一種輸液滴斗液面檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輸液滴斗液面檢測裝置，該裝置包括固定外殼和設置于固定外殼內的檢測電路單元，所述固定外殼套裝于輸液滴斗上；所述檢測電路單元包括紅外發(fā)射管與紅外接收管，輸液滴斗位于紅外發(fā)射管與紅外接收管之間；利用光的直線傳播與折射原理，用紅外探頭照射液面，發(fā)出脈沖信號，并用相應的接收裝置接收信號，對脈沖接收端接收的模擬信號進行采樣，根據(jù)接收到的模擬信號來檢測液面，從而獲得抗干擾能力強、低功耗的液面檢測效果。
【專利說明】一種輸液滴斗液面檢測裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種輸液滴斗液面檢測裝置。
【背景技術】
[0002]目前，液面檢測常采用接觸式和非接觸式兩種形式:接觸式如浮子式、壓力式、吹氣式等。這類檢測方法都是基于固定液箱液位檢測而設計，并且普遍存在以下缺陷:1)必須接觸被測液體或被測容器，不易于安裝，有可能對被測液體造成污染；2)輸出為模擬量電流或電壓，有些為機械指針顯示，不能用于遠程監(jiān)視；3)系統(tǒng)普遍適用于靜止液面測量，對于有人為干擾導致的波動液面測量不準；4) 一般液位檢測在使用一定時間后，由于傳感器和電子元件性能變化都會引起精度下降，多數(shù)沒有自校正功能。因此在對衛(wèi)生要求極其嚴格的醫(yī)療領域幾乎沒有應用價值；
[0003]非接觸式檢測方法如超聲波、紅外熱成像、激光檢測等。這類方法成本昂貴、功耗偏大、體積偏大，主要應用在軍工及全自動工業(yè)領域。目前尚無法應用在輕便的重力輸液管上。
實用新型內容
[0004]針對現(xiàn)有技術在實際醫(yī)療輸液滴斗液面檢測中存在體積過大，安裝不便，成本過高，無自動校正功能等問題，本實用新型提供了一種非接觸式、成本低廉、安裝方便、具有遠距離監(jiān)視、自動校正、能消除液面波動等功能的、智能化程度較高的液位檢測裝置。
[0005]一種輸液滴斗液面檢測裝置，包括固定外殼和設置于固定外殼內的檢測電路單兀，所述固定外殼套裝于輸液滴斗上；
[0006]所述檢測電路單元包括紅外發(fā)射管與紅外接收管，所述紅外發(fā)射管與紅外接收管對稱且平齊設置在輸液管滴斗的相對兩側，所述紅外發(fā)射管的正極通過第一上拉電阻Rl與第一直流電源相連，所述紅外發(fā)射管的負極與脈沖輸入端相連；所述紅外接收管的集電極通過第二上拉電阻R2與第二直流電源相連，所述紅外接收管的發(fā)射極接地，所述第二直流電源與地之間串聯(lián)有兩個電阻R3和R4，兩個電阻的串接點S與所述紅外接收管的集電極之間接有電容C，兩個電阻的串接點作為脈沖輸出端，輸液滴斗位于紅外發(fā)射管與紅外接收管之間。
[0007]所述檢測電路單元至少為兩個，每個分別設有脈沖輸入端和脈沖輸出端。
[0008]有益效果
[0009]本實用新型提供了一種輸液滴斗液面檢測裝置，該裝置包括固定外殼和設置于固定外殼內的紅外發(fā)射管與紅外接收管，輸液滴斗位于紅外發(fā)射管與紅外接收管之間；所述固定外殼套裝于輸液滴斗上；該裝置利用光的直線傳播與折射原理，用紅外探頭照射液面，發(fā)出固定頻率的紅外負窄脈沖信號，并用相應的接收裝置接收信號，對脈沖接收端接收的模擬信號進行采樣，根據(jù)接收到的模擬信號來檢測液面，從而獲得抗干擾能力強、低功耗的液面檢測效果。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型一種輸液滴斗液面檢測裝置結構示意圖一；
[0011]圖2為紅外發(fā)射管的波形示意圖；
[0012]圖3為輸液滴斗中液體位于參考液面上方時，紅外接收管的波形示意圖；
