婴儿培养箱温度标定及测量方法
技术领域
本发明涉及医院新生儿保育设备，尤其是涉及婴儿培养箱温度标定及测量方法。
背景技术
婴儿培养箱是医院新生儿科常用的医疗、保育设备，婴儿培养箱内温度测量的精确度是一项很重要的技术指标。婴儿培养箱内的温度测量属于“相对温度测量”，即：按照国家行业标准规定，婴儿培养箱的温度为婴儿床面中心上方10cm处（用A点表示），但在实际测量时，由于婴儿培养箱的特殊结构所限和婴儿的存在，温度测量传感器不能放在该位置；因此，婴儿培养箱工作时，温度测量传感器只能放在婴儿培养箱内其它位置（用B点表示）来进行测量，然后用B点的温度经过修正来表示A点的温度。本发明把这种温度测量的方法定义为“温度相对测量”来表示。
温度相对测量的精度所涉及到的因素有：温度测量传感器的非线性、温度测量传感器参数的离散性、A点温度与B点温度随箱内温度变化的非线性以及箱内与外温度的差值等。
目前，国、内外的婴儿培养箱，按照GB标准要求，在箱内温度32℃、36℃这两个温度点上，B点温度测量值与A点标准温度计测量值的差值不得大于0.5℃，现已能够达到；但是，在整个温度测量范围内（20℃～40℃）和箱外温度变化（18℃～26℃）的情况下，B点温度测量值与A点标准温度计测量值的差值往往大于0.5℃，甚至远超出0.8℃的GB要求，因此，不能满足新生儿的健康和保育工作要求。
发明内容
本发明目的在于提供一种婴儿培养箱温度标定及测量方法，实现在箱内整个温度测量范围内（20℃～40℃）和箱外温度变化范围内（18℃～26℃），提高箱内温度测量精度。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述婴儿培养箱温度标定及测量方法，包括下述步骤：
步骤1.1，在婴儿培养箱内位于婴儿床面中心上方10cm位置处设置第一标准温度计，本发明将该位置用A点表示；
步骤1.2，在婴儿培养箱内位于温度测量传感器位置处设置第二标准温度计，本发明将该位置用B点表示；
步骤1.3，关闭婴儿培养箱加热系统，保持所述婴儿培养箱内腔温度在18℃-26℃范围内，且温度稳定在某一数值上；
步骤1.4，控制器同时读取所述温度测量传感器的测量值t1、所述第一标准温度计的测量值TA1和所述第二标准温度计的测量值TB1并存储；
步骤2.1，开启所述婴儿培养箱加热系统，保持所述婴儿培养箱内腔温度在35℃-40℃范围内，且温度稳定在某一数值上；
步骤2.2，所述控制器同时读取温度测量传感器的测量值t2、第一标准温度计的测量值TA2、第二标准温度计的测量值TB2和婴儿培养箱加热系统的加热功率值P并存储；
步骤3，控制器计算温度测量传感器所呈现出的斜率Kb并存储：
Kb =Δt/ΔTB=（t2 －t1）/（TB2－TB1），公式1；
步骤4，控制器计算温度修正系数K并存储：
K=(TA2－TB2)/P，公式2；
步骤5，在实际应用测量中，控制器计算任意时刻B点温度表示值TBn并存储：
TBn = TB1 + [tn－t1]/Kb，公式3；
tn是实际应用测量中任意时刻测量传感器的测量值；
步骤6，在实际应用测量中，控制器计算任意时刻婴儿培养箱内A点实际温度值TAn并输出显示：
TAn=TBn+KPn，公式4；
TBn是实际应用测量中任意时刻B点位置处温度的表示值，Pn是该时刻婴儿培养箱加热系统的功率值。
设置在婴儿培养箱内所述B点位置处的所述温度测量传感器为NTC热敏电阻；由于所述NTC热敏电阻为非线性元件，在NTC热敏电阻高电位端串联一个补偿电阻R，实现NTC热敏电阻上的电压线性输出；所述补偿电阻R的选择按照下式计算：
其中：R20、R30、R40分别为婴儿培养箱内20℃、30℃、40℃时NTC热敏电阻的阻值。
优选地，所述控制器为单片机控制器，当然，也可选用其他控制器。
