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用于确定手持医疗设备的系统电阻的方法

文献发布时间:2023-06-19 09:41:38


用于确定手持医疗设备的系统电阻的方法

技术领域

本发明公开了用于确定手持医疗设备的电源的系统电阻的方法和相应的手持医疗设备。根据本发明的方法和设备可以被使用在用于检测存在于身体组织或身体液体中之一或这两者中的至少一种分析物的设备中,特别是该方法和设备被应用在如下的领域中:在专业诊断领域和家庭监测领域这两者中检测身体液体中的一种或多种分析物,所述一种或多种分析物诸如为葡萄糖、乳酸盐、甘油三酯、胆固醇或其它分析物,优选地为代谢物,所述身体液体诸如为血液(优选地为全血)、血浆、血清、尿液、唾液、间质液体或其它身体液体。然而,其它应用领域也是可行的。

背景技术

各种类型的电力源(诸如具有不同质量的一次性电池或可再充电电池)是已知的并且被使用在手持医疗设备中。客户可以负责更换手持医疗设备中电力源。电池寿命是非常困难的定量测量。电力源上的改变和对于电力源的电接触的老化也非常难于表征。

在仪表或胰岛素泵中使用双电层电容器(EDLC)作为用以检测和/或临时地桥接电池电力故障的设计以及它们在第一故障模式下的使用可能由于这些组件易遭受质量问题并且还对温度和湿度上的改变敏感的事实而是有问题的。EDLC可能是不可靠的并且易遭受到损失其内部电解质,这可能引起电子板上的短路以及更高的内部电阻、发热和更短的电池寿命。

作为电力源的时间的函数的电压降可以是通过使用已知的人为的负载确定放电曲线而表征的。例如,EP2338546A1描述了一种走动式输液设备,其被设计为由用户在体外携带并且被从视觉上隐藏并且用于延长的时间段。该走动式输液设备被设计为容纳具有可变的个体特性的用户可更换的电池。该电池用作为输液设备的主电力源并且在应用期间被相继地耗尽。走动式输液设备进一步包括:具有被电气地供电的致动器的给药单元;控制走动式输液设备的操作的电子控制器;被操作地耦合到控制器的测试单元,并且测试单元被设计为执行电池测试,电池测试包括确定电池的断路电压和内部电阻;警报单元,警报单元被操作地耦合到测试单元和/或电子控制器,以取决于电池测试结果来对设备用户提供警报。在根据本公开的设备中,对各个电池特性采用警报生成。

WO 2012/022539A1描述了一种走动式输液设备,其包括用于对其功能单元电气地供电的可更换的能量存储部。控制单元向监测系统提供关于能量消耗行为或由于功能单元的所消耗的能量的数据。基于该数据,监测系统确定由功能单元消耗的能量或电荷,并且在如下的时间点处触发能量存储部的电压的测量:该时间点取决于在该时间点之前的时间间隔中消耗的所确定的能量或电荷。

EP2338545A1描述了一种走动式输液设备,包括:(a)用户可更换的能量存储部,用于存储为了对设备供电而要求的电能,能量存储部具有断路电压和内部电阻;(b)给药单元,具有被电气地供电的致动器和电子控制器,控制器控制致动器的操作;(c)测试单元,测试单元包括用于确定能量存储部的断路电压和内部电阻的测量单元,测试单元被设计为在设备的操作期间执行测试,测试包括确定断路电压和内部电阻,评估断流电压和内部电阻,因此确定能量存储部是否能够进一步对设备供电;(d)警报单元,警报单元被耦合到测试单元以便如果测试指示能量存储部缺乏用于进一步对设备供电的能力则被测试单元激活。

WO 2017/006319A1描述了用于监测可再充电的锂离子电池(LIB)的安全性的方法和系统。通过施加或移除DC电刺激以触发时变响应来确定和更改LIB的初始电状态。测量LIB的时变响应,并且提取与所测量的响应的函数形式相关联的至少一个初级响应参数。从初级响应参数得到至少一个次级响应参数。可以进一步从初级响应参数和次级响应参数得到合成响应参数。根据初级响应参数、次级响应参数和/或合成响应参数确定短路先兆状况的可能性。基于所确定的可能性,可以提供可能的短路得到的危险的警报和/或可以实施校正措施以减轻或防止短路得到的危险。在WO 2017/006319A1中没有公开手持医疗设备的电源的质量控制,而是相反地WO 2017/006319A1提及针对锂离子电池的安全性监测,以便避免在膝上型电脑、蜂窝式电话、电动/混合动力车辆和飞行器中的安全性危险,参见WO2017/006319A1的第4页第二段。WO 2017/006319A1描述了确定系统电阻的具体方法,即通过确定放电曲线,参见图5B和图5C以及46页和47页上的对应的描述。然而,使用放电曲线是耗时的并且缓慢的,因为人们不得不等待放电。

虽然通过上面提到的进展实现了优点和进步,但是仍有一些重大的技术挑战。特别地,已知的方法要求确定所使用的放电曲线,并且因此可能是缓慢的。更进一步地,特别是要求人为的或已知的负载,这要求电池的不必要的加载,其也消耗一部分电池寿命。

要解决的问题

因此,本发明的目的是提供一种用于确定系统电阻的方法和一种手持医疗设备,其至少部分地避免了该种类的已知设备和方法的缺点,并且其至少部分地解决了上面提到的挑战。具体地,至少一个电源的有效的并且快速的质量控制将是可能的。

发明内容

该问题是通过具有独立权利要求的特征的用于确定手持医疗设备的至少一个电源的系统电阻的方法和手持医疗设备来解决的。在从属权利要求中列出了可以以独立的方式或以任何任意的组合来实现的优选的实施例。

如在下面使用的那样,术语“具有”、“包括”或“包括有”或其任何任意的语法上的变体是以非排它的方式使用的。因此,这些术语可以既指代其中除了由这些术语引入的特征之外没有进一步的特征存在于在该上下文中描述的实体中的情形又指代其中存在一个或多个进一步的特征的情形。作为示例,表述“A具有B”、“A包括B”和“A包括有B”可以既指代其中除了B之外没有其它元素存在于A中的情形(即其中A单独地并且排它地由B组成的情形)又指代其中除了B之外一个或多个进一步的元素存在于实体A中(诸如元素C、元素C和D或者甚至进一步的元素)的情形。

进一步地,应当注意,当引入相应的特征或元素时,指示特征或元素可能出现一次或多于一次的术语“至少一个”、“一个或多个”或类似的表述典型地将仅被使用一次。在下面,在大多数情况下,当提及相应的特征或元素时,表述“至少一个”或“一个或多个”将不被重复,不抵触相应的特征或元素可能出现一次或多于一次的事实。

