本發(fā)明涉及水溫調(diào)節(jié)，具體涉及一種血液透析機(jī)水路系統(tǒng)及其溫度控制方法。

背景技術(shù)：

1、在透析過程中，大量的透析液與患者的血液進(jìn)行物質(zhì)交換。如果透析液溫度過低，會(huì)導(dǎo)致患者身體熱量被帶走，引起患者體溫下降，出現(xiàn)寒戰(zhàn)、不適等癥狀。所以將透析液加熱到適宜的溫度，可以避免患者體溫過度降低，維持患者體溫在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，提高患者在透析過程中的舒適度。且適宜的溫度可以使透析液中的溶質(zhì)更好地?cái)U(kuò)散到血液中，同時(shí)也有利于血液中的代謝廢物擴(kuò)散到透析液中，從而提高透析的效率和效果。

2、然而血液透析機(jī)的治療過程中水路并非是以恒定的水速流動(dòng)，而是脈沖式的流動(dòng)，且由于出水口距離加熱腔比較遠(yuǎn)，使用傳統(tǒng)的pid(proportion?integrationdifferentiation)算法控制遠(yuǎn)端出水口的溫度也相對(duì)困難。

3、總之，對(duì)透析液進(jìn)行加熱是透析過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)于維持患者的體溫穩(wěn)定和保證透析效果都起著至關(guān)重要的作用。而如何保證血液透析機(jī)水路加熱均勻，同時(shí)避免溫度震蕩是本領(lǐng)域技術(shù)人員所需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種血液透析機(jī)水路系統(tǒng)及其溫度控制方法，能夠保證血液透析機(jī)水路溫度的精確控制。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種血液透析機(jī)水路系統(tǒng)，，包括進(jìn)水腔、加熱腔、浮子室、平衡腔和透析管路，所述進(jìn)水腔的進(jìn)水口用于與純凈水源連接，所述進(jìn)水腔、加熱腔、浮子室、平衡腔依次通過進(jìn)水管路連接，所述平衡腔出水口通過長(zhǎng)管路連接至透析機(jī)出水口，所述透析機(jī)出水口連接外圍管路連接透析管路的進(jìn)液口，所述透析管路出液口連接廢液管路，所述廢液管路設(shè)有廢液出口；所述進(jìn)水腔、浮子室、透析機(jī)出水口分別設(shè)有溫度傳感器。

3、具體的，所述浮子室與平衡腔之間設(shè)有流量泵和除氣泵，所述流量泵用于為液體提供動(dòng)力，所述除氣泵用于去除進(jìn)水管路中殘留的氣泡。

4、具體的，所述進(jìn)水腔與加熱腔之間設(shè)有熱交換器，所述廢液管路穿過熱交換器，所述廢液管路中廢液與進(jìn)水管路內(nèi)的純凈水在熱交換器內(nèi)進(jìn)行熱能交換；所述進(jìn)水腔進(jìn)水口設(shè)有進(jìn)水閥。

5、本發(fā)明還在于提供一種血液透析機(jī)水路溫度控制方法，應(yīng)用于如上述一種血液透析機(jī)水路系統(tǒng)，步驟包括：

6、s1：建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid模型，上位機(jī)下發(fā)透析管路的流量f和目標(biāo)溫度tm4，獲取浮子室實(shí)際溫度t2、環(huán)境溫度t0、浮子室至透析機(jī)出水口的距離l1，透析機(jī)出水口至透析管路的距離l2，根據(jù)獲取浮子室實(shí)際溫度t2、環(huán)境溫度t0選擇散熱量a，根據(jù)流量f選擇第一溫度系數(shù)δc1和第二溫度系數(shù)δc2，分別計(jì)算得到浮子室目標(biāo)溫度tm2、透析機(jī)出水口目標(biāo)溫度tm3；

