一種紅外線輸液報警裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種紅外線輸液報警裝置，包括安裝于各個輸液器上的輸液報警器和顯示設(shè)備，輸液報警器分別與顯示設(shè)備信號連接，其中，輸液報警器包括有單片機、紅外線傳感裝置以及與步進(jìn)電機相連接的輸液管壓縮裝置，紅外線傳感裝置包括對應(yīng)設(shè)置于各個輸液器的莫菲氏滴管兩側(cè)的紅外發(fā)射管和接收傳感器，紅外線傳感裝置經(jīng)電壓比較器與單片機信號連接，單片機與步進(jìn)電機控制連接。本紅外線輸液報警裝置結(jié)構(gòu)簡單，它能同時監(jiān)測各個輸液點的輸液情況，減輕醫(yī)務(wù)人員的工作強度；在輸液結(jié)束時能夠自動停止輸液，避免因疏忽而造成的醫(yī)療事故。
【專利說明】一種紅外線輸液報警裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療設(shè)備制造領(lǐng)域，尤其指一種紅外線輸液報警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國醫(yī)院、診所等醫(yī)療機構(gòu)普遍存在醫(yī)護(hù)人員工作負(fù)擔(dān)重、難以及時處理患者某些需求的現(xiàn)象，而醫(yī)院出于成本考慮或因招工難的原因，導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員數(shù)量不足。
[0003]現(xiàn)在醫(yī)療機構(gòu)中對靜脈輸液的監(jiān)控普遍采用人工方式，醫(yī)護(hù)人員要不定時的進(jìn)行巡檢，以確定輸液速度是否合理，輸液是否即將結(jié)束。但是由于醫(yī)護(hù)人員需要同時多名輸液者進(jìn)行服務(wù)，在一些大城市，醫(yī)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)更是繁重，有時一名醫(yī)護(hù)人員要服務(wù)十幾個，甚至是幾十個患者。醫(yī)護(hù)人員在工作過程中無法顧及到所有的輸液者，又由于患者本來以及陪護(hù)人員的疏忽，容易造成未及時更換藥液或輸液已結(jié)束而未及時發(fā)現(xiàn)的情況，輕則延誤患者的治療，重則發(fā)生嚴(yán)重醫(yī)療事故，甚至危及患者的生命安全。
[0004]為了消除上述的安全隱患，若能通過輔助儀器來幫助醫(yī)護(hù)人員監(jiān)視，可減輕醫(yī)護(hù)人員的勞動強度，減少醫(yī)護(hù)人員的配比數(shù)。目前，市面上同類的醫(yī)療器械產(chǎn)品存在技術(shù)落后、使用不方便或價格昂貴等弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉、能夠監(jiān)測各個輸液點輸液情況并及時停止輸液的一種紅外線輸液報警裝置。
[0006]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種紅外線輸液報警裝置，包括安裝于各個輸液器上的輸液報警器和顯示設(shè)備，輸液報警器分別與顯示設(shè)備信號連接，其中，輸液報警器包括有單片機、紅外線傳感裝置以及與步進(jìn)電機相連接的輸液管壓縮裝置，紅外線傳感裝置包括對應(yīng)設(shè)置于各個輸液器的莫菲氏滴管兩側(cè)的紅外發(fā)射管和接收傳感器，紅外線傳感裝置經(jīng)電壓比較器與單片機信號連接，單片機與步進(jìn)電機控制連接。
[0008]優(yōu)化的技術(shù)措施還包括:
[0009]上述的接收傳感器連接于檢測電路上，該檢測電路由運算放大器和比較器組成，接收傳感器的一端與運算放大器的反向輸入端連接，其另一端經(jīng)電阻R4與運算放大器的正向輸入端連接，運算放大器的輸出端與比較器的比較電壓輸入端連接。
[0010]上述的檢測電路經(jīng)去抖電路、雙二次型帶通濾波器電路、相敏檢測電路、低通濾波器電路與電壓比較器相連。