进一步地,如在下面使用的那样,术语“优选地”、“更优选地”、“特别地”、“更特别地”、“具体地”、“更具体地”或类似的术语被与可选的特征结合使用而不约束替换的可能性。因此,由这些术语引入的特征是可选的特征并且不意图以任何方式约束权利要求的范围。如本领域技术人员将认识到的那样,本发明可以通过使用替换的特征来执行。类似地,由“在本发明的实施例中”或类似的表述引入的特征意图是可选的特征,而没有关于本发明的替换实施例的任何约束,没有关于本发明的范围的任何约束,并且没有关于将以这样的方式引入的特征与本发明的其它可选的或非可选的特征进行组合的可能性的任何约束。

在本发明的第一方面中,公开了一种用于确定手持医疗设备的至少一个电源的系统电阻的方法。如在此使用的那样,术语“手持医疗设备”指代任意的便携式医疗设备。手持医疗设备可以从由如下构成的组中选择:至少一个手持分析设备,特别是至少一个手持仪表,诸如血糖仪;至少一个胰岛素泵;用于监测至少一种身体机能(诸如至少一个长期ECG)的至少一个便携式传感器,可植入的或可插入的连续葡萄糖传感器。手持医疗设备可以是要求使用低电压高容量电力源的任何设备,其中该源的损失可能导致系统功能的损失或数据的损失,如在对要求恒定电力源的数据存储设备进行供给的情况下那样。电力供给源的电压越低,系统电阻可能具有的影响越大。一般地,存在无限数量的如下的设备:它们使用低电压源来对其系统供电或者对要求关键电源的任何系统供电,所述关键电源需要第一故障模式来监测供给,诸如在便携式医疗设备的领域上或者在便携式医疗应用中。

如在此使用的那样,术语“电源”指代手持医疗设备的至少一个单元或系统,其被适配为向手持医疗设备的至少一个元件提供电力,诸如向手持医疗设备的至少一个功能单元(例如至少一个传感器元件) 和/或手持医疗设备的至少一个控制单元和/或至少一个致动单元提供电力。电源可以包括从由如下构成的组中选择的至少一个元件:至少一个电力源;至少一个电接触;至少一个供给线。电力源可以包括从由如下构成的组中选择的至少一个电力源:至少一个电池,例如至少一个纽扣电池;至少一个AA、AAA或其它电池;至少一个可再充电电池;至少一个双电层电容器(EDLC)。

如在此使用的那样,术语“系统电阻”指代电源的电阻值,特别是电源的内部电阻。系统电阻可以包括电源的至少一个电接触的电阻和/或电力源中的线路电阻和/或内部电阻,例如由于老化或温度所致。系统电阻可以包括由于爬电电流所致的电阻。例如,爬电电流可能产生自在两个电极之间的不想要的电流路径,使得系统电压将下降。系统电阻可以包括由于接触之间的腐蚀和/或通过EDLC或电池中的化学改变的容量降低所致的电阻。如在此进一步使用的那样,术语“系统”指代形成整体的任意一组相互作用或相互依赖的组件部分。具体地,各组件可以彼此相互作用以便实现至少一个共同的功能。至少两个组件可以被独立地处置或者可以被耦合或者是可连接的。如在此使用的那样,术语“确定系统电阻”指代检测和/或监测系统电阻。

方法包括如在对应的独立权利要求中给出的并且如在下面列出的方法步骤。可以以给定的顺序执行方法步骤。然而,方法步骤的其它顺序是可行的。进一步地,可以并行地和/或以时间重叠的方式执行一个或多个方法步骤。进一步地,可以重复执行一个或多个方法步骤。进一步地,可以存在未列出的附加的方法步骤。

方法包括以下步骤:

a)生成至少一个激励电压信号,其中激励电压信号包括至少一个直流(DC)电压信号,其中DC电压信号具有20 ns以下的快速转变DC侧部;

b)将激励电压信号施加到具有预定的或预先限定的电阻值的至少一个基准电阻器,其中基准电阻器被布置成与电源串联,

c)测量电源的响应信号;

d)根据响应信号确定信号侧部,并且根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者确定欧姆信号部分;

e)从欧姆信号部分确定电源的系统电阻。

如在此使用的那样,术语“至少一个激励电压信号”一般指代至少一个任意的电压信号。激励电压信号包括至少一个直流(DC)电压信号。激励电压信号可以包括方波信号和/或正弦波信号。例如,激励电压信号可以是正弦波信号,其中激励电压信号的频率可以是从20 Hz到300 kHz。一般地,可能的是脉冲下降至数秒、数分钟、数小时或甚至数天。仅需要一个快速转变脉冲来收集系统电阻数据。频率可以取决于处于测试中的系统以及有多快速地要求系统电阻信息以便作出决定。例如,可能每50毫秒就需要系统电阻信息。激励电压信号可以包括诸如脉冲的非连续信号。具体地,激励电压信号可以包括快速转变方波。激励电压信号可以在至少一个测试序列(例如时间序列)期间被施加。关于激励电压信号的进一步的实施例,参考在2017年12月14日提交的欧洲专利申请No. EP17207345.4,其全部内容被通过引用包括于此。

激励电压信号具有20 ns或更小、优选地10 ns或更小、最优选地5 ns或更小的快速转变DC侧部。例如,激励电压信号可以包括可重复的周期,其中可重复的周期包括至少一个激励信号侧部。如在此使用的那样,术语“转变侧部”或“信号侧部”指代激励的从低信号值到高信号值或者从高信号值到低信号值的转变。激励信号侧部可以是上升的信号侧部或下降的信号侧部。激励电压信号的信号侧部可以具有在信号上的在微秒到纳秒的范围内的从信号侧部的第一点到激励信号侧部的第二点的改变。如在此使用的那样,术语“快速转变DC侧部”指代速度在20 ns或更小的量级上特别是在5ns到20 ns之间的转变DC侧部。术语第一“点”和第二“点”指代信号的区或点。第一点可以是激励电压信号的局部的和/或整体上的最小值。第一点可以是激励电压信号的第一平台部。第一点可以是信号的通过值或低值。第二点可以是激励信号的局部的和/或整体上的最大值。第二点可以是激励电压信号的第二平台部,其可以在激励电压信号的施加期间达到。第二点可以是信号的峰值或高值。激励电压信号可以是或者可以包括快速转变方波。快速转变方波可以具有如上面描述那样的上升信号侧部。具体地,快速转变方波可以具有在信号上的低于或等于50 ns的优选地低于或等于20 ns的从激励信号侧部的第一点到激励信号侧部的第二点的改变。使用具有快速转变DC侧部的激励电压信号允许分离电源的欧姆信号部分和虚部信号部分,如将在下面概述的那样,并且因此可以允许简化响应信号的分析以及根据欧姆信号部分确定系统电阻。