7、s2：所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid模型根據(jù)浮子目標(biāo)溫度tm2控制加熱腔加熱，上位機(jī)標(biāo)記浮子室目標(biāo)溫度值tm2last＝tm2、透析機(jī)出水口溫度目標(biāo)值tm3last＝tm3、透析管路目標(biāo)溫度tm4last＝tm4，流量flast＝f；

8、s3：定時(shí)采集浮子室實(shí)際溫度t2、透析機(jī)出水口實(shí)際溫度t3，分別計(jì)算浮子室溫度誤差值△et2、透析機(jī)出水口溫度誤差值δet3，設(shè)置目標(biāo)溫度誤差值范圍，判斷浮子室實(shí)際溫度t2或透析機(jī)出水口實(shí)際溫度t3是否超出目標(biāo)溫度誤差值范圍，若是，則執(zhí)行步驟s4，若否，則重復(fù)執(zhí)行步驟s3；判斷上位機(jī)是否下發(fā)新的透析管路目標(biāo)溫度tm4、流量f，若是，則執(zhí)行s5，若否，則重復(fù)執(zhí)行步驟s3；

9、s4：根據(jù)浮子室溫度誤差值δet2或透析機(jī)出水口溫度誤差值δet3，計(jì)算新的浮子室目標(biāo)溫度tm2，然后執(zhí)行步驟s2。

10、s5：根據(jù)上位機(jī)下發(fā)新的透析管路目標(biāo)溫度tm4、流量f，計(jì)算透析管路目標(biāo)溫度補(bǔ)償值、流量溫度補(bǔ)償值，根據(jù)透析管路目標(biāo)溫度、流量進(jìn)行調(diào)整計(jì)算新的浮子室目標(biāo)溫度tm2，然后執(zhí)行步驟s2。

11、具體的，在所述步驟s1中，所述分別計(jì)算得到浮子室目標(biāo)溫度tm2、透析機(jī)出水口目標(biāo)溫度tm3的方法為：

12、s11：獲取浮子室7實(shí)際溫度t2、環(huán)境溫度t0、流量f、浮子室7到透析機(jī)出水口11距離l1，透析機(jī)出水口11到透析管路12距離為l2，首先根據(jù)浮子室7實(shí)際溫度t2、環(huán)境溫度t0查表選取合適的散熱量a，再根據(jù)流量f選擇合適的第一溫度系數(shù)δc1和第二溫度系數(shù)δc2，計(jì)算透析機(jī)出水口11目標(biāo)溫度tm3和透析管路12目標(biāo)溫度tm4之間的溫度補(bǔ)償值tc，公式表示為：tc＝(l2/l1)*a*δc2；

13、s12：獲取透析管路目標(biāo)溫度tm4，計(jì)算得到透析機(jī)出水口目標(biāo)溫度tm3，公式表示為：tm3＝tm4+tc；

14、s13：根據(jù)透析機(jī)出水口目標(biāo)溫度tm3、散熱量a和第一溫度系數(shù)δc1，計(jì)算得到浮子室目標(biāo)溫度tm2，tm2＝tm3+a*δc1。

15、具體的，在所述步驟s3中，計(jì)算浮子室溫度誤差值δet2的方法具體為：獲取上一次浮子室目標(biāo)溫度tm2last，采集浮子室實(shí)際溫度t2，計(jì)算得到浮子室溫度誤差值δet2，公式為：δet2＝tm2last-t2；計(jì)算透析機(jī)出水口溫度誤差值δet3的方法具體為：獲取上一次透析機(jī)出水口目標(biāo)溫度tm3last，采集透析機(jī)出水口實(shí)際溫度t3,計(jì)算得到透析機(jī)出水口溫度誤差值δet3，具體公式為：δet3＝tm3last-t3。

