專利名稱：位移跟蹤反饋微機(jī)控制，記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記錄部分與位移跟蹤反饋部分合為一體的位移跟蹤反饋微機(jī)控制、記錄系統(tǒng)，可對轉(zhuǎn)換成位移的非電量(如壓力、容積、重量、水位等)實現(xiàn)測量值和中間控制值數(shù)字顯示、記錄、聲光報警及控制。
現(xiàn)有技術(shù)中，可以轉(zhuǎn)換成位移的非電量的測量記錄系統(tǒng)一般是將非電量轉(zhuǎn)換成的位移量通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓或電流模擬量，通過A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量經(jīng)微機(jī)處理實現(xiàn)數(shù)字顯示，再經(jīng)D/A(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換成模擬量與記錄儀的滑線電阻動觸點(diǎn)上的電壓進(jìn)行比較，通過匹配放大控制記錄筆記錄所需測量值的曲線，另外通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制調(diào)節(jié)閥實行控制。由于這些模擬信號較小，需要放大，則就需要解決漂移、噪聲、非線性等問題。而且由于系統(tǒng)中采用A/D、和D/A轉(zhuǎn)換器價格較貴，并要接口電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。輸入電壓放大匹配線路復(fù)雜，記錄儀機(jī)械結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，反饋記錄筆位置的滑線電阻易產(chǎn)生磨損，這樣就會接觸不良產(chǎn)生誤差。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供這樣一種位移跟蹤反饋微機(jī)控制、記錄系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用記錄部分與位移跟蹤反饋合為一體，使機(jī)械結(jié)構(gòu)及線路大為簡單，不需要A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，放大匹配電路。
為此目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案，由取樣管、波紋管、零位調(diào)節(jié)器、比例粗調(diào)器、比例放大杠桿及其一端相連的磁鋼組合裝置組成的位移發(fā)生裝置，磁鋼組合裝置由兩塊磁鋼組合而成，比例放大杠桿的另一端裝有比例微調(diào)螺絲、比例微調(diào)支架及消除間隙彈簧，在導(dǎo)軌的上部裝有記錄筆架，筆架上部裝有記錄筆及用于跟蹤磁鋼組合裝置位移的霍爾元件組合裝置，霍爾元件組合裝置由四個霍爾元件組合而成，這就使位移跟蹤反饋部分與記錄部分合為一體，非電量通過波紋管產(chǎn)生的位移再經(jīng)零位調(diào)節(jié)器、比例粗調(diào)器及放大杠桿帶動磁鋼組合裝置移動，并與記錄筆架上的霍爾元件組合裝置位置進(jìn)行比較，通過微機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，通過傳動輪、滑輪、尼龍絲和驅(qū)動記錄筆架跟蹤磁鋼組合裝置的位移即原始位移的變化，在此過程中記錄筆記錄與輸入的非電量相應(yīng)的輸出曲線。
本發(fā)明實施例結(jié)合附圖加以說明。


圖1為微機(jī)腸套復(fù)位診治儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖;
圖2為微機(jī)呼吸功能測定儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖;
圖3為流速-容積曲線圖。
實施例1微機(jī)腸套復(fù)位診治儀。
腸套疊是小兒常見的外科疾病，占小兒急腹診發(fā)病率的第二位(第一位是爛尾炎)，本儀器用于無創(chuàng)傷性診治小兒腸套疊疾病。