本发明优点体现在以下方面：
1、采用改变NTC热敏电阻斜率方式实现婴儿培养箱的温度标定，能有效解决NTC热敏电阻参数的离散性，在整个温度测量范围内，有较高的准确性（相对于用查表、改变截距的修正方式）；
2、在相对测量婴儿培养箱温度时，采用加热功率修正婴儿培养箱表示值的方式，具备以下突出的实质性特点和显著的进步：
a、婴儿培养箱内预设温度与箱外环境温度的变化、箱内床面中心上方10cm处A点处的温度与温度测量传感器位于B点处的温度随箱内外温差的变化，用箱内加热功率的变化统一来修正A点温度的表示值，具有复杂因素简单化、便于逻辑分析、编程简单的特点；
b、培养箱内的温度梯度、箱内外温度的差别，限于培养箱结构、加热环境等因素，没有合适的地方安装较多的温度测量传感器来检测各方面、各条件下的温度变化。本发明采用箱内加热功率变化的量来表示各方面温度变化的影响，有效解决了培养箱内、外壁不好安装温度传感器、环境温度不便于测量的问题。
附图说明
图1是本发明的流程意图。
图2是本发明所述温度标定及测量控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1、2所示，本发明所述婴儿培养箱温度标定及测量方法，包括下述步骤：
步骤1.1，在婴儿培养箱内位于婴儿床面中心上方10cm位置处设置第一标准温度计，本发明将该位置用A点表示；
步骤1.2，在婴儿培养箱内位于由NTC热敏电阻Rt组成的温度测量传感器位置处设置第二标准温度计，本发明将该位置用B点表示；
步骤1.3，关闭婴儿培养箱加热系统，保持所述婴儿培养箱内腔温度在18℃-26℃范围内，且温度稳定在某一数值上；
步骤1.4，单片机控制器同时读取所述温度测量传感器的测量值t1、所述第一标准温度计的测量值TA1和所述第二标准温度计的测量值TB1并存储；
步骤2.1，开启所述婴儿培养箱加热系统，保持所述婴儿培养箱内腔温度在35℃-40℃范围内，且温度稳定在某一数值上；
步骤2.2，所述单片机控制器同时读取温度测量传感器的测量值t2、第一标准温度计的测量值TA2、第二标准温度计的测量值TB2和婴儿培养箱加热系统的加热功率值P并存储；
步骤3，单片机控制器计算温度测量传感器所呈现出的斜率Kb并存储：
Kb =Δt/ΔTB=（t2 －t1）/（TB2－TB1），公式1；
步骤4，单片机控制器计算温度修正系数K并存储：
K=(TA2－TB2)/P，公式2；
步骤5，在实际应用测量中，单片机控制器计算任意时刻B点温度表示值TBn并存储：
TBn = TB1 + [tn－t1]/Kb，公式3；
tn是实际应用测量中任意时刻测量传感器的测量值；
步骤6，在实际应用测量中，单片机控制器计算任意时刻婴儿培养箱内A点实际温度值TAn并输出显示：
TAn=TBn+KPn，公式4；
TBn是实际应用测量中任意时刻B点位置处温度的表示值，Pn是该时刻婴儿培养箱加热系统的功率值。
如图2所示，由于所述NTC热敏电阻Rt为非线性元件，若采用查表法对其进行线性补偿，则不能解决NTC热敏电阻Rt输出斜率发生变化所带来的误差。因此，本实施例中，采用硬件补偿的方式进行线性化处理，即：
在NTC热敏电阻Rt高电位端串联一个补偿电阻R，实现NTC热敏电阻Rt上的电压线性输出；补偿电阻R的选择按照下式计算：
其中：R20、R30、R40分别为婴儿培养箱内20℃、30℃、40℃时NTC热敏电阻Rt的阻值。
本实施例中，NTC热敏电阻Rt的阻值选择为20KΩ，补偿电阻R的值为12.3393KΩ。
本实施例中，让温度测量传感器（NTC热敏电阻Rt）的任意值输出转化成标准值输出，采用改变NTC热敏电阻Rt斜率的方式实现，以兼顾到NTC热敏电阻参数的离散性，在整个温度测量范围内，有较高的准确性（相对于用查表法、改变截距的修正方式）。
