BR122017005090A2 - sistema, método, e aparelho para monitorar, regular, ou controlar um fluxo de fluido - Google Patents

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Abstract

sistema, método, e aparelho para monitorar, regular, ou controlar um fluxo de fluido a presente invenção refere-se a um aparelho, sistema e método para regular o fluxo de fluido. o aparelho inclui um sensor de taxa de fluxo e uma válvula. o sensor de taxa de fluxo utiliza imagens para estimar o fluxo através da câmara de gotejamento e então controla a válvula com base na taxa de fluxo estimada. a válvula compreende um alojamento rígido disposto ao redor do tubo no qual o fluxo de fluido está sendo controlado. aumentando a pressão dentro do alojamento controla o tamanho do lúmen dentro do tubo deformando o tubo, portanto controlando o fluxo através do tubo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA, MÉTODO, E APARELHO PARA MONITORAR, REGULAR, OU CONTROLAR UM FLUXO DE FLUIDO.
[001] Dividido do BR112015023438-0, depositado em 14 de março de 2014.
ANTECEDENTES
CAMPO RELEVANTE [002] A presente invenção refere-se a monitorar, regular, ou controlar um fluxo de fluido. Mais especificamente, a presente descrição refere-se a um sistema, método, e aparelho para monitorar, regular, ou controlar um fluxo de fluido, por exemplo, para utilização em aplicações médicas tal como terapia de infusão intravenosa, diálise, terapia de transfusão, terapia de infusão peritoneal, aplicação de bolus, terapia de nutrição enteral, terapia de nutrição parenteral, terapia de hemoperfusão, terapia de ressuscitação de fluido, ou aplicação de insulina, entre outras.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA [003] Em muitos ambientes médicos, um modo comum de tratamento médico envolve aplicar fluidos em um paciente, tal como um humano, animal, ou animal doméstico. A necessidade pode surgir para rapidamente infundir um fluido no paciente, precisamente infundir o fluido no paciente, e/ou lentamente infundir o fluido no paciente. Ringers salinos e lactados são exemplos de fluidos comumente utilizados. Tais fluidos podem ser utilizados para manter ou elevar a pressão sanguínea e promover uma perfusão adequada. No ambiente de choque - trauma ou em choque séptico, a ressuscitação de fluido é frequentemente uma terapia de primeira linha para manter ou melhorar a pressão sanguínea.
[004] A aplicação de fluido no paciente pode ser facilitada pela utilização de uma linha (ou tubo) alimentada por gravidade inserida no
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2/190 paciente. Tipicamente, um reservatório de fluido (por exemplo, uma bolsa IV) está pendurado em uma haste e está conectada no tubo de fluido. O tubo de fluido está algumas vezes acoplado a uma câmara de gotejamento para aprisionar o ar e estimar o fluxo de fluido. Abaixo do tubo de fluido pode estar uma válvula manualmente atuada utilizada para ajustar o fluxo de fluido. Por exemplo, contando o número de gotas formadas dentro da câmara de gotejamento dentro de uma certa quantidade de tempo, um cuidador pode calcular a taxa de fluido que flui através da câmara de gotejamento e ajustar a válvula (se necessário) para conseguir um taxa de fluxo desejada.
[005] Certos tratamentos requerem que o sistema de aplicação de fluido adira estritamente à taxa de fluxo ajustada pelo cuidador. Tipicamente, tais aplicações utilizam uma bomba de infusão, mas tais bombas podem não ser utilizadas em todas as situações ou ambientes.
SUMÁRIO [006] Brevemente, e em termos gerais, a presente descrição refere-se a um sistema, método, e aparelho para monitorar, regular, ou controlar um fluxo de fluido, por exemplo, para utilizar em aplicações médicas tal como terapia de infusão intravenosa, diálise, terapia de transfusão, terapia de infusão peritoneal, aplicação de bolus, terapia de nutrição enteral, terapia de nutrição parenteral, terapia de hemoperfusão, terapia de ressuscitação de fluido, ou aplicação de insulina, entre outras. Mais especificamente, a presente descrição refere-se a um medidor de fluxo de fluido para monitorar o fluxo de fluidos associados com um paciente, uma válvula para regular o fluxo de fluido associado com o paciente, e/ou um medidor de fluxo de fluido acoplado a uma válvula (por exemplo, disposto em uma configuração de loop fechado, loop aberto, ou retorno) para monitorar, regular e/ou controlar a utilização de fluido associado com o paciente.
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3/190 [007] Em algumas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um ou mais sensores óticos para monitorar o fluxo de fluido dentro de um tubo, por exemplo, utilizando um sensor de imagem para monitorar as gotas dentro de uma câmara de gotejamento presa no tubo. O medidor de fluxo pode ser um dispositivo independente, pode ser utilizado em conjunto com ou uma bomba ou uma válvula, ou ambas, e/ou pode ser utilizado para prover um retorno para qualquer dispositivo eletrônico. O medidor de fluxo pode ser remotamente controlado, por exemplo, por um cliente de monitoramento, um comunicador remoto, um smartphone, um computador, etc. O medidor de fluxo pode medir a taxa de fluxo média, uma taxa de fluxo instantânea, um volume gotas, uma taxa de crescimento de gotas, ou outros parâmetros relativos ao fluxo de fluido.
[008] O medidor de fluxo pode utilizar a taxa de fluxo ou o parâmetro relativo ao fluxo de fluido para: (1) exibir a taxa de fluxo ou parâmetro sobre uma tela, (2) prover retorno, tal como a taxa de fluxo ou o parâmetro relativo ao fluxo de fluido (sem fio ou através de fios), para uma bomba de infusão tal como uma bomba peristáltica, (3) prover retorno para cliente de monitoramento ou cliente de monitoramento remoto tal como uma smartphone, (4) emitir alarmes quando a taxa de fluxo ou o parâmetro relativo ao fluxo de fluido estiver fora de uma faixa predeterminada, (5) emitir um alarme quando a taxa de fluxo ou o parâmetro relativo ao fluxo de fluido estiver acima de um limite predeterminado, (6) emitir um alarme quando um fluxo livre for detectado, (7) comunicar os alarmes para uma bomba, um cliente de monitoramento, ou um cliente de monitoramento remoto, (8) instruir uma válvula para parar o fluxo de fluido quando um fluxo livre for detectado, um alarme é emitido e/ou a taxa de fluxo ou o parâmetro relativo ao fluxo de fluido estiver acima de um limite ou estiver fora de uma faixa predeterminada, e/ou (9) transmitir a taxa de fluxo ou o parâmetro relativo ao
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4/190 fluxo de fluido.
[009] Em algumas modalidades aqui descritas, uma válvula regula o fluxo de fluido associado com um paciente. As válvulas aqui descritas podem ser manualmente atuadas ou podem ser atuadas com um atuador (ou ambos). A válvula pode ser utilizada com ou sem uma bomba, com ou sem um medidor de fluxo, e/ou pode ser um dispositivo independente. A válvula pode ser remotamente controlada, por exemplo, por um cliente de monitoramento, um comunicador remoto, um smartphone, um computador, etc. A válvula pode comprimir um tubo ao longo de uma porção que é substancialmente maior do que o diâmetro do tubo, por exemplo, 2 vezes maior, 5 vezes maior, 10 vezes maior, etc.
[0010] A válvula pode ser feita de duas ou mais peças que comprimem o tubo ou pode ser feita de uma única peça que comprime o tubo conforme a peça é movida ou deformada. As duas ou mais peças e/ou a única peça podem ser feitas utilizando moldagem por injeção, soldagem ultrassônica, utilizando múltiplas peças que são coladas ou moldadas juntas, ou similares. Cada uma das duas ou mais peças pode ser feita por uma ou mais subpartes que são fixáveis umas nas outras ou permanentemente ou temporariamente. A única peça pode ser feita por uma ou mais subpartes que são acopladas juntas ou permanentemente ou temporariamente, por exemplo, utilizando soldagem ultrassônica, colagem, engate, ou outra técnica. As peças podem ser de plástico, metal, uma liga, um polímero, ou outro material.
[0011] Em algumas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo está acoplado a uma válvula para regular o fluxo de fluido, por exemplo, o fluxo de fluido para um paciente. O medidor de fluxo acoplado na válvula pode ser utilizado com uma bomba, tal como uma bomba de infusão peristáltica, ou pode ser utilizado sem uma bomba (por exemplo, o medidor de fluxo pode substituir a funcionalidade de
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5/190 uma bomba peristáltica). A combinação de medidor de fluxo e válvula pode ser remotamente controlada, por exemplo, por um cliente de monitoramento, um comunicador remoto, um smartphone, um computador, etc. ou pode ser remotamente monitorada. Um cliente de monitoramento pode controlar o medidor de fluxo ou válvula, pode ser um relé entre o medidor de fluxo e válvula, pode monitorar a operação do medidor de fluxo ou válvula, pode comunicar informações relativas ao medidor de fluxo ou válvula para um servidor, e/ou pode não ser utilizado no sistema.
[0012] O medidor de fluxo pode monitorar o fluxo de fluido e fazer ajustes, diretamente ou indiretamente, em uma válvula ou uma bomba (por exemplo, uma bomba de infusão). O medidor de fluxo pode alarmar quando este detecta condições de fluxo livre, determina se a taxa de fluxo é maior do que um limite predeterminado ou está fora de uma faixa predeterminada, e/ou detecta qualquer comportamento anormal. O medidor de fluxo, em resposta a um alarme ou condição, pode fazer com que o medidor de fluxo pare o fluxo de fluido, instrua uma válvula para parar o fluxo de fluido, instrua uma válvula de segurança para parar o fluxo de fluido, notifique um cliente de monitoramento ou comunicador remoto, transmita a condição detectada, ou execute uma rotina ou algoritmo predefinido.
[0013] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um membro de suporte alongado, curvo e um membro de suporte oposto. O membro de suporte alongado, curvo é elasticamente deformável e tem uma primeira e segunda extremidades. O membro de suporte oposto está configurado para posicionar um tubo contra o membro de suporte alongado, curvo entre a primeira e segunda extremidades de modo que a deformação do membro de suporte alongado, curvo pelo movimento da primeira e segunda extremidades uma na direção da outra reduz um volume interno
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6/190 do tubo. O membro de suporte oposto pode ser outro membro de suporte alongado, curvo.
[0014] O aparelho pode incluir um atuador acoplado no membro de suporte alongado, curvo para deformar o membro de suporte alongado, curvo pelo movimento da primeira e segunda extremidades uma na direção da outra pela atuação do atuador. Em algumas tais modalidades, o atuador pode ser um parafuso de avanço, e um botão pode estar acoplado no parafuso de avanço para atuar o parafuso de avanço.
[0015] O atuador, o membro de suporte alongado, curvo, e o membro de suporte oposto podem estar configurados para regular o fluxo de fluido pela atuação do atuador de acordo com uma curva de Gompertz. O atuador pode estar ainda configurado, em algumas modalidades, para atuar a primeira e segunda extremidades uma na direção da outra ao longo de uma porção predeterminada da curva de Gompertz. Por exemplo, o atuador pode somente atuar o atuador ao longo de uma porção da faixa atuável do membro de suporte alongado, curvo e o membro de suporte oposto.
[0016] O atuador, o membro de suporte alongado, curvo, e o membro de suporte oposto podem estar configurados para regular o fluxo de fluido pela atuação do atuador de acordo com uma curva sigmoide. O atuador pode estar ainda configurado para atuar a primeira e segunda extremidades uma na direção da outra ao longo de uma porção predeterminada da curva sigmoide.
[0017] O membro de suporte alongado, curvo pode ser semirrígido e/ou pode consistir essencialmente de um material esticável. O membro de suporte alongado, curvo pode ser um membro de suporte alongado, arqueado, e/ou pode ser em forma de C.
[0018] O aparelho pode ainda compreender um membro de conexão alongado operativamente acoplado na primeira e segunda extre
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7/190 midades do membro de suporte alongado, curvo.
[0019] Em certas modalidades da presente descrição, o aparelho pode compreender um atuador acoplado no membro de conexão alongado e o membro de suporte alongado, curvo para aplicar uma força de expansão para fora para por meio disto deformar a primeira e segunda extremidades dos membros de suporte alongados, curvos uma na direção da outra.
[0020] Em certas modalidades da presente descrição, o membro de suporte alongado, curvo está disposto aproximadamente paralelo ao outro membro de suporte alongado, curvo ao longo de uma porção substancial. Por exemplo, o membro de suporte alongado, curvo define um comprimento, e o outro membro de suporte alongado, curvo define um comprimento e o comprimento do outro membro de suporte alongado, curvo está disposto aproximadamente paralelo com o comprimento do membro de suporte alongado, curvo.
[0021] Em certas modalidades da presente descrição, o aparelho inclui um atuador operativamente acoplado no membro de suporte alongado, curvo na primeira e segunda extremidades, e Noutro membro de suporte alongado, curvo na primeira e segunda extremidades. A atuação do atuador faz com que a primeira e segunda extremidades do membro de suporte alongado, curvo se aproximem uma da outra e também faz com que a primeira e segunda extremidades do outro membro de suporte alongado, curvo se aproximem uma da outra para por meio disto causar uma redução em distância entre o membro de suporte alongado, curvo e o outro membro de suporte alongado, curvo para por meio disto comprimir o tubo.
[0022] Em certas modalidades da presente descrição, o membro de suporte alongado, curvo define um comprimento, e o membro de suporte oposto está disposto ortogonalmente do comprimento ao longo de uma sua porção.
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8/190 [0023] Em certas modalidades da presente descrição, o membro de suporte alongado, curvo inclui uma pluralidade de arestas dispostas sobre este para acoplar o tubo.
[0024] Em certas modalidades da presente descrição, o membro de suporte oposto inclui uma pluralidade de arestas dispostas sobre este configuradas para acoplar o tubo.
[0025] Em certas modalidades da presente descrição, o membro de suporte alongado, curvo inclui um flange que estende de um seu comprimento configurado para prender o tubo. O membro de suporte oposto pode incluir outro flange que estende de um seu comprimento configurado para prender o tubo de modo que o flange e o outro flange estão aproximadamente paralelos um ao outro e estão aproximadamente paralelos a um eixo geométrico central definido pelo tubo quando o tubo está disposto entre estes.
[0026] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro membro de suporte alongado, um segundo membro de suporte alongado, e um atuador. O primeiro membro de suporte alongado define um comprimento, e o segundo membro de suporte alongado também define seu próprio comprimento de modo que comprimento do segundo membro de suporte alongado está disposto em uma relação espaçada com o comprimento do primeiro membro de suporte alongado para cooperar com o primeiro membro de suporte alongado para comprimir um tubo. O atuador está em acoplamento mecânico com pelo menos um do primeiro e segundo membros de suporte alongados para atuar o primeiro e segundo membros de suporte alongados um na direção do outro para por meio disto comprimir um tubo disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de modo que a atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte alongados para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma curva sigmoide apro
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9/190 ximada.
[0027] O comprimento do segundo membro de suporte alongado pode estar disposto aproximadamente paralelo ao comprimento do primeiro membro de suporte alongado. O primeiro e segundo membros de suporte alongados podem estar configurados para cooperar um com o outro para comprimir o tubo ao longo de um comprimento do tubo pelo menos substancialmente maior do que o diâmetro do tubo. O atuador pode estar configurado para atuar o primeiro e segundo membros de suporte alongados para comprimir o tubo para regular o fluxo de fluido dentro do tubo ao longo de uma porção predeterminada da curva sigmoide.
[0028] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro e segundo membros de suporte alongados. O primeiro membro de suporte alongado define um comprimento e o segundo membro de suporte alongado define um comprimento. O comprimento do segundo membro de suporte alongado está disposto em uma relação espaçada com o comprimento do primeiro membro de suporte alongado para cooperar com o primeiro membro de suporte alongado para comprimir um tubo. O atuador está em acoplamento mecânico com pelo menos um do primeiro e segundo membros de suporte alongados para atuar o primeiro e segundo membros de suporte alongados um na direção do outro para por meio disto comprimir um tubo disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de modo que a atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte alongados para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma curva de Gompertz aproximada.
[0029] O comprimento do segundo membro de suporte alongado pode estar disposto aproximadamente paralelo ao comprimento do primeiro membro de suporte alongado. O primeiro e segundo membros
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10/190 de suporte alongados podem estar configurados para cooperar um com o outro para comprimir o tubo ao longo de um comprimento pelo menos substancialmente maior do que o diâmetro do tubo.
[0030] O atuador pode estar configurado para atuar o primeiro e segundo membros de suporte alongados para comprimir o tubo para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma porção predeterminada da curva de Gompertz.
[0031] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro e segundo membros de suporte alongados. O primeiro membro de suporte alongado define um comprimento, e o segundo membro de suporte alongado define um comprimento de modo que o comprimento do segundo membro de suporte alongado está disposto em uma relação espaçada com o comprimento do primeiro membro de suporte alongado para cooperar com o primeiro membro de suporte alongado para comprimir um tubo. O atuador está em acoplamento mecânico com pelo menos um do o primeiro e segundo membros de suporte alongados para atuar o primeiro e segundo membros de suporte alongados um na direção do outro para por meio disto comprimir um tubo disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de modo que a atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte alongados para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma função logística generalizada aproximada.
[0032] O comprimento do segundo membro de suporte alongado pode estar disposto aproximadamente paralelo ao comprimento do primeiro membro de suporte alongado. O primeiro e segundo membros de suporte alongados podem estar configurados para cooperar um com o outro para comprimir o tubo ao longo de um comprimento do tubo pelo menos substancialmente maior do que o diâmetro do tubo. O atuador pode estar ainda configurado para atuar o primeiro e segundo
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11/190 membros de suporte alongados para comprimir o tubo para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma porção predeterminada da função logística generalizada.
[0033] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro e segundo membros de suporte, e um atuador. O primeiro membro de suporte forma pelo menos um de um arco, uma pluralidade de arcos, uma curva, uma pluralidade de curvas, uma forma arqueada, uma pluralidade de formas arqueadas, uma forma em S, uma forma em C, uma forma convexa, uma pluralidade de formas convexas, uma forma côncava, e uma pluralidade de formas côncavas. The segundo membro de suporte está disposto em relação espaçada com o primeiro membro de suporte para cooperar com o primeiro membro de suporte para comprimir um tubo ao longo de um comprimento do tubo pelo menos substancialmente maior do que o diâmetro do tubo. O atuador está em acoplamento mecânico com pelo menos um do primeiro e segundo membros de suporte para atuar o primeiro e segundo membros de suporte um na direção do outro para por meio disto comprimir um tubo disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de modo que a atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma função não linear aproximada.
[0034] A função não linear aproximada pode ser uma função logística generalizada aproximada, uma curva sigmoide aproximada, e/ou uma curva de Gompertz aproximada. O atuador pode estar configurado para atuar para por meio disto regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma porção predeterminada da função não linear aproximada.
[0035] Em certas modalidades da presente descrição, o primeiro membro de suporte forma um arco, tem uma forma que consiste es
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12/190 sencialmente em um arco, forma uma pluralidade de arcos, tem uma forma que consiste essencialmente em uma pluralidade de arcos, forma uma curva, tem uma forma que consiste essencialmente em uma curva, forma uma pluralidade de curvas, tem uma forma que consiste essencialmente em uma pluralidade de curvas, forma uma forma arqueada, tem uma forma que consiste essencialmente em uma forma arqueada, forma uma pluralidade de formas arqueadas, tem uma forma que consiste essencialmente em uma pluralidade de formas arqueadas, forma uma forma em S, tem uma forma que consiste essencialmente em uma forma em S, forma uma forma em C, tem uma forma que consiste essencialmente em uma forma em C, forma uma forma convexa, tem uma forma que consiste essencialmente em uma forma convexa, forma uma pluralidade de formas convexas, tem uma forma que consiste essencialmente em uma pluralidade de formas convexas, forma uma forma côncava, tem uma forma que consiste essencialmente em uma forma côncava, forma uma pluralidade de formas côncavas, e/ou tem uma forma que consiste essencialmente em uma pluralidade de formas côncavas.
[0036] Um comprimento do segundo membro de suporte pode estar disposto aproximadamente paralelo a um comprimento do primeiro membro de suporte. O primeiro e segundo membros de suporte podem estar configurados para cooperar um com o outro para comprimir o tubo ao longo de um comprimento do tubo pelo menos substancialmente maior do que o diâmetro do tubo.
[0037] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um membro de suporte alongado, curvo e um membro de suporte oposto. O membro de suporte alongado, curvo é elasticamente deformável e tem uma primeira e segunda extremidades. O membro de suporte oposto está configurado para definir um conduto com o membro de suporte alongado, curvo de modo
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13/190 que o conduto está definido entre o membro de suporte alongado, curvo e o membro oposto. A deformação do membro de suporte alongado, curvo pelo movimento da primeira e segunda extremidades uma na direção da outra reduz um volume interno do conduto. Em algumas modalidades, o conduto pode estar configurado para receber um tubo. Em ainda modalidades adicionais, o conduto está fluidamente vedado, e o aparelho ainda compreender uma primeira e segunda portas em comunicação de fluido com o conduto de modo que cada porta está adaptada para ser acoplada a um tubo.
[0038] Em certas modalidades da presente descrição, um sistema para regular o fluxo de fluido inclui um tubo flexível e uma válvula de tubo Bourdon inverso. O tubo de fluido flexível tem um percurso de fluido e está configurado para passar um fluido através deste. A válvula de tubo Bourdon inverso está acoplada no tubo de fluido flexível para regular o fluido que flui através do percurso de fluido do tubo de fluido flexível. Um atuador pode estar acoplado na válvula de tubo Bourdon inverso para atuar a válvula de tubo Bourdon inverso para regular o fluido que flui através do percurso de fluido do tubo de fluido flexível. Uma válvula de tubo Bourdon inverso funciona em um modo oposto a um tubo Bourdon em que uma deformação do percurso de fluido causa mudanças no fluxo de fluido ao invés do fluxo de fluido causar a deformação do percurso de fluido.
[0039] Em certas modalidades da presente descrição, um sistema para regular o fluxo de fluido inclui um tubo de fluido, uma válvula, e um atuador. O tubo de fluido define um percurso de fluido configurado para passar o fluido através deste. A válvula está operativamente acoplada no tubo de fluido e inclui um primeiro e segundo membros flexíveis. O segundo membro flexível está operativamente acoplado no primeiro membro flexível. O tubo de fluido está disposto entre o primeiro e segundo membros flexíveis, e o primeiro e segundo membros fle
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14/190 xíveis estão configurados para flexionar para por meio disto regular o fluxo de fluido que passa através do tubo de fluido. O atuador está acoplado a pelo menos a primeira extremidade do primeiro membro flexível e uma segunda extremidade do primeiro membro flexível. O atuador pode ser um parafuso de avanço e pode existir um motor eletricamente alimentado acoplado no parafuso de avanço para girar o parafuso de avanço.
[0040] Em certas modalidades da presente descrição, o sistema pode incluir um botão acoplado no parafuso de avanço de modo que o botão seja configurado para girar o parafuso de avanço. O botão pode ser acoplado por um atuador acionado por motor.
[0041] Em certas modalidades da presente descrição, o atuador está acoplado a uma primeira extremidade do primeiro membro flexível e uma segunda extremidade do primeiro membro flexível, e o atuador está configurado para pelo menos um do flexionar a primeira e segunda extremidades uma na direção da outra e flexionar a primeira e segunda extremidades afastando uma da outra. O atuador pode flexionar a primeira e segunda extremidades afastando uma da outra e/ou o atuador flexiona o primeiro e segundo membros flexíveis de modo que a primeira e segunda extremidades aproximam uma da outra. O primeiro e segundo membros flexíveis podem ser geralmente retangulares. O primeiro membro e/ou o segundo membro podem ser tensionados para pelo menos substancialmente para o fluxo de fluido quando o atuador cessa a aplicação de uma força.
[0042] The sistema pode incluir um medidor de fluxo acoplado a uma câmara de gotejamento que está acoplada no tubo de fluido de modo que medidor de fluxo estima o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento e portanto também estima o fluxo de fluido através do tubo de fluido. O medidor de fluxo pode ser um medidor de fluxo baseado em sensor de imagem.
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15/190 [0043] O medidor de fluxo pode estar operativamente acoplado a um motor para atuar a válvula, e o sistema pode incluir um componente de controle para controlar o motor para atuar a válvula para conseguir a taxa de fluxo desejada como estimada pelo medidor de fluxo.
[0044] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro e segundo membros em forma de C. O primeiro membro em forma de C define superfícies interna e externa, e o segundo membro em forma de C define superfícies interna e externa. Pelo menos uma da superfície externa do primeiro membro em forma de C e da superfície interna do segundo membro em forma de C está configurada para receber um tubo. A superfície interna do segundo membro em forma de C está disposta em uma relação espaçada para a superfície externa do primeiro membro em forma de C. Uma área substancial da superfície interna do segundo membro em forma de C pode, em algumas modalidades específicas, topar a superfície externa do primeiro membro em forma de C.
[0045] Em certas modalidades da presente descrição, o segundo membro em forma de C é flexível e o primeiro membro em forma de C é semirrígido, é rígido e/ou é um elastômero.
[0046] Um membro flexível pode ser formado de um material selecionado do grupo que consiste em um plástico, um polímero, um monômero, um polipropileno, um polímero termoplástico, uma cerâmica, um cloreto de polivinila, e um polietileno.
[0047] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui uma primeira e segunda chapas flexíveis. A segunda chapa flexível está operativamente acoplada na primeira chapa flexível. A primeira e segunda chapas flexíveis estão configuradas para receber um tubo de fluido entre estas, e a primeira e segunda chapas flexíveis estão também configuradas para flexionar para por meio disto regular o fluxo de fluido que passa através do tubo
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16/190 de fluido.
[0048] O aparelho pode incluir um atuador acoplado a uma primeira extremidade da primeira chapa flexível e a segunda extremidade da primeira chapa flexível. O atuador pode estar configurado para pelo menos um de flexionar a primeira e segunda extremidades uma na direção da outra e flexionar a primeira e segunda extremidades afastando uma da outra.
[0049] O aparelho pode incluir um parafuso de avanço acoplado a uma primeira extremidade da primeira chapa flexível e uma segunda extremidade da primeira chapa flexível, e um botão acoplado no parafuso de avanço de modo que a rotação do botão gira o parafuso de avanço. O botão pode estar configurado para acoplamento com um atuador acionado por motor por meio de que o atuador acionado por motor atua o botão.
[0050] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro e segundo membros em forma de curva. O primeiro membro em forma de curva define superfícies interna e externa, e o segundo membro em forma de curva também define superfícies interna e externa. A superfície interna do segundo membro em forma de curva está disposta em uma relação espaçada para a superfície externa do primeiro membro em forma de curva.
[0051] Pelo menos um do primeiro e segundo membros em forma de curva pode estar configurado para posicionar um tubo de fluido entre este O primeiro membro em forma de curva pode ser pelo menos um de semirrígido e rígido. O segundo membro em forma de curva pode ser flexível. O segundo membro em forma de curva pode compreender um elastômero. O primeiro e segundo membros em forma de curva podem ser flexíveis.
[0052] O aparelho pode compreender um membro de conexão
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17/190 operativamente acoplado a pelo menos uma de uma primeira extremidade do primeiro membro em forma de curva e uma primeira extremidade do segundo membro em forma de curva de modo que o membro de conexão está também operativamente acoplado a pelo menos um do de uma segunda extremidade do primeiro membro em forma de curva e uma segunda extremidade do segundo membro em forma de curva. O membro de conexão pode ser flexível, pode ser rígido, e/ou pode ser semirrígido.
[0053] O aparelho pode incluir um atuador posicionado entre o membro de conexão e o segundo membro em forma de curva para aplicar uma força entre estes quando atuado. O atuador pode ser um parafuso de avanço.
[0054] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro e segundo membros em forma de curva. O primeiro membro em forma de curva define superfícies interna e externa. O primeiro membro em forma de curva tem primeiro e segundo membros de recepção em extremidades opostas do primeiro membro em forma de curva. O segundo membro em forma de curva define superfícies interna e externa. O segundo membro em forma de curva tem um primeiro e segundo fixadores em extremidades opostas do segundo membro em forma de curva. Pelo menos um do primeiro e segundo fixadores pode ser um gancho. O primeiro membro de recepção do primeiro membro em forma de curva está configurado para acoplar o primeiro fixador do segundo membro em forma de curva, e o segundo membro de recepção do primeiro membro em forma de curva está configurado para acoplar o segundo fixador do segundo membro em forma de curva.
[0055] Pelo menos um dos membros de recepção pode ser um membro cilindricamente formado, tal como uma porca de tambor, configurada para acoplar a um gancho.
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18/190 [0056] Pelo menos um dos membros de recepção pode estar operativamente acoplado a um atuador. Um ou mais dos membros de recepção podem estar operativamente acoplados a um motor elétrico.
[0057] Em certas modalidades da presente descrição, o aparelho ainda inclui um motor elétrico acoplado no primeiro membro de recepção de modo que: (1) o motor elétrico gira um rotor acoplado a um eixo que tem roscas sobre uma sua superfície externa; (2) o segundo membro de recepção define um furo roscado configurado para receber o eixo; e (3) o furo roscado e o eixo cooperam juntos para pelo menos um de aumentar ou diminuir a distância entre o primeiro e segundo membros de recepção quando o motor elétrico gira o rotor para por meio disto girar o eixo.
[0058] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um primeiro e segundo membros de suporte alongados, curvos. O primeiro membro de suporte alongado, curvo é elasticamente deformável e tem uma primeira e segunda extremidades. O segundo membro de suporte alongado, curvo é elasticamente deformável e tem uma primeira e segunda extremidades. O segundo membro de suporte alongado, curvo está configurado para posicionar um tubo contra o primeiro membro de suporte alongado, curvo de modo que a deformação do primeiro e segundo membros de suporte alongados, curvos pelo movimento da primeira e segunda extremidades do primeiro membro de suporte alongado, curvo uma na direção da outra reduz um volume interno do tubo.
[0059] O primeiro conector está acoplado na primeira extremidade do primeiro membro de suporte alongado, curvo e está também acoplado na primeira extremidade do segundo membro de suporte alongado, curvo. O segundo conector está acoplado na segunda extremidade do primeiro membro de suporte alongado, curvo e está também acoplado na segunda extremidade do segundo membro de suporte
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19/190 alongado, curvo. O segundo conector define um furo. O membro de conexão tem uma extremidade acoplada no primeiro conector e outra extremidade configurada para inserção no furo do segundo conector. O membro de conexão define uma haste roscada pelo menos ao longo de um sua porção. O botão tem uma catraca configurada para operar por sobre o membro de conector quando movida da outra extremidade do membro de conexão na direção da extremidade do membro de conexão. O botão está ainda configurado para acoplar a haste roscada do membro de conexão. O botão pode incluir uma pluralidade de dedos configurados para acoplar a haste roscada do membro de conexão. O botão define uma periferia externa e inclui um furo definido no centro da periferia externa do botão. O furo está configurado para receber a haste roscada. A pluralidade de dedos cada um arqueia para acoplar a haste roscada em uma respectiva extremidade de cada um da pluralidade de dedos.
[0060] O primeiro membro de suporte alongado, curvo define um primeiro furo adjacente à primeira extremidade do primeiro membro de suporte alongado, curvo. O furo está configurado para prender um tubo de fluido.
[0061] O primeiro membro de suporte alongado, curvo pode definir um primeiro entalhe adjacente à primeira extremidade do primeiro membro de suporte alongado, curvo de modo que o entalhe está configurado para receber um tubo de fluido. O entalhe pode incluir um pescoço configurado para receber o tubo de fluido e uma região circular configurada para reter o tubo de fluido.
[0062] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui uma base, uma pluralidade de dedos, e um anel. A base define um furo configurado para receber um tubo de fluido. A pluralidade de dedos cada um tem uma extremidade acoplada na base. O anel está configurado para deslizar da base e ao
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20/190 longo da pluralidade de dedos. O movimento do anel afastando da base e na direção dos dedos comprime os dedos contra o tubo. O anel está configurado para travar por atrito contra a pluralidade de dedos. Cada dedo inclui uma extremidade alongada acoplada na base e uma extremidade curva acoplada em uma extremidade opostas relativa à base.
[0063] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um membro conicamente formado, um membro complementar, e um atuador. O membro conicamente formado tem uma superfície para enrolar um tubo ao redor deste. O membro complementar está configurado para acoplar o membro conicamente formado para comprimir o tubo. O atuador está configurado para comprimir o membro conicamente formado contra o membro complementar para por meio disto comprimir o tubo.
[0064] Em certas modalidades da presente descrição, um conjunto de administração intravenosa inclui: um tubo flexível para direcionar o fluxo de fluido dentro deste; uma primeira porta em uma extremidade do tubo flexível; uma segunda porta em uma segunda extremidade do tubo flexível; um membro de suporte alongado, curvo elasticamente deformável e que tem primeira e segunda extremidades; e um membro de suporte oposto configurado para posicionar o tubo flexível contra o membro de suporte alongado, curvo entre a primeira e segunda extremidades de modo que a deformação do membro de suporte alongado, curvo pelo movimento da primeira e segunda extremidades uma na direção da outra reduz um volume interno do tubo.
[0065] O conjunto de administração intravenosa pode ainda incluir uma câmara de gotejamento acoplada ao tubo flexível, outra porta configurada para receber uma seringa para injeção de fluido no fluxo de fluido dentro do tubo flexível, e/ou um oclusor deslizante acoplado no tubo flexível configurado para acoplar o tubo flexível para ocluir o
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21/190 fluxo de fluido dentro deste.
[0066] A primeira extremidade do membro de suporte alongado, curvo pode definir um primeiro furo para receber o tubo flexível, e a segunda extremidade do membro de suporte alongado, curvo pode definir um segundo furo para receber o tubo flexível.
[0067] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, primeiro e segundo sensores de imagem, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O primeiro sensor de imagem tem um primeiro campo de visão e está operativa amente acoplado no membro de suporte. O primeiro sensor de imagem está posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do primeiro campo de visão. O segundo sensor de imagem tem um segundo campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte. O segundo sensor de imagem está posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do segundo campo de visão.
[0068] O pelo menos um processador está operativamente acoplado no primeiro e segundo sensores de imagem. O pelo menos um processador receber primeiros dados de imagem do primeiro sensor de imagem e segundos dados de imagem do segundo sensor de imagem, e o pelo menos um processador estima pelo menos um parâmetros do líquido dentro da câmara de gotejamento utilizando os primeiros e segundos dados de imagem.
[0069] O pelo menos um parâmetros pode ser um de um tipo de formação do líquido, o volume do líquido, e a forma do líquido. O pelo menos um processador pode determinar uma existência de uma condição de fluxo livre utilizando pelo menos um do primeiro e segundo conjuntos de dados de imagem.
[0070] O medidor de fluxo pode ainda incluir um padrão de fundo
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22/190 posicionado dentro do campo de visão do primeiro sensor de imagem de modo que a câmara de gotejamento fique entre o primeiro sensor de imagem e o padrão de fundo.
[0071] O pelo menos um processador do medidor de fluxo pode estimar o pelo menos um parâmetros utilizando o primeiro conjunto de dados de imagem analisando uma distorção do padrão de fundo causada pelo líquido dentro do primeiro campo de visão como visto pelo primeiro sensor de imagem. O padrão de fundo pode ser qualquer rede de linhas que têm pelo menos um ângulo em relação a uma abertura da câmara de gotejamento quando vista do primeiro sensor de imagem dentro do primeiro campo de visão utilizando o primeiro conjunto de dados de imagem.
[0072] O pelo menos um processador pode determinar que uma condição de fluxo livre existe quando o líquido faz com que a rede de linhas mude os ângulos pela distorção causada pelo líquido quando na condição e fluxo livre como visto do primeiro campo de visão do primeiro sensor de imagem.
[0073] O pelo menos um processador pode comparar pelo menos um dos primeiro e segundos dados de imagem com uma imagem de fundo para estimar o pelo menos um parâmetro.
[0074] O pelo menos um processador pode comparar pelo menos um dos primeiros e segundos dados de imagem com imagem de fundo calculando pelo menos uma de uma diferença entre o pelo menos um dos primeiros e segundos dados de imagem com a imagem de fundo, uma diferença absoluta entre o pelo menos um dos primeiros e segundos dados de imagem com a imagem de fundo, e/ou uma diferença absoluta quadrada entre o pelo menos um dos primeiros e segundos dados de imagem com a imagem de fundo.