16、7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種血液透析機(jī)水路溫度控制方法，其特征在于，在所述步驟s4中，根據(jù)浮子室溫度誤差值δet2，計(jì)算新的浮子室目標(biāo)溫度tm2的方法為：獲取上一次浮子室目標(biāo)溫度tm2last、浮子室溫度誤差值δet2，計(jì)算得到調(diào)整后的浮子室目標(biāo)溫度tm2，具體公式為：tm2＝tm2last+δet2；根據(jù)透析機(jī)出水口溫度誤差值δet3，計(jì)算新的浮子室目標(biāo)溫度tm2的方法為：獲取上一次浮子室目標(biāo)溫度tm2last，計(jì)算得到調(diào)整后的浮子室目標(biāo)溫度tm2，具體公式為：tm2＝tm2last+δet3。

17、具體的，所述步驟s5具體方法為：

18、s51：將本次透析管路12溫度目標(biāo)值tm4與上一次tm4last相比，判斷是否有變動(dòng)，若是，則執(zhí)行步驟s52，若否，則執(zhí)行步驟s54。

19、s52：將本次下發(fā)的新的透析管路12目標(biāo)溫度tm4和上次下發(fā)的透析管路12目標(biāo)溫度tm4last做差值計(jì)算，得出透析管路12目標(biāo)溫度補(bǔ)償值δadjust，公式表示為：δadjust＝tm4-tm4last。s53：獲取上次浮子室7目標(biāo)溫度tm2last和透析管路12溫度誤差補(bǔ)償值δadjust，計(jì)算新的浮子室7目標(biāo)溫度tm2，公式表示為：tm2＝tm2last+δadjust。

20、步驟s54：將本次下發(fā)的流量f和上次下發(fā)的流量flast相比，判斷流量f是否發(fā)生改變，若是，則執(zhí)行s55，若否，則執(zhí)行步驟s2。

21、步驟s55：獲取本次下發(fā)的流量f和上次流量flast，根據(jù)不同流量切換選擇合適的流量溫度補(bǔ)償值δtf。

22、步驟s56：根據(jù)流量補(bǔ)償值和上次下發(fā)的目標(biāo)溫度tm2last相加，得到新的浮子室7目標(biāo)溫度tm2，然后執(zhí)行步驟s2。

23、具體的，所述散熱量a是在浮子室實(shí)際溫度t2、流量f和環(huán)境溫度t0情況下，從浮子室到透析機(jī)出水口的距離l1下的水溫降低量；第一溫度系數(shù)δc1是不同流量下對(duì)浮子室至透析機(jī)出水口l1距離的溫度補(bǔ)償系數(shù)；第二溫度系數(shù)δc2是不同流量下由透析機(jī)出水口至透析管路l2距離的溫度補(bǔ)償系數(shù)。

24、具體的，所述環(huán)境溫度t0的計(jì)算方法為：在開機(jī)時(shí)，采集進(jìn)水口溫度t1，浮子室溫度t2，透析機(jī)出水口溫度t3，所述環(huán)境溫度為三個(gè)溫度的平均值，公式表示為：t0＝(t1+t2+t3)/3。

25、本發(fā)明通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)的方式，獲取透析管路目標(biāo)溫度和散熱量，負(fù)反饋計(jì)算透析機(jī)出水口及浮子室的目標(biāo)溫度，克服了外圍管路較長(zhǎng)存在的散熱問題對(duì)目標(biāo)溫度的影響。本發(fā)明通過采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid算法對(duì)加熱腔功率精細(xì)控制，并且對(duì)外界環(huán)境調(diào)節(jié)及時(shí)響應(yīng)，保證水溫穩(wěn)定。進(jìn)一步的采用負(fù)反饋機(jī)制，通過出水口溫度反饋調(diào)節(jié)浮子室溫度，進(jìn)而穩(wěn)定出水口溫度。當(dāng)多次調(diào)整透析管路溫度時(shí)，本發(fā)明采用了快速調(diào)整算法，加熱腔能夠快速響應(yīng)調(diào)整功率，保持血液透析機(jī)內(nèi)水路溫度穩(wěn)定。

26、附圖說明

27、圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種血液透析機(jī)水路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

28、圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種血液透析機(jī)水路系統(tǒng)溫度控制整體流程圖；