温度调控系统

文档序号:6545 发布日期:2021-09-17 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 温度调控系统 (Temperature regulation and control system ) 是由 韩哲 于 2021-08-19 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种温度调控系统。所述系统包括:控温腔体、制冷模块、制热模块和控制模块,其中,控温腔体设置于磁共振设备的腔体内,控温腔体内设置有第一管道和第二管道,控温腔体通过第一管道与制热模块连接,控温腔体通过第二管道与制冷模块连接,控制模块,用于控制制热模块向第一管道输入加热液体或控制制冷模块向第二管道输入制冷液,以控制控温腔体的温度。该温度调控系统在维持了目标对象体温的同时也不会占用磁共振设备额外的空间。(The present application relates to a temperature regulation system. The system comprises: the temperature control device comprises a temperature control cavity, a refrigeration module, a heating module and a control module, wherein the temperature control cavity is arranged in a cavity of the magnetic resonance equipment, a first pipeline and a second pipeline are arranged in the temperature control cavity, the temperature control cavity is connected with the heating module through the first pipeline, the temperature control cavity is connected with the refrigeration module through the second pipeline, and the control module is used for controlling the heating module to input heating liquid into the first pipeline or controlling the refrigeration module to input refrigeration liquid into the second pipeline so as to control the temperature of the temperature control cavity. The temperature regulation and control system maintains the body temperature of the target object and does not occupy the extra space of the magnetic resonance equipment.)

温度调控系统

技术领域

本申请涉及磁共振

技术领域

,特别是涉及一种温度调控系统。

背景技术

随着磁共振成像设备和磁共振成像技术的发展,使用磁共振成像进行功能研究的技术方法不断被拓宽到新的研究领域。常规的功能磁共振成像技术通过采集目标对象血液的信号变化间接的反映成像区域的功能活动,这些血液信号特征多种多样,例如血氧水平、血容积、血流速等。然而,这些血液信号特征很大程度上依赖于生理参数的变化,如心率、呼吸、血压等,生理参数的不稳定性势必给图像信号带来不利影响,而生理参数又受到目标对象体温的影响,因此,对目标对象体温的维持就显得尤为重要。

传统技术中,在超高场扫描中应用的体温维持技术通常采用风暖管道深入到磁体内腔,使得暖风出口贴近需要加热的目标对象,维持目标对象的体温。然而,传统的体温维持技术,存在占用空间较大的问题。

发明内容

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够解决传统的体温维持技术存在占用空间较大问题的温度调控系统。

一种温度调控系统,所述系统包括:控温腔体、制冷模块、制热模块和控制模块,其中,所述控温腔体设置于磁共振设备的腔体内,所述控温腔体内设置有第一管道和第二管道,所述控温腔体通过所述第一管道与所述制热模块连接,所述控温腔体通过所述第二管道与所述制冷模块连接,

所述控制模块,用于控制所述制热模块向所述第一管道输入加热液体或控制所述制冷模块向所述第二管道输入制冷液,以控制所述控温腔体的温度。

在其中一个实施例中,所述控温腔体内还设置有温度传感器;

所述温度传感器,用于采集所述控温腔体内的温度值,并将所述温度值发送给所述控制模块;

所述控制模块,用于根据所述温度值控制所述制热模块向所述第一管道输入加热液体或控制所述制冷模块向所述第二管道输入制冷液,以控制所述控温腔体的温度。

在其中一个实施例中,所述控制模块用于在所述温度值小于预设温度阈值的情况下,控制所述制热模块向所述第一管道输入加热液体,阻断所述制冷模块向所述第二管道输入制冷液,以使所述控温腔体的温度升高。

在其中一个实施例中,所述控制模块用于在所述温度值大于或等于所述预设温度阈值的情况下,控制所述制冷模块向所述第二管道输入制冷液,阻断所述制热模块向所述第一管道输入加热液体,以使所述控温腔体的温度降低。