[0075] O medidor de fluxo pode incluir uma memória legível por processador, não transitória em comunicação operativa com o pelo
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23/190 menos um processador de modo que a memória armazena um conjunto operativo de instruções executáveis por computador configuradas para execução por pelo menos um processador. O conjunto operativo de instruções executáveis por computador, quando executado por pelo menos um processador, controla a operação do pelo menos um processador.
[0076] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, um padrão de fundo, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte. O sensor de imagem está posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão. O padrão de fundo está posicionado dentro do campo de visão do sensor de imagem. O padrão de fundo está posicionado de modo que a câmara de gotejamento fique entre o padrão de fundo e o sensor de imagem. O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem para receber dados de imagem deste. O pelo menos um processador está configurado para estimar pelo menos um parâmetro de líquido dentro da câmara de gotejamento utilizando a distorção do padrão de fundo causada pelo líquido como indicado pelos dados de imagem. A distorção é visível dentro do campo de visão do sensor de imagem pelo sensor de imagem. O pelo menos um parâmetro é pelo menos um de um tipo de formação do líquido, um volume do líquido, e uma forma do líquido. O padrão de fundo pode ser uma rede de linhas que tem pelo menos um ângulo em relação a uma abertura da câmara de gotejamento quando visto do sensor de imagem utilizando os dados de imagem.
[0077] O pelo menos um processador pode determinar uma exis
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24/190 tência de condição de fluxo livre utilizando a distorção do padrão de fundo causada pelo líquido como indicado pelos dados de imagem. O pelo menos um processador pode determinar que uma condição de fluxo livre existe quando o líquido faz com que a rede de linhas mude os ângulos pela distorção causada pelo líquido quando na condição de fluxo livre como visto dentro do campo de visão do sensor de imagem.
[0078] O medidor de fluxo pode ainda incluir uma memória legível por processador, não transitória em comunicação operativa com o pelo menos um processador. A memória legível por processador, não transitória pode armazenar um conjunto operativo de instruções executáveis por computador configurado para execução por pelo menos um processador de modo que o conjunto operativo de instruções executáveis por computador, quando executado por pelo menos um processador, controla a operação do pelo menos um processador.
[0079] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, um sensor de imagem, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte de modo que o sensor de imagem fique posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão. O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem para receber dados de imagem deste de modo que o pelo menos um processador compara uma imagem dos dados de imagem com uma imagem de referência para estimar pelo menos um parâmetro de líquido dentro de câmara de gotejamento. A imagem de referência pode ser uma imagem de referência dinâmica. O pelo menos um processador pode atualizar a imagem de referência multiplicando cada pixel da imagem de referência por uma primeira constante e adicionando um
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25/190 pixel correspondente da imagem multiplicada por uma segunda constante.
[0080] O medidor de fluxo pode incluir uma memória legível por processador, não transitória em comunicação operativa com o pelo menos um processador. A memória legível por processador, não transitória pode incluir um conjunto operativo de instruções executáveis por computador configurado para execução por pelo menos um processador de modo que o conjunto operativo de instruções executáveis por computador, quando executado por pelo menos um processador, controla a operação do pelo menos um processador.
[0081] Em certas modalidades da presente descrição, um método para expor um sensor de imagem implementado por um conjunto operativo de instruções executáveis por computador configurado para execução por pelo menos um processador includes: selecionar uma região de interesse; determinar se um pixel está dentro da região de interesse; ativar uma luz de uma luz de fundo se o pixel estiver dentro da região de interesse; e expor o pixel. O ato ativar pode ativar um subconjunto de luzes que inclui a luz da luz de fundo. A luz da luz de fundo pode formar uma luz de fundo uniforme. O sensor de imagem pode incluir a região de interesse e o pixel.
[0082] O conjunto operativo de instruções executáveis por computador pode estar armazenado em uma memória legível por processador, não transitória em comunicação operativa com o pelo menos um processador de modo que o pelo menos um processador possa executar o método.
[0083] O pelo menos um processador pode estar acoplado a um sensor de imagem de modo que o pelo menos um processador execute o método utilizando o sensor de imagem. A região de interesse pode ser uma região do sensor de imagem que forma a imagem de uma câmara de gotejamento. A região de interesse pode corresponder à
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26/190 câmara de gotejamento.
[0084] O método pode ainda incluir: receber um sinal de sincronização vertical do sensor de imagem; e receber um sinal de sincronização horizontal do sensor de imagem. O pelo menos um processador pode receber os sinais de sincronização vertical e horizontal do sensor de imagem. O pelo menos um processador pode ativar a luz da luz de fundo de acordo com pelo menos um dos sinais de sincronização vertical e horizontal. A luz pode ser um diodo de emissão de luz.
[0085] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, um sensor de imagem, uma luz de fundo, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte operativamente acopla ao acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte de modo que o sensor de imagem fique posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão. A luz de fundo tem pelo menos um luz. A luz de fundo está acoplada no membro de suporte de modo que a luz de fundo está adaptada para iluminar o sensor de imagem para expor o sensor de imagem. O campo de visão do sensor de imagem pelo menos parcialmente forma a imagem de pelo menos uma porção da câmara de gotejamento. O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem para receber os dados de imagem deste.
[0086] O pelo menos um processador está configurado para: selecionar uma região de interesse do sensor de imagem; determinar se um pixel do sensor de imagem está dentro da região de interesse; ativar a luz da luz de fundo se o pixel do sensor de imagem estiver dentro da região de interesse; e expor o pixel do sensor de imagem.
[0087] O medidor de fluxo pode ainda incluir uma memória legível por processador, não transitória legível por pelo menos um processa
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27/190 dor. A memória legível por processador, não transitória inclui um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenado nesta configurado para fazer com que o pelo menos um processador, quando executado: seleciona a região de interesse do sensor de imagem; determina se o pixel do sensor de imagem está dentro da região de interesse; ativa a luz da luz de fundo se o pixel do sensor de imagem estiver dentro da região de interesse; e expõe o pixel do sensor de imagem. O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para: receber um sinal de sincronização vertical do sensor de imagem, e receber um sinal de sincronização horizontal do sensor de imagem. O pelo menos um processador pode ativar a luz da luz de fundo de acordo com pelo menos um dos sinais de sincronização vertical e horizontal.
[0088] O pelo menos um processador pode selecionar a região de interesse e determinar se o pixel do sensor de imagem está dentro da região de interesse de acordo com os dados de imagem. A região de interesse é uma região do sensor de imagem que forma imagem da câmara de gotejamento. A região de interesse pode corresponder à câmara de gotejamento.
[0089] O pelo menos um processador pode ativar um subconjunto de luzes que inclui a luz da luz de fundo. A luz da luz de fundo pode formar uma luz de fundo uniforme.
[0090] Em certas modalidades da presente descrição, um método inclui: capturar uma imagem que inclui uma imagem de uma câmara de gotejamento utilizando um sensor de imagem que tem um campo de visão que inclui a câmara de gotejamento; subtrair a imagem de uma imagem de fundo para por meio disto gerar uma imagem de diferença; converter cada pixel da imagem de diferença para um valor verdadeiro se um valor absoluto de um respectivo pixel estiver além de um limite predeterminado ou para um valor falso se o valor absoluto do
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28/190 respectivo pixel for menor do que o limite predeterminado; somar cada linha da imagem de diferença convertida para gerar uma pluralidade de valores de somatório, em que cada valor de somatório da pluralidade de valores de somatório corresponde a uma respectiva linha da imagem de diferença convertida; e examinar a pluralidade de valores de somatório. O método pode ser implementado por um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenadas em uma memória legível por processador, não transitória em comunicação operativa com pelo menos um processador de modo que o pelo menos um processador execute o método.
[0091] O ato de examinar a pluralidade de valores de somatório pode incluir determinar se uma condição de fluxo livre existe dentro da câmara de gotejamento.
[0092] O ato de determinar se a condição de fluxo livre existe pode incluir determinar se a pluralidade de valores de somatório inclui uma pluralidade de valores de somatório contíguos acima de outro limite predeterminado.
[0093] O ato de examinar a pluralidade de valores de somatório pode incluir determinar se uma gota foi formada dentro da câmara de gotejamento.
[0094] O ato de determinar se a gota foi formada dentro da câmara de gotejamento pode incluir determinar se a pluralidade de valores de somatório inclui uma pluralidade de valores de somatório contíguos dentro de uma faixa predeterminada maior do que um valor mínimo e menor do que um valor máximo.
[0095] O método pode opcionalmente incluir uniformizar a pluralidade de valores de somatório antes do O ato de examinar. O ato de uniformizar pode estar de acordo com pelo menos uma de uma função spline, uma função spline cúbica, uma função spline B, uma função spline Bezier, uma interpolação polinomial, uma média móvel, uma
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29/190 função de uniformização de dados, e uma função tipo spline cúbica. [0096] O pelo menos um processador pode opcionalmente ser acoplado no sensor de imagem, e o pelo menos um processador pode executar o método utilizando o sensor de imagem.
[0097] O método pode opcionalmente incluir o ato de converter cada pixel da imagem de diferença para um valor absoluto de cada pixel após o ato de subtrair e antes do O ato de converter.
[0098] O método pode opcionalmente incluir o ato de converter cada pixel da imagem de diferença para um valor quadrado de cada pixel após o ato de subtrair e antes do O ato de converter.
[0099] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, uma luz, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte de modo que o sensor de imagem fique posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão. A luz está acoplada no membro de suporte e está adaptada para iluminar o sensor de imagem para expor o sensor de imagem de modo que o campo de visão do sensor de imagem pelo menos parcialmente forma a imagem de pelo menos uma porção da câmara de gotejamento.
[00100] O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem para receber dados de imagem deste, e o pelo menos um processador está configurado para: capturar uma imagem que inclui uma imagem de uma câmara de gotejamento utilizando o sensor de imagem que tem um campo de visão que inclui a câmara de gotejamento; subtrair a imagem de uma imagem de fundo para por meio disto gerar uma imagem de diferença; converter cada pixel da imagem de diferença para um valor verdadeiro se um valor absoluto
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30/190 de um respectivo pixel estiver além de um limite predeterminado ou para um valor falso se o valor absoluto do respectivo pixel for menor do que o limite predeterminado; somar cada linha da imagem de diferença convertida para gerar uma pluralidade de valores de somatório, em que cada valor de somatório da pluralidade de valores de somatório corresponde a uma respectiva linha da imagem de diferença convertida; e examinar a pluralidade de valores de somatório.
[00101] O medidor de fluxo pode incluir uma memória legível por processador, não transitória legível por pelo menos um processador de modo que a memória legível por processador, não transitória inclua um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenado nesta configurado para fazer com que o pelo menos um processador, quando executado: capture a imagem que inclui a imagem de uma câmara de gotejamento utilizando o sensor de imagem que tem um campo de visão que inclui a câmara de gotejamento; subtrai a imagem da imagem de fundo para por meio disto gerar a imagem de diferença; converte cada pixel da imagem de diferença para o valor verdadeiro se o valor absoluto do respectivo pixel estiver além do limite predeterminado ou para o valor falso se o valor absoluto do respectivo pixel for menor do que o limite predeterminado; some cada linha da imagem de diferença convertida para gerar a pluralidade de valores de somatório, em que cada valor de somatório da pluralidade de valores de somatório corresponde à respectiva linha da imagem de diferença convertida; e examine a pluralidade de valores de somatório.
[00102] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para determinar se uma condição de fluxo livre existe dentro da câmara de gotejamento quando o processador examina a pluralidade de valores de somatório.
[00103] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para determinar se a pluralidade de valores de somatório inclui uma
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31/190 pluralidade de valores de somatório contíguos acima de outro limite predeterminado quando o pelo menos um processador determina se a condição de fluxo livre existe.
[00104] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para determinar se uma gota foi formada dentro da câmara de gotejamento quando o pelo menos um processador examina a pluralidade de valores de somatório.
[00105] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para determinar que uma gota foi formada se a pluralidade de valores de somatório incluir uma pluralidade de valores de somatório contíguos dentro de uma faixa predeterminada maior do que um valor mínimo e menor do que um valor máximo e uma localização dos valores de somatório contíguos correspondem uma faixa predeterminada de localizações na qual uma gota pode formar.
[00106] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado uniformizar a pluralidade de valores de somatório antes de quando o pelo menos um processador examina a pluralidade de valores de somatório.
[00107] O pelo menos um processador pode uniformizar de acordo com pelo menos uma de uma função spline, uma função spline cúbica, uma função spline B, uma função spline Bezier, uma interpolação polinomial, uma média móvel, uma função de uniformização de dados, e/ou uma função tipo spline cúbica.
[00108] O medidor de fluxo pode ainda incluir uma memória legível por processador, não transitória que tem um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenado neste. A memória legível por processador, não transitória está em comunicação operativa com pelo menos um processador de modo que o conjunto operativo de instruções executáveis por processador controla a operação do pelo menos um processador.
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32/190 [00109] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para converter cada pixel da imagem de diferença para um valor absoluto de cada pixel após o ato de subtrair e antes da conversão.
[00110] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para converter cada pixel da imagem de diferença para um valor quadrado de cada pixel após o ato de subtrair e antes da conversão.
[00111] Em certas modalidades da presente descrição, um método includes: capturar uma imagem de uma câmara de gotejamento utilizando um sensor de imagem; identificar uma pluralidade de pixels de interesse dentro da imagem; determinar um subconjunto de pixels dentro da pluralidade de pixels de interesse, em que cada pixel da pluralidade de pixels é determinado estar dentro do subconjunto de pixels quando existe um percurso para uma linha de base que corresponde à câmara de gotejamento; executar uma operação de rotação no subconjunto de pixels; e estimar um volume de uma gota dentro da câmara de gotejamento contanto um número de pixels dentro do subconjunto de pixels girado.
[00112] A linha de base pode ser um conjunto predeterminado de pixels dentro do sensor de imagem. A pluralidade de pixels de interesse pode ser identificada comparando a imagem com uma imagem de fundo.
[00113] O método pode opcionalmente incluir um ou mais de: inicia-
lizar a imagem de fundo; atualizar a imagem de fundo utilizando a imagem capturada pelo sensor de imagem; atualizar uma rede de variâncias utilizando a imagem capturada pelo sensor de imagem; e/ou atualizar uma rede de inteiros de acordo com a imagem capturada pelo sensor de imagem.
[00114] A imagem de fundo pode ser atualizada de acordo com: p = p (1_a ) + a P backgroundj,j backgroundj,j \ ^background j ^background inputj,j '
[00115] A rede de variâncias pode ser atualizada de acordo com:
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33/190 σ2 = ( P - P )2 temp \ background,í, j input,í, j ) Sbackground,í,j Sbackground,í,j (l ^background ) + A/ackground^temp [00116] Cada inteiro da rede de inteiros pode corresponder a um número de atualizações de um pixel da imagem de fundo. Em algumas modalidades específicas, a comparação da imagem com a imagem de fundo somente compara os pixels dentro da imagem com pixels dentro da imagem de fundo se um respectivo inteiro da rede de inteiros indicar que um respectivo pixel dentro da imagem de fundo foi atualizado pelo menos um número predeterminado de vezes.
[00117] O método pode opcionalmente incluir um ou mais de: identificar uma gota na imagem e uma banda predeterminada próxima de uma borda da gota; e inicializar a imagem de fundo ajustando cada pixel da imagem de fundo à imagem a menos que este esteja dentro da gota identificada ou da banda predeterminada próxima da borda da gota.
[00118] O método pode ainda incluir ajustar um pixel da imagem de fundo para um valor predeterminado se um pixel correspondente da imagem estiver dentro da gota identificada ou da banda predeterminada próxima da borda da gota. O pixel correspondente da imagem tem uma localização que corresponde ao pixel da imagem de fundo.
[00119] O método pode ainda incluir determinar uma linha de base que corresponde a uma abertura da câmara de gotejamento.
[00120] O ato de determinar um subconjunto de pixels dentro da pluralidade de pixels de interesse que corresponde a uma gota pode incluir determinar que cada um da pluralidade de pixels de interesse está dentro do subconjunto de pixels se o respectivo pixel da pluralidade de pixels tiver um percurso contíguo de volta para a linha de base da formação de gota em uma abertura da câmara de gotejamento.
[00121] O método pode opcionalmente incluir um ou mais de: capturar uma primeira imagem utilizando o sensor de imagem; identificar a
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34/190 gota dentro da primeira imagem e uma banda predeterminada próxima de uma borda da gota; inicializar uma imagem de fundo ajustando cada pixel para a primeira imagem a menos que este esteja dentro da gota identificada ou a banda predeterminada próxima da borda da gota; ajustar os pixels dentro da região da gota ou dentro da banda predeterminada para um valor predeterminado; inicializar uma rede de inteiros; e inicializar uma rede de variâncias.
[00122] O método pode também inclui um ou mais de atualizar a imagem de fundo, a rede de inteiros, e/ou a rede de variâncias utilizando a imagem.
[00123] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, um sensor de imagem, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte. O sensor de imagem está posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão.
[00124] O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem para receber os dados de imagem deste, e o pelo menos um processador está configurado para: capturar uma imagem de uma câmara de gotejamento utilizando o sensor de imagem; identificar uma pluralidade de pixels de interesse dentro da imagem; determinar um subconjunto de pixels dentro da pluralidade de pixels de interesse, em que cada pixel da pluralidade de pixels está determinado estar dentro do subconjunto de pixels quando um existe um percurso para uma linha de base que corresponde à câmara de gotejamento; executar uma operação de rotação sobre o subconjunto de pixels; e estimar um volume de uma gota dentro da câmara de gotejamento contando um número de pixels dentro do subconjunto de
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35/190 pixels girado.
[00125] O medidor de fluxo pode também incluir uma memória legível por processador, não transitória que tem um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenado neste. A memória legível por processador, não transitória está em comunicação operativa com o pelo menos um processador de modo que o conjunto operativo de instruções executáveis por processador controla a operação do pelo menos um processador.
[00126] O medidor de fluxo pode também incluir uma memória legível por processador, não transitória legível por pelo menos um processador de modo que a memória legível por processador, não transitória inclui um conjunto operativo de instruções executáveis por processado armazenado neste configurado para fazer com que o pelo menos um processador, quando executado: capture uma imagem de uma câmara de gotejamento utilizando o sensor de imagem; identifique uma pluralidade de pixels de interesse dentro da imagem; determine um subconjunto de pixels dentro da pluralidade de pixels de interesse, em que cada pixel da pluralidade de pixels está determinado estar dentro do subconjunto de pixels quando existe um percurso para uma linha de base que corresponde à câmara de gotejamento; execute uma operação de rotação sobre o subconjunto de pixels; e estime um volume de uma gota dentro da câmara de gotejamento contando um número de pixels dentro do subconjunto de pixels girado.
[00127] A linha de base pode ser um conjunto predeterminado de pixels dentro do sensor de imagem. A pluralidade de pixels de interesse pode ser identificada comparando a imagem com uma imagem de fundo. O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para inicializar a imagem de fundo e/ou atualizar a imagem de fundo utilizando a imagem capturada pelo sensor de imagem.
[00128] A imagem de fundo pode ser atualizada de acordo com:
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Ρ = P (l — a ) + a P background,í,j background,í,j \ background / background input,í,j '
[00129] O pelo menos um processador pode estar ainda configura-
do para atualizar uma rede de variâncias utilizando a imagem capturada pelo sensor de imagem.
[00130] A rede de variâncias pode ser atualizada de acordo com: σ2 =( P — P )2 temp \ background,?, j input,?, j / Sbackground,?, j Sbackground,?, j (1 ^background ) + ^background Stemp
[00131] O pelo menos um processador pode estar ainda configura-
do para atualizar uma rede de inteiros de acordo com a imagem capturada pelo sensor de imagem. Cada inteiro da rede de inteiros corresponde a um número de atualizações de um pixel da imagem de fundo.
[00132] Opcionalmente, em algumas modalidades, a comparação
da imagem com a imagem de fundo somente compara os pixels dentro da imagem com pixels dentro da imagem de fundo se um respectivo inteiro da rede de inteiros indicar que um respectivo pixel dentro da imagem de fundo foi atualizado pelo menos um número predeterminado de vezes.
[00133] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para: identificar uma gota na imagem e uma banda predeterminada próxima de uma borda da gota; e inicializar a imagem de fundo ajustando cada pixel da imagem de fundo para a imagem a menos que este esteja dentro da gota identificada ou da banda predeterminada próxima da borda da gota.
[00134] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para ajustar um pixel da imagem de fundo para um valor predeterminado se um pixel correspondente da imagem estiver dentro da gota identificada ou da banda predeterminada próxima da borda da gota.
[00135] Em certas modalidades da presente descrição, o pixel correspondente da imagem tem uma localização que corresponde a uma localização do pixel da imagem de fundo.
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37/190 [00136] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para determinar uma linha de base que corresponde a uma abertura da câmara de gotejamento.
[00137] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para determinar se cada um da pluralidade de pixels de interesse está dentro do subconjunto de pixels se o respectivo pixel da pluralidade de pixels tiver um percurso contíguo de volta para a linha de base da gota que forma em uma abertura da câmara de gotejamento para determinar se o subconjunto de pixels está dentro da pluralidade de pixels de interesse que corresponde a uma gota.
[00138] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para: capturar uma primeira imagem utilizando o sensor de imagem; identificar a gota dentro da primeira imagem e uma banda predeterminada próxima de uma borda da gota; inicializar uma imagem de fundo ajustando cada pixel para a primeira imagem a menos que este esteja dentro da gota identificada ou a banda predeterminada próxima da borda da gota; ajustar os pixels dentro da região da gota ou dentro da banda predeterminada para um valor predeterminado; inicializar uma rede de inteiros; e inicializar uma rede de variâncias.
[00139] O pelo menos um processador pode estar ainda configurado para atualizar a imagem de fundo, a rede de inteiros, e/ou a rede de variâncias utilizando a imagem.
[00140] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um meio de sensor de imagem e um meio de estimador de taxa de fluxo. O meio de sensor de imagem é para capturar uma pluralidade de imagens de uma câmara de gotejamento. O meio de estimador de taxa de fluxo é para estimar o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento utilizando a pluralidade de imagens.
[00141] O meio de estimador de taxa de fluxo pode incluir um meio de processador para estimar o fluxo de fluido através da câmara de
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38/190 gotejamento utilizando a pluralidade de imagens.
[00142] O medidor de fluxo pode ainda incluir um meio de memória em comunicação operativa com o meio de processador para prover um conjunto operativo de instruções executáveis por processador para fazer com que o meio de processador estime o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento utilizando a pluralidade de imagens.
[00143] Em certas modalidades da presente descrição, um medidor de fluxo inclui: um meio de memória que tem um conjunto operativo de instruções executáveis por processador configurado para ser executado; e um meio de processador para executar o conjunto operativo de instruções executáveis por processador para implementar um meio de estimador de taxa de fluxo para estimar o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento utilizando a pluralidade de imagens.
[00144] Em certas modalidades da presente descrição, um método inclui: uma etapa para capturar uma pluralidade de imagens de uma câmara de gotejamento; e uma etapa para estimar o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento utilizando a pluralidade de imagens. O método pode ser implementado por um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenado em uma memória não transitória e executado por pelo menos um processador.
[00145] Em certas modalidades da presente descrição, um aparelho inclui: um acoplador adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento; um membro de suporte operativamente acoplado no acoplador; um sensor de imagem que tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte, em que o sensor de imagem está posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão; uma válvula configurada para acoplar a um tubo de fluido em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento, em que a válvula está configurada para regular o fluxo através do tubo de fluido para por meio disto regular o fluxo de fluido através da câmara de goteja
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39/190 mento; e pelo menos um processador operativamente acoplado no sensor de imagem para receber dados de imagem deste, em que o pelo menos um processador está configurado para: capturar uma pluralidade de imagens da câmara de gotejamento utilizando o sensor de imagem; estimar uma taxa de crescimento de volume de uma gota dentro da câmara de gotejamento utilizando a pluralidade de imagens; receber um ponto de ajuste que corresponde a uma taxa de fluxo de fluido através do tubo de fluido; ajustar um sistema de controle de acordo com a taxa de crescimento de volume da gota estimada para conseguir o ponto de ajuste; e emitir um sinal de controle do sistema de controle para um atuador da válvula para controlar a atuação da válvula de acordo com o sistema de controle ajustado.
[00146] O aparelho pode incluir uma memória legível por processador, não transitória que tem um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenado nesta. A memória legível por processador, não transitória pode estar em comunicação operativa com pelo menos um processador de modo que o conjunto operativo de instruções executáveis por processador controla a operação do pelo menos um processador.
[00147] O aparelho pode incluir uma memória legível por processador, não transitória legível por pelo menos um processador. A memória legível por processador, não transitória pode incluir um conjunto operativo de instruções executáveis por processador armazenado nesta configurado para fazer com que pelo menos um processador, quando executado: capture a pluralidade de imagens da câmara de gotejamento utilizando o sensor de imagem; estime a taxa de crescimento de volume da gota dentro da câmara de gotejamento utilizando a pluralidade de imagens; receba o ponto de ajuste que corresponde a uma taxa de fluxo de fluido através do tubo de fluido; ajuste o sistema de controle de acordo com a taxa de crescimento de volume da gota es
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40/190 timada para conseguir o ponto de ajuste; e emita o sinal de controle do sistema de controle para um atuador da válvula para controlar a atuação da válvula de acordo com sistema de controle ajustado.
[00148] O sistema de controle pode ser pelo menos um de um sistema de controle proporcional - integral, derivado, um sistema de controle proporcional - integral, um sistema de controle proporcional - derivado, sistema de controle proporcional, um sistema de controle integral, um sistema de controle de rede neural, um sistema de controle de lógica fuzzy, e/ou um sistema de controle bang-bang.
[00149] O sistema de controle pode correlacionar a taxa de crescimento de volume da gota estimada com o fluxo de fluido através do tubo de fluido.
[00150] A válvula pode incluir: um membro de suporte alongado, curvo elasticamente deformável e que tem uma primeira e segunda extremidades; e um membro de suporte oposto configurado para posicionar o tubo de fluido contra o membro de suporte alongado, curvo entre a primeira e segunda extremidades, em que a deformação do membro de suporte alongado, curvo pelo movimento da primeira e segunda extremidades uma na direção da outra reduz um volume interno do tubo de fluido. O atuador pode estar configurado para mover a primeira e segunda extremidades uma na direção da outra.
[00151] A válvula pode incluir: um primeiro membro de suporte alongado que define um comprimento; e um segundo membro de suporte alongado que define um comprimento, em que o comprimento do segundo membro de suporte alongado está disposto em uma relação espaçada com o comprimento do primeiro membro de suporte alongado para cooperar com o primeiro membro de suporte alongado para comprimir o tubo de fluido. O atuador pode estar em acoplamento mecânico com pelo menos um do primeiro e segundo membros de suporte alongados para atuar o primeiro e segundo membros de suporte
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41/190 alongados um na direção do outro para por meio disto comprimir o tubo de fluido disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de fluido. A atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte alongados para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma curva sigmoide aproximada.
[00152] A válvula pode incluir: um primeiro membro de suporte alongado que define um comprimento; e um segundo membro de suporte alongado que define um comprimento, em que o comprimento do segundo membro de suporte alongado está disposto em uma relação espaçada com o comprimento do primeiro membro de suporte alongado para cooperar com o primeiro membro de suporte alongado para comprimir o tubo de fluido. O atuador está em acoplamento mecânico com pelo menos um do primeiro e segundo membros de suporte alongados para atuar o primeiro e segundo membros de suporte alongados um na direção do outro para por meio disto comprimir o tubo de fluido disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo. A atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte alongados para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma curva de Gompertz aproximada.
[00153] A válvula pode incluir: um primeiro membro de suporte alongado que define um comprimento; e um segundo membro de suporte alongado que define um comprimento, em que o comprimento do segundo membro de suporte alongado está disposto em uma relação espaçada com o comprimento do primeiro membro de suporte alongado para cooperar com o primeiro membro de suporte alongado para comprimir o tubo de fluido. O atuador está em acoplamento mecânico com pelo menos um do primeiro e segundo membros de suporte alongados para atuar o primeiro e segundo membros de suporte alongados um na direção do outro para por meio disto comprimir o tubo de fluido disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de
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42/190 fluido. A atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte alongados para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de acordo com uma função logística generalizada aproximada.
[00154] A válvula pode incluir: um primeiro membro de suporte forma pelo menos um de um arco, uma pluralidade de arcos, uma curva, uma pluralidade de curvas, uma forma arqueada, uma pluralidade de formas arqueadas, uma forma em S, uma forma em C, uma forma convexa, uma pluralidade de formas convexas, uma forma côncava, e uma pluralidade de formas côncavas; e um segundo membro de suporte disposto em relação espaçada com o primeiro membro de suporte para cooperar com o primeiro membro de suporte para comprimir o tubo de fluido ao longo de um comprimento do tubo de fluido pelo menos substancialmente maior do que o diâmetro do tubo de fluido. O atuador está em acoplamento mecânico com pelo menos um do primeiro e segundo membros de suporte para atuar o primeiro e segundo membros de suporte um na direção do outro para por meio disto comprimir o tubo de fluido disposto entre estes para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de fluido. A atuação do atuador atua o primeiro e segundo membros de suporte para regular o fluxo de fluido dentro do tubo fluido de acordo com uma função não linear aproximada.
[00155] A válvula pode incluir: um membro de suporte alongado, curvo elasticamente deformável e que tem uma primeira e segunda extremidades; e um membro de suporte oposto configurado para definir um conduto com o membro de suporte alongado, curvo. O conduto está definido entre o membro de suporte alongado, curvo e o membro oposto. O tubo de fluido está disposto dentro do conduto e a deformação do membro de suporte alongado, curvo pelo movimento da primeira e segunda extremidades uma na direção da outra reduz um volume interno do tubo de fluido dentro do conduto.
[00156] A válvula pode ser uma válvula de tubo Bourdon inversa
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43/190 acoplado no tubo de fluido para regular o fluido que flui através do percurso de fluido do tubo de fluido.
[00157] A válvula pode incluir: um primeiro membro flexível; e um segundo membro flexível operativamente acoplado no primeiro membro flexível. O tubo de fluido pode estar disposto entre o primeiro e segundo membros flexíveis. O primeiro e segundo membros flexíveis estão configurados para flexionar para por meio disto regular o fluxo de fluido que passa através do tubo de fluido, e o atuador está acoplado a pelo menos uma primeira extremidade do primeiro membro flexível e uma segunda extremidade do primeiro membro flexível.
[00158] A válvula pode incluir um primeiro membro em forma de C que define superfícies interna e externa; e um segundo membro em forma de C que define superfícies interna e externa. Pelo menos uma da superfície externa do primeiro membro em forma de C e da superfície interna do segundo membro em forma de C está configurada para receber um tubo de fluido. A superfície interna do segundo membro em forma de C está disposta em uma relação espaçada para a superfície externa do primeiro membro em forma de C. O atuador está acoplado no primeiro e segundo membros em forma de C para dobrar o primeiro e segundo membros em forma de C para comprimir o tubo de fluido.
[00159] A válvula pode incluir: uma primeira chapa flexível; e uma segunda chapa flexível operativamente acoplada na primeira chapa flexível. A primeira e segunda chapas flexíveis estão configuradas para receber o tubo de fluido entre estas. A primeira e segunda chapas flexíveis estão também configuradas para flexionar para por meio disto regular o fluxo de fluido que passa através do tubo de fluido. O atuador está acoplado na primeira e segunda chapas flexíveis para regular o fluxo de fluido que passar através do tubo de fluido.
[00160] A válvula pode incluir: um primeiro membro em forma de
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44/190 curva que define superfícies interna e externa; e um segundo membro em forma de curva que define superfícies interna e externa. A superfície interna do segundo membro em forma de curva está disposta em uma relação espaçada para a superfície externa do primeiro membro em forma de curva com o tubo de fluido disposto entre o primeiro e segundo membros em forma de curva, e o atuador está acoplado no primeiro e segundo membros em forma de curva para dobrar o primeiro e segundo membros em forma de curva para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de fluido.
[00161] A válvula pode incluir: um primeiro membro em forma de curva que define superfícies interna e externa, o primeiro membro em forma de curva tendo um primeiro e segundo membros de recepção em extremidades opostas do primeiro membro em forma de curva; e um segundo membro em forma de curva define superfícies interna e externa, o segundo membro em forma de curva tendo um primeiro e segundo fixadores em extremidades opostas do segundo membro em forma de curva. O primeiro membro de recepção do primeiro membro em forma de curva está configurado para acoplar o primeiro fixador do segundo membro em forma de curva. O segundo membro de recepção do primeiro membro em forma de curva está configurado para acoplar o segundo fixador do segundo membro em forma de curva. O atuador está acoplado no primeiro e segundo membros em forma de curva para dobrar o primeiro e segundo membros em forma de curva para regular o fluxo de fluido dentro do tubo de fluido disposto entre estes.
[00162] A válvula pode incluir: um primeiro membro de suporte alongado, curvo elasticamente deformável e que tem uma primeira e segunda extremidades; e um segundo membro de suporte alongado, curvo elasticamente deformável e que tem uma primeira e segunda extremidades, em que o segundo membro de suporte alongado, curvo está configurado para posicionar um tubo contra o primeiro membro de
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45/190 suporte alongado, curvo, em que a deformação do primeiro e segundo membros de suporte alongados, curvos pelo movimento da primeira e segunda extremidades do primeiro membro de suporte alongado, curvo uma na direção da outra reduz um volume interno do tubo de fluido; um primeiro conector acoplado na primeira extremidade do primeiro membro de suporte alongado, curvo e acoplado na primeira extremidade do segundo membro de suporte alongado, curvo; um segundo conector acoplado na segunda extremidade do primeiro membro de suporte alongado, curvo e acoplado na segunda extremidade do segundo membro de suporte alongado, curvo, em que o segundo conector define um furo; um membro de conexão que tem uma extremidade acoplada no primeiro conector e outra extremidade configurada para inserção no furo do segundo conector, em que o membro de conexão define uma haste roscada pelo menos ao longo de uma sua porção; e um botão que tem uma catraca configurada para operar por sobre o membro de conexão quando movida da outra extremidade do membro de conexão na direção da extremidade do membro de conexão, em que o botão está ainda configurado para acoplar a haste roscada do membro de conexão. O atuador pode estar acoplado no botão para girar o botão.
[00163] A válvula pode incluir: uma base que define um furo configurado para receber o tubo de fluido; uma pluralidade de dedos cada um tendo uma extremidade acoplada na base; e um anel configurado para deslizar da base e ao longo da pluralidade de dedos. O movimento do anel da base comprime os dedos contra o tubo de fluido. O anel está configurado para travar com atrito contra a pluralidade de dedos. O atuador está acoplado no anel para deslizar o anel.
[00164] A válvula pode incluir: um membro conicamente formado que tem uma superfície para enrolar o tubo de fluido ao redor deste; e um membro complementar configurado para acoplar o membro coni
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46/190 camente formado para comprimir o tubo. O atuador está configurado para comprimir o membro conicamente formado contra o membro complementar para por meio disto comprimir o tubo de fluido.
[00165] O sistema de controle pode ser implementado em hardware, software, uma combinação de hardware e software, e/ou por pelo menos um amplificador operacional.
[00166] O aparelho pode incluir uma memória legível por processador, não transitória, em que: o sistema de controle está implementado por um conjunto operativo de instruções executáveis por processador configurado para execução por pelo menos um processador, o conjunto operativo de instruções executáveis por processador está armazenado na memória legível por processador, não transitória, e a memória legível por processador, não transitória está em comunicação operativa com o pelo menos um processador para operativamente comunicar com o conjunto operativo de instruções executáveis por processador para pelo menos um processador para execução por pelo menos um processador.
[00167] O ponto de ajuste pode ser comparado a uma taxa de crescimento de volume da gota para ajustar o sistema de controle. O ponto de ajuste pode ser comparado a uma taxa de crescimento de volume da gota para determinar um sinal de erro. O sinal de erro pode ser a diferença entre o ponto de ajuste e a taxa de crescimento de volume da gota. O sinal de erro pode ser passado através de um aparelho de processamento de sinal para gerar o sinal de saída. O aparelho de processamento de sinal pode implementar um controlador proporcional - integral - derivado com pelo menos um parâmetro de ganho não zero.
