醫(yī)用氧艙空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用*

馬明振 王華銳 孫 力

1 目的

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《醫(yī)用空氣加壓氧艙》GB/T12130-2005的規(guī)定，市電網(wǎng)電壓的強(qiáng)電不能進(jìn)艙，而目前市場上空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的工作電壓均為交流電220 V，限制了市場上的空調(diào)設(shè)備直接安裝到醫(yī)用高壓氧艙內(nèi)使用。與此同時(shí)，市場上的空調(diào)沒有定時(shí)排水功能，需要制熱時(shí)，風(fēng)機(jī)立即啟動(dòng)，吹出涼風(fēng)，制熱效果差。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)針對以上的問題，提供一種能夠在氧艙內(nèi)使用，實(shí)現(xiàn)定時(shí)排水，制熱過程中內(nèi)風(fēng)機(jī)延時(shí)工作的氧艙空調(diào)控制器。

2 方法

2.1 設(shè)計(jì)一種氧艙空調(diào)控制器

為解決上述問題，所采取的技術(shù)設(shè)計(jì)方案為∶設(shè)計(jì)一種氧艙空調(diào)控制器。所述空調(diào)包括電連接的內(nèi)風(fēng)機(jī)、外風(fēng)機(jī)、三通電磁閥和排水閥，其特征在于∶控制器包括交流接觸器I、交流接觸器II、繼電器I、繼電器II和微處理器IC。其中，外風(fēng)機(jī)與交流接觸器I電連接，三通電磁閥與交流接觸器II電連接，交流接觸器I、交流接觸器II與微處理器IC電連接，內(nèi)風(fēng)機(jī)與繼電器II電連接，排水閥與繼電器I電連接，繼電器I、繼電器II與微處理器IC電連接。交流接觸器I接收外風(fēng)機(jī)的開啟或關(guān)閉信號(hào)，并將開啟或關(guān)閉信號(hào)傳送至微處理器IC，交流接觸器II接收三通電磁閥的開啟或關(guān)閉信號(hào)，并將開啟或關(guān)閉信號(hào)傳送至微處理器IC，微處理器IC將接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，有選擇的將處理后的信號(hào)傳送至繼電器I、繼電器II。

2.2 設(shè)計(jì)方案的進(jìn)一步改進(jìn)

所述交流接觸器I、交流接觸器II與微處理器IC之間電連接有光電耦合器I，所述繼電器I、繼電器II與微處理器IC之間電連接光電耦合器II，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)∶使用繼電器將高電壓與氧艙脫離，使得空調(diào)能夠在氧艙內(nèi)使用，微處理器IC對空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)排水，制熱過程中內(nèi)風(fēng)機(jī)延遲工作，避免了開始時(shí)吹涼風(fēng)，使用方便(如圖1所示)。

圖1 空調(diào)控制器的實(shí)施框圖

根據(jù)上述理論指導(dǎo)，選取國產(chǎn)普通冷暖兩用空調(diào)，實(shí)施方案如框圖所示，氧艙空調(diào)控制器，空調(diào)包括電連接的內(nèi)風(fēng)機(jī)1，外風(fēng)機(jī)2，三通電磁閥3和排水閥4，控制器包括交流接觸器I、交流接觸器II、繼電器I、繼電器II和微處理器IC，詳細(xì)方案如設(shè)計(jì)所述。

微處理器IC電連接有顯示器、開關(guān)電源及壓縮機(jī)電源。微處理器IC采用51系列單片機(jī)，制冷、制熱及化霜信號(hào)通過交流接觸器I和交流接觸器II將強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以接受的弱電信號(hào)，然后微處理器IC分析空調(diào)工作在何種狀態(tài)。

3 結(jié)果

根據(jù)上述的理論指導(dǎo)及實(shí)際的實(shí)驗(yàn)得出，冷暖空調(diào)具體有以下3種工作狀況∶

(1)制冷工作狀態(tài)，壓縮機(jī)工作，內(nèi)風(fēng)機(jī)1和外風(fēng)機(jī)2同時(shí)工作，三通電磁閥3不工作。

(2)制熱工作狀態(tài)，壓縮機(jī)工作，內(nèi)風(fēng)機(jī)1延時(shí)工作，三通電磁閥3工作。

(3)化霜工作狀態(tài)下，壓縮機(jī)工作，內(nèi)風(fēng)機(jī)1和外風(fēng)機(jī)2均不工作，三通電磁閥3不工作。

制冷、制熱及化霜三種狀態(tài)下，輸入信號(hào)I、輸入信號(hào)II、輸出信號(hào)I及輸出信號(hào)II的邏輯關(guān)系見表1∶

3.1 制冷狀態(tài)