[0011 ] 上述的輸液報警器內(nèi)嵌置有鋰電池，輸液報警器上設(shè)置有充電接口，充電接口與鋰電池通過充電電路相連接。
[0012]上述的充電電路包括PNP三極管T1、NPN三極管T2、二極管D1、穩(wěn)壓二極管D2、發(fā)光二極管D3、電阻R1、電阻R2以及電阻R3 ；
[0013]PNP三極管Tl的發(fā)射極與電源的正極相連，PNP三極管Tl的基極與鋰電池的負(fù)極之間串聯(lián)電阻R1，鋰電池的正極與電源的正極相連，二極管Dl連接于PNP三極管Tl的發(fā)射極和基極之間，PNP三極管Tl的集電極與電源的負(fù)極之間依次連接電阻R2、穩(wěn)壓二極管D2、發(fā)光二極管D3 ；
[0014]NPN三極管T2的集電極與鋰電池的負(fù)極相連，NPN三極管T2的基極與電阻R2相連，NPN三極管T2的發(fā)射極與電源的負(fù)極之間連接有電阻R3。
[0015]上述的鋰電池的正極與電源的正極之間設(shè)置有充電開關(guān)SI，鋰電池的正極與紅外線傳感裝置之間設(shè)置有工作開關(guān)S2。
[0016]上述的單片機為AT89C51單片機。
[0017]上述的輸液報警器與顯示設(shè)備無線傳輸連接。
[0018]本實用新型的一種紅外線輸液報警裝置，采用紅外線傳感裝置監(jiān)測各個輸液點的輸液情況，監(jiān)測信號經(jīng)電壓比較器傳遞至單片機，單片機根據(jù)信號判斷輸液是否結(jié)束，一旦判斷輸液結(jié)束，單片機發(fā)出控制信號控制步進(jìn)電機啟動，從而推動輸液管壓縮裝置壓縮輸液管停止輸液，同時發(fā)出信號至顯示設(shè)備提示醫(yī)務(wù)人員。本紅外線輸液報警裝置結(jié)構(gòu)簡單，它能同時監(jiān)測各個輸液點的輸液情況，減輕醫(yī)務(wù)人員的工作強度；在輸液結(jié)束時能夠自動停止輸液，避免因疏忽而造成的醫(yī)療事故。
[0019]接收傳感器連接于檢測電路上，檢測電路由運算放大器和比較器組成，根據(jù)比較器的電壓輸出情況可以計算出每分鐘的滴液數(shù)，使醫(yī)務(wù)人員可以更好地掌握輸液的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的框架結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2是本實用新型的充電電路圖；
[0022]圖3是本實用新型的紅外線傳感裝置及檢測電路圖；
[0023]圖4是本實用新型的去抖電路圖；
[0024]圖5是本實用新型的雙二次型帶通濾波器電路圖；
[0025]圖6是本實用新型的相敏檢測電路圖；
[0026]圖7是本實用新型的低通濾波器電路圖；
[0027]圖8是本實用新型的電壓比較器與單片機的連接圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0029]如圖1至圖8所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0030]其中的附圖標(biāo)記為:輸液報警器1、顯示設(shè)備2、單片機3、紅外線傳感裝置4、紅外發(fā)射管41、接收傳感器42、步進(jìn)電機5、輸液管壓縮裝置51、電壓比較器6、檢測電路7、運算放大器71、比較器72、去抖電路73、雙二次型帶通濾波器電路74、相敏檢測電路75、低通濾波器電路76、輸液器8、莫菲氏滴管81、鋰電池9。
[0031]如圖1至圖8所示，
[0032]一種紅外線輸液報警裝置，包括安裝于各個輸液器8上的輸液報警器I和顯示設(shè)備2，輸液報警器I分別與顯示設(shè)備2信號連接，其中，輸液報警器I包括有單片機3、紅外線傳感裝置4以及與步進(jìn)電機5相連接的輸液管壓縮裝置51，紅外線傳感裝置4包括對應(yīng)設(shè)置于各個輸液器8的莫菲氏滴管81兩側(cè)的紅外發(fā)射管41和接收傳感器42，紅外線傳感裝置4經(jīng)電壓比較器6與單片機3信號連接，單片機3與步進(jìn)電機5控制連接。
[0033]實施例中，接收傳感器42連接于檢測電路7上，該檢測電路7由運算放大器71和比較器72組成，接收傳感器42的一端與運算放大器71的反向輸入端連接，其另一端經(jīng)電阻R4與運算放大器71的正向輸入端連接，運算放大器71的輸出端與比較器72的比較電壓輸入端連接。
