一种颈腰椎牵引设备的计量校准系统及方法与流程

1.本发明涉及计量校准技术领域，特别是涉及一种颈腰椎牵引设备的计量校准系统及方法。


背景技术：

2.颈腰椎牵引设备是根据生物力学原理和中医推拿正骨原理进行牵引的设备。颈腰椎牵引设备主要由颈腰椎牵引系统、测控系统组成，通过施加牵引模式的牵引力值，对颈椎和腰椎患者进行治疗，广泛应用于医疗、体育保健等领域的牵引理疗中。
3.牵引力预置值偏差是颈腰椎牵引治疗设备的关键参数，其准确与否直接关系到牵引效果，通常采用管形测力计作为测量标准对颈腰椎牵引治疗设备牵引力预置值偏差进行校准，由于管形测力计准确度过低，导致校准结果正确性不够而影响理疗效果。为此需要构建颈腰椎牵引治疗设备牵引力预置值偏差测量模型，以提高其发生牵引力的准确度，降低不确定度。
4.由于传统的测量标准选用管形测力计，其测量区间为0～1000n，分辨力为20n，允许误差为
±
20n。但牵引力预置值偏差
△f设
的规定为牵引力不大于200n时，牵引力预置值允许偏差为
±
10％预置值或
±
10n(两者取大值)；牵引力大于200n时，牵引力预置值允许偏差为
±
20％预置值或
±
50n(两者取小值)。根据国际法制计量组织oiml建议，当测量不确定度u与
△f设
的最大允许偏差mpev之比≤1/3，才能做出可靠的预置值偏差是否合格的结论，此时，u对
△f设
符合性评定的影响可忽略不计。显然，传统的测量系统u/mpev＞1/3，管形测力计不能作为测量标准用。
5.颈腰椎牵引治疗设备输出结果的准确与否与颈腰椎牵引设备的计量性能密切相关，这些计量性能包括牵引力示值误差、牵引力预置值偏差、牵引力重复性等指标，这些计量性能指标的确认和校准应通过无线传输计量校准系统来实现。采用管形测力计校准结果的质量难以保证，为此需研制用于颈腰椎牵引治疗设备的计量校准系统成为当务之急。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种颈腰椎牵引设备的计量校准系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使计量校准系统具有良好的工作性能、校准结果准确和可靠的用于颈腰椎牵引设备。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种颈腰椎牵引设备的计量校准系统，
8.包括牵引力采集模块、计量性能分析模块、通信模块和电源模块，
9.所述牵引力采集模块，用于实时采集待校准颈腰椎牵引设备的牵引力；
10.所述计量性能分析模块，用于分析所述牵引力和待校准颈腰椎牵引设备的计时因素，获得待校准颈腰椎牵引设备的计量性能并生成校准证书；
11.所述通信模块，用于所述牵引力采集模块与所述计量性能分析模块之间的信息交
互；
12.所述电源模块，用于为所述牵引力采集模块和所述计量性能分析模块提供电源。
13.可选地，所述牵引力采集模块与所述颈腰椎牵引设备固定连接，所述牵引力采集模块采用拉力传感器。
14.可选地，所述计量性能分析模块包括存储单元、分析单元和显示单元，所述存储单元用于记录存储所述牵引力、牵引力预置值、计时预置值和计时预置值的实测值，所述分析单元用于分析待校准颈腰椎牵引设备的计量性能，所述显示单元用于显示所述牵引力、所述牵引力预置值、所述计时预置值和所述计时预置值的实测值及所述校准证书，所述存储单元、所述分析单元和所述显示单元依次连接。
15.可选地，所述通信模块采用无线通信。
16.可选地，所述通信模块的通信方式包括wifi、zigbee、4g、5g。
17.可选地，所述拉力传感器的测量范围为0～2000n，最大允许误差为
±
3n。
18.可选地，所述电源模块采用充电式锂电池。
19.还提供一种颈腰椎牵引设备的计量校准方法，包括以下步骤：
20.s1、设置待校准颈腰椎牵引设备的牵引力预置值、计时预置值和牵引模式；
21.s2、所述牵引力采集模块实时采集所述待校准颈腰椎牵引设备的牵引力，并传输到所述计量性能分析模块，所述计量性能分析模块采集计时预置值的实测值；
22.s3、所述计量性能分析模块对所述牵引力和所述计时预置值的实测值进行分析，获得所述待校准颈腰椎牵引设备的计量性能，分析所述计量性能获得校准结果，生成校准证书。
23.可选地，所述计量性能包括牵引力预置值偏差、牵引力示值误差、牵引力重复性误差和计时预置值偏差。
24.本发明公开了以下技术效果：
25.本发明提供的颈腰椎牵引设备计量校准系统及方法，采用牵引力采集模块能够快速响应采集电动颈腰椎牵引治疗设备的动态牵引力值、牵引力峰值及计时值，减小标定误差，计量性能分析模块根据采集到的颈腰椎牵引设备工作实际值进行快速准确分析，提高了校准结果的可靠性。另外，该校准系统及方法能够用于多种电动颈腰椎牵引治疗设备的计量校准，并且工作性能良好，大大提高了计量校准结果的准确性和可靠性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例中颈腰椎牵引设备的计量校准系统的结构示意图；
