本發(fā)明涉及用于皮膚加熱的小型化控制器的領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及用于控制溫度的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

神經(jīng)肌肉疾病、copd和肥胖的換氣過(guò)度患者常常存在慢性呼吸衰竭的問(wèn)題。所述患者需要在家對(duì)他們的呼吸衰竭進(jìn)行定期處理。低氧性患者通常在沒(méi)有通氣機(jī)支持的情況下通過(guò)氧氣冶療進(jìn)行處置，而通過(guò)利用環(huán)境空氣的無(wú)創(chuàng)通氣進(jìn)行的處置幫助將高碳酸血患者的高二氧化碳血?dú)馑綆Щ氐娇山邮艿乃健Ｔ谝归gniv期間通氣的效率通過(guò)測(cè)量動(dòng)脈氧氣和二氧化碳水平中的基線和趨勢(shì)來(lái)檢查。

在家使用經(jīng)皮的co2傳感器而不是動(dòng)脈血?dú)怏w分析。動(dòng)脈血?dú)怏w分析被廣泛使用，但是需要由專業(yè)人員取得的樣本，是疼痛的并且可能具有并發(fā)癥。經(jīng)皮的co2傳感器被接受用于住所護(hù)理并且也在醫(yī)院中用于co2監(jiān)測(cè)。

為了根據(jù)所測(cè)量的-皮膚的-co2分壓導(dǎo)出經(jīng)皮的co2，必須考慮傳感器溫度與37℃的動(dòng)脈血溫度之間的差。此外，從測(cè)量值減去偏移以補(bǔ)償在某種程度上隨著皮膚溫度變化的皮膚新陳代謝。

皮膚的動(dòng)脈血化對(duì)于經(jīng)皮的血?dú)鉁y(cè)量結(jié)果獲得反映動(dòng)脈co2氣體水平的經(jīng)皮值是必要的?，F(xiàn)有技術(shù)基于通過(guò)加熱傳感器表面下面的皮膚造成的動(dòng)脈血化。在當(dāng)前可用的經(jīng)皮系統(tǒng)中，針對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)脈血化的最小傳感器溫度是42℃并且所要求的加熱功率是最大～500mw，其主要需要補(bǔ)償血流的冷卻效應(yīng)。

防止皮膚燒傷是皮膚加熱中的主要關(guān)心問(wèn)題。由于加熱器是dc耦合的，因而例如驅(qū)動(dòng)電路或軟件錯(cuò)誤中的電子故障可能導(dǎo)致不可控制的加熱器電流。為了保護(hù)這樣的情況下，大量的硬件被添加到主溫度控制回路。

化學(xué)光學(xué)傳感器材料可以經(jīng)皮地被應(yīng)用以測(cè)量co2?；瘜W(xué)光學(xué)傳感器可以包括以下項(xiàng)：在光學(xué)透明載體材料上，沉積兩層“類似硅橡膠的”氣體滲透材料。第一層(感測(cè)層)包括作為化學(xué)緩沖材料的兩種熒光染料的混合物；即，具有長(zhǎng)熒光壽命的參考染料以及具有短壽命的ph靈敏的指示劑染料。第二層(膜)包括光反射材料(tio2)顆粒并且防止離子傳輸?shù)礁袦y(cè)層和從感測(cè)層傳輸。co2氣體擴(kuò)散通過(guò)所述膜到第一層中并且改變ph，其改變來(lái)自指示劑染料的熒光。通過(guò)雙壽命參考技術(shù)，有效地測(cè)量對(duì)調(diào)制光激發(fā)的時(shí)間響應(yīng)，計(jì)算百分比co2氣體。初看起來(lái)，這些傳感器斑點(diǎn)的性質(zhì)針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的一次性經(jīng)皮傳感器設(shè)備的設(shè)計(jì)看起來(lái)在以下方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)范圍、預(yù)校準(zhǔn)、針對(duì)偏離溫度的補(bǔ)償、穩(wěn)定性和成本效益。

皮膚加熱和接觸液體對(duì)于實(shí)現(xiàn)足夠并且穩(wěn)定的皮膚動(dòng)脈血化是必要的。出于該目的，必須在40～45℃之間的范圍中準(zhǔn)確地控制傳感器溫度。在理想情況下，預(yù)見(jiàn)的夜間經(jīng)皮co2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是可穿戴的、優(yōu)選地?zé)o繩的并且具有小的形狀因子。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