本儀器由氣壓回路、機(jī)械傳動部分及微機(jī)控制部分組成。氣壓回路是本儀器的主要部分，腸套復(fù)位診治儀主要是依靠氣壓測量、控制來實現(xiàn)，氣壓回路分成測量和控制二部分，根據(jù)圖1所示測量元件由取樣管20、波紋管19，控制元件是二位二通電磁閥、安全閥組成的復(fù)合閥11、球式打氣裝置1、閥門2、輸入接頭3、輸出接頭12組成。機(jī)械傳動部分的特點(diǎn)是把測量原始位移與記錄部分有機(jī)地合為一體，省去了現(xiàn)有技術(shù)中大量中間信號轉(zhuǎn)換、處理、放大傳遞等環(huán)節(jié)，它包括零位調(diào)節(jié)裝置18、比例粗調(diào)裝置17、比例放大杠桿16、消除間隙彈簧15、比例微調(diào)螺絲14、比例微調(diào)支架13，導(dǎo)軌25的上部裝有記錄筆架29，筆架上固定裝有記錄筆28及用于跟蹤磁鋼組合裝置位移的霍爾元件組合裝置30，步進(jìn)電機(jī)5通過傳動輪4、滑輪23、尼龍絲24和記錄筆架29相連，走紙電機(jī)驅(qū)動走紙機(jī)架22。微機(jī)系統(tǒng)控制部分用于控制協(xié)調(diào)各部分的工作并顯示數(shù)據(jù)及用按鍵輸入控制信息。
工作過程如下，當(dāng)無壓力時波紋管回復(fù)至初始狀態(tài)，通過零位調(diào)節(jié)裝置18把磁鋼組合裝置27調(diào)至零位即下限位磁鋼31的位置，記錄筆與記錄紙上零線位置相重合，通過比例粗調(diào)裝置17與比例微調(diào)螺絲14的調(diào)節(jié)，使波紋管內(nèi)壓力數(shù)值與記錄紙上刻度數(shù)值相一致，當(dāng)開機(jī)時，微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自檢、傳動系統(tǒng)進(jìn)行自檢，此時上限壓力顯示器9顯示CHE即檢查，自檢過程中步進(jìn)電機(jī)5通過尼龍絲24將記錄筆帶回到記錄紙21的零線上，此時，由于系統(tǒng)預(yù)先調(diào)整好，記錄筆架29上的霍爾元件組合裝置30的位置與磁鋼組合裝置的位置正好處于“?！睜顟B(tài)，上限壓力顯示器顯示PAS，并保持1秒后顯示50，即表示儀器一般從50mmHg壓力上限時工作，與此同時腸內(nèi)壓力顯示器10顯示零值，此時自檢結(jié)束，說明儀器正常，否則報警器長鳴不顯示PAS。
當(dāng)球式打氣裝置1向患兒肛門打氣時，取樣管20、波紋管19使氣體壓力變化轉(zhuǎn)換為位移變化，該位移變化通過零位調(diào)節(jié)器18、比例粗調(diào)器17、比例放大杠桿16帶動磁鋼組合裝置27產(chǎn)生相對位移，則記錄筆架上的霍爾元件組合裝置30發(fā)出信號送至微機(jī)系統(tǒng)6進(jìn)行邏輯判斷，控制步進(jìn)電機(jī)5正走，反走或停，同時使腸內(nèi)壓力顯示數(shù)能同步地+1、-1或者不進(jìn)行加減操作，步進(jìn)電機(jī)走二步，腸內(nèi)壓力顯示器10±1，即步進(jìn)電機(jī)脈沖當(dāng)量為0.5格/步，本儀器記錄紙全程為120格，故分辨率為0.41%，這樣可以使記錄筆20在記錄紙上的刻度始終和氣壓回路內(nèi)的數(shù)值相一致。一旦腸內(nèi)壓力大于上限壓力，微機(jī)系統(tǒng)6立即發(fā)出信號通過系統(tǒng)中達(dá)林頓三極管無觸點(diǎn)地打開復(fù)合閥11中的二位二通電磁閥進(jìn)行排氣，此時氣壓回路內(nèi)壓力下降，一當(dāng)小于上限壓力，復(fù)合閥11中的二位二通電磁閥又立即關(guān)閉。當(dāng)腸內(nèi)壓力大于上限壓力時會發(fā)出報警蜂鳴音，需要改變上限壓力顯示器9的數(shù)值時，可以通過儀器面板上的加一按鍵或減一按鍵。
實施例2，煤氣壓力測量、記錄控制系統(tǒng)。
目前我國應(yīng)用煤氣的場合大多數(shù)仍用兩位兩通電磁閥控制，如壓力小于某一給定值，則閥門打開，當(dāng)壓力一旦超過給定值，則閥門關(guān)閉，煤氣壓力測量控制用模擬量顯示控制，目前已發(fā)展采用微機(jī)煤氣壓力測量、顯示控制，然而按一般常規(guī)系統(tǒng)，不僅體積大而且價格貴，我們只要將微機(jī)腸套復(fù)位診治儀上略加改動就可以實現(xiàn)煤氣壓力測量、顯示記錄控制，根據(jù)圖1所示，把取樣管20接至需測量控制的煤氣，把控制閥11的控制信號反相送置煤氣系統(tǒng)控制用二位二通電磁閥，把腸內(nèi)壓力顯示器10改為煤氣實際壓力顯示器，把上限壓力顯示器改為給定的控制壓力顯示器即可。如需PID控制，只要在程序中加入PID控制模塊即可，硬件部分無需進(jìn)行太大的改動。
實施例3，微機(jī)呼吸功能測定儀。
