本发明专利技术公开一种气腹机输出气体流速的高精度检测方法及系统，包括：检测比例阀前端和后端的气压，将获取到的气压分别转换为电信号，并将电信号同时送入差分放大模块；差分放大模块根据接收到的电信号，获得两者间的差值，将差值进行放大并输出；可编程放大器进行二次放大，得到二次放大差值；ADC模块对二次放大差值进行采集，得到采样信号，并在MCU模块的控制下对采样信号进行量化，得到量化数据；MCU模块读取量化数据，并根据读取到的量化数据获得第一气体压力传感器和第二气体压力传感器前后端的气压差，并根据气压差获得气体流速。本发明专利技术用于解决气腹机输出气体流速的检测精度较低的技术问题，达到提高气腹机气体流速检测精度的目的。测精度的目的。测精度的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种气腹机输出气体流速的高精度检测系统及其方法
[0001]本专利技术涉及医用气腹机
，具体涉及一种气腹机输出气体流速的高精度检测系统及其方法。
技术介绍
[0002]目前市面上的医用气腹机的气体流速检测精度一般是：当实际流速＜10L/min时，误差范围为
±
2L/min；当实际流速≥10L/min时，误差范围为
±
20％，由此可见，目前针对医用气腹机的气体流速的检测存在较大的误差范围。
[0003]气腹机的气体流速检测误差范围大，导致手术时气腹机向人体腹腔充气的气体流速控制不准确，从而进一步导致使用气腹机的手术中腹腔气压不稳，特别是在给婴儿、小孩手术时，气压不稳的问题更为突出。小孩腹腔体积小，手术中设置气体流速在10L/min以下，小气体流速下，相对误差会更大，因此引起腹腔气压波动的范围也会更大。手术时腹腔气压波动太大有可能引发医疗事故。
[0004]由于通过气腹机比例阀的气体流速跟比例阀的前后气压成正比，目前的气体流速检测方法基本上是分别检测比例阀前端的气压和比例阀后端的气压，然后用比例阀后端气压减去比例阀前端气压并通过一些运算计算出气体流速。比例阀前后端的两个压力传感器分别将流速信息转换为电压信息，然后送入两个信号处理网络中进行信号处理，最后MCU模块通过ADC模块分别采样两个信号处理网络的输出电压信息，并进行相减后，计算出比例阀前后气体的气压差。这种方法中两路流速产生的电信号在信号处理过程中会遇到以下问题：
[0005](1)两个信号处理网络是有差别的，例如电子元器件、参考电源、运放的失调电压、偏置电流、开环放大倍数、电阻电容值等都是有差别的，因此两个信号处理网络的放大比例不可能做到完全一样；
[0006](2)ADC模块也很难做到对两路信号进行同步采样，使得在相减时使用的两个采样值不是同一时间的；
[0007](3)当气体流速较小时，由于ADC的量化误差跟信号本身相比较为接近，量化误差导致了小气流速测量的精度不可能太高。
[0008]以上三点决定了比例阀前后端气压差的测量误差较大，从而导致气腹机输出气体流速的检测精度较低，当气体流速较小以及比例阀前后端气压差较小时，气压差的测量误差将进一步增大，从而进一步降低气体流速的检测精度。
技术实现思路
[0009]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种气腹机输出气体流速的高精度检测系统及其方法，用于解决气腹机输出气体流速的检测精度较低的技术问题，从而达到提高气腹机气体流速检测精度的目的。
[0010]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]一种气腹机输出气体流速的高精度检测方法，包括以下步骤：
[0012]通过第一气体压力传感器和第二气体压力传感器检测比例阀前端和后端的气压，将获取到的气压分别转换为第一电信号和第二电信号，并将所述第一电信号和所述第二电信号同时送入差分放大模块；
[0013]所述差分放大模块根据接收到的所述第一电信号和所述第二电信号，获得两者间的差值，并将所述差值进行放大，并将放大差值输出至可编程放大器；
[0014]所述可编程放大器接收到所述放大差值后，进行二次放大，得到二次放大差值；
[0015]ADC模块对所述二次放大差值进行采集，得到采样信号，并在MCU模块的控制下对所述采样信号进行量化，得到量化数据；
[0016]MCU模块读取所述量化数据，并根据读取到的量化数据获得所述第一气体压力传感器和所述第二气体压力传感器前后端的气压差，并根据所述气压差获得气体流速。
[0017]作为本专利技术优选的实施方式，在ADC模块对所述二次放大差值进行采集时，包括：
[0018]利用低通滤波器对所述二次放大差值进行抗干扰处理；
[0019]所述ADC模块对经过抗干扰处理的二次放大差值进行采集，得到采样信号。
[0020]作为本专利技术优选的实施方式，在进行二次放大时，包括：
[0021]MCU模块读取所述ADC模块采集的采样信号，并判断所述采样信号的大小是否为所述ADC模块的最佳采样范围；
[0022]若否，所述MCU模块则根据所述采样信号的大小调节所述可编程放大器的增益，直至所述采样信号的大小达到所述ADC模块的最佳采样范围；
