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CN104757960B - 一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置及其控制方法 - Google Patents

一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置及其控制方法，该多重保护装置包括：管道，所述管道为U型管道，所述U型管道上端的第一端口或第二端口分别连接气泵、压力传感器和放气阀；在所述U型管道的第一端口和第二端口之间，外设有一双轴加速度传感器，所述双轴加速度传感器用于监测所述U型管道的空间方位；所述双轴加速度传感器连接微控制器。该控制方法包括：微控制器实时的对液体测量电极之间的电阻值进行监测，当液体测量电极之间的电阻值超出预设电阻值时，微控制器发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束。本发明保护了液体的非接触测量和控制装置的高可靠工作，从而实现液体压力测量的高精度、低成本和无污染。

Description

一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及低压液体的测量与阀门控制领域，尤其涉及一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置及其控制方法。
背景技术
在许多场合需要测量液体的压力并依据压力的大小控制相应的阀门和测量液体的流速。比如，对高位截瘫的患者和手术后的患者需要插入导尿管，在膀胱内压达到一定值时需要开放导尿管进行排尿，同时还需要控制排尿的速度，以避免排尿过快而导致患者的痛苦甚至危险。目前，患者安放导尿管后均有护理人员手动操作，不仅增加劳动强度，而且对膀胱内压无法进行测量。
现有技术中，有不少工程技术人员力图解决这一个问题。如发明人李刚等设计的一种具有气动式隔离压力检测与阀门的管道及其控制方法(发明公开号：CN 104146700A，发明公开日：2014.11.19)，既可以避免传感器与尿液直接接触，又可以实现高精度的测量，还可以控制尿液的排放和测量排放的速度与尿量，同时还能做到极低成本。但该发明对可能出现的测量压力过高、测量气囊破裂导致尿液流进压力传感器等故障缺乏有效的保护，可能导致事故的发生。
发明内容
本发明提供了一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置及其控制方法，本发明实现了液体的非接触测量和控制，从而实现液体压力测量的高精度、低成本和无污染，详见下文描述：
一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置，包括：管道，所述管道为U型管道，所述U型管道上端的第一端口或第二端口分别连接气泵、压力传感器和放气阀；
在所述U型管道的第一端口和第二端口之间，外设有一双轴加速度传感器，所述双轴加速度传感器用于监测所述U型管道的空间方位；所述双轴加速度传感器连接微控制器；
所述U型管道的第二端口或第一端口连接具有测量气囊隔离的压力测量管道，所述U型管道的下段内设有一对液体测量电极，所述液体测量电极的外接连线连接微控制器。
另一实施例，一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置，包括：管道，所述管道为U型管道，所述U型管道上端的第一端口或第二端口分别连接气泵、压力传感器和放气阀；
在所述U型管道的第一端口和第二端口之间，外设有一双轴加速度传感器，所述双轴加速度传感器用于监测所述U型管道的空间方位；所述双轴加速度传感器连接微控制器；
所述U型管道的底部内设有保险气囊。
另一实施例，一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置，包括：管道，所述管道为U型管道，所述U型管道上端的第一端口或第二端口分别连接气泵、压力传感器和放气阀；
在所述U型管道的第一端口和第二端口之间，外设有一双轴加速度传感器，所述双轴加速度传感器用于监测所述U型管道的空间方位；所述双轴加速度传感器连接微控制器；
所述U型管道的第二端口或第一端口连接具有测量气囊隔离的压力测量管道，所述U型管道的下段内设有一对液体测量电极，所述液体测量电极的外接连线连接微控制器；
所述U型管道的底部内设有保险气囊。
一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
(1)微控制器通过对双轴加速度传感器进行实时监测，获取U型管道的空间方位，微控制器判断空间方位是否正确，如果是，执行步骤(2)；如果否，微控制器发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束；
(2)放气阀关闭，启动气泵，压力传感器实时监测测量气囊内的压力，当测量气囊内的压力超过第一预设压力值时，测量气囊破裂，压力测量管道内的液体迅速进入U型管道的底部，液体测量电极之间的电阻降低，执行步骤(3)；
(3)微控制器实时的对液体测量电极之间的电阻值进行监测，当液体测量电极之间的电阻值超出预设电阻值时，微控制器发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束。
另一实施例，一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
(1)微控制器通过对双轴加速度传感器进行实时监测，获取U型管道的空间方位，微控制器判断空间方位是否正确，如果是，执行步骤(2)；如果否，微控制器发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束；