[00168] Em outra modalidade da presente descrição, um aparelho para regular o fluxo de fluido inclui um membro de suporte alongado, curvo e um membro de suporte oposto. O membro de suporte alonga
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47/190 do, curvo é elasticamente deformável e tem uma primeira e segunda extremidades. A primeira extremidade está configurada para acoplar articulada no primeiro e segundo conectores de osso de cachorro, e a segunda extremidade está configurada para acoplar articulada no terceiro quarto conectores de osso de cachorro. O membro de suporte oposto está configurado para posicionar um tubo contra o membro de suporte alongado, curvo entre a primeira e segunda extremidades de modo que a deformação do membro de suporte alongado, curvo pelo movimento da primeira e segunda extremidades uma na direção da outra reduz uma seção transversal interna ao longo de um comprimento do tubo. A primeira extremidade do membro de suporte oposto está configurada para acoplar articulara na primeira e segunda conexões de osso de cachorro, e uma secunda extremidade do membro de suporte oposto está configurada para acoplar articulada na terceira e quarta conexões de osso de cachorro.
[00169] A primeira extremidade do membro de suporte alongado, curvo pode incluir um dedo de acoplamento configurado para acoplar um rack. A segunda extremidade do membro de suporte alongado, curvo pode estar configurada para acoplar articulada. O aparelho pode incluir um botão acoplado na extremidade do membro de suporte alongado, curvo para mover o rack.
[00170] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, um sensor de imagem, um laser, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte, e o primeiro sensor de imagem está configurado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão. O laser está configurado para iluminar a luz ótica por sobre o conjunto de ótica
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48/190 binária.
[00171] O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem de modo que: (1) o pelo menos um processador recebe os dados do sensor de imagem que tem pelo menos uma porção do padrão de fundo representado no mesmo; e (2) o pelo menos um processador estima pelo menos um parâmetro de líquido dentro da câmara de gotejamento utilizando os dados de imagem.
[00172] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, um primeiro e segundo eletrodos, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O primeiro eletrodo está configurado para acoplar a uma linha de fluido em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento. O segundo eletrodo está configurado para acoplar na linha de fluido em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento.
[00173] O pelo menos um processador está operativamente acoplado no primeiro e segundo eletrodos para medir uma capacitância entre estes, e o pelo menos um processador está configurado para monitorar a capacitância. O pelo menos um processador pode estar configurado para determinar se uma condição de fluido existe dentro da câmara de gotejamento utilizando a capacitância monitorada.
[00174] Em ainda outra modalidade da presente descrição, uma válvula de segurança includes um alojamento, primeiro e segundo braços de oclusão, primeiro e segundo eixos, e uma mola. O alojamento está configurado para prender um tubo. O primeiro e segundo braços de oclusão estão acoplados articulados juntos. O primeiro eixo está acoplado articulado em uma extremidade mais distante do primeiro braço de oclusão. O segundo eixo está acoplado articulado a uma extremidade mais distante do segundo braço de oclusão. A mola está
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49/190 disposta adjacente aos primeiro e segundo braços de oclusão sobre um lado oposto do tubo configurada para carregar por mola o primeiro e segundo braços de oclusão. A válvula de segurança está configurado para descarregar a mola e ocluir o tubo quando o primeiro e segundo braços de oclusão articulam afastando da mola ao longo de sua articulação comum por uma quantidade predeterminada. Um solenoide pode ser utilizado para acoplar o primeiro e segundo braços de oclusão para descarregar a mola.
[00175] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um aparelho inclui um acoplador, um membro de suporte, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte. O sensor de imagem está configurado para ver a câmara de gotejamento dentro campo de visão. O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem para receber os dados de imagem deste, e o pelo menos um processador está configurado para: (1) capturar uma imagem da câmara de gotejamento; (2) posicionar um gabarito dentro da imagem capturada em uma primeira posição; (3) calcular a média dos pixels dentro do gabarito para determinar uma primeira média; (4) mover o gabarito para uma segunda posição; (5) calcular a média de pixels dentro do gabarito para determinar uma segunda média; (6) determinar que o gabarito está localizado em uma borda de uma gota se uma diferença entre a segunda média e a primeira média for maior do que um valor limite predeterminado; (7) e correlacionar a segunda posição com um volume da gota.
[00176] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um método implementado por pelo menos um processador que executa um conjunto operativo de instruções executáveis por processador configu
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50/190 rado para ser executado por pelo menos um processador para estimar uma taxa de fluxo está descrita. O método inclui: (1) capturar uma imagem da câmara de gotejamento; (2) posicionar um gabarito dentro da imagem capturada em uma primeira posição; (3) calcular a média dos pixels dentro do gabarito para determinar uma primeira média; (4) mover o gabarito para uma segunda posição; (5) calcular a média dos pixels dentro do gabarito para determinar uma segunda média; (6) determinar que o gabarito está localizado em uma borda de uma gota se a diferença entre a segunda média e a primeira média for maior do que um valor limite predeterminado; e (7) correlacionar a segunda posição com um volume da gota.
[00177] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um medidor de fluxo inclui um acoplador, um membro de suporte, um conjunto de luz de fundo modulável, um sensor de imagem, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O conjunto de luz de fundo modulável está configurado para prover uma primeira luz de fundo e uma segunda luz de fundo. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte. O sensor de imagem está configurado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão e o conjunto de luz de fundo modulável. O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem e no conjunto de luz de fundo modulável de modo que o pelo menos um processador recebe dados do sensor de imagem que têm pelo menos uma porção do conjunto de luz de fundo modulável representada nos mesmos, e o pelo menos um processador está configurado para modular o conjunto de luz de fundo para a primeira luz de fundo quando estimando um tamanho de gota para modular o conjunto de luz de fundo para a segunda luz de fundo. A primeira luz de fundo pode ser uma luz de fundo
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51/190 difusora que não tem nenhum padrão e a segunda luz de fundo pode ser uma luz de fundo difusora que tem um padrão estriado.
[00178] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um restaurador de tubo inclui uma primeira e segunda engrenagens. A segunda engrenagem está disposta topada contra a primeira engrenagem. A primeira e segunda engrenagens definem um espaço ao longo de porções radiais da primeira e segunda engrenagens para permitir que um tubo flexione entre estas. A primeira e segunda engrenagens estão ainda configuradas para restaurar o tubo quando giradas de modo que o espaço não esteja posicionado entre a primeira e segunda engrenagens.
[00179] Em ainda outra modalidade da presente descrição, uma válvula inclui uma primeira segunda tiras metálicas, e um primeiro e segundo membros de guia. O primeiro membro de guia está acoplado nas extremidades mais distantes da primeira e segunda tiras metálicas. O segundo membro de guia está acoplado nas extremidades mais próximas da primeira e segunda tiras metálicas. A primeira e segunda tiras metálicas estão configuradas para comprimir um tubo quando as extremidades mais distantes da primeira e segunda tiras metálicas são atuadas na direção das extremidades mais próximas da primeira e segunda tiras metálicas. A válvula pode ainda incluir um cordão (por exemplo, um metal cordão ou um cordão feito de qualquer outro material) trançados através da primeira e segunda tiras metálicas para espiralar ao redor tubo.
[00180] Em ainda outra modalidade da presente descrição, uma válvula inclui primeira e segunda conchas configuradas para prover uma cavidade entre a primeira e segunda conchas. A primeira e segunda conchas estão configuradas para receber um tubo entre estas e dentro da cavidade. A válvula também inclui uma bexiga disposta dentro da cavidade e uma bomba configurada para inflar ou desinflar a
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52/190 bexiga para regular o fluxo de fluido dentro do tubo.
[00181] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um aparelho inclui um acoplador, um membro de suporte, um sensor de imagem, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar na câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. O sensor de imagem tem um campo de visão e está operativamente acoplado no membro de suporte. O sensor de imagem está configurado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão.
[00182] O pelo menos um processador está operativamente acoplado no sensor de imagem para receber os dados de imagem deste e está configurado para: (1) capturar uma primeira imagem; (2) criar uma primeira imagem com limite da primeira imagem comparando cada pixel da primeira imagem com um valor limite; (3) determinar um conjunto de pixels dentro da primeira imagem com limite conectada a um conjunto predeterminado de pixels dentro da primeira imagem com limite; (4) filtrar todos os pixels restantes da primeira imagem com limite que não estão dentro do conjunto de pixels, o filtro opera em uma base de pixel por pixel dentro do domínio de tempo para gerar uma primeira imagem filtrada; (5) remover os pixels determinados não serem parte de uma gota da primeira imagem com limite utilizando a primeira imagem filtrada para gerar uma segunda imagem; (6) determinar um segundo conjunto de pixels dentro da segunda imagem conectada a um conjunto predeterminado de pixels dentro da segunda imagem para gerar uma terceira imagem, a terceira imagem identifica o segundo conjunto de pixels dentro da segunda imagem; (7) determinar um primeiro comprimento da gota contando o número de linhas que contêm pixels que correspondem ao segundo conjunto de pixels dentro da terceira imagem, o primeiro comprimento correspondendo a um primeiro tamanho de gota estimado; (8) atualizar uma imagem de fundo utili
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53/190 zando a primeira imagem; (9) criar uma segunda imagem com limite comparando a primeira imagem com a imagem de fundo; (10) somar as linhas da segunda imagem com limite para criar uma pluralidade de somas de linhas, cada soma de linhas corresponde a uma linha da segunda imagem com limite; (11) iniciar em uma posição de linha da segunda imagem com limite que tem uma primeira soma da pluralidade de somas que corresponde ao primeiro comprimento; (12) incrementar a posição de linha até que a posição de linha corresponda a uma soma de linhas correspondente que é zero; (13) determinar um segundo comprimento que é igual à posição de linha presente, o segundo comprimento correspondendo a um segundo tamanho de gota estimado; e (14) calcular a média do primeiro e segundo comprimentos para determinar um comprimento médio, o comprimento médio correspondendo a um terceiro tamanho de gota estimado.
[00183] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um método implementado por pelo menos um processador que executa um conjunto operativo de instruções executáveis por processador configuradas para serem executadas por pelo menos um processador para estimar uma taxa de fluxo inclui: (1) capturar uma primeira imagem; (2) criar uma primeira imagem com limite da primeira imagem comparando cada pixel da primeira imagem com um valor limite; (3) determinar um conjunto de pixels dentro da primeira imagem com limite conectada a um conjunto de pixels predeterminado dentro da primeira imagem com limite; (4) filtrar todos os pixels restantes da primeira imagem com limite que não estão dentro do conjunto de pixels, o filtro opera em uma base de pixel por pixel dentro do domínio de tempo para gerar uma primeira imagem filtrada; (5) remover os pixels determinados não serem parte de uma gota da primeira imagem com limite utilizando a primeira imagem filtrada para gerar uma a segunda imagem; (6) determinar um segundo conjunto de pixels dentro da segunda imagem conec
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54/190 tada a um conjunto predeterminado de pixels dentro da segunda imagem para gerar uma terceira imagem, a terceira imagem identifica o segundo conjunto de pixels dentro da segunda imagem; (7) determinar um primeiro comprimento da gota contando o número de linhas que contêm pixels que correspondem ao segundo conjunto de pixels dentro da terceira imagem, o primeiro comprimento que correspondendo a um primeiro tamanho de gota estimado; (8) atualizar uma imagem de fundo utilizando a primeira imagem; (9) criar uma segunda imagem com limite comparando a primeira imagem com a imagem de fundo; (10) somar as linhas da segunda imagem com limite para criar uma pluralidade de somas de linhas, cada soma de linhas corresponde a uma linha da segunda imagem com limite; (11) iniciar em uma posição de linha da segunda imagem com limite que tem uma primeira soma da pluralidade de soma que corresponde ao primeiro comprimento; (12) incrementar a posição de linha até que a posição de linha corresponda a uma soma de linhas correspondente que é zero; (13) determinar um segundo comprimento que é igual à posição de linha presente, o segundo comprimento correspondendo ao segundo tamanho de gota estimado; e (14) calcular a média do primeiro e segundo comprimentos para determinar um comprimento médio, o comprimento médio correspondendo a um terceiro tamanho de gota estimado.
[00184] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um medidor de fluxo que inclui um acoplador, um membro de suporte, primeira e segunda antenas de loop, e pelo menos um processador. O acoplador está adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento. O membro de suporte está operativamente acoplado no acoplador. A primeira antena de loop está disposta adjacente a uma linha de fluido em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento. A segunda antena de loop está disposta adjacente à linha de fluido. O pelo menos um processador está operativamente acoplado na primeira e segunda
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55/190 antenas de loop para medir um acoplamento magnético entre estas. O pelo menos um processador está configurado para monitorar o acoplamento magnético entre estas para determinar se uma condição de fluxo existe dentro da câmara de gotejamento.
[00185] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um método implementado por um conjunto operativo de instruções executáveis por processador inclui: (1) determinar uma pluralidade de pontos de interesse em uma imagem; (2) selecionar randomicamente N pontos de interesse da pluralidade de pontos de interesse; e/ou (3) identificar uma única, singular, característica geométrica caracterizada por N parâmetros que correspondem a N pontos de interesse.
[00186] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um sistema inclui uma memória não transitória e um ou mais processadores. A memória não transitória tem armazenada nesta uma pluralidade de instruções. Os um ou mais processadores estão em comunicação operativa com a memória não transitória para executar a pluralidade de instruções. A pluralidade de instruções está configurado para fazer com que o processador: (1) determine uma pluralidade de pontos de interesse em uma imagem; (2) selecione randomicamente N pontos de interesse da pluralidade de pontos de interesse; e/ou (3) identifique uma única, singular, característica geométrica caracterizada por N parâmetros que correspondem a N pontos de interesse.
[00187] Em certas modalidades da presente descrição o fluxo de fluido é controlado por uma válvula que deforma um tubo utilizando um êmbolo, um alojamento rígido, e enchimento substancialmente incompressível. O tubo está posicionado dentro de um canal definido no enchimento. Um alojamento rígido cria um envoltório que circunda o enchimento, o alojamento tem um furo para o êmbolo entrar no alojamento e acoplar o enchimento. Um atuador está conectado no êmbolo, controlando o movimento do êmbolo. A força do êmbolo acoplando o
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56/190 enchimento é transladada para o tubo, e faz com que o tubo deforme diferentes quantidades dependendo em quão distante o êmbolo é atuado para dentro do alojamento.
[00188] O enchimento pode ter múltiplas camadas de diferente rigidez. A mais macia das camadas pode ser um material que tem uma dureza shore OO de aproximadamente 20 a aproximadamente 25. A mais rígidas das camadas pode ser um material que tem uma dureza shore OO de aproximadamente 15.
[00189] O atuador pode ser um atuador linear que está projetado para atuar o êmbolo para dentro, para fora, ou tanto para dentro quanto para fora do alojamento.
[00190] Em outra modalidade da presente descrição, o alojamento pode incluir uma primeira e segunda porções de concha conectadas articuladas uma na outra . As porções estão conectadas para permitir uma abertura e fechamento como concha. Um trinco está conectado no alojamento para trancar as porções de concha em uma posição fechada segura. A primeira porção de concha define um furo dimensionado para aceitar o êmbolo. Uma guia conectada na primeira porção de concha e o atuador está configurado para guiar o êmbolo atuado através da furo da primeira porção de concha.
[00191] Em outra modalidade da presente descrição, a primeira e segunda porções de concha cada uma define uma porção da cavidade criada quando as porções estão na posição fechada. O enchimento localizado dentro da porções de concha tem pelo menos duas camadas de dureza diferentes, e quatro camadas no total. A primeira e segunda camadas estão dentro da cavidade da primeira porção, e a terceira e quarta camadas estão dentro da segunda cavidade das porção. A primeira e quarta camadas estão dispostas sobre superfície interna de suas respectivas porções de concha. A segunda e terceira camadas definem um canal para guiar o tubo que está sendo valvulado e
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57/190 estão dispostas sobre a primeira e quarta camadas respectivamente. O material da segunda camada é mais duro que o material da primeira e o material da terceira camada é mais duro que o material da quarta. [00192] Em ainda outra modalidade da presente descrição, uma guia está conectada na primeira porção de concha e no atuador para guiar o êmbolo através de um furo na primeira porção de concha. Pelo menos uma mola está conectada na guia e guia e êmbolo, a mola exerce uma força puxando o êmbolo na direção do alojamento.
[00193] Em ainda outra modalidade da presente descrição, o atuador está configurado para ser controlado por um cliente de monitoramento.
[00194] Outra modalidade da presente descrição envolve um sistema para controlar fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento. O sistema inclui um acoplador de câmara de gotejamento, um membro de suporte, um sensor de imagem, uma válvula, e pelo menos um processador. O acoplador de câmara de gotejamento prende a câmara de gotejamento, orientando-a verticalmente e em uma posição capaz de ser vista pelo sensor de imagem. O membro de suporte está conectado no acoplador de câmara de gotejamento e o sensor de imagem está operativamente preso no membro de suporte. O sensor de imagem está posicionado para ter a câmara de gotejamento dentro do seu campo de visão. A válvula está fluidamente acoplada na câmara de gotejamento e tem a capacidade de controlar o fluxo através da câmara de gotejamento. A válvula compreende um alojamento, um enchimento, um êmbolo, e um atuador. O alojamento circunda um tubo que está em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento, fixo dentro do alojamento está o enchimento. O alojamento pode incluir uma primeira e segunda porções de concha. A primeira porção de concha define um furo e está conectada a uma guia configurada para guiar o êmbolo através do furo. O enchimento tem pelo menos duas
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58/190 camadas de rigidez diferente para ajudar em uma deformação uniforme e consistente do tubo. O êmbolo está configurado para acoplar o enchimento através de um furo no alojamento e operativamente deformar o tubo dentro do enchimento. O atuador está operativamente conectado no êmbolo e configurado para atuar o êmbolo. O pelo menos um processador está em comunicação com o sensor de imagem e o atuador. O pelo menos um processador está configurado para receber os dados de imagem do sensor de imagem, utilizar os dados de imagem para estimar pelo menos um parâmetro do líquido dentro da câmara, e então atuar o êmbolo para conseguir um parâmetro alvo. O parâmetro pode ser a formação do líquido, o volume do líquido, ou a forma do líquido. O parâmetro alvo pode ser uma taxa de fluxo alvo ou uma taxa de crescimento de gota alvo. O processador pode determinar uma existência de uma condição de fluxo utilizando os dados de imagem.
[00195] Um padrão de fundo pode estar posicionado dentro do campo de visão do sensor de imagem, tendo a câmara de gotejamento posicionada entre o sensor de imagem e o padrão de fundo.
[00196] O alojamento pode incluir uma primeira e segunda porções de concha com a primeira porção conectada articulada na segunda porção. As porções estão conectadas em um modo que permite uma posição aberta e uma posição fechada que define uma cavidade. A primeira porção de concha define uma primeira porção da cavidade e a segunda porção de concha define uma segunda porção da cavidade. [00197] As pelo menos duas camadas de dureza diferente do enchimento podem incluir uma primeira, segunda, terceira, e quarta camadas. A primeira e segunda camadas estando localizadas dentro da primeira porção da cavidade, e a terceira e quarta camadas estando localizadas dentro da segunda porção da cavidade. A primeira e segunda camadas estão dispostas sobre as superfície internas de sua
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59/190 respectiva porção de concha, a segunda camada está disposta no topo da primeira camada, e a terceira camada está disposta no topo da quarta camada. A segunda e terceira camadas são mais rígidas do que a primeira e segunda camadas. Um canal está definido na segunda e terceira camadas para guiar o tubo através do enchimento.
[00198] Em certas modalidades da presente descrição, um método inclui capturar múltiplas imagens de uma câmara de gotejamento utilizando um sensor de imagem, estimar uma taxa de fluxo através da câmara de gotejamento das imagens utilizando um processador, receber uma taxa de fluxo desejada de um usuário, comparar a taxa de fluxo estimada com a taxa de fluxo desejada utilizando um processador, determinar a magnitude e direção de atuação de válvula para conseguir a taxa de fluxo desejada, e atuar uma válvula, de acordo com a magnitude e direção determinadas, para conseguir a taxa de fluxo desejada. Atuar a válvula pode envolver ajustar a pressão ao redor de um tubo flexível que tem um lúmen em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento para deformar o tubo e modificar a forma do lúmen. O ajuste de pressão pode ser tornado possível dispondo um alojamento rígido ao redor da seção definida do tubo, fechando dentro do alojamento um enchimento substancialmente incompressível, e acoplando o enchimento com um êmbolo por meio disto aumentando a pressão dentro do alojamento resultando na deformação do tubo.
[00199] O método pode também incluir comunicar a taxa de fluxo estimada para um cliente de monitoramento de fluido.
[00200] O método pode também incluir monitorar por eventos não planejados e parar o fluxo quando os eventos não planejados ocorrem. [00201] O método pode também incluir deformar um tubo flexível em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento para reduzir o seu tamanho de lúmen durante o processo de instalar ou remover o
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60/190 tubo de um aparelho que executa este método. Uma vez que o processo de instalar ou remover o tubo está completo, a força compressiva é movida do tubo permitindo que o lúmen criado pelo tubo reverta para substancialmente o seu tamanho inicial.
[00202] Em certas modalidades da presente descrição, um sistema para controlar o fluxo através de uma câmara de gotejamento inclui um estojo de câmara de gotejamento, um dispositivo de formação de imagem, um tubo flexível, e uma válvula. O estojo de câmara de gotejamento recebe e prende uma câmara de gotejamento. O dispositivo de formação de imagem está configurado para capturar imagens da câmara de gotejamento e criar dados de imagem das imagens capturadas. O tubo flexível está conectado na câmara de gotejamento e o lúmen definido pelo tubo está em comunicação de fluido com a câmara de gotejamento. A válvula está axialmente disposta ao redor de uma porção do tubo flexível e controla o fluxo através do tubo e finalmente da câmara de gotejamento. A válvula inclui um primeiro e segundo componentes de revestimento conectados articulados um Noutro e alinham complementarmente para formar um envoltório quando em uma posição fechada. Furos de entrada e saída estão definidos no revestimento de válvula quando está fechada e um furo de êmbolo está definido no primeiro componente de revestimento. Um componente de trinco macho está conectado no primeiro componente de alojamento oposto à conexão de articulação e um componente de trinco fêmea está acoplado no segundo componente de alojamento oposto à conexão de articulação. Um enchimento substancialmente incompressível está fechado dentro do revestimento. O enchimento define um conduto dimensionado para um tubo específico, o qual conecta os furos de entrada e saída do revestimento de válvula. Existe uma pluralidade de variações na rigidez do enchimento. A porção do enchimento mais próxima do tubo pode ser mais rígida do que o enchimento circundan
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61/190 te. O êmbolo está longitudinalmente alinhado com o furo de êmbolo e preso no atuador. O atuador está configurado para atuar o êmbolo para dentro e para fora do furo de êmbolo para acoplar o enchimento. Mudanças em deslocamento pelo êmbolo alteram as forças sobre a seção do tubo dentro do revestimento resultando no lúmen mudando de tamanho. Á área da cabeça do êmbolo pode ser menor do que a seção transversal longitudinal do lúmen disposto dentro do alojamento. [00203] O sistema pode também incluir um corte de segurança, o corte de segurança compreende braços de oclusão, pelo menos uma mola, e um mecanismo de disparo. Os braços de oclusão estão configurados para comprimir o tubo em um batente o qual reduz a área do lúmen definido pelo tubo. A pelo menos uma mola mantém uma pressão constante sobre os braços de oclusão, forçando-os na direção do batente. Os braços de oclusão estão restringidos para trás do batente por um mecanismo de disparo que pode liberar os braços de oclusão quando disparado. O mecanismo de disparo pode utilizar uma força magnética para restringir os braços de oclusão, criada de ímãs adjacentemente localizados ou de um ímã dentro de uma bobina. Um primeiro e segundo ímãs podem estar configurados para permitir o alinhamento de polos opostos para produzir uma força magnética atrativa. Um solenoide pode ser utilizado para aplicar a força no mecanismo de disparo fazendo-o liberar os braços de oclusão. Um material responsivo à corrente pode ser utilizado para aplicar a força no solenoide. Se o primeiro e segundo ímãs forem utilizados, estes podem ser reconfigurados para alinhar polos iguais e aplicar uma força magnética repulsiva no mecanismo de disparo. Um sensor de segurança pode ser utilizado para detectar eventos não planejados e transmitir os dados do evento não planejado para um processador que pode acoplar o solenoide e liberar os braços de oclusão.
[00204] O sistema pode também inclui pelo menos um processador,
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62/190 o processador pode receber dados de imagem do dispositivo de formação de imagem, estimar uma taxa de fluxo com base nos dados de imagem, comparar a taxa de fluxo estimada com uma taxa de fluxo desejada, e ajustar o atuador para criar a taxa de fluxo desejada.
[00205] O sistema pode também incluir um revestimento de envoltório, o revestimento de envoltório compreendendo um corpo e uma porta conectada articulada no corpo. Quando na posição fechada, a porta e o corpo criam um envoltório que aloja a válvula. Um braço pode estar conectado articulado na porta em seu primeiro lado e no componente de trinco fêmea no seu segundo lado. O braço está configurado para destrancar e abrir as duas partes do alojamento de válvula quando a porta está aberta, e trancar e fechar as duas partes do alojamento de válvula quando a porta é fechada.
[00206] O sistema pode também incluir um braço com uma primeira extremidade presa articulada na porta e uma segunda extremidade operativamente configurada para reiniciar o corte de segurança para uma posição de fluxo livre quando a porta está aberta.
[00207] O sistema pode também incluir uma válvula que tem pelo menos uma mola de corte, um eixo de acionamento roscado, e um membro de acoplamento roscado. A pelo menos uma mola de corte exerce uma força sobre o êmbolo na direção do alojamento de válvula. O eixo de acionamento roscado tem uma primeira extremidade presa no eixo de saída de atuador e uma segunda extremidade oposta conectada no êmbolo. A conexão entre o êmbolo e eixo de acionamento permite que o êmbolo gire livremente com relação ao eixo de acionamento. O membro de acoplamento roscado está operativamente conectado no revestimento de válvula e está configurado para acoplar as roscas sobre o eixo de acionamento. Isto permite que o atuador controle a posição do êmbolo girando o eixo de acionamento roscado. O membro de acoplamento tem a capacidade para desacoplar das ros
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63/190 cas sobre eixo de acionamento deixando somente a mola de corte para forçar o êmbolo na direção do alojamento de válvula por meio disto deformando o tubo. Uma mola pode ser utilizada para forçar o membro de acoplamento na direção do eixo de acionamento. O sistema pode também incorporar um braço com uma primeira extremidade presa articulada da porta do revestimento de envoltório e uma segunda extremidade configurada para empurrar o membro de acoplamento roscado afastando do eixo de acionamento quando a porta está aberta.
[00208] Em outra modalidade da descrição descrita um aparelho inclui um revestimento de aparelho, uma câmara de gotejamento, um sensor de imagem, e uma válvula. O revestimento de aparelho compreende um corpo e uma porta os quais estão conectados articulados um Noutro formando um envoltório quando em uma configuração fechada. C câmara de gotejamento está conectada no exterior do corpo de revestimento. O sensor de imagem está também preso no exterior do corpo de revestimento e orientado de modo que a câmara de gotejamento fique dentro do seu campo de visão. A válvula está disposta dentro do revestimento de aparelho e inclui um primeiro e segundo componentes de alojamento de válvula, componentes de trinco macho e fêmea, um enchimento, um êmbolo, e um atuador. O primeiro e segundo componentes de alojamento de válvula estão conectados articulados para complementarmente alinhar e formar um envoltório quando em uma posição fechada. Um furo de entrada e um furo de saída estão definidos quando o alojamento está em uma posição fechada. O primeiro componente de alojamento de válvula tem um furo de êmbolo para permitir o êmbolo entrar no revestimento. O componente de trinco macho está preso no primeiro componente de alojamento de válvula e o componente de trinco fêmea está preso no segundo componente de alojamento de válvula, ambos conectados nos seus respectivos componentes de alojamento em uma localização aposta à articulação. O
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64/190 enchimento é feito de um material substancialmente incompressível e está fechado dentro do revestimento de válvula. Um conduto dimensionado para um tubo específico está definido dentro do enchimento e conecta os furos de entrada e saída do revestimento de válvula. O enchimento é feito de múltiplas camadas de rigidez variada, as camadas de enchimento próximas do conduto podem ser mais rígidas do que as camadas circundantes. O êmbolo está conectado no atuador e está longitudinalmente alinhado com o furo de êmbolo. O atuador está configurado para forçar o êmbolo através do furo de êmbolo. A cabeça de êmbolo pode ter uma área menor do que a seção transversal longitudinal do lúmen disposto dentro do alojamento.
[00209] O aparelho pode também inclui um dispositivo de entrada de usuário sobre a porta do revestimento de aparelho, permitindo os usuários manualmente inserir informações, incluindo a taxa de fluxo desejada, no aparelho. O aparelho pode também incluir um display sobre a porta do revestimento de aparelho configurado para exibir informações de infusão. Um display de tela de toque pode ser utilizando em conjunto com ou no lugar dos botões para permitir um usuário inserir informações no aparelho.
[00210] O aparelho pode também incluir um processador em comunicação com o sensor de imagem e o atuador. O processador recebe dados do sensor de imagem, estima a taxa de fluxo com base nos dados de imagem, compara a taxa de fluxo estimada com uma taxa de fluxo desejada, e ajusta o atuador para conseguir a taxa de fluxo desejada.
[00211] O aparelho pode também incluir um corte de segurança o qual inclui braços de oclusão, um batente, pelo menos uma mola, e um mecanismo de disparo. As molas estão operativamente conectadas nos braços de oclusão, forçando-os na direção do batente com força suficiente para comprimir um tubo contra o batente e reduzir o tama
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65/190 nho do lúmen formado dentro do tubo. O mecanismo de disparo libera os braços de oclusão permitindo-os comprimir o tubo quando o mecanismo é disparado. Um solenoide pode ser utilizado para disparar o corte de segurança aplicando uma força nos braços de oclusão. Um sensor de segurança pode ser utilizado em conjunto com um processador para detectar eventos não planejados e acoplar o solenoide para disparar a liberação dos braços de oclusão.
[00212] Em certas modalidades da descrição descrita o componente de trinco fêmea é uma alavanca conectada articulada no revestimento de válvula em um ponto deslocado de sua extremidade, isto cria uma alavanca que tem uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída oposta. O componente de trinco macho é um flange. Os componentes de trinco estão posicionados para permitir que a extremidade de saída do componente fêmea acople o lado oposto do flange quando o revestimento de válvula está em uma posição fechada. A alavanca aplica uma força no flange comprimindo o primeiro e segundo componentes de revestimento de válvula juntos quando girada na direção que empurra a extremidade de saída da alavanca para dentro do flange. Um braço de guia pode estar preso articulado na porta do revestimento de aparelho na sua primeira extremidade, e na extremidade de entrada da alavanca de trinco fêmea na sua segunda extremidade oposta. Quando a porta é fechada, o braço de guia acopla a extremidade de saída da alavanca com o flange do trinco macho e gira a alavanca para comprimir os componentes de revestimento de válvula juntos.
[00213] Certas modalidades da descrição descrita incluem uma aba de compressão e uma cunha. A aba de compressão está disposta dentro de uma abertura no corpo do revestimento de aparelho. A aba tem uma força compressiva grande o bastante para deformar um tubo IV posicionado entre a aba e o corpo do revestimento de aparelho. A
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66/190 cunha projeta para fora da porta e está posicionada para acoplar a aba quando a porta é fechada, aliviando as forças compressivas da aba contra o corpo de revestimento de aparelho ou o tubo entre estes.
[00214] Em outra modalidade da descrição descrita a válvula pode incluir pelo menos uma mola de corte, um eixo de acionamento roscado, e um membro de acoplamento roscado. A pelo menos uma mola de corte exerce uma força puxando o êmbolo e o atuador na direção do alojamento de válvula. O eixo de acionamento roscado tem uma primeira extremidade preso no eixo de saída de atuador e uma segunda extremidade oposta conectada no êmbolo. A conexão entre o êmbolo e eixo de acionamento permite que o êmbolo gire livremente com relação ao eixo de acionamento. O membro de acoplamento roscado está operativamente conectado no revestimento de válvula e está configurado para acoplar as roscas sobre o eixo de acionamento. Isto permite que o atuador controle a posição do êmbolo girando o eixo de acionamento roscado. O membro de acoplamento tem a capacidade de desacoplar das roscas sobre o eixo de acionamento, permitindo que a mola de corte force o êmbolo direção do revestimento de válvula por meio disto deformando o tubo. Uma mola pode ser utilizada para forçar o membro de acoplamento na direção do eixo de acionamento. O sistema pode também incorporar um braço com uma primeira extremidade presa articulada na porta do revestimento de envoltório e uma segunda extremidade configurada para empurrar o membro de acoplamento roscado afastando do eixo de acionamento quando a porta está aberta.
[00215] Em outra modalidade da descrição, um aparelho inclui uma primeira e segunda estruturas metálicas e uma estrutura de casamento de impedância acoplada com a primeira e segunda estruturas metálicas, com a estrutura de casamento de impedância configurada para essencialmente casar uma frequência de interrogador desejada. O
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67/190 aparelho também inclui um mecanismo de curto acoplado com a primeira e segunda estruturas metálicas.
[00216] O aparelho pode incluir estruturas metálicas que são componentes pré-existentes de um conjunto. O aparelho pode também incluir um indutor, um capacitor, ou combinação de um indutor e um capacitor como a estrutura de casamento de impedância. O mecanismo de curto pode ser um transistor ou um comutador e pode ser controlado por um microprocessador.
[00217] O aparelho pode também incluir um filtro de passagem baixa acoplado com a primeira e segunda estruturas metálicas e que tem uma frequência de corte suficientemente abaixo da frequência de um interrogador desejado.
[00218] Em outras modalidades da presente descrição, um método includes acoplar uma primeira e uma segunda estrutura metálica a uma estrutura de casamento de impedância, com a estrutura de casamento de impedância configurada para essencialmente casar uma frequência de interrogador desejada. O método também inclui colocar em curto a primeira e segunda estruturas metálicas acopladas.
[00219] Em outras modalidades da presente descrição, o método pode ainda incluir acoplar um filtro de passagem baixa com a primeira e segunda estruturas metálicas. O curto pode ser controlado por um microprocessador.
[00220] Em outra modalidade da presente descrição, um sistema para regular fluxo de fluido inclui: um reservatório de fluido para infundir o fluido contido no mesmo em um paciente; uma câmara de gotejamento em comunicação de fluido com o reservatório de fluido, em que a câmara de gotejamento está configurada para permitir que uma gota do fluido saia do reservatório de fluido e se desloque através da câmara de gotejamento; uma luz de fundo disposta próxima da câmara de gotejamento de modo que a luz de fundo provenha pelo menos
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68/190 uma iluminação parcial da câmara de gotejamento; uma válvula configurada para regular o fluido que flui da câmara de gotejamento para o paciente; e um medidor de fluxo para monitorar a taxa de fluxo do fluido que passa da através da câmara de gotejamento, o medidor de fluxo incluindo: um sensor de imagem configurado para capturar uma imagem da câmara de gotejamento; um processador configurado para determinar se a imagem capturada da câmara de gotejamento contém uma coincidência com um gabarito; e um conjunto de instruções executáveis por processador configurado para aplicar uma função de turvamento na imagem capturada pelo sensor de imagem da câmara de gotejamento de modo que o processador possa determinar se a imagem capturada contém uma coincidência com o gabarito.
[00221] A função de turvamento pode ser um filtro de passagem baixa, o conjunto de instruções executáveis por processador configurado para aplicar o filtro de passagem baixa na imagem capturada pelo sensor de imagem em uma direção vertical ou horizontal. O filtro de passagem baixa pode incluir uma função de Turvamento Gaussiano. [00222] A função de turvamento pode ser um filtro de passagem baixa, o conjunto de instruções executáveis por processador configurado para aplicar o filtro de passagem baixa na imagem capturada pelo sensor de imagem em uma direção tanto vertical quanto horizontal. O filtro de passagem baixa inclui uma função de Turvamento Gaussiano bidimensional. O gabarito inclui pelo menos uma imagem parcial de uma gota do fluido que forma dentro da câmara de gotejamento. A imagem capturada pode incluir uma imagem da câmara de gotejamento que é pelo menos parcialmente iluminada pela luz de fundo.