在其中一个实施例中,所述第一管道上设置有第一阀门装置,

所述控制模块,用于通过所述第一阀门装置控制所述制热模块向所述第一管道输入加热液体。

在其中一个实施例中,所述第一管道上还设置有第一蠕动泵,

所述第一蠕动泵,用于在所述第一阀门装置处于断路模式时将空气泵入所述第一管道,以控制所述控温腔体内的温度值保持在第一温度值;其中,所述第一温度值大于所述预设温度阈值。

在其中一个实施例中,所述第二管道上设置有第二阀门装置,

所述控制模块,用于通过所述第二阀门装置控制所述制冷模块向所述第二管道输入制冷液。

在其中一个实施例中,所述第二管道上还设置有第二蠕动泵,

所述第二蠕动泵,用于在所述第二阀门装置处于断路模式时将空气泵入所述第二管道,以控制所述控温腔体内的温度值保持在第二温度值;其中,所述第二温度值小于所述预设温度阈值。

在其中一个实施例中,所述第一阀门装置与所述第二阀门装置均为三通道阀门装置。

在其中一个实施例中,所述第一管道与所述第二管道在所述控温腔体内呈交叉分布。

上述温度调控系统包括控温腔体、制冷模块、制热模块和控制模块,其中,控温腔体设置于磁共振设备的腔体内,控温腔体内设置有第一管道和第二管道,控温腔体通过第一管道与制冷模块连接,控温腔体通过第二管道与制热模块连接,这样控制模块能够控制制冷模块向第一管道输入制冷液或控制制热模块向第二管道输入加热液体,以控制控温腔体的温度,使得控温腔体能够提供控温环境,由于该温度调控系统中的控温腔体是设置于磁共振设备的腔体内的,并且第一管道和第二管道是设置在控温腔体内的,控温腔体能够通过第一管道与制冷模块连接,控温腔体能够通过第二管道与制热模块连接,从而控制控温腔体的温度,这样在维持了目标对象体温的同时也不会占用磁共振设备额外的空间。

附图说明

图1为一个实施例中温度调控系统的应用环境图;

图2为一个实施例中温度调控系统的结构框图;

图3为另一个实施例中温度调控系统的结构框图;

图4为另一个实施例中温度调控系统的结构框图;

图5为一个实施例中控温腔体的展开示意图;

附图标记说明:

控温腔体10;

第一管道101;

第一阀门装置1011;

第一蠕动泵1012;

第二管道102;

第二阀门装置1021;

第二蠕动泵1022;

温度传感器103;

制热模块20;

制冷模块30;

控制模块40。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一管道称为第二管道,且类似地,可将第二管道称为第一管道。第一管道和第二管道两者都是管道,但其不是同一管道。

本申请中所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请提供的温度调控系统,可以应用于如图1所示的磁共振设备。该磁共振设备能够产生超高场的磁共振扫描环境,具有9.4T场强兼容性。该磁共振设备主要由主磁体、梯度磁场、射频线圈、计算机系统和其他辅助设备五部分构成。其中主磁体负责产生磁场,为成像提供环境;梯度磁场负责施加梯度磁场,使每个MR信号附加空间坐标信息,另外梯度磁场还能为梯度回波等序列中提供支持;射频系统主要发射射频脉冲并且采集MR信号;计算机系统负责控制、接收和发出相关指令,同时对采集到的MR信号进行K空间的填充然后经过傅里叶变换输出为磁共振图像;其他辅助设备对设备正常运作提供辅助支持。五部分协同合作,共同参与到磁共振的成像过程。该磁共振设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器,该存储器中存储有计算机程序,处理器执行该计算机程序时可以执行下述方法实施例的步骤。可选的,该磁共振设备还可以包括网络接口、显示屏和输入装置。其中,该磁共振设备的处理器用于提供计算和控制能力。该磁共振设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器,该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该磁共振设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。本申请实施例对磁共振设备的具体形式并不做限定。

