警點和壓力下限報警點，其中，當所述AD中斷源將所述壓力信號進行模擬-數字轉換以獲取對應的壓力數據，并將所述壓力數據與所述壓力下限報警點進行比較，當所述壓力數據達到所述壓力下限報警點時，發(fā)出報警信號，否則判斷所述壓力數據是否達到所述壓力上限報警點，如果是則報警停機。
[0012]在本發(fā)明的又一個實施例中，所述控制器設置的時間中斷源在檢測到選擇界面按鍵、上調按鍵或下調按鍵被按下后，則判斷達到觸發(fā)按鍵處理的標志位，執(zhí)行對應按鍵的按鍵處理流程以獲取時間數據。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制器設置的時間中斷源執(zhí)行溫度處理功能，包括:檢測所述溫度檢測裝置的溫度I/o接口線，在判斷所述溫度I/O接口線發(fā)出復位脈沖且接收到存在脈沖后，執(zhí)行溫度轉換操作，并在溫度轉換操作完成且再次判斷所述溫度I/O接口線發(fā)出復位脈沖且接收到存在脈沖后，從所述溫度I/O接口線讀取溫度數據，并將所述溫度數據與預設溫度閾值進行比較，當所述溫度數據大于所述預設溫度閾值時，進行停機報警。
[0014]在本發(fā)明的再一個實施例中，所述控制器設置的時間中斷源執(zhí)行EEPROM處理功能，包括:對EEPROM存儲器存儲的所有數據分配連續(xù)的空間，累加所述EEPROM存儲器的寄存器進行間接尋址累加，其中，所述EEPROM存儲器位于所述控制器內。
[0015]在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制器設置的時間中斷源對所述壓力數據進行數據算法處理，包括:將所述壓力數據由16進制轉換為10進制；所述控制器設置的時間中斷源對所述溫度數據進行數據算法處理，包括:將所述溫度數據與預設系數相乘計算得到所述制氧機內部運行的實際溫度值；所述控制器設置的時間中斷源對所述時間數據進行數據算法處理，包括:將所述時間數據以預設倍數進行整數減法。
[0016]在本發(fā)明的又一個實施例中，所述光電耦合隔離裝置包括:第一光電耦合隔離單元，包括:繼電器；第一二極管，所述第一二極管與所述繼電器并聯且所述第一二極管的正極接地；第一三極管，所述第一三極管的集電極連接至所述第一二極管的負極，所述第一三極管的基極與第一電阻的一端相連，第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連，所述第二電阻的另一端與所述第一三極管的發(fā)射極相連；第一光電耦合器，所述第一光電耦合器的受光器與所述第一電阻的另一端相連，所述第一光電耦合器的發(fā)光源通過限流電阻與所述控制器相連；第二光電耦合隔離單元，包括:第一發(fā)光二極管、第一電磁閥和第二二極管，所述第一發(fā)光二極管、第一電磁閥和第二二極管相互并聯，所述第二二極管的正極接地；第二三極管，所述第二三極管的集電極連接至所述第二二極管的負極，所述第二三極管的基極與第三電阻的一端相連，第四電阻的一端與所述第三電阻的另一端相連，所述第四電阻的另一端與所述第二三極管的發(fā)射極相連；第二光電耦合器，所述第二光電耦合器的受光器與所述第三電阻的另一端相連，所述第二光電耦合器的發(fā)光源通過限流電阻與所述控制器相連；第三光電耦合隔離單元，包括:第二發(fā)光二極管、第二電磁閥和第三二極管，所述第二發(fā)光二極管、第二電磁閥和第三二極管相互并聯，所述第三二極管的正極接地；第三三極管，所述第三三極管的集電極連接至所述第三二極管的負極，所述第三三極管的基極與第五電阻的一端相連，第六電阻的一端與所述第五電阻的另一端相連，所述第六電阻的另一端與所述第三三極管的發(fā)射極相連；第三光電耦合器，所述第三光電耦合器的受光器與所述第五電阻的另一端相連，所述第三光電耦合器的發(fā)光源通過限流電阻與所述控制器相連。
[0017]在本發(fā)明的再一個實施例中，所述壓力數據包括:所述制氧機的系統(tǒng)運行壓力值和切換壓力值；所述溫度數據包括:所述制氧機內部運行溫度值；所述時間數據包括:所述制氧機的本次運行時間、累計運行時間、定時時間和均壓時間。