28.图2为本发明实施例中颈腰椎牵引设备的计量校准方法流程示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.本发明提供一种颈腰椎牵引设备的计量校准系统，如图1所示。该计量校准系统包括牵引力采集模块、计量性能分析模块、通信模块和电源模块，牵引力采集模块，用于实时采集待校准颈腰椎牵引设备的牵引力，并通过通信模块将采集到的待校准颈腰椎牵引设备的牵引力传输到计量性能分析模块；计量性能分析模块，分析牵引力和待校准颈腰椎牵引设备的计时因素，获得待校准颈腰椎牵引设备的计量性能并生成校准证书；电源模块，用于为牵引力采集模块和计量性能分析模块提供电源，保证其工作所需要的电源。
32.为保证提高获取待校准颈腰椎牵引设备的牵引力和计时预置值的实测值，本实施例中牵引力采集模块采用拉力传感器，并且该拉力传感器为高准确度传感器，该传感器的弹性体采用s型双弯曲梁结构，合金钢材质，胶密封防护处理，其最大允许误差为
±
3n，牵引力采集模块的测量范围为0～2000n。本实施例中，牵引力采集模块通过2根细钢丝和2个紧固件，固定在待校准的颈腰椎牵引设备的工作位置上，从而使牵引力采集模块在工作位置上不会发生相对移动。
33.在本实施例中，应防止牵引力采集模块在工作过程中其与计量性能分析模块之间的连接线发生移动，影响牵引力的存储工作，在其在原受力的基础上叠加受力，使牵引力采集模块产生附加牵引力。
34.计量性能分析模块包括存储单元、分析单元和显示单元，其中，存储单元用于记录待校准颈腰椎牵引设备的牵引力预测值和所采集的牵引力实测值，计时预置值和计时预置值的实测值，分析单元用于对所采集的待校准颈腰椎牵引设备的牵引力实测值和计时预置值的实测值分别与牵引力预置值和计时预置值进行分析，获得待校准颈腰椎牵引设备的计量性能，分析计量性能获得校准结果，生成校准证书；显示单元用于显示采集的实测值及分析结果等。存储单元、分析单元和显示单元依次连接。
35.通信模块采用无线传输方式，包括但不限于wifi、zigbee、4g、5g。电源模块采用充电式锂电池。
36.本实施例还提供了一种颈腰椎牵引设备的计量校准方法，包括以下步骤：
37.步骤一、如图2所示，提供待校准颈腰椎牵引设备、颈腰椎牵引设备的计量校准系统，颈腰椎牵引设备的计量校准系统的结构如图1所示。
38.步骤二，将牵引力采集模块固定在待校准的颈腰椎牵引设备的工作位置上，模拟负载；
39.步骤三，在计量性能分析模块上设定牵引力预置值、计时预置值和牵引模式；
40.具体地，在计量性能分析模块中提前预设待校准颈腰椎牵引设备相应的牵引力预置值、待校准颈腰椎牵引设备的总治疗时间和每个阶段时间的范围预置值和待校准颈腰椎牵引设备的牵引模式，其中牵引模式包括连续牵引、间歇牵引、阶梯型渐进/渐退、周期型渐进/渐退，并且每种牵引模式通常包括以下阶段：渐进期、牵引相、间歇相(若适用)、渐退期。
41.步骤四，在待校准颈腰椎牵引设备上设定牵引模式及校准参数；
42.步骤五，同时启动计量性能分析模块和颈腰椎牵引设备开始校准，分析单元通过存储单元获得待校准的颈腰椎牵引设备的牵引力的实时测量值和计时预置值的实测值；
43.在本实施例中，存储单元具有计时功能，记录在不同牵引模式下各阶段计时预置值的实测值。当然这并非对于本发明的限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的实测时间来源。
44.另外，在校准开始时，待检测颈腰椎牵引设备的腰椎牵引初始赋值为其制造商规定，制造商未规定时初始赋值取零值。
45.步骤六，重复步骤三-步骤五进行3次测量，将牵引力实测值和计时预置值的实测值记录在存储单元上；
46.步骤七，分析单元自动分析出每次校准的牵引力预置值偏差、牵引力示值误差、牵引力重复性误差和计时预置值偏差，其中，牵引力预置值偏差为牵引力预置值的实测值与牵引力预置值之差，计时预置值偏差为计时预置值的实测值与计时预置值之差，牵引力示值误差为牵引力的显示值与牵引力预置值的实测值之差，牵引力重复性误差为同一预置值数次测量牵引力预置值的实测值最大值与最小值之差。根据数次测量的结果自动分析得出校准结果，进而自动生成校准证书。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
48.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。