激励电压信号可以是由至少一个信号发生器设备生成的。术语“信号发生器设备”一般指代例如电压源的设备,其被配置为生成电压信号。信号发生器设备可以包括至少一个电压源。信号发生器设备可以包括从由如下构成的组中选择的至少一个功能发生器:至少一个方波发生器和至少一个正弦波发生器。信号发生器设备可以包括至少一个快速转变方波振荡器,其包括一个或多个施密特触发器、被配置作为输出的快速I/O管脚、触发器、被配置作为开关的晶体管、DAC(数字到模拟转换器)、被配置作为单次激发或方波发生器的任意波发生器。信号发生器设备可以是测量电子设备的一部分和/或可以被连接到手持医疗设备的测量电子设备。信号发生器设备可以是测量电子设备的一部分,诸如评估设备的一部分,或者可以被设计为分离的设备。

激励电压信号被施加到具有预定的或预先限定的电阻值的至少一个基准电阻器。如在此使用的那样,术语“基准电阻器”指代具有预定的或预先限定的电阻值的电阻器。基准电阻可以是从多个基准测量确定的(特别是预定的)平均值。基准电阻可以被选择为适合于确定要被测量的值,诸如欧姆信号部分。基准电阻可以是针对要被测量的系统的预期的测量范围而合适地确定的。例如,当要实现的电池具有在毫欧或数十欧姆的范围内的工作范围时,基准电阻器可以被选择为具有在感兴趣的测量范围的中间的值。在以代谢传感器作为示例的情况下,这可以是在kΩ上,因此基准电阻器可以被选择为kΩ基准电阻器。基准电阻器可以例如被直接地或者通过电线路连接到电源的至少一个电接触。电源可以包括两个电接触,其中第一电接触可以至少被连接到基准电阻器,并且第二电接触可以被连接到地。信号发生器设备可以被适配为将激励电压信号施加到基准电阻器。基准电阻器可以被连接到信号发生器设备的至少一个输出端子。基准电阻器被布置成与电源串联。例如,基准电阻器可以包括第一电接触,第一电接触可以例如被直接连接到或者使用电线路间接连接到信号发生器设备的输出端子。基准电阻器可以包括第二电接触,第二电接触可以例如被直接连接到或者使用电线路间接连接到电源的至少一个电接触。

用于确定系统电阻的已知方法使用来自使电池打开的所得到的放电曲线,如例如在文献WO 2017/006319A1中描述的那样。与此相反,在根据本发明的方法中,可以使用对于非常短的脉冲信号的施加的响应信号,并且可以从其得到欧姆信号部分。这可以允许快速地确定系统电阻,特别是与使用并且因此等待所得到的放电曲线的方法相比更快。此外,如在上面提到那样,这可以允许避免不必要地使用负载测量放电而加载电池。这在具有小容量的电池的情况下可能是尤其有利的。

在步骤c)中,测量电源的响应信号。如在上面概述的那样,基准电阻器和电源被串联布置。如果激励电压信号被施加到基准电阻器,则电流流动通过电阻器到达电源。如在此使用的那样,术语“响应信号”一般指代响应于所施加的激励电压信号的在基准电阻器处的电压改变,电压改变例如可以是在基准电阻器和电源之间确定的。可以通过使用至少一个测量单元来测量响应信号。测量单元可以包括至少一个响应信号检测器,例如至少一个信号分析器和/或至少一个示波器。响应信号可以是电流响应信号,其中可以使用电流到电压转换器来确定所测量的响应电压。

在步骤d)中,确定来自响应信号的信号侧部,并且根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者来确定欧姆信号部分。如在上面概述的那样,使用具有快速转变侧部的DC电压信号允许欧姆信号部分和虚部信号部分的分离。如在此使用的那样,“欧姆信号部分”指代阻抗Z的实部部分。响应信号可以包括复数阻抗中的欧姆信号部分。复数阻抗Z可以被描述为Z=R+iX,其中R是复数阻抗的实部部分并且X是复数阻抗的虚部部分。在极性形式中,复数阻抗可以被描述为Z=|Z|e

其中,U

方法可以包括至少一个状态确定步骤,其中,可以通过将所确定的电源的系统电阻与至少一个预定的或预先限定的系统电阻值进行比较来确定电源的至少一个状态信息。状态信息可以是从由如下构成的组中选择的至少一个信息:关于电源寿命的至少一个信息,例如电池寿命;关于充电的至少一个信息;关于改变的至少一个信息;关于电接触的适合性和/或老化的至少一个信息。附加地或替换地,可以检测和/或确定湿度作为系统电阻的一部分。这可能是重要的,如果印刷电路板上的布局不允许在“+”电势点和“-”电势点之间的足够的分离而导致电流爬电的话。如果医疗设备经受高湿度环境或者在短时间段内的在温度上的极端改变,则湿度的检测也可以被用作为第一故障检测。系统电阻检测还可以检测可能影响系统性能的快速的电阻改变瞬态。更进一步地,来自静电放电(ESD)事件的瞬态可以是可能被检测到的。更进一步地,由于老化的接触压力也可能对系统电阻具有影响。更进一步地,方法可以被用于测试和/或监测锌-空气电池的活化处理,锌-空气电池要求氧气用于其活化。特别是,方法可以允许确定电池有多好地对进入的空气进行反应以及电池是否已经达到特定的值以适当地对系统供给电力。方法可以包括随着时间的经过监测状况信息。预定的电阻值可以是在先前的测量中确定的系统电阻值。预定的电阻值可以是通过确定系统电阻的至少两个先前的测量的平均值而确定的平均系统电阻值。可以重复地确定状态信息,例如连续地重复地确定状态信息,或者非连续地(例如以预先限定的间隔(诸如每50 ms))重复地确定状态信息。然而,其它实施例和时间间隔是可能的。状态确定步骤可以是在制造阶段中执行的和/或是通过电子制造服务执行的,以对电源(特别是所使用的电池或EDLC)进行表征。可以执行状态确定步骤以用于确定例如针对电池或EDLC的供应商的要求定义。

