專利名稱：一種控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用輸液泵自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制自動(dòng)輸液 液滴滴速的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的液滴滴速自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)液滴滴速的檢測(cè)，是在莫非氏管兩側(cè)設(shè) 置發(fā)光管和光電接收管，當(dāng)有液滴滴過(guò)時(shí)，光電接收管接收到的光信號(hào)變?nèi)?，此時(shí)，光電接 收管的輸出電信號(hào)經(jīng)高低電平的判別和調(diào)整，就會(huì)得到表示液滴經(jīng)過(guò)該光電檢測(cè)區(qū)間的低 電平脈沖，根據(jù)該低電平脈沖的寬度，就可以得出液滴的滴速。在現(xiàn)有技術(shù)方案，光電接收 管在液滴滴落過(guò)程中，其輸出的信號(hào)會(huì)因液滴對(duì)光路的折射而含有雜波，該輸出信號(hào)在其 后級(jí)的濾波、高低電平判別的過(guò)程中，其含有的雜波被判別為高電平的部分混在表示液滴 滴過(guò)的低電平脈沖信號(hào)中，使得處理單元對(duì)液滴滴速的處理精度不高?，F(xiàn)有技術(shù)的該部分的不足之處，已有公開(kāi)號(hào)為CN1359732A的專利對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)， 其改進(jìn)的方案是對(duì)表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖信號(hào)中混有的高電平雜波，在表示液滴滴 落的下降沿到來(lái)時(shí)，同時(shí)打開(kāi)一內(nèi)部延時(shí)器，在延時(shí)器設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，關(guān)閉外部中斷以屏蔽 高電平雜波，這種方案可以解決一部分問(wèn)題，但對(duì)于表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖信號(hào)，其混 雜的高電平脈沖分布不均勻，并且，表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖信號(hào)在滴速調(diào)整的過(guò)程中 其脈寬是動(dòng)態(tài)變化的，對(duì)該方案的延時(shí)器設(shè)定時(shí)間是否相應(yīng)地動(dòng)態(tài)調(diào)整，該專利沒(méi)有公開(kāi) 相應(yīng)的說(shuō)明，就限制了其應(yīng)用的范圍。公開(kāi)號(hào)為CN1359732A的專利公布了其對(duì)于液滴滴速的反饋調(diào)整是根據(jù)當(dāng)前液滴 的滴速值和設(shè)定值之間的差做出的，該種調(diào)整方法每次滴下液滴時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)對(duì)下次滴速 做出調(diào)整，當(dāng)突發(fā)地某一次液滴滴速異常時(shí)，反饋系統(tǒng)就會(huì)有較大的調(diào)整幅度，從而對(duì)以后 的液滴滴速產(chǎn)生不利的影響，使得系統(tǒng)的調(diào)整過(guò)程不穩(wěn)定。另外，現(xiàn)有的技術(shù)方案中，對(duì)于輸液液滴速度的控制是通過(guò)設(shè)置一可壓迫輸液軟 管的動(dòng)力裝置實(shí)現(xiàn)的，該動(dòng)力裝置的電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中如果卡死，也會(huì)對(duì)輸液過(guò)程產(chǎn)生大 的危害。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，本發(fā)明提出一種控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，包括步驟A，液滴滴速采樣的步驟，步驟B，液 滴滴速處理的步驟；
步驟Al 液滴檢測(cè)電路的發(fā)光管發(fā)射檢測(cè)光信號(hào)，然后光電接收管接收并比較輸出檢 測(cè)信號(hào)，清除控制單元的采樣時(shí)間存儲(chǔ)區(qū)并配置一定時(shí)器；
步驟A2:在控制單元，配置光電接收管的輸出檢測(cè)信號(hào)為下降沿觸發(fā)中斷，當(dāng)下降沿 觸發(fā)中斷產(chǎn)生時(shí)，讀取該定時(shí)器的時(shí)間信息為采樣時(shí)間，進(jìn)入步驟A3 ；步驟A3 控制單元根據(jù)步驟A2中讀取的采樣時(shí)間與采樣時(shí)間t2進(jìn)行差值比較，如果 該差值小于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則返回到步驟Α2中，繼續(xù)等待下降沿觸發(fā)中斷事 件產(chǎn)生，如果該差值大于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則處理步驟Α4 ；
