医疗设备信号传输校准装置的制作方法

1.本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种医疗设备信号传输校准装置。


背景技术：

2.高频电刀是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械，常用的普通高频电刀的工作频率为450khz
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650khz，通过电极尖端产生的高频高压电流与肌体接触并对组织进行加热，实现肌体组织的分离和凝固，从而起到良好切割和止血。
3.输出功率作为高频电刀的重要技术参数之一，高频电刀的输出功率应尽可能的稳定，合适的功率关乎手术的成败以及病人的愈后效果。高频电刀使用时医护人员需要根据需求手动调节电刀的输出功率，比如，单极电刀手术功率一般为20
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80w，过大的功率不但会造成手术效果不佳，还会对病员造成严重灼伤，而过低的功率则会影响手术的进行。现有技术中广泛采用可控硅整流的功率控制技术对输出功率进行调整，它是通过改变交流电在一个周期内的导通时间得到不同的输出电压提供给功率输出电路，进而实现电刀功率的调整，然而在国内的部分地区电网电压不够稳定，变化甚至超过了10%，采用高频电刀手术时电网电压的变化会直接影响到可控硅整流电路的电压输出，进而改变高频电刀的输出功率，严重影响手术效果。


技术实现要素：

4.针对电网电压的变化会影响到可控硅整流功率控制技术对输出功率调整的技术问题，本实用新型提出一种医疗设备信号传输校准装置。
5.一种医疗设备信号传输校准装置，所述传输校准装置包括功率采集及异常泄放电路、信号放大选频电路、信号补偿发送电路，所述功率采集及异常泄放电路利用功率采集器采集高频电刀的输出功率经过滤波电路和泄放电路后传输至信号放大选频电路，信号放大选频电路的输出端与信号补偿发送电路的输入端连接，信号补偿发送电路利用补偿控制电路和运算放大电路对功率信号进行补偿和放大后输出。
6.所述功率采集及异常泄放电路包括功率采集器u1、滤波电路和泄放电路，所述功率采集器u1采集高频电刀的输出功率，滤波电路对功率信号进行带通滤波，滤波后的功率信号经泄放电路后传输至信号放大选频电路。
7.所述滤波电路包括电阻r2，电阻r2的一端与功率采集器u1连接，电阻r2的另一端与电容c3的一端、电容c2的一端连接，电容c3的另一端与泄放电路的输入端、信号放大选频电路的输入端、电阻r3的一端连接；所述电阻r3的另一端和电容c2的另一端均接地。
8.所述泄放电路包括电阻r1，电阻r1的一端和滤波电路的输出端、信号放大选频电路的输入端连接，电阻r1的另一端与电容c1的一端、稳压管d1的负极连接，稳压管d1的正极与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极通过电阻r11与电源vcc2连接；所述电容c1的另一端和三极管q1的发射极均接地。
9.所述信号放大选频电路包括运放器ar1，运放器ar1的反相输入端和电阻r8的一端、电阻r4的一端、电阻r10的一端、电容c6的一端连接，电阻r8的另一端和滤波电路、泄放电路连接；所述电阻r4的另一端和运放器ar1的输出端、电阻r9的一端、电容c4的一端、信号补偿发送电路的输入端连接，电容c4的另一端和电容c6的另一端、电阻r7的一端连接，电阻r9的另一端和电阻r10的另一端、电容c5的一端连接；所述运放器ar1的同相输入端与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端、电阻r7的另一端、电容c5的另一端均接地。
10.所述信号补偿发送电路包括补偿控制电路和运算放大电路，所述补偿控制电路的输入端和运算放大电路的输入端均与二极管d2的负极连接，二极管d2的正极与信号放大选频电路的输出端连接，补偿控制电路利用信号检测电路对功率信号进行检测并对差值计算电路进行控制；所述差值计算电路的输出端与运算放大电路的输入端连接。
11.所述补偿控制电路包括信号检测电路和差值计算电路，信号检测电路将接收到的功率信号进行检测，差值计算电路将接收到的功率信号与最低功率信号进行差值计算并传输到运算放大电路。
12.所述信号检测电路包括可变电阻r12，可变电阻r12的一端与二极管d2的负极连接，可变电阻r12的调节端通过电阻r22与三极管q2的基极连接；所述三极管q2的发射极通过可变电阻r13与电源vcc3连接，三极管q2的集电极与继电器k1的一端、二极管d3的负极连接，继电器k1的一端、二极管d3的正极、可变电阻r12的另一端均接地。
