一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)帶有墨菲滴管的輸液器的液滴滴落狀態(tài)，該監(jiān)測(cè)裝置包括相連接的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元和滴速在線監(jiān)測(cè)單元，所述的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元包括聚光鏡和光敏元件，所述的聚光鏡設(shè)置在墨菲滴管的一側(cè)，所述的光敏元件設(shè)有兩個(gè)，安裝在與聚光鏡正對(duì)的墨菲滴管的另一側(cè)，且兩個(gè)光敏元件上下布置；所述的滴速在線監(jiān)測(cè)單元包括依次連接的差分放大電路、帶通濾波電路、電壓比較電路和信號(hào)發(fā)送電路，所述的差分放大電路分別與兩個(gè)光敏元件連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有安全、可靠、低功耗、適用性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在線監(jiān)測(cè)裝置，尤其是涉及一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前靜脈輸液治療是臨床用藥方面是最主要的途徑。有調(diào)查顯示，90%以上的住院患者都需要采用靜脈輸液治療。近年來，臨床輸液引起的醫(yī)療問題已引起專業(yè)人士的廣泛關(guān)注。
[0003]現(xiàn)有的輸液監(jiān)測(cè)方式有以下幾種:
[0004]1、探針式監(jiān)測(cè):早期使用的輸液監(jiān)測(cè)方法是:把探針插入輸液瓶?jī)?nèi)，由于液體藥物具有導(dǎo)電性，會(huì)與探針形成電流環(huán)路。當(dāng)液面下降并低于探針針尖的高度時(shí)，這個(gè)電流環(huán)路將被破壞。相應(yīng)的報(bào)警機(jī)制就會(huì)啟動(dòng)，并切斷輸液。這就是探針式監(jiān)測(cè)法。該方法在應(yīng)用中的問題在于成本與醫(yī)用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)間的矛盾。若從降低成本角度出發(fā)，探針就需多次使用，這就不符合醫(yī)療衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。所以現(xiàn)今已經(jīng)很少使用此方法來監(jiān)測(cè)輸液狀態(tài)。
[0005]2、電容式液位檢測(cè)法:電容式液位檢測(cè)法可用于檢測(cè)輸液瓶?jī)?nèi)液位的高度。該方法的實(shí)現(xiàn)原理是利用某一頻率的信號(hào)激勵(lì)電容式電橋，由于電容傳感器的電容值會(huì)隨著輸液瓶?jī)?nèi)液面的高度的變化發(fā)生變化，醫(yī)護(hù)人員可以通過電容式電橋輸出信號(hào)的幅度變化判斷剩余液面的高度。使用電容式液位檢測(cè)法的缺點(diǎn)在于該監(jiān)測(cè)裝置需要安裝在輸液瓶周圍，不方便病患在輸液過程中走動(dòng)。
[0006]3、測(cè)重法:測(cè)重法是利用重力傳感器或者彈簧等器件測(cè)量輸液瓶及藥品的整體重量，輸液過程中由于藥品的輸入人體，輸液瓶和藥品的重量會(huì)逐漸減小，當(dāng)減輕到設(shè)定的重量時(shí)控制電路將被接通。但由于輸液瓶的大小規(guī)格和使用材質(zhì)各不相同，輸液藥品的密度也不盡相同，所以只以重量判斷輸液的進(jìn)度，往往會(huì)造成很大誤差。
[0007]4、超聲波探測(cè)法:超聲波探測(cè)法具有很高的可靠性，其實(shí)現(xiàn)方法是在輸液管兩端安裝超聲波傳感器，計(jì)算在順流和逆流兩個(gè)方向中聲波束的傳輸時(shí)間差即可算出流量，進(jìn)而計(jì)算得出輸液速度與已輸入的液體體積。超聲波探測(cè)法的缺點(diǎn)在于使用成本過高，對(duì)醫(yī)院而言使用該方法經(jīng)濟(jì)效益低。
[0008]輸液監(jiān)測(cè)時(shí)的環(huán)境情況可大致分為兩類。一類是在自然光為主要光源的應(yīng)用環(huán)境，另一類就是以燈光為主要光源的應(yīng)用環(huán)境。所以需要設(shè)計(jì)一種適用于不同光強(qiáng)環(huán)境的輸液監(jiān)測(cè)裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種安全、可靠、低功耗、適用性好的狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。
[0010]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0011]一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)帶有墨菲滴管的輸液器的液滴滴落狀態(tài)，該監(jiān)測(cè)裝置包括相連接的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元和滴速在線監(jiān)測(cè)單元，所述的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元包括聚光鏡和光敏元件，所述的聚光鏡設(shè)置在墨菲滴管的一側(cè)，所述的光敏元件設(shè)有兩個(gè)，安裝在與聚光鏡正對(duì)的墨菲滴管的另一側(cè)，且兩個(gè)光敏元件上下布置；