可以存在對(duì)改進(jìn)用于皮膚加熱的小型化的、固有地安全的控制器以及用于控制溫度的設(shè)備和方法的需要。

通過(guò)所述獨(dú)立權(quán)利要求的主題滿足這樣的需要。根據(jù)從屬權(quán)利要求和以下說(shuō)明，其他示范性實(shí)施例是顯而易見(jiàn)的。

本發(fā)明的方面涉及一種用于控制溫度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：溫度傳感器模塊，其被配置為測(cè)量溫度值；微控制器模塊，其被耦合到所述溫度傳感器模塊并且被配置為基于測(cè)得的溫度值通過(guò)分離的順序代碼步驟來(lái)生成ac加熱脈沖信號(hào)；耦合模塊，其被耦合到所述微控制器模塊并且被配置為使用針對(duì)dc信號(hào)分量基本上為零的傳遞函數(shù)來(lái)將所生成的ac加熱脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)；以及加熱模塊，其被耦合到所述耦合模塊并且被配置為根據(jù)所述經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)來(lái)生成熱。

所述微控制器模塊被配置為通過(guò)分離的順序代碼步驟生成ac加熱脈沖信號(hào)，換句話說(shuō)，基本上所生成的輸出功率在ac耦合之后通過(guò)占空比每加熱脈沖、占空比每熱控制回路周期(加熱脈沖的數(shù)目)或頻率來(lái)調(diào)制。

本發(fā)明有利地提供用于恒溫地控制溫度的系統(tǒng)。本發(fā)明有利地提供經(jīng)由耦合器件來(lái)控制耗散加熱元件，其中，ac電流可以流動(dòng)通過(guò)耦合裝置。

本發(fā)明不限于僅經(jīng)皮感測(cè)，而且可以擴(kuò)展到針對(duì)健康護(hù)理以及其他中的耗散元件的任何控制。范例是：消融導(dǎo)管、電子加熱片、用于測(cè)量例如身體核心溫度的零熱通量溫度傳感器、針對(duì)光應(yīng)用的曝光控制裝置、針對(duì)類似定位伺服的機(jī)械致動(dòng)器的控制器等。

換句話說(shuō)：在機(jī)械致動(dòng)器的情況下，本發(fā)明有利地限制了由不同的代碼步驟所生成的能量分組或加熱脈沖可以生成熱或能量。本發(fā)明有利地使用以串行或順序方式操作的軟件模塊。換句話說(shuō)，沒(méi)有并行處理或多核處理器或硬連線脈沖發(fā)生器被使用以便保證任何掛起將停止加熱脈沖的生成。

本發(fā)明有利地提供增加的安全水平，因?yàn)槿魏诬浖?wèn)題將導(dǎo)致歸因于以下事實(shí)的較少的功率輸出：僅電流波動(dòng)或加熱脈沖能夠生成熱。由于每個(gè)單個(gè)加熱脈沖要求不同的代碼步驟的執(zhí)行，因而代替簡(jiǎn)單地控制硬連線脈沖寬度或頻率調(diào)制器，軟件掛起將不引起任何傷害。

所述經(jīng)皮co2傳感器模塊可以包括兩個(gè)部分：包括所述化學(xué)光學(xué)傳感器材料的一次性石膏。所述第二部分包括光學(xué)讀出和溫度控制系統(tǒng)?？蛇x地，加熱模塊可以是一次性(石膏)的一部分，耦合(電容性/電感性)到非一次性部分的ac。

如由本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)ac或dc可以分別是指交流電(ac，亦作ac)或直流電(dc，亦作dc)。在ac的情況下，電荷的流動(dòng)周期性地反轉(zhuǎn)方向。在直流中，電荷的流動(dòng)僅在一個(gè)方向上?？s寫ac和dc如在其修飾電流或電壓時(shí)常常被用于簡(jiǎn)單地意指交流和直流的。