13.所述差值计算电路包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端与电阻r14的一端、可变电阻r18的一端连接，可变电阻r18的另一端与电源vcc3连接，电阻r14的另一端接地；所述运放器ar2的反相输入端与电阻r15的一端、电阻r20的一端连接，电阻r20的另一端与运放器ar2的输出端连接，电阻r15的另一端通过常开开关k1
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1与二极管d2的负极连接。
14.所述运算放大电路包括运放器ar3，运放器ar3的同相输入端与电阻r16的一端、电阻r21的一端、电阻r23的一端连接，电阻r16的另一端与二极管d2的负极连接，电阻r21的另一端与差值计算电路的输出端连接；所述运放器ar3的反相输入端与电阻r17的一端、电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端与运放器ar3的输出端、电容c7的一端连接，电容c7的另一端与电感l1的一端连接，电感l1的另一端、电阻r17的另一端、电阻r23的另一端均接地，电容c7的另一端与电极连接。
15.本实用新型的有益效果：利用功率采集器u1采集高频电刀的输出功率，采用滤波电路对功率采集器u1所输出的电压信号进行滤波，泄放电路对异常的高电压信号也即过功率进行泄放；信号补偿发送电路利用信号检测电路对低电压信号也即低功率进行检测，利用差值计算电路计算低电压信号与最低功率所对应的电压信号的差值，通过运算放大电路进行补偿，使最终输出的功率在合适的范围内，避免了过高功率对病员产生损伤或者过低功率影响手术，确保了手术的安全进行。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.一种医疗设备信号传输校准装置，如图1所示，所述传输校准装置包括功率采集及异常泄放电路、信号放大选频电路、信号补偿发送电路，所述功率采集及异常泄放电路的输出端与信号放大选频电路的输入端连接，信号放大选频电路的输出端与信号补偿发送电路的输入端连接，信号补偿发送电路的输出端通过导线与电极连接；功率采集及异常泄放电路利用功率采集器u1采集可控硅整流电路输出的高频电刀的输出功率经过滤波电路和泄放电路后传输至信号放大选频电路，信号放大选频电路对滤波和泄放后的功率信号进行选频放大处理使输出的功率信号更加稳定，信号补偿发送电路利用补偿控制电路和运算放大电路对功率信号进一步补偿和放大确保功率信号的稳定性，避免过低或者过高对手术产生影响。
20.所述功率采集及异常泄放电路包括功率采集器u1、滤波电路和泄放电路，所述功率采集器u1用于采集高频电刀的输出功率，型号为ad8318，输出模拟交流电压信号，功率采集器u1的信号输出端和滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端和泄放电流的输入端、信号放大选频电路的输入端连接。ad8318采集高频电刀的输出功率并输出对应的电压信号，滤波电路对输出功率所对应的电压信号进行带通滤波，滤波后的电压信号经泄放电路后传输至信号放大选频电路。
21.所述滤波电路包括电阻r2，电阻r2的一端与功率采集器u1的信号输出端连接，电阻r2的另一端与电容c3的一端、电容c2的一端连接，电容c3的另一端与泄放电路的输入端、信号放大选频电路的输入端、电阻r3的一端连接；所述电阻r3的另一端和电容c2的另一端均接地。电阻r2和电容c2组成低通滤波器，电阻r3和电容c3组成高通滤波器，四者一起组成带通滤波器，滤除450khz
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650khz之外的其它杂波信号。
22.所述泄放电路包括电阻r1，电阻r1的一端和电阻r3的一端、信号放大选频电路的输入端连接，电阻r1的另一端与电容c1的一端、稳压管d1的负极连接，稳压管d1的正极与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极通过电阻r11与电源vcc2连接；所述电容c1的另一端和三极管q1的发射极均接地。电容c1为充电电容，当电容c1上的充电电压超过稳压管d1的击穿电压也即功率采集器u1所采集的输出功率大于400w时，稳压管d1导通，三极管q1导通，三极管q1通过发射极将异常的过功率信号进行泄放。
23.所述信号放大选频电路包括运放器ar1，运放器ar1的反相输入端和电阻r8的一端、电阻r4的一端、电阻r10的一端、电容c6的一端连接，电阻r8的另一端和滤波电路、泄放电路连接；所述电阻r4的另一端和运放器ar1的输出端、电阻r9的一端、电容c4的一端、信号补偿发送电路的输入端连接，电容c4的另一端和电容c6的另一端、电阻r7的一端连接，电阻r9的另一端和电阻r10的另一端、电容c5的一端连接；所述运放器ar1的同相输入端与电阻