方法可以包括至少一个故障保护步骤。如在此使用的那样,术语“故障保护步骤”指代确保防止由手持医疗设备中的损坏的和/或异常的电源引起的电力故障和/或失灵的至少一个步骤。在故障保护步骤中,可以将所确定的电源的系统电阻与至少一个预定的或预先限定的门限值进行比较。基于该比较,可以确定至少一个故障保护决定和/或可以执行至少一个故障保护动作。例如,故障保护步骤可以包括在系统电阻超过门限值和/或超出门限值预先限定的或预定的值的情况下发出和/或显示诸如错误消息的通知。故障保护步骤可以包括在系统电阻超过门限值和/或超出门限值预先限定的或预定的值的情况下显示警告,诸如视觉和/或听觉指示。在故障保护步骤中,如果所确定的系统电阻超出门限值预先限定的或预定的值(例如超出10%),则可以生成警告。在故障保护步骤中,如果所确定的系统电阻超出门限值预先限定的或预定的值(例如超出10%),则可以发起电源的中止。门限值可以是凭经验地、分析地或者还是半凭经验地确定的或可确定的。门限值可以被提供在至少一个查找表中和/或可以被存放和/或存储在例如手持医疗设备的存储部中。可以在电源开始工作时和/或在开始使用电源之后不久(诸如在更换电池之后)确定门限值。例如,门限值可以是系统电阻的至少一个上限。例如,电阻限制可以是500mΩ,优选地100mΩ,最优选地20mΩ。最佳的内部电阻可以在毫欧区内。例如,当仅考虑电力源时,系统电阻可以生成几欧姆。故障保护步骤可以包括将所确定的系统电阻与多个电阻值进行比较。故障保护步骤可以包括例如在例如评估设备的测量引擎电子设备内存储预定的和/或预先限定的电阻限制。故障保护步骤可以是在由电源供电的元件的工作之前和/或期间执行的。故障保护步骤可以被重复地执行,例如以预先限定的间隔(诸如每50 ms)执行。然而,其它的实施例和时间间隔是可能的。例如,诸如几秒、几分钟、几天甚至几周的间隔可以是可能的。

本发明进一步公开并且提出了一种计算机程序,其包括计算机可执行指令,用于当在计算机或计算机网络上执行该程序时执行在此公开的实施例中的一个或多个中的根据本发明的方法。具体地,计算机程序可以被存储在计算机可读取的数据载体上。因此,具体地,如在上面指示的一个、多于一个或者甚至所有的方法步骤可以是通过使用计算机或计算机网络、优选地通过使用计算机程序来执行的。

本发明进一步公开并且提出了一种计算机程序产品,其具有程序编码部件,以便当在计算机或计算机网络上执行该程序时执行在在此公开的实施例中的一个或多个中的根据本发明的用于确定手持医疗设备的电源的系统电阻的方法。具体地,程序编码部件可以被存储在计算机可读取的数据载体上。

进一步地,本发明公开并且提出了一种具有存储于其上的数据结构的数据载体,数据结构在加载到计算机或计算机网络中(诸如加载到计算机或计算机网络的工作存储器或主存储器中)之后,可以执行根据在此公开的实施例中的一个或多个的方法。

本发明进一步提出并且公开了一种计算机程序产品,具有存储在机器可读取的载体上的程序编码部件,以便当在计算机或计算机网络上执行程序时执行根据在此公开的实施例中的一个或多个的方法。如在此使用的那样,计算机程序产品将程序提及为可交易产品。产品可以一般地以任意格式存在,诸如以纸件格式存在,或者存在于计算机可读取的数据载体上。具体地,计算机程序产品可以分布在数据网络上。

最后,本发明提出并且公开了一种调制数据信号,其包含由计算机系统或计算机网络可读取的指令,用于执行根据在此公开的一个或多个实施例的方法。

优选地,参照本发明的计算机实现的方面,可以通过使用计算机或计算机网络来执行根据在此公开的实施例中的一个或多个的方法的一个或多个方法步骤或者甚至所有的方法步骤。因此,一般地,可以通过使用计算机或计算机网络来执行包括数据的准备和/或操控的任何方法步骤。一般地,典型地除了要求人工工作的方法步骤(诸如提供样本和/或执行实际测量的某些方面),这些方法步骤可以包括任何方法步骤。

具体地,本发明进一步公开了:

-一种包括至少一个处理器的计算机或计算机网络,其中处理器被适配为执行根据在本说明书中描述的实施例之一的方法,

-一种计算机可加载的数据结构,其被适配为当在计算机上执行该数据结构时执行根据在本说明书中描述的实施例之一的方法,

-一种计算机程序,其中计算机程序被适配为当在计算机上执行该程序时执行根据在本说明书中描述的实施例之一的方法,

-一种计算机程序,其包括程序部件以用于当在计算机上或在计算机网络上执行该计算机程序时执行根据在本说明书中描述的实施例之一的方法,

-一种根据前述实施例的包括程序部件的计算机程序,其中,程序部件被存储在对于计算机可读取的存储介质上,

-一种存储介质,其中,数据结构被存储在该存储介质上,并且其中,数据结构被适配为在已经被加载到计算机或计算机网络的主存储部和/或工作存储部中之后执行根据在本说明书中描述的实施例之一的方法,以及

-一种具有程序编码部件的计算机程序产品,其中,程序编码部件可以被存储或者被存储在存储介质上以用于如果在计算机上或在计算机网络上执行程序编码部件则执行根据在本说明书中描述的实施例之一的方法。

在本发明的进一步的方面中,公开了一种手持医疗设备。手持医疗设备包括:

-至少一个电源,用于向手持医疗设备的至少一个元件供电;

-至少一个基准电阻器,其具有预定的或预先限定的基准电阻,其中,基准电阻器被与电源串联布置;

-至少一个信号发生器设备,其被适配为生成至少一个激励电压信号,其中,激励电压信号包括至少一个直流(DC)电压信号,其中,DC电压信号具有20 ns或更小的快速转变DC侧部,其中,信号发生器设备被适配为将激励电压信号施加到基准电阻器;

-至少一个测量单元,其被适配为接收至少一个响应信号;

-至少一个评估设备,其被适配为根据响应信号确定信号侧部,并且根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者确定欧姆信号部分,其中,评估设备被适配为根据欧姆信号部分确定电源的系统电阻。

手持医疗设备可以被适配为执行根据本发明的方法的实施例中的一个或多个的用于确定系统电阻的方法。针对手持医疗设备的特征的限定以及针对手持医疗设备的可选的细节,可以参照如在上面公开的或者如在下面的进一步的详述中公开的方法的一个或多个实施例。