传统技术中,在超高场扫描中应用的体温维持技术通常采用风暖管道深入到磁体内腔,使得暖风出口贴近需要加热的目标对象,维持目标对象的体温。然而,传统的体温维持技术,存在占用空间较大的问题,因此,有必要提供一种能够解决传统的体温维持技术存在占用空间较大问题的温度调控系统。

在一个实施例中,如图2所示,提供了一种温度调控系统,以该温度调控系统应用于图1中的磁共振设备为例进行说明,该温度调控系统包括:控温腔体10、制热模块20、制冷模块30和控制模块40,其中,控温腔体10设置于磁共振设备的腔体内,该控温腔体10内设置有第一管道101和第二管道102,该控温腔体10通过第一管道101与制热模块20连接,通过第二管道102与制冷模块30连接,该控温腔体10,用于提供控温环境,该控制模块40,用于控制制热模块20向第一管道101输入加热液体或控制制冷模块30向第二管道102输入制冷液,以控制控温腔体10的温度。

其中,上述制热模块20用于向第一管道101输入加热液体,制热模块20还用于提供热源给输入第一管道101的加热液体加热,可选的,制热模块20的容量可以为15L、18L或者其他容量等等,本实施例在此不对制热模块的容量进行限制。可选的,制热模块20的加热功率可以为大于1000瓦的制热功率。上述制冷模块30用于向第二管道102输入制冷液,可以理解的是,制冷液是用于进行降温的,因此,制冷模块30还可以提供冷源对输入第二管道102的制冷液进行降温,可选的,上述制冷模块30可以采用12706半导体制冷片12套串联组成,可选的,制冷模块30的制冷功率可以为大于600瓦的制冷功率。可选的,上述控制模块40可以包括型号为Arduino Mega 2560的控制板,和两个电磁三通阀,其中,电磁三通阀具有两个入口和一个出口,电磁三通阀可以通过调节输入电压的高低来控制接通方向的阀门,即控制模块40可以通过电磁三通阀控制与制冷模块30接通方向的阀门,或者,通过电磁三通阀控制与制热模块20接通方向的阀门。可选的,上述第一管道101和上述第二管道102可以为内径4mm,外径6mm的硅胶管,当然也可以为其他材质的管道,本实施例在此不对第一管道101和第二管道102的材质进行限制说明。可选的,上述第一管道101和上述第二管道102的长度可以均为6米,或者,也可以为其他尺寸。可选的,控温腔体10可以使用70度软胶材料3D打印而成。可以理解的是,若控制模块40控制制冷模块30向第二管道102输入的是制冷液,则控制模块将控制控温腔体降温,若控制模块40控制制热模块20向第一管道101输入的是加热液体,则控制模块将控制控温腔体升温。

上述温度调控系统包括控温腔体、制冷模块、制热模块和控制模块,其中,控温腔体设置于磁共振设备的腔体内,控温腔体内设置有第一管道和第二管道,控温腔体通过第一管道与制冷模块连接,控温腔体通过第二管道与制热模块连接,这样控制模块能够控制制冷模块向第一管道输入制冷液或控制制热模块向第二管道输入加热液体,以控制控温腔体的温度,使得控温腔体能够提供控温环境,由于该温度调控系统中的控温腔体是设置于磁共振设备的腔体内的,并且第一管道和第二管道是设置在控温腔体内的,控温腔体能够通过第一管道与制冷模块连接,控温腔体能够通过第二管道与制热模块连接,从而控制控温腔体的温度,这样在维持了目标对象体温的同时也不会占用磁共振设备额外的空间。

在一个实施例中,如图3所示,上述控温腔体10内还设置有温度传感器103;温度传感器103,用于采集控温腔体10内的温度值,并将该温度值发送给控制模块40;控制模块40,用于根据该温度值控制控制制热模块20向第一管道101输入加热液体或控制制冷模块30向第二管道102输入制冷液,以控制控温腔体10的温度。