本發(fā)明有利地允許適應(yīng)于由驅(qū)動(dòng)電路所生成的(例如，由于部件故障所生成的)任何dc偏移。

本發(fā)明有利地允許通過(guò)對(duì)硬件沖突(hardwarebuck)(諸如adc故障、系統(tǒng)時(shí)鐘故障或溫度傳感器短路或任何其他故障)的軟件檢測(cè)實(shí)現(xiàn)附加的安全性。

本發(fā)明由于最小數(shù)目的電子部件和單個(gè)供電電壓的使用而有利地提供了小型化。

根據(jù)本發(fā)明的另一第二方面，本發(fā)明提供了一種醫(yī)學(xué)系統(tǒng)，包括根據(jù)所述第一實(shí)現(xiàn)方案形式或根據(jù)所述第一實(shí)現(xiàn)方案的任何實(shí)施例的系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一第三方面，提供了一種用于控制溫度的方法，所述方法包括以下步驟：借助于溫度傳感器模塊測(cè)量溫度值；借助于微控制器模塊基于所測(cè)量的所述ac加熱脈沖信號(hào)，通過(guò)分離的順序代碼步驟來(lái)生成ac加熱脈沖信號(hào)；借助于耦合模塊使用針對(duì)dc信號(hào)分量基本上為零的傳遞函數(shù)來(lái)將所生成的ac加熱脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)；并且借助于加熱模塊根據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)來(lái)生成熱。

如由本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“針對(duì)dc信號(hào)分量基本上零”可以是指針對(duì)dc分量小于0.1或小于0.05的傳遞函數(shù)，例如，由此dc意指所述分量的頻率小于1hz或優(yōu)選地小于0.5hz或特別地優(yōu)選的小于0.1hz。這有利地允許以數(shù)字的和脈沖的和安全的方式以量化的數(shù)量來(lái)生成熱。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述加熱模塊被配置為根據(jù)以1μs與500ms之間、優(yōu)選地2μs與30ms之間并且特別地優(yōu)選的5μs與100μs之間的時(shí)間間隔的形式的經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac脈沖信號(hào)來(lái)生成熱。這有利地允許以數(shù)字的和脈沖的和安全的方式以量化的數(shù)量生成熱。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊是多核或單核處理器并且被配置為在順序處理模式中操作。換句話說(shuō)，在以一個(gè)單核處理器的形式的微控制器模塊上執(zhí)行用于基于測(cè)得的溫度值來(lái)生成所述ac加熱脈沖信號(hào)的代碼。這有利地允許操作所述微控制器的安全并且可靠的方式，避免系統(tǒng)故障或系統(tǒng)掛起引起不需要的能量供應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述耦合模塊被配置為將所述dc信號(hào)分量衰減到輸入dc信號(hào)分量的小于4％的值、優(yōu)選地輸入dc信號(hào)分量的小于2％的值和優(yōu)選地輸入dc信號(hào)分量的小于0.5％的值。這有利地限制在dc錯(cuò)誤情況的情況下經(jīng)由所述耦合模塊提供最大加熱水平。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊被配置為使用占空比調(diào)制基于測(cè)得的溫度值來(lái)生成所述ac加熱脈沖信號(hào)。

換句話說(shuō)，所述微控制器模塊被配置為執(zhí)行和進(jìn)行占空比調(diào)制(例如，根據(jù)加熱脈沖來(lái)控制溫度)，其中，調(diào)制所述加熱脈沖中的每一個(gè)的所述占空比。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊被配置為根據(jù)適配到所計(jì)算的數(shù)量的所請(qǐng)求的熱能的熱控制循環(huán)周期來(lái)控制所生成的ac加熱脈沖信號(hào)的數(shù)目。這有利地允許生成熱和控制所生成的熱量的精確的方式。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊被配置為控制適配到所計(jì)算的數(shù)量的所請(qǐng)求的熱能的所生成的ac加熱脈沖的所述占空比。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊被配置為使用頻率調(diào)制基于測(cè)得的溫度值，生成所述ac加熱脈沖信號(hào)的時(shí)間周期。