[0018]在本發(fā)明的一個實施例中，所述顯示裝置為IXD液晶顯示屏。
[0019]根據本發(fā)明實施例的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，具有多項報警功能，保證使用者的使用安全性、便捷性和舒適性，同時增加制氧機本身的安全性，提高維護人員對整機維護的效率。同時將其中系統(tǒng)壓力、機內運行溫度、制氧機本次運行時間、制氧機累計運行時間、制氧機定時時間和制氧機調試參數全部數字化顯示在外部液晶屏上，使用戶使用起來直觀放心、維修人員對制氧機維護起來更加方便快捷。并且，本發(fā)明采用數字化控制將該調節(jié)方式轉化成壓力數字，壓力精度達到0.002Mpa，均壓時間精度達到0.01秒，只需要改變兩個參數的數字，就能達到調試機器的目的，提高了生產效率，其中生產效率提高了近I倍，氧氣回收率明顯提高，并且整機氧濃度最少提高I %。
[0020]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1為根據本發(fā)明實施例的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)的結構圖；
[0023]圖2為根據本發(fā)明實施例的壓力檢測裝置的電路圖；
[0024]圖3為根據本發(fā)明實施例的溫度檢測裝置的電路圖；
[0025]圖4為根據本發(fā)明實施例的控制器的電路圖；
[0026]圖5為根據本發(fā)明實施例的控制器的工作流程圖；
[0027]圖6(a)至圖6(c)為根據本發(fā)明實施例的光電隔離裝置的電路圖；
[0028]圖7(a)和圖7(b)為根據本發(fā)明實施例的電源裝置的電路圖。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)10，包括:壓力檢測裝置1、溫度檢測裝置2、控制器3、光電耦合隔離裝置4、顯示裝置5和電源裝置6。該全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)10可以用于制氧機全數字化顯示及控制和監(jiān)測。
[0031]具體來說，壓力檢測裝置I與制氧機20相連，用于檢測制氧機20的系統(tǒng)壓力信號。如圖2所示，壓力檢測裝置的4個檢測端Pl?P4，P1檢測端接地，P3檢測端接發(fā)光二極管LED4，P2和P4檢測端與運算放大器相連，壓力檢測裝置I的氣路入口與制氧機20相連，檢測制氧機20的系統(tǒng)壓力信號。上述系統(tǒng)壓力信號通過一系列運輸放大器和比較器后輸出至控制器3。
[0032]溫度檢測裝置2的探頭伸入至制氧機20的內部，即探頭暴露在制氧機20內，從而可以檢測制氧機20的機內運行溫度信號。如圖3所示，溫度檢測裝置2采用型號為DS18B20的溫度傳感器。數據口 DQ與控制器3相連，將檢測到的溫度信號發(fā)送至控制器3。
[0033]如圖4所不，在本發(fā)明的一個實施例中，控制器3可以選用型號為PIC16F687的控制芯片。該控制芯片采用RISC結構，只有35條精簡指令，Haryard雙總線結構和雙向的I/
O口都保證了該芯片具有較強的抗干擾能力。此外，該控制芯片的其他參數如下:內部閃存為2K、EEPROM存儲器有256字節(jié)、I/O 口有18個、10位A/D通道有12個，該配置完全滿足現有所要完成的功能和程序存儲。
[0034]參考圖2至圖4，控制器3與壓力檢測裝置I和溫度檢測裝置2相連，其中，控制器3的RCl端與壓力檢測裝置I的輸出端相連以接收系統(tǒng)壓力信號，控制器3的RCO端與溫度檢測裝置2的數據口 DQ端以接收溫度信號。
