手术排烟器滤芯使用程度检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及设备检测领域，具体地，涉及一种手术排烟器滤芯使用程度检测系统。


背景技术：

2.腹腔镜手术是器械高度依赖的术式，其中能量器械如单极、双极等能量器械的应用，在手术切割、止血等操作中不可或缺。
3.目前大部分能量器械均是采用热能或高速低频震荡的机械能来导致蛋白质变性，在这个过程中，会产生大量烟雾，且烟雾中含有乙炔和有机苯等有害物质，因此烟雾需要经过过滤后才能排出，故需要用到滤芯，而滤芯的使用寿命有限，因此需要检测滤芯的使用程度以能够及时更换。
4.现有技术中对滤芯使用程度的判断一般是依靠记录滤芯的使用时间以及滤芯到排烟通道出口端处的气压进行，由于滤芯在即将堵塞报废与完全堵塞报废时滤芯到排烟通道出口端处的气压差异极小，极易出现滤芯在未达到使用寿命前就提前报废，造成资源浪费；或者达到使用寿命后仍未报废，使得烟雾中的有毒物质未被滤除，造成环境污染的情况。
5.有鉴于此，需要提供一种手术排烟器滤芯使用程度检测系统。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种手术排烟器滤芯使用程度检测系统，其能够更为精确地判断滤芯的使用程度。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供一种手术排烟器滤芯使用程度检测系统，包括流量检测单元、烟雾传感器和主控单元，滤芯设于排烟通道内，所述流量检测单元和所述烟雾传感器均设于所述排烟通道内，所述流量检测单元用于检测所述排烟通道内的气体流量，所述烟雾传感器用于检测所述排烟通道内气体中的烟雾量，所述主控单元与所述流量检测单元和所述烟雾传感器电连接，所述主控单元包括存储单元和计时器，所述计时器用于测量各气体流量以及烟雾量状态下所述滤芯的使用时间，所述存储单元用于存储各气体流量以及烟雾量状态下所述滤芯的使用时间，所述主控单元根据所述存储单元中的信息判断该滤芯的使用程度。
8.可选地，所述流量检测单元和所述烟雾传感器设置于所述滤芯与所述排烟通道的入口端之间；或所述流量检测单元和所述烟雾传感器设置于所述滤芯与所述排烟通道的出口端之间。
9.进一步可选地，所述流量检测单元设置于所述滤芯与所述排烟通道的入口端之间，且所述烟雾传感器设置于所述滤芯与所述排烟通道的出口端之间；或所述流量检测单元设置于所述滤芯与所述排烟通道的出口端之间，且所述烟雾传感器设置于所述滤芯与所述排烟通道的入口端之间。
10.进一步可选地，所述流量检测单元和所述烟雾传感器均设置为两个，且一个所述流量检测单元和一个所述烟雾传感器为一个测量单元，两个所述测量单元分别设置于所述滤芯与所述排烟通道的入口端之间以及所述滤芯与所述排烟通道的出口端之间。
11.优选地，所述排烟通道内还设有负压泵，所述负压泵与所述主控单元电连接，所述主控单元能够控制所述负压泵的抽吸功率。
12.进一步优选地，所述流量检测单元为热式流量检测电路，所述热式流量检测电路包括加热器和两个热敏电阻，所述加热器独立设置并用于加热所述气体，两个所述热敏电阻沿所述排烟通道中的气流方向串联布置在所述加热器的两侧，以能够通过测量两个所述热敏电阻的电压差得到气体流量
13.具体地，所述热式流量检测电路还包括两个低温飘电阻，两个所述低温飘电阻串联于两个所述热敏电阻之间形成双臂电桥。
14.进一步具体地，所述低温飘电阻设于所述排烟通道的外部。
15.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：