[0034]實施例中，檢測電路7經(jīng)去抖電路73、雙二次型帶通濾波器電路74、相敏檢測電路75、低通濾波器電路76與電壓比較器6相連。
[0035]如圖3所示，本裝置對液體點滴速度和輸液是否結(jié)束的檢測采用對射式紅外光電式傳感器，它由水平方向的紅外發(fā)射管41和接收傳感器42組成，紅外發(fā)射管41、接收傳感器42和液滴處于同一水平直線上，使用時將一次性輸液器8的莫菲氏滴管81放置在紅外線傳感裝置4的檢測點上，紅外發(fā)射管41和接收傳感器42分別安裝在莫菲氏滴管81兩偵U。接收傳感器42，即一 PIN 二極管總是工作在反相偏壓的狀態(tài)下，無光照時，仍有暗電流流過，隨著反相偏壓的增大，暗電流也將增大，一般PIN 二極管的暗電流在nA量級，即暗電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號電流，因此應(yīng)當(dāng)盡量減少暗電流。為了減少反相偏壓，在實際電路中，將PIN管接在正反相輸入端，利用運算放大器71的特點，偏壓近似為零，暗電流也減小到最小。
[0036]運算放大器71在前置放大器中起到核心作用，實際電路中使用了 AD公司的產(chǎn)品AD549作為運放。AD549是用JFET技術(shù)制作的單運算放大器，具有許多優(yōu)良性能，在弱光檢測中得到很好的應(yīng)用。其重要性能指標(biāo)為:
[0037](I)極低的輸入偏置電流:150fA ；
[0038](2)輸入失調(diào)電流:50fA ；
`[0039](3)輸入電阻達(dá)到IO13 Ω，輸入電容IpF;
[0040](4)開環(huán)電壓增益在負(fù)載電阻為IOkQ時的典型值為10?；
[0041](5)輸入噪聲電壓在IOkHz附近為35nV/涵，輸入噪聲電流在IkHz為
0.22nA/涵，頻率更高時會更??；
[0042](6)通頻帶寬相應(yīng)會達(dá)到IMHz。
[0043]當(dāng)藥液在重力的作用下以自由落體的方式滴下時，該液滴對紅外發(fā)射管41發(fā)出的紅外光線產(chǎn)生阻擋作用，接收傳感器42上的電壓便產(chǎn)生相應(yīng)的變化。由于光耦接收管的β值較大，故電壓變化也較強烈，將光耦輸出的信號傳給比較器LM358?？筛鶕?jù)實際光耦輸出信號大小，調(diào)整比較器的參考電壓，從而實現(xiàn)將不規(guī)則光耦信號轉(zhuǎn)化為電壓的電平轉(zhuǎn)換。以此就可以得出每分鐘滴落的液滴數(shù)，當(dāng)單位時間內(nèi)沒有檢測到液滴時，說明輸液即將完成，此時馬上發(fā)出報警信號，并傳輸至顯示設(shè)備2。由于液滴滴下是一個運動的過程，在此過程中，紅外光被液滴阻擋的強度會發(fā)生變化，而引起信號的抖動，因此檢測電路7的Vout接點連接了主用由ΝΕ555組成的去抖電路73，如圖4所示，該電路的濾波時間常數(shù)為S=L 1XR11XC3,圖 4 中為 110ms。
[0044]去抖電路73的outl接點連接雙二次型帶通濾波器電路74，雙二次型帶通濾波器電路74的功能是將前者放大電路的輸出信號進(jìn)行粗略的帶通濾波處理，抑制和濾除部分干擾和噪聲部分，只允許IkHz方波的正弦基波信號通過?？梢哉J(rèn)為帶通濾波器是由低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)而成，兩者覆蓋的通帶提供一個帶通響應(yīng)。圖5中，馬=Ji4 = Ji5 = 1_64Ω, q = q =
[0045]二次型帶通濾波器電路74的out2接點連接相敏檢測電路75，相敏檢測電路75的out3接點連接低通濾波器電路76。
[0046]利用與被測信號相同頻率的鎖相關(guān)系的解調(diào)信號做比較(相乘)，只對被測信號本身和與解調(diào)信號同頻或倍頻、同相的噪聲分量有響應(yīng)。因此能大幅度地抑制噪聲，提高探測靈敏度和信噪比，是微弱信號測量的有效技術(shù)。