术语“测量单元”一般可以指代任意设备(优选地为电子设备),其可以被配置为检测至少一个信号,特别是响应信号。测量单元可以被适配为检测响应于激励电压信号而生成的响应信号。测量单元和评估设备可以被设计为是至少部分地分离的组件。测量单元可以是评估设备的一部分或者可以被设计为分离的设备。如在此使用的那样,术语“评估设备”一般指代如下的任意设备:其被配置为根据响应信号确定信号侧部,根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者来确定欧姆信号部分,以及根据欧姆信号部分来确定电源的系统电阻。评估设备可以被配置为对响应进行评估。评估设备可以包括至少一个微处理器。作为示例,评估设备可以是或者可以包括一个或多个集成电路(诸如一个或多个专用集成电路(ASIC))和/或一个或多个数据处理设备(诸如一个或多个计算机,优选地为一个或多个微型计算机和/或微控制器)。可以包括附加的组件,诸如一个或多个预处理设备和/或数据获取设备,诸如用于接收和/或预处理电极信号的一个或多个设备,诸如一个或多个转换器和/或一个或多个滤波器。进一步地,评估设备可以包括一个或多个数据存储设备。进一步地,如在上面概述的那样,评估设备可以包括一个或多个接口,诸如一个或多个无线接口和/或一个或多个线捆接口。评估设备可以包括至少一个模拟到数字转换器(ADC)和/或至少一个数字到模拟转换器(DAC)。例如,ADC可以是例如微处理器的10到12比特的ADC。评估设备可以包括如下中的一个或多个:至少一个微处理器;蜂窝电话;智能电话;个人数字助理。

手持医疗设备可以包括至少一个控制单元和/或至少一个致动单元,和/或可以被适配为由至少一个控制单元和/或由至少一个致动单元进行控制。如在此使用的那样,术语“控制单元”指代如下的至少一个单元:其被适配为控制手持医疗设备以诸如控制手持设备的操作(例如胰岛素泵的操作)和/或控制手持设备的至少一个功能。如在此使用的那样,术语“致动单元”指代被适配为对手持医疗设备的至少一个功能进行致动的至少一个单元。控制单元和/或致动单元可以包括至少一个微处理器。作为示例,控制单元和/或致动单元可以是或者可以包括一个或多个集成电路(诸如一个或多个专用集成电路(ASIC))和/或一个或多个数据处理设备(诸如一个或多个计算机,优选地一个或多个微型计算机和/或微控制器)。进一步地,控制单元和/或致动单元可以包括一个或多个接口,诸如一个或多个无线接口和/或一个或多个线捆接口。控制单元和/或致动单元可以是或者可以包括如下中的一个或多个:蜂窝电话;智能电话;个人数字助理。

手持医疗设备可以包括至少一个电源电路和至少一个系统电阻测量电路,所述至少一个电源电路被配置用于向手持医疗设备的至少一个元件提供电力,所述至少一个系统电阻测量电路被配置用于确定系统电阻。如在此使用的那样,术语“系统电阻测量电路”指代包括至少一个电子组件的电路。例如,如在上面描述的那样,系统电阻测量电路可以包括电源和连接到信号发生器设备并且连接到测量单元的基准电阻器。手持医疗设备可以包括至少一个开关元件,其被适配为将电源电路和系统电阻测量电路分离和/或在电源电路和系统电阻测量电路之间切换。开关元件可以是从由如下构成的组中选择的开关元件:至少一个模拟开关,至少一个二极管,至少一个场效应晶体管(FET)。手持医疗设备可以被适配为以至少两种操作模式工作。在第一操作模式中,手持医疗设备可以被适配为确定系统电阻,并且在第二操作模式中,手持医疗设备的电源可以被适配为向手持医疗设备的至少一个元件提供电力。

所提出的方法和手持医疗设备较之已知的设备和方法提供了许多优点。所提出的方法和手持医疗设备允许有效地并且快速地对手持医疗设备的电源进行质量控制。具体地,所提出的方法和手持医疗设备可以允许可靠地确定手持医疗设备的电源的欠压或电池故障。更进一步地,具体地,所提出的方法和手持医疗设备允许以高的简单性和低的成本快速地并且可靠地进行电源的系统电阻的板载测量。特别是,使用具有快速转变DC侧部的激励电压信号允许分离电源的欧姆信号部分和虚部信号部分,并且因此简化了响应信号的分析并且根据欧姆信号部分确定系统电阻。因此,快速地确定系统电阻和快速地确定关于电源的信息(例如电池寿命)和/或关于充电和/或改变(特别是缺陷)的信息和/或关于电接触的老化的信息可以是可能的。此外,例如通过使用当今在常见的微处理器中找到的标准的10比特到12比特ADC,简单地实现到手持医疗设备的标准的或可用的硬件中是可能的。更进一步地,使用欧姆信号部分的简化的分析允许测量的响应数据保持在时域中,使得不需要变换到频域中,变换到频域中将要求硬件复杂化。因此,可以使用手持医疗设备的标准的或可用的硬件的部分,诸如标准的微处理器。此外,具体地,手持医疗设备的这样的设计将是相对简单并且成本有效的,降低了不良部分的风险,提高了电力性能并且使手持医疗设备更安全并且更耐用。使用DC脉冲的优点是不要求例如通过傅立叶变换从基于时间的测量变换到基于频率的测量,傅立叶变换要求编码空间和硬件复杂性。进一步的优点是,可以是可能的是减少测量持续时间,特别是减少测量时间、测量时段、获取时间或测试时间。特别是,可以是可能的是在随后的非常短的时间间隔中监测电源的质量并且允许准连续监测。

总结本发明的发现,优选以下的实施例:

实施例1:用于确定手持医疗设备的至少一个电源的系统电阻的方法,方法包括:

a)生成至少一个激励电压信号,其中,激励电压信号包括至少一个直流(DC)电压信号,其中,激励电压信号具有20 ns或更小的快速转变DC侧部;

b)将激励电压信号施加到具有预定的或预先限定的电阻值的至少一个基准电阻器,其中,基准电阻器被与电源串联布置,

c)测量电源的响应信号;

d)根据响应信号确定信号侧部,并且根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者确定欧姆信号部分;

e)根据欧姆信号部分确定电源的系统电阻。

实施例2:根据前述实施例的方法,其中,激励电压信号包括方波信号或正弦波信号。

实施例3:根据前述实施例中的任何一个的方法,其中,激励电压信号包括诸如脉冲的非连续信号。

实施例4:根据前述实施例中的任何一个的方法,其中,基准电阻器被连接到电源的至少一个电接触。

实施例5:根据前述实施例中的任何一个的方法,其中,步骤d)包括确定与激励电压信号的感应的信号形状的至少一个偏差和/或差异。

实施例6:根据前述实施例中的任何一个的方法,其中,电源的系统电阻R

其中,U

实施例7:根据前述实施例中的任何一个的方法,其中,方法包括至少一个状态确定步骤,其中,通过将所确定的电源的系统电阻与至少一个预定的或预先限定的系统电阻值进行比较来确定电源的至少一个状态信息。

