[发明专利]婴儿保温箱温度控制的强制保护电路设计

说明书

技术领域

本发明涉及一种婴儿保温箱的温度控制电路安全检测的方法及强制保护的方法。

背景技术

现有婴儿保温箱温度控制电路的设计思路是：采用温度传感器采集温度数据，在集成运算放大器构成的比较放大电路中，将采集的温度数据与预设的温度数据相比较，如果采集的温度数据在预设温度数据范围内，则加热器正常工作，否则停止加热器的工作，并启动报警电路。其存在问题如下：

1.如果温度传感器损坏或发生偏差，则采集的数据不能反映实际的温度。存在的危险是：采集数据在预设温度数据范围内，加热器正常工作，而实际情况是温度已经超过预设的上限制，造成温度持续升高，这对新生婴儿是非常危险的。

2.如果集成运算放大器发生故障或出现偏差，其输出信号不可靠，同样会造成1中所述的危险情况。

3.当电路启动了报警电路，加热器停止工作。若医护人员及时处理，则婴儿可以得到妥善处理。若医护人员不在现场，就会造成保温箱内温度持续下降，同样使婴儿处于危险处境。

基于上述原因，我们开发设计了婴儿保温箱温度控制的强制保护电路。

发明内容

本发明的目的是解决现有婴儿保温箱温度控制电路设计存在的以上缺点。通过建立婴儿保温箱在不同温度下的温度变化率-温度传感器电压变化的数据库。在单片机系统中对温度传感器采集的温度数据求变化率，并与数据库数据相比较，判断温度传感器采集数据的真实性，即判断温度传感器是否处于正常工作状态；通过集成运放比较电路和单片机系统的比较单元，实现温度判断的双重保护；通过强制保护电路，避免保温箱出现故障不能及时处理造成的危险。

具体实施方式

1.针对问题1采取的方法：建立婴儿保温箱不同温度下的温度变化率-温度传感器电压变化的数据库，储存在单片机系统。在单片机中对温度传感器采集的温度数据求变化率，并与数据库数据相比较，以此判断温度传感器是否处于正常工作状态。如果判断温度传感器工作异常，则启动报警电路。

2.针对问题2采取的方法：温度传感器采集的温度数据在集成运算放大器构成的比较放大电路中与设置温度数据相比较，如果在设置温度范围内，运放输出高电平，否则输出低电平。同时在单片机系统中温度传感器采集的温度数据也与设置温度数据相比较，在设置范围内，在P1.7端口输出高电平，否则输出低电平。只有运放输出和P1.7端都输出高电平(即双重判断正常)，“与”门电路打开，才能使加热器工作。否则只要一方判断异常输出低电平，都会关闭“与”门电路，停止加热器工作，同时启动报警电路，起到双重保护的作用。

3.针对问题3采取的方法：在电路报警的同时，启动单片机的计时系统。如果计时达到10分钟没有任何处理措施，则启动强制保护电路。在强制保护电路中加热器的供电电路切换到单片机控制的加热器供电电路。单片机根据定时系统，判断当前的日期。在每年的11月到转年的2月，单片机的P1.6端口输出低电平，启动周期为1分钟，占空比为1.5∶1的脉冲发生器为加热器供电；在其余日期，单片机的P1.5端口输出低电平，启动周期为1分钟的方波发生器为加热器供电。如此加热器断续工作，维持保温箱内的温度，避免报警后切断加热器供电电源造成的温度持续降低，保护婴儿的健康。