[00223] O padrão desejado pode incluir pelo menos uma imagem parcial de uma gota do fluido que forma dentro da câmara de gotejamento, a gota sendo pelo menos parcialmente iluminada pela luz de fundo. A função de turvamento filtra a imagem capturada de modo que
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69/190 o processador possa determinar se a imagem capturada contém uma coincidência com o gabarito. A imagem capturada é filtrada para eliminar uma quantidade de detalhes que incluem imagens de pelo menos de condensação ou respingos dentro da câmara de gotejamento. [00224] Em outra modalidade, um método para filtrar uma imagem capturada de uma câmara de gotejamento configurada para permitir que uma gota de fluido caia dentro da câmara de gotejamento, o método compreendendo: capturar uma imagem da câmara de gotejamento com um sensor de imagem; determinar se a imagem capturada contém uma obstrução visual; aplicar uma função de turvamento na imagem capturada, a função de turvamento configurada para eliminar uma quantidade de detalhes na imagem capturada; e determinar se a imagem capturada contem uma coincidência com um gabarito.
[00225] O padrão desejado pode incluir pelo menos uma imagem parcial de uma gota de fluido dentro da câmara de gotejamento. A função de turvamento pode ser um filtro de passagem baixa, o filtro de passagem baixa sendo aplicado ou em uma direção vertical ou uma direção horizontal. O filtro de passagem baixa pode incluir uma função de Turvamento Gaussiano unidimensional. A função de turvamento pode ser um filtro de passagem baixa, o filtro de passagem baixa sendo aplicado tanto em uma direção horizontal quanto uma direção vertical. O filtro de passagem baixa pode incluir uma função de Turvamento Gaussiano bidimensional. A quantidade de detalhes eliminada pode incluir imagens de uma de condensação ou respingos dentro da câmara de gotejamento.
[00226] Em outra modalidade, um método para capturar uma imagem de uma câmara de gotejamento, o método compreendendo: iluminar pelo menos uma porção de uma câmara de gotejamento; capturar uma imagem da câmara de gotejamento com um sensor de imagem; determinar se existe uma obstrução visual na imagem capturada
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70/190 utilizando um processador operativamente acoplado no sensor de imagem; aplicar uma função de turvamento, utilizando o processador, na imagem capturada para filtrar a imagem capturada quando de uma determinação que existe uma obstrução visual na imagem capturada; e determinar, utilizando o processador, se existe uma coincidência com um gabarito na imagem capturada.
[00227] O gabarito pode incluir pelo menos uma imagem parcial de uma gota de fluido dentro da câmara de gotejamento. A função de turvamento pode ser um filtro de passagem baixa, o processador aplicando o filtro de passagem baixa na imagem capturada ou em uma direção horizontal ou uma direção vertical. O filtro de passagem baixa pode incluir uma função de Turvamento Gaussiano unidimensional. A função de turvamento pode ser um filtro de passagem baixa; o processador aplicando o filtro de passagem baixa na imagem capturada tanto em uma direção horizontal quanto em uma direção vertical. O filtro de passagem baixa pode incluir uma função de Turvamento Gaussiano bidimensional.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00228] Estes e outros aspectos ficarão mais aparentes da descrição detalhada seguinte das várias modalidades da presente descrição com referência aos desenhos em que:
[00229] Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema para regular o fluxo de fluido de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00230] Figura 2 mostra um fluxograma de um método para expor um sensor de imagem de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00231] Figura 3 mostra um diagrama de tempo que ilustra uma modalidade do método da Figura 2 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
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71/190 [00232] Figuras 4A-4B mostram ilustrações de dados de imagem (isto é, imagens) capturados por um medidor de fluxo de uma câmara de gotejamento para ilustrar uma modalidade do método para expor um sensor de imagem da Figura 2 de acordo com o diagrama de tempo da Figura 3 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00233] Figura 5 mostra um diagrama de um medidor de fluxo e válvula que estão integrados juntos para acoplar a uma câmara de gotejamento e uma bolsa IV de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00234] Figura 6 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem de um medidor de fluxo para formar uma imagem de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00235] Figura 7 é uma ilustração gráfica de uma imagem capturada pelo sensor de imagem do sistema da Figura 6 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00236] Figura 8 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem de um medidor de fluxo para formar uma imagem de uma câmara de gotejamento utilizando um padrão de fundo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00237] Figura 9 é uma ilustração gráfica de uma imagem capturada por um sensor de imagem de um medidor de fluxo aqui descrito quando uma condição de fluxo livre existe de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00238] Figura 10 é uma ilustração gráfica de uma imagem capturada por um sensor de imagem de um medidor de fluxo para utilização como uma imagem de fundo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00239] Figura 11 é uma ilustração gráfica de uma imagem capturada por um sensor de imagem quando gotas estão sendo formadas
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72/190 dentro de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00240] Figura 12 é uma ilustração gráfica de uma imagem capturada por um sensor de imagem para utilização como uma imagem de fundo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00241] Figura 13 é uma ilustração gráfica de uma diferença entre as imagens das Figuras 11 e 12 com um processamento adicional de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00242] Figura 14 é uma representação gráfica de parte do processamento de imagem executado utilizando as Figuras 11-13 para determinar se a condição de fluxo livre existe de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00243] Figura 15 é uma ilustração gráfica de uma imagem capturada pelo sensor de imagem quando uma condição de fluxo livre existe de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00244] Figura 16 é uma ilustração gráfica de uma imagem capturada pelo sensor de imagem para utilização como uma imagem de fundo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00245] Figura 17 é uma ilustração gráfica de uma diferença entre as imagens das Figuras 15 e 16 com algum processamento adicional para utilização na detecção de uma condição de fluxo livre de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00246] Figura 18 é uma representação gráfica de parte do processamento de imagem executado utilizando as Figuras 15-17 para determinar se a condição de fluxo livre existe de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00247] Figura 19 ilustra um gabarito para coincidência de padrão para determinar se a condição de fluxo livre existe de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00248] Figura 20 é uma ilustração gráfica de uma diferença entre a
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73/190 imagem de referência e uma imagem que contém um fluxo processado com detecção de borda e detecção de linha para utilização na detecção de uma condição de fluxo livre de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00249] Figura 21 é uma ilustração gráfica de uma imagem de uma câmara de gotejamento capturada por um sensor de imagem quando uma condição de fluxo livre existe de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00250] Figura 22 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem para utilização com um medidor de fluxo que tem um padrão de fundo com tiras e uma fonte de luz que brilha sobre as tiras de uma localização adjacente para um sensor de imagem de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00251] Figura 23 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem para utilização com um medidor de fluxo que tem um padrão de fundo com tiras e uma fonte de luz que brilha sobre as tiras por trás do padrão de fundo em relação a uma extremidade oposta de um sensor de imagem de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00252] Figura 24 ilustra uma imagem de um sensor de imagem quando uma gota distorce o padrão de fundo da Figura 23 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00253] Figura 25 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem para utilização com um medidor de fluxo que tem um padrão de fundo com um padrão xadrez e uma fonte de luz que brilha sobre as tiras por trás do padrão de fundo em relação a uma extremidade oposta de um sensor de imagem de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00254] Figura 26 mostra uma imagem do sensor de imagem da Figura 25 quando uma gota distorce o padrão de fundo de acordo com
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74/190 uma modalidade da presente descrição;
[00255] Figuras 27-28 mostram uma ilustração de fluxograma de um método para estimar um volume de uma gota dentro de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00256] Figuras 29-31 ilustram imagens utilizadas ou geradas por um medidor de fluxo para estimar um volume de uma gota dentro da câmara de gotejamento utilizando método ilustrado pelas Figuras 2728 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00257] Figura 32 mostra um pseudocódigo para identificar uma pluralidade de pixels de interesse de acordo com o método das Figuras 27-28 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00258] Figuras 33-36 ilustram imagens adicionais utilizadas ou geradas por um medidor de fluxo para estimar um volume de uma gota dentro de uma câmara de gotejamento utilizando o método ilustrado pelas Figuras 27-28 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00259] Figura 37 mostra um pseudocódigo para determinar um subconjunto de pixels dentro da pluralidade de pixels de interesse que corresponde a uma gota de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00260] Figura 38 mostra um diagrama de raios que ilustra o diâmetro de um círculo de turvamento para ilustrar aspectos de um sensor de imagem de um sistema de formação de imagem aqui descrito de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00261] Figura 39 é um gráfico que ilustra um círculo de turvamento calculado para uma variedade de separações de lente para plano focal e separações de lente para imagem para um sensor de imagem de um sistema de formação de imagem aqui descrito de acordo com uma modalidade da presente descrição;
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75/190 [00262] Figura 40 é um gráfico que ilustra a círculo de turvamento dividido por um tamanho de pixel quando uma lente de comprimento focal de 20 milímetros de um sensor de imagem de um sistema de formação de imagem aqui descrito é utilizada de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00263] Figura 41 é um gráfico que ilustra a círculo de turvamento dividido por um tamanho de pixel quando uma lente de comprimento focal de 40 milímetros de um sensor de imagem de um sistema de formação de imagem aqui descrito é utilizada de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00264] Figura 42 mostra uma tabela que ilustra campos de visão correspondentes ao redor do eixo geométrico ótico para os cantos de duas configurações de um sistema de formação de imagem aqui descrito de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00265] Figura 43 mostra um medidor de fluxo acoplado a uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00266] Figura 44 mostra o medidor de fluxo e a câmara de gotejamento da Figura 43 com a porta aberta de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00267] Figura 45 mostra um medidor de fluxo acoplado a uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00268] Figura 46 mostra um medidor de fluxo e uma válvula de aperto acoplada no corpo do medidor de fluxo para controlar o fluxo de fluido para um paciente de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00269] Figura 47 mostra uma vista ampliada da válvula de aperto que está acoplada no corpo do medidor de fluxo da Figura 46 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
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76/190 [00270] Figura 48 mostra um medidor de fluxo e uma válvula de aperto em que o medidor de fluxo includes dois sensores de imagem de acordo com outra modalidade da presente descrição;
[00271] Figura 49 mostra um medidor de fluxo e uma válvula que inclui dois membros de suporte alongado, curvos para controlar o fluxo de fluido para um paciente de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00272] Figuras 50A-50B mostram vistas ampliadas da válvula da Figura 49 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00273] Figuras 51A-51D mostram diversas vistas de um medidor de fluxo com um cliente de monitoramento, uma válvula, uma câmara de gotejamento, uma bolsa IV e um tubo de fluido em que o medidor de fluxo inclui uma porção de recepção para receber a válvula de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00274] Figuras 52A-52D mostram diversas vistas de outro medidor de fluxo com uma válvula, uma câmara de gotejamento, e um tubo em que o medidor de fluxo tem uma porção de recepção para receber a válvula de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00275] Figura 53A mostra outra vista da válvula das Figuras 51A51D e 52A-52D de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00276] Figuras 53B-53C mostram duas vistas explodidas da válvula da Figura 53A de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00277] Figura 54 mostra válvula da Figura 53 em uso manual de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00278] Figura 55 mostra uma válvula que inclui dois membros flexíveis de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00279] Figuras 56A-56C mostram diversas vistas de uma válvula que tem dois membros de suporte alongados, curvos com um dos
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77/190 membros de suporte alongados tendo uma pluralidade de arestas adaptada para acoplar um tubo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00280] Figuras 57A-57C mostram diversas vistas de uma válvula que tem uma catraca que acopla um membro de conexão de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00281] Figuras 57D-57E mostram duas vistas explodidas da válvula das Figuras 57A-57C de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00282] Figuras 58A-58D mostram diversas vistas de uma válvula que tem dois membros de suporte alongados, um membro de conexão, e um atuador do tipo de parafuso de acordo com outra modalidade da presente descrição;
[00283] Figuras 59A-59C mostram diversas vistas de um corpo de uma válvula de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00284] Figuras 59D-59G mostram diversas vistas de um botão para utilização com o corpo mostrado nas Figuras 59A-59C de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00285] Figura 59H mostra a válvula montada que inclui o corpo mostrado nas Figuras 59A-59C acoplado no botão das Figuras 59D59G de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00286] Figura 60 mostra uma válvula que tem uma protuberância de guia de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00287] Figura 61 mostra um motor e uma estrutura de fixação de válvula para acoplar na válvula da Figura 60 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00288] Figura 62 mostra a válvula da Figura 60 presa no motor e na estrutura de fixação de válvula da Figura 61 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00289] Figura 63 mostra outro motor e estrutura de fixação de vál
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78/190 vula para acoplar na válvula da Figura 60 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00290] Figura 64A mostra uma válvula que tem um colar e diversos dedos para regular o fluxo de fluido através de uma linha de fluido de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00291] Figura 64B mostra uma vista em seção transversal da válvula da Figura 64A de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00292] Figura 65 mostra uma vista em seção transversal de uma válvula que tem duas superfícies curvas para posicionar um tubo de fluido entre estar para regular o fluxo de fluido através do tubo de fluido de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00293] Figuras 66A-66G mostram diversas vistas de uma válvula que tem um botão para mover um membro de conexão o qual é travado na posição após o movimento do botão de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00294] Figura 67 mostra um gráfico que ilustra a atuação vs. taxas de fluxo para uma válvula de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00295] Figura 68A mostra um medidor de fluxo que utiliza ótica binária de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00296] Figura 68B mostra o circuito para utilização com a Figura 68A de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00297] Figuras 69A-69I mostram diversas vistas de uma válvula de segurança que pode ser utilizada com um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00298] Figura 70 mostra um fluxograma que ilustra um método para estimar o crescimento de gota e/ou fluxo dentro de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00299] Figuras 71A-71E mostram imagens feitas por um medidor
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79/190 de fluxo com um gabarito sobreposto a estas para ilustrar o método da Figura 70 de acordo com uma modalidade da presente descrição; [00300] Figura 72 mostra um conjunto de luz de fundo modulável de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00301] Figuras 73A-73C mostram diversas vistas de um aparelho de restauração de tubo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00302] Figura 74 mostra um sistema para regular o fluxo de fluido utilizando uma válvula que tem duas tiras flexíveis de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00303] Figura 75 mostra a válvula da Figura 74 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00304] Figura 76A mostra uma válvula que utiliza uma bexiga baseada em fluido de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00305] Figura 76B mostra um vista em seção transversal da válvula montada da Figura 76A com dois enchimentos elastoméricos de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00306] Figura 77 mostra um sistema para regular o fluxo de fluido utilizando uma válvula que tem duas tiras flexíveis atuáveis por um atuador linear de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00307] Figura 78 mostra o sistema da Figura 77 com a válvula atuada de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00308] Figura 79 mostra um vista ampliada da válvula das Figuras 77-78 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00309] Figura 80 mostra um vista ampliada da válvula como atuada na Figura 78 de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00310] Figura 81 mostra diversas imagens para utilização para ilustrar um método para estimar o crescimento de gota e/ou fluxo de
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80/190 fluido ilustrado nas Figuras 82A-82B de acordo com uma modalidade da presente descrição; e [00311] Figuras 82A-82B mostra um fluxograma que ilustra um método para estimar o crescimento de gota e/ou fluxo de fluido de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00312] Figura 83 mostra um fluxograma de um método para reduzir ruído de condensação de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00313] Figura 84 mostra outra válvula para utilização com um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00314] Figura 85A mostra uma vista em perspectiva de outra válvula em uma posição aberta de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00315] Figura 85B mostra uma vista em perspectiva da válvula da Figura 85A em uma posição fechada de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00316] Figura 85C mostra uma vista da válvula da Figura 85A com o alojamento de válvula e a guia de êmbolo removidos de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00317] Figura 86 mostra um vista em seção transversal do alojamento de válvula das Figuras 85A-85C e o enchimento quando em uma posição fechada de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00318] Figura 87A mostra uma vista frontal de um aparelho com a porta fechada, o aparelho é utilizado para controlar o fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento conectada a um tubo de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00319] Figura 87B mostra uma vista em perspectiva do aparelho da Figura 87A com a porta aberta, destacando a válvula de acordo com uma modalidade da presente descrição;
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81/190 [00320] Figura 87C mostra uma vista em perspectiva do aparelho da Figura 87A com a porta aberta, destacando o mecanismo de corte de segurança de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00321] Figura 87D mostra uma vista inferior do aparelho da Figura 87A de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00322] Figura 88A mostra uma vista em perspectiva de outro aparelho utilizado para controlar o fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento conectada a um tubo, em que o aparelho tem a porta aberta, de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00323] Figura 88B mostra uma vista em perspectiva de somente a válvula da Figura 88A de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00324] Figura 88C mostra as peças internas da válvula da Figura 88B de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00325] Figura 88D mostra um diagrama simplificado para ilustrar a operação do mecanismo de corte de válvula em uma posição de porta fechada de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00326] Figura 88E mostra um diagrama simplificado para ilustrar o mecanismo de corte de válvula na posição de porta aberta de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00327] Figuras 89A-89B mostram um fluxograma de um método para controlar o fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição;
[00328] Figura 90 mostra um diagrama de um sistema para controlar o fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento; e [00329] Figura 91 mostra um aparelho configurado para controlar o fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento conectada a um tubo e comunicar com um interrogador RFID de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[00330] Figura 92 mostra uma câmara de gotejamento obstruída
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82/190 que pode tornar difícil a obtenção de uma imagem precisa da câmara de gotejamento por um sensor de imagem.
[00331] Figura 93 mostra um fluxograma de um método para obter uma imagem de uma câmara de gotejamento.
[00332] Figura 94 mostra uma representação gráfica de gotas, como vistas por um sensor de imagem, conforme cada gota cresce dentro de uma câmara de gotejamento e subsequentemente cai.
[00333] Figura 95 mostra uma representação gráfica de um sistema para conduzir o status de um dispositivo.
DESCRIÇÃO DETALHADA [00334] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema 1 para regular o fluxo de fluido de acordo com uma modalidade da presente descrição. Por exemplo, o sistema 1 pode regular, monitorar, e/ou controlar o fluxo de fluido para um paciente 3. O sistema 1 inclui um reservatório de fluido 2 para infundir o fluido contido neste no paciente 3. O reservatório de fluido 2 é alimentado por gravidade para uma câmara de gotejamento 4 através de um tubo de fluido 5. O reservatório de fluido 2, a câmara de gotejamento 4, e o paciente 3 podem ser considerados como parte do sistema 1 ou podem ser considerados como peças de trabalho separadas ou opcionais para o sistema 1 (por exemplo, qualquer reservatório de fluido 2 e câmara de gotejamento 4 podem ser utilizadas para tratar qualquer paciente 3).
[00335] Um medidor de fluxo 7 monitora a câmara de gotejamento 4 para estimar uma taxa de fluxo de líquido que flui através da câmara de gotejamento 4. O fluido da câmara de gotejamento 4 é alimentado por gravidade para uma válvula 6. A válvula 6 regula (isto é, varia) o fluxo de fluido do reservatório de fluido 2 para o paciente 3 regulando do fluxo de fluido da câmara de gotejamento 4 para o paciente 3. A válvula 6 pode ser qualquer válvula como aqui descrita, incluindo uma válvula que tem dois membros formados curvos, uma válvula que tem
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83/190 duas chapas flexíveis, uma válvula que aperta (ou uniformemente comprime) sobre o tubo sobre um comprimento significativo do tubo, ou similares. A válvula 6 pode ser uma válvula de tubo Bourdon inverso que funciona em um modo oposto a um tubo Bourdon em que uma deformação do percurso de fluido causa mudanças no fluxo de fluido ao invés do fluxo de fluido causar a deformação do percurso de fluido. [00336] Em modalidades alternativas, o sistema 1 opcionalmente inclui uma bomba de infusão 414 (por exemplo, uma bomba peristáltica, uma bomba de dedos, uma bomba peristáltica linear, uma bomba peristáltica rotativa, uma bomba baseada em cassete, uma bomba de membrana, outra bomba, etc.) acoplada no tubo de fluido 5. A caixa delineada designada como 414 representa a natureza opcional da bomba de infusão 414, por exemplo, a bomba de infusão pode não ser utilizada em algumas modalidades. A bomba de infusão 414 pode utilizar o medidor de fluxo 7 como retorno para controlar o fluxo de fluido através do tubo de fluido 5. A bomba de infusão 414 pode estar m comunicação sem fio com o medidor de fluxo 7 para receber a taxa de fluxo deste. A bomba de infusão 414 pode utilizar um algoritmo de controle de retorno (por exemplo, o componente de controle 14 da Figura 1) para ajustar o fluxo de fluido, tal como um sistema de controle proporcional - integral - derivado (PID), bang-bang, rede neural, e/ou lógica fuzzy. Nesta modalidade exemplar específica (isto é, uma modalidade que tem a bomba de infusão 414), a válvula 6 é opcional. No entanto, em outras modalidades, a válvula 6 pode ou não ser utilizada, e/ou ser opcional. A bomba de infusão 414 pode ajustar a rotação de um came e/ou um motor de acordo com as medições do medidor de fluxo 7, tal como taxa de fluxo, volume infuso, volume total infuso, etc. Além disso ou alternativamente, a bomba de infusão 414 pode parar o fluxo de fluido (por exemplo, parando a ação da bomba) quando o medidor de fluxo 7 comunica para a bomba de infusão 414 que uma con
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84/190 dição de fluxo livre existe. Em ainda modalidades adicionais, o cliente de monitoramento 8 controla a operação da bomba de infusão 414 (por exemplo, através de uma conexão sem fio) e recebe retorno do medidor de fluxo 7.
[00337] Em algumas modalidades, o reservatório de fluido 2 é pressurizado para facilitar o fluxo de fluido do reservatório de fluido 2 para o paciente 3, por exemplo, no caso onde o reservatório de fluido 2 (por exemplo, uma bolsa IV) está abaixo do paciente 3. A pressurização provê uma energia mecânica suficiente para fazer com que o fluido flua para o paciente 3. Uma variedade de fontes de pressão, tal como pressão física, pressão mecânica, e pressão pneumática pode ser aplicada no interior ou exterior do reservatório de fluido 2. Em uma tal modalidade, a pressurização pode ser provida por uma cinta de borracha enrolada ao redor da bolsa IV.
[00338] O medidor de fluxo 7 e a válvula 6 podem formar um sistema de loop fechado para regular o fluxo de fluido para o paciente 3. Por exemplo, o medidor de fluxo 7 pode receber uma taxa de fluxo alvo de um cliente de monitoramento 8 por comunicação utilizando transceptores 9, 10. Isto é, os transceptores 9, 10 podem ser utilizados para comunicação entre o medidor de fluxo 7 e o cliente de monitoramento 8. Os transceptores 9, 10 podem comunicar um com o outro utilizando um sinal modulado para codificar vários tipos de informações tal como dados digitais ou um sinal analógico. Algumas técnicas de modulação utilizadas podem incluir utilizar uma frequência de portadora com modulação FM, utilizar modulação AM, utilizar modulação digital, utilizar modulação analógica, ou similares.
[00339] O medidor de fluxo 7 estima a taxa de fluxo através da câmara de gotejamento 4 e ajusta válvula 6 para conseguir a taxa de fluxo alvo recebida do cliente de monitoramento 8. A válvula 6 pode ser controlada pelo medidor de fluxo 7 diretamente de linhas de comuni
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85/190 cação acopladas a um atuador da válvula 6 ou através de uma conexão sem fio do medidor de fluxo 7 para um circuito incorporado da válvula 6. A eletrônica incorporada da válvula 6 pode ser utilizada para controlar a atuação da válvula 6 através de um atuador acoplado a esta. Esta modalidade de loop fechado do medidor de fluxo 7 e da válvula 6 pode utilizar qualquer algoritmo de controle incluindo um algoritmo de controle PID, um algoritmo de controle de rede neural, um algoritmo de controle de lógica fuzzy, e similares, ou alguma sua combinação.
[00340] O medidor de fluxo 7 está acoplado a um membro de suporte 17 que está acoplado na câmara de gotejamento 4 através de um acoplador 16. O membro de suporte 17 também suporta uma luz de fundo 18. A luz de fundo 18 inclui uma rede de LEDs 20 que provê iluminação para o medidor de fluxo 7. Em algumas modalidades específicas, a luz de fundo 18 inclui um padrão de fundo 19. Em outras modalidades, a luz de fundo 18 não inclui o padrão de fundo 19. Em algumas modalidades, o padrão de fundo 19 está presente somente na porção inferior da luz de fundo 18 e não existe nenhum padrão de fundo 19 no topo (por exemplo, afastando do solo) da luz de fundo 18.
[00341] O medidor de fluxo 7 inclui um sensor de imagem 11, um componente de detector de fluxo livre 12, um componente de estimador de taxa de fluxo 13, um componente de controle 14, um componente de exposição 29, um processador 15, e um transceptor 9. O medidor de fluxo 7 pode ser operado por bateria, pode ser alimentado por uma tomada CA, pode incluir supercapacitores, e pode incluir um circuito de suprimento de energia, incorporado (não explicitamente mostrado).
[00342] O sensor de imagem 11 pode ser um sensor CCD, um sensor CMOS, ou outro sensor de imagem. O sensor de imagem 11 captura as imagens da câmara de gotejamento 4 e comunica os dados de imagem que corresponde às imagens capturadas para o processador
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15.
[00343] O processador 15 está também acoplado no componente de detector de fluxo livre 12, no componente de estimador de taxa de fluxo 13, no componente de controle 14, e no componente de exposição 29. O componente de detector de fluxo livre 12, o componente de estimador de taxa de fluxo 13, o componente de controle 14, e o componente de exposição 29 podem ser implementados como instruções executáveis por processador que são executáveis pelo processador 15 e podem ser armazenadas em memória, tal como uma memória legível por processador, não transitória, ROM, RAM, EEPROM, um disco rígido, uma unidade rígida, uma unidade instantânea, e similares.
[00344] O processador 15 pode executar as instruções do componente de detector de fluxo livre 12 para determinar se uma condição de fluxo livre existe dentro da câmara de gotejamento 4 analisando os dados de imagem do sensor de imagem 11. Várias modalidades do componente de detector de fluxo livre 12 para detectar uma condição de fluxo livre estão abaixo descritas. Em resposta a uma condição de fluxo livre detectada, o processador 15 pode fazer uma chamada de função para o componente de controle 14 para enviar um sinal para a válvula 6 para completamente parar o fluxo de fluido para o paciente 3. Isto é, se o componente de detector de fluxo livre 12 determinar que uma condição de fluxo livre existe, o medidor de fluxo 7 pode instruir a válvula 6 para parar o fluxo de fluido, pode instruir o cliente de monitoramento 8 para parar o fluxo de fluido (o qual pode comunicar com a válvula 6 ou a bomba 414), e/ou pode instruir a bomba 414 para parar de bombear ou ocluir o fluxo de fluido utilizando o oclusor de segurança interno.
[00345] O componente de estimador de taxa de fluxo 13 estima a taxa de fluxo de fluido que flui através da câmara de gotejamento 4 utilizando os dados de imagem do sensor de imagem 11. O processa
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87/190 dor 15 comunica a taxa de fluxo estimada para o componente de controle 14 (por exemplo, através de uma chamada de função). Várias modalidades de estimar a taxa de fluxo estão abaixo descritas. Se o componente de estimador de taxa de fluxo 13 determinar que a taxa de fluxo é maior do que um limite predeterminado ou está fora de uma faixa predeterminada, o medidor de fluxo 7 pode instruir a válvula 6 para parar o fluxo de fluido (o qual pode comunicar com a válvula 6 ou a bomba 414), pode instruir o cliente de monitoramento 8 para parar o fluxo de fluido (o qual pode comunicar com a válvula 6 ou a bomba 414), e/ou pode instruir a bomba 414 para parar de bombear ou ocluir o fluxo de fluido utilizando um oclusor de segurança interno.
[00346] O processador 15 controla a rede de LEDs 20 para prover luz suficiente para o sensor de imagem 11. Por exemplo, O componente de exposição 29 pode ser utilizado pelo processador 15 ou em conjunto com este para controlar a rede de LEDs 20 de modo que o sensor de imagem 11 capture dados de imagem suficientes para utilização pelo componente de detector de fluxo livre 12 e o componente de estimador de taxa de fluxo 13. O processador 15 pode implementar um algoritmo de exposição armazenado pelo componente de exposição 29 (ver Figura 2) para controlar as condições de iluminação e/ou a exposição do sensor de imagem 11 quando gerando os dados de imagem. Além disso ou alternativamente, o componente de exposição 29 pode ser implementado como um circuito, um circuito integrado, um CPLD, um PAL, um PLD, uma implementação baseada em linguagem de descrição de hardware, e/ou um sistema de software.
[00347] O componente de controle 14 calcula ajustes para fazer na válvula 6 de acordo com a taxa de fluxo estimada do componente de estimador de taxa de fluxo 13. Por exemplo, e como foi previamente mencionado, o componente de controle 14 pode implementar um Algoritmo de controle de PID para ajustar a válvula 6 para conseguir a taxa
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88/190 de fluxo alvo.
[00348] O cliente de monitoramento 8, em algumas modalidades, monitora a operação do sistema 1. Por exemplo, quando uma condição de fluxo livre é detectada pelo componente de detector de fluxo livre 12, o cliente de monitoramento 8 pode comunicar sem fio um sinal para a válvula 6 para interromper o fluxo de fluido para o paciente 3.
[00349] O medidor de fluxo 7 pode além disso incluir vários dispositivos de entrada / saída para facilitar a segurança de paciente, tal como vários scanners, e pode utilizar o transceptor 9 para comunicar com registros médicos eletrônicos, sistema de redução de erro de droga e/ou serviços de instalação, tal como sistemas de controle de estoque.
[00350] Em uma modalidade exemplar específica, o medidor de fluxo 7 tem um scanner, tal como um interrogador RFID que interroga uma etiqueta de RFID presa no reservatório de fluido 2 ou um scanner de código de barras que escaneia um código de barras do reservatório de fluido 2. O scanner pode ser utilizado para determinar se o fluido correto está dentro do reservatório de fluido 2, este é o reservatório de fluido 2 correto, o tratamento programado no medidor de fluxo 7 corresponde ao fluido dentro do reservatório de fluido 2 e/ou o reservatório de fluido 2 e o medidor de fluxo 7 estão corretos para o paciente específico (por exemplo, como determinado de um código de barras do paciente uma etiqueta de RFID do paciente, ou outra identificação de paciente).
[00351] Por exemplo, o medidor de fluxo 7 pode escanear a etiqueta de RFID do reservatório de fluido 2 para determinar se um número de série ou tipo de fluido codificado dentro da etiqueta de RFID é o mesmo que indicado pelo tratamento programado armazenado no medidor de fluxo 7. Além disso ou alternativamente, o medidor de fluxo 7 por interrogar a etiqueta de RFID do reservatório de fluido 2 por um
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89/190 número de série e a etiqueta de RFID do paciente 3 para um número de série de paciente, e também interrogar os registros médicos eletrônicos utilizando o transceptor 9 para determinar se se o número de série do reservatório de fluido 2 dentro da etiqueta de RFID presa no reservatório de fluido 2 coincide com o número de série do paciente dentro da etiqueta de RFID presa no paciente 3 como indicado pelos registros médicos eletrônicos.
[00352] Além disso ou alternativamente, o cliente de monitoramento 8 pode escanear a etiqueta de RFID do reservatório de fluido 2 e a etiqueta de RFID do paciente 3 para determinar que este é o fluido correto dentro do reservatório de fluido 2, este é o reservatório de fluido 2 correto, o tratamento programado no medidor de fluxo 7 corresponde ao fluido dentro do reservatório de fluido 2, e/ou o reservatório de fluido 2 está correto para o paciente específico (por exemplo, como determinado de um código de barras do paciente, etiqueta de RFID, registros médicos eletrônicos, ou outras identificações ou informações de paciente). Além disso ou alternativamente, o cliente de monitoramento 8 ou o medidor de fluxo 7 pode interrogar o banco de dados de registros médicos eletrônicos e/ou a farmácia para verificar a prescrição ou para fazer download da prescrição, por exemplo, utilizando o número de série de o código de barras sobre o reservatório de fluido 2 ou a etiqueta de RFID presa no reservatório de fluido 2.
[00353] A Figura 2 mostra um fluxograma de um método 21 para expor um sensor de imagem, por exemplo, o sensor de imagem 11 da Figura 1, de acordo com uma modalidade da presente descrição. O método 21 inclui os O atos 22, 23, 24, e 25. O método 21 pode ser implementado pelo processador 15 da Figura 1 (por exemplo, como o componente de exposição 29) e pode ser implementado como um método implementado por processador, como um conjunto de instruções configurado para execução por um ou mais processadores, em
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90/190 hardware, em software, e similares, ou alguma sua combinação. [00354] O ato 22 seleciona uma região de interesse. Por exemplo, referindo novamente à Figura 1, o sensor de imagem 11 inclui um campo de visão que inclui uma câmara de gotejamento 4. No entanto, a câmara de gotejamento 4 pode não ocupar o campo de visão inteiro do sensor de imagem 11. O ato 22 seleciona somente os pixels do sensor de imagem 11 que mostram, por exemplo, a câmara de gotejamento 4.
[00355] O ato 23 determina se um pixel está dentro da região de interesse 23. Se o pixel do ato 23 for um pixel que forma a imagem, por exemplo, a câmara de gotejamento 4, então o ato 23 determina que este está dentro da região de interesse. Do mesmo modo, neste exemplo, se o pixel do ato 23 for um que não forma imagem da câmara de gotejamento 4, Ato 23 determina que o pixel não está dentro da região de interesse.
[00356] O ato 24 ativa uma luz de fundo, por exemplo, a luz de fundo 18 da Figura 1, se o pixel estiver dentro da região de interesse. Os pixels de um sensor de imagem podem ser expostos durante diferentes tempos. Assim, a luz de fundo 18 pode ser ativada somente quanto os pixels dentro da região de interesse estão sendo expostos. Por exemplo, alguns sensores de imagem incluem sinais de sincronização vertical e horizontal. A luz de fundo pode ser sincronizada com estes sinais para ligar quando um pixel de interesse está sendo exposto.
[00357] Em algumas modalidades da presente descrição, um subconjunto de LEDs da luz de fundo (por exemplo, um subconjunto da rede de LEDs 20, a qual pode ser uma rede bidimensional) pode ser ligado. O subconjunto pode ser um subconjunto suficiente para suficientemente iluminar o pixel que está sendo exposto se o pixel estiver dentro da região de interesse.
[00358] O ato 25 expõe o pixel. Se no ato 23 foi determinado que o
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91/190 pixel está dentro da região de interesse, o pixel será exposto com pelo menos uma porção da luz de fundo ligada no ato 25. Além disso, se no ato 23 foi determinado que o pixel não está dentro da região de interesse, o pixel será exposto sem pelo menos uma porção da luz de fundo ligada no ato 25.
[00359] A Figura 3 mostra um diagrama de tempo 29 que ilustra uma modalidade do método da Figura 2 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O diagrama de tempo 29 inclui traços 26, 27, e 28. O traço 26 é um sinal de sincronização vertical de um sensor de imagem e o traço 27 é um sinal de sincronização horizontal do sensor de imagem (por exemplo, o sensor de imagem 11 da Figura 1). Um circuito ou rotina de software (por exemplo, o componente de exposição 29 encontrado no medidor de fluxo 7 da Figura 1) pode utilizar os traços de sincronização 26, 27 para gerar um sinal de habilitação de luz de fundo 28 que é utilizado para ativar uma luz de fundo ou um seu subconjunto.
[00360] As Figuras 4A-4B mostram ilustrações de dados de imagem de um medidor de fluxo 7 que ilustram uma modalidade do método da Figura 2 de acordo com o diagrama de tempo da Figura 3 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A Figura 4A ilustra os dados de imagem tomados por um medidor de fluxo, tal como o medidor de fluxo 7 da Figura 1, sem a utilização do algoritmo de exposição ilustrado nas Figuras 2 e 3; A Figura 4B ilustra os dados de imagem tomados pelo medidor de fluxo com a utilização do algoritmo de exposição ilustrado nas Figuras 2 e 3. Menos energia é necessária para prover a iluminação durante a captura da imagem da Figura 4B do que para prover iluminação para a captura da imagem da Figura 4A devido à menor utilização da luz de fundo.
[00361] A Figura 5 mostra um diagrama de um medidor de fluxo 67 e uma válvula 71 que estão integrados juntos para acoplar a uma câ
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92/190 mara de gotejamento 409 e um bolsa IV 69 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O medidor de fluxo 67 inclui um contador de gotejamento ótico 68 que recebe fluido da bolsa IV 69. O contador de gotejamento ótico 68 pode ser um sensor de imagem, um par de sensores de imagem, um contador de gotejamento capacitivo, e/ou similares. O medidor de fluxo 67 está acoplado a um tubo 70 acoplado a um grampo de rolo 71 que é controlado por um motor 72. O motor 72 está acoplado a um mecanismo de parafuso de avanço 73 para controlar um grampo de rolo 71 através de interação com membros de interação 74.