[0047]由于被測信號很微弱，而噪聲和干擾卻很強，所以被檢測的信號應(yīng)進(jìn)行放大和濾波處理，以濾除通帶以外的噪聲和干擾。參考信號的作用是提供一個與輸入信號同頻的方波或正弦波。相敏檢波的作用是對輸入信號和參考信號進(jìn)行乘法運算，從而得到輸入信號與參考信號的和頻與差頻信號。后續(xù)的低通濾波的作用是濾除和頻分量，這時的等效噪聲帶寬很窄，極強地抑制了輸入噪聲，輸入信號經(jīng)過相敏檢波和低通濾波后，將交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?，直流信號?jīng)直流放大器放大后，即可滿足系統(tǒng)的增益要求。
[0048]低通濾波器電路76的out4接點與電壓比較器6連接。經(jīng)過上面幾部分的信號處理電路后，得到一個放大的、濾波后的信號。該信號分成兩路，一路信號輸入到比較電路，當(dāng)輸出電壓大于參考電壓則輸出高電位并持續(xù)一定時間，表不輸液完畢，通過一個反相器將高電平轉(zhuǎn)換為低電平輸入到單片機3的中斷端，觸發(fā)中斷，進(jìn)入中斷控制步進(jìn)電機5調(diào)節(jié)輸液速度，使輸液停止，并通過無線傳輸技術(shù)傳送到顯示設(shè)備2上顯示，提醒醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行換藥或者拔針，從而保證了病人的安全；另外一路信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過單片機2控制顯示設(shè)備2顯示輸液速度，指示當(dāng)前的輸液速度。
[0049]實施例中,輸液報警器I內(nèi)嵌置有鋰電池9,輸液報警器I上設(shè)置有充電接口，充電接口與鋰電池9通過充電電路相連接。
[0050]實施例中，充電電路包括PNP三極管Tl、NPN三極管T2、二極管Dl、穩(wěn)壓二極管D2、發(fā)光二極管D3、電阻R1、電阻R2以及電阻R3 ；
[0051]PNP三極管Tl的發(fā)射極與電源的正極相連，PNP三極管Tl的基極與鋰電池9的負(fù)極之間串聯(lián)電阻Rl，鋰電池9的正極與電源的正極相連，二極管Dl連接于PNP三極管Tl的發(fā)射極和基極之間，PNP三極管Tl的集電極與電源的負(fù)極之間依次連接電阻R2、穩(wěn)壓二極管D2、發(fā)光二極管D3 ；
[0052]NPN三極管T2的集電極與鋰電池9的負(fù)極相連，NPN三極管T2的基極與電阻R2相連，NPN三極管T2的發(fā)射極與電源的負(fù)極之間連接有電阻R3。
[0053]實施例中，鋰電池9的正極與電源的正極之間設(shè)置有充電開關(guān)SI，鋰電池9的正極與紅外線傳感裝置之間設(shè)置有工作開關(guān)S2。
[0054]為了節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境，本輸液報警器I使用內(nèi)嵌的可充電式鋰電池9，鋰電池9裝在輸液報警器I的內(nèi)部，醫(yī)護(hù)人員可取下輸液報警器I并插上充電器進(jìn)行充電。
[0055]如圖2所示的充電電路，該電路在電池接反時電路不工作，只有極性接對時才能正常充電。NPN三極管T2、發(fā)光二極管D3、穩(wěn)壓二極管D2、電阻R3組成恒流電流源，保持充電電流始終是50mA。穩(wěn)壓二極管D2和發(fā)光二極管D3使NPN三極管T2的基極電壓穩(wěn)定，同時也使電阻R3兩端電壓穩(wěn)定，從而使經(jīng)過電阻R3的電流為定值。PNP三極管Tl、二極管Dl、電阻Rl組成極性保持電路，當(dāng)電池極性接反時，二極管Dl導(dǎo)通，PNP三極管Tl因發(fā)射結(jié)反偏而截止，電池不能充電。當(dāng)需要充電時閉合充電開關(guān)SI，并斷開后續(xù)電路的工作開關(guān)S2即可。充滿電后打開充電開關(guān)SI并閉合后續(xù)電路的工作開關(guān)S2即可工作。
[0056]實施例中，單片機3為AT88C51單片機。
[0057]實施例中，輸液報警器I與顯示設(shè)備2無線傳輸連接；無線連接避免了不必要的連接線，使設(shè)備更為簡單。