換句話說(shuō)，所述微控制器模塊被配置為執(zhí)行頻率調(diào)制或加熱脈沖周期調(diào)制。與高通或帶通耦合特性相組合，所耗散的電力取決于所述加熱脈沖的頻率。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊被配置為控制適配于所計(jì)算的量的所請(qǐng)求的熱能的、所生成的ac加熱脈沖的周期時(shí)間。這有利地允許熱生成的安全并且可靠的方式。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊被配置為控制所生成的ac加熱脈沖信號(hào)的頻率或幅度。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述加熱模塊是電阻元件或電阻器或任何其他熱生成設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述耦合模塊是電容器或電感器或變壓器。這有利地提供所述微處理器模塊和所述加熱模塊的安全耦合。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述耦合模塊包括驅(qū)動(dòng)電路。這有利地提供安全耦合，即，所述微處理器模塊可以被用于控制另一電路或其他部件(諸如高功率晶體管)以便對(duì)所述加熱模塊供電。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述驅(qū)動(dòng)電路是h橋電路。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述微控制器模塊包括模擬輸入。所述溫度傳感器模塊被耦合到所述模擬輸入。

可以將執(zhí)行本發(fā)明的所述方法的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是軟盤、硬盤、cd、dvd、usb(通用串行總線)存儲(chǔ)設(shè)備、ram(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、rom(只讀存儲(chǔ)器)和eprom(可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng))，其允許下載程序代碼。

本文所描述的所述方法、系統(tǒng)和設(shè)備可以被實(shí)現(xiàn)為微控制器或任何其他端處理器中的數(shù)字信號(hào)處理器dsp中的軟件或?qū)Ｓ眉呻娐穉sic內(nèi)的硬件電路。

本發(fā)明可以被實(shí)現(xiàn)為數(shù)字電子電路或計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件或其組合，例如，設(shè)備或醫(yī)學(xué)設(shè)備的可用硬件或?qū)Ｓ糜谔幚肀疚乃枋龅姆椒ǖ男掠布?/p>

通過(guò)參考以下示意性繪圖(未按比例繪制)將更清楚地理解本發(fā)明的更完整的理解和其優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖；

圖5示出了用于解釋本發(fā)明的電壓對(duì)時(shí)間示圖；

圖6示出了用于解釋本發(fā)明的電壓對(duì)時(shí)間示圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的示意圖；并且

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制溫度的方法的流程圖的示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖中的圖示僅是示意性的并且不旨在提供比例關(guān)系或大小信息。在不同的附圖或圖片中，類似或者相同元件提供有相同附圖標(biāo)記。一般地，相同部分、單元、實(shí)體或步驟在說(shuō)明書中被提供有相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖。

控制溫度的系統(tǒng)100可以包括溫度傳感器模塊10、微控制器模塊20、耦合模塊30和加熱模塊40。

溫度傳感器模塊10可以被配置為測(cè)量溫度值。

微控制器模塊20可以被耦合到溫度傳感器模塊10并且可以被配置為基于所測(cè)量的溫度值，通過(guò)分離的順序代碼步驟來(lái)生成ac加熱脈沖信號(hào)。

耦合模塊30可以被耦合到微控制器模塊20并且可以被配置為使用針對(duì)dc信號(hào)分量基本上為零的傳遞函數(shù)來(lái)將所生成的ac加熱脈沖轉(zhuǎn)換為經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)。

微控制器模塊30可以被配置為使用數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器來(lái)控制所生成的ac加熱脈沖信號(hào)的幅度。

加熱模塊40可以被耦合到耦合模塊30并且可以被配置為根據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)來(lái)生成熱。

被用作微控制器模塊20的微控制器(或微處理器μp)可以包括模擬輸入22和數(shù)字輸出電容，所述模擬輸入耦合到被用作溫度傳感器模塊10的溫度傳感器，所述字輸出電容被用作耦合模塊30可以被耦合到被用作加熱模塊40的加熱器電阻器。軟件控制回路可以生成導(dǎo)致進(jìn)入加熱器的ac電流的加熱脈沖。加熱器可以包括任何耗散部件(例如，電阻器或半導(dǎo)體等)?？梢越?jīng)由電容器或電感地經(jīng)由變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)ac耦合。

控制溫度的系統(tǒng)100還可以包括用于設(shè)定期望的溫度和將狀態(tài)/錯(cuò)誤傳送給用戶的用戶接口。

為了遞送足夠的輸出電流，可以添加包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)fet的功率驅(qū)動(dòng)器。溫度傳感器可以是ntc、ptc、熱耦合、半導(dǎo)體或任何其他溫度相關(guān)設(shè)備?？傠娐房梢栽谝粋€(gè)單個(gè)供電電壓(例如，5伏特)上操作。