[00362] O motor 72 pode ser um servo motor e pode ser utilizado para ajustar a taxa de fluxo através do tubo 70. Isto é, o medidor de fluxo 67 pode também funcionar como um medidor de fluxo e regulador. Por exemplo, um processador 75 dentro do medidor de fluxo 67 pode ajustar o motor 72 de modo que uma taxa de fluxo desejada seja conseguida como medida pelo contador de gotejamento ótico 68. O processador 75 pode implementar um algoritmo de controle utilizando o contador de gotejamento ótico 68 como retorno, por exemplo, um loop de controle de PID com a saída suprida pra o motor 72 e o retorno recebido do contador de gotejamento ótico 68.
[00363] Em modalidades alternativas, o motor 72, o mecanismo de parafuso de avanço 73, e o grampo de rolo 71 podem ser substituídos e/ou suplementados por um atuador que espreme o tubo 70 (por exemplo, utilizando um mecanismo de came ou articulação acionada por um motor) ou estes podem ser substituídos por qualquer suficiente rolo, parafuso, ou corrediça acionado por um motor. Por exemplo, em algumas modalidades da presente descrição, o grampo de rolo 71 pode ser substituído por qualquer válvula como aqui descrito, incluindo uma válvula que tem dois membros em forma de C, uma válvula que tem dois membros de suporte em forma de curva, uma válvula que
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93/190 tem duas chapas flexíveis, uma válvula que aperta sobre o tubo sobre um comprimento significativo do tubo, ou similares.
[00364] O medidor de fluxo 67 pode também opcionalmente incluir um display. O display pode ser utilizado para ajustar a taxa de fluxo alvo, exibir a taxa de fluxo corrente, e/ou prover um botão, por exemplo, um botão de tela de toque para parar a taxa de fluxo.
[00365] A Figura 6 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem 78 de um medidor de fluxo para formar uma imagem de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição. O sistema de formação de imagem 78 como mostrado na Figura 6 pode ser utilizado dentro de qualquer medidor de fluxo aqui descrito, incluindo o medidor de fluxo 7 da Figura 1 e/ou o medidor de fluxo 67 da Figura 5.
[00366] O sistema de formação de imagem 78 da Figura 6 inclui um sensor de imagem 63, uma luz de fundo uniforme 79 para brilhar a luz pelo menos parcialmente através da câmara de gotejamento 59, e um filtro infravermelho (IR) 80 que recebe a luz da luz de fundo uniforme 79.
[00367] O sistema 78 também inclui um processador 90 que pode estar operativamente acoplado no sensor de imagem 63 e/ou na luz de fundo uniforme 79. O processador 90 implementa um algoritmo para determinar quando uma condição de fluxo livre existe e/ou para estimar uma taxa de fluxo (por exemplo, utilizando o componente de detector de fluxo livre 12 ou o componente de estimador de taxa de fluxo 13 da Figura 1). O processador 90 pode estar em comunicação operativa com uma memória legível por processador 91 (por exemplo, uma memória legível por processador, não transitória) para receber uma ou mais instruções para implementar o algoritmo para determinar se uma condição de fluxo livre existe e/ou estimar a taxa de fluxo. As uma ou mais instruções da memória legível por processador 91 estão configu
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94/190 radas para execução pelo processador 90.
[00368] A luz de fundo uniforme 79 pode ser uma rede de diodos de emissão de luz (LEDs) que têm as mesmas ou diferentes cores, um bulbo de luz, uma janela para receber luz ambiente, uma luz incandescente, e similares. Em algumas modalidades, a luz de fundo uniforme 79 pode incluir uma ou mais luzes de fonte de ponto.
[00369] O processador 90 pode modular a luz de fundo uniforme 79 de acordo com o sensor de imagem 63. Por exemplo, o processador 90 pode ativar a luz de fundo uniforme 79 por uma quantidade de tempo predeterminada e sinalizar o sensor de imagem 63 para capturar pelo menos uma imagem, e posteriormente sinalizar a luz de fundo uniforme 79 para desligar. As uma ou mais imagens do sensor de imagem 63 podem ser processadas pelo processador 90 para estimar a taxa de fluxo e/ou detectar as condições de fluxo livre. Por exemplo, em uma modalidade da presente descrição, o sistema 78 monitora o tamanho das gotas que estão sendo formadas dentro da câmara de gotejamento 59, e conta o número de gotas que fluem através da câmara de gotejamento 59 dentro de uma quantidade tempo predeterminada; o processador 90 pode calcular a média do fluxo periódico das gotas individuais ao longo de um período de tempo para estimar a taxa de fluxo. Por exemplo, se X gotas cada uma tendo um volume Y fluem através da câmara de gotejamento em um tempo Z, a taxa de fluxo pode ser calculada como (X*Y)/Z.
[00370] Além disso ou alternativamente, o sistema 78 pode determinar quando o fluido IV está fluindo através da câmara de gotejamento 59 (isto é, durante uma condição de fluxo livre). A luz de fundo uniforme 79 brilha a luz através da câmara de gotejamento 59 para prover suficiente iluminação para o sensor de imagem 63 formar a imagem da câmara de gotejamento 59. O sensor de imagem 63 pode capturar uma ou mais imagens da câmara de gotejamento 59.
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95/190 [00371] Outras orientações e configurações do sistema 78 podem ser utilizadas para levar em conta a orientação e características de saída da luz de fundo uniforme 79, a sensibilidade e orientação do sensor de imagem 63, e as condições de luz ambiente. Em algumas modalidades da presente descrição, o processador 90 implementa um algoritmo que utiliza uma uniformidade das imagens coletadas pelo sensor de imagem 63. A uniformidade pode ser facilitada pela luz de fundo uniforme 79. Por exemplo, imagens uniformes consistentes podem ser capturadas pelo sensor de imagem 63 quando uma luz de fundo uniforme 79 é utilizada.
[00372] A iluminação ambiente pode causar inconsistências nas imagens recebidas do sensor de imagem 63; por exemplo, uma iluminação solar direta provê uma iluminação inconsistente porque o sol pode ser intermitentemente obscurecido por nuvens e a luminosidade do sol e o ângulo de iluminação dependem da hora do dia. Portanto, em algumas modalidades da presente descrição, um filtro IR 80 é opcionalmente utilizado para filtrar parte da luz ambiente para mitigar as variações nas imagens capturadas pelo sensor de imagem 63. O filtro IR 80 pode ser um filtro de luz infravermelha de banda estreita colocado na frente do sensor de imagem 63; e a luz de fundo uniforme 79 pode emitir uma luz que tem aproximadamente o mesmo comprimento de onda que a frequência central da banda de passagem do filtro 80. O filtro IR 80 e a luz de fundo uniforme 79 podem ter uma frequência central de aproximadamente 850 nanômetros. Em algumas modalidades, o sistema de formação de imagem 78 pode estar circundado por um envoltório visualmente translúcido mas de bloqueio de IR. Em modalidades alternativas, outras frequências óticas, larguras de banda, frequências centrais, ou tipos de filtro podem ser utilizados no sistema 78.
[00373] Em algumas modalidades, o processador 90 pode utilizar
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96/190 um gabarito para executar uma correspondência de gabarito da poça de água dentro da câmara de gotejamento 59. Qualquer préprocessamento pode ser executado antes da operação de coincidência de gabarito. Além disso, se a câmera 63 está disposta mais alta do que uma posição preferida, um espelho pode ser utilizado de modo que a visão da câmera 63 é de uma visão preferível da câmara de gotejamento 59. A posição da coincidência de gabarito de pico pode estar correlacionada com a posição da poça e com isto o volume da poça.
[00374] Se a poça for muito baixa, o aparelho pode disparar uma válvula de segurança (abaixo descrita) porque a água está deixando a poça e drenando na direção do paciente a uma taxa insegura. A luz de fundo 79 pode estar ligada ou desligada, dependendo da modalidade. As oscilações do topo da poça podem ser monitoradas para determinar a frequência de ressonância da água. A ressonância do topo da poça conforme as gotas atingem a poça pode estar correlacionada com o volume da poça. Em outras modalidades, a súbita mudança da poça pode estar correlacionada com uma gota atingindo a poça de modo que o processador 90 pode contar o número de gotas por tempo unitário e estimar o fluxo de fluido através destas.
[00375] Em algumas modalidades, um autofoco pode ser utilizado para encontrar a linha de água. Isto é, uma linha focal pode ser focalizada para assegurar que a imagem inteira está focalizada.
[00376] Em algumas modalidades, o processador 90 pode estar acoplado a um fio gravado sobre uma placa PCB fazendo-a um rádio de software. Isto permite que o processador 90 comunique as informações para outro dispositivo capaz de operar nas frequências suficientes.
[00377] A Figura 7 é uma ilustração gráfica de uma imagem 81 capturada pelo sensor de imagem 63 do sistema 78 da Figura 6 de acordo
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97/190 com uma modalidade da presente descrição. A imagem 81 é uma imagem de uma câmara de gotejamento 59 que tem uma condensação 82 e um fluxo 83 causados por uma condição de fluxo livre na mesma. Uma detecção de borda pode ser utilizada para determinar a posição do fluxo 83 e/ou a condensação 82, em algumas modalidades. Além disso ou alternativamente, uma imagem de fundo ou padrão pode ser utilizada.
[00378] A Figura 8 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem 84 de um medidor de fluxo para formar a imagem de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição. O sistema de formação de imagem 84 pode ser utilizado com qualquer medidor de fluxo aqui descrito, incluindo o medidor de fluxo 7 da Figura 1 e o medidor de fluxo 67 da Figura 5.
[00379] O sistema 84 inclui uma rede de linhas 85 que são opacas atrás da câmara de gotejamento 59. O sistema 84 utiliza a rede de linhas 85 para detectar uma condição de fluxo livre. O algoritmo de detecção de fluxo livre (por exemplo, o componente de detector de fluxo livre 12 da Figura 1) pode utilizar a presença ou ausência de gotas para determinar se uma condição de fluxo (por exemplo, uma condição de fluxo livre) existe ou não.
[00380] Em modalidades específicas, as linhas 85 estão somente presente em uma fração da imagem (por exemplo, o padrão de fundo somente ocupa uma fração da luz de fundo 18 ou a ótica binária somente faz com que o padrão apareça em uma fração da imagem, tal como a metade inferior ou superior). Por exemplo, uma fração inferior da imagem pode incluir um padrão de fundo de tiras.
[00381] Referindo agora à Figura 9, uma ilustração gráfica de uma imagem 86 está mostrada como capturada pelo sensor de imagem 63 da Figura 8 quando uma condição de fluxo livre existe dentro da câmara de gotejamento 59 de acordo com uma modalidade da presente
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98/190 descrição. A imagem 86 ilustra a condição na qual a câmara de gotejamento 59 experimenta uma condição de fluxo livre e ilustra o efeito que o fluxo de fluido 87 atua como uma lente cilíndrica positiva. Isto é, como mostrado na Figura 9, a rede de linhas 85 como capturadas em uma imagem pelo sensor de imagem 63 está mostrada como um padrão de linhas invertidas 88 da rede de linhas 85 se comparado com uma condição não de fluxo livre. A aparência do padrão de linhas invertidas 88 é causada por mudanças na luz quando a luz passa através do fluxo de fluido 87 conforme a luz se aproxima do sensor de imagem 63.
[00382] Em algumas modalidades da presente descrição, uma iluminação por luz que tem uma comprimento de onda ótico de aproximadamente 850 nanômetros pode ser utilizada para criar a imagem 86. Alguns materiais podem ser opacos no espectro visível e transparente no espectro próximo de IR em aproximadamente 850 nanômetros e portanto podem ser utilizados para criar a rede de linhas 85. A rede de linhas 85 pode ser criada utilizando vários plásticos de prototipagem rápida. Por exemplo, a rede de linhas 85 pode ser criada utilizando uma estrutura de protótipo rápido impressa com uma tinta opaca ao infravermelho ou revestida com um metal para fazer a rede de linhas 85. Além disso ou alternativamente, em algumas modalidades da presente descrição, outro método para criar a rede de linhas 85 é criar uma placa de circuito com as linhas depositadas em cobre. Em outra modalidade, a rede de linhas 85 é criada dispondo um cabo de fita sobre a luz de fundo uniforme 79; os fios do cabo de fita são opacos ao espectro de infravermelho, mas o isolamento é transparente de modo que o espaçamento dos fios pode formar a linha para utilização durante a formação de imagem pelo sensor de imagem 63 (ver Figura 8). Em ainda modalidades adicionais, uma peça de metal EDMed fino pode ser utilizada. O metal é opaco à luz e os espaços entre os depóPetição 870170016724, de 14/03/2017, pág. 105/347
99/190 sitos de material metálico podem ser muito finamente controlados durante a fabricação para permitir que a luz IR luz passe através dos espaços.
[00383] O processador 90 implementa um algoritmo para determinar quando uma condição de fluxo livre existe (por exemplo, utilizando o componente de detector de fluxo livre 12 da Figura 1). O processador 90 pode estar em comunicação operativa com uma memória legível por processador 91 (por exemplo, uma memória legível por processador, não transitória) para receber uma ou mais instruções para implementar o algoritmo para determinar se uma condição de fluxo livre existe. As uma ou mais instruções da memória legível por processador 91 estão configuradas para execução pelo processador 90.
[00384] Referindo novamente à Figura 8, sangue pode ser utilizado pelo sistema 84. Por exemplo, o sistema 84 pode determinar quando uma condição de fluxo livre de sangue existe quando utilizando o sensor de imagem 63, o filtro IR 80, e a luz de fundo uniforme 79 configurados, por exemplo, para utilização utilizando uma luz ótica que tem um comprimento de onda de 850 nanômetros ou 780 nanômetros, por exemplo, quando utilizando sangue bovino. O sangue pode parecer opaco comparado com a imagem feita utilizando água.
[00385] O seguinte algoritmo implementado pelo processador 90 e recebido da memória legível por processador 91 pode ser utilizado para determinar quando uma condição de fluxo livre existe: (1) estabelecer uma imagem de fundo 89 (ver Figura 10); e (2) subtrair a imagem de fundo 89 da imagem corrente. Além disso um processamento pode ser executado sobre a imagem resultante.
[00386] Em algumas modalidades da presente descrição, a imagem de fundo 89 da Figura 10 pode ser dinamicamente gerada pelo processador 90. A imagem de fundo dinâmica pode ser utilizada para levar em conta condições mutáveis, por exemplo. condensação ou res
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100/190 pingos 82 sobre a superfície da câmara de gotejamento 59 (ver Figura 7). Por exemplo, em uma modalidade específica, para cada nova imagem capturada pelo sensor de imagem (por exemplo, 63 da Figura 8), a imagem de fundo tem cada pixel multiplicado por 0,96 e a imagem corrente (por exemplo, a imagem mais recentemente capturada) tem um respectivo pixel multiplicado por 0,04, após o que os dois valores são somados juntos para criar um novo valor para uma nova imagem de fundo para aquele respectivo pixel; este processo pode ser repetido para todos os pixels. Em ainda outro exemplo, em uma modalidade específica, se um pixel da nova imagem estiver em uma linha, x, e em uma coluna, y, a nova imagem de fundo na linha, x, e coluna, y, é o valor da imagem de fundo anterior na linha, x, e coluna, y, multiplicado por 0,96, o qual é adicionado ao valor do pixel na linha, x, e coluna, y da nova imagem multiplicado por 0,04.
[00387] Quando o sistema 84 não tem água fluindo através da câmara de gotejamento 59 (ver Figura 8) a subtração resultante pode ser quase que completamente preta, isto é, baixas magnitudes de pixel, por meio disto facilitando o algoritmo determinar que a câmara de gotejamento 59 não tem nenhuma água fluindo através desta.
[00388] A Figura 11 mostra uma imagem 92 do sensor de imagem 63 quando existe uma gota dentro da câmara de gotejamento 59 (ver Figura 8). Figura 12 mostra uma imagem de fundo 93 utilizada pelo sistema 84. Quando o sistema 84 tem uma gota como mostrado na imagem 92 da Figura 11, o sistema 84 da Figura 8 tem poucos pontos de alto contraste onde a imagem da rede de linhas está destorcida pelas lentes da gotícula como ilustrado por uma imagem 94 da Figura 13. A imagem 94 da Figura 13 é gerada tomando, para cada respectivo pixel, o valor absoluto da subtração da imagem 92 da Figura 11 da imagem 93 da Figura 12, e convertendo cada respectivo pixel para um pixel branco se o valor estiver acima de um limite predeterminado ou
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101/190 de outro modo convertendo p pixel para um pixel preto quando o valor estiver abaixo do limite predeterminado. Cada pixel branco dentro da imagem 94 da Figura 13 é um resultado de existir uma diferença para a localização daquele pixel entre as imagens 92 e 93 que é maior do que um limite predeterminado.
[00389] Por exemplo, considere três respectivos pixels das Figuras 11, 12, e 13 que têm uma localização de linha x e coluna y. Para determinar o pixel da linha x e coluna y para a imagem 94 da Figura 13, o pixel na linha x e coluna y da imagem 92 da Figura 11 é subtraído do pixel na linha x e coluna y da imagem 93 da Figura 12, então o valor absoluto do resultado da subtração é tomado; e se o valor absoluto do resultado estiver acima de um limite predeterminado (por exemplo, acima de um valor de escala de cinza de 128, por exemplo,), o pixel na localização da linha x e coluna y da imagem 94 da Figura 13 é branco, de outro modo o pixel na localização da linha x e coluna y da imagem 94 da Figura 13 é preto.
[00390] Quando é determinado que poucos pontos de alto contraste existem dentro da imagem 94 da Figura 13, o processador 90 do sistema 84 (ver Figura 8) determina que as gotas estão sendo formadas dentro da câmara de gotejamento 59 e nenhuma condição de fluxo livre existe. As imagens das gotas podem ser utilizadas para determinar o tamanho das gotas para estimar uma taxa de fluxo como aqui descrito.
[00391] A Figura 14 é uma representação gráfica de parte do processamento de imagem que pode ser executado utilizando as Figuras 11-13 para determinar se uma condição de fluxo livre existe de acordo com uma modalidade da presente descrição. Referindo às Figuras 14 e 13, todos os pixel brancos para cada linha são somados juntos, e estão ilustrados na Figura 14 como resultados 183. O eixo geométrico y representa o número de linha, e o eixo geométrico x representa o
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102/190 número somado de pixel brancos para cada respectiva linha.
[00392] Referindo agora somente à Figura 14, como previamente mencionado, o número de pixel brancos para cada linha é somado junto e está ilustrado como resultados 183, os quais são utilizados para determinar se ou quando uma condição de fluxo livre existe. Em algumas modalidades específicas, o processador 90 do sistema 84 (ver Figura 8) determina que uma condição de fluxo livre existe quando um número predeterminado de valores contíguos das linhas somadas dos resultados 183 existe acima de um limite 184. Por exemplo, dentro dos resultados 183, uma faixa de uma pluralidade de linhas contíguas representada geralmente por 185 tem um valor total acima do limite 184. Quando maior que um número predeterminado de linhas somadas contíguas é determinado existir dentro dos resultados 183 acima de um limite predeterminado (por exemplo, limite 184), uma condição de fluxo livre é determinada existir pelo processador 90 da Figura 8. Por exemplo, como mostrado na Figura 14, da faixa da pluralidade de linhas somadas contíguas 185 está abaixo do número predeterminado de linhas somadas contíguas (isto é, a faixa 185 não é larga o bastante) e portanto uma condição de fluxo livre é determinada não existir.
[00393] A Figura 15 mostra uma imagem 95 que mostra um fluxo como capturado pelo sensor de imagem 63 da Figura 8 quando uma condição de fluxo livre existe. A Figura 16 mostra uma imagem de fundo 96. A Figura 17 mostra uma imagem 97 formada pelo valor absoluto da diferença entre a imagem 96 da Figura 16 e a imagem 95 da Figura 15 quando o valor absoluto é convertido ou para um pixel branco (quando o valor absoluto da diferença está acima de um limite) ou para um pixel preto (quando o valor absoluto da diferença está abaixo do). Como mostrado na Figura 17, pontos de alto contraste causados pela orientação inversa das linhas no fluxo que corre do topo para o fundo são detectáveis pelo processador 90. O processador 90 da Figura 8
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103/190 pode utilizar a imagem 97 para determinar se uma condição de fluxo livre existe utilizando o algoritmo acima descrito.
[00394] Isto é, como mostrado na Figura 18, os resultados 186 estão mostrados como tendo uma faixa contígua 187 dos resultados 186 que estão acima de um limite 188. Como a faixa contígua 187 de linhas somadas é maior do que um número de limite predeterminado de valores contíguos acima do limite 188, uma condição de fluxo livre é determinada existir pelo processador 90 (ver Figura 8). Isto é, a faixa contígua dos resultados 186 acima do limite 188 é maior do que uma faixa limite predeterminado de valores contíguos; portanto, o processador 90 determina que uma condição de fluxo livre existe quando utilizado os resultados 186 da Figura 18.
[00395] Em ainda uma modalidade adicional da presente descrição, a intensidade, a intensidade ao quadrado, ou outra função pode ser utilizada para produzir os resultados 183 da Figura 14 e/ou os resultados 186 da Figura 18. Em ainda uma modalidade adicional, uma ou mais funções de uniformização de dados podem ser utilizadas para uniformizar os resultados 183 e/ou 186, tal como uma função spline, uma função spline cúbica, uma função spline B, uma função spline Bezier, uma interpolação polinomial, uma média móvel, ou outra função de uniformização de dados.
[00396] Por exemplo, uma imagem do sensor de imagem 63 da Figura 8, por exemplo, a imagem 95 da Figura 15, pode ser subtraída de uma imagem de fundo, por exemplo, a imagem 96 da Figura 16, para obter valores de intensidade. Isto é, um pixel da linha x e coluna y da Figura 15 pode ser subtraído de um pixel da linha x e coluna y da imagem 96 da Figura 16 para criar um valor de intensidade na linha x e coluna y; isto pode ser repetido para todas as localizações de pixel para obter todos os valores de intensidade. Os valores de intensidade de cada linha podem ser somados juntos para obter os resultados 183
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104/190 e/ou 186 (ver Figuras 14 e 18, respectivamente), de modo que o processador 90 possa determinar que uma condição de fluxo livre existe quando as linhas somadas dos valores de intensidade tem uma faixa contígua de linhas somadas acima de um limite. Em algumas modalidades, os valores de intensidade são convertidos para valores absolutos dos valores de intensidade, e as linhas somadas dos valores absolutos dos valores de intensidade são utilizados para determinar se uma faixa contígua de linhas somadas dos valores absolutos está acima de uma faixa limite de valores contíguos. Além disso ou alternativamente, a intensidade pode ser elevado ao quadrado e então o processador 90 pode somar as linhas de intensidade ao quadrado e determinar se uma faixa contígua de linhas somadas dos valores de intensidade ao quadrado existe além de uma faixa limite de valores contíguos para determinar se uma condição de fluxo livre existe.
[00397] Em algumas modalidades, uma faixa predeterminada de valores contíguos acima de um limite (por exemplo, faixas min e max) das linhas somadas de valores de intensidade ou valores de intensidade ao quadrado pode ser utilizada pelo processador 90 para determinar se uma gota de líquido está dentro da imagem. Por exemplo, cada linha das linhas dos valores de intensidade (ou os valores de intensidade ao quadrado) podem ser somadas juntas e um faixa dos valores somados pode estar acima de um número limite; se a faixa de valores contíguos estiver entre uma faixa mínima e uma faixa máxima, o processador 90 pode determinar que a faixa de valores contíguos acima de um limite predeterminado é de uma gota dentro do campo de visão do sensor de imagem 63 (ver Figura 8). Em algumas modalidades da presente descrição, as linhas somadas de valores de intensidade ou valores de intensidade ao quadrado podem ser normalizadas, por exemplo, normalizadas para terem um valor entre 0 e 1.
[00398] O seguinte descreve uma função de uniformização similar à
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105/190 spline cúbica (isto é, a função tipo spline cúbica) que pode ser utilizada sobre as linhas somadas, as linhas somadas de valores de intensida de, ou as linhas somadas dos valores de intensidade ao quadrado antes da determinação pelo processador 90 para determinar se uma condição de fluxo livre existe. Em algumas modalidades específicas, a função tipo spline cúbica pode ser utilizada para identificar blocos, como abaixo descrito, o que pode facilitar a identificação do processador 90 de condições de fluxo livre.
[00399] A função tipo spline cúbica é uma análogo à spline cúbica, mas esta uniformiza um conjunto de dados ao invés de fielmente imitar uma dada função. Tendo dados amostrados no intervalo [o,1] (por exemplo, o somatório ao longo de uma linha de intensidade ao quadrado ou intensidade que é normalizada) o processador 90 (ver Figuras 6 ou 8) pode encontrar o conjunto de funções cúbicas melhor ajustado nos intervalos [ xo> X1 ] > [ X1> X2 ] [ XN -1, XN ] com Xo 0 e Xn 1 onde a função total é contínua com derivadas contínuas e curvatura contínua. [00400] A definição de spline cúbica padrão está ilustrada na Equação (1) como segue:
c(x) = 4 (x) y+ B. (x) yl+1+ C. (x) y+ D. (x) y^ xi £ X £ X.+1 (1), [00401] com as funções Equações (2):
4,B.,C.,D. definidas como no conjunto de
x.+1 - x x.+1 -x
A. (x)= —-- ~, X.+1 - x A A2
C.(x(Af(x)-4 (x)), x - x.
x - Xi
B = D X.+1 - x. A.
A2
D =~t (Bi (x)- B. (x)) (2) [00402] As Equações (1) e (2) garantem a continuidade e continuidade de curvatura. Os únicos valores os quais podem ser livremente // escolhidos são y, yo e yN. Favor notar que a Equação (3) é escolhida como segue:
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106/190 // // η '' = y = 0 (3), // [00403] isto é, a função é plana em 0 e 1. O y restante deve satisfazer o seguinte conjunto de Equações (4):
y- yo Do , yíDo _ y2- y yíDx 3 y2D1 6
3 D1
y2- y , yíD1 , y^1 y3- y2 - y2 Δ2 - y3 Δ2
D1 1 6 3 Δ2 3 6
ya- y2 1 y2D2 1 y3D2 y4- y3 - y3 Δ3 y4D3
D2 1 6 1 1 3 D3 3 6
yN-2 yN-3 » A l yN-3DN-3 » A l yN-2DN-3 yN-1 yN-2 » A yN-2D N-2 » A yN-1D N-2
D N-3 1 6 1 3 D N-2 3 6
_ Λ Λ _ ” Λ yN-1 -yN-2 i yN-2DN-2 i yN-1DN-2 yN -yN-1 __ yN-1DN-1
DN-2 6 3 DN-1 3 (04).
[00404] O conjunto de Equações (4) pode ser reescrito como o conjunto de Equações (5) como segue:
D0 +d1
Figure BR122017005090A2_D0001
Do D
Δ1 // , D,+Δ2 v , Δ2 » y1
-2 y1 y -2 y_f -
Δ2 v , Δ2 +d3 η , Δ3 » y2 ~2 V:' —y3 + ~2Λ_<
JL +
Dl Δ J y2 + Δ?
JL + JL y + j£ ,D^ Δ3 Jy3 Δ3
DN-4 DN-3 +DN-2 y i dn-2 yN-3 1 1 yN-2 i yN-1
6 In-3 3 yN-2 1 6 yN-1 DN-3 _ D N-3 DN-2 _ DN-2
yN - i DN-2 +Δ N-1 yN-2 1 yN -1 i yN
2 1 3 yN-1 DN-2 _ DN-2 1J DN-1 J DN-1 (5)
[00405] Por sua vez isto torna-se a Equação de matriz (6):
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107/190
D0 +D1 D1 0 0 0 0 C η Ί
3 6 y1
D1 6 D1 + D2 3 D2 . 6 ’ 0 0 0 y2
0 D2 D2 +D3 0 0 0 y3
6 3 <
0 0 0 DN-4 +DN-3 DN -3 0 // yN -3
3 6
0 0 0 · DN -3 DN -3 +DN -2 DN -2 // yN -2
6 3 6
0 0 0 0 DN -2 DN -2 +DN-1 yN-1
6 3 _
D0 _j___1_
D0 D1 _L
D1
D1
J___1_
D1 D2
D2
DN -3 j___1_
DN-3 DN-2
DN-2
DN -2
1___1 DN-2 DN-1
DN-1 y0 y2 ys · I yN-3 yN-2 yN -1 . yN (6) [00406] A Equação de matriz (6) pode ser reescrita como o conjunto de Equações (7) como segue:
Fydd = Gy ydd = F-1Gy = Hy (7).
[00407] Escolher os valores no vetor y utilizando um critério de menores quadrados sobre os dados escolhidos está mostrado na Equação (8) como segue:
E = Σ|> - A X)y. - B (Xk)y„+1 - c„ (X.) y' - D (X.) y']2 (8).
[00408] A equação (8) é o desvio mínimo entre os dados e a spline, isto é, a Equação (8) é uma função de erro. Os valores y são escolhi dos para minimizar o erro como definido na Equação (8). O vetor de valores preditos pode ser escrito como ilustrado na Equação (9) como segue:
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108/190 y = ( Τ' Bw)y ' Cw + D 1 ydd = ( An; + B{S})y + (Cn; + D{/<})Hy = A{£} + B{£} + C{fc}H + D W H y = Ay (9).
[00409] Os elementos da matriz entre parênteses da Equação (9) dependem do valor x que corresponde a cada ponto de dados (mas esta é uma matriz fixa). Assim, a Equação final pode ser determinada utilizando o pseudoinverso. Por sua vez, o pseudoinverso somente depende das localizações x do conjunto de dados e das localizações onde as quebras na spline cúbica são ajustadas. A implicação disto é que uma vez que a geometria da spline e o tamanho da imagem são selecionados, a melhor escolha para y dado um conjunto de valores medidos ym está ilustrada na Equação (10) como segue:
(AT A) 1 A y [00410] A spline cúbica através da função quadrada da intensidade de soma da imagem será então dada pela Equação (11) como segue:
ycs = A y
Jcs j (11).
[00411] Como os valores máximos da spline cúbica são de interesse, a derivada da spline cúbica é determinada e utilizada para determinar os valores máximos da spline cúbica. A derivada de spline cúbica é dada pela Equação (12) como segue:
Figure BR122017005090A2_D0002
[00412] A Equação (12) pode ser escrita como Equação (13) como segue:
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109/190 y:, =( A[») + B;t)) y + (c;t)+ Djt)) ydd =’ aí.)+B' c‘ h+D;,) h ] y = Ay (13).
[00413] Uma vez que os valores correntes de y são encontrados, a spline cúbica, ycs, e sua derivada, y’cs, podem ser calculadas. Os dados de spline cúbica podem incluir blocos de dados que incluem valores acima de um limite predeterminado. Um bloco de tubo é formado pelo líquido que flui para fora do tubo para dentro da câmara de gotejamento 59 e um bloco de poça é formado conforme o líquido acumula na extremidade de gravidade da câmara de gotejamento 59 (ver Figura 8).
[00414] O seguinte algoritmo pode ser aplicado nos dados de spline cúbica: (1) determinar a máxima local dos dados de spline cúbica utilizando as informações derivadas; (2) determinar o bloco que circunda cada local máxima local incluindo todos os pontos onde o valor de spline cúbica está acima de um valor limite; (3) mesclar todos os blocos os quais intersectam; (4) calcular as informações sobre o bloco de dados incluindo o centro de massa (intensidade), o segundo momento da massa (intensidade), o mais baixo valor x do bloco, o mais alto valor x do bloco, o valor médio da soma original de dados de intensidade ao quadrado no bloco, o desvio padrão da soma original de dados de intensidade ao quadrado no bloco, e a intensidade média de um conjunto de imagem filtrado em passagem alta no bloco; e (5) interpretar os dados coletados para obter informações sobre quando as gotas ocorrem e quando o sistema está em fluxo.
[00415] A intensidade média de um conjunto de imagem filtrado de passagem alta no bloco é utilizada para determinar se o bloco criado por cada faixa contígua de dados de spline é um resultado de um artefato de alta frequência (por exemplo, uma gota) ou um artefato de bai
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110/190 xa frequência. Isto atuará como um segundo filtro de fundo o qual tende a remover artefatos tal como condensação da imagem. Isto é, todas as imagens anteriores em um armazenamento de memória de imagem (por exemplo, 30 quadros anteriores, por exemplo,) são utilizadas para determinar se os dados são um resultado de movimento de alta frequência entre os quadros. Se o bloco for um resultado de mudanças de baixa frequência, o bloco é removido, ou se este for um resultado de mudanças de alta frequência, o bloco é mantido para análise adicional. Um filtro de resposta de impulso finita ou um filtro de resposta de impulso infinita pode ser utilizado.
[00416] Cada bloco é levantado sobre a sua extensão física com a altura igual ao valor médio dos dados dentro do bloco. Se um bloco tiver um valor médio da imagem filtrada de passagem alta menor do que o limite, isto é uma indicação que este esteve por diversas imagens e assim deve ser removido.
[00417] As condições de fluxo livre podem ser determinadas pelo processador 90 (ver Figuras 6 ou 8) existir utilizando os blocos quando o bloco de tubo estende quase até o bloco de poça, o bloco de tubo e o bloco de poça mesclam juntos, e/ou a faixa de larguras somada dos blocos de poça e tubo (ou todos os blocos) é maior do que um limite predeterminado, por exemplo, a extensão total dos blocos excede 380 pixels em largura. O processador 90 pode detectar uma gota quando a transição do bloco de tubo de uma maior largura para uma menor largura ocorre como um resultado de uma formação de gota dentro do tubo e conforme a gota deixa a abertura de tubo (isto é, tubo) da câmara de gotejamento 59. O processador 90 pode detectar isto observando a razão da largura de bloco de tubo corrente para a largura de bloco de tubo de imagens anteriores, por exemplo, uma imagem onde a razão é menor do que 0,9 como é também um mínimo local como é considerado pelo processador 90 para ser uma imagem formada ime
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111/190 diatamente após uma gota ter formado.
[00418] Vários algoritmos de filtragem podem ser utilizados para detectar a condensação ou outros artefatos de baixa frequência tal como: se um bloco tiver um baixo valor médio na imagem filtrada de passagem alta, então este pode ser uma condensação. Este artefato pode ser removido de consideração. Além disso ou alternativamente, blocos longos (por exemplo, maior do que um limite predeterminado) com um baixo valor médio de passagem alta são possivelmente fluxos porque as imagens de fluxo tendem a permanecer inalteradas; o processador 90 pode determinar que blocos longos maiores do que um limite predeterminado correspondem a uma condição de fluxo. Além disso ou alternativamente, um algoritmo pode ser utilizado sobre a imagem corrente para detectar as condições de fluxo livre.
[00419] O processador 90 pode, em algumas modalidades específicas, utilizar os dados de bloco para contar as gotas para utilizar o sistema 84 como um contador de gotas. O processador 90 pode também utilizar as mudanças de largura no bloco de poça conforme uma gota perturba a água para determinar se uma bolha formou quando a gota atingiu a poça. Por exemplo, o processador 90 pode determinar que os blocos que formam abaixo do bloco de poça são de bolhas que formaram quando a gota atingiu a água. A bolha pode ser filtrada pelo processador 90 quando determinando se um valor predeterminado de faixas de bloco totais indicar que uma condição de fluxo livre existe.
[00420] Em algumas modalidades da presente descrição, a profundidade de campo do sistema 84 pode ter uma profundidade de campo estreita para tornar o sistema 84 menos sensível à condensação e gotículas sobre as paredes de câmara. Em algumas modalidades, um sistema de foco próximo pode ser utilizado.