現(xiàn)代臨床診斷不僅依靠形態(tài)學(xué)上的變化，更需要借助于生理功能的判定、治療也不僅滿足于病變的消除，更進(jìn)一步要求生理的功能得以恢復(fù)和代償，故肺功能檢查在疾病的診斷、防治和探索發(fā)病機(jī)理方面都發(fā)揮了積極作用。呼吸功能測定儀是通過被測者對測試嘴進(jìn)行各種方式呼吸，如正常呼吸、深呼吸、正常吸氣后深吸氣等，用量筒測定呼吸氣量的變化。應(yīng)用本發(fā)明就能把上述的各種方式呼吸通過記錄打印出來，如圖2所示，只要把鐘罩32直接與磁鋼組合裝置27剛性連接，這樣被測者對測試嘴34進(jìn)行的各種方式呼吸，通過鐘罩32在量筒33上下移動轉(zhuǎn)換成磁鋼組合裝置27的位移量，則如同微機(jī)腸套復(fù)位診治儀一樣，記錄筆架上的霍爾元件組合裝置30跟蹤磁鋼組合裝置27的位移，記錄筆28則直接記錄呼吸氣量變化及通過微機(jī)系統(tǒng)處理后能記錄與這些變化相應(yīng)的曲線，如圖3的流速-容積曲線，與此同時，微機(jī)系統(tǒng)6把所有參數(shù)全部算出并通過打印機(jī)35得到如下參數(shù)1.潮氣量VT平靜呼吸時每次吸入或呼出的氣量;
2.補(bǔ)吸氣量IRN為平靜吸氣后，用力做最大吸氣的氣量;
3.補(bǔ)呼氣量ERN平靜呼氣后作最大吸氣所吸入的氣量;
4.深吸氣量IC為平靜呼氣后作最大吸氣所吸入的氣量;
5.肺活量Vc深吸氣后作最大呼氣的氣量Vc＝1c+1RV;
6.每分鐘靜息呼吸量＝VT×f;
7.最大通氣量MVC單位時間內(nèi)可以呼吸的最大氣量;
8.時間肺活量TVC第1、2、3秒的呼出氣量占肺活量的百分比;
9.最大呼氣中期流速M(fèi)MF最大呼氣量中間2/4的容量占相應(yīng)呼吸時間關(guān)系;
10.第1秒用力呼氣量FEV1.0;
11.第1秒用力呼氣量的百分?jǐn)?shù)FEV1.0%;
12.最大呼氣流速容積曲線MEFV。
本發(fā)明可對轉(zhuǎn)換成位移的非電量進(jìn)行數(shù)字顯示、控制記錄、聲光報警，可用于醫(yī)學(xué)兒科腸套復(fù)位診治、呼吸功能測量以及工業(yè)氣體壓力測量、記錄控制等。
權(quán)利要求
1.一種由位移發(fā)生裝置、微機(jī)系統(tǒng)、控制調(diào)節(jié)裝置、記錄裝置組成的位移跟蹤反饋微機(jī)控制、記錄系統(tǒng)，其特征在于a.由取樣管20、波紋管19、零位調(diào)節(jié)器18、比例粗調(diào)器17、和比例粗調(diào)器17相連接的比例放大杠桿16以及與放大杠桿16的另一端相連接的磁鋼組合裝置27所組成的位移發(fā)生裝置；b.在導(dǎo)軌25的上部裝有一個記錄筆架29，在記錄筆架29上部固定裝有記錄筆28及用于跟蹤磁鋼組合裝置27位移的霍爾元件組合裝置30；c.磁鋼組合裝置27與記錄筆架29上部的霍爾元件組合裝置30產(chǎn)生的位置信號由微機(jī)系統(tǒng)6進(jìn)行比較處理發(fā)信驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)5，通過傳動輪4、滑輪23、尼龍絲24和記錄筆架29相連；d.走紙機(jī)架22通過走紙電機(jī)7傳動，以帶動記錄紙21行走。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移跟蹤反饋微機(jī)控制、記錄系統(tǒng)，其特征在于比例放大杠桿16的一端裝有微調(diào)螺絲14、比例微調(diào)支架13及消除間隙彈簧15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移跟蹤反饋微機(jī)控制、記錄系統(tǒng)、磁鋼組合裝置27是由2塊磁鋼組成，霍爾元件組合裝置由4個霍爾元件組成。
全文摘要
一種由位移發(fā)生裝置、微機(jī)系統(tǒng)、控制調(diào)節(jié)閥、記錄裝置組成的位移跟蹤反饋微機(jī)控制、記錄系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用記錄部分與位移跟蹤反饋合為一體，使機(jī)械結(jié)構(gòu)及路線大為簡單，不需要A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，可用于兒科腸套復(fù)位診治、呼吸功能測量以及工業(yè)氣體壓力測量、記錄控制等，可廣泛的用于轉(zhuǎn)換成位移各種非電量參數(shù)實現(xiàn)數(shù)字測量、顯示、控制記錄。
文檔編號G01D5/20GK1033876SQ8710752
公開日1989年7月12日 申請日期1987年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月30日
發(fā)明者邊隆祥 申請人:上海第二醫(yī)科大學(xué)附屬新華醫(yī)院