r5的一端连接，电阻r5的另一端、电阻r7的另一端、电容c5的另一端均接地。电容c4、电容c5、电容c6、电阻r7、电阻r9、电阻r10组成t型选频网络选出单一频率的电压信号（所述单一频率为550khz，为450khz
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650khz的中心频率）通过负反馈反馈到运放器ar1的反相输入端，使运放器ar1的输出具有更窄的通频带和更好的选择性。
24.所述信号补偿发送电路包括补偿控制电路和运算放大电路，所述补偿控制电路的输入端和运算放大电路的输入端均与二极管d2的负极连接，二极管d2的正极与信号放大选频电路的输出端连接。二极管d2起到整流的作用，补偿控制电路利用信号检测电路对功率信号进行检测并对差值计算电路进行控制；所述差值计算电路的输出端与运算放大电路的输入端连接。
25.所述补偿控制电路包括信号检测电路和差值计算电路，信号检测电路的输入端和差值计算电路的输入端均与二极管d2的负极连接，信号检测电路对差值计算电路的开启进行控制，且差值计算电路的输出端与运算放大电路连接。信号检测电路对运放器ar1输出整流后的电压信号进行检测，差值计算电路将运放器ar1输出整流后的电压信号与最低功率所对应的电压信号进行差值计算并传输到运算放大电路以进行补偿。
26.所述信号检测电路包括可变电阻r12，可变电阻r12的一端与二极管d2的负极连接，可变电阻r12的调节端通过电阻r22与三极管q2的基极连接；所述三极管q2的发射极通过可变电阻r13与电源vcc3连接，三极管q2的集电极与继电器k1的一端、二极管d3的负极连接，继电器k1的一端、二极管d3的正极、可变电阻r12的另一端均接地。当三极管q2的基极为低电平也即高频电刀的输出功率较低时，三极管q2导通，继电器k1得电，进而控制差值计算电路的导通；二极管d3为续流二极管，起到保护继电器k1的作用。
27.所述差值计算电路包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端与电阻r14的一端、可变电阻r18的一端连接，可变电阻r18的另一端与电源vcc3连接，电阻r14的另一端接地；所述运放器ar2的反相输入端与电阻r15的一端、电阻r20的一端连接，电阻r20的另一端与运放器ar2的输出端连接，电阻r15的另一端通过常开开关k1
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1与二极管d2的负极连接。常开开关k1
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1由继电器k1控制，调节可变电阻r18的阻值可以调节运放器ar2同相输入端的电压，进而使运放器ar2同相输入端的电压等于高频电刀最低功率所对应的电压信号，可变电阻r18的设置可以与高频电刀的不同工作模式相匹配。
28.所述运算放大电路包括运放器ar3，运放器ar3的同相输入端与电阻r16的一端、电阻r21的一端、电阻r23的一端连接，电阻r16的另一端与二极管d2的负极连接，电阻r21的另一端与运放器ar2的输出端连接；所述运放器ar3的反相输入端与电阻r17的一端、电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端与运放器ar3的输出端、电容c7的一端连接，电容c7的另一端与电感l1的一端连接，电感l1的另一端、电阻r17的另一端、电阻r23的另一端均接地，电容c7的另一端与电极连接。当常开开关k1
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1断开时，运放器ar3直接对二极管d2整流后的电压信号进行放大，当常开开关k1
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1关闭时，运放器ar3对二极管d2整流后的电压信号和运放器ar2所输出的电压信号求和后进行放大起到了功率补偿的作用。电容c7和电感l1起到了阻抗匹配的作用，使信号的传输效率达到最佳。
29.本实用新型在使用时，利用功率采集器u1采集高频电刀的输出功率，采用滤波电路对功率采集器u1输出的电压信号进行滤波，泄放电路对异常的高电压信号也即过功率进行泄放；信号补偿发送电路利用信号检测电路对低电压信号也即低功率进行检测，利用差
值计算电路计算与最低功率所对应的电压信号的差值，通过运算放大电路进行功率补偿，使最终输出的功率在合适的范围内，避免了过高功率对病员产生损伤，保障了手术的安全进行。
30.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。