[00421] Referindo agora à Figura 19 em outra modalidade da presente descrição, um gabarito 189 é utilizado para determinar se uma
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112/190 condição de fluxo livre existe. O gabarito 189 é utilizado pelo processador 90 da Figura 8 para determinar uma pontuação de coincidência de padrão 190 quando executando um algoritmo de coincidência de gabarito em uma imagem, por exemplo, a imagem 94 da Figura 13. Por exemplo, o gabarito 189 pode ser comparado com a imagem 94 para determinar se uma porção ou toda a imagem 94 coincide proximamente com o gabarito 189. Como anteriormente mencionado, a imagem 94 da Figura 13 é uma diferença entre uma imagem de fundo e uma imagem capturada pelo sensor de imagem 63 da Figura 8 que tem cada pixel convertido para ou pixel preto se o valor de diferença para aquele pixel estiver abaixo de um valor limite ou um pixel branco o valor de diferença para aquele pixel estiver acima de um valor limite. Todos pixels da imagem 94 serão ou um pixel branco ou um pixel preto. Se a pontuação de coincidência de padrão 190 estiver acima de um limite predeterminado, uma condição de fluxo livre é determinada existir. O método de coincidência de gabarito pode utilizar um algoritmo de coincidência de gabarito como encontrado na biblioteca Open Source Computer Vision (“OpenCV”). Por exemplo, o gabarito 189 pode ser utilizado com a chamada de função matchTemplate() da biblioteca OpenCV utilizando o método CV_TM_CCOEFF ou o método de CV_TM_CCOEFF_NORMED. O método CV_TM_CCOEFF utiliza o algoritmo de coincidência de padrão ilustrado na Equação (14) como segue:
R(x,-y) = ^JT'(x',y') - I'(x+ x',y +y')) *',y' (14), onde:
T'(x',y') - T(x',y') - 1/(w Kb Σχ^„ T(x,y)
I'(x+x',y + y') = I(x + x',y + y') - l/fw-h] ·Σχ^ I(x+x,y + y) (15) [00422] Ο I denota a imagem, o T denota o gabarito, e o R denota os resultados. O somatório é feito sobre o gabarito e/ou o pedaço de imagem, de modo que: x'=o...w-l e y'=o...h-\.
[00423] Os resultados R podem ser utilizados para determinar
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113/190 quanto o gabarito T está coincidido em uma localização específica com a imagem I como determinado pelo algoritmo. O método de coincidência de gabarito OpenCV de CV_TM_CCOEFF_NORMED utiliza o algoritmo de coincidência de padrão ilustrado na Equação (15) como segue:
. Lx^(T'(x\y') - i'(x + x\y + y'))
R(x,y) = .
τ'ίΛ y')2 - L-y- Η* + + y ')2 (16) [00424] Em outra modalidade da presente descrição, o algoritmo de coincidência de gabarito utiliza uma Transformada de Fourier Rápida (FFT). Em algumas modalidades, qualquer um dos métodos da função matchTemplateO de OpenCV pode ser utilizado, por exemplo, CV_TM_SQDIFF, CV_TM_SQDIFF_NORMED, CV_TM_CCORR, e/ou CV_TM_CCORR_NORMED.
[00425] O CV_TM_SQDIFF utiliza o algoritmo de coincidência de padrão ilustrado na Equação (17) como segue:
(17) [00426] CV_TM_SQDIFF_NORMED utiliza o algoritmo de coincidência de padrão ilustrado na Equação (18) como segue:
_ . - /(^+^+/))2 f = y/Lxfy’ EX/)2 - + z\y + X2 (18) [00427] CV_TM_CCORR utiliza o algoritmo de coincidência de padrão ilustrado na Equação (19) como segue:
R(^y) = 4- x',y + y)) (19) [00428] CV_TM_CCORR_NORMED utiliza o algoritmo de coincidência de padrão ilustrado na Equação (20) como segue:
R&y) = / =
- E^ Λζ + Χν + Χ (20)
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114/190 [00429] Em ainda outra modalidade da presente descrição, um gabarito de uma imagem de escala de cinza de uma condição de fluxo livre é comparado com uma imagem feita pelo sensor de imagem 63 da Figura 8 para determinar se uma condição de fluxo livre existe. Em algumas modalidades, a função de coincidência de gabarito com a biblioteca OpenCV pode ser utilizada.
[00430] Referir agora às Figuras 20 e 21; em ainda uma modalidade adicional da presente descrição, o algoritmo para determinar quando uma condição de fluxo livre existe, por exemplo, como executado pelo processador 90 da Figura 8, pode utilizar um algoritmo para determinar se um padrão de gabarito coincide com uma rede de pixels utilizando detecção de borda seguida por detecção de linha. Como mostrado na Figura 20, uma imagem 98 está formada de uma imagem 99 da Figura 21, utilizando borda detectada seguida pode detecção de linha. As linhas resultantes podem ser utilizadas pelo processador 90 para determinar que uma condição de fluxo livre existe. Como mostrado na Figura 20, a característica a qual aparece após este processamento pelo processador 90 são linhas que têm uma diferente inclinação do que a inclinação de 45°esperada da imagem d e referência de fundo. As linhas que têm o ângulo da imagem de fundo podem ser filtradas da Figura 20, em algumas modalidades. As linhas podem ser detectadas como bordas utilizando um algoritmo Canny como encontrado na biblioteca OpenCV. O algoritmo Hough também encontrado na biblioteca OpenCV pode ser utilizado para determinar a inclinação das linhas.
[00431] Um tipo de transferência Hough utiliza um algoritmo descrito em Progressive Probabilistic Hough Transform by J. Matas, C. Galambos, e J. Kittler in 1998 (Algoritmo 1). No entanto, a transformada Alternative Hough seguinte pode ser utilizada e está mostrada em forma de pseudocódigo na Tabela 1 (Algoritmo 2). O algoritmo 2
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115/190 seleciona dois pixels randomicamente e calcula a transformada de Hough da linha que passa através destes dois pontos. O algoritmo 2 está mostrado na Tabela 1 como segue:
TABELA 1
Pseudocódigo de Transformada de Hough Alternativa
1. Se a imagem estiver vazia, então sair.
2. Selecionar randomicamente dois pixels e atualizar o acumulador
a. Operações Requeridas
i. Dois números randômicos ii. Uma tangente inversa
3. Verificar se a nova localização é mais alta do que o limite l. Se não, ir para 0
a. Operações
i. Uma operação lógica
4. Olhar ao longo de um corredor especificado pelo pico no acumulador, e encontrar o segmento de pixels mais longo ou contínuo ou exibindo uma folga que não excede um dado limite.
5. Remover os pixels no segmento da imagem de entrada.
6. Retirar o voto do acumulador de todos os pixels da linha que foram previamente votados.
7. Se o segmento de linha for mais longo do que o comprimento mínimo adicioná-lo na lista de saída
8. Ir para 1.
[00432] Se a linha compreender uma proporção, p, dos pontos tais, então a probabilidade que veremos um resultado no (r,θ)-bin representativo é p para o Algoritmo 1 e p2 para o Algoritmo 2. Geralmente, em algumas modalidades, um teste de proporção tem pelo menos 5 resultados positivos e 5 resultados negativos. Assumindo que é mais provável ver resultados negativos do que resultados positivos, em algumas modalidades, os Algoritmos 1 e 2 continuam a pesquisar por linhas até que existam pelo menos 5 resultados positivos em um bin
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116/190 específico.
[00433] A probabilidade de ver um quinto resultado positivo no Algoritmo 1 após N>5 testes está mostrada na Equação (21) como se gue:
p1 (5 on N) = p (4 in N -1)· p = (N-1)! ) p’ (1-p)N-5
4!(N - 5)! v (21), [00434] e a probabilidade no Algoritmo 2 está mostrada na Equação (22) como segue:
p2 (5 on N ) = p (4 in N -1)· p2 = (N 1)!. p10 (1-p2)N-5
4!(N -5)! ' r ' (22).
[00435] A Tabela 2, abaixo mostrada, mostra o número de tentativas para ter uma chance de 50% de ver 5 sucessos, p1,50 e p2,50, assim como o número de tentativas para ter um chance de 90% de ver 5 su cessos, p1,90 e p2,90.
Tabela 2
P Pi ,50 p1,90 p2,50 p2,90 r50 r90
0,5 9 14 20 31 2,22 2,21
0,25 19 30 76 127 4 4,23
0,125 39 62 299 511 7,67 8,24
0,0625 76 127 1197 2046 15,75 16,11
[00436] A Tabela 2 mostra que o aumento no número de tentativas entre o Algoritmo 1 e o Algoritmo 2 para ver 5 resultados positivos é aproximadamente .
[00437]
Deve existir 1 resultado positivo em tentativas quando a proporção é p.
[00438] A operação computacionalmente dispendiosa do Algoritmo 2 é, em algumas modalidades, a função de arco tangente, a qual pode ser aproximadamente 40 CPU de. Existem aproximadamente 2N operações de ponto flutuante na etapa equivalente do Algoritmo 1. A
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117/190 transformada de Hough de uma imagem de 640x480 pixel com resolução total tem N igual a 2520, enquanto que a transformada de Hough de uma imagem de 1080x1920 pixel tem N igual a 7020. Isto implica que o Algoritmo 2 tem uma vantagem de velocidade sobre o Algoritmo 1 quando p é maior do que 0,008 para uma imagem de 640x480 e quando p é maior do que 0,003 para uma imagem de 1080x1920.
[00439] Em algumas modalidades, é assumido que cada bin no espaço de transformada de Hough é igualmente provável ser ocupado na presença de ruído. Esta simplificação acelera a decisão de limitação; no entanto, em algumas modalidades, está suposição não é verdadeira. O efeito primário da simplificação é de subestimar a probabilidade que é vista em valores maiores do que um na transformada de Hough com uma probabilidade correspondente de falsamente declarar que uma linha Para uma combinação específica de disposição de bin de tamanho de imagem e transformada de Hough, as verdadeiras probabilidades podem ser pré-computadas. Isto permite que a taxa de falso alarme seja minimizada sem um aumento correspondente em computação. Com restrições adicionais sobre o tipo de formação de imagem, estimativas ainda mais precisas da probabilidade de ver um valor em um bin da transformada de Hough é possível.
[00440] Existem formas adicionais da transformada de Hough as quais parametrizam diferentes características. Por exemplo, existe uma parametrização de círculos de três elementos, ( x, y, r), onde x e y especificam o centro e r é o raio. O Algoritmo 2 pode funcionar utilizando estas parametrizações também. Para o exemplo de círculo, o Algoritmo 2 selecionaria três pixels randomicamente e calcularia o círculo passando através deste.
[00441] O algoritmo 2 teria uma vantagem de velocidade similar para características que compreendem uma porção adequadamente grande dos pixels totais considerados. Este também teria uma vanta
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118/190 gem significativa em armazenamento requerido, já que a transformada de Hough poderia ser armazenada em uma matriz esparsa, enquanto que o análogo do Algoritmo 1 requereria uma matriz de tamanho total. [00442] Referindo agora às Figuras 22-26, as quais ilustram vários padrões de fundo que podem ser utilizados para detectar uma condição de fluxo livre ou estimar o tamanho de uma gota de líquido. O sensor de imagem 103 pode ser utilizado com os padrões de fundo das Figuras 22-26 e pode ser o sensor de imagem 11 da Figura 1, o sensor de imagem 68 da Figura 5, o sensor de imagem 63 da Figura 6, ou o sensor de imagem 63 da Figura 8, cada um dos quais pode estar acoplado a um respectivo processador para processar as imagens do sensor de imagem, tal como o processador 15 da Figura 1 ou o processador 90 da Figura 8.
[00443] A Figura 22 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem 100 para utilização com a câmara de gotejamento 104 (por exemplo, uma câmara de gotejamento 4 da Figura 1) que tem um padrão de fundo 101 com tiras e uma fonte de luz 102 que brilha sobre as tiras de uma localização adjacente a um sensor de imagem 103 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Quaisquer gotas ou fluxos de fluxo livre dentro da câmara de gotejamento 104 distorcem a imagem feita pelo sensor de imagem 103. Um processador acoplado no sensor de imagem 103 (por exemplo, o processador 15 da Figura 1) pode utilizar as distorções do padrão de fundo 101 como capturadas pelo sensor de imagem 103 para estimar uma taxa de fluxo e/ou detectar condições de fluxo livre.
[00444] A Figura 23 é um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem 105 para utilização com a câmara de gotejamento 104 que tem um padrão de fundo 101 com tiras e uma fonte de luz 102 que brilha sobre as tiras por trás do padrão de fundo 101 em relação a uma extremidade oposta de um sensor de imagem 103 de acor
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119/190 do com uma modalidade da presente descrição. A Figura 24 mostra uma imagem do sensor de imagem 103 da Figura 23 quando uma gota distorce o padrão de fundo 101 da Figura 23 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Note que como mostrado na Figura 24, as tiras do padrão de fundo 101 são distorcidas pela gota (ou serão distorcidas por um fluxo de fluxo livre) dentro da câmara de gotejamento 104 como capturado em imagens pelo sensor de imagem 103. Esta distorção pode ser utilizada para estimar o tamanho de gota, para calcular a taxa de fluxo através de uma câmara de gotejamento, ou para determinar se uma condição de fluxo livre existe dentro da câmara de gotejamento.
[00445] A Figura 25 mostra um diagrama de blocos de um sistema de formação de imagem 106 para utilização com um medidor de fluxo que tem um padrão de fundo 107 com um padrão xadrez e uma fonte de luz 102 que brilha sobre as tiras por trás do padrão de fundo 107 em relação a uma extremidade oposta em um sensor de imagem 103 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A Figura 26 mostra uma imagem do sensor de imagem 103 da Figura 25 quando uma gota distorce o padrão de fundo 107 das Figuras 25-26 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Em ainda outra modalidade da presente descrição, um padrão de fundo que tem uma pluralidade de pontos randômicos e/ou círculos pode ser utilizado por um sistema de formação de imagem aqui descrito.
[00446] Referindo às Figuras 22-26, a efeito de lente de uma gota (isto é, a distorção do padrão de fundo da visão de um sensor de imagem) pode ser utilizado para medir o raio da gota. O raio da gota corresponde a quanto e qual efeito a gota tem sobre qualquer luz que passa através desta. Medindo a mudança para a grade de calibração (isto é, o padrão de fundo) como visto através da gota, o raio, e com isto o volume da gota, podem ser calculados. Por exemplo, a amplia
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120/190 ção de uma grade de teste de tamanho conhecido como vista através da gota poderia ser medida oticamente e o raio inferido desta medição. Em algumas modalidades da presente descrição, a relação entre o raio e a gota pode ser calculada e/ou pode ser determinada utilizando uma tabela de consulta que foi empiricamente gerada.
[00447] As Figuras 27-28 mostram um fluxograma que ilustram um método para estimar o volume da gota dentro de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição. Isto é, as Figuras 27-28 ilustram um método 214. O método 214 será também descrito com referência às Figuras 29-37. As Figuras 29-31 e 33-36 ilustram imagens utilizadas ou geradas por um medidor de fluxo para estimar um volume de uma gota dentro da câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição. As Figuras 32 e 37 ilustram um pseudocódigo que pode ser utilizado pelo método 214 das Figuras 27-28.
[00448] O método 214 das Figuras 27 e 28 pode ser implementado pelo medidor de fluxo 7 da Figura 1, o medidor de fluxo 67 da Figura 5, o sistema de formação de imagem 78 da Figura 6, o sistema de formação de imagem 84 da Figura 8, ou outro medidor de fluxo ou um sistema de formação de imagem aqui descrito (cada um com ou sem um padrão de fundo e/ou com ou sem iluminação ativa).
[00449] O método 214 inclui os atos 200-213. O ato 200 determina uma linha de base de uma gota que forma em uma abertura de uma câmara de gotejamento. O ato 201 captura uma primeira imagem. A primeira imagem pode ser capturada utilizando uma luz de fundo uniforme. Em algumas modalidades, uma primeira imagem pode ser capturada utilizando um padrão de fundo e/ou um algoritmo de exposição como aqui descrito. Os atos 200 e 201 podem ser executados simultaneamente. A Figura 29 mostra uma imagem com a linha de base 215 sobreposta. A linha de base 215 pode ser um grupo predeterminado
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121/190 de pixels ou pode ser gerada utilizando marcadores fiduciais dispostos sobre a abertura da câmara de gotejamento e/ou sobre um padrão de fundo (não mostrado na Figura 29). A primeira imagem é utilizado pelo método 214 para inicializar uma imagem de fundo, pi,j, uma rede de variâncias, si,j, e uma rede de inteiros, Ii,j. A imagem de fundo pode ter i por j pixels, enquanto que a rede de variâncias e a rede de inteiros podem ser redes 2-D que também têm um tamanho de i por j.
[00450] O ato 202 identifica a gota dentro da primeira imagem e uma banda predeterminada próxima de uma borda da gota (por exemplo, a banda pode ser um número predeterminado de pixels além da borda da gota). O ato 203 inicializa uma imagem de fundo ajustando cada pixel para o mesmo valor que a primeira imagem (para aquela respectiva localização) a menos que este esteja dentro da gota identificada ou de uma banda predeterminada próxima da borda da gota. O ato 204 ajusta os pixels dentro da região da gota ou dentro da banda predeterminada para um valor predeterminado. A Figura 30 mostra uma exemplo de imagem de fundo criada após a inicialização. Na imagem exemplar da Figura 30, a área da gota e de uma banda além da borda da gota, designada geralmente como 216, é ajustada para um valor predeterminado, por exemplo, 140.
[00451] Por exemplo, quando o método cria a primeira imagem de fundo, cada pixel na imagem de fundo que faz parte da gota ou uma banda fora de uma borda da gota é ajustado para um valor limite padrão, por exemplo 140 de uma faixa de intensidade de 0-255.
[00452] O ato 205 inicializa os inteiros da rede de inteiros para zeros. O ato 206 inicializa os valores dentro da rede de variâncias para zeros. A rede de inteiros é do mesmo tamanho que a imagem. A rede de inteiros conta quão frequentemente cada pixel da imagem de fundo foi atualizado com as novas informações e é inicializado para todos os zeros. A rede de variâncias (por exemplo, uma rede do tipo de dados
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122/190 duplos) é também do mesmo tamanho que a imagem de fundo e contém uma estimativa da variância da intensidade de cada pixel dentro da imagem de fundo.
[00453] O ato 207 captura outra imagem, e o ato 208 identifica a gota na outra imagem e outra banda predeterminada próxima de uma borda da gota. O ato 209 atualiza a imagem de fundo, a rede de inteiros, e a rede de variâncias.
[00454] Conforme imagens adicionais são capturadas, a imagem de fundo pode ser atualizada. Por exemplo, quando uma imagem é coletada pelo sistema, o algoritmo de fundo avalia todos os pixels. Se um pixel for considerado parte da gota ou sua banda de guarda, então o seu valor na imagem de fundo não é alterado.
[00455] Se um pixel não for considerado parte da gota ou sua banda de guarda: (1) se o inteiro correspondente do pixel na rede de inteiros for zero, o valor do pixel na imagem de fundo é ajustado igual ao valor do pixel na imagem de entrada; ou (2) se a contagem dos pixels for maior do que 0, então o valor de imagem de fundo para aquele pixel é atualizado utilizando um filtro de passagem baixa. Em algumas modalidades, qualquer estilo de filtro pode ser utilizado, tal como um filtro de passagem alta, um filtro de passagem de banda, etc. Um filtro de passagem baixa que pode ser utilizado está ilustrado na Equação (23) como segue:
P = P (1 — a ) + a P background,/, j background,/, j \ background ) background input,/, j (23).
[00456] Além disso, a rede de variâncias pode ser atualizada utili zando as Equações (24) como segue:
σ2 =( P — P )2 temp ( background,/, j input,/ ,j J Sbackground,i,j ^background,;,j (1 ^background ) + ^backgroundStemp (24) [00457] Note que o filtro utilizado para ambas as operações é um filtro exponencial; no entanto, em modalidades adicionais, outros filtros
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123/190 adequados podem ser utilizados, tal como outros filtros de passagem baixa. A estimativa de variância pode ser executada em qualquer modo conhecido ou utilizando um substituto para a estimativa, por exemplo, utilizando desvio padrão.
[00458] As novas estimativas de cada de intensidade de fundo de cada pixel (valor médio), o número de imagens utilizadas para atualizar a média e a variância de cada pixel e a variância de cada pixel (por exemplo, uma aproximação para a variância verdadeira e/ou um valor que é proporcional à variância) são utilizadas para atualizar as redes. Isto é, cada imagem adicional capturada pode ser utilizada para atualizar a imagem de fundo, a rede de inteiros, e a rede de variâncias. Após diversas imagens terem sido processadas, a imagem de fundo pode parecer como a Figura 31. Note que esta imagem ainda tem uma região (a área uniformemente cinza médio, designada geralmente como 217) onde os pixels nunca mudaram do valor limite inicial. Esta região foi considerada parte da gota ou sua banda de guarda em cada imagem.
[00459] O ato 210 compara a outra imagem (por exemplo, uma imagem corrente ou mais recente) com a imagem de fundo e identifica uma pluralidade de pixels de interesse. O ato 211 determina um subconjunto de pixels dentro da pluralidade de pixels de interesse que corresponde a uma gota.
[00460] A comparação do ato 210 compara a outra imagem pixel por pixel com a imagem de fundo. Desta comparação surge uma rede do mesmo tamanho que a imagem onde cada pixel tem um valor de zero ou não zero (255).
[00461] O ato 210 pode ser implementado pelo pseudocódigo mostrado na Figura 32. Isto é, a determinação deste valor limite é feita de acordo com o seguinte: se o pixel de entrada estiver à esquerda ou à direita da linha de base na imagem, então o seu valor de saída é ajus
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124/190 tado para zero (Linha 1); se a rede de contagem de fundo do pixel de entrada indicar que menos do que um número predeterminado de imagens (por exemplo, 100) foi utilizado para fazer o valor de fundo deste pixel (Linha 2), então: se a intensidade do pixel de entrada for menor do que a intensidade limite (por exemplo, 140 em uma faixa de 0-255), então ajustar o valor de saída do pixel para não zero (255) (Linha 2a); ou se a intensidade do pixel de entrada for maior do que ou igual à intensidade limite, então ajustar o valor de saída do pixel para zero (Linha 2b); e se a rede de contagem de fundo do pixel de entrada for maior do que o número predeterminado de imagens (Linha 3), então: se o quadrado da diferença entre a intensidade de pixel de entrada e intensidade de pixel de fundo for maior do que a estimativa de variância de fundo do pixel vezes uma constante g, então ajustar o valor de saída do pixel para não zero (255) (Linha 3a) (isto é, se a diferença entre o valor de pixel corrente e a imagem de fundo for maior do que g, então o pixel é distinto); ou se o quadrado da diferença entre a intensidade de pixel de entrada e intensidade de pixel de fundo for menor do que ou igual estimativa de variância de fundo do pixel vezes uma constante g, então ajustar o valor de saída de pixel para zero (ver Linha 3b). A linha 3 captura porções da imagem que são alteradas pela presença de uma gota, mas as quais são feitas em uma maior intensidade.
[00462] Quando o ato 210 é implementado como um algoritmo, o algoritmo é inicializado, e a entrada e saída deste algoritmo limitante parecerá como as imagens nas Figuras 33 e 34, respectivamente. Como o número de imagens utilizadas na estimativa da imagem de fundo é inicialmente pequeno, o único critério aplicado está mostrado como as linhas (1) e (2) acima porque não existiram imagens suficientes utilizadas para a rede de inteiros ter um valor além do limite para certos respectivos pixels. Isto pode resultar em muitas regiões de bai
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125/190 xa intensidade sendo identificadas como distintas, incluindo bordas fracamente iluminadas e condensação sobre as paredes de câmara. [00463] Após imagens suficientes terem sido reunidas de modo que a maioria (ou todos) dos pixels da imagem de fundo foram gerados com um número suficiente de pixels, as linhas (3), (3a), e (3b) da Figura 32 são utilizadas. Após aplicar o limite, o fundo é grandemente preto com um pixel ruidoso ocasional excedendo o limite de variância, como mostrado na Figuras 35 e 36 (as quais mostram uma imagem capturada pela câmera e os resultados do algoritmo de comparação acima descrito, respectivamente).
[00464] Como anteriormente mencionado, após o ato 210, o ato 211 determina qual de um subconjunto de pixels dentro da pluralidade de pixels de interesse corresponde a uma gota. O ato 211 pode ser implementado pelo pseudocódigo mostrado na Figura 37. Isto é, a imagem limite é passada para um algoritmo o qual encontra o componente conectado que representa a gota como ilustrado pelo pseudocódigo da Figura 37.
[00465] A imagem binária após processar o pseudocódigo da Figura 32 é avaliada para encontrar o componente binário o qual ocupa o espaço dado pela gota. O algoritmo é passado na localização de um pixel sobre a linha de base o qual é branco (ou este é passado pelo pixel central da extensão mais longa de pixels brancos contíguos sobre a linha).
[00466] Uma vez que o algoritmo tem um pixel branco inicial, este executa o algoritmo ilustrado pseudocódigo mostrado na Figura 37. O pseudocódigo determina localizações que incluem pixel brancos que têm um percurso para a linha de base (isto é, um percurso de pixel branco). A linha 1 empurra a localização do primeiro pixel por sobre uma pilha. A linha 2 executa um loop de espera enquanto a pilha não está vazia. O loop de espera inclui linhas (2a)-(2d). A linha 2a faz sal
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126/190 tar a próxima localização (*’J) fora da pilha. A linha 2b torna o valor de pixel de saída em (*’J) branco. A linha 2c examina os oito pixels adjacentes a (*’J). A linha (2ci) é uma declaração se, e se o pixel de entrada adjacente for branco, mas o pixel de saída for preto, a linha 2c adiciona a localização na pilha. A linha 2d retorna para a linha 2 para continuar o loop de espera (se a pilha permanecer vazia). [00467] Este algoritmo ajustará para branco todas as localizações de saída as quais podem estar conectadas na localização do pixel de entrada por um percurso contínuo de pixels de entrada brancos. O limite esquerdo da gota é encontrado descendo através de cada linha de pixels da borda esquerda até que o algoritmo encontre um pixel branco. O limite direito é encontrado descendo do lado direito da imagem até que este encontre um pixel branco. A primeira linha onde é possível descer da borda esquerda para a borda direita sem encontrar um pixel branco é onde a gota é considerada terminar.
[00468] O pseudocódigo mostrado na Figura 37 é uma versão de uma passada de um algoritmo de identificação de componente conectado. No entanto, outros algoritmos de identificação de componente conectado ou outros algoritmos adequados podem ser utilizados para determinar quais pixels correspondem à gota.
[00469] O ato 212 da Figura 28 executa uma operação de rotação sobre o subconjunto de pixels. O ato 213 estima um volume da gota dentro da câmara de gotejamento contando o número de pixels dentro do subconjunto de pixels girado. O total número de pixels dentro da versão 3-D da gota é contado; e como cada pixel corresponde a uma distância, o número de pixels pode ser utilizado para estimar o volume da gota.
ÓTICA DE SISTEMA DE FORMAÇÃO DE IMAGEM [00470] As Figuras 38-42 facilitam a descrição seguinte da ótica de
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127/190 um sistema de formação de imagem aqui descrito. Por exemplo, um sensor de imagem aqui descrito pode ser um cubo de sensor de imagem cube fabricado por OmniVision of 4275 Burton Drive, Santa Clara, Califórnia 95054; e, por exemplo, o cubo de sensor de imagem pode ser um fabricado para aplicações de sensor de imagem de telefone. Em algumas modalidades da presente descrição, um sensor de imagem aqui descrito pode utilizar um foco fixo e ter uma profundidade de campo (DOF) de 15 centímetros até infinito.
[00471] O sensor de imagem pode ter o círculo de turvamento de um ponto de imagem formada na faixa do sensor de imagem inteiramente contida dentro da área de um único pixel. O comprimento focal da lente de sensor de imagem pode ser 1,15 milímetros, o F# pode ser 3.0, e a abertura da lente do sensor de imagem pode ser 0,3833 milímetros. Uma aproximação de primeira ordem do sistema ótico de um ou mais dos sensores de imagem pode ser feita utilizando Equações de matriz, onde cada raio, r, é representado como o vetor descrito na Equação (25) como segue:
(25).
[00472] Na Equação (25) acima, h é a altura do raio na entrada para o sensor de imagem, e θ é o ângulo do raio. Referindo à Figura 38, quando formando a imagem de um ponto hipotético a uma distância dim da lente de um dos sensores de imagem (o qual tem um compri mento focal f) e a lente está uma distância dfp do plano focal, a matriz correspondente, Mcam ,que descreve o sensor de imagem é descrita pela Equação (26) como segue:
1 d - 1 0 Γ1 d Ί
M = fp 1 1 im
cam 0 1 f 1 0 1
(26).
[00473] Para encontrar o local sobre o plano focal, fp, onde o raio
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128/190 impacta, uma multiplicação de matriz como descrita na Equação (27) como segue pode ser utilizada:
f X h r > = M < f' -X h. im 1
7 cam q l im
(27).
[00474] Como ilustrado na Figura 38, o diâmetro do círculo de turvamento, Dblur, está mostrado como aproximadamente a distância entre dois pontos ilustrados na Figura 38. Esta distância é encontrada trançando raios do ponto, dim, afastando da lente sobre o eixo geométrico ótico para as bordas da lente e então para o plano focal. Estes raios são dados pelos vetores mostrados em (28) como segue:
Di Ί ± tan 2 * d.
im J (28).
ΙΛ [00475] Como mostrado na Figura 39, o círculo de turvamento, Dblur, é calculado e mostrado para uma variedade de separações de lente para plano focal e separações de lente para imagem. Um mapa de contorno 77 está também mostrado na Figura 39. O eixo geométrico x mostra a distância em mícrons entre o plano focal e um ponto localizado a um comprimento focal afastado da lente de um sensor de imagem. O eixo geométrico y mostra a distância em metros entre a lente e o ponto tendo a imagem formada. Os valores que criam o mapa de contorno 77 são o tamanho de turvamento dividido pelo tamanho de pixel; portanto, qualquer coisa aproximadamente 1 ou menos é suficiente para formar a imagem. Como mostrado na Figura 39, o plano focal está localizado a um comprimento focal e 5 micrômetros adicionais afastado da lente.
[00476] O sensor de imagem pode utilizar uma segunda lente. Por exemplo, um sensor de imagem pode utilizar uma segunda lente para
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129/190 criar uma profundidade de campo relativamente maior e um campo de visão relativamente maior. A profundidade de campo que utiliza duas lentes pode ser calculada utilizando a mesma análise que a cima, mas com a matriz ótica modificada para acomodar a segunda lente e as distâncias adicionais, o que está mostrado na Equação (29) como segue:
M sys
0 cam
1d lens lens d im (29).
[00477] As Figuras 40 e 41 ilustram as mudanças de campo com a separação entre a lente e o sensor de imagem e a mudança corres pondente do foco do sensor de imagem. As Figuras 40 e 41 mostram o círculo de turvamento dividido pelo tamanho de pixel. A Figura 40 mostra o círculo de turvamento dividido pelo tamanho de pixel quando uma lente de comprimento focal de 20 milímetros é utilizada. A Figura 41 mostra o círculo de turvamento dividido pelo tamanho de pixel quando uma lente de comprimento focal de 40 milímetros é utilizada. Os cam pos de visão correspondentes ao redor do eixo geométrico ótico para os cantos das duas configurações das Figuras 40 e 41 estão mostra dos na Tabela na Figura 42.
[00478] Como mostrado na Figura 42, em algumas modalidades, o sensor de imagem pode utilizar uma lente de comprimento focal de 40 mm a 60 mm; esta configuração pode incluir colocar um sensor de imagem a aproximadamente 50,8 mm (2 polegadas) do foco. Em outras modalidades da presente descrição, outras configurações podem ser utilizada incluindo aquelas não mostradas na Figura 42.
[00479] Por exemplo, a análise seguinte mostra como a profundidade de campo pode ser ajustada para um sensor de imagem utilizando uma lente de comprimento focal, f, uma distância, z, do plano focal, e uma distância, d, de um ponto no espaço; uma matriz do sistema está mostrada na Equação (30) como segue:
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130/190 (30).
M =
z 1 0“ 1 d
1 1 _ f 1 0 1
[00480] Equação (30) reduz para a Equação (31) como segue:
(31).
[00481] Equação (31) reduz a Equação (32) como segue:
_ z f _ x f (32).
[00482]
Considerando os pontos sobre o eixo geométrico pontos, todas as alturas serão zero. O ponto sobre o plano focal onde diferen tes raios impactarão é dado pela Equação (33) como segue:
(33).
[00483] Como acima mostrado em (33), θ é o ângulo do raio. O ponto em foco perfeito é dado pela equação do fabricante da lente dado na Equação (34) como segue:
= 1 1 f(34).
[00484] A Equação (34) pode ser redisposta para derivar a Equação (35) como segue:
fz z _ f (35).
[00485] Inserindo d da Equação (35) na Equação (33) para mostrar o ponto de impacto resulta na Equação (36) como segue:
fz z _ f fz <z f f 2 z + fz 2 _ f 2 z _ fz1
Θ = +---— Θ = 0 (36).
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131/190 [00486] Todos os raios que deixam este ponto impactam o plano focal no eixo geométrico ótico. Como mostrado na Equação (37), a situação quando o sensor de imagem é deslocado por uma distância d do foco está descrita como segue:
fz z - f fz z - f
2 2 2 2 2 f z + fzd - f d + fz - f z - fz - dz + fdz
-------------------------------------f (z - f) = f - f2 - z 2 + f dq = -(f de f ( z - f ) f ( z - f ) = f dq (37).
[00487] A Equação (37) mostra que apropriadamente posicionando a lente do sensor de imagem com relação ao plano focal, podemos mudar a profundidade de campo. Além disso, o tamanho de ponto depende da magnitude do ângulo θ. Este ângulo depende linearmente da abertura do sistema de visão criado pelo sensor de imagem.
[00488] Além disso ou alternativamente, de acordo com algumas modalidades da presente descrição, um sensor de imagem pode ser implementado ajustando para vários parâmetros, incluindo: a distância para o foco já que esta afeta a compacidade, alinhamento, e sensibilidade do sistema de visão para o ambiente; o campo de visão do sistema; e a separação de lente - plano focal já que esta afeta as tolerâncias sobre o alinhamento do sistema e a sensibilidade do sistema para o ambiente.
MODALIDADES DO MEDIDOR DE FLUXO COM OU SEM VÁLVULAS CONECTADAS A ESTE [00489] Referindo aos desenhos, as Figuras 43 e 44 mostram um medidor de fluxo 58 acoplado a uma câmara de gotejamento 59. Como abaixo descrito, o medidor de fluxo 58 pode opcionalmente incluir um
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132/190 componente de detector de fluxo livre 12 (ver Figura 1) de acordo com uma modalidade da presente descrição. Além disso, alternativamente, ou opcionalmente, o medidor de fluxo 58 pode incluir um componente de estimador de taxa de fluxo 13 (ver Figura 1) de acordo com algumas modalidades da presente descrição. A Figura 43 mostra o medidor de fluxo 58 com uma porta fechada 62, e a Figura 44 mostra o medidor de fluxo 58 com uma porta aberta 62. O medidor de fluxo 58 pode ser o medidor de fluxo 7 da Figura 1 com uma válvula 6 ou sem válvula. O medidor de fluxo 58 inclui um botão de partida 60 e um botão de parada 61. Além disso ou opcionalmente, o medidor de fluxo 58 pode incluir uma válvula de retorno para parar o fluido de fluir através da mesma ou pode sinalizar outra válvula para parar o fluido em resposta a condições de erro.
[00490] O medidor de fluxo 58 opcionalmente inclui sensores de imagem 63 e 64 que podem estimar o fluxo de fluido e/ou detectar as condições de fluxo livre. Apesar do medidor de fluxo 58 incluir dois sensores de imagem (por exemplo, 63 e 64), somente um dos sensores de imagem 63 e 64 pode ser utilizado em algumas modalidades. Os sensores de imagem 63 e 64 podem formar a imagem de uma gota enquanto sendo formada dentro da câmara de gotejamento 59 e estimar o seu tamanho. O tamanho da gota pode ser utilizado para estimar o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento 59. Por exemplo, em algumas modalidades da presente descrição, os sensores de imagem 63 e 64 utilizam um algoritmo de detecção de borda para estimar o contorno do tamanho de uma gota formada dentro da câmara de gotejamento 59; um processador no mesmo (ver o processador 15 da Figura 1, processador 75 da Figura 5, ou processador 90 das Figuras 6 ou 8) pode assumir que o contorno é uniforme de cada ângulo da gota e pode estimar o tamanho da gota do contorno. Na modalidade exemplar mostrada nas Figuras 43 e 44, os dois sensores de imagem
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133/190 e 64 podem calcular a média juntos dos dois contornos para estimar o tamanho da gota. Por exemplo, o algoritmo pode calcular a média dos contornos medidos dos dois sensores de imagem 63 e 64 para determinar o tamanho da gota. Os sensores de imagem 63 e 64 podem utilizar um padrão de fundo de referência para facilitar o reconhecimento do tamanho da gota como aqui descrito.