[0013]圖4為輸液滴斗中液體位于參考液面下方時，紅外接收管的波形示意圖；
[0014]圖5為均值濾波算法流程圖；
[0015]圖6為本實用新型一種輸液滴斗液面檢測裝置結構示意圖二 ；
[0016]圖7為固定外殼的示意圖；
[0017]標號說明:1_輸液滴斗槽，2-紅外發(fā)射管安裝位置，3掛鉤。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。
[0019]一種輸液滴斗液面檢測裝置，包括固定外殼和設置于固定外殼內的檢測電路單兀，所述固定外殼套裝于輸液滴斗上；
[0020]所述檢測電路單元包括紅外發(fā)射管與紅外接收管，所述紅外發(fā)射管與紅外接收管對稱且平齊設置在輸液管滴斗的相對兩側，所述紅外發(fā)射管的正極通過第一上拉電阻Rl與第一直流電源VCCl相連，所述紅外發(fā)射管的負極與脈沖輸入端相連；所述紅外接收管的集電極通過第二上拉電阻R2與第二直流電源VCC2相連，所述紅外接收管的發(fā)射極接地，所述第二直流電源與地之間串聯(lián)有兩個電阻R3和R4，兩個電阻的串接點S與所述紅外接收管的集電極之間接有電容C，兩個電阻的串接點作為脈沖輸出端，輸液滴斗位于紅外發(fā)射管與紅外接收管之間。
[0021]如圖7所為固定外殼的意圖,輸液滴斗安裝于固定外殼的輸液滴斗槽I中，在固定外殼內設有紅外發(fā)射管的安裝位置2及與紅外發(fā)射管的安裝位置2對稱紅外接收管的安裝位置，固定外殼通過掛鉤3懸掛于輸液支架上。
[0022]實施方式一
[0023]如圖1所示，紅外發(fā)射管、紅外接收管分別安裝在滴斗兩側，且二者平行放置。將該對管的位置固定，為減少外界光線干擾并方便使用，可將其固定在一個殼體中，紅外發(fā)射管與紅外接收管之間各留一條縫隙，在中間無其它介質時，紅外發(fā)射管發(fā)出的不可見紅外光可直線照射在紅外接收管中。紅外發(fā)射管陽極接電源正極，另一端通過限流電阻接負窄脈沖源，窄脈沖頻率為100Hz，脈沖寬度為0.5ms ;通過紅外發(fā)射管便以940nm波長的紅外光透過縫隙向外發(fā)射。在液體對側，紅外接收管集電極通過上拉電阻接電源正極，發(fā)射極接O電平，接收到940nm的紅外線，從接收管集電極輸出該信號，再通過耦合電容將此信號接入分壓網(wǎng)絡以穩(wěn)定其靜態(tài)工作點，輸出此信號電平，實際波形圖參見圖2-圖4。對此電平進行采樣，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，取采樣值的平均值作為參考液面，如當液面到達滴管2/3處時，取滴管1/2處的液面數(shù)據(jù)作為參考液面；
[0024]實施方式二:
[0025]使用一對紅外發(fā)射管和紅外接收管時，只能準確檢測一個液面，當需要對多個液面進行檢測時，就應該采用兩對甚至多對紅外發(fā)射管與紅外接收管對液面變化進入細化檢測了，如圖6所示，本實施方式采用了兩對紅外發(fā)射管與接收管，可準確檢測到兩層的液面變化；同理可以使用三對或三對以上，可以實現(xiàn)更細化的液面檢測。
[0026]一種輸液滴斗液面檢測方法，采用所述的一種輸液滴斗液面檢測裝置，首先確定輸液滴斗液面參考高度，將紅外發(fā)射管和紅外接收管平行設置于輸液滴斗上且與參考高度平齊；
[0027]通過脈沖發(fā)生器在脈沖輸入端輸入固定頻率的脈沖信號并由紅外發(fā)射管發(fā)射與脈沖信號相應的紅外光，紅外光穿過輸液滴斗至紅外接收管并轉化為輸出至脈沖輸出端的脈沖信號，利用處理器檢測脈沖輸出端的的脈沖信號；
[0028]當脈沖輸入端輸入的脈沖信號為高電平時，即在紅外發(fā)射管上產生的壓降不足以使得紅外發(fā)射管導通；當脈沖輸入端的脈沖信號從高電平降低至第一低電平時，使得在紅外發(fā)射管上產生的壓降足以使得紅外發(fā)射管導通；