16.本实用新型所提供的手术排烟器滤芯使用程度检测系统，其在排烟通道中设置有流量检测单元以测量排烟通道中气体的气体流量，此外还在排烟通道中设置了烟雾传感器，以能够通过烟雾传感器对排烟通道内气体的烟雾量进行实时的测量，并进一步结合计时器和存储单元，从而能够实现对滤芯在各种气体流量以及烟雾量状态下的具体工作时间，即包括气体流量随时间的变化，以及气体中的烟雾量随时间的变化的测量与记录，从而得出滤芯的使用情况，也可以进一步测量滤芯吸附的烟雾量，并将其与滤芯所能吸附的最大吸附量进行对比，以能够更为准确地得出滤芯的使用情况，既能够防止滤芯未达到报废标准即被报废造成的资源浪费，又能够避免滤芯已经达到报废标准却依然未被报废而造成烟雾过滤不充分造成污染的情况。
17.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
19.图1是本实用新型手术排烟器滤芯使用程度检测系统一种可行的结构示意图；
20.图2是本实用新型手术排烟器滤芯使用程度检测系统另一种可行的结构示意图；
21.图3是本实用新型手术排烟器滤芯使用程度检测系统第三种可行的结构示意图；
22.图4是本实用新型手术排烟器滤芯使用程度检测系统中流量检测单元的结构示意图；
23.图5是本实用新型手术排烟器滤芯使用程度检测系统的检测方法流程图。
24.附图标记说明
25.1-流量检测单元
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11-加热器
26.12-热敏电阻
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13-低温飘电阻
27.2-烟雾传感器
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3-主控单元
28.31-存储单元
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32-计时器
29.4-滤芯
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5-负压泵
30.6-入口端
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
32.如图1所示，本实用新型第一方面所要提供的手术排烟器滤芯使用程度检测系统包括流量检测单元1、烟雾传感器2和主控单元3，滤芯4设置于排烟通道内，流量检测单元1和烟雾传感器2也均设置于该排烟通道内，其中，流量检测单元1用于检测排烟通道内的气体流量，烟雾传感器2用于检测排烟通道内气体中的烟雾量，主控单元3与流量检测单元1和烟雾传感器 2电连接，主控单元3具体可以包括存储单元31和计时器32，其中计时器 32用于测量各气体流量以及烟雾量状态下滤芯4的使用时间，存储单元31 用于存储各气体流量以及烟雾量状态下滤芯4的使用时间，主控单元3根据存储单元31中存储的滤芯4在各气体流量以及烟雾量状态下使用时间的信息，判断该滤芯4的使用程度。
33.本实用新型第一方面所提供的手术排烟器滤芯使用程度检测系统，其在排烟通道中设置有流量检测单元1以测量排烟通道中气体的气体流量，此外还在排烟通道中设置了烟雾传感器2，以能够通过烟雾传感器2对排烟通道内气体的烟雾量进行实时测量，并进一步结合计时器32和存储单元31，从而能够实现对滤芯4在各种气体流量以及烟雾量状态下的具体工作时间的测量与记录，进而能够更为精准的测量滤芯4吸附的烟雾量并实时监测滤芯4 是否处于有效状态(例如经滤芯4过滤后气体的烟雾量是否小于设定值且滤芯4两侧的气体流量的差值是否小于设定值，或者滤芯4使用一定时间后任意侧的流量与初始流量相比小于设定值)，若滤芯4已经处于无效状态，则需要报废更换，若滤芯4处于有效状态，则还可以将滤芯4吸附的烟雾量与滤芯4所能吸附的最大吸附量(该最大吸附量可以是滤芯4设计时设定的理论最大吸附量，也可以是滤芯4成品抽检时测算出的实际平均最大吸附量) 进行对比，从而能够以另一个维度更为准确地得出滤芯4的使用情况，以作为判断滤芯4是否处于有效状态的另一补充参考标准，例如，若滤芯4的最大吸附量为0.5g，为了保证除烟的有效性，可以在滤芯4的使用程度超过90％，即滤芯4吸附的烟雾量超过0.45g时即应当考虑报废，并且在使用程度达到 92％即滤芯4吸附的烟雾量超过0.46g时即应当强制报废，当然，具体地报废标准可以根据烟雾中污染物的危害程度进行调整。因此，该设计既能够防止滤芯4未达到报废标准即被报废造成的资源浪费，又能够避免滤芯4已经达到报废标准却依然未被报废而造成烟雾过滤不充分造成污染的情况。