微控制器內(nèi)的控制算法可以負(fù)責(zé)：

1.溫度傳感器信號(hào)的電壓溫度轉(zhuǎn)換

2.生成誤差信號(hào)，其為期望溫度設(shè)定點(diǎn)與實(shí)際溫度之間的差。

3.回路濾波

4.加熱脈沖的生成

5.響應(yīng)于回路濾波器的輸出，修改所述加熱脈沖的占空比或頻率。

6.防止過(guò)度加熱的安全措施，其基于例如一時(shí)間間隔期間的功率輸出、溫度傳感器超范圍、兩個(gè)溫度傳感器之間的溫度差超范圍、通過(guò)檢查樣本抖動(dòng)的缺少造成的adc故障等。

有利地，開(kāi)關(guān)fet的發(fā)生的硬件故障可以增加供電電流，但是將不在加熱器中生成耗散。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖。

與圖1不同，在圖2中，示出了本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例。驅(qū)動(dòng)電路可以被擴(kuò)展到h橋。這可以將電壓加倍并且可以以四倍的因子增加用于實(shí)現(xiàn)相同輸出功率的所要求的阻抗水平，并且因此四倍更小的電容，或四倍更慢的加熱脈沖，其隱含可以要求更慢的微處理器。

兩個(gè)溫度傳感器(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻ntc，例如ntc1和ntc2)可以出于安全(冗余)原因而被應(yīng)用并且可以被設(shè)定為確定從加熱器到皮膚的熱通量。adc輸入a2可以被用于溫度測(cè)量結(jié)果的歸一化。歸一化可以允許補(bǔ)償任何供電電壓波動(dòng)。模擬輸入信號(hào)首先被分壓以便良好適配芯片上adc的模擬輸入范圍內(nèi)。

根據(jù)供電電壓和跨越感測(cè)電阻r的平均電壓降來(lái)計(jì)算加熱器中的耗散功率。顯而易見(jiàn)地；必須針對(duì)開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)晶體管fet中的功率損耗來(lái)對(duì)功率進(jìn)行校正。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖。

與圖1和圖2不同，圖3中的本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例示出了電感地耦合到驅(qū)動(dòng)電路的加熱器。變壓器可以是傳感器頭的一部分或包括傳感器位點(diǎn)的一次性石膏的一部分以便使能例如將加熱器緊密地定位到皮膚以避免熱梯度。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖。

根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，如在圖4中所示，兩個(gè)ntc和加熱器被定位在探頭中，其經(jīng)由近似1米長(zhǎng)電纜(例如，1m+/-0.2m)被連接到電子裝置。為了避免任何電磁兼容性emc問(wèn)題，可以添加適當(dāng)?shù)娜ヱ睢?/p>

可以以這樣的方式在反相中控制h橋的這兩個(gè)分支：所得的加熱器電壓示出為如在下一附圖中所描繪的。

圖5為解釋本發(fā)明示出了的電壓對(duì)時(shí)間示圖。在圖5中，示出了40μs的周期的加熱波。由軟件庫(kù)的實(shí)際限制指示0伏特階梯。這限制最大可達(dá)功率。ac信號(hào)的幅度是5伏特。

圖6示出了用于解釋本發(fā)明的電壓對(duì)時(shí)間示圖。在圖6中，示出了通過(guò)回路的連續(xù)地重復(fù)周期，其中，循環(huán)周期的固定95％被保留用于加熱波。加熱波的實(shí)際數(shù)目可以被適配到溫度控制器的需要。為了保持波常量的總數(shù)，添加零能量“填充波”。在圖6中，示出了77ms的周期的加熱波，這對(duì)應(yīng)于13hz。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的用于控制溫度的系統(tǒng)的示意圖。

控制溫度的系統(tǒng)100可以包括溫度傳感器模塊10、微控制器模塊20、耦合模塊30和加熱模塊40。

溫度傳感器模塊10可以被配置為測(cè)量溫度值。

微控制器模塊20可以被耦合到溫度傳感器模塊10并且可以被配置為基于測(cè)得的溫度值來(lái)生成ac加熱脈沖信號(hào)。

微控制器模塊20可以被耦合到附加通信裝置(未繪出)用于控制和監(jiān)測(cè)。

耦合模塊30可以被耦合到微控制器模塊20并且可以被配置為使用針對(duì)dc信號(hào)分量基本上為零的傳遞函數(shù)將所生成的ac加熱脈沖轉(zhuǎn)換為經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)。