其中,温度传感器103可以包括但不限于数字式温度传感器、逻辑输出温度传感器和模拟式温度传感器。可选的,温度传感器103可以通过与控制模块40间的无线通信连接将采集的控温腔体10内的温度值发送给控制模块40。可选的,控制模块40用于在控温腔体10内的温度值小于预设温度阈值的情况下,控制制热模块20向第一管道101输入加热液体,阻断制冷模块30向第二管道102输入制冷液,以使控温腔体10的温度升高。可选的,控制模块40用于在控温腔体10内的温度值大于或等于上述预设温度阈值的情况下,控制制冷模块30向第二管道102输入制冷液,阻断制热模块20向第一管道101输入加热液体,以使控温腔体的温度降低。示例性地,以预设的温度阈值为60度为例,若控温腔体10内的温度值小于60度,则控制模块40控制制热模块20向第一管道101输入加热液体,阻断制冷模块30向第二管道102输入制冷液,以使控温腔体10的温度升温,若控温腔体10内的温度值大于或等于60度,则控制模块40控制制冷模块30向第二管道102输入制冷液,阻断制热模块20向第一管道101输入加热液体,以使控温腔体10的温度降低。需要说明的是,控制模块40还可以根据控温腔体10的温度值对控温腔体10内的温度进行极端地调节,例如,将控温腔体10内的温度调为零下,或者将控温腔体10内的温度调为高温下的温度。

本实施例中,温度调控系统的控温腔体内还设置有温度传感器,这样温度传感器能够采集控温腔体内的温度值,并将温度值发送给控制模块,以使控制模块根据控温腔体内的温度值能够准确地控制制冷模块向第一管道输入制冷液或控制制热模块向第二管道输入加热液体,从而准确地控制控温腔体的温度。

在上述实施例的基础上,在一个实施例中,如图4所示,上述第一管道101包括第一阀门装置1011,控制模块40,用于通过第一阀门装置1011控制制热模块20向第一管道101输入加热液体。

可以理解的是,在上述第一阀门装置1011打开的情况下,上述制热模块20向上述第一管道101输入加热液体,在上述第一阀门装置1011关闭的情况下,上述制热模块20停止向第一管道101输入加热液体。可选的,上述第一管道101还包括第一蠕动泵1012,该第一蠕动泵1012用于在第一阀门装置1011处于断路模式时将外界空气泵入第一管道101,通过外界空气以控制控温腔体10内的温度值保持在第一温度值,其中,该第一温度值大于上述预设温度阈值。可选的,第一阀门装置1011为三通道阀门装置,这里需要说明的是,本申请中三通道的第一阀门装置1011为两进一出的阀门装置,两条进入的通路为一路进加热液体的通路,一路为进空气的通路。

本实施例中,温度调控系统的第一管道包括第一阀门装置,控制模块能够通过该第一阀门装置控制制热模块向第一管道输入加热液体,由于通过第一阀门装置控制制热模块向第一管道输入加热液体的过程较为简单安全,从而确保了该温度调控系统的安全使用。

在上述实施例的基础上,在一个实施例中,请继续参见图4,上述第二管道102包括第二阀门装置1021,控制模块40,用于通过第二阀门装置1021控制制冷模块30向第二管道102输入制冷液。

可以理解的是,第二阀门装置1021打开,制冷模块30向第二管道102输入制冷液,第二阀门装置1021关闭,制冷模块30停止向第二管道102输入制冷液。可选的,上述第二管道102还包括第二蠕动泵1022,该第二蠕动泵1022用于在第二阀门装置1021处于断路模式时将外界空气泵入第二管道102,通过外界空气以控制控温腔体10内的温度值保持在第二温度值,其中,该第二温度值小于上述预设温度阈值。可选的,第二阀门装置1021为三通道阀门装置,这里需要说明的是,本申请中三通道的第二阀门装置1021为两进一出的阀门装置,两条进入的通路为一路进冷却液的通路,一路为进外界空气的通路。

本实施例中,温度调控系统的第二管道包括第二阀门装置,控制模块能够通过该第二阀门装置控制制冷模块向第二管道输入制冷液,由于通过第二阀门装置控制制冷模块向第二管道输入制冷液的过程较为简单安全,从而确保了该温度调控系统的安全使用。

