一种低功耗高效多重过热保护的气体加热装置的制作方法

1.本申请涉及气体加热装置领域，具体而言，涉及一种低功耗高效多重过热保护的气体加热装置。


背景技术：

2.急救设备、口腔手术设备、骨科器械等医疗设备常需要使用各种气体，例如压缩空气、氧气、二氧化碳、氮气、一氧化二氮、氦气等，这些气体有些需要进入人体后才能发挥相应作用，但这些气体平时存储在储气罐中温度较低，如果直接进入人体，可能会对人体组织或器官产生一定损害，为了确保使用者的身体安全，在使用相关气体前，应对气体进行加热处理使其温度适宜进入人体，一般需要将相关气体加热到37℃左右与患者体温相当，若气体温度过低会患者失温，影响患者健康，若气体温度过高容易烫伤患者内部器官，造成医疗事故，目前现有的气体加热装置难以快速稳定的将气体加热至适宜温度。


技术实现要素：

3.本申请的目的在于提供一种低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，其能够通过多重冗余过热保护保证气体被加热至预设温度以供使用，避免气体加热温度过高或过低影响使用功能安全。
4.本申请的实施例是这样实现的：
5.本申请实施例提供一种低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，其包括用于对气体进行加热的加热模块、用于控制加热模块加热功率的开关管电路、用于检测气体温度的温度传感器、与加热模块电连接的电源模块、用于检测气体温度并控制加热模块开闭的温控开关及分别与开关管电路和温度传感器电连接的mcu模块，mcu模块用于接收温度传感器检测的温度信号，并控制开关管电路调节加热模块的加热功率。
6.在一些可选的实施方案中，加热模块包括中空的加热箱及设于加热箱内的ptc加热片，加热箱的两端分别设有进气管和出气管。
7.在一些可选的实施方案中，ptc加热片的两侧分别设有泡沫金属层。
8.在一些可选的实施方案中，加热箱内壁和泡沫金属层之间设有隔热层。
9.本申请的有益效果是：本申请提供的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置包括用于对气体进行加热的加热模块、用于控制加热模块加热功率的开关管电路、用于检测气体温度的温度传感器、与加热模块电连接的电源模块、用于检测气体温度并控制加热模块开闭的温控开关及分别与开关管电路和温度传感器电连接的mcu模块，mcu模块用于接收温度传感器检测的温度信号，并控制开关管电路调节加热模块的加热功率。本申请提供的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置能够通过多重冗余过热保护保证气体被加热至预设温度以供使用，避免气体加热温度过高或过低影响使用功能安全。
可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
21.以下结合实施例对本申请的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置的特征和性能作进一步的详细描述。
22.如图1和图2所示，本申请实施例提供一种低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，其包括用于对气体进行加热的加热模块100、用于控制加热模块100加热功率的开关管电路110、用于检测气体温度的温度传感器120、电源模块130、用于检测气体温度并控制加热模块100开闭的温控开关140及分别与开关管电路110和温度传感器120电连接的mcu模块150；电源模块130分别与温度传感器120和mcu模块150通过电线连接供电，mcu模块150用于接收温度传感器120检测的温度信号，并根据温度信号控制开关管电路110调节加热模块100的加热功率，加热模块100包括中空的加热箱101及设于加热箱101内的ptc加热片102，加热箱101的两端分别设有进气管103和出气管104，ptc加热片102的两侧分别设有泡沫金属层105，加热箱101内壁和泡沫金属层105之间设有隔热层106，隔热层106为硅胶层，出气管104连接有测温箱160，测温箱160连接有输出气管170，温度传感器120和温控开关140的温度探头设于测温箱160内；电源模块130、开关管电路110、温控开关140、ptc加热片102连接组成开关串联加热回路；本实施例中，mcu模块150为通用stm32板。
23.本实施例提供的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置使用时，将待加热的气体通过进气管103通入加热箱101，随后从出气管104排出加热箱101并进入测温箱160后经输出气管170输出以供使用，当气体进入加热箱101时，加热箱101内的ptc加热片102对待加热气体进行加热，通过ptc加热片102自身材料特性，使其表面温度升到设定温度t3时，ptc加热片102转换为温度保持状态，加热功耗迅速下降，形成第三层过热保护；经过加热箱101内ptc加热片102加热后气体进入测温箱160后使用温控开关140的温度探头检测温度，当温控开关140接收的检测温度达到预设温度t2时，温控开关140自动断开，从而使ptc加热片102断电停止加热，形成第二层过热保护；同时测温箱160内的温度传感器120也能够实时的检测通过气体的温度，并将温度信号传递至mcu模块150，mcu模块150将温度信号与设定温度值t1比较，并控制开关管电路110调节输出至ptc加热片102的加热功率，保持气体恒温输出，形成第一层过热保护。从而通过三层过热保护对待加热气体进行稳定的加热和输出，保证了气体加热的安全性，避免气体温度过高或过低影响使用，这里温度的设定关系为t3》t2》t1。通过实验可知，当设定输出气温t1＝37℃，气体流量为1l/min时，考虑到气体流动时的热量损失，设置温控开关140的设置值t2＝40℃，ptc加热片102转为保温状态的温度t3＝70℃，在上述条件下测得加热的功耗约7w左右。
24.其中，ptc加热片102的两侧分别设有泡沫金属层105，加热箱101内壁和泡沫金属层105之间设有硅胶制成的隔热层106，通过在ptc加热片102表面设置泡沫金属层105，能够通过泡沫金属层105的孔洞提供气体流动通道和热量转移途径，提高热交换效率，保证快速高效加热气体，同时在加热箱101内壁和泡沫金属层105之间设有隔热层106，隔热层106能够使气体只通过泡沫金属层105的缝隙进行移动从而被均匀的加热，并通过隔热层106阻断
热量散发出加热箱101，从而降低能耗，且硅胶制成的隔热层106不易老化和经久耐用，降低了使用成本。需要说明的是，待加热气体流经通路中所接触的材料，均应满足生物相容性要求以适用于医疗器械。
25.在其他可选的实施例中，mcu模块150还可以选用c51系统板等。
26.以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。