[0035]因為本發(fā)明要對制氧機20運行的本次時間、累計時間和定時時間做監(jiān)控并顯示，同時要對制氧機20的運行壓力做到時時檢測并報警和顯示，所述控制器3設置時間中斷源和AD中斷源，將以時間中斷的處理和AD中斷的處理作為基礎和核心，并以時間中斷作為高優(yōu)先級處理。因此，控制器在程序處理時對優(yōu)先判斷到的中斷人為標記為高優(yōu)先級。
[0036]下面分別對AD中斷源和時間中斷源的功能進行描述。
[0037]AD中斷源可以接收來自壓力檢測裝置I的系統(tǒng)壓力信號，并將系統(tǒng)壓力信號轉換為對應的壓力數據，設置制氧機20的壓力控制系統(tǒng)切換電磁閥的壓力切換點。當壓力數據達到上述設置的壓力切換點時，對電磁閥進行通道交替。
[0038]進一步，AD中斷源還用于設置壓力上限報警點和壓力下限報警點。其中，當AD中斷源將壓力信號進行模擬-數字(AD)轉換以獲取對應的壓力數據，并將壓力數據與壓力下限報警點進行比較。當壓力數據達到壓力下限報警點時，發(fā)出報警信號，否則判斷壓力數據是否達到壓力上限報警點。如果是則報警停機。
[0039]時間中斷源用于對均壓時間、本次時間、定時時間和累計時間進行累加并且對壓力數據中的切換壓力參數進行數據處理，并且每隔預設時長接收溫度檢測裝置2的溫度信號，在判斷達到對應的預設條件后，分別執(zhí)行按鍵處理、溫度處理和EEPROM處理功能，對獲取的壓力數據、溫度數據和時間數據采用對應的數據進行處理。
[0040]圖5為根據本發(fā)明實施例的控制器的工作流程圖。
[0041]步驟S501，初始化之后進入主循環(huán)。[0042]進入主循環(huán)后，同時打開時間中斷和AD中斷兩個中斷源，并等待觸發(fā)信號。
[0043]步驟S502，判斷是否中斷1，如果是，則執(zhí)行步驟S503，否則返回步驟S501。
[0044]其中，中斷I為時間中斷源，設置為高優(yōu)先級處理。
[0045]步驟S503，累計時間。
[0046]每隔0.01秒觸發(fā)時間中斷，進入時間中斷處理程序后對時間進行累加并計入到累計時間同時作為切換時間參數的最小單位。并且每隔I分鐘對本次時間或者定時時間進行累加并對溫度數據進行刷新，由溫度傳感器DS18B20提供一總線式溫度信號傳遞。
[0047]步驟S504，時間中斷源判斷是否按下按鍵，如果是，則執(zhí)行步驟S505，否則執(zhí)行步驟 S506。
[0048]步驟S505，執(zhí)行按鍵處理功能，然后執(zhí)行步驟S506。
[0049]本功能一共涉及到3個按鍵處理，分別為:K5 (選擇界面按鍵)，由CPU的3腳控制；Κ4 (上調按鍵)，由CPU的2腳控制；Κ3 (下調按鍵)，由CPU的14腳控制。
[0050]進入時間中斷后，對三個按鍵操作經行訪問:
[0051]當Κ5按鍵被按下后，先進行去抖判斷5次，確定按鍵狀態(tài)正常后，對自定義寄存器
jicunqil進行賦值,每按一次,寄存器jicunqil依次被賦值O-1-3,之后再按K5賦
值轉回O并循環(huán)，而0、1、3分別表示3個顯示界面,O是初始界面，I是切換壓力參數界面，箭頭會指向切換壓力參數，3是均壓時間參數界面，箭頭會指向均壓時間參數。
[0052]當K4按鍵被按下后，先進行去抖判斷5次，確定按鍵狀態(tài)正常后，再確定目前程序處于哪個界面，即對寄存器jicunqil內數據進行判定，當寄存器jicunqil內為0，即在初始界面時，顯示裝置5第三行顯示本次時間將轉入定時時間，同時定時時間增加為10分鐘，最大可以定時40小時；當寄存器jicunqil內為1，即在切換壓力參數界面，切換壓力值將增加0.002Mpa ;當寄存器jicunqil內為3，即在均壓時間參數界面，均壓時間值將增加0.0ls0
[0053]當K3按鍵被按下后，先進行去抖判斷5次，確定按鍵狀態(tài)正常后，再確定目前程序處于哪個界面，即對寄存器jicunqil內數據進行判定，當寄存器jicunqil內為0，如果目前已經有定時時間了，則定時時間減少10分鐘，如果不足10分鐘，則全部減完并停機，如果目前沒有定時時間，則點亮顯示裝置5背光，機器照常運行；當寄存器jicunqil內為1，即在切換壓力參數界面，切換壓力值將減少0.002Mpa ;當寄存器jicunqil內為3，即在均壓時間參數界面，均壓時間將減少0.0ls0