[00491] Em outra modalidade da presente descrição, os sensores de imagem 63 e 64 formam a imagem do fluido para determinar se uma condição de fluxo livre existe. Os sensores de imagem 63 e 64 podem utilizar um padrão de fundo para determinar se o fluido está fluindo livremente (isto é, as gotas não estão formando e o fluido flui através da câmara de gotejamento 59). Como foi previamente mencionado, apesar do medidor de fluxo 58 incluir dois sensores de imagem (por exemplo, 63 e 64), somente um dos sensores de imagem 64 e 64 pode ser utilizado em algumas modalidades para determinar se uma condição de fluxo livre existe e/ou para estimar o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento.
[00492] Além disso ou alternativamente, em algumas modalidades da presente descrição, outro sensor de imagem 65 monitora o tubo de fluido 66 para detectar a presença de uma ou mais bolhas dentro do tubo de fluido. Em modalidades alternativas, outros detectores de bolha podem ser utilizados no lugar do sensor de imagem 65. Em ainda modalidades adicionais, nenhuma detecção de bolha é utilizada no medidor de fluxo 58.
[00493] Referindo agora aos desenhos, a Figura 45 mostra um medidor de fluxo 218 acoplado a uma câmara de gotejamento 219 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A câmara de gotejamento 219 está presa no medidor de fluxo 218 através de acopladores 410. Uma luz de fundo 220 brilha a luz através da câmara de gotejamento na direção do sensor de imagem 221 (mostrada em forma
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134/190 contornada).
[00494] O medidor de fluxo 218 pode transmitir eletronicamente uma taxa de fluxo para um cliente de monitoramento 8 (ver Figura 1). Além disso ou alternativamente, em algumas modalidades opcionais, o medidor de fluxo 218 pode incluir um display que exibe uma taxa de fluxo (por exemplo, uma tela de toque, um display LED, e similares). O medidor de fluxo 218 pode estar acoplado a uma haste 223 através grampos 222.
[00495] Em algumas modalidades, o medidor de fluxo 218 pode estar acoplado a um atuador o qual está acoplado a uma válvula (não mostrada na Figura 45) para formar um sistema de loop fechado (por exemplo, o componente de controle 14 da Figura 1, tal como um PID, bang-bang, rede neural, ou sistema de controle de lógica fuzzy) para regular o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento 219.
[00496] O medidor de fluxo 218 pode utilizar qualquer algoritmo de fluxo aqui descrito e pode incluir qualquer sistema de formação de imagem aqui descrito. Além disso ou alternativamente, o medidor de fluxo 218 pode incluir um componente de detector de fluxo livre (por exemplo, o componente de detector de fluxo livre 12 da Figura 1).
[00497] A Figura 46 mostra um medidor de fluxo 224 e uma válvula de aperto 225 acoplada no corpo 226 do medidor de fluxo 224 para controlar o fluxo de fluido para um paciente de acordo com uma modalidade da presente descrição. O medidor de fluxo 224 inclui um sensor de imagem 227 e uma luz de fundo 228.
[00498] O sensor de imagem 227 forma a imagem de uma câmara de gotejamento 229 e pode receber iluminação s luz de fundo 228. o medidor de fluxo 224 inclui um membro de suporte 230 acoplado a um acoplador 231 que acoplar a câmara de gotejamento 229 no medidor de fluxo 224.
[00499] O medidor de fluxo 224 pode implementar qualquer estima
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135/190 dor de taxa de fluxo aqui descrito (por exemplo, o componente de estimador de taxa de fluxo 13 da Figura 1) e/ou um detector de fluxo livre aqui descrito (por exemplo, o componente de detector de fluxo livre 12 da Figura 1). O medidor de fluxo 224 pode utilizar a válvula de aperto 225 em um modo de loop fechado para controlar o fluxo de fluido para um paciente (por exemplo, utilizando um componente de controle 14 como mostrado na Figura 1).
[00500] A válvula de aperto 225, como está mais facilmente vista Figura 47, está acoplada a um eixo 233 o qual está acoplado a um atuador 234. O atuador 234 pode ser um solenoide ou qualquer atuador que possa mover a válvula de aperto 225 na direção de um tubo 335.
[00501] A Figura 48 mostra um medidor de fluxo 336 e uma válvula de aperto 225 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O medidor de fluxo inclui dois sensores de imagem 337 e 338. O medidor de fluxo 336 pode utilizar a válvula de aperto 225 em uma configuração de retorno de loop fechado. O medidor de fluxo 336 pode implementar um algoritmo de estimativa de volume aqui descrito utilizando ambos os sensores de imagem 337 e 338 para estimar o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento 229. Por exemplo, o medidor de fluxo 336 pode calcular a média dos dois volumes juntos para utilização no loop de retorno.
[00502] A Figura 49 mostra um medidor de fluxo 339 e uma válvula 340 acoplados a um atuador 341 para controlar o fluxo de fluido para um paciente de acordo com uma modalidade da presente descrição. O medidor de fluxo 339 da Figura 49 é similar ao medidor de fluxo 224 da Figura 46; no entanto, o medidor de fluxo 339 da Figura 49 inclui uma válvula 340 que tem membros de suporte alongados, curvos 342 e 343 (ver Figuras 50A-50B) [00503] O medidor de fluxo 339 inclui um sensor de imagem 227 e
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136/190 uma luz de fundo 228. O sensor de imagem 227 forma uma imagem de uma câmara de gotejamento 229 e pode receber iluminação da luz de fundo 228. O medidor de fluxo 339 inclui membro de suporte 230 acoplado a um acoplador 231 que acopla a câmara de gotejamento 229 no medidor de fluxo 339.
[00504] O medidor de fluxo 339 pode implementar qualquer estimador de taxa de fluxo aqui descrito (por exemplo, o componente de estimador de taxa de fluxo 13 da Figura 1) e/ou um detector de fluxo livre aqui descrito (por exemplo, o componente de detector de fluxo livre 12 da Figura 1). O medidor de fluxo 339 pode utilizar a válvula 340 em um modo de loop fechado para controlar o fluxo de fluido para um paciente (por exemplo, utilizando o componente de controle 14 da Figura 1).
[00505] O medidor de fluxo 339 pode atuar o atuador 341 para atuar a válvula 340, a qual por meio disto regula o fluido que flui através do tubo IV 335 em uma configuração de retorno (isto é, loop fechado) utilizando qualquer algoritmo de controle.
[00506] Referindo agora às Figuras 50A-50B, as quais mostram vistas ampliadas da válvula 340 da Figura 49 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A válvula 340 inclui um membro de suporte alongado, curvo interno 343 e um membro de suporte alongado, curvo externo 342. O tubo 335 está posicionado entre os membros de suporte 342 e 343.
[00507] O membro de suporte interno 343 inclui uma porca de tambor 344. O membro de suporte externo 342 está acoplado na porca de tambor 344 através de ganchos 345. Em algumas modalidades, a porca de tambor 344 não está acoplada na válvula 340 e o membro de suporte interno 343 inclui um furo para a haste roscada ou parafuso 347 deslizar através. O membro de suporte externo 342 também tem ganchos 348 para prendê-lo a uma estrutura 349 do atuador 341. O atuador 341 inclui um eixo 346 acoplado a um parafuso 347. Conforme
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137/190 o atuador 341 gira o eixo 346, o parafuso 347 pode girar para empurrar a porca de tambor 334 na direção do atuador 341. Isto é, os ganchos 345 e a porca de tambor 334 movem na direção dos ganchos 348 e da estrutura 349 porque os membros de suporte interno e externo 342 e 343 são flexíveis.
[00508] Conforme os membros de suporte 342 e 343 são comprimidos, o tubo 335 torna-se comprimido porque este está posicionado entre os membros de suporte 342 e 343. A compressão do tubo 335 restringe o fluxo de fluido através do tubo 335. A válvula 340 comprime um comprimento do tubo 335 que é substancialmente maior do que o diâmetro do tubo 335.
[00509] As Figuras 51A-51D mostram diversas vistas de um medidor de fluxo 350 com um cliente de monitoramento 358, uma válvula 352, uma câmara de gotejamento 357, uma bolsa IV 411, e um tubo de fluido 412 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O medidor de fluxo 350 inclui uma porção de recepção 351 para receber a válvula 352. A válvula 352 inclui dois membros de suporte alongados, curvos 353 e 354.
[00510] O medidor de fluxo 350 inclui um sensor de imagem 355 e uma luz de fundo 356 que pode monitorar as gotas formadas dentro da câmara de gotejamento 357. O medidor de fluxo 350 pode utilizar o sensor de imagem 355 para implementar um algoritmo de estimador de taxa de fluxo aqui descrito (por exemplo, o componente de estimador de taxa de fluxo 13 da Figura 1) e/ou implementar um detector de fluxo livre aqui descrito (por exemplo, o componente de detector de fluxo livre 12 da Figura 1).
[00511] O medidor de fluxo 350 inclui uma base 359 que pode formar uma doca para receber o cliente de monitoramento 358. O cliente de monitoramento 358 pode ser um smartphone, ou outro dispositivo de computação eletrônico (por exemplo, um dispositivo baseado em
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Android, um Iphone, um tablet, a PDA, e similares).
[00512] O cliente de monitoramento 358 pode conter um software no mesmo para implementar um detector de fluxo livre, um estimador de taxa de fluxo, um componente de controle, um componente de exposição, etc. (por exemplo, o componente de detector de fluxo livre 12, o componente de estimador de taxa de fluxo 13, o componente de controle 14, o componente de exposição 29 da Figura 1) e pode conter um ou mais transceptores (por exemplo, o transceptor 9). Além disso ou alternativamente, a base 359 do medidor de fluxo 350 pode implementar estes itens.
[00513] Por exemplo, o medidor de fluxo 350 pode implementar um detector de fluxo livre, um estimador de taxa de fluxo, um componente de controle, um componente de exposição, etc. utilizando um software interno, hardware, eletrônica, e similares. O medidor de fluxo 350 pode implementar um sistema de retorno de loop fechado para regular o fluido que flui para um paciente variando o fluido que flui através da válvula 352.
[00514] Como está facilmente visto na Figura 51B, a válvula 352 inclui um membro de suporte interno 354 e um membro de suporte externo 353. O membro de suporte interno 354 está acoplado a uma porca de tambor 360 e a um tambor 361. Em algumas modalidades, a porca de tambor 360 não está acoplada no membro de suporte interno 354, e o membro de suporte interno 354 inclui um furo para o eixo roscado 362 deslizar através.
[00515] Um eixo roscado 362 (por exemplo, um parafuso) gira livremente dentro de um mancal localizado dentro do tambor 361 e acopla uma porca roscada dentro da porca de tambor 360 para empurrar ou puxar a porca de tambor 360 em relação ao tambor 361 pela rotação do botão 363 (por exemplo, o atuador é um parafuso de avanço que tem um botão para atuar o parafuso de avanço). O botão 363
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139/190 pode ser manualmente girado.
[00516] Além disso ou alternativamente, a válvula 352 pode ser encaixada dentro da porção de recepção 351 a qual inclui um membro de rotação 364 que acopla o botão 363 dentro da porção de recepção 351 (ver Figura 51C). O membro de rotação 364 acopla o botão de rotação 363 para atuar a válvula 352. O membro de rotação 364 pode estar acoplado a um motor elétrico o qual gira o membro de rotação 364. O motor elétrico (não explicitamente mostrado) pode ser controlado pelo medidor de fluxo 350 em uma configuração de loop fechado para conseguir uma taxa de fluxo alvo de fluido que flui para um paciente.
[00517] As Figuras 52A-52D mostram diversas vistas de outro medidor de fluxo 365 com uma válvula 352, uma câmara de gotejamento 357, e uma valeta de tubo de fluido 413 que tem uma porção de recepção 351 para receber uma válvula 352 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O medidor de fluxo 365 das Figuras 52A52D é similar ao medidor de fluxo 350 das Figuras 51A-51D; no entanto, a base 359 mantém o cliente de monitoramento 358 em uma posição vertical. Além disso, a porção de recepção 351 está em um lado oposto da base 359 do cliente de monitoramento 358 (ver Figuras 52B e 52C).
[00518] A Figura 52D mostra uma vista ampliada da válvula 352 acoplando a porção de recepção 351. O botão 363 acopla um membro de rotação que é interno à base 359 (não mostrado na Figura 52D) que está acoplada a um motor (também não mostrado na Figura 52D). [00519] A Figura 53A mostra outra vista da válvula 352 das Figuras 51A-51D e 52A-52D, e as Figuras 53B-53C mostram duas vistas explodidas da válvula da Figura 53A de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[00520] Como mostrado nas Figuras 53A-53C, a válvula 352 inclui um membro de suporte interno 354 e membro de suporte externo 353.
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Um tubo pode ser inserido através dos furos 366 e 367 para posicionar o tubo entre os membros de suporte 354 e 353.
[00521] O botão 363 pode ser girado para girar o parafuso 362. A rotação do parafuso 362 faz com que a porca de tambor 360 mova na direção do tambor parcial 363 para comprimir um tubo posicionado entre os membros de suporte 353 e 354. O tambor parcial 363 inclui dois lados, no entanto, existe um espaço para prender a extremidade 600 (por exemplo, a capa) do parafuso 362 seguramente dentro do espaço (por exemplo, um espaço complementar). A Figura 54 mostra a válvula 352 em uso manual e acoplada a um tubo 368.
[00522] A Figura 55 mostra uma válvula 369 que inclui dois membros flexíveis 370 e 371 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Os membros flexíveis 370 e 371 podem ser duas chapas flexíveis. O membro flexível 371 pode incluir furos 373 e 374 para um tubo 372 ser posicionado entre os membros flexíveis 370 e 371.
[00523] Os membros flexíveis 370 e 371 estão acoplados juntos através de dois membros de conector 377 e 378. Os membros de conector 377 e 378 estão acoplados a membros de acoplamento 376 e 375, respectivamente.
[00524] A atuação da válvula 369 pode ser por atuador linear que puxa os membros de acoplamento 375, 376 um na direção do outro ou afastando um do outro. O atuador linear (não explicitamente mostrado) pode ser um atuador do tipo de parafuso, atuador de pistão, ou outro atuador. Em algumas modalidades, um dos membros de acoplamento
375 e 376 pode estar acoplado a um suporte estacionário enquanto o atuador está acoplado Noutro dos membros de acoplamento 375 e
376 e outro suporte estacionário para puxar os membros de acoplamento 375 e 376 juntos ou afastados.
[00525] As Figuras 56A-56C mostram diversas vistas de uma válvula 380 que tem dois membros de suporte alongados, curvos 381 e 382
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141/190 com um dos membros de suporte alongados 381 tendo uma pluralidade de arestas 387 adaptadas para acoplar um tubo posicionado entre os membros de suporte 381 e 382, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[00526] A válvula 380 tem ambos os membros de suporte 381 e 382 acoplados a um membro de acoplamento 383 em uma primeira extremidade e um segundo membro de acoplamento 384 em outra extremidade. Isto é, o membro de acoplamento 384 circunda um parafuso 385, e o membro de acoplamento 383 inclui roscas internas para puxar o membro de acoplamento 383 na direção ou afastando de um botão 386 quando o parafuso 385 é girado com a rotação do botão 386. A Figura 56B mostra a válvula 380 quando atuada para fechar o fluido que flui através de um tubo acoplado entre os membros de suporte 381 e 382. A Figura 56C mostra o membro de suporte 381 que tem dois furos 388 e 389 para receber um tubo. Também note que os membros de suporte 381 e 382 prendem um tubo fora de centro de um eixo geométrico do parafuso 385, o que está facilmente visto na Figura 56C. Prender o furo fora de centro do eixo geométrico do parafuso 385 facilita o movimento livre do tubo.
[00527] As Figuras 57A-57C mostram diversas vistas de uma válvula 390 que tem uma catraca 394 que acopla um membro de conexão 393 da válvula 390 de acordo com uma modalidade da presente descrição, e Figuras 57D-57E mostram duas vistas explodidas da válvula 390 das Figuras 57A-57C. A catraca 394 acopla o membro de conexão 393 interagindo com uma cremalheira de engrenagem 397 disposta sobre este. Um dedo 602 (ver Figuras 57D e 57E) interage com uma cremalheira de engrenagem 397 para prover a ação de catraca. Isto é, o dedo 602 pode prender a cremalheira de engrenagem 397 contra um dedo de acoplamento em um lado oposto do dedo 602 de retenção. A válvula 390 inclui um membro de suporte 391 que tem uma extremida
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142/190 de acoplada na catraca 394 e outra extremidade acoplada articulada a uma articulação 395. A válvula 390 também inclui um membro de suporte 392 que tem ganchos 398 que podem acoplar no corpo da catraca 394.
[00528] Como mostrado na Figura 57C, um tubo 396 pode estar posicionado entre os membros de suporte 391 e 392, os ganchos 398 podem então ser presos no corpo da catraca 394, e o membro de conexão 393 pode ser inserido na catraca 394 (como mostrado na Figura 57B). Como mostrado na Figura 57C, o tubo 396 está posicionada contra o membro de suporte 391 através de aberturas 399 e 400.
[00529] A catraca 394 acopla cremalheira de engrenagem 397 de modo que a catraca 394 possa ser manualmente movida na direção da articulação 395 para ajustes de fluxo de fluido em curso. Posteriormente, um botão (não mostrado) pode ser acoplado na catraca 394 para fazer ajustes finos na distância entre a catraca 394 e a articulação 395. Além disso ou alternativamente, a catraca 394 pode incluir um botão de liberação (não mostrado) para liberar a catraca do membro de conexão 393.
[00530] As Figuras 58A-58D mostram diversas vistas de uma válvula 401 que tem dois membros de suporte alongados 403 e 404, um membro de conexão 405, e um atuador do tipo de parafuso 407 de acordo com outra modalidade da presente descrição.
[00531] Os membros de suporte 403 e 404 podem ser permanentemente moldados juntos nas suas extremidades com as extremidades do membro de conexão 405. Um tubo 402 pode estar posicionado entre os membros de suporte 403 e 404.
[00532] Conforme o botão 408 é girado, o atuador do tipo de parafuso 407 expande ou contrai devido ao acoplamento com uma haste roscada 406. A Figura 58A mostra a válvula em uma posição aberta enquanto que a Figura 58B mostra a válvula em uma posição fechada.
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Note que o tubo 402 é espremido ao longo de um comprimento substancial do tubo 402. As Figuras 58C-58D mostram a válvula 401 na posição aberta e na posição fechada, respectivamente, de uma vista em perspectiva.
[00533] As Figuras 59A-59C mostram diversas vistas de um corpo 501 de uma válvula 500 (ver Figura 59H para a válvula montada 500) de acordo com uma modalidade da presente descrição. O corpo 501 inclui um primeiro membro de suporte alongado, curvo 502 e um segundo membro de suporte alongado, curvo 503. O primeiro membro de suporte 502 inclui furos elevados 504, 505 para prender um tubo entre os membros de suporte 502 e 503.
[00534] O corpo 501 também inclui um primeiro conector 506 que está acoplado nos membros de suporte 503, 504 em uma extremidade, e um segundo conector 507 que está acoplado nas outras extremidades dos membros de suporte 503, 504.
[00535] O primeiro conector 506 está acoplado a uma extremidade dos membros de suporte 503, 504 a uma primeira extremidade 508 de um membro de conexão 509. O segundo conector 507 inclui um furo 510 para posicionar a segunda extremidade 511 do membro de conector 509 através deste (como está facilmente visto na Figura 59B).
[00536] Quando um tubo está posicionado entre os membros de suporte 502, 503, o movimento do segundo conector 507 na direção do primeiro conector 506 comprime o tubo disposto entre os membros de suporte 502, 503. Conforme o segundo conector 507 move na direção do primeiro conector, o furo 510 do segundo conector 507 permite que a segunda extremidade 511 do membro de conector 509 deslize livremente no mesmo.
[00537] As Figuras 59D-59G mostram diversas vistas de um botão 512 para utilização com o corpo 501 mostrado nas Figuras 59A-59C de acordo com uma modalidade da presente descrição. O botão 512
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144/190 inclui uma catraca 513 definida por quatro dedos 514. Cada um dos dedos 514 incluiu uma superfície roscada 515 para acoplar um membro de conexão roscado 509. Os dedos 514 são arqueados na direção de um furo 516 no centro do botão 512. O botão 512 também inclui dedos 517 que acoplam o segundo conector 507 (ver Figura 59H). Em algumas modalidades, o corpo 501 inclui um recesso 510 para receber os dedos 517 do segundo conector 508.
[00538] A Figura 59H mostra uma conjunto de válvula 500 que inclui o corpo 501 mostrado nas Figuras 59A-59C acoplado no botão 512 das Figuras 59D-59G de acordo com uma modalidade da presente descrição. O botão 512 é deslizado por sobre as roscas do membro de conexão 509. Os dedos 514 acoplam as roscas do membro de conexão 509 e a catraca por sobre o membro de conexão 509. Isto é, o botão 512 é livremente móvel na direção da primeira extremidade 508 do membro de conexão 509 ao longo das roscas do membro de conexão 509, mas não pode ser movido afastando da primeira extremidade 508 do membro de conexão 509 sem girar o botão 512. Isto é, o botão 512 pode ser colocado sobre o membro de conexão 509 para prover um ajuste bruto da válvula 500 movendo brutamente os conectores 507, 508 um na direção do outro para fechar a válvula 500. Como as superfícies roscadas 515 dos quatro dedos 514 acoplam as roscas do membro de conexão 509, a rotação do botão 512 ou reduz ou aumenta o fluxo de fluido dentro de um tubo. Cada um dos dedos 514 inclui uma superfície roscada 515 para acoplar as roscas do membro de conexão 509 de modo que a rotação do botão 512 move o segundo conector 507 na direção ou afastando do primeiro conector 506 para por meio disto controlar o fluxo de fluido de um tubo posicionado entre os membros de suporte 502, 503.
[00539] A Figura 60 mostra uma válvula 520 que tem uma protuberância de guia 521 de acordo com uma modalidade da presente des
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145/190 crição. A válvula 520 é similar à válvula 500 da Figura 59H, mas inclui a protuberância de guia 521 e um botão 522 que tem um primeiro e segundo colares 523, 524. O botão 522 também inclui roscas internas (não mostradas) para acoplar as roscas 525 de uma haste de conexão 526. Em algumas modalidades, as roscas internas podem ser de catraca, e em outras modalidades, as roscas internas podem ser fixas sem prover uma ação de catraca.
[00540] A Figura 61 mostra um motor 536 e uma estrutura de fixação de válvula 537 para acoplar na válvula 520 da Figura 60 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A estrutura de fixação de válvula 537 inclui dedos de fixação 528, 529, 530, 531 cada um tendo uma porção curva 533 para encaixar por sobre os colares 523, 524 de um botão 522 (ver Figura 62) dentro de respectivas porções de guia de colar 534.
[00541] Referindo agora às Figuras 60, 61, e 62, uma vez que os colares 523, 524 estão suficientemente presos, o botão 522 está livre para girar. Isto é, o colar 523 pode estar preso entre os dedos de fixação 528 e 530 com a sua respectiva porção de guia de colar 534 permitindo que o botão 522 gire. Do mesmo modo, o colar 524 pode ser preso entre os dedos de fixação 529 e 531 dentro de sua respectiva porção de guia de colar 534 permitindo que o botão 522 gire.
[00542] Quando a válvula 520 está presa na estrutura de fixação de válvula 537, a rotação da roda 1537 (causada pelo motor 536) gira o botão 522 da válvula 520. Conforme a válvula 520 flexiona, a protuberância 521 livremente move dentro da guia de protuberância 535 ou adjacente à guia de protuberância 535. A Figura 62 mostra a válvula da Figura 60 presa no motor 536 através da estrutura de fixação de válvula 537.
[00543] A Figura 63 mostra outro motor 538 e estrutura de fixação de válvula 539 para acoplar na válvula da Figura 60 de acordo com
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146/190 uma modalidade da presente descrição. A estrutura de fixação de válvula 539 inclui uma guia de protuberância 540 adjacente ao motor 538. O motor 538 está acoplado na roda 541 para acoplar o botão 522 (ver Figura 60).
[00544] A Figura 64A mostra uma válvula 542 que tem um colar deslizante 545 e diversos dedos de compressão 544 para regular o fluxo de fluido através de uma linha de fluido 543 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A base 546 está conectada a todos os dedos 544. Conforme o colar deslizante 545 é movido sobre os dedos de compressão 544, os dedos de compressão 544 comprime o tubo 543 para impedir o fluxo de fluido dentro deste.
[00545] Os dedos 544 estão acoplados a uma base 546 de modo que a base 546 e os dedos 544 circundem o tubo 543. O colar 545 é deslizável afastando da base 546 de modo que os dedos 544 comprimem o tubo 543 o qual por meio disto reduz um volume interno do tubo 543 conforme o colar é movido. A redução do volume interno do tubo 543 reduz o fluxo de fluido através do tubo. Um atuador (não mostrado) pode estar acoplado no colar 545 para controlar a posição do colar 545 (por exemplo, um atuador linear pode estar acoplado no colar 545 e na base 546). A Figura 64B mostra um vista em seção transversal da válvula 542 da Figura 64A. Note que os dedos 544 podem ser formados afastando do tubo próxima de uma extremidade oposta da base [00546] A Figura 65 mostra uma válvula 547 que tem duas superfícies curvas 549 e 550 para posicionamento de um tubo de fluido 548 entre estas para regular o fluxo de fluido através do tubo de fluido 548 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Como as superfícies 549, 550 são comprimidas juntas, o tubo 548 é comprimido entre estas. As duas superfícies curvas 549 e 550 podem ser comprimidas juntas utilizando um atuador. O tubo 548 pode ser enrolado di
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147/190 versas vezes ao redor superfície 549.
[00547] As Figuras 66A-66G mostram diversas vistas de uma válvula 551 que tem um botão 552 para mover um membro de conexão 553, o qual é travado na posição após o movimento do botão 552, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[00548] A válvula 551 inclui um membro de suporte alongado, curvo interno 554 e um membro de suporte alongado, curvo externo 556. Um botão 552 está acoplado articulado no membro de suporte externo 56 através de um pino 578. Um membro de conexão 553 acopla os dentes 576 do botão 552.
[00549] O membro de conexão 553 pode ser inserido em um furo de uma extremidade 555 do membro de suporte 556 de modo que a rotação do botão 552 trave por atrito um dedo de acoplamento 700 (ver Figura 66G) dentro da cremalheira de engrenagem 558 do membro de conexão 553. O dedo de acoplamento 700 pode acoplar os dentes 576 para travar o botão 552 para por meio disto impedir a rotação do botão 552 a menos que um torque suficiente supere a ação de travamento do dedo de acoplamento 700. A dedo de retenção 577 está posicionado sobre o outro lado do furo 571 para pressionar o membro de conexão 552 contra os dentes 576 do botão 552.
[00550] O membro de suporte interno 554 pode articular para fora afastando do membro de suporte externo 556 de modo que um tubo pode ser carregado através das porções levantadas 559 e 560 (ver Figura 66C). O membro de suporte interno 554 articula afastando do membro de suporte externo 556 através conectores de osso de cachorro 561, 562, 701, e 702 como mostrado na Figura 66C. Posteriormente, o membro de suporte interno 554 articula de volta na direção do membro de suporte 556 como mostrado na Figura 66D. O membro de conexão 553 é então inserido em uma extremidade 555 do membro de suporte externo 556 (uma ampliação da inserção está mostrada na
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Figura 66E) que inclui o dedo de acoplamento 700 que trava por sobre os dentes 576 do botão 552 o que temporariamente imobiliza o membro de conexão 553 (ver Figura 66G). A outra extremidade 581 do membro de conexão 553 está travada dentro de um furo 582 de uma extremidade 557 do membro de suporte 556. O membro de conexão
553 pode estar conectado articulado na extremidade 557. O botão 552 inclui dentes 576 para mover o membro de conexão 553 para dentro ou para fora da extremidade 555. No entanto, quando o botão 552 não é movido, o dedo de acoplamento 700 trava o movimento do botão 552 a menos que uma quantidade de torque predeterminada clique o dedo 700 para o próximo dente dos dentes 576 da porção interna do botão 552.
[00551] Como anteriormente mencionado, o membro de suporte
554 pode oscilar afastando do membro de suporte externo 556 como está mostrado na Figura 66C, o que é facilitado pelos conectores de osso de cachorro 561, 562, 701, e 702. O conector de osso de cachorro 561 inclui um furo de articulação 572 que acopla a uma articulação 563 e um furo de articulação 573 que acopla a uma articulação 565. O conector de osso de cachorro 562 inclui um furo de articulação 575 que acopla a uma articulação 566 e um furo de articulação 574 que acopla a uma articulação 566. O conector de osso de cachorro 701 acopla nas articulações 567 e 570, e o conector de osso de cachorro 702 acopla nas articulações 568 e 569 de modo que a extremidade do membro de suporte 556 também oscila afastando do membro de suporte interno 554 [00552] A Figura 67 mostra um gráfico 408 que ilustra a atuação vs. taxas de fluxo para uma válvula de acordo com uma modalidade da presente descrição. O gráfico 408 mostra a operação de uma válvula que tem membros de suporte alongados, como, por exemplo, a válvula 340 das Figuras 49 e 50A-50B, a válvula 352 das Figuras 51A-54, a
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149/190 válvula 369 da Figura 55, a válvula 380 das Figuras 56A-56C, a válvula 380 das Figuras 57A-57E, a válvula 401 das Figuras 58A-58D, a válvula 500 da Figura 59H, a válvula 520 das Figuras 60-60, a válvula 542 das Figuras 64A-64B, a válvula 547 da Figura 65, e/ou a válvula 551 das Figuras 66A-66G. O eixo geométrico x do gráfico 408 mostra o deslocamento entre as extremidades dos membros de suporte da válvula, e o eixo geométrico y mostra a taxa de fluxo (por exemplo, causada por gravidade e/ou uma fonte de pressão). A resposta da válvula é uma função não linear, tal como uma curva em S, uma curva sigmoide, uma curva de Gompertz, ou uma função logística generalizada. Estas funções podem ser ajustadas para coincidir com a válvula e/ou a válvula pode ser ajustada para coincidir com uma das curvas ou funções.
[00553] A Figura 68A mostra um medidor de fluxo 703 que utiliza uma ótica binária 705 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O medidor de fluxo 703 inclui uma câmera 355 que captura uma ou mais imagens para estimar uma taxa de fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento 357 utilizando qualquer método suficiente, por exemplo, os métodos aqui descritas. O medidor de fluxo 703 inclui um laser 704 que direciona um feixe de laser por sobre um conjunto de ótica binária 705. O conjunto de ótica binária 705 redireciona e reforma o feixe de laser através da câmara de gotejamento 357 e por sobre o sensor de imagem 355 de modo que sensor de imagem 355 vê um padrão, por exemplo, a rede de linhas 85 mostrada na Figura 8 a qual pode formar tiras como mostrado no padrão de fundo 89 da Figura 10. O conjunto de ótica binária 705 pode formar as tiras utilizando uma pluralidade de ovais.
[00554] O sensor de imagem 355 pode incluir a filtro para filtrar todas as frequências exceto para a frequência do laser 704. Por exemplo, o sensor de imagem 355 pode incluir um filtro de passagem de
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150/190 banda, ótico que tem uma frequência central igual a (ou aproximadamente igual a) a frequência ótica (ou frequência central da frequência ótica) do laser 704.
[00555] O cliente de monitoramento 358 pode estar eletricamente acoplado no laser 704 para modular o laser 704. Por exemplo, o cliente de monitoramento 358 pode ligar o laser 704 somente quando pixels predeterminados estão sendo expostos e pode desligar o laser 704 quando outros pixels além dos pixels predeterminados estão sendo expostos.
[00556] O medidor de fluxo 703 opcionalmente inclui um primeiro eletrodo 800 e um segundo eletrodo 801. O cliente de monitoramento 358 pode estar eletricamente acoplado no primeiro e segundo eletrodos 800, 801 para medir uma capacitância definida entre estes. Em condições de fluxo, a capacitância porque a permissividade relativa é diferente para ar e água. O cliente de monitoramento 358 pode monitorar as mudanças que resultam de uma condição de fluxo com a câmara de gotejamento 357 monitorando a capacitância entre o primeiro e segundo eletrodos 800, 801 e correlacionar aumentos e/ou diminuições da capacitância além de um limite como correspondendo a ou uma condição de fluxo e/ou uma condição de não de fluxo. Por exemplo, se a capacitância entre o primeiro e segundo eletrodos 800, 801 for mais alta do que um limite, um processador dentro do cliente de monitoramento 358 pode determinar que a câmara de gotejamento 357 está experimentando uma condição de fluxo.
[00557] Em uma modalidade alternativa, o primeiro e segundo eletrodos 800, 801 são antenas de loop. O cliente de monitoramento 358 utiliza um transceptor para monitorar o acoplamento magnético entre as antenas de loop 800, 801. Por exemplo, o transceptor pode transmitir uma mensagem codificada de uma antena de loop das antenas 800, 801, para outra das antenas de loop 800, 801 e então determinar se a
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151/190 mensagem codificada foi recebida com sucesso. Se assim, então um medição de indicação de força de sinal recebido (RSSI) pode ser feita do transceptor. Ver Figura 68B para um circuito exemplar. A RSSI pode ser utilizada para monitorar o acoplamento magnético entre as antenas 800, 801. Se o acoplamento magnético estiver acima de um limite, então o cliente de monitoramento 358 pode determinar que uma condição de fluxo existe dentro da câmara de gotejamento 357. Em algumas modalidades uma mudança de acoplamento magnético ou uma mudança de acoplamento capacitivo pode ser determinada ser uma indicação que uma condição de fluxo ocorreu .
[00558] O medidor de fluxo 703 pode também incluir uma válvula de segurança 706. As Figuras 69A-69F mostram diversas vistas da válvula de segurança 706 que pode ser utilizada com um medidor de fluxo, tal como o medidor de fluxo 703 da Figura 68, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[00559] As Figuras 69A-69B mostram vistas explodidas de uma válvula de segurança 706. A válvula de segurança pode também ser referida como um corte de segurança nesta aplicação. A válvula de segurança 706 inclui um solenoide 707, uma estrutura de interface 708, um alojamento de tubo 709, uma mola 720, uma placa de face 712, um primeiro eixo 713, um segundo eixo 714, um primeiro braço de oclusão 710, e um segundo braço de oclusão 711. A placa de face 712 inclui um furo 715, e o alojamento de tubo 709 também inclui um furo 819. Os furos 715, 819 permitem que o eixo 713 deslize dentro dos furos 715, 819.
[00560] Referindo à Figura 69C, um tubo pode ser colocado na localização 820 dentro do alojamento de tubo 709 o que coloca o tubo na localização 820 próximo do primeiro e segundo braços de oclusão 710, 711, os quais são facilmente vistos na Figura 69D. Uma mola 720 mantém o primeiro e segundo braços de oclusão 710, 711 recuados
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152/190 quando no estado recuado (como mostrado na Figura 69D), mas armazena energia de modo que uma quantidade predeterminada de movimento do primeiro e segundo braços de oclusão 710, 711 na direção do tubo 810 faz com que a mola 720 descarregue a sua energia mecânica armazenada para fazer com que o primeiro e segundo braços de oclusão 710, 711 estendam para fora e ocluam o tubo na localização 820.
[00561] A mola pode estar conectada no primeiro e segundo eixos 713, 714. A mola 720 puxa o primeiro e segundo eixos 713, 714 um na direção do outro. O primeiro e segundo braços de oclusão 710, 711 estão conectados articulados juntos. Como o primeiro e segundo braços de oclusão 710 e 711 estão articulados juntos em um ponto de articulação que é fora de centro dos eixos 713, 714, a mola 720 puxando sobre os eixos 713, 714 um na direção do outro permanecerá estável nos estados recuados (como mostrado na Figura 69D) até que o solenoide 707 faça com que os braços 710, 711 estendam para fora além de uma quantidade predeterminada. Como está facilmente visto na Figura 69E, um eixo 718 de um solenoide 707 pode atuar através de um furo 719 para empurrar sobre os braços 710, 711 o quer faz com que a mola 720 libere a sua energia e oclua o tubo na localização 820 (ver Figura 69F para o caso onde o primeiro e segundo braços de oclusão 710, 711 estão na posição de oclusão).