[0058]本實用新型的最佳實施例已闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不會脫離本實用新型的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外線輸液報警裝置，包括安裝于各個輸液器(8)上的輸液報警器(I)和顯示設(shè)備(2)，所述的輸液報警器(I)分別與顯示設(shè)備(2)信號連接，其特征是:所述的輸液報警器(I)包括有單片機(3)、紅外線傳感裝置(4)以及與步進(jìn)電機(5)相連接的輸液管壓縮裝置(51)，所述的紅外線傳感裝置(4)包括對應(yīng)設(shè)置于各個輸液器(8)的莫菲氏滴管(81)兩側(cè)的紅外發(fā)射管(41)和接收傳感器(42)，所述的紅外線傳感裝置(4)經(jīng)電壓比較器(6)與單片機(3)信號連接，所述的單片機(3)與步進(jìn)電機(5)控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外線輸液報警裝置，其特征是:所述的接收傳感器(42)連接于檢測電路(7)上，該檢測電路(7)由運算放大器(71)和比較器(72)組成，所述的接收傳感器(42)的一端與運算放大器(71)的反向輸入端連接，其另一端經(jīng)電阻R4與運算放大器(71)的正向輸入端連接，所述的運算放大器(71)的輸出端與比較器(72)的比較電壓輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外線輸液報警裝置，其特征是:所述的檢測電路(7)經(jīng)去抖電路(73)、雙二次型帶通濾波器電路(74)、相敏檢測電路(75)、低通濾波器電路(76)與電壓比較器(6)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外線輸液報警裝置，其特征是:所述的輸液報警器(I)內(nèi)嵌置有鋰電池(9)，所述的輸液報警器(I)上設(shè)置有充電接口，所述的充電接口與鋰電池(9)通過充電電路相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種紅外線輸液報警裝置，其特征是:所述的充電電路包括PNP三極管Tl、NPN三極管T2、二極管Dl、穩(wěn)壓二極管D2、發(fā)光二極管D3、電阻R1、電阻R2以及電阻R3 ； PNP三極管Tl的發(fā)射極與電源的正極相連，PNP三極管Tl的基極與鋰電池(9)的負(fù)極之間串聯(lián)電阻R1，鋰電池(9)的正極與電源的正極相連，二極管Dl連接于PNP三極管Tl的發(fā)射極和基極之間，PNP三極管Tl的集電極與電源的負(fù)極之間依次連接電阻R2、穩(wěn)壓二極管D2、發(fā)光二極管D3 ； NPN三極管T2的集電極與鋰電池(9)的負(fù)極相連，NPN三極管T2的基極與電阻R2相連，NPN三極管T2的發(fā)射極與電源的負(fù)極之間連接有電阻R3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種紅外線輸液報警裝置，其特征是:所述的鋰電池(9)的正極與電源的正極之間設(shè)置有充電開關(guān)SI，所述的鋰電池(9)的正極與紅外線傳感裝置之間設(shè)置有工作開關(guān)S2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外線輸液報警裝置，其特征是:所述的單片機(3)為AT88C51單片機。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種紅外線輸液報警裝置，其特征是:所述的輸液報警器(I)與顯示設(shè)備(2)無線傳輸連接。
【文檔編號】A61M5/172GK203634576SQ201420008306
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】吳錦, 錢克勤 申請人:浙江醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校