外風(fēng)機(jī)2啟動(dòng)，產(chǎn)生輸入信號(hào)I，交流接觸器I閉合輸出220 V交流信號(hào)，由光電耦合器I耦合至微處理器IC，三通電磁閥3不啟動(dòng)，不產(chǎn)生信號(hào)，微處理器IC處理后經(jīng)光電耦合器II控制繼電器I和繼電器II，繼電器I產(chǎn)生輸出信號(hào)I至內(nèi)風(fēng)機(jī)1，內(nèi)風(fēng)機(jī)1開啟，繼電器II產(chǎn)生輸出信號(hào)II至排水閥4，微處理器IC通過繼電器II控制排水閥4每關(guān)閉20 min，然后開啟20 s排水，完成自動(dòng)定時(shí)排水功能。

表1 邏輯關(guān)系表

3.2 制熱狀態(tài)

外風(fēng)機(jī)2啟動(dòng)，產(chǎn)生輸入信號(hào)I，交流接觸器I閉合輸出220 V交流信號(hào)，由光電耦合器I耦合至微處理器IC，三通電磁閥3啟動(dòng)，產(chǎn)生輸入信號(hào)II，交流接觸器II閉合輸出220 V交流信號(hào)，由光電耦合器I耦合至微處理器IC，微處理器IC處理后經(jīng)光電耦合器II控制繼電器I，繼電器I產(chǎn)生輸出信號(hào)I至內(nèi)風(fēng)機(jī)1，內(nèi)風(fēng)機(jī)1延時(shí)3 min后開啟，從而避免了開始時(shí)吹涼風(fēng)。

3.3 化霜狀態(tài)

任何輸入信號(hào)和輸出信號(hào)均為0。

4 結(jié)論

該設(shè)計(jì)是一種涉及氧艙專用的空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)，根據(jù)《醫(yī)用空氣加壓氧艙》GB/T12130-2005的規(guī)定，氧艙進(jìn)艙電壓不應(yīng)高于24 V，目前市場上空調(diào)設(shè)備均不符合要求，且沒有定時(shí)排水功能，制熱時(shí)，風(fēng)機(jī)也會(huì)立即啟動(dòng)，吹出涼風(fēng)，制熱效果差。

本設(shè)計(jì)有效的解決了以上種種問題，將普通空調(diào)經(jīng)過簡單的改造之后應(yīng)用于氧艙之上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)定時(shí)排水，制熱延時(shí)啟動(dòng)的功能，經(jīng)過實(shí)踐效果良好，值得推廣。

[1]GB/T12130-2005.醫(yī)用空氣加壓氧艙[S].北京∶中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[2]衛(wèi)生部，勞動(dòng)部.醫(yī)用氧艙臨床使用安全技術(shù)要求[S].衛(wèi)醫(yī)發(fā)[1996]第34號(hào)，1996-8-5.

[3]龔世雄，封波，寧友茹.高壓氧艙計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的恢復(fù)與安裝[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2011，8(3)∶49.

[4]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京∶航空航天大學(xué)出版社，1990.

[5]李華.MCS-51系列單片機(jī)使用接口技術(shù)[M].北京∶航空航天大學(xué)出版社，1990.

[6]余俊祥.醫(yī)院潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理[M].北京∶機(jī)械工業(yè)出版社，2003∶10.

[7]邵貝貝.單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與單片機(jī)應(yīng)用的廣泛選擇[J].電子技術(shù)應(yīng)用，1999(3)∶1.

[8]文清峰.高壓氧艙安全改造與使用管理[J].醫(yī)療設(shè)備信息，2006，21(1)∶74.

[9]俞友皆，黃子強(qiáng).高壓氧艙內(nèi)分體式空調(diào)器的改裝[J].中華航海醫(yī)學(xué)雜志，1997，4(1)∶58-59.

[10]魏建芬，胡慧軍，楊富國，等.大型高壓氧艙外置式空調(diào)箱內(nèi)排水裝置的改進(jìn)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2004，25(3)∶64.

[11]陳宇珂，張延武，盧育華，等.一種基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].醫(yī)療設(shè)備信息，2005，20(3)∶10-11.

[12]周源，吳德宜.醫(yī)用高壓氧艙的安全管理探討[J].醫(yī)療設(shè)備信息，2005，20(9)∶46-47.