加熱模塊40可以被耦合到耦合模塊30并且可以被配置為根據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)來(lái)生成熱。

耦合模塊30可以被配置為提供高階高通濾波器或帶通濾波器。以此方式，輸出功率在加熱波的周期與其預(yù)期值偏離時(shí)(例如，加熱波的周期可以增加或減小)更強(qiáng)烈地減小，其可能由于處理器時(shí)鐘頻率或運(yùn)行時(shí)間中的軟件中斷、軟件缺陷或改變而發(fā)生。高階高通濾波器或帶通濾波器有利地提供系統(tǒng)的更加魯棒和安全的操作。

用于控制溫度針對(duì)系統(tǒng)的電氣部件的可能的參數(shù)和針對(duì)電流、頻率和電壓的可能參數(shù)是以下各項(xiàng)：

16.5歐姆的r加熱器，4.4v的u峰，0.27a的i峰，0.75的加熱波占空比，0.95的控制回路占空比、836mw的rms加熱功率、5μs的tinstr.(被用于指令的時(shí)間段)、為8的每加熱波指令數(shù)、8倍5μs的加熱波周期(例如，40μs)，對(duì)應(yīng)于25khz，160μs的τ＝4*thwp，其中，τ是特性時(shí)間段，和10μf的耦合電容。

在最大值(95％占空比)處，836mw加熱功率可以被生成到16.5ω加熱器中。ac耦合的時(shí)間常量被選擇為4倍循環(huán)周期；因此所要求的耦合電容器是10μf。為了耦合電容器的保護(hù)短缺，可以應(yīng)用至少兩個(gè)20μf電容器的串聯(lián)布置。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的示意圖。

醫(yī)學(xué)系統(tǒng)200可以包括用于控制溫度的系統(tǒng)100。醫(yī)學(xué)系統(tǒng)200可以是用于測(cè)量co2血?dú)馑交騽?dòng)脈血?dú)夥治銎鞯南到y(tǒng)。醫(yī)學(xué)系統(tǒng)200可以是可穿戴的、優(yōu)選地?zé)o繩的。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制溫度的方法的流程圖的示意圖。

控制溫度的方法可以包括以下步驟：

作為方法的第一步，可以執(zhí)行借助于溫度溫度傳感器模塊10測(cè)量s1溫度值。

作為方法的第二步，借助于微控制器模塊20基于所測(cè)量的溫度值通過(guò)分離的順序代碼步驟來(lái)生成s2ac加熱脈沖信號(hào)。

作為方法的第三步，借助于耦合模塊30使用針對(duì)dc信號(hào)分量基本上為零的傳遞函數(shù)將所生成的ac加熱脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換s3為經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)。

作為方法的第四步驟，借助于加熱模塊40根據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換的ac加熱脈沖信號(hào)生成s4熱。

可以迭代地或遞歸地重復(fù)方法的步驟。

必須指出，參考不同的主題描述了本發(fā)明的實(shí)施例。具體而言，參考方法型權(quán)利要求描述了一些實(shí)施例，然而參考設(shè)備型權(quán)利要求描述了其他實(shí)施例。

然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以上和前述說(shuō)明將理解到，除非另外指出，否則除屬于一個(gè)類型的主題的特征的任何組合外，涉及不同主題的特征之間的任何組合也被認(rèn)為由本申請(qǐng)所公開(kāi)。

然而，可以組合所有特征，這提供超過(guò)特征的簡(jiǎn)單加和的協(xié)同效應(yīng)。

雖然在附圖和前述描述中已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但是這樣的說(shuō)明和描述將被認(rèn)為是說(shuō)明性或示范性而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)研究附圖、說(shuō)明書和隨附的權(quán)利要求書，在實(shí)踐所主張的本發(fā)明時(shí)可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變型。

在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”不排除其他元件或步驟，并且詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不得被解釋為對(duì)范圍的限制。