步驟Α4 在控制單元，配置光電接收管的輸出檢測(cè)信號(hào)為上升沿觸發(fā)中斷，記錄步驟 Α2中所述的采樣時(shí)間tl，當(dāng)上升沿中斷產(chǎn)生時(shí)，讀取該定時(shí)器的時(shí)間信息為采樣時(shí)間，進(jìn) 入步驟A5 ；
步驟A5 控制單元根據(jù)步驟A4中讀取的采樣時(shí)間與與采樣時(shí)間tl進(jìn)行差值比較，如 果該差值小于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則返回到步驟Α4中，繼續(xù)等待上升沿觸發(fā)中斷 時(shí)間產(chǎn)生，如果該差值大于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則處理步驟Α6 ；
步驟Α6 控制單元記錄步驟Α5中所述的采樣時(shí)間t2，進(jìn)入步驟Α7;
步驟A7 控制單元計(jì)算采樣時(shí)間t2與采樣時(shí)間tl的差值，如果該差值小于第二雜波 判定時(shí)間閾值Δ Τ2，則返回到步驟Α2中，如果該差值大于第二雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ2，則 處理步驟Α8;
步驟Α8 控制單元計(jì)算當(dāng)前采樣時(shí)間tl和上一次采樣時(shí)間tl的差值，如果該差值小 于第三雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ3，則返回到步驟Α2中，如果該差值大于第三雜波判定時(shí)間閾 值Δ Τ3，則記錄該時(shí)間差值，則處理步驟Α9;
步驟Α9 控制單元并根據(jù)該差值計(jì)算出液滴滴速值，完成一次液滴滴速采樣的流程；
所述的步驟B包括
步驟Bl 控制單元根據(jù)步驟A完成的一次液滴滴速采樣流程，將步驟A中的液滴滴速 值插入于滴速存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，并重復(fù)該過(guò)程直到所述的滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中至少具有三組液 滴滴速值時(shí)，則進(jìn)入步驟Β2;
步驟Β2 控制單元根據(jù)滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中此時(shí)液滴滴速值，算出該組液滴滴速值的平均 值并記錄其為滴速平均值Ll ；當(dāng)又一次液滴滴速采樣流程完成后，將該次流程產(chǎn)生的液滴 滴速值插入所述滴速存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，并根據(jù)滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中此時(shí)液滴滴速值，算出該組 液滴滴速值的平均值并記錄其為滴速平均值L2，進(jìn)入步驟Β3 ；
步驟Β3 控制單元計(jì)算滴速平均值L2和滴速平均值Ll的差值，如果該差值大于設(shè)定 的滴速穩(wěn)定閾值A(chǔ)L，則記錄液滴滴速狀態(tài)為不穩(wěn)定，并返回到步驟Β2中的等待一次液滴 滴速采樣流程完成的處理流程，如果該差值小于滴速穩(wěn)定閾值Δ L，則記錄液滴滴速狀態(tài)為 穩(wěn)定后，進(jìn)入步驟Β4;
步驟Β4 控制單元根據(jù)預(yù)先設(shè)定的液滴滴速值SL與當(dāng)前滴速平均值L2的差值，以反 饋的方式調(diào)整舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速，并返回到步驟Β2中的等待一次液滴滴速采樣流 程完成的處理流程，直到該差值趨近于0。 進(jìn)一步的，步驟Β4所述的以反饋的方式調(diào)整舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速的處理，包 括以下步驟
步驟Β41 在控制單元，配置系統(tǒng)時(shí)鐘SysTick為定時(shí)時(shí)鐘，并設(shè)定該定時(shí)時(shí)鐘每Ims 產(chǎn)生一次中斷，配置一輸出端口為比例舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制端口，配置一 AD輸入端口為比例舵機(jī) 電流采樣端口，配置一舵機(jī)周期時(shí)間計(jì)數(shù)器；
步驟Β42 舵機(jī)周期時(shí)間計(jì)數(shù)器根據(jù)定時(shí)時(shí)鐘每Ims其計(jì)數(shù)值加1，直到計(jì)數(shù)值為20 時(shí)，該計(jì)數(shù)器清零并根據(jù)步驟Β5中所述的當(dāng)前滴速平均值的差值，以查表的方式得出比例舵機(jī)的轉(zhuǎn)角調(diào)整區(qū)間，根據(jù)該轉(zhuǎn)角調(diào)整區(qū)間控制比例舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制端口輸出一個(gè)0-2ms的 高電平脈沖，調(diào)整比例舵機(jī)的轉(zhuǎn)角，并一直重復(fù)該步驟B42的處理。更進(jìn)一步的，在所述步驟B41之后，還包括處理比例舵機(jī)電機(jī)卡死的步驟B42’ 步驟B421’ 控制單元通過(guò)舵機(jī)電流取樣電路對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行AD采樣，進(jìn)入步驟
B422，；