[0012]所述的滴速在線監(jiān)測(cè)單元包括依次連接的差分放大電路、帶通濾波電路、電壓比較電路和信號(hào)發(fā)送電路，所述的差分放大電路分別與兩個(gè)光敏元件連接。
[0013]所述的聚光鏡的焦距與墨菲滴管的直徑相匹配。
[0014]所述的聚光鏡為聚光鏡。
[0015]所述的光敏元件為光敏電阻或光敏二極管。
[0016]所述的帶通濾波電路包括相串聯(lián)的高通濾波器和低通濾波器。
[0017]所述的高通濾波器和低通濾波器均為四階濾波器。
[0018]所述的電壓比較電路包括有效值轉(zhuǎn)換器、同相比例運(yùn)算器和電壓比較器，所述的電壓比較器分別連接帶通濾波電路和同相比例運(yùn)算器，所述的帶通濾波電路與有效值轉(zhuǎn)換器連接，所述的有效值轉(zhuǎn)換器與同相比例運(yùn)算器。
[0019]所述的信號(hào)發(fā)送電路為ZigBee發(fā)送電路。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021](I)本實(shí)用新型利用自然光和燈光作為光源，通過聚光鏡對(duì)外界光線進(jìn)行聚光，無(wú)液滴滴落時(shí)，聚光焦點(diǎn)落在光敏元件上，如此不涉及光電發(fā)射，固有功耗可大幅降低，且具備在不同光強(qiáng)環(huán)境的適用性；
[0022](2)本實(shí)用新型將兩個(gè)光敏元件要上下緊挨著安裝，保證了共模信號(hào)能良好去除；
[0023](3)本實(shí)用新型在滴速在線監(jiān)測(cè)裝置中引入了差分放大電路，大大減少了外界光強(qiáng)變化對(duì)信號(hào)的干擾，安全，可靠；
[0024](4)本實(shí)用新型的帶通濾波電路采用四階濾波器，可對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步放大，所以液滴滴落時(shí)電壓變化的幅度也更為明顯；
[0025](5)本實(shí)用新型的電壓比較電路中，以經(jīng)濾波后的電壓信號(hào)有效值并經(jīng)過比例放大作為參考電壓，參考電壓可以隨環(huán)境光強(qiáng)的變化自適應(yīng)調(diào)整，能夠滿足電路在不同光強(qiáng)條件下的自適應(yīng)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為輸液脈沖計(jì)數(shù)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為滴速在線監(jiān)測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為差分放大電路的電路原理示意圖；
[0029]圖4為差分放大電路的電路原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0031]一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)帶有墨菲滴管I的輸液器的液滴滴落狀態(tài)，該監(jiān)測(cè)裝置包括相連接的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元和滴速在線監(jiān)測(cè)單元。如圖1所示，所述的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元包括聚光鏡2和光敏元件3，所述的聚光鏡2設(shè)置在墨菲滴管I的一側(cè)，所述的光敏元件3設(shè)有兩個(gè)，安裝在與聚光鏡2正對(duì)的墨菲滴管I的另一側(cè)，且兩個(gè)光敏元件3上下布置。聚光鏡2可米用聚光鏡,光敏兀件3可米用光敏電阻或光敏二極管。
[0032]以自然光與燈光為光源照射聚光鏡2，聚光鏡2對(duì)外界光線進(jìn)行聚光，無(wú)液滴滴落時(shí)，聚光焦點(diǎn)落在光敏元件3上。當(dāng)有液滴滴落通過時(shí)，因?yàn)橐旱螌?duì)光的散射，光敏元件3接收到的光強(qiáng)將發(fā)生變化，然后等同于脈沖計(jì)數(shù)法，對(duì)滴落液滴進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而監(jiān)測(cè)液滴滴落情況。
[0033]選擇聚光鏡時(shí)主要考慮的因素是焦距以及其外圓直徑大小，聚光鏡2的焦距與墨菲滴管的直徑相匹配，如實(shí)驗(yàn)所用的墨菲滴管直徑在1.5cm左右，可以選擇焦距在1.5cm-2cm的聚光鏡,聚光鏡的外圓直徑也選定在1.5_2cm之間。
[0034]如圖2所示，滴速在線監(jiān)測(cè)單元包括依次連接的差分放大電路4、帶通濾波電路5、電壓比較電路6和信號(hào)發(fā)送電路7，所述的差分放大電路4分別與兩個(gè)光敏元件3連接。
[0035]本實(shí)施例采用的差分放大電路4如圖3所示，該差分放大電路的電路放大倍數(shù)為51kQ/10kQ ,即 5.1 倍。
[0036]帶通濾波電路5包括相串聯(lián)的高通濾波器51和低通濾波器52，帶通濾波電路的濾波通頻為10-34HZ。高通濾波器和低通濾波器均為四階濾波器。
