[发明专利]数字化负压调节装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及非电量的控制式调节系统领域，具体地说是一种数字化控制的气体负压力调节器，其可应用于利用气体负压原理实现医疗和美容目的的仪器设备中。

 

背景技术

随着越来越多的应用气体负压原理达到医疗及美容效果的仪器设备被临床上的使用，对设备的临床效果及安全提出了更高的要求，设备施加于人体皮肤表面的负压值应得到精确控制。目前，一般使用手动调节阀来调节仪器和设备的输出负压值，这带来两方面问题：其一是负压值永远处于一种开环控制状态，其二是无法对负压值进行程控。其结果是仪器设备的实际治疗效果达不到其设计效果，而且由于不能程控，无法实现更高档次的治疗方案。

现有技术的直接数字阀有两种：一种为脉冲宽度调制（PWM）技术控制的简单电磁换向阀，其开关同期T恒定，占空比由导道脉宽t_ON决定，输出流量正比于t_ON，由于阀的开启需要一定时间，即t_ON/T有最小比例，较该阀导致一定的死区流量，另外控制的流量脉冲量很大；另一种直接数字阀是采用常规的旋转步进电机与丝杆一螺母付驱动阀芯，这一种直接数字阀比前种优异很多，但其工艺要求高，所以成本无法控制理想程度。

将现有技术的直接数字阀直接移至上述医疗及美容仪器设备上的方法显然行不通，第一，如果采用脉冲宽度调制技术的简单电磁换向阀，由于脉冲量大，恒负压静态指标不满足要求，而另外一种技术成本贵；第二，是体积大，无法满足产品轻便小型化的要求；第三，仍是开环式控制。

针对以上技术问题，必须另行设计专门用于满足医疗及美容领域需求的负压力调节器。

 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种成本低、体积小的数字化负压调节装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

数字化负压调节装置，其包括用于控制储腔内的负压力的调节器，用于测量储腔内的负压力的压力传感器，以及用于控制调节器工作的数字控制系统；

所述数字控制系统包括人机界面、电压频率转换电路、微处理器，压力传感器通过电压频率转换电路与微处理器电性连接，人机界面与微处理器电性连接；

人机界面，用于设定储腔内气体的负压值，并把设定的负压值存储在微处理器内；

电压频率转换电路，用于将压力传感器测量到的当前储腔内气体的负压值所对应的电信号转换为频率信号，并把该频率信号输入到微处理器中；

微处理器，用于将频率信号转换为当前储腔内气体的负压值，并把当前储腔内气体的负压值与设定的负压值进行比对，控制调节器工作，使当前储腔内气体的负压值等于设定的负压值。

优选的，所述调节器包括负压引入接头、阀芯座、密封圈、锥形阀芯、压缩弹簧、传输腔、补压消音阀、支架、电机、推块、偏心凸载、限位凸台、限位杆以及推杆；电机固定在支架的一侧，电机的驱动轴与偏心凸载连接；传输腔固定在支架的上方，传输腔为一绝缘中空的壳体，传输腔的侧壁上开设有第一通孔，补压消音阀安装在第一通孔上；锥形阀芯的一端由上至下依次穿过压缩弹簧、传输腔、支架的第二通孔，并与推块的顶部固定连接，压缩弹簧位于传输腔内；锥形阀芯的另一端为锥形，锥形阀芯的另一端的端部通过密封圈安装到阀芯座的一端内，阀芯座的另一端与负压引入接头固定连接；限位凸台的数量为二，设置在支架上，二个限位凸台分别位于偏心凸载的两侧；限位杆与偏心凸载的侧壁固定连接，限位杆位于限位凸台的下方，电机驱动偏心凸载转动时，限位杆碰撞限位凸台，使电机正反转；推杆穿过推块的两侧，并放置在偏心凸载的偏心轴上，推块位于偏心凸载的上方。

优选的，微处理器把当前储腔内气体的负压值与设定的负压值进行比对，控制调节器工作，使当前储腔内气体的负压值等于设定的负压值为：微处理器把当前储腔内气体的负压值与设定的负压值进行比对，得到误差量及误差变化率，并通过模糊算法计算出锥形阀芯的另一端与阀芯座之间所需的间隙，进而计算电机转动的驱动量，控制电机按该驱动量转动，调节锥形阀芯的另一端与阀芯座之间的间隙，使当前储腔内气体的负压值等于设定的负压值。

优选的，所述电机为直流电机。

优选的，微处理器将频率信号转换为当前储腔内气体的负压值为：微处理器采用分段线性化算法把频率信号与当前储腔内气体的负压值进行拟合，得到当前储腔内气体的负压值。

优选的，所述人机界面包括本地按键、远程控制端，本地按键、远程控制端分别与微处理器电性连接；本地按键、远程控制端均用于设定储腔内气体的负压值。