34.下面是依据上述的检测原理设计的几种可行的实施例：
35.实施例一
36.如图2所示，在本实用新型的手术排烟器滤芯使用程度检测系统的一种实施例中，流量检测单元1和烟雾传感器2可设置于滤芯4与排烟通道的入口端6之间，且在排烟通道内的出口端还设有负压泵5，当然也可以是风扇，负压泵5与主控单元3电连接，主控单元3能够控制负压泵5的抽吸功率。该布置方案主要以对比在同样的负压泵5的抽吸功率下，当前的气体流量与新滤芯刚开始使用时入口端6处的气体流量的差值，来实现对滤芯4的有效状态的判断，例如，在负压泵5的抽吸功率能够使得入口端6处的气体流量为0.1dm3/s时，若差值大于0.005dm3/s，即说明滤芯4已处于无效状态，应当报废，若差值小于等于0.005dm3/s，说
明滤芯4仍处于有效状态，且当差值临近0.005dm3/s时，可通过计算流向滤芯4的烟雾量来实现对滤芯4吸附的烟雾量的测量与计算，以能够进一步结合滤芯4吸附的烟雾量与滤芯4所能吸附的最大吸附量的对比实现对滤芯4使用程度的判断，由于该布置形式使得流量检测单元1是对排烟通道入口端6处的气体流量(即滤芯4的进气量)进行测量，烟雾传感器2是对未进行除烟的气体中的烟雾量进行测量，因此，该布置形式能够更为准确地计算出滤芯4的总通烟量，并可进一步结合滤芯4对烟雾的吸附效率，从而能够得出滤芯4吸附的烟雾量，例如，测得滤芯4在气体的烟雾量为5mg/dm3，气体流量为0.1dm3/s的工况下使用 120s，且滤芯4对烟雾的吸附效率为98％的情况下，滤芯4所吸收的烟雾量 w＝5mg/dm3×
0.1dm3/s
×
120s
×
98％＝58.8mg。在实际的测量过程中，主控单元3可将排烟通道入口端6的实时气体流量和气体中实时的烟雾量的乘积与时间相关联，输出实时气体流量和实时烟雾量的乘积的时间变化图，从而能够以求积分的方式得出滤芯4吸附的烟雾量。当然可以理解的是，在上述方案中，也可将烟雾传感器2置于滤芯4与排烟通道的出口端之间，以能够在差值临近0.005dm3/s时，结合烟雾传感器2所测得的过滤后气体中的烟雾量，判断滤芯4的使用程度，例如，若排放标准为除烟后气体中的烟雾量应不超过0.2mg/dm3，则若是烟雾传感器2测得的烟雾量达到0.18mg/dm3时即应当考虑将滤芯4报废，并且在烟雾传感器2测得的烟雾量超过0.20mg/dm3时即应当将滤芯4强制报废；进一步地，基于上述方案，为了节约成本，可在手术排烟器滤芯使用程度检测系统中，仅设置一个流量检测单元1或者仅设置一个烟雾传感器2，当仅设置一个流量检测单元1时，该流量检测单元1 可设置于滤芯4与排烟通道的入口端6之间，或者设置于滤芯4与排烟通道的出口端之间，从而仅通过负压泵5能够产生的理论气体流量与流量检测单元1测得的实际气体流量之间的差值来判断是否将滤芯4报废；当仅设置一个烟雾传感器2时，若该烟雾传感器2设置于滤芯4与排烟通道的入口端6 之间时，则能够根据滤芯4吸附的烟雾量与滤芯4的最大吸附量的对比来判断是否将滤芯4报废，若该烟雾传感器2设置于滤芯4与排烟通道的出口端之间时，则能够根据过滤后气体中的烟雾量来判断是否将滤芯4报废。
37.实施例二