(2)放气阀关闭，启动气泵，压力传感器实时监测保险气囊内的压力，当保险气囊内的压力超过第二预设压力值时，保险气囊破裂，U型管道内的压力迅速降低，微控制器通过压力传感器测量到U型管道内的压力迅速降低发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束。
本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明通过一个双轴加速度传感器监测U型管道的正确空间方位，并通过液体测量电极和/或保险气囊实现了对气动式隔离压力检测的多重保护，实现了液体压力测量的高精度、低成本和无污染；并且通过本发明的控制方法，可以对气动式隔离压力检测中可能出现的测量气囊破裂、液体的泄漏或气压过高等故障进行保护和报警，提高气动式隔离压力检测的可靠性，满足实际应用中的多种需要。
附图说明
图1为实施例1中一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的结构示意图；
图2为实施例2中一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的结构示意图；
图3为实施例3中一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的结构示意图；
图4为实施例4中一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法的流程图；
图5为实施例5中一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1：U型管道； 2：气泵；
3：压力传感器； 4：放气阀；
5：双轴加速度传感器； 6：微控制器；
7：测量气囊； 8：压力测量管道；
9：液体测量电极； 10：保险气囊；
A：第一端口； B：第二端口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置，参见图1，包括：U型管道1，U型管道1上端的第一端口A处(或第二端口B处)通过相应的管道分别连接气泵2、压力传感器3和放气阀4；在U型管道1的第一端口A和第二端口B之间，外设有一双轴加速度传感器5，该双轴加速度传感器5用于监测U型管道1的空间方位；双轴加速度传感器5连接微控制器6。U型管道1上端的第二端口B处(或第一端口A处)连接具有测量气囊7隔离的压力测量管道8，U型管道1的下段内设有一对液体测量电极9，液体测量电极9的外接连线连接微控制器6。
实际工作时，双轴加速度传感器5实时监测U型管道1的空间方位，并将U型管道1的空间方位传输至微控制器6；当U型管道1的空间方位超出预设空间方位范围时，微控制器6发出报警信号，提示用户或工作人员及时对U型管道1进行排查。
其中，预设空间方位范围根据实际应用中的工作需要进行设定，本发明实施例对此不做限制。
当测量气囊7内的压力超过第一预设压力值时，测量气囊7破裂，压力测量管道8内的液体迅速进入U型管道1的底部，液体测量电极9之间的电阻降低。微控制器6实时的对液体测量电极9之间的电阻值进行监测，当液体测量电极9之间的电阻值超出预设电阻值时，微控制器6发出报警信号，提示用户或工作人员及时对U型管道1进行排查，从而实现液体压力测量的高精度、低成本和无污染。
其中，预设电阻值、第一预设压力值根据实际应用中的工作环境、器件材料进行设定，本发明实施例对此不做限制。
实施例2
一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置，参见图2，包括：U型管道1，U型管道1上端的第一端口A处(或第二端口B处)通过相应的管道分别连接气泵2、压力传感器3和放气阀4；在U型管道1的第一端口A和第二端口B之间，外设有一双轴加速度传感器5，该双轴加速度传感器5用于监测U型管道1的空间方位；双轴加速度传感器5连接微控制器6。U型管道1的底部内设有保险气囊10。
实际工作时，双轴加速度传感器5实时监测U型管道1的空间方位，并将U型管道1的空间方位传输至微控制器6；当U型管道1的空间方位超出预设空间方位范围时，微控制器6发出报警信号，提示用户或工作人员及时对U型管道1进行排查。
其中，预设空间方位范围根据实际应用中的工作需要进行设定，本发明实施例对此不做限制。
当保险气囊10内的压力超过第二预设压力值时，保险气囊10破裂，U型管道1内的压力迅速降低。从而保证不因U型管道1内的压力过高而产生不良后果。
其中，第二预设压力值根据实际应用中的工作环境、器件材料进行设定，本发明实施例对此不做限制。
实施例3
一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置，参见图3，包括：U型管道1，U型管道1上端的第一端口A处(或第二端口B处)通过相应的管道分别连接气泵2、压力传感器3和放气阀4；在U型管道1的第一端口A和第二端口B之间，外设有一双轴加速度传感器5，该双轴加速度传感器5用于监测U型管道1的空间方位；双轴加速度传感器5连接微控制器6。U型管道1上端的第二端口B处(或第一端口A处)连接具有测量气囊7隔离的压力测量管道8，U型管道1的下段内设有一对液体测量电极9，液体测量电极9的外接连线连接微控制器6。U型管道1的底部内设有保险气囊10。
该实施例为实施例1和实施例2的组合，通过该组合设计，进一步提高了液体压力测量的高精度，取得了更好的效果。具体的工作原理参见实施例1和实施例2，本发明实施例在此不做赘述。
实施例4