步驟B422’ 步驟B41的定時(shí)時(shí)鐘每產(chǎn)生一次中斷，控制單元讀取一次AD寄存器中的 采樣值，并將該采樣值插入電流值存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，直到該隊(duì)列滿元素時(shí)，控制單元計(jì)算該 次更新后的隊(duì)列中一組元素的平均值，得出比例舵機(jī)當(dāng)前的電流值，判斷如果該電流值小 于比例舵機(jī)正常工作電流的閾值，則重復(fù)步驟步驟B42’的處理，如果該電流值大于比例舵 機(jī)正常工作電流的閾值，則立即發(fā)出電機(jī)卡死或短路的警報(bào)。進(jìn)一步的，所述的第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，其時(shí)值是ιοομ S。進(jìn)一步的，所述的第二雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ2，其時(shí)值是200 μ S。進(jìn)一步的，所述的液滴檢測(cè)電路包括設(shè)置在莫非氏管對(duì)稱兩側(cè)的一發(fā)光管和一 光電接收管和檢測(cè)信號(hào)處理電路，該檢測(cè)信號(hào)處理電路接于所述的光電接收管和控制單元 之間，所述的控制單元連接并驅(qū)動(dòng)所述的發(fā)光管發(fā)光，所述的檢測(cè)信號(hào)處理電路依次是由 帶通濾波電路和電平轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)構(gòu)成，該帶通濾波電路的輸入端接于光電接收管的信號(hào) 輸出端，所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端具有一電平匹配電位器，用以調(diào)節(jié)從帶通濾波電路輸 出信號(hào)的電平大小，實(shí)現(xiàn)電平匹配，該電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端接于控制單元的液滴采樣信 號(hào)輸入端。更進(jìn)一步的，所述的控制單元連接并驅(qū)動(dòng)所述的發(fā)光管發(fā)光，該控制單元是以PWM 的形式發(fā)送一固定頻率的脈沖波來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光管周期性發(fā)光。進(jìn)一步的，所述的舵機(jī)電流取樣電路的檢測(cè)端的取樣電阻串接在比例舵機(jī)的供電 回路上，其輸出端接所述控制單元的AD輸入端口。更進(jìn)一步的，所述的舵機(jī)電流取樣電路依次是由電阻取樣電路、電壓濾波和跟隨 電路、濾波放大電路和電平轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)構(gòu)成，所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出電平接控制單元 的AD輸入端口。進(jìn)一步的，所述的舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速的實(shí)現(xiàn)方式是舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括 一擋板、一輸液軟管固定槽、一偏心輪、一比例舵機(jī)，比例舵機(jī)的信號(hào)端接所述控制單元的 控制端口，輸液軟管設(shè)置于輸液軟管固定槽內(nèi)，控制單元發(fā)出的脈沖寬度對(duì)該比例舵機(jī)的 轉(zhuǎn)角進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)調(diào)整，而迫使偏心輪切面和擋板的位置改變，從而壓緊和松開(kāi)位于固定 槽內(nèi)的輸液軟管。本發(fā)明通過(guò)采用上述技術(shù)方案，具有的有益效果是
1.通過(guò)檢測(cè)所有脈沖的脈寬并放棄對(duì)低脈寬脈沖進(jìn)行處理的方法，對(duì)于表示液滴滴 過(guò)的低電平脈沖信號(hào)之中混雜的不均勻分布的高電平脈沖雜波，可將其徹底濾除，提高了 液滴滴速采樣的精度；
2.通過(guò)將每次液滴滴速的值和前面幾次測(cè)得的液滴滴速值求平均值，將該平均值和預(yù) 先設(shè)定值的差值作為反饋滴速調(diào)整的根據(jù)，當(dāng)突發(fā)地某一次液滴滴速異常時(shí)，反饋系統(tǒng)是 平緩的小幅度調(diào)整，系統(tǒng)的調(diào)整過(guò)程更加穩(wěn)定。3.通過(guò)對(duì)壓迫輸液軟管的動(dòng)力裝置的工作電流實(shí)時(shí)監(jiān)控，該動(dòng)力裝置的電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中卡死時(shí)，則立即發(fā)出警報(bào)信息，增加了輸液過(guò)程的安全性。


圖1是本發(fā)明的液滴滴速采樣流程示意圖。圖2是本發(fā)明的液滴滴速處理流程示意圖。圖3是本發(fā)明一優(yōu)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本發(fā)明的檢測(cè)信號(hào)處理電路一實(shí)施例的原理圖。圖5是本發(fā)明的舵機(jī)電流取樣電路一實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。一種控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，包括步驟A，液滴滴速采樣的步驟，步驟 B，液滴滴速處理的步驟。其中，步驟A所述的液滴滴速采樣步驟的流程圖如附圖1所示，其包括
