心电图机报警器研制

0　引言

心电图测量的对象主要是具有生命特征的人体,因此其安全性是极其重要的.心电图机在临床诊断中的广泛应用,决定了对心电图机报警器研制的意义.通过对心电图机具体工作电路[1]的解剖,发现目前许多心电图机并没有具备完善的安全工作报警设计,同时也针对心电图机使用过程中易出现的各种故障和安全隐患,我们系统地研究并设计了相应的报警电路,并集成为一个报警器,以保证心电图机安全正常地工作,准确地描记出心电波形,为临床诊断提供准确的参量.目前的心电图机虽然自带有一定的保护电路,但是具有很大的局限性,主要表现为不能直观地反映出是心电图机保护电路工作,还是心电图机本身出现故障,本文设计的心电图机安全工作的报警系统能够直观地反映心电图机出现故障的原因,对故障电路进行定位,并自动执行相应的控制电路,确保人机安全.

1　系统框图

根据心电图机性能参数的要求和对心电图机工作电路原理的分析,我们设计了心电图机安全工作的报警电路的系统框图(如图1所示).

2　电路设计

报警器由九部分电路组成,每个报警单元相应地与心电图机的相应电路连接,电源单元为各个报警电路提供相应的工作电压.为了方便地描述各部分的设计情况,给出其中一部分电路,如图2、图3所示.

2. 1　电极脱落声光报警器电路设计

电极脱落声光报警电路如图2所示,其中IC1为KD9300系列(也可以用其它型号)音乐集成电路,其触发端TRI直接接到电源正极,报警器通电即发出警报. IC2为NE555时基电路,与外围元件构成多谐振荡器,驱动发光二极管VD2闪光,VT1为控制开关管,当电极脱落检测电路输出端(控制端:EN)无控制信号时,VT1截止,电路不工作;当EN端有控制信号时,即电极脱落检测电路输出端为高电平时,VT1导通, IC1和IC2得电工作,发出声、光报警信号.稳压管VD1的作用是降低IC1的供电电压以满足工作要求.若将IC1换成语音集成电路,则可发出语音报警信号.

2. 2　漏电检测报警电路设计

心电图机作为一种特殊的医用电器,工作时需要严防发生微电击(指电流直接过心脏的电击),所以要求其在出现较小的漏电流情况下就发出报警,同时切断电源,确保人机安全.我们设计的漏电报警器,在心电图机有漏电现象时,会自动发出“有电危险,请勿靠近”的语音警告信号,并可自动断开漏电心电图机的交流电源.该漏电报警电路由漏电信号检测电路、光电耦合器、可控硅触发控制电路、低频振荡器和语音报警集成电路组成(如图3所示).

　  图中的CZ为交流电三孔插座,漏电检测电路跨接在插座地线中孔与零线插孔之间.不漏电的电器壳体绝缘好,即地、零线间的电位差就为零;如果有漏电电器插于其上,泄漏电流便会由CZ的中孔经D1、R1、光电耦合器IC1与电网零线构成闭合回路, IC1内的发光二极管会发光,其对应的光敏三极管呈导通状态,光电流IC在R2和R3的压降为IC2和SCR分别提供了工作电压和触发电流.对于不漏电的电器,检测电路中无泄漏电流,可控硅SCR无触发电流而呈截止状态,与其串接的继电器K因无励磁电流不动作,其触点K1-1、K1-2闭合,正常供电.当漏电时,光电耦合器IC1导通,它不仅使IC2、IC3投入运行而发出报警声;同时使SCR触发导通,K得电动作,其常闭触点K1-1、K1-2断开,对漏电电器切断了供电电源,确保人、机安全.