[0029]脈沖輸入端輸入第一低電平，紅外發(fā)射管導通并發(fā)出的紅外光穿過輸液滴斗中的液體，紅外接收管接收到紅外光導通，設此時脈沖輸出端輸出的脈沖信號的電平幅值為A ；
[0030]若紅外接收管接收到到從輸液滴斗穿過的紅外光導通且脈沖輸出端輸出的電平幅值為B，則當IA-B I >15%A時，則判斷輸液滴斗中液面高度不正常，否則，輸液滴斗中液面
高度正常。
[0031]所述液面參考高度是通過連續(xù)采樣N個脈沖數(shù)據(jù)，將這N個脈沖數(shù)據(jù)進行綜合比較，去掉其中的最大值和最小值，留下偏差較小的數(shù)據(jù)，再對剩下的數(shù)據(jù)進行平均值計算采用均值濾波算法計算獲得。
[0032]在采樣過程中循環(huán)與參考液面對比，偏差在允許區(qū)間內視為液面輕微波動；若偏差超出允許區(qū)間，則進入偏差一致性判斷:偏差不一致則視為人為液面波動，過濾掉此數(shù)據(jù)進行下一次對比。直到偏差一致性判斷通過時，確定液面已變化。
[0033]在采樣過程中增加均值濾波算法，提高采樣正確率，實施方法具體如下:所述液面參考高度是通過連續(xù)采樣N個脈沖數(shù)據(jù)，去除N個脈沖數(shù)據(jù)中的最大值和最小值，對剩下的數(shù)據(jù)采用均值濾波算法獲得所述剩下數(shù)據(jù)的均值，流程圖參見圖5。
[0034]從圖2-圖4中，可以看出若要在3.3V供電系統(tǒng)中使用紅外發(fā)射與接收管，則發(fā)射管發(fā)射脈沖幅度為3.3V，接收管接收紅外光后輸出幅值可變的脈沖，在滴管液面高于滴管1/2時輸出的脈沖幅值為0.6V ;當液面低于滴管1/2時輸出的脈沖幅值為1.1V。這里面的
0.6V就作為標準參考液面，測得的所有液面數(shù)據(jù)均與0.6V標準液面進行對比。當測得的數(shù)據(jù)已穩(wěn)定在1.1V時，確定液面已在滴管1/2以下。通過對這些數(shù)值進行均值濾波算法及偏差一致性判斷，可以得到抗干擾性很強的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，對紅外接收管的波形進行檢測判斷，得到準確的液面數(shù)據(jù)。
【權利要求】
1.一種輸液滴斗液面檢測裝置，其特征在于，包括固定外殼和設置于固定外殼內的檢測電路單元，所述固定外殼套裝于輸液滴斗上； 所述檢測電路單元包括紅外發(fā)射管與紅外接收管，所述紅外發(fā)射管與紅外接收管對稱且平齊設置在輸液管滴斗的相對兩側，所述紅外發(fā)射管的正極通過第一上拉電阻Rl與第一直流電源相連，所述紅外發(fā)射管的負極與脈沖輸入端相連；所述紅外接收管的集電極通過第二上拉電阻R2與第二直流電源相連，所述紅外接收管的發(fā)射極接地，所述第二直流電源與地之間串聯(lián)有兩個電阻R3和R4，兩個電阻的串接點S與所述紅外接收管的集電極之間接有電容C，兩個電阻的串接點作為脈沖輸出端，輸液滴斗位于紅外發(fā)射管與紅外接收管之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的輸液滴斗液面檢測裝置，其特征在于，所述檢測電路單元至少為兩個，每個分別設有脈沖輸入端和脈沖輸出端。
【文檔編號】A61M5/14GK203561404SQ201320684747
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】楊建章, 劉娟, 胡強, 彭啟, 伍科, 汪勛, 廖建平, 王小平, 曾濤, 任繼岳 申請人:長城信息產業(yè)股份有限公司, 湖南長城醫(yī)療科技有限公司