步驟Al 液滴檢測(cè)電路的發(fā)光管發(fā)射檢測(cè)光信號(hào)，然后光電接收管接收并比較輸出檢 測(cè)信號(hào)，清除控制單元的采樣時(shí)間存儲(chǔ)區(qū)并配置一定時(shí)器；
步驟A2:在控制單元，配置光電接收管的輸出檢測(cè)信號(hào)為下降沿觸發(fā)中斷，當(dāng)下降沿 觸發(fā)中斷產(chǎn)生時(shí)，讀取該定時(shí)器的時(shí)間信息為采樣時(shí)間，進(jìn)入步驟A3 ；
步驟A3 控制單元根據(jù)步驟A2中讀取的采樣時(shí)間與采樣時(shí)間t2進(jìn)行差值比較，如果 該差值小于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則返回到步驟Α2中，繼續(xù)等待下降沿觸發(fā)中斷事 件產(chǎn)生，如果該差值大于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則處理步驟Α4 ；
步驟Α4:在控制單元，配置光電接收管的輸出檢測(cè)信號(hào)為上升沿觸發(fā)中斷，記錄步驟 Α2中所述的采樣時(shí)間tl，當(dāng)上升沿中斷產(chǎn)生時(shí)，讀取該定時(shí)器的時(shí)間信息為采樣時(shí)間，進(jìn) 入步驟A5 ；
步驟A5 控制單元根據(jù)步驟A4中讀取的采樣時(shí)間與與采樣時(shí)間tl進(jìn)行差值比較，如 果該差值小于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則返回到步驟Α4中，繼續(xù)等待上升沿觸發(fā)中斷 時(shí)間產(chǎn)生，如果該差值大于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則處理步驟Α6 ； 步驟Α6 控制單元記錄步驟Α5中所述的采樣時(shí)間t2，進(jìn)入步驟Α7; 步驟A7 控制單元計(jì)算采樣時(shí)間t2與采樣時(shí)間tl的差值，如果該差值小于第二雜波 判定時(shí)間閾值Δ T2，則返回到步驟A2中，如果該差值大于第二雜波判定時(shí)間閾值Δ T2，則 處理步驟Α8;
步驟Α8 控制單元計(jì)算當(dāng)前采樣時(shí)間tl和上一次采樣時(shí)間tl的差值，如果該差值小 于第三雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ3，則返回到步驟Α2中，如果該差值大于第三雜波判定時(shí)間閾 值Δ Τ3，則記錄該時(shí)間差值，則處理步驟Α9;
步驟Α9 控制單元并根據(jù)該差值計(jì)算出液滴滴速值，完成一次液滴滴速采樣的流程； 在該步驟A中，對(duì)于表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖信號(hào)之中混雜的不均勻分布的高電平 脈沖雜波，該高電平脈沖雜波的數(shù)目即使是兩個(gè)以上，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖雜波出現(xiàn)時(shí)，在步驟Α4 中會(huì)根據(jù)其上升沿記錄其出現(xiàn)的時(shí)間值，該第一個(gè)脈沖雜波消失時(shí)，在步驟Α2中會(huì)根據(jù)其 下降沿記錄其消失的時(shí)間值，該第一個(gè)脈沖雜波得出現(xiàn)的時(shí)間值和消失的時(shí)間值的差值，就可以表示其脈沖寬度，在所述步驟A3中判斷該差值小于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，就 判斷出該第一個(gè)脈沖雜波的脈沖是干擾脈沖，放棄對(duì)其進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)而等待下一個(gè)高電平 脈沖雜波或表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖信號(hào)的上升沿到來(lái)，而表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖 信號(hào)的低電平脈沖寬度即使大于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，只要其小于第二雜波判定時(shí) 間閾值Δ Τ2，就可以判斷該低電平脈沖也是干擾脈沖，依舊放放棄對(duì)其進(jìn)行處理。這樣，就 可以依次判斷出所有的脈沖雜波并一一濾除，而真正可檢測(cè)的表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖 信號(hào)末尾的下降沿到來(lái)時(shí)，在所述步驟Α9中判斷差值大于第三雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ3，讀 取其到來(lái)的時(shí)間值tl，該時(shí)間值和步驟Α4中記錄的時(shí)間值的差值，根據(jù)該差值就可以計(jì)算 出液滴滴速值。其中，步驟B所述的液滴滴速處理步驟的流程圖如附圖2所示，其包括
步驟Bl 控制單元根據(jù)步驟A完成的一次液滴滴速采樣流程，將步驟A中的液滴滴速 值插入于滴速存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，并重復(fù)該過(guò)程直到所述的滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中至少具有三組液 滴滴速值時(shí)，則進(jìn)入步驟B2;