在一个实施例中,在上述实施例的基础上,如图5所示,上述第一管道101与第二管道102在控温腔体10内呈交叉分布。

在本实施例中,上述第一管道101与第二管道102在控温腔体10内呈交叉分布,可选的,上述第一管道101与第二管道102为三道管路,且在控温腔体10内为双层分布,可选的,上述第一管道101与第二管道102可以以M形的分布方式分布在控温腔体10内。这里需要说明的是,在控制模块30控制制冷模块20向第一管道101输入制冷液的场景中,第一管道101三道管路的设计,以及第一管道101以M形的分布方式分布在控温腔体10内的目的是为了增加控温腔体10的导冷面积,从而提高控温腔体10的冷交换率;在控制模块30控制制热模块30向第二管道102输入加热液体的场景中,第二管道102为三道管路的设计,以及第二管道102以M形的分布方式分布在控温腔体10内的目的是为了增加控温腔体10的导热面积,从而提高控温腔体10的热交换率。

本实施例中,控温腔体内的第一管道与第二管道呈交叉分布,这样能够减小占用的体积,节省了管道占用的空间,从而节省了控温腔体占用磁共振设备的空间。

为了便于本领域技术人员对本申请提供的温度调控系统更好地理解,以下通过一个具体的实施例对本申请提供的温度调控系统的工作原理加以说明:

本申请提供的温度调控系统的结构请继续参见图2,该温度调控系统的工作模式可以包括如表1所示的加热模式、制冷模式、保暖模式和保冷模式四种模式,在各模式下第一阀门装置V1、第二阀门装置V2、第一蠕动泵P1、P2、第二蠕动泵P3、P4的工作状态如表1所示,在所有模式下制热模块和制冷模块都全程处于工作状态,控温腔体温度由第一管道或第二管道内的空气量控制,第一阀门装置V1处于通路模式时,制冷液给控温腔体降温,第一阀门装置V1处于断路模式时,第一蠕动泵会将空气泵入第一管道内,控温腔体由此停止降温,第二阀门装置V2处于通路模式时,加热液体给控温腔体升温,第二阀门装置V2处于断路模式时,第二蠕动泵会将空气泵入第二管道内,控温腔体由此停止升温。

表1

可以理解的是,如表1所示,在加热模式下,第一蠕动泵P1、P2均处于工作状态,P1、P2将空气泵入第二管道,第一阀门装置V1处于工作状态,控制模块通过第一阀门装置V1控制制热模块将加热液体输入第一管道,以对控温腔体进行加热,此时,第二蠕动泵P3、蠕动泵P4均处于断开状态,第二阀门装置V2此时控制空气输入第二管道,以对控温腔体进行升温;在保暖模式下,第一蠕动泵P1、P2处于工作状态,P1、P2将空气泵入第二管道,第一阀门装置V1处于工作状态,控制模块通过第一阀门装置V1将空气输入第一管道,以维持控温腔体的温度,即对控温腔体进行保温,此时,第二蠕动泵P3、P4均处于断开状态,第二阀门装置V2此时控制空气输入第二管道,以维持控温腔体的温度,对控温腔体进行保温;在制冷模式下,第一蠕动泵P1、P2处于断开状态,第一阀门装置V1此时控制空气输入第一管道,此时,第二蠕动泵P3、P4均处于运行状态,P3、P4将空气泵入第二管道,第二阀门装置V2处于工作状态,控制模块通过第二阀门装置V2控制制冷模块将制冷液输入第二管道,以对控温腔体进行降温;在保冷模式下,第一蠕动泵P1、P2处于断开状态,第一阀门装置V1此时控制空气输入第一管道,此时,第二蠕动泵P3、P4均处于运行状态,P3、P4将空气泵入第二管道,第二阀门装置V2处于工作状态,控制模块通过第二阀门装置V2控制空气输入第二管道,以维持控温腔体的温度,即对控温腔体进行保冷。

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