[0054]綜上，時間中斷源在檢測到選擇界面按鍵、上調按鍵或下調按鍵被按下后，判斷達到觸發(fā)按鍵處理的標志位，執(zhí)行對應按鍵的按鍵處理流程以獲取時間數據。
[0055]步驟S506，時間中斷源判斷標志位a6是否達到設定值，如果是，則執(zhí)行步驟S507，否則執(zhí)行步驟S508。
[0056]步驟S507，執(zhí)行溫度處理功能，然后執(zhí)行步驟S508。
[0057]開機時先讀取一次溫度，避免溫度顯示有延遲。開機后，時間中斷開始運行，累計時間標記位進行累加，當標記位a6累加到3ch十六進制數時，表示累加時間達到I分鐘，即滿足執(zhí)行溫度處理的預設條件，則進入溫度處理功能，同時累加計時刷新為O。
[0058]進入溫度處理功能后，先對溫度I/O 口線進行判斷，因為溫度傳感器DS18B20為用“一線總線”接口的溫度傳感器，其信號和電源復合在一起，全憑單口線時序來進行信號傳遞，所以其訪問協(xié)議順序包括:初始化、ROM操作指令、存儲器操作指令、執(zhí)行/數據，協(xié)議包括了以下信號類型:復位脈沖、存在脈沖、寫O、寫1、讀O、讀I。當對溫度I/O 口判斷發(fā)出了復位脈沖，并接收到了存在脈沖后，則執(zhí)行SKIP ROM指令和CONVERT T指令開始進行溫度轉換操作，經過500ms左右的轉換時間后，再次進行復位脈沖和存在脈沖的確認，之后執(zhí)行SKIP ROM指令和READ SCRATCHPAD指令對溫度數據經行讀取，讀取出的數據和預設溫度閾值32h進行對比，超過預設溫度閾值則進行停機報警。
[0059]綜上，時間中斷源執(zhí)行溫度處理功能，包括:檢測溫度檢測裝置的溫度I/O接口線，在判斷溫度I/o接口線發(fā)出復位脈沖且接收到存在脈沖后，執(zhí)行溫度轉換操作，并在溫度轉換操作完成且再次判斷溫度I/o接口線發(fā)出復位脈沖且接收到存在脈沖后，從溫度I/O接口線讀取溫度數據，并將溫度數據與預設溫度閾值進行比較，當溫度數據大于預設溫度閾值時，進行停機報警。
[0060]步驟S508，時間中斷源判斷標志位a7是否達到設定值，如果是，則執(zhí)行步驟S509，否則執(zhí)行步驟S510。
[0061]步驟S509，執(zhí)行EEPROM功能，然后執(zhí)行步驟S510。
[0062]時間中斷源執(zhí)行EEPROM處理功能，包括:對EEPROM存儲器存儲的所有數據分配連續(xù)的空間，累加EEPROM存儲器的寄存器進行間接尋址累加。需要說明的是，EEPROM存儲器位于控制器3內。
[0063]具體來說，每次進入時間中斷時，判斷記憶功能觸發(fā)條件是否滿足，a7累加計時是否達到05h，表示是否達到5分鐘，如果達到則判斷滿足執(zhí)行EEPROM功能的預設條件，轉入記憶程序。此外，在調試界面時的按鍵是否被按下，如果被按下也轉入記憶程序。
[0064]EEPROM—共要記憶9個數據，包括累計時間和調試參數。進入記憶功能后，給9個數據分配連續(xù)的9個空間，累加寄存器進行間接尋址累加，從第一個數al開始寫入EEPR0M，表示累計時間萬位數據，開啟EEPROM的寄存器EECONl的允許寫入位開始寫數據，然后循環(huán)判斷EECONl的寫操作完成位是否被清0，CPU寫操作完成會自動清O寫操作完成位，若完成，則尋址下一個數據進行寫入。
[0065]步驟S510，數據算法處理。
[0066]時間中斷源對獲取的壓力數據、溫度數據和時間數據采用對應的數據進行處理，分別如下所述:
[0067](I)壓力數據
[0068]時間中斷源對壓力數據進行數據算法處理，包括:將壓力數據由16進制轉換為10進制。由于壓力數據是將電信號經過模數轉換(AD)得到的，均為16進制數據，其參考電壓為5V，分辨率為256，要轉換為10進制數據需要進行如下運算:壓力數據*5/256，該運算得到了整數位，小數位經過10倍放大，依據此運算也可得到。例如，壓力數據包括制氧機20的系統(tǒng)運行壓力值和切換壓力值。