实施例8:根据前述实施例中的任何一个的方法,其中,方法包括至少一个故障保护步骤,其中,在故障保护步骤中,将所确定的电源的系统电阻与至少一个预定的或预先限定的门限值进行比较。

实施例9:根据前述实施例的方法,其中,在故障保护步骤中,如果所确定的系统电阻超出门限值预先限定的或预定的值,则生成警告。

实施例10:根据前述两个实施例中的任何一个的方法,其中,在故障保护步骤中,如果所确定的系统电阻超出门限值预先限定的或预定的值,则发起电源的中止。

实施例11:一种计算机程序,其包括计算机可执行指令,用于当在计算机或计算机网络上执行该程序时执行根据前述实施例中的任何一个的用于确定系统电阻的方法。

实施例12:一种计算机可读介质,其具有计算机可执行指令,用于执行根据前述实施例中的任何一个的用于确定系统电阻的方法,其中计算设备是由计算机提供的。

实施例13:一种计算机程序产品,具有存储在机器可读取的载体上的程序编码部件,以便当在计算机或计算机网络上执行该程序时执行根据前述实施例中的任何一个的用于确定系统电阻的方法。

实施例14:手持医疗设备包括:

-至少一个电源,用于向手持医疗设备的至少一个元件供电;

-至少一个基准电阻器,其具有预定的或预先限定的基准电阻,其中,基准电阻器被与电源串联布置;

-至少一个信号发生器设备,其被适配为生成至少一个激励电压信号,其中,激励电压信号包括至少一个直流(DC)电压信号,其中,DC电压信号具有20 ns或更小的快速转变DC侧部,其中,信号发生器设备被适配为将激励电压信号施加到基准电阻器;

-至少一个测量单元,其被适配为接收至少一个响应信号;

-至少一个评估设备,其被适配为根据响应信号确定信号侧部,并且根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者确定欧姆信号部分,其中,评估设备被适配为根据欧姆信号部分确定电源的系统电阻。

实施例15:根据前述实施例的手持医疗设备,其中,手持医疗设备是从由如下构成的组中选择的:至少一个手持分析设备,诸如至少一个手持仪表;至少一个胰岛素泵;用于监测至少一种身体机能(诸如至少一个长期ECG)的至少一个便携式传感器,可植入的或可插入的连续葡萄糖传感器。

实施例16:根据涉及手持医疗设备的前述实施例中的任何一个的手持医疗设备,其中,电源包括从由如下构成的组中选择的至少一个电源:至少一个电池;至少一个可再充电的电池;至少一个双电层电容器(EDLC)。

实施例17:根据涉及手持医疗设备的前述实施例中的任何一个的手持医疗设备,其中,评估设备包括如下中的一个或多个:至少一个微处理器;蜂窝电话;智能电话;个人数字助理。

实施例18:根据涉及手持医疗设备的前述实施例中的任何一个的手持医疗设备,其中,评估设备包括至少一个模拟到数字转换器(ADC)和/或至少一个数字到模拟转换器(DAC)。

实施例19:根据涉及手持医疗设备的前述实施例中的任何一个的手持医疗设备,其中,手持医疗设备包括:至少一个电源电路,其被配置用于向手持医疗设备的至少一个元件提供电力;以及至少一个系统电阻测量电路,其被配置用于确定系统电阻,其中,手持医疗设备包括被适配为将电源电路和系统电阻测量电路分离的至少一个开关元件。

附图说明

将优选地与从属权利要求结合地在随后的对优选实施例的描述中更详细地公开本发明的进一步的可选特征和实施例。其中,如本领域技术人员将认识到的那样,可以以独立的方式以及以任何任意可行的组合来实现相应的可选特征。本发明的范围不受优选实施例约束。在各图中示意性地描绘了实施例。其中,在这些图中的相同的参考标号指代相同或功能上相当的元素。

在各图中:

图1示出用于执行根据本发明的用于确定手持医疗设备的电源的系统电阻的方法的测试设置;

图2示出示例性的测量的响应信号;

图3示出根据本发明的将系统电阻测量电路实现到手持医疗设备中的实施例;

图4A至图4F示出实验结果,特别是测量的激励电压信号(图4A、图4D)、针对具有非弯折接触的电源的响应信号(图4B、图4E)以及针对具有弯折接触的电源的响应信号(图4C、图4F);

图5示出根据本发明的将系统电阻测量电路实现到手持医疗设备中的进一步的实施例;

图6示出根据本发明的将系统电阻测量电路实现到手持医疗设备中的进一步的实施例;

图7A和图7B示出在理想的EDLC的情况下在室温下、在加热期间以及在加热之后针对两种类型的EDLC的以Ω为单位的系统电阻的实验结果;以及

图8示出根据本发明的将系统电阻测量电路实现到手持医疗设备中的进一步的实施例。

具体实施方式

图1示出用于执行根据本发明的用于确定手持医疗设备112的电源110的系统电阻的方法的测试设置。电源110可以包括从由如下构成的组中选择的至少一个元件:至少一个电力源;至少一个电接触;至少一个供给线路。电力源110可以包括从由如下构成的组中选择的至少一个电力源:至少一个电池,例如至少一个纽扣电池;至少一个AA、AAA或其它的电池;至少一个可再充电的电池;至少一个双电层电容器(EDLC)。在图1中示出的实施例中,电源可以包括电池。

方法包括以下步骤:

a)生成至少一个激励电压信号(在图1中利用参考标号114标明),其中,激励电压信号包括至少一个直流(DC)电压信号,其中,DC电压信号具有20 ns或更小的快速转变DC侧部;

b)将激励电压信号114施加到具有预定的或预先限定的电阻值的至少一个基准电阻器116,其中基准电阻器116被与电源110串联布置,

c)测量电源的响应信号;

d)根据响应信号确定信号侧部,并且根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者确定欧姆信号部分;

e)根据欧姆信号部分确定电源116的系统电阻。

激励电压信号114包括至少一个直流(DC)电压信号。激励电压信号114可以包括方波信号和/或正弦波信号。例如,激励电压信号114可以是正弦波信号,其中,激励电压信号114的频率可以是从20 Hz到300 kHz。激励电压信号114可以包括诸如脉冲的非连续信号。激励电压信号114具有20 ns或更小、优选地10 ns或更小、最优选地5 ns或更小的快速转变DC侧部。例如,激励电压信号114可以包括可重复的周期,其中可重复的周期包括至少一个激励信号侧部。激励信号侧部可以是上升信号侧部或下降信号侧部。激励电压信号114的信号侧部可以具有在微秒到纳秒的范围内的从信号侧部的第一点到激励信号侧部的第二点的在信号上的改变。第一点可以是激励电压信号114的局部的和/或整体上的最小值。第一点可以是激励电压信号的第一平台部。第一点可以是信号的通过值或低值。第二点可以是激励电压信号的局部的和/或整体上的最大值。第二点可以是激励电压信号114的第二平台部,其可以是在激励电压信号114的施加期间达到的。第二点可以是信号的峰值或高值。激励电压信号114可以是由至少一个信号发生器设备118生成的。信号发生器设备118可以包括至少一个电压源。信号发生器设备118可以包括从由如下构成的组中选择的至少一个功能发生器:至少一个方波发生器和至少一个正弦波发生器。信号发生器设备118可以包括至少一个快速转变方波振荡器,该至少一个快速转变方波振荡器包括一个或多个施密特触发器。信号发生器设备118可以是测量电子设备的一部分和/或可以被连接到手持医疗设备112的测量电子设备。信号发生器设备118可以是测量电子设备的一部分,例如评估设备的一部分,或者可以被设计为分离的设备。