步驟B2:控制單元根據(jù)滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中此時(shí)液滴滴速值，算出該組液滴滴速值的平均 值并記錄其為滴速平均值Ll ；當(dāng)又一次液滴滴速采樣流程完成后，將該次流程產(chǎn)生的液滴 滴速值插入所述滴速存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，并根據(jù)滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中此時(shí)液滴滴速值，算出該組 液滴滴速值的平均值并記錄其為滴速平均值L2，進(jìn)入步驟B3 ；
步驟B3 控制單元計(jì)算滴速平均值L2和滴速平均值Ll的差值，如果該差值大于設(shè)定 的滴速穩(wěn)定閾值Δ L，則記錄液滴滴速狀態(tài)為不穩(wěn)定，并返回到步驟Β2中的等待一次液滴 滴速采樣流程完成的處理流程，如果該差值小于滴速穩(wěn)定閾值Δ L，則記錄液滴滴速狀態(tài)為 穩(wěn)定后，進(jìn)入步驟Β4;
步驟Β4 控制單元根據(jù)預(yù)先設(shè)定的液滴滴速值SL與當(dāng)前滴速平均值L2的差值，以反 饋的方式調(diào)整舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速，并返回到步驟Β2中的等待一次液滴滴速采樣流 程完成的處理流程，直到該差值趨近于0 ；
在該步驟B中，通過(guò)步驟Β2所述的將每次液滴滴速的值和前面幾次測(cè)得的液滴滴速值 求平均值，以及步驟Β4所述的將步驟Β2中的平均值和一預(yù)先設(shè)定值的差值作為反饋滴速 調(diào)整的根據(jù)，當(dāng)突發(fā)地某一次液滴滴速異常時(shí)，控制單元先根據(jù)步驟Β3所述的記錄液滴滴 速狀態(tài)為不穩(wěn)定的處理方法，判斷液滴滴速為穩(wěn)定后才進(jìn)一步根據(jù)步驟Β4的所述的判斷 結(jié)果對(duì)滴速作小幅度調(diào)整，而一般情況下的液滴滴速，其存在的小范圍誤差則不屬于滴速 調(diào)整范圍，這樣液滴滴速的調(diào)整過(guò)程更加穩(wěn)定。作為一優(yōu)選的實(shí)施方式，步驟Β4所述的以反饋的方式調(diào)整舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變 滴速的處理，包括以下步驟
步驟Β41 在控制單元，配置系統(tǒng)時(shí)鐘SysTick為定時(shí)時(shí)鐘，并設(shè)定該定時(shí)時(shí)鐘每Ims 產(chǎn)生一次中斷，配置一輸出端口為比例舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制端口，配置一 AD輸入端口為比例舵機(jī) 電流采樣端口，配置一舵機(jī)周期時(shí)間計(jì)數(shù)器；
步驟Β42 舵機(jī)周期時(shí)間計(jì)數(shù)器根據(jù)定時(shí)時(shí)鐘每Ims其計(jì)數(shù)值加1，直到計(jì)數(shù)值為20 時(shí)，該計(jì)數(shù)器清零并根據(jù)步驟Β5中所述的當(dāng)前滴速平均值的差值，以查表的方式得出比例 舵機(jī)的轉(zhuǎn)角調(diào)整區(qū)間，根據(jù)該轉(zhuǎn)角調(diào)整區(qū)間控制比例舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制端口輸出一個(gè)0-2ms的 高電平脈沖，調(diào)整比例舵機(jī)的轉(zhuǎn)角，并一直重復(fù)該步驟B42的處理。
作為本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述步驟B41之后，還進(jìn)一步地包括處理比例 舵機(jī)電機(jī)卡死的步驟B42’，其方案是由如下的步驟B421’和步驟B422’構(gòu)成
步驟B421’ 控制單元通過(guò)舵機(jī)電流取樣電路對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行AD采樣，進(jìn)入步驟 B422，；
步驟B422’ 步驟B41的定時(shí)時(shí)鐘每產(chǎn)生一次中斷，控制單元讀取一次AD寄存器中的 采樣值，并將該采樣值插入電流值存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，直到該隊(duì)列滿元素時(shí)，控制單元計(jì)算該 次更新后的隊(duì)列中一組元素的平均值，得出比例舵機(jī)當(dāng)前的電流值，判斷如果該電流值小 于比例舵機(jī)正常工作電流的閾值，則重復(fù)步驟步驟B42’的處理，如果該電流值大于比例舵 機(jī)正常工作電流的閾值，則立即發(fā)出電機(jī)卡死或短路的警報(bào)。優(yōu)選的，所述的第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，其時(shí)值是100μ S。優(yōu)選的，所述的第二雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ2，其時(shí)值是200 μ s。