38.如图1所示，在本实用新型的手术排烟器滤芯使用程度检测系统的一种实施例中，流量检测单元1和烟雾传感器2可设置于滤芯4与排烟通道的出口端之间，且在排烟通道内的出口端还设有负压泵5，当然也可以是风扇，负压泵5与主控单元3电连接，主控单元3能够控制负压泵5的抽吸功率，该布置方案主要以对比在同样的负压泵5的功率下，当前的气体流量与新滤芯刚开始使用时出口端处的气体流量的差值，来实现对滤芯4的有效状态的判断，例如，在负压泵5的抽吸功率能够使得新的滤芯4与出口端之间的气体流量为0.1dm3/s时，若差值大于0.005dm3/s，即说明滤芯4已处于无效状态，应当报废，若差值小于等于0.005dm3/s，说明滤芯4仍处于有效状态，且当差值临近0.005dm3/s时，可通过结合烟雾传感器2所测得的过滤后气体中的烟雾量，判断滤芯4的使用程度，例如，若排放标准为除烟后气体中的烟雾量应不超过0.2mg/dm3，则若是烟雾传感器2测得的烟雾量达到 0.18mg/dm3时即应当考虑将滤芯4报废，并且在烟雾传感器2测得的烟雾量超过0.20mg/dm3时即应当将滤芯4强制报废。当然可以理解的是，在上述方案中，也可将烟雾传感器2置于滤芯4与排烟通道的入口端之间，以能够在差值临近0.005dm3/s时，结合滤芯4吸附的烟雾量与滤芯4所能吸附的最大吸附量的对比，得出滤芯4的使用情况，以作为判断滤芯4是否处于有效状态的另
一补充参考标准，例如，若滤芯4的最大吸附量为0.5g，为了保证除烟的有效性，可以在滤芯4的使用程度超过90％，即滤芯4吸附的烟雾量超过0.45g时即应当考虑报废，并且在使用程度达到92％即滤芯4吸附的烟雾量超过0.46g时即应当强制报废，具体地报废标准可以根据烟雾中污染物的危害程度进行调整。
39.实施例三
40.可以理解的是，上述的实施例对部分检测数据的获取不够直接，会使得检测过程较为复杂，并会引入相应的转换过程中的误差，因此，如图3所示，在本实用新型的手术排烟器滤芯使用程度检测系统的一种实施例中，流量检测单元1和烟雾传感器2可优选设置为两个，且一个流量检测单元1和一个烟雾传感器2为一个测量单元，两个测量单元分别设置于滤芯4与排烟通道的入口端6之间以及滤芯4与排烟通道的出口端之间，设置于滤芯4与排烟通道的入口端6之间的流量检测单元1和烟雾传感器2能够用于测量未进行除烟的气体的气体流量以及烟雾量，而设置于滤芯4与排烟通道的出口端之间的流量检测单元1和烟雾传感器2能够用于测量已经过除烟的气体的气体流量以及烟雾量，从而能够更为直接获取滤芯4两侧气体流量的差值，以能够基于气体流量的差值来实现对滤芯4的有效状态的判断，例如，若差值大于入口端气体流量的百分之五即说明滤芯4已处于无效状态，应当报废，若差值小于等于入口端气体流量的百分之五，说明滤芯4仍处于有效状态，且当差值临近入口端气体流量的百分之五时，可计算单位时间内流向滤芯4的烟雾量与从滤芯4流出的烟雾量的差值得出滤芯4吸收的烟雾量，以能够进一步通过将滤芯4吸收的烟雾量与最大吸附量对比，综合判断滤芯4的使用程度，例如，若滤芯4的最大吸附量为0.5g，则可在滤芯4的使用程度超过 90％，即滤芯4吸附的烟雾量超过0.45g时即应当考虑报废，并且在使用程度达到92％即滤芯4吸附的烟雾量超过0.46g时即应当强制报废。
41.进一步地，如图1和图2所示，在本实用新型的手术排烟器滤芯使用程度检测系统的一种实施例中，主控单元3应设于排烟通道的外部，以防止烟雾对主控单元3上的元器件造成损坏，且将主控单元3设于排烟通道的外部，能够减少对排烟通道的占用，以便于气体的流通。流量检测单元1在布置时应当保证与气体流通方向一致，以使得流量检测单元1的测量数据更接近与实际的气体流量数据，从而能够提高手术排烟器滤芯使用程度检测系统的检测准确性，流量检测单元1可以传统机械式的叶片流量计，但由于叶片流量计体积较大，占用排烟通道的空间较多，不利于气体流动，因此，流量检测单元1可优选设置为热式流量检测电路。