[0037]通過前期的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，僅在液滴低落時(shí)，光敏元件兩端電壓明顯升高，設(shè)峰值電壓為U1 ;而在沒有液滴滴下時(shí)，輸出的電壓相對(duì)較低并且基本保持不變，設(shè)這個(gè)電壓為U20所以電壓比較時(shí)的參考電壓Ukef必須大于隊(duì)且小于Up由于在自然光和燈光兩種不同的情況下，光敏元件在有液滴滴落情況下的輸出電壓不同，在無(wú)液滴滴落情況下的輸出的電壓也不同，所以選擇的參考電壓Ukef必須具備自適應(yīng)的性能，能根據(jù)不同的光強(qiáng)條件自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0038]為了滿足電路在不同光強(qiáng)條件下的自適應(yīng)性，本實(shí)施例選用濾波后的電壓信號(hào)的有效值并經(jīng)過比例放大后作為參考電壓。由于有效值采集電路中存在電容元件，電壓有效值變化的幅度較為平緩，這降低了小干擾對(duì)比較器輸出的影響，提高了電路的抗干擾性。將采集到的有效值信號(hào)放大了 1.5倍后作為電壓比較器的參考電壓輸入。為了測(cè)取濾波后輸出電壓的有效值，采用的是有效值轉(zhuǎn)換芯片LTC1966。采用同相比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的
1.5倍放大。
[0039]如圖4所示，本實(shí)施例的電壓比較電路6包括有效值轉(zhuǎn)換器61、同相比例運(yùn)算器62和電壓比較器63，所述的電壓比較器63分別連接帶通濾波電路5和同相比例運(yùn)算器62，所述的帶通濾波電路5與有效值轉(zhuǎn)換器61連接，所述的有效值轉(zhuǎn)換器61與同相比例運(yùn)算器62，有效值轉(zhuǎn)換器61采用芯片LTC1966，同相比例運(yùn)算器62采用芯片LM358D，電壓比較器63采用芯片LM339AD。經(jīng)帶通濾波電路5濾波后的電壓信號(hào)同時(shí)輸入有效值轉(zhuǎn)換器61和電壓比較器63，該電壓信號(hào)依次通過有效值轉(zhuǎn)換器61和同相比例運(yùn)算器62后作為電壓比較電路6的參考電壓輸入。
[0040]信號(hào)發(fā)送電路7采用ZigBee發(fā)送電路，方便可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)帶有墨菲滴管(I)的輸液器的液滴滴落狀態(tài)，其特征在于，該監(jiān)測(cè)裝置包括相連接的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元和滴速在線監(jiān)測(cè)單元，所述的輸液脈沖計(jì)數(shù)單元包括聚光鏡(2)和光敏元件(3)，所述的聚光鏡(2)設(shè)置在墨菲滴管(I)的一側(cè)，所述的光敏元件(3)設(shè)有兩個(gè)，安裝在與聚光鏡(2)正對(duì)的墨菲滴管(I)的另一側(cè)，且兩個(gè)光敏元件(3)上下布置； 所述的滴速在線監(jiān)測(cè)單元包括依次連接的差分放大電路(4)、帶通濾波電路(5)、電壓比較電路(6)和信號(hào)發(fā)送電路(7)，所述的差分放大電路(4)分別與兩個(gè)光敏元件(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述的聚光鏡(2)的焦距與墨菲滴管的直徑相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述的聚光鏡(2)為聚光鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述的光敏元件(3)為光敏電阻或光敏二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述的帶通濾波電路(5)包括相串聯(lián)的高通濾波器(51)和低通濾波器(52)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述的高通濾波器和低通濾波器均為四階濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述的電壓比較電路(6)包括有效值轉(zhuǎn)換器(61)、同相比例運(yùn)算器(62)和電壓比較器(63)，所述的電壓比較器(63)分別連接帶通濾波電路(5)和同相比例運(yùn)算器(62)，所述的帶通濾波電路(5)與有效值轉(zhuǎn)換器￠1)連接，所述的有效值轉(zhuǎn)換器￠1)與同相比例運(yùn)算器(62)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述的信號(hào)發(fā)送電路(7)為ZigBee發(fā)送電路。
【文檔編號(hào)】A61M5/172GK203943974SQ201420342265
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】胡岳, 江秀臣, 張星, 沈冬, 李愛民, 施會(huì), 茅曉亮 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)上海市電力公司, 上海交通大學(xué)