医用氧舱空调控制器的设计及应用*

马明振 王华锐 孙 力

1 目的

根据国家标准《医用空气加压氧舱》GB/T12130-2005的规定，市电网电压的强电不能进舱，而目前市场上空气调节设备的工作电压均为交流电220 V，限制了市场上的空调设备直接安装到医用高压氧舱内使用。与此同时，市场上的空调没有定时排水功能，需要制热时，风机立即启动，吹出凉风，制热效果差。

本实用新型设计针对以上的问题，提供一种能够在氧舱内使用，实现定时排水，制热过程中内风机延时工作的氧舱空调控制器。

2 方法

2.1 设计一种氧舱空调控制器

为解决上述问题，所采取的技术设计方案为∶设计一种氧舱空调控制器。所述空调包括电连接的内风机、外风机、三通电磁阀和排水阀，其特征在于∶控制器包括交流接触器I、交流接触器II、继电器I、继电器II和微处理器IC。其中，外风机与交流接触器I电连接，三通电磁阀与交流接触器II电连接，交流接触器I、交流接触器II与微处理器IC电连接，内风机与继电器II电连接，排水阀与继电器I电连接，继电器I、继电器II与微处理器IC电连接。交流接触器I接收外风机的开启或关闭信号，并将开启或关闭信号传送至微处理器IC，交流接触器II接收三通电磁阀的开启或关闭信号，并将开启或关闭信号传送至微处理器IC，微处理器IC将接收到的信号进行处理，有选择的将处理后的信号传送至继电器I、继电器II。

2.2 设计方案的进一步改进

所述交流接触器I、交流接触器II与微处理器IC之间电连接有光电耦合器I，所述继电器I、继电器II与微处理器IC之间电连接光电耦合器II，本实用新型设计采取以上技术方案，具有以下优点∶使用继电器将高电压与氧舱脱离，使得空调能够在氧舱内使用，微处理器IC对空调的运行状态进行检测，实现了定时排水，制热过程中内风机延迟工作，避免了开始时吹凉风，使用方便(如图1所示)。

图1 空调控制器的实施框图

根据上述理论指导，选取国产普通冷暖两用空调，实施方案如框图所示，氧舱空调控制器，空调包括电连接的内风机1，外风机2，三通电磁阀3和排水阀4，控制器包括交流接触器I、交流接触器II、继电器I、继电器II和微处理器IC，详细方案如设计所述。

微处理器IC电连接有显示器、开关电源及压缩机电源。微处理器IC采用51系列单片机，制冷、制热及化霜信号通过交流接触器I和交流接触器II将强电信号转换为单片机可以接受的弱电信号，然后微处理器IC分析空调工作在何种状态。

3 结果

根据上述的理论指导及实际的实验得出，冷暖空调具体有以下3种工作状况∶

(1)制冷工作状态，压缩机工作，内风机1和外风机2同时工作，三通电磁阀3不工作。

(2)制热工作状态，压缩机工作，内风机1延时工作，三通电磁阀3工作。

(3)化霜工作状态下，压缩机工作，内风机1和外风机2均不工作，三通电磁阀3不工作。

制冷、制热及化霜三种状态下，输入信号I、输入信号II、输出信号I及输出信号II的逻辑关系见表1∶

3.1 制冷状态

外风机2启动，产生输入信号I，交流接触器I闭合输出220 V交流信号，由光电耦合器I耦合至微处理器IC，三通电磁阀3不启动，不产生信号，微处理器IC处理后经光电耦合器II控制继电器I和继电器II，继电器I产生输出信号I至内风机1，内风机1开启，继电器II产生输出信号II至排水阀4，微处理器IC通过继电器II控制排水阀4每关闭20 min，然后开启20 s排水，完成自动定时排水功能。

表1 逻辑关系表

3.2 制热状态

外风机2启动，产生输入信号I，交流接触器I闭合输出220 V交流信号，由光电耦合器I耦合至微处理器IC，三通电磁阀3启动，产生输入信号II，交流接触器II闭合输出220 V交流信号，由光电耦合器I耦合至微处理器IC，微处理器IC处理后经光电耦合器II控制继电器I，继电器I产生输出信号I至内风机1，内风机1延时3 min后开启，从而避免了开始时吹凉风。

3.3 化霜状态

任何输入信号和输出信号均为0。

4 结论

该设计是一种涉及氧舱专用的空调控制器的设计，根据《医用空气加压氧舱》GB/T12130-2005的规定，氧舱进舱电压不应高于24 V，目前市场上空调设备均不符合要求，且没有定时排水功能，制热时，风机也会立即启动，吹出凉风，制热效果差。

本设计有效的解决了以上种种问题，将普通空调经过简单的改造之后应用于氧舱之上，实现了自动定时排水，制热延时启动的功能，经过实践效果良好，值得推广。

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