42.具体地，如图4所示，热式流量检测电路包括加热器11和两个热敏电阻12，加热器11独立设置并用于加热排烟通道中的气体，两个热敏电阻12 沿排烟通道中的气流方向串联布置在加热器11的两侧，从而通过加热器11 两侧的温差来反应气体的流动速度以得到气体流量，具体是通过各热敏电阻 12的电压差来获得加热器11两侧的温差，后经过主控单元的放大及数字化转换得到气体流量(或流速)，热式流量检测电路体积小不占用排烟通道的内部空间，能够便于气体流动。此外，由于需要尽量少的占用排烟通道的内部空间，故加热器11的体积通常会较小，因此其加热功率也较小，使得位于其两侧的热敏电阻12的阻值相差较小，容易会造成较大地测量误差，因此，如图3所示，热式流量检测电路还包括两个低温飘电阻13(阻值几乎不受温度影响的电阻)，两个低温飘电阻13串联于两个热敏电阻12之间形成双臂电桥，即一个低温飘电阻13与一个热敏电阻12相串联组成一路电桥，两路电桥
并联形成双臂电桥，从而能够通过测量布置于上风口方向的电桥上低温飘电阻13和热敏电阻12之间的电压与布置于下风口方向的电桥上低温飘电阻13和热敏电阻12之间的电压的差值得出两个热敏电阻12的阻值变化，进而得出排烟通道内的气体流量。其中，低温飘电阻13可优选设置于排烟通道的外部，以能够进一步防止加热器11使得低温飘电阻13的阻值产生较为明显的变化，从而能够保证检测结果的精确性与稳定性，且能够减少对排烟通道的占用，以便于气体的流通。
43.进一步地，基于上述的手术排烟器滤芯使用程度检测系统，如图5所示，手术排烟器滤芯使用程度检测系统的检测方法包括如下步骤：
44.a)经由流量检测单元测量排烟通道中气体的气体流量；
45.b)经由烟雾传感器测量所述气体中的烟雾量；
46.c)经由计时器测量各气体流量以及烟雾量状态下滤芯的使用时间，具体是经由计时器和流量检测单元测量流量随时间的变化量，经由计时器、烟雾传感器测量烟雾量随时间的变化量；
47.d)分别计算滤芯在各种气体流量以及烟雾量状态下对烟雾的吸收量，从而得出滤芯对烟雾的总吸收量，根据流量随时间的变化，以及烟雾浓度随时间的变化，得出滤芯过滤效果的变化，并将该总吸收量与所述滤芯能够吸收烟雾的最大吸收量对比，及滤芯当前过滤效果与以前的过滤效果对比，得出所述滤芯的吸附效率(即是使用程度)。
48.上述的手术排烟器滤芯使用程度检测系统的检测方法，能够实时监测滤芯4是否处于有效状态(即经滤芯4过滤后气体的烟雾量是否小于设定值，或者滤芯4使用一定时间后任意侧的流量与初始流量相比小于设定值，又或者滤芯4两侧的气体流量的差值是否小于设定值)，此外，还可以对滤芯工作过程中任意时段所通过的气体量以及气体中的烟雾含量进行统计，从而能够得出实时气体流量和实时烟雾量的乘积的时间变化图，进而能够以求积分的方式得出滤芯4吸附的烟雾量，因此，能够更为精准的测量滤芯吸附的烟雾量，以能够与滤芯所能吸附的最大吸附量进行对比，作为判断滤芯4是否处于有效状态的另一补充参考标准，进而能够更为准确地得出滤芯的使用情况，例如，若滤芯4已经处于无效状态，则需要报废更换，若滤芯4处于有效状态，则将滤芯4吸附的烟雾量与滤芯4所能吸附的最大吸附量进行对比，若滤芯4的最大吸附量为0.5g，为了保证除烟的有效性，可以在滤芯4的吸附效率(使用程度)超过90％，即滤芯4吸附的烟雾量超过0.45g时即应当考虑报废，并且在吸附效率达到92％即滤芯4吸附的烟雾量超过0.46g时即应当强制报废，当然，具体地报废标准可以根据烟雾中污染物的危害程度进行调整。因此，该方法既能够防止滤芯未达到报废标准即被报废造成的资源浪费，又能够避免滤芯已经达到报废标准却依然未被报废而造成烟雾过滤不充分造成污染的情况。
49.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
50.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
51.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违
背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。