[0069](2)溫度數據
[0070]時間中斷源對溫度數據進行數據算法處理，包括:將溫度數據與預設系數相乘計算得到制氧機內部運行的實際溫度值。例如，溫度數據包括制氧機20內部運行溫度值。
[0071]由于溫度數據轉換后儲存在溫度傳感器DS18B20的兩個8比特的隨機存取存儲RAM中，本發(fā)明選擇的是12位溫度分辨率，其可分辨的精度達到0.0625攝氏度，而要轉換已經鎖存的12位數據，只要將該數值乘以預設系數0.0625則可得到實際溫度。
[0072](3)時間數據
[0073]時間中斷源對時間數據進行數據算法處理，包括:將時間數據以預設倍數進行整數減法。例如，時間數據包括:制氧機20的本次運行時間、累計運行時間、定時時間和均壓時間。
[0074]由于均壓時間和定時時間在程序中都是以16進制數據出現的，為了顯示需要，將兩個數據運用同樣的原理處理，即用相同的預設倍數進行整數減法，依次得到每個位的數據。
[0075]步驟S511，顯示處理，然后返回步驟S501。
[0076]步驟S512，判斷是否中斷2，如果是，則執(zhí)行步驟S513，否則返回步驟S501。
[0077]其中，中斷2為AD中斷源。氣體通過壓力檢測裝置I實時向控制器3傳輸制氧機20的系統(tǒng)壓力信號，AD中斷源打開后，接收上述系統(tǒng)壓力信號并對其進行模擬-數字(AD)轉換生成壓力數據。
[0078]步驟S513，AD中斷源進行數據處理。
[0079]AD中斷源設置制氧機20的壓力控制系統(tǒng)切換電磁閥的壓力切換點、壓力上限報警點和壓力下限報警點。當壓力數據達到上述設置的壓力切換點時，對電磁閥進行通道交替。
[0080]步驟S514，AD中斷源判斷是否達到下限報警，如果是，則執(zhí)行步驟S515，否則執(zhí)行步驟S516。
[0081]步驟S515，報警，然后返回步驟S501。
[0082]步驟S516，AD中斷源判斷是否達到上限報警，如果是，則執(zhí)行步驟S517，否則返回步驟S501。
[0083]步驟S517，報警停機。
[0084]在本發(fā)明的一個實施例中，步驟S502和步驟S512同時執(zhí)行。
[0085]光電耦合裝置4與控制器3相連，用于對控制器3與外界電路進行光電耦合隔離。具體來說，光電耦合會裝置4包括第一至第三光電耦合隔離單元。
[0086]如圖6(a)所示，第一光電耦合隔離單元包括繼電器J、第一二極管VD9、第一三極管VTl和第一光電耦合器OPTl。其中，繼電器J選用型號為SZ-S-112DC的繼電器。第一二極管VD9與繼電器J并聯，并且第一二極管VD9的正極接地。第一三極管VTl的集電極連接至第一二極管VD9的負極，第一三極管VTl的基極與第一電阻R15的一端相連，第二電阻R14的一端與第一電阻R15的另一端相連，第二電阻R14的另一端與第一三極管VTl的發(fā)射極相連。第一光電稱合器OPTl的受光器與第一電阻R15的另一端相連,第一光電稱合器OPTl的發(fā)光源通過限流電阻與控制器3的RC5端相連。
[0087]如圖6(b)所示，第二光電耦合隔離單元包括:第一發(fā)光二極管LED2、第一電磁閥A和第二二極管VD10、第二三極管VT2和第二光電耦合器0PT2。其中，第一發(fā)光二極管LED2、第一電磁閥A和第二二極管VDlO相互并聯，第二二極管VDlO的正極接地。第二三極管VT2的集電極連接至第二二極管VDlO的負極，第二三極管VT2的基極與第三電阻Rll的一端相連，第四電阻RlO的一端與第三電阻Rll的另一端相連，第四電阻RlO的另一端與第二三極管VT2的發(fā)射極相連。第二光電耦合器0PT2的受光器與第三電阻Rll的另一端相連，第二光電耦合器0PT2的發(fā)光源通過限流電阻與控制器3的RC3端相連。
