医用加温器的设计和单一故障分析.docx

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1、医用加温器的设计和单一故障分析2023-04-1611:04这个设计是医用的，在输液时隔着管路对药液或血液加温，防止过冷的液体输入患者体内，导致不适或更严重的后果。而失控或器件故障导致超温是不可接受的，超温有可能导致药物失效或血液凝固。一、加热器原理如图1,红框里的部分为加热器,由可恢复的505温度开关串联加热丝。另加两个测温度的精度至少达到0.5。C的元件构成。加热丝通电后温度升高，测温元件测量温度后进行反馈控制以稳定输出温度。为实现单个元件故障，并不会导致不可接受的风险出现,关键的电路需要使用冗余设计。加热由Q1Q2两个P沟道场效应管控制，其中Q1为开关控制，Q2为PWM控制。两管栅极驱动

2、电路相似,因为需要PWM控制，Q2使用的上拉电阻小一些。同时需要限制PWM的频率,不大于IKHzo加热电流由0.1。电阻采集输出后极放大器处理。在使用前,可以做自检。1、两个测温度的部件输出温度值应在正常范围内,且温度差在合理范围内。2、分别关闭QI与Q2,电流采样值应为Oe同时打开Q1Q2应有电流输出且在合理范围内。二、单一故障分析检测方法处理方法MCU故障上电后不能引导运行不检测Q1Q2缺省关闭程序跑飞硬件看门狗复位MCU,报警。Q1场效应管运行时不能打开正常运行，检测不到加热电流关闭Q2,报警运行时不能关闭关闭加热仍能检测到加热电流关闭Q2,报警Q2场舱管运行时不能打开正常运行，检测不到

3、加热电流关闭Q1,报警运行时不能关闭关闭加热仍能检测到加热电流关闭Q1,报逮RT1温敏元件测量结果误差大对比两个测量结果，差值超过合理范围，判断为异常半闭Q1Q2,报警测量结果无变化对比两个测量结果，差值超过合理范围，判断为异常半闭QIQ2,报警测量结果误对比两个测量结果，差值超过半闭QIRT2温敏元件差大合理范围，判断为异常Q2,报警测量结果无对比两个测量结果,差值超过半闭QI变化合理范围，判断为异常Q2,报警连接不良，特性异常加热元件部分短路测量电流值不在合理范围内。关闭Q1Q2报警阻值变化较大R33测量电流的电阻电阻值异常测量电流值不在合理范围内。关闭Q1Q2报警F1温度保险保险常断开测量无电流关闭Q1Q2报警到达温度不能断开温度到达阈值关闭Q1Q2报警连接线测温度的线断开测温度的线短路测温度不正常关闭Q1Q2报警加热元件线断开测量电流值为零关闭Q1Q2报警8S测得电流值大，可能烧测电流的电阻。关闭Q1Q2报警至此可以保证，即使出现了单个元件故障，也不会超温风险。