以上的雜波判定時(shí)間閾值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更改，上述數(shù)值為實(shí)際應(yīng)用中的 優(yōu)選參數(shù)。參照附圖3和附圖4所示，本發(fā)明的液滴檢測(cè)電路的一優(yōu)選實(shí)施例如下液滴檢 測(cè)電路1包括設(shè)置在莫非氏管對(duì)稱兩側(cè)的一發(fā)光管101和一光電接收管102和檢測(cè)信號(hào) 處理電路103，該檢測(cè)信號(hào)處理電路1接于所述的光電接收管102和控制單元2之間，所述 的控制單元2連接并驅(qū)動(dòng)所述的發(fā)光管101發(fā)光。所述的檢測(cè)信號(hào)處理電路103依次是由 帶通濾波電路103Α和電平轉(zhuǎn)換電路10 串聯(lián)構(gòu)成，該帶通濾波電路103A的輸入端接于光 電接收管102的信號(hào)輸出端，其通帶頻率范圍是跟表示液滴滴過(guò)的脈沖頻率相當(dāng)，這樣，在 檢測(cè)處理的初級(jí)就可以濾除一部分的干擾雜波，提高了檢測(cè)的可靠性。所述電平轉(zhuǎn)換電路 10 的輸入端具有一電平匹配電位器，用以調(diào)節(jié)從帶通濾波電路輸出信號(hào)的電平大小，實(shí) 現(xiàn)電平匹配，該電平轉(zhuǎn)換電路1(X3B的輸出端接于控制單元2的液滴采樣信號(hào)輸入端。本發(fā)明的液滴檢測(cè)電路的上述優(yōu)選實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述的控制單元連接并驅(qū) 動(dòng)所述的發(fā)光管發(fā)光，該控制單元是以PWM的形式發(fā)送一固定頻率的脈沖波來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光管 周期性發(fā)光，這樣可以有效地降低外部環(huán)境對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾。參照附圖3和附圖5所示，本發(fā)明的舵機(jī)電流取樣電路4的檢測(cè)端的取樣電阻串 接在比例舵機(jī)的供電回路上，其輸出端接所述控制單元的AD輸入端口。參照附圖5所示，本發(fā)明的舵機(jī)電流取樣電路4的一優(yōu)選實(shí)施例，其依次是由電阻 取樣電路401、電壓濾波和跟隨電路402、濾波放大電路403和電平轉(zhuǎn)換電路404串聯(lián)構(gòu)成， 所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出電平接控制單元的AD輸入端口。本發(fā)明的舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速的實(shí)現(xiàn)方式，可以多種方式實(shí)現(xiàn)，如改變輸液 管管壁大小、改變藥瓶高度等。其一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案參照附圖3所示舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)3包 括一擋板301、一輸液軟管固定槽302、一偏心輪303、一比例舵機(jī)304，比例舵機(jī)304的信 號(hào)端接所述控制單元2的控制端口，輸液軟管設(shè)置于輸液軟管固定槽302內(nèi)，控制單元2發(fā) 出的脈沖寬度對(duì)該比例舵機(jī)304的轉(zhuǎn)角進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)調(diào)整，而迫使偏心輪303的切面和擋 板301的位置改變，從而壓緊和松開(kāi)位于固定槽內(nèi)302的輸液軟管。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明 白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì) 本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，包括步驟A，液滴滴速采樣的步驟，步驟B， 液滴滴速處理的步驟；其特征在于所述的步驟A包括步驟Al 液滴檢測(cè)電路的發(fā)光管發(fā)射檢測(cè)光信號(hào)，然后光電接收管接收并比較輸出檢 測(cè)信號(hào)，清除控制單元的采樣時(shí)間存儲(chǔ)區(qū)并配置一定時(shí)器；步驟A2:在控制單元，配置光電接收管的輸出檢測(cè)信號(hào)為下降沿觸發(fā)中斷，當(dāng)下降沿 觸發(fā)中斷產(chǎn)生時(shí)，讀取該定時(shí)器的時(shí)間信息為采樣時(shí)間，進(jìn)入步驟A3 ；步驟A3 控制單元根據(jù)步驟A2中讀取的采樣時(shí)間與采樣時(shí)間t2進(jìn)行差值比較，如果 該差值小于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則返回到步驟Α2中，繼續(xù)等待下降沿觸發(fā)中斷事 件產(chǎn)生，如果該差值大于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則處理步驟Α4 ；步驟Α4 在控制單元，配置光電接收管的輸出檢測(cè)信號(hào)為上升沿觸發(fā)中斷，記錄 步驟Α2中所述的采樣時(shí)間tl，當(dāng)上升沿中斷產(chǎn)生時(shí)，讀取該定時(shí)器的時(shí)間信息為采樣時(shí) 間，進(jìn)入步驟A5 ；步驟A5 控制單元根據(jù)步驟A4中讀取的采樣時(shí)間與與采樣時(shí)間tl進(jìn)行差值比 較，如果該差值小于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則返回到步驟A4中，繼續(xù)等待上升沿觸 發(fā)中斷時(shí)間產(chǎn)生，如果該差值大于第一雜波判定時(shí)間閾值Δ Tl，則處理步驟Α6 ；步驟Α6 控制單元記錄步驟Α5中所述的采樣時(shí)間t2，進(jìn)入步驟Α7;步驟A7 控制單元計(jì)算采樣時(shí)間t2與采樣時(shí)間tl的差值，如果該差值小于第二雜波 判定時(shí)間閾值Δ Τ2，則返回到步驟Α2中，如果該差值大于第二雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ2，則 處理步驟Α8;步驟Α8 控制單元計(jì)算當(dāng)前采樣時(shí)間tl和上一次采樣時(shí)間tl的差值，如果該差值小 于第三雜波判定時(shí)間閾值Δ Τ3，則返回到步驟Α2中，如果該差值大于第三雜波判定時(shí)間閾 值Δ Τ3，則記錄該時(shí)間差值，則處理步驟Α9;步驟Α9 控制單元并根據(jù)該差值計(jì)算出液滴滴速值，完成一次液滴滴速采樣的流程；所述的步驟B包括步驟Bl 控制單元根據(jù)步驟A完成的一次液滴滴速采樣流程，將步驟A中的液滴滴速 值插入于滴速存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，并重復(fù)該過(guò)程直到所述的滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中至少具有三組液 滴滴速值時(shí)，則進(jìn)入步驟Β2;步驟Β2:控制單元根據(jù)滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中此時(shí)液滴滴速值，算出該組液滴滴速值的平均 值并記錄其為滴速平均值Ll ；當(dāng)又一次液滴滴速采樣流程完成后，將該次流程產(chǎn)生的液滴 滴速值插入所述滴速存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，并根據(jù)滴速存儲(chǔ)隊(duì)列中此時(shí)液滴滴速值，算出該組 液滴滴速值的平均值并記錄其為滴速平均值L2，進(jìn)入步驟Β3 ；步驟Β3 控制單元計(jì)算滴速平均值L2和滴速平均值Ll的差值，如果該差值大于 設(shè)定的滴速穩(wěn)定閾值A(chǔ)L，則記錄液滴滴速狀態(tài)為不穩(wěn)定，并返回到步驟Β2中的等待一次 液滴滴速采樣流程完成的處理流程，如果該差值小于滴速穩(wěn)定閾值Δ L，則記錄液滴滴速狀 態(tài)為穩(wěn)定后，進(jìn)入步驟Β4 ；步驟Β4 控制單元根據(jù)預(yù)先設(shè)定的液滴滴速值SL與當(dāng)前滴速平均值L2的差值， 以反饋的方式調(diào)整舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速，并返回到步驟Β2中的等待一次液滴滴速采 樣流程完成的處理流程，直到該差值趨近于0。
2.如權(quán)利要求1所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于步驟Β4所述的以反饋的方式調(diào)整舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速的處理，包括以下步驟步驟B41 在控制單元，配置系統(tǒng)時(shí)鐘SysTick為定時(shí)時(shí)鐘，并設(shè)定該定時(shí)時(shí)鐘每Ims 產(chǎn)生一次中斷，配置一輸出端口為比例舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制端口，配置一 AD輸入端口為比例舵機(jī) 電流采樣端口，配置一舵機(jī)周期時(shí)間計(jì)數(shù)器；步驟B42 舵機(jī)周期時(shí)間計(jì)數(shù)器根據(jù)定時(shí)時(shí)鐘每Ims其計(jì)數(shù)值加1，直到計(jì)數(shù)值為20 時(shí)，該計(jì)數(shù)器清零并根據(jù)步驟B5中所述的當(dāng)前滴速平均值的差值，以查表的方式得出比例 舵機(jī)的轉(zhuǎn)角調(diào)整區(qū)間，根據(jù)該轉(zhuǎn)角調(diào)整區(qū)間控制比例舵機(jī)驅(qū)動(dòng)控制端口輸出一個(gè)0-2ms的 高電平脈沖，調(diào)整比例舵機(jī)的轉(zhuǎn)角，并一直重復(fù)該步驟B42的處理。
3.如權(quán)利要求2所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于在所述步驟B41 之后，還包括處理比例舵機(jī)電機(jī)卡死的步驟B42’ 步驟B421’ 控制單元通過(guò)舵機(jī)電流取樣電路對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行AD采樣，進(jìn)入步驟 B422，；步驟B422’ 步驟B41的定時(shí)時(shí)鐘每產(chǎn)生一次中斷，控制單元讀取一次AD寄存器中的 采樣值，并將該采樣值插入電流值存儲(chǔ)隊(duì)列的隊(duì)尾，直到該隊(duì)列滿元素時(shí)，控制單元計(jì)算該 次更新后的隊(duì)列中一組元素的平均值，得出比例舵機(jī)當(dāng)前的電流值，判斷如果該電流值小 于比例舵機(jī)正常工作電流的閾值，則重復(fù)步驟步驟B42’的處理，如果該電流值大于比例舵 機(jī)正常工作電流的閾值，則立即發(fā)出電機(jī)卡死或短路的警報(bào)。