[0088]如圖6(c)所示，第三光電耦合隔離單元包括:第二發(fā)光二極管LED3、第二電磁閥B和第三二極管VD11、第三三極管VT3、第三光電耦合器0PT3。其中，第二發(fā)光二極管LED3、第二電磁閥B和第三二極管VDll相互并聯，第三二極管VDll的正極接地。第三三極管VT3的集電極連接至第三二極管VDll的負極，第三三極管VT3的基極與第五電阻R13的一端相連，第六電阻R12的一端與第五電阻R13的另一端相連,第六電阻R12的另一端與第三三極管VT3的發(fā)射極相連。第三光電耦合器0PT3的受光器與第五電阻R13的另一端相連，第三光電耦合器0PT3的發(fā)光源通過限流電阻與控制器3的RC4端相連。
[0089]在本發(fā)明的一個實施例中，第一至第三光電耦合器采用型號為P521-1的光電耦合器。第一至第三二極管采用型號為IN4007的二極管。
[0090]由此，電路部分采用光電耦合器隔離系統(tǒng)，將控制部分和執(zhí)行部分完全隔離、沒有信號干擾，并能穩(wěn)定的提供12V直流電壓，外接氧濃度傳感器做濃度指示。
[0091]為了保證上述器件的正常工作，電源裝置6需要向其提供工作電壓。電源裝置6分別與壓力檢測裝置1、溫度檢測裝置2、控制器3、光電耦合隔離裝置4和顯示裝置5相連，用于向壓力檢測裝置1、溫度檢測裝置2、控制器3、光電耦合隔離裝置4和顯示裝置5提供+12V和+5V的工作電壓。
[0092]圖7(a)和圖7(b)為根據本發(fā)明實施例的電源裝置的電路圖。
[0093]如圖7(a)所示，220V交流電通過變壓器T1-1，次級端輸出15V交流電。15V交流電通過由四個二極管(VD1-VD4)組成整流橋，15V交流電被整流橋轉換為直流電。直流電通過并聯的電解電容C7和電容C8輸入至三端穩(wěn)壓集成器(型號LM7812)的輸入端Vin，三端穩(wěn)壓集成器(型號LM7812)的輸出端Vout輸出穩(wěn)壓后的直流電，作為第一工作電壓+12V。
[0094]如圖7(b)所示，220V交流電通過變壓器T1-2，次級端輸出15V交流電。15V交流電通過由四個二極管(VD5-VD8)組成整流橋，15V交流電被整流橋轉換為直流電。直流電通過并聯的電解電容Cl和電容C2輸入至三端穩(wěn)壓集成器(型號LM7812)的輸入端Vin，三端穩(wěn)壓集成器(型號LM7812)的輸出端Vout輸出穩(wěn)壓后的直流電，作為第一工作電壓+12V。第一工作電壓通過并聯的電解電容C3和電容C4輸入至三端穩(wěn)壓集成器(型號LM7805)的輸入端Vin,三端穩(wěn)壓集成器(型號LM7805)的輸出端Vout輸出穩(wěn)壓后的直流電,作為第二工作電壓+5V。
[0095]顯示裝置5與控制器3相連，用于顯示數據算法處理后的壓力數據、溫度數據和時間數據。在本發(fā)明的一個實施例中，顯示裝置5可以為LCD液晶顯示屏。
[0096]顯示裝置5的系統(tǒng)界面將普遍的聲、光指示，轉化成在128*64分辨率IXD上的數字顯示，讓制氧機系統(tǒng)運行壓力的實時數據、制氧機20內部實時運行溫度數據運行、制氧機運行時間和累計時間直接呈現在用戶面前。對于用戶和維護人員都起到了很好的提示預警作用，從而將制氧機20調試過程數字化，制氧機運行透明化、很大程度提高了安全性、生產效率及實用性。因此，當制氧機運行壓力顯示異常、機內溫度顯示異常等不正常數據出現后，用戶可提前預知不安全因素，確保使用安全。
[0097]由此，壓力數據、溫度數據和時間數據通過數據算法處理，全部發(fā)送至顯示裝置5。這樣，不僅滿足了市面上所有制氧機包含的報警功能，同時又達到了直觀一目了然的目的。數字化參數調節(jié)不僅減少了以往員工在調試過程中需要測試多項壓力、電壓等數據的繁瑣工作，提高了效率，同時液晶屏上監(jiān)控的溫度值和壓力值讓制氧機內部的安全隱患透明化。