技术特征：
1.一种低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，其特征在于，其包括用于对气体进行加热的加热模块、用于控制所述加热模块加热功率的开关管电路、用于检测所述气体温度的温度传感器、与所述加热模块电连接的电源模块、用于检测所述气体温度并控制所述加热模块开闭的温控开关及分别与所述开关管电路和所述温度传感器电连接的mcu模块，所述mcu模块用于接收所述温度传感器检测的温度信号，并控制所述开关管电路调节所述加热模块的加热功率。2.根据权利要求1所述的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，其特征在于，所述加热模块包括中空的加热箱及设于所述加热箱内的ptc加热片，所述加热箱的两端分别设有进气管和出气管。3.根据权利要求2所述的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，其特征在于，所述ptc加热片的两侧分别设有泡沫金属层。4.根据权利要求3所述的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，其特征在于，所述加热箱内壁和所述泡沫金属层之间设有隔热层。

技术总结
一种低功耗高效多重过热保护的气体加热装置，涉及气体加热装置领域。该低功耗高效多重过热保护的气体加热装置包括用于对气体进行加热的加热模块、用于控制加热模块加热功率的开关管电路、用于检测气体温度的温度传感器、与加热模块电连接的电源模块、用于检测气体温度并控制加热模块开闭的温控开关及分别与开关管电路和温度传感器电连接的MCU模块，MCU模块用于接收温度传感器检测的温度信号，并控制开关管电路调节加热模块的加热功率。本申请提供的低功耗高效多重过热保护的气体加热装置能够通过多重冗余过热保护保证气体被加热至预设温度以供使用，避免气体加热温度过高或过低影响使用功能安全。高或过低影响使用功能安全。高或过低影响使用功能安全。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：卓外（上海）医疗电子科技有限公司
技术研发日：2022.01.11
技术公布日：2022/7/12