4.如權(quán)利要求1所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于所述的第一雜 波判定時(shí)間閾值Δ Tl，其時(shí)值是100 μ S。
5.如權(quán)利要求1所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于所述的第二雜 波判定時(shí)間閾值Δ Τ2，其時(shí)值是200 μ s。
6.如權(quán)利要求1所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于所述的液滴檢 測(cè)電路包括設(shè)置在莫非氏管對(duì)稱兩側(cè)的一發(fā)光管和一光電接收管和檢測(cè)信號(hào)處理電路， 該檢測(cè)信號(hào)處理電路接于所述的光電接收管和控制單元之間，所述的控制單元連接并驅(qū)動(dòng) 所述的發(fā)光管發(fā)光，所述的檢測(cè)信號(hào)處理電路依次是由帶通濾波電路和電平轉(zhuǎn)換電路串聯(lián) 構(gòu)成，該帶通濾波電路的輸入端接于光電接收管的信號(hào)輸出端，所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸入 端具有一電平匹配電位器，用以調(diào)節(jié)從帶通濾波電路輸出信號(hào)的電平大小，實(shí)現(xiàn)電平匹配， 該電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端接于控制單元的液滴采樣信號(hào)輸入端。
7.如權(quán)利要求6所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于所述的控制單 元連接并驅(qū)動(dòng)所述的發(fā)光管發(fā)光，該控制單元是以PWM的形式發(fā)送一固定頻率的脈沖波來(lái) 驅(qū)動(dòng)發(fā)光管周期性發(fā)光。
8.如權(quán)利要求3所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于所述的舵機(jī)電 流取樣電路的檢測(cè)端的取樣電阻串接在比例舵機(jī)的供電回路上，其輸出端接所述控制單元 的AD輸入端口。
9.如權(quán)利要求8所述的控制自動(dòng)輸液泵液滴滴速的方法，其特征在于所述的舵機(jī)電 流取樣電路依次是由電阻取樣電路、電壓濾波和跟隨電路、濾波放大電路和電平轉(zhuǎn)換電路 串聯(lián)構(gòu)成，所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出電平接控制單元的AD輸入端口。
10.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)輸液泵液滴滴速控制裝置，其特征在于所述的舵機(jī)執(zhí) 行機(jī)構(gòu)來(lái)改變滴速的實(shí)現(xiàn)方式是舵機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一擋板、一輸液軟管固定槽、一偏心輪、一比例舵機(jī)，比例舵機(jī)的信號(hào)端接所述控制單元的控制端口，輸液軟管設(shè)置于輸液軟管 固定槽內(nèi)，控制單元發(fā)出的脈沖寬度對(duì)該比例舵機(jī)的轉(zhuǎn)角進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)調(diào)整，而迫使偏心 輪切面和擋板的位置改變，從而壓緊和松開(kāi)位于固定槽內(nèi)的輸液軟管。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)用輸液泵自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制自動(dòng)輸液液滴滴速的方法和裝置。本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)所有脈沖的脈寬并放棄對(duì)低脈寬脈沖進(jìn)行處理的方法，對(duì)于表示液滴滴過(guò)的低電平脈沖信號(hào)之中混雜的不均勻分布的高電平脈沖雜波，可將其徹底濾除，提高了液滴滴速采樣的精度；通過(guò)將每次液滴滴速的值和前面幾次測(cè)得的液滴滴速值求平均值，將該平均值和預(yù)先設(shè)定值的差值作為反饋滴速調(diào)整的根據(jù)，當(dāng)突發(fā)地某一次液滴滴速異常時(shí)，反饋系統(tǒng)是平緩的小幅度調(diào)整，系統(tǒng)的調(diào)整過(guò)程更加穩(wěn)定；通過(guò)對(duì)壓迫輸液軟管的動(dòng)力裝置的工作電流實(shí)時(shí)監(jiān)控，該動(dòng)力裝置的電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中卡死時(shí)，則立即發(fā)出警報(bào)信息，增加了輸液過(guò)程的安全性。
文檔編號(hào)A61M5/172GK102125709SQ201110095978
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者吳耀 申請(qǐng)人:泉州市銀星電子科技有限公司