激励电压信号114被施加到具有预定的或预先限定的电阻值的至少一个基准电阻器116。基准电阻可以是从多个基准测量确定的(特别是预定的)平均值。基准电阻器116可以例如被直接地或通过电线路连接到电源110的至少一个电接触。电源110可以包括两个电接触,其中第一电接触可以至少被连接到基准电阻器116,并且第二电接触可以被连接到地。基准电阻器116可以被连接到信号发生器设备118的至少一个输出端子。基准电阻器116被与电源110串联布置。例如,基准电阻器116可以包括第一电接触,该第一电接触可以例如被直接地或者被使用电线路间接地连接到信号发生器设备118的输出端子。基准电阻器116可以包括第二电接触,该第二电接触可以例如被直接地或者被使用电线路间接地连接到电源110的至少一个电接触。信号发生器118可以通过基准电阻器116连接到电源110。例如,基准电阻器116可以具有56Ω的电阻。

在步骤c)中,测量电源110的响应信号。如在上面概述那样,基准电阻器116和电源110被串联布置。如果激励电压信号114被施加到基准电阻器,则电流流动通过电阻器116并且从电阻器116流动到电源110。可以通过使用至少一个的至少一个测量单元120来测量响应信号。测量单元120可以包括至少一个响应信号检测器,例如至少一个信号分析器和/或至少一个示波器。响应信号可以是电流响应信号,其中可以使用电流到电压转换器来确定测量的响应电压。在图1中,测量单元120可以是具有10MΩ输入的示波器。

在步骤d)中,特别是通过使用至少一个评估设备122,确定来自响应信号的信号侧部,并且根据信号侧部的形状和高度中的一个或这两者来确定欧姆信号部分。如在上面概述的那样,使用具有快速转变侧部的DC电压信号允许分离欧姆信号部分和虚部信号部分。响应信号可以包括欧姆信号部分和由于电源的电容性部分的非欧姆信号部分。通过分析响应信号的信号形状和信号高度中的一个或这两者,可以确定欧姆信号部分。可以通过对激励电压信号114的形状和/或高度和响应信号的形状和/或高度进行比较来确定欧姆信号部分。响应信号可以包括至少一个信号侧部,特别是至少一个上升信号侧部。通过对感应的方波或正弦电压信号进行表征,可以从响应信号的信号侧部确定欧姆信号部分。特别是,通过分析响应信号的信号形状和信号高度中的一个或这两者,响应信号的实部部分和虚部部分的分离可以是可能的。步骤d)可以包括确定与激励电压信号的感应的信号形状和/或高度的至少一个偏差和/或差异。特别是,可以确定与感应的信号形状和/或高度的偏差和/或差异。发现的是与激励电压信号相比,响应信号呈现出由于在电源处的电压降的垂直下降以及随后的由于来自电源的电容性部分的充电集成的上升的信号侧部,在下面被标明为上升信号侧部。电压降可能产生自系统电阻的存在。电压降可以是可观察到的电压改变。例如,电压可以示出从5%到50%的与高值的偏差。系统电阻检测还可以检测到可能影响系统性能的快速的电阻改变瞬态。可以通过确定电压降值(即在上升信号侧部的起始处的电压值)来标识响应信号的欧姆信号部分。

在步骤e)中,特别是通过使用评估设备122来根据欧姆信号部分确定电源110的系统电阻。具体地,电源的系统电阻R

其中,U

图2示出示例性的测量的响应信号,特别是作为以μs为单位的时间t的函数的以mV为单位的电压U。如在图2中示出的响应信号具有上升的信号侧部,其在U

图3示出将系统电阻测量电路124实现到手持医疗设备112中的实施例。手持医疗设备112可以包括:至少一个电源电路126,其被配置用于向手持医疗设备112的至少一个元件128提供电力;以及至少一个系统电阻测量电路124,其被配置用于确定系统电阻。系统电阻测量电路124可以包括电源110和连接到信号发生器设备118并且连接到测量单元120的基准电阻器116。在图3中示出的实施例中,电源110包括:电池供给和接触电阻;包括在接触端子上的可能的腐蚀的线路电阻;保险丝,其也产生电阻并且可能导致电压降;以及降低电池容量的在电池本身中的内部电阻,这可能导致差的性能。在图3中示出的实施例中,信号发生器设备118和测量单元120可以被体现为手持医疗设备112的微处理器128。微处理器及其子系统可以被适配为控制手持医疗设备112的进一步的组件130,其中在图3中指示去往进一步的组件130的管脚。例如,在手持医疗设备是仪表的情况下,进一步的组件130可以包括用户接口、血液或样本测量以及其它功能。参考标号132是在微处理器128上的通用I/O管脚的表示。

测量单元120可以被适配为检测响应于激励电压信号114而生成的响应信号。测量单元120和评估设备122可以被设计为微处理器128的组件。评估设备122可以被配置为评估响应。评估设备122可以是或者可以包括一个或多个集成电路(诸如一个或多个专用集成电路(ASIC))和/或一个或多个数据处理设备(诸如一个或多个计算机,优选地为一个或多个微型计算机和/或微控制器)。可以包括附加的组件,诸如一个或多个预处理设备和/或数据获取设备,诸如用于接收和/或预处理电极信号的一个或多个设备,诸如一个或多个转换器和/或一个或多个滤波器。进一步地,评估设备122可以包括一个或多个数据存储设备。进一步地,如在上面概述的那样,评估设备122可以包括一个或多个接口,诸如一个或多个无线接口和/或一个或多个线捆接口。评估设备122可以包括至少一个模拟到数字转换器(ADC)134。例如,ADC 134可以是10到12比特的ADC。系统电阻测量电路124可以包括进一步的ADC135,如在图8中示出。该进一步的ADC 135可以被用于确定激励电压信号U