[0098]根據本發(fā)明實施例的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)具有多項報警功能，保證使用者的使用安全性、便捷性和舒適性，同時增加制氧機本身的安全性，提高維護人員對整機維護的效率。同時將其中系統(tǒng)壓力、機內運行溫度、制氧機本次運行時間、制氧機累計運行時間、制氧機定時時間和制氧機調試參數全部數字化顯示在外部液晶屏上，使用戶使用起來直觀放心、維修人員對制氧機維護起來更加方便快捷。
[0099]并且，本發(fā)明采用數字化控制將該調節(jié)方式轉化成壓力數字，壓力精度達到
0.002Mpa，均壓時間精度達到0.01秒，只需要改變兩個參數的數字，就能達到調試機器的目的，提聞了生廣效率，其中生廣效率提聞了近I倍，氧氣回收率明顯提聞，并且整機氧濃度最少提聞I%。
[0100]此外，本發(fā)明實施例的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)在集成有制氧機集各種實用功能的前提下，成本仍能保持在市場的平均水平，給客戶以最大程度的需求滿足。
[0101]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0102]盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權利要求極其等同限定。
【權利要求】
1.一種全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 壓力檢測裝置，所述壓力檢測裝置與所述制氧機相連，用于檢測所述制氧機的系統(tǒng)壓力信號； 溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置的探頭伸入至所述制氧機內部，用于檢測所述制氧機的機內運行溫度信號； 控制器，所述控制器與所述壓力檢測裝置和所述溫度檢測裝置相連，用于設置時間中斷源和AD中斷源，其中， 所述AD中斷源接收來自所述壓力檢測裝置的系統(tǒng)壓力信號，并將所述系統(tǒng)壓力信號轉換為對應的壓力數據，設置所述制氧機的壓力控制系統(tǒng)切換電磁閥的壓力切換點，當所述壓力數據達到所述壓力切換點時對所述電磁閥進行通道交替， 所述時間中斷源用于對均壓時間、本次時間、定時時間和累計時間進行累加并且對壓力數據中的切換壓力參數進行數據處理，每隔預設時長接收所述溫度檢測裝置的溫度信號，并在判斷達到對應的預設條件后，分別執(zhí)行按鍵處理、溫度處理和EEPROM處理功能，對獲取的壓力數據、溫度數據和時間數據采用對應的數據算法進行處理； 光電耦合隔離裝置，所述光電耦合隔離裝置與所述控制器相連，用于對所述控制器與外界電路進行光 電耦合隔離； 顯示裝置，所述顯示裝置與所述控制器相連，用于顯示數據算法處理后的壓力數據、溫度數據和時間數據； 電源裝置，所述電源裝置分別與所述壓力檢測裝置、溫度檢測裝置、控制器、光電耦合隔離裝置和顯示裝置相連，用于向所述壓力檢測裝置、溫度檢測裝置、控制器、光電耦合隔離裝置和顯示裝置提供工作電壓。
2.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設置的AD中斷源還用于設置壓力上限報警點和壓力下限報警點，其中，當所述AD中斷源將所述壓力信號進行模擬-數字轉換以獲取對應的壓力數據，并將所述壓力數據與所述壓力下限報警點進行比較，當所述壓力數據達到所述壓力下限報警點時，發(fā)出報警信號，否則判斷所述壓力數據是否達到所述壓力上限報警點，如果是則報警停機。
3.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設置的時間中斷源在檢測到選擇界面按鍵、上調按鍵或下調按鍵被按下后，則判斷達到觸發(fā)按鍵處理的標志位，執(zhí)行對應按鍵的按鍵處理流程以獲取時間數據。
4.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設置的時間中斷源執(zhí)行溫度處理功能，包括:檢測所述溫度檢測裝置的溫度I/O接口線，在判斷所述溫度I/O接口線發(fā)出復位脈沖且接收到存在脈沖后，執(zhí)行溫度轉換操作，并在溫度轉換操作完成且再次判斷所述溫度I/O接口線發(fā)出復位脈沖且接收到存在脈沖后，從所述溫度I/O接口線讀取溫度數據，并將所述溫度數據與預設溫度閾值進行比較，當所述溫度數據大于所述預設溫度閾值時，進行停機報警。