一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，参见图4，该控制方法适用于实施例1中的多重保护装置，所述控制方法包括以下步骤：
101：微控制器6通过对双轴加速度传感器5进行实时监测，获取U型管道1的空间方位，微控制器6判断空间方位是否正确，如果是，执行步骤102；如果否，微控制器6发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束；
102：实际使用过程中，放气阀4关闭，启动气泵2，压力传感器4实时监测测量气囊7内的压力，当测量气囊7内的压力超过第一预设压力值时，测量气囊7破裂，压力测量管道8内的液体迅速进入U型管道1的底部，液体测量电极9之间的电阻降低，执行步骤103；
103：微控制器6实时的对液体测量电极9之间的电阻值进行监测，当液体测量电极9之间的电阻值超出预设电阻值时，微控制器6发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束。
通过上述步骤101-103的操作，提示用户或工作人员及时对U型管道1进行排查，从而实现液体压力测量的高精度、低成本和无污染。
实施例5
一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，参见图5，该控制方法适用于实施例2中的多重保护装置，所述控制方法包括以下步骤：
201：微控制器6通过对双轴加速度传感器5进行实时监测，获取U型管道1的空间方位，微控制器6判断空间方位是否正确，如果是，执行步骤202；如果否，微控制器6发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束；
202：实际使用过程中，放气阀4关闭，启动气泵2，压力传感器4实时监测保险气囊10内的压力，当保险气囊10内的压力超过第二预设压力值时，保险气囊8破裂，微控制器6通过压力传感器4测量到U型管道1内的压力迅速降低发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束。
通过上述步骤201-202的操作，从而保证不因U型管道1内的压力过高而产生不良后果。
实施例6
实际应用时，还可以对实施例4和5进行组合，例如：当实施例4中的微控制器6实时的对液体测量电极9之间的电阻值进行监测，当液体测量电极9之间的电阻值没有超出预设电阻值时，还可以对保险气囊10内的压力是否超过第二预设压力值进行判断，此时的控制方法可以应用于实施例3中的多重保护装置。
实际应用时，也可以实施例5和实施例4进行组合，例如：当实施例5中的保险气囊10内的压力没有超过第二预设压力值时，还可以通过微控制器6实时的对液体测量电极9之间的电阻值进行监测，此时的控制方法也可以应用于实施例3中的多重保护装置。
本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
(1)微控制器通过对双轴加速度传感器进行实时监测，获取U型管道的空间方位，微控制器判断空间方位是否正确，如果是，执行步骤(2)；如果否，微控制器发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束；
(2)放气阀关闭，启动气泵，压力传感器实时监测测量气囊内的压力，当测量气囊内的压力超过第一预设压力值时，测量气囊破裂，压力测量管道内的液体迅速进入U型管道的底部，液体测量电极之间的电阻降低，执行步骤(3)；
(3)微控制器实时的对液体测量电极之间的电阻值进行监测，当液体测量电极之间的电阻值超出预设电阻值时，微控制器发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束。
2.根据权利要求1所述的一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，其特征在于，所述多重保护装置，包括：管道，所述管道为U型管道，所述U型管道上端的第一端口或第二端口分别连接气泵、压力传感器和放气阀；
在所述U型管道的第一端口和第二端口之间，外设有一双轴加速度传感器，所述双轴加速度传感器用于监测所述U型管道的空间方位；所述双轴加速度传感器连接微控制器；
所述U型管道的第二端口或第一端口连接具有测量气囊隔离的压力测量管道，所述U型管道的下段内设有一对液体测量电极，所述液体测量电极的外接连线连接微控制器。
3.一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
(1)微控制器通过对双轴加速度传感器进行实时监测，获取U型管道的空间方位，微控制器判断空间方位是否正确，如果是，执行步骤(2)；如果否，微控制器发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束；
(2)放气阀关闭，启动气泵，压力传感器实时监测保险气囊内的压力，当保险气囊内的压力超过第二预设压力值时，保险气囊破裂，微控制器通过压力传感器测量到U型管道内的压力迅速降低发出报警信息，被保护装置进入保护状态，流程结束。
4.根据权利要求3所述的一种气动式隔离压力检测中的多重保护装置的控制方法，其特征在于，所述多重保护装置，包括：管道，所述管道为U型管道，所述U型管道上端的第一端口或第二端口分别连接气泵、压力传感器和放气阀；
在所述U型管道的第一端口和第二端口之间，外设有一双轴加速度传感器，所述双轴加速度传感器用于监测所述U型管道的空间方位；所述双轴加速度传感器连接微控制器；
所述U型管道的底部内设有保险气囊。
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