[0023]其中，当所述采样信号的大小为所述ADC模块量程的3/4时，为最佳采样范围。
[0024]作为本专利技术优选的实施方式，根据所述气压差获得气体流速的过程，具体如公式1、公式2以及公式3所示：
[0025][0026][0027][0028]式中，q
f
为气体流速，单位m3/s，Δp为气压差，ρ1为气体密度，ε为可膨胀系数，d为比例阀内径，D为比例阀上游管道内径。
[0029]作为本专利技术优选的实施方式，在MCU模块读取所述量化数据时，包括：
[0030]判断所读取的量化数据是否达到128个，若是，则停止对量化数据的读取。
[0031]作为本专利技术优选的实施方式，在获得所述第一气体压力传感器和所述第二气体压力传感器前后端的气压差时，包括：
[0032]MCU模块将读取到的量化数据通过卡尔曼滤波，提高稳定性和精度。
[0033]一种气腹机输出气体流速的高精度检测系统，包括：
[0034]第一气体压力传感器和第二气体压力传感器，用于检测比例阀前端和后端的气压，将获取到的气压分别转换为第一电信号和第二电信号，并将所述第一电信号和所述第二电信号同时送入差分放大模块；
[0035]差分放大模块，用于获得所述第一电信号和所述第二电信号间的差值，并放大所述差值，将放大差值进行输出；
[0036]可编程放大器，用于接收到所述放大差值后，进行二次放大，得到二次放大差值；
[0037]ADC模块，用于对所述二次放大差值进行采集，得到采样信号，并在MCU模块的控制下对所述采样信号进行量化，得到量化数据；
[0038]MCU模块，用于读取所述量化数据，并根据读取到的量化数据获得所述第一气体压力传感器和所述第二气体压力传感器前后端的气压差，并根据所述气压差获得气体流速。
[0039]作为本专利技术优选的实施方式，所述差分放大模块为差分运放。
[0040]作为本专利技术优选的实施方式，还包括：低通滤波器，用于对所述二次放大差值进行抗干扰处理，得到经过抗干扰处理的二次放大差值，并被所述ADC模块所采集。
[0041]作为本专利技术优选的实施方式，所述低通滤波器为Sallen
‑
Key低通滤波器。
[0042]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0043](1)本专利技术能有效提高气腹机输出气体流速的检测精度，尤其是当气体流速较小以及比例阀前后端气压差较小时的检测精度；
[0044](2)本专利技术提高了手术时腹腔气压的精度和稳定性；
[0045](3)使用本专利技术所提供的系统及其方法，相较于现有技术无需增加本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气腹机输出气体流速的高精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过第一气体压力传感器和第二气体压力传感器检测比例阀前端和后端的气压，将获取到的气压分别转换为第一电信号和第二电信号，并将所述第一电信号和所述第二电信号同时送入差分放大模块；所述差分放大模块根据接收到的所述第一电信号和所述第二电信号，获得两者间的差值，并将所述差值进行放大，并将放大差值输出至可编程放大器；所述可编程放大器接收到所述放大差值后，进行二次放大，得到二次放大差值；ADC模块对所述二次放大差值进行采集，得到采样信号，并在MCU模块的控制下对所述采样信号进行量化，得到量化数据；MCU模块读取所述量化数据，并根据读取到的量化数据获得所述第一气体压力传感器和所述第二气体压力传感器前后端的气压差，并根据所述气压差获得气体流速。2.根据权利要求1所述的气腹机输出气体流速的高精度检测方法，其特征在于，在ADC模块对所述二次放大差值进行采集时，包括：利用低通滤波器对所述二次放大差值进行抗干扰处理；所述ADC模块对经过抗干扰处理的二次放大差值进行采集，得到采样信号。3.根据权利要求1所述的气腹机输出气体流速的高精度检测方法，其特征在于，在进行二次放大时，包括：MCU模块读取所述ADC模块采集的采样信号，并判断所述采样信号的大小是否为所述ADC模块的最佳采样范围；若否，所述MCU模块则根据所述采样信号的大小调节所述可编程放大器的增益，直至所述采样信号的大小达到所述ADC模块的最佳采样范围；其中，当所述采样信号的大小为所述ADC模块量程的3/4时，为最佳采样范围。4.根据权利要求1所述的气腹机输出气体流速的高精度检测方法，其特征在于，根据所述气压差获得气体流速的过程，具体如公式1、公式2以及公式3所示：述气压差获得气体流速的过程，具体如公式1、公式2以及公式3所示：述气压差获得气体流速的过程，具体如公式1、公式2以及公式3所示：式中，q
f
...
【专利技术属性】
技术研发人员：迟崇巍，何坤山，
申请(专利权)人：珠海市迪谱医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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