手持医疗设备112可以包括至少一个开关元件136。例如,在图3的实施例中,开关元件可以是至少一个场效应晶体管(FET),其被适配为分离电源电路126和系统电阻测量电路124和/或在电源电路126和系统电阻测量电路124之间切换。手持医疗设备112可以被适配为在至少两种操作模式下工作。在第一操作模式中,手持医疗设备112可以被适配为确定系统电阻,并且在第二操作模式中,手持医疗设备112的电源110可以被适配为向手持医疗设备112的至少一个元件130提供电力。使用如在I/O管脚和开关元件136之间找到的已知的基准电阻器116,可以确定系统电阻。有利地,所要求的接口、ADC、I/O管脚、基准电阻器116、开关元件136是以低成本可获得的组件。

图4A至图4F示出利用测试中的AAA电池和具有R

图4C和图4F示出针对在相同的AAA电池的情况下但是具有弯折接触的电源的响应信号,弯折接触模拟腐蚀的或不良的接触或电池的更高的内部电阻,这提高接触电阻并且缩短电池寿命。在上升的侧部的起始处的电压值被确定为U

与在非弯折接触的情况下的系统电阻相比,观察到5.7Ω的附加的系统电阻,这将显著缩短电池的“寿命”。具体地,即使标明为电池的“寿命”,实际上电池本身将不受影响,但是由于由弯折接触引发的更高的IR下降,与预期相比被供给的系统将更快地关机。其它测量示例示出由于由老化、腐蚀等引起的增加的内部电阻而构建的真实的系统电阻。可以利用类似的测试设置来执行对EDLC的系统电阻的确定。例如,可以在EDLC的使用期间测量内部电阻以表征EDLC的状况。

图5示出将系统电阻测量电路124实现到手持医疗设备112中的进一步的实施例。电源110可以包括至少一个电池或至少一个EDLC作为电力源。如在图3中那样,手持设备112可以包括系统电阻测量电路124和一个电源电路126。在图5中,电源110可以被实现为手持医疗设备中的备用电源。主电源在图5中被标明为VCC。主电源和备用电源是通过使用被标明为D2的二极管138而分离的。在图5的实施例中,系统电阻测量电路124和该一个电源电路126可以是通过使用被标明为D1的二极管138而分离的。关于在图5中示出的进一步的组件的描述,参照图3的描述。

图6示出将系统电阻测量电路124实现到手持医疗设备112中的进一步的实施例。在图6的实施例中,手持医疗设备112可以被体现为胰岛素泵。手持医疗设备可以包括主电力源139,并且电源110可以被体现为备用电源。该实施例中的系统电阻测量电路124可以被适配为确定包括双电层电容器的电源110的系统电阻,双电层电容器可以在电池的改变期间被用作为电力备用,特别是用作为用于实时时钟的备用,或者甚至在电池电力故障期间用作为电力备用以警示用户单元存在问题,例如可以警示用户泵没有在递送胰岛素的在胰岛素泵中的电池或电力故障。如在图3中那样,手持医疗设备112可以包括开关元件136,诸如模拟开关或FET,其被适配为将系统电阻测量电路124与可以是用以对手持医疗设备和EDLC供给能量的标准设置的电源电路126分离。更进一步地,手持医疗设备112可以包括实时时钟(RTC)140,其需要恒定的电力以便保持时钟运行。这对于例如使用时钟来按规定进度对基础和餐时设置(bolus and basal settings)安排时间的胰岛素泵用户而言可能是至关重要的。故障或偏离可能导致这些剂量施用的错误定时。在图6中利用参考标号142指示了如下的电力故障:其中EDLC将即刻地接替电源以警示用户产品存在问题。如在上面描述的 那样,基准电阻器116可以被用于计算通过电源110的响应信号的高度。系统电阻可以包括:对于EDLC的完全连接以及所有的接触电阻;包括在接触端子上的可能的腐蚀的线路电阻;连接到EDLC的其它电子组件,其也产生电阻并且导致电压降;以及在EDLC本身中的内部电阻,其降低EDLC的容量,这可能导致差的性能和短路。

图7A和图7B示出在理想的工作EDLC的情况下在室温下(由参考标号144标明)、在加热期间(由参考标号146标明)以及在加热之后(由参考标号148标明)针对两种类型的EDLC的以Ω为单位的系统电阻的实验结果。使用如图1中的实验设置,其中图1的电源110被由如下的两种类型的EDLC更换:CG 5.5V 1.0F和XH141,这两者都是从Seiko(精工)可获得的。EDLC的响应信号是在室温(即25℃)下测量的,然后被加热到约50℃,并且然后冷却回室温。图7A示出针对CG 5.5V 1.0F类型的七个EDLC的实验结果,并且图7B示出针对XH141类型的五个EDLC的实验结果。在两个图中,示出在加热之前、在加热期间和在加热之后的作为EDLC数目的函数的以℃为单位的温度T。在第一室温测量期间,参见条144,可以观察到,对于CG 5.5V 1.0F而言从一个起内部电阻相差达到0.5Ω(参见图7A中的条144),或者对于XH141而言相差达到5Ω(参见图7B中的条144)。这将指示在其电气规范内操作的EDLC。这种类型的测量可以被用于在安装之前对EDLC评定质量。当EDLC被加热到50℃时(参见图7A和图7B中的条146),EDLC生成高的内部电阻或者不再充当电容器。在第二室温测量下在加热循环之后的测量(参见条148)示出非常高的剩余内部电阻或者EDLC已经由于加热而被破坏,并且不能够确定测量值。在加热之后一些电容器不具有可以被确定的测量值,因为它们已经成为短路并且绝对不再递送内部电阻或电容。短路可以引起快速的电池放电、发热以及例如针对用于的可能的危险情况,如果使用可能生成大量的电流和热的作为锂聚合物电池的这样的能量源的话。

在电池或电容器源上使用脉冲测量示出在生产的时点和产品寿命期间检测负面的改变方面的许多优点。这种类型的测量策略不要求昂贵的电子硬件或软件支持。使用这种技术还可以降低对于患者的风险,其可能是由泄漏的超级电容、不良的电池接触点以及还有检测容量的方式引起的。

参考标号列表

110电源

112手持医疗设备

114激励电压信号

116基准电阻器

118信号发生器设备

120测量单元

122评估设备

124系统电阻测量电路

126电源电路

128微处理器

130进一步的组件

132I/O管脚

134 ADC

135进一步的ADC

136开关元件

138二极管

139主电力源

140实时时钟

142电力故障

144条

146条

148条。

相关技术
  • 用于确定手持医疗设备的系统电阻的方法
  • 用于确定电池系统中的电阻器的电阻值的方法和装置
技术分类

06120112264268