5.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器設置的時間中斷源執(zhí)行EEPROM處理功能，包括:對EEPROM存儲器存儲的所有數據分配連續(xù)的空間，累加所述EEPROM存儲器的寄存器進行間接尋址累加，其中，所述EEPROM存儲器位于所述控制器內。
6.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器設置的時間中斷源對所述壓力數據進行數據算法處理，包括:將所述壓力數據由16進制轉換為10進制； 所述控制器設置的時間中斷源對所述溫度數據進行數據算法處理，包括:將所述溫度數據與預設系數相乘計算得到所述制氧機內部運行的實際溫度值； 所述控制器設置的時間中斷源對所述時間數據進行數據算法處理，包括:將所述時間數據以預設倍數進行整數減法。
7.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光電耦合隔離裝置包括: 第一光電稱合隔離單兀，包括: 繼電器； 第一二極管，所述第一二極管與所述繼電器并聯且所述第一二極管的正極接地； 第一三極管，所述第一三極管的集電極連接至所述第一二極管的負極，所述第一三極管的基極與第一電阻的一端相連，第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端相連，所述第二電阻的另一端與所述第一三極管的發(fā)射極相連； 第一光電稱合器，所述第一光電稱合器的受光器與所述第一電阻的另一端相連，所述第一光電耦合器的發(fā)光源通過限流電阻與所述控制器相連； 第二光電耦合隔離單元，包括: 第一發(fā)光二極管、第一電磁閥和第二二極管，所述第一發(fā)光二極管、第一電磁閥和第二二極管相互并聯，所述第二二極管的正極接地； 第二三極管，所述第二三極管的集電極連接至所述第二二極管的負極，所述第二三極管的基極與第三電阻的一端相連，第四電阻的一端與所述第三電阻的另一端相連，所述第四電阻的另一端與所述第二三極管的發(fā)射極相連； 第二光電耦合器，所述第二光電耦合器的受光器與所述第三電阻的另一端相連，所述第二光電耦合器的發(fā)光源通過限流電阻與所述控制器相連； 第三光電耦合隔離單元，包括: 第二發(fā)光二極管、第二電磁閥和第三二極管，所述第二發(fā)光二極管、第二電磁閥和第三二極管相互并聯，所述第三二極管的正極接地； 第三三極管，所述第三三極管的集電極連接至所述第三二極管的負極，所述第三三極管的基極與第五電阻的一端相連，第六電阻的一端與所述第五電阻的另一端相連，所述第六電阻的另一端與所述第三三極管的發(fā)射極相連； 第三光電耦合器，所述第三光電耦合器的受光器與所述第五電阻的另一端相連，所述第三光電耦合器的發(fā)光源通過限流電阻與所述控制器相連。
8.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述壓力數據包括:所述制氧機的系統(tǒng)運行壓力值和切換壓力值； 所述溫度數據包括:所述制氧機內部運行溫度值； 所述時間數據包括:所述制氧機的本次運行時間、累計運行時間、定時時間和均壓時間。
9.如權利要求1所述的全數字化制氧機監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置為LCD液晶 顯示屏。
【文檔編號】G05B19/048GK103984277SQ201410224869
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權日:2014年5月26日
【發(fā)明者】孫保安, 石寶珠, 史磊 申請人:保定邁卓醫(yī)療器械有限公司