[00562] Referindo à Figura 69G, em algumas modalidades, um material responsivo a corrente 717 pode estar acoplado solenoide 707. O material responsivo a corrente 717 pode estar configurado para o solenoide de modo que o solenoide possa acoplar o primeiro braço de oclusão 710 e o segundo braço de oclusão 711 quando o material responsivo a corrente 717 muda de forma devido à exposição a uma mudança em corrente. Quando o material responsivo a corrente 717 é exposto a uma mudança em corrente, o material responsivo a corrente
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717 pode aplicar uma força no solenoide 707. Posteriormente, o solenoide 707 pode aplicar uma força no mecanismo de disparo para liberar os braços de oclusão.
[00563] Em outra modalidade, como mostrado na Figura 69H, o primeiro e segundo braços de oclusão podem ser retidos por força magnética. Em algumas modalidades, um primeiro e segundo ímãs 722, 723 pode estar orientados com polos magnéticos opostos alinhados (por exemplo, polos norte e sul). Os braços 710, 711 podem ser mantidos nos estados recuados utilizando esta força magnética atrativa. Um dos dois ímãs pode ser girado de modo que os ímãs sejam reorientados de modo que o primeiro e segundo ímãs sejam orientados com polos magnéticos iguais alinhados (por exemplo polos norte e norte ou polos sul e sul). O alinhamento de polos iguais faz com que os ímãs repilam um ao outro. A força repelente magnética pode ser utilizada para fazer com que os braços 710, 711 estendam para fora. Em outras modalidades, um ímã permanente 724 pode ser colocado dentro de uma bobina 725, como mostrado na Figura 69I. Nestas modalidades, os braços 710, 711 podem ser retidos no estado recuado utilizando a força magnética criada pelo ímã 724 e bobina 725. A força magnética pode ser superada utilizando um solenoide ou algum outro elemento, fazendo com que os braços 710, 711 sejam acoplados e estendam para fora além de uma quantidade predeterminada. A Figura 70 mostra um fluxograma que ilustra um método 728 para estimar o crescimento de gota e/ou fluxo dentro de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição. O método 728 inclui os atos 729-735. As Figuras 71A-71E mostram imagens feitas por um medidor de fluxo com um gabarito sobreposto a este para ilustrar o método da Figura 70. Note que o gabarito 727 é processado para determinar uma posição da borda da gota nas dimensões X e Y.
[00564] O ato 729 captura uma imagem de uma câmara de goteja
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154/190 mento. A imagem capturada pode ser a imagem 721 da Figura 71A. O ato 730 posiciona o gabarito dentro da imagem capturada em uma primeira posição. Por exemplo, como mostrado na Figura 71 A, um gabarito 727 pode ser posicionado dentro de uma posição predeterminada. O ato 731 calcula a média de todos pixels dentro do gabarito 727. O ato 732 move o gabarito para uma segunda posição. Por exemplo, o gabarito 727 na Figura 71A pode mover o gabarito na direção Y (por exemplo, para baixo como visto na Figura 71A).
[00565] No ato 733, os pixels dentro do gabarito são utilizados para determinar uma segunda média. No ato 734, se uma diferença entre a segunda média e a primeira média for maior do que um valor limite predeterminado, determinar que o gabarito está localizado em uma borda de uma gota. Por exemplo, referindo à Figura 71A, o gabarito pode ser lentamente abaixado na direção Y, até que o gabarito 727 transicione da borda de uma gota para uma porção da imagem que não contém a gota, em cujo caso o valor médio dos pixels transicionará abruptamente de uma média escura para uma média mais clara. Quando esta transição ocorre, a posição Y do gabarito 727 é considerada estar na borda da gota (por exemplo, Y1 da Figura 71A). No ato 735, a segunda posição da gota é correlacionada com um volume da gota. Por exemplo, o valor Y1 pode estar associado com um volume de uma gota em uma tabela de consulta. Em algumas modalidades da presente descrição, múltiplos movimentos do gabarito 727 são necessários até que a borda da gota seja detectada. Por exemplo, o gabarito 727 pode ser movido na direção y um pixel de cada vez (ou diversos pixels de cada vez) e diversos movimentos de gabarito 727 podem ser necessário de modo que borda da gota seja detectada. Monitorando a borda da gota, o crescimento da gota pode ser controlada pelo medidor de fluxo para conseguir uma taxa de fluxo alvo (por exemplo, a taxa da transição entre Y1 da Figura 71A para Y2 da Figura 71B pode
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155/190 ser controlada por um loop de controle de PID dentro de um medidor de fluxo). A Figura 71B mostra um localização, Y2, que corresponde a um crescimento na gota em relação à localização, Y1, da Figura 71A. As Figuras 72C-73E mostram como o crescimento sequencial de uma gota pode ser monitorado.
[00566] A Figura 72 mostra um conjunto de luz de fundo modulável 740 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O conjunto 740 pode ser a luz de fundo 18 da Figura 1 ou pode ser utilizado como uma luz de fundo para qualquer medidor de fluxo suficiente aqui descrito. O conjunto 740 inclui uma primeira placa de circuito 738, uma segunda placa de circuito 739, um primeiro difusor de luz de fundo
736, e um segundo difusor de luz de fundo 737.
[00567] A primeira placa de circuito 738 inclui fontes de luz embutidas 822 que estendem ao longo da interface entre o primeiro difusor luz de fundo 736 e a primeira placa de circuito 738. As fontes de luz embutidas 822 brilham luz para dentro do primeiro difusor luz de fundo 736 o qual está direcionado para fora como indicado por 821. A luz 821 pode ser detectada na direção de um sensor de imagem. O primeiro difusor de luz de fundo 736 somente difunde luz quando nenhum padrão formado quando visto por um sensor de imagem.
[00568] A segunda placa de circuito 739 inclui luzes embutidas 823 as quais são iluminados dentro do segundo difusor de luz de fundo
737. O segundo difusor de luz de fundo 737 cria uma padrão de tiras que aparece na luz 821 quando visto por um sensor de imagem. Portanto, um cliente de monitoramento (por exemplo, o cliente de monitoramento 358 da Figura 51A) e/ou a medidor de fluxo (por exemplo, o medidor de fluxo 7 da Figura 1) pode selecionar entre um padrão de fundo com tiras (ativando as luzes embutidas 823) e um padrão de fundo sem tiras (ativando as luzes embutidas 822).
[00569] Por exemplo, referindo agora às Figuras 1 e 72, o medidor
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156/190 de fluxo 7 pode utilizar o conjunto de luz de fundo 740 em algumas modalidades específicas. O medidor de fluxo 7 pode utilizar um padrão de luz de fundo sem tiras (ativando os LEDs embutidos 822 sem ativar os LEDs embutidos 823) para monitorar o crescimento de gotas e pode mudar para um padrão de fundo com tiras (ativando os LEDs embutidos 823 sem ativar os LEDs embutidos 822) para detectar condições de fluxo.
[00570] As Figuras 73A-73C mostram diversas vistas de um aparelho de restauração de tubo 741 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O aparelho 741 inclui uma engrenagem de acionamento 744 que está acoplada a uma primeira engrenagem de restauração 742. A primeira engrenagem de restauração 742 está mecanicamente acoplada na segunda engrenagem de restauração 743. Um tubo pode ser colocado entre a primeira e segunda engrenagens de restauração 742, 743. Porções da primeira e segunda engrenagens de restauração 742, 743 definem um espaço 745 no qual um tubo pode estar posicionado. A rotação da primeira e segunda engrenagens de restauração 742, 743 fecha a distância entre o espaço 745 quando o tubo está posicionado entre a primeira e segunda engrenagens de restauração 742, 743. A transição de uma posição de não restauração para uma posição de restauração está mostrada na Figura 73B a Figura 73C. Por exemplo, um tubo pode estar posicionado de modo que um oclusor pressione contra o tubo do fundo para cima (como mostrado na Figura 73B). Se o tubo tornar-se distorcido ao longo do tempo, um motor conectado na engrenagem de acionamento 744 gira as engrenagens 743 e 744, para pressionar contra as paredes do tubo (como mostrado na Figura 73C) para restaurar o tubo de modo que uma seção transversal do tubo tenha geralmente circular pela compressão sobre as porções de parede do tubo que são expandidas além de um eixo geométrico central do tubo de modo que tubo seja distorcido para
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157/190 uma forma oval, por exemplo.
[00571] A Figura 74 mostra um sistema para regular o fluxo de fluido 746 utilizando uma válvula 747 que tem duas tiras flexíveis 753 e 754 (ver Figura 75); e a Figura 75 mostra a válvula 746 da Figura 74 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Opcionalmente, um motor pode estar preso na válvula 746 para controle por um medidor de fluxo em uma modalidade.
[00572] Como mostrado na Figura 75, a válvula 747 inclui duas tiras flexíveis 753, 754 na qual um tubo pode ser dispostos entre estas, um eixo de guia 752, dois membros guiáveis 749, 750, um parafuso 791, e um botão 748.
[00573] Quando o botão 748 é girado, o parafuso 791 gira. A rotação do parafuso 791 puxa o membro de guia 750 na direção do membro de guia mais próximo 749 (porque o membro de guia mais distante 750 inclui roscas internas e o parafuso 791 gira livremente dentro do membro de guia próximo 749). A guia 752 guia o movimento do membro de guia mais distante 750. A guia 752 está acoplada no membro de guia mais próximo 749.
[00574] A Figura 76A mostra uma válvula 755 que utiliza uma bexiga baseada em fluido 758 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A válvula 755 inclui duas conchas 756, 757, uma bexiga 758, e um pistão 759. O pistão 759 pode ser qualquer fonte de fluido. A bexiga 758 pode ser colocada dentro de uma cavidade 764 e um tubo pode ser colocado através da bexiga 758 e posicionado dentro das passagens 760 e 761. Posteriormente, a concha 757 pode ser colocada sobre a bexiga 758 de modo que a cavidade 765 seja colocada sobre a bexiga 758. As duas conchas 756, 757 podem então ser ultrassonicamente soldadas juntas, temporariamente comprimidas juntas, e/ou suficientemente mantidas juntas. Posteriormente, um atuador (por exemplo, um atuador controlado por um medidor de fluxo aqui
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158/190 descrito) pode ser atuado para mover o fluido para dentro e para fora da bexiga 758 através do pistão 759.
[00575] A Figura 76B mostra um vista em seção transversal da válvula montada 755 da Figura 76A com dois enchimentos elastoméricos 1002, 1004 de acordo com uma modalidade da presente descrição. Os enchimentos elastoméricos 1002, 1004 ajudam a manter o tubo 1000 na posição e ajudam a restaurar o tubo 1000 quando a bexiga 758 é desinflada.
[00576] A Figura 77 mostra um sistema 766 para regular o fluxo de fluido utilizando uma válvula 769 que tem duas tiras flexíveis 771, 772 (ver Figura 79) atuáveis por atuador linear 822 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A Figura 78 mostra o atuador linear 822 atuando a válvula 769 para impedir o fluxo de fluido através de um tubo 775. A válvula 769 está acoplada a dois acopladores 767 e 768. O acoplador mais próximo 768 move com o atuador linear 822 enquanto o acoplador mais distante 767 está fixo em relação a uma extremidade não móvel do atuador linear 822.
[00577] A Figura 79 mostra uma ampliação da válvula 769 das Figuras 77-78. A válvula 769 inclui duas tiras 771, 772 (as quais podem ser tiras metálicas) na qual o tubo 775 pode estar disposto. As duas tiras 771, 772 da válvula 769 podem estar acopladas a uma primeira estrutura de extremidade 773 e uma segunda estrutura de extremidade 774. A primeira estrutura de extremidade 773 pode estar acoplada no acoplador mais distante 767 e a segunda estrutura de extremidade 774 pode estar acoplada no acoplador mais próximo 768 (ver Figuras 77-78). Um cordão 770 ou membrana pode estar enrolado ao redor do tubo 775 de modo que, quando as tiras 771, 772 são endireitadas, o cordão 770 pressiona contra as paredes laterais do tubo 775 para ajudar a arredondar o tubo 775. A membrana pode ser um material flexível, mas não esticável (ou um material minimamente esticável). A Figu
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159/190 ra 80 mostra uma ampliação da válvula como atuada na Figura 78. Note os furos 776 e 778 através dos quais o cordão 770 está enfiado. O cordão 770 (o qual pode ser metálico) estar espiralado ao redor do tubo 775 de modo que quando a válvula 769 abre, o cordão 770 restaura o tubo 775.
[00578] A Figura 81 mostra diversas imagens para utilização para ilustrar um método para estimar o crescimento de gota e/ou fluxo de fluido ilustrado nas Figuras 82A-82B de acordo com uma modalidade da presente descrição. A Figura 81 mostra as imagens 771-777 as quais são referidas abaixo referentes às Figuras 82A-82B.
[00579] As Figuras 82A-82B mostram um fluxograma que ilustra um método 803 para estimar o crescimento de gota e/ou fluxo de fluido. O método 803 inclui os 804-818.
[00580] O ato 804 captura uma primeira imagem (por exemplo, imagem 771 da Figura 81). A primeira imagem pode ser uma imagem de escala de cinza da câmara de gotejamento. A câmara de gotejamento pode estar uniformemente iluminada com um padrão de tiras sobre o fundo da câmara (isto é, não existe nenhum padrão traseiro na porção de topo da câmara de gotejamento).
[00581] O ato 805 cria uma primeira imagem com limite utilizando uma primeira imagem. A primeira imagem com limite pode ser a imagem 774 da Figura 81. A primeira imagem com limite pode ser feita comparando cada pixel da primeira imagem com um valor limite (por exemplo, ajustando um respectivo pixel da imagem com limite para 0 se o respectivo pixel da primeira imagem estiver acima do limite ou ajustando um respectivo pixel da imagem com limite para 1 se o respectivo pixel da primeira imagem estiver abaixo do limite). Este Ato é para destacar áreas onde existe água na frente do fundo.
[00582] Em algumas modalidades específicas, o nível limite é atualizado cada vez que uma nova imagem é tomada para assegurar que
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160/190 uma razão predeterminada de 1 a 0 pixels seja mantida para destacar a gota. A razão pode ser atualizada para utilização pelo ato 805 quando utilizada novamente ou a atualização pode ajustar o limite até que uma razão predeterminada de 1 a 0 pixels seja feita e então utilizar a primeira imagem com limite para o restante do método 803.
[00583] O ato 806 determina um conjunto de pixels dentro da primeira imagem com limite conectada a um conjunto de pixels predeterminado dentro da primeira imagem com limite. O conjunto de pixels predeterminado pode ser determinado por fiduciais marcados sobre a câmara de gotejamento ou uma abertura na qual as gotas são formadas. O conjunto de pixels predeterminado pode ser um conjunto predeterminado de x, y valores que correspondem a pixels. O ato 806 pode utilizar um algoritmo de análise de imagem de componente conectado.
[00584] O ato 807 filtra todos os pixels restantes da primeira imagem com limite que não estão dentro do conjunto de pixels. O filtro opera em uma base de pixel por pixel dentro do domínio de tempo para gerar uma primeira imagem filtrada. A primeira imagem filtrada é uma estimativa de uma porção não ativa (por exemplo, um resultado de características não de interesse na imagem) da primeira imagem com limite (imagem 774 da Figura 81). O filtro pode ser qualquer filtro, por exemplo, qualquer filtro aqui descrito.
[00585] O ato 808 remove os pixels determinados não fazerem parte de uma gota da primeira imagem com limite utilizando a primeira imagem filtrada para gerar uma segunda imagem (por exemplo, imagem 775 da Figura 81). Um pixel dentro da segunda imagem será ajustado para 1 se um respectivo pixel na primeira imagem com limite for 1 e um respectivo pixel na primeira imagem filtrada for menor do que 0,5; de outro modo, o pixel será ajustado para 0.
[00586] O ato 809 determina um segundo conjunto de pixels dentro da segunda imagem conectada a um conjunto de pixels predetermina
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161/190 do dentro da segunda imagem para gerar uma terceira imagem (por exemplo, a imagem 776 da Figura 81). A terceira imagem identifica o segundo conjunto de pixels dentro da segunda imagem. O ato 809 encontra o conjunto de pixels acesos na segunda imagem conectada no conjunto de pixels predeterminado (por exemplo, pixels que representam a abertura nas as gotas são formadas).
[00587] O ato 810 determina um primeiro comprimento da gota contando o número de linhas que contém pixels que corresponde ao segundo conjunto de pixels dentro da terceira imagem. Isto é, o comprimento de gota é determinado para ser igual à última linha acesa no conjunto de pixels encontrado no ato 809. O primeiro comprimento corresponde a um primeiro tamanho de gota estimado.
[00588] O ato 811 atualiza uma imagem de fundo utilizando a primeira imagem. Um filtro de passagem baixa pode ser utilizado para atualizar o valor de cada pixel na imagem de fundo. Um filtro de resposta de impulso infinito pode ser utilizado para atualizar a imagem de fundo utilizando a primeira imagem. Um pixel é somente atualizado na imagem de fundo paras as linhas abaixo do primeiro comprimento mas uma zona de segurança predeterminada. Um pixel na imagem de fundo é atualizado filtrando por passagem baixa o valor do pixel correspondente na primeira imagem.
[00589] O ato 812 cria uma segunda imagem com limite (por exemplo, imagem 772 da Figura 81) comparando a primeira imagem com a imagem de fundo. Isto é, a primeira imagem tem a imagem de fundo subtraída desta, e em uma base de pixel por pixel, o valor absoluto de cada pixel é ajustado para 1 se este estiver acima de um segundo valor limite e é ajustado para 0 se este estiver abaixo do segundo valor limite para gerar a segunda imagem com limite.
[00590] O ato 813 soma as linhas da segunda imagem com limite para criar uma pluralidade de somas de linhas (ver imagem 773 da Fi
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162/190 gura 81). Cada soma de linhas corresponde a uma linha da segunda imagem com limite.
[00591] O ato 814 inicia em uma posição de linha da segunda imagem com limite que tem uma primeira soma da pluralidade de somas que corresponde ao primeiro comprimento. A posição de linha é incrementada no ato 815. O ato 816 determina se a posição de linha presente corresponde a uma soma de linhas correspondente que está abaixo de um limite, por exemplo, zero. Se não, então O ato 815 é executada novamente até que a posição de linha corresponda a uma soma de linhas correspondente que é zero e então o método 803 prossegue para o ato 817.
[00592] O ato 817 determina se um segundo comprimento é igual à posição de linha presente. O segundo comprimento que correspondendo a um segundo tamanho de gota estimado. O ato 818 calcula a média do primeiro e segundo comprimentos para determinar um comprimento médio. O comprimento médio correspondendo a um terceiro tamanho de gota estimado. Utilizando o primeiro e segundo comprimentos para determinar um comprimento médio, os efeitos de condensação sobre as paredes internas da câmara de gotejamento são mitigados. Isto é, o propósito de criar duas estimativas de comprimento de gota é para compensar por quanto cada comprimento é afetado pela presença de condensação. O primeiro comprimento tende a subestimar o comprimento de gota se a gota de condensação intersectar a gota crescente do bico. O segundo comprimento tende a sobrestimar o comprimento de gota se a gota de condensação intersectar a gota que cresce do bico. a sua média provê uma melhor estimativa quando a condensação está presente. Na ausência de condensação, as estimativas são quase iguais. Em outras modalidades, somente ou o primeiro ou o segundo comprimento é utilizado para estimar o tamanho de gota.
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163/190 [00593] A Figura 83 mostra um fluxograma de um método 900 para reduzir ruído de condensação de acordo com uma modalidade da presente descrição. O método 900 inclui os atos 902-910.
[00594] O ato 902 captura uma imagem de uma câmara de gotejamento. O ato 904 executa uma operação de detecção de borda cuidadosa sobre a imagem para gerar uma primeira imagem processada. O ato 906 executa uma operação AND em um pixel em um primeiro lado de um eixo geométrico na primeira imagem processada com um pixel espelhado correspondente no segundo lado do eixo geométrico da primeira imagem processada. Isto é, o ato 902 define um eixo geométrico na primeira imagem de processo, e executa um AND em cada pixel em um lado com um pixel no outro lado, de modo que o pixel no outro lado seja simétrico com o pixel no primeiro lado. Por exemplo, uma imagem de 40 (eixo geométrico X) por 40 (eixo geométrico Y) pode ter um eixo geométrico definido entre colunas de pixel 19 e 20. O pixel superior, esquerdo seria o pixel (1,1). Um pixel na localização (1, 5) seria executado um AND com um pixel em (40, 5). O pixel resultante seria utilizado para ambas as localizações (1, 5) e (40, 5) para gerar a segunda imagem processada.
[00595] Após o ato 906 ser executado, o ato 908 determina se todos os pixels foram processados. O ato 908 repete o ato 906 até que todos os pixels tenham sido processados. O ato 910 provê uma segunda imagem processada isto é o resultado de todas as operações AND.
[00596] A Figura 84 mostra outra válvula 2000 para utilização com um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da presente descrição. A válvula 2000 está acoplada a uma porção de uma linha de fluido de entrada 2001 e uma porção de uma linha de fluido de saída 2002. Uma seção de tubo flexível 2003 está acoplada entre a porção de uma linha de fluido de entrada 2001 e uma porção de uma linha de
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164/190 fluido de saída 2002 dentro de um cilindro rígido 2004. Uma bomba de fluido 2005 está acoplada no cilindro rígido 2004 para bombear o fluido para dentro e para fora do cilindro rígido 2004. O cilindro rígido 2004 pode incluir um fluido disposto no mesmo, por exemplo, um líquido.
[00597] Um atuador 2007 controla um êmbolo 2008 da bomba 2005 para utilizar o fluido dentro do cilindro rígido 2004 para comprimir a seção de tubo flexível 2003 para controlar o fluxo de fluido entre a porção de uma linha de fluido de entrada 2001 e uma porção de uma linha de fluido de saída 2002. O atuador 2007 pode ser controlado por um processador (por exemplo, o processador 15 da Figura 1). Colapsando a seção de tubo flexível 2003, fluxo de fluido que flui dentro da seção de tubo flexível 2003 pode ser controlado pela atuação do atuador 2007.
[00598] As Figuras 85A-85C mostram outra válvula 8500 para utilização com um medidor de fluxo de acordo com uma modalidade da presente descrição. Esta modalidade utiliza um êmbolo 8512 e um enchimento substancialmente incompressível 8621 (o enchimento foi deixado fora das Figuras 85A-85C para clareza e está mostrado na Figura 86) para deformar um tubo flexível dentro do qual um fluxo está sendo controlado. O tubo flexível pode ser um tubo IV e pode ser disposto através de furos 8518 (ver Figura 85B) sobre a primeira porção de concha 8504 e/ou a segunda porção de concha 8502. O enchimento substancialmente incompressível 8621 (ver Figura 86) está contido dentro de um revestimento rígido que compreende uma primeira porção de concha 8504 e uma segunda porção de concha 8502. A primeira porção de concha 8504 e a segunda porção de concha 8502 estão conectadas por uma articulação 8505 que permite um usuário abrir o revestimento para inserir e remover um tubo flexível dentro do qual o fluxo de fluido está sendo controlado através do mesmo pela válvula 8500. O êmbolo 8512 acopla o enchimento substancialmente incompressível 8621 através de um furo 8511 em uma primeira porção de
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165/190 concha 8504, finalmente deformando o tubo.
[00599] A primeira porção de concha 8504 e a segunda porção de concha 8502 são presas em uma posição fechada por um trinco (8503, 8506) uma vez que o tubo flexível está posicionado dentro do alojamento. O trinco compreende a componente macho 8503 sobre a segunda porção de concha 8502 e um componente fêmea 8506 sobre a primeira porção de concha 8504. O componente macho 8503 estende para fora da segunda porção de concha 8502 no lado oposto da articulação como múltiplos dedos. O componente fêmea 8506 é uma alavanca com uma extremidade de entrada 8506a e uma extremidade de saída 8506b. The trinco prende a concha 8502, 8504 fechada posicionando a extremidade de saída 8506b do componente fêmea 8506 sobre o componente macho 8503, e girando o componente fêmea 8506 por sobre o topo da segunda porção de concha 8502 como apresentado na Figura 85B. Os membros de conexão 8501 conectam a porção fêmea 8506 a uma primeira porção de concha 8504 de modo que quando o componente fêmea do trinco é girado fechado, a extremidade de saída 8506b da borda arredondada do componente fêmea 8506 (isto é, a extremidade de saída 8506b é uma borda arredondada) comprime contra o componente macho 8503 do trinco 8503, 8506. Esta característica cria uma força sobre o componente macho 8503 quando a porção fêmea 8506 é girada, o que espreme a primeira porção de concha 8504 e a segunda porção de concha 8502 juntas.
[00600] O êmbolo 8512 é guiado para dentro da primeira porção de concha 8504 por uma guia 8508 presa na primeira porção de concha 8504 e é acionado por um atuador linear 8510. A guia 8510 alinha o êmbolo 8512 com o furo 8511 na primeira porção de concha 8504. O atuador 8510 está preso na guia 8508 em uma extremidade da guia 8508 que está oposta à extremidade da guia 8508 presa na primeira porção de concha 8504.
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166/190 [00601] A Figura 85C mostra uma porção da válvula 8500 com partes removidas para clareza. Como mostrado na Figura 85C, o êmbolo 8512 está conectado no eixo de saída 8520 no atuador 8510 o qual aciona o êmbolo 8512 para dentro e para fora da primeira porção de concha 8504. Molas 8516 estão colocadas entre os braços de estabilização de êmbolo 8514 e o atuador 8510 para forçar o êmbolo 8512 afastando do atuador 8510. As molas 8516 ajudam a contra atuar a força colocada sobre o êmbolo pelo enchimento 8621 (ver Figura 86) permitindo um atuador 8510 que exerce menos força de pico.
[00602] Em algumas modalidades da presente descrição, a cabeça de êmbolo 8512a tem uma menor área do que a seção transversal longitudinal do tubo dentro do alojamento de válvula 8502, 8504. A menor cabeça 8512a resulta em uma menor mudança em pressão quando comparado com um deslocamento similar com uma maior cabeça. Em algumas modalidades, isto pode permitir mudanças mais precisas em deformação de tubo pelo atuador 8510.
[00603] A primeira porção de concha 8504 e a segunda porção de concha 8502 têm recortes semicirculares nos lados adjacentes ao lado articulado para criar os para criar os furos 8518 (ver Figura 85B). Os recortes estão posicionados para alinhar quando o revestimento está na posição fechada, criando o furo 8518. O furo 8518 permite que um tubo flexível (tal como um tubo IV de PVC) atravesse o revestimento rígido 8502, 8504 fechado sem ser deformado.
[00604] A Figura 86 mostra um vista em seção transversal do alojamento de válvula com o enchimento substancialmente incompressível 8621 contido neste. O enchimento substancialmente incompressível 862 está contido na primeira e segunda porções de concha 8502, 8504. A primeira camada 8628 e a segunda camada 8626 ficam dentro da primeira porção de concha 8504, enquanto que a terceira camada 8624 e a quarta camada 8622 ficam dentro da segunda porção de
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167/190 concha 8502. A segunda camada 8626 e a terceira camada 8624 ficam no meio quando o revestimento está fechado e formam um conduto 8618, dentro do qual o tubo está colocado, para ajudar na consistente deformação do tubo. O conduto 8618 conecta os furos 8618 definidos pelas porções de concha fechadas 8502, 8504.
[00605] Os materiais utilizados para fazer alguns tubos flexíveis podem ser susceptíveis ao enrugamento, o que afeta a capacidade do tubo de retornar para a sua forma original após múltiplas deformações. A segunda camada 8626 e a terceira camada 8624 são mais rígidas do que a primeira camada 8628 e a quarta camada 8622 de modo a consistentemente reformar de volta o tubo quando o enrugamento começa a afetar a forma do tubo. A segunda camada 8626 e a terceira camada 8624 mais rígidas são menos afetadas pelo enrugamento do que o tubo e reformarão de volta para a sua forma original após muitas deformações. Portanto, quando o enchimento 8621 está tentando reformar a forma original do conduto 8618, este reformará o tubo dentro do conduto.
[00606] Também, em algumas modalidades, o tubo tem uma tendência de aderir a si mesmo quando deformado a um ponto onde as superfície internas do tubo contactam uma à outra. Isto torna difícil controlar taxas de gotejamento muito baixas quando o tubo está quase completamente fechado. As camadas rígidas que circundam o tubo 8624, 8626 aplicam forças suficientes para superar as forças de aderência, o que por meio disto resulta no tubo abrindo uniformemente.
[00607] A primeira camada 8528 e a quarta camada 8522 preenche o espaço entre a segunda camada 8526 e a terceira camada 8524, e as porções de concha 8502, 8504. A segunda camada 8526 e a terceira camada 8524 são mais maciais de modo a dispersar a força do êmbolo 8512 uniformemente através de toda a seção do tubo dentro das porções de concha 8602, 8504. Ao invés de transladar a força direta
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168/190 mente para a área do tubo imediatamente acima do êmbolo 8512, o êmbolo 8512 aumenta a pressão nas porções de concha 8602, 8504. Isto causa uma deformação substancialmente uniforme da seção contida do tubo. Uma deformação uniforme é vantajosa porque as forças de atrito entre o líquido e o tubo ajudam com a pressão de taxa de fluxo da válvula. Uma seção deformada mais longa imprime mais força de atrito sobre o líquido que flui através, diminuindo a sua taxa de fluxo. Estendendo a seção do tubo sendo valvulada permite uma taxa de fluxo baixa com um diâmetro de lúmen maior, mais controlável.
[00608] As camadas macias 8622, 8628 de preferência têm uma dureza shore OO de aproximadamente 20 a aproximadamente 25. As camadas duras de preferência têm uma dureza shore A de aproximadamente 15. Em algumas modalidades, os materiais preferidos para o enchimento incluem silicone, uretano, viton, ou nitrila.
[00609] As Figuras 87A-87D mostram um aparelho de controle de fluxo 8700 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O aparelho de controle de fluxo 8700 inclui um revestimento de aparelho 8702 o qual contém uma válvula 8732 e um corte de segurança 8734 (ver Figura 87B). Como está facilmente visto na Figura 87B, o revestimento 8702 inclui uma porta 8702b e um corpo 8702a. Um estojo de câmara de gotejamento 8714 que tem um componente de topo 8714a e um componente de fundo 8714b está preso no corpo 8702a e está configurado para orientar a câmara de gotejamento verticalmente. Um laser 8708 e um dispositivo de difração 8716 estão presos no corpo 8702a do revestimento 8702 e estão alinhados para difratar a luz de laser de modo que esta crie um padrão sobre a câmara de gotejamento carregada dentro do estojo de câmara de gotejamento 8714 (câmara de gotejamento não mostrada na Figura 87). Um sensor de imagem 8710, que tem a câmara de gotejamento e os padrões de difração no seu campo de visão, está também preso no revestimento de aparelho
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8702.
[00610] Em algumas modalidades, o feixe de laser é primeiro dividido por um divisor de feixe em um primeiro e segundo feixes de modo que o primeiro feixe seja direcionado para um dispositivo de difração superior 8716a e o segundo feixe seja direcionado para um dispositivo de difração inferior 8716b. O divisor de feixe pode fazer parte da lente de saída de feixe de laser.
[00611] O dispositivo de difração superior 8716a direciona o seu padrão para uma seção superior da câmara de gotejamento e o dispositivo de difração inferior 8716b direciona o seu padrão para uma seção inferior da câmara de gotejamento. Os dispositivos de difração 8716a, 8716b podem utilizar, em algumas modalidades, filmes de ótica binária para redirecionar e reformar os feixes de laser em padrões. O filme superior do dispositivo de difração superior 8716a converte o feixe em uma rede de pontos, ou em algumas modalidades, um único ponto. Isto cria o contraste para o sensor de imagem 8710 rastrear o crescimento da gota que desenvolve no topo da câmara de gotejamento. O filme inferior do dispositivo de difração inferior 8716b converte o feixe em um padrão de tiras horizontais. As tiras criam o contraste para o sensor de imagem 8710 determinar se o fluido está em fluxo ao invés de gotejando.
[00612] Como está facilmente visto na Figura 87B, esta modalidade tem um braço de fechamento de válvula 8720 conectado na porta 8702b do revestimento 8702 e na extremidade de entrada 8722a do componente de trinco fêmea 8722. Quando a porta 8702b está aberta, o braço de fechamento 8720 puxa sobre a extremidade de entrada 8722a do componente de trinco fêmea 8722 fazendo com que este gire para cima e afastando da válvula 8732. Isto libera a pressão colocada sobre a válvula 8732 da extremidade de saída 8722b do componente de trinco fêmea 8722. Uma vez que o componente de trinco fê
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170/190 mea 8722 desacopla o componente de trinco macho 8728, o braço de fechamento 8720 puxa abertas as conchas de revestimento de válvula 8732a, 8732b puxando o componente de trinco fêmea 8722 afastando da válvula 8732. Quando a porta 8702b está completamente aberta, as conchas 8732a, 8732b estão abertas distantes o suficiente para um operador remover ou inserir um tubo que está sendo valvulado na válvula 8732 (a posição aberta está mostrada na Figura 87B). Uma vez que um tubo é colocado dentro da válvula 8732, um operador fecha a porta 8702b. Fechar a porta 8702b faz com que o braço de fechamento 8720 acople o componente de trinco fêmea 8722 de modo que a extremidade de saída 8722b do componente de trinco fêmea 8722 coincide com o componente de trinco macho 8728 por meio de que uma atuação adicional gira o componente de trinco fêmea 8722 para uma posição presa (similar à posição da válvula 8500 mostrada na Figura 85B). O braço de fechamento 8720 adiciona eficiência ao processo de ajustagem do aparelho 8700 e aperfeiçoa a segurança assegurando que a válvula 8732 está seguramente fechada quando a porta 8702b está fechada.
[00613] O operador deposita o tubo através do corte de segurança 8734 (a mecânica física do corte de segurança está descrita com relação à Figura 69) juntamente com a válvula 8732 quando ajustando o aparelho 8700 (referir à Figura 87C). O corte de segurança 8734 utiliza braços de oclusão acionados por mola 8739a, 8739b para comprimir o tubo dentro de um batente 8741 quando disparado. Um solenoide aplica a força para disparar o mecanismo e liberar os braços de oclusão 8739a, 8739b. Uma vez que os braços de oclusão 8739a, 8739b são liberados, estes substancialmente cortam o luxo através do tubo, e finalmente para o paciente, comprimindo o tubo contra o batente 8741. O corte de segurança 8734 é disparado por um processador o qual utiliza um sensor de segurança para detectar eventos não planejados.
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Os eventos não planejados podem incluir perda de energia, o aparelho 8700 caindo, o fluido em fluxo através da câmara de gotejamento, ou a taxa de fluxo não apropriadamente correlacionando com a posição da válvula 8732. O último destes exemplos pode resolver uma situação onde o tubo está dobrado em algum ponto entre o aparelho e o paciente.
[00614] Um braço de reinicialização de corte de segurança 8735 pode estar preso na porta 8702b e está configurado para reinicializar a válvula de corte de segurança 8734 para a posição de fluxo livre abrindo a porta 8702b do revestimento 8702. A válvula de corte de segurança 8734 utilizada nesta modalidade é similar à válvula descrita na Figura 69. No entanto, na Figura 87, o braço de oclusão 711 na Figura 69 é estendido além do parafuso 714 da Figura 69 criando uma aba que projeta para fora do fundo. A válvula de corte de segurança 8734 da Figura 87B inclui esta aba 8740 como mostrado na Figura 87C.
[00615] Referindo à Figura 87C, o braço de reinicialização 8735 inclui três membros 8736, 8738, 8742. Um primeiro membro 8736 do braço de reinicialização 8735 está preso na porta 8702b e a um segundo membro 8738 do braço de reinicialização 8735. O segundo membro 8738 do braço de reinicialização 8735 está preso a um terceiro membro 8742 do braço de reinicialização 8735. Abrindo a porta 8702b atua o primeiro membro 8736, o qual por sua vez atua o segundo membro 8738 e o terceiro membro 8742. O terceiro membro 8742 tem uma projeção configurada para acoplar a aba 8740 e forçá-la de volta para a posição paralela de não acoplamento (como mostrado na Figura 69D) quando este acopla a aba 8740. Em modalidades adicionais, a reinicialização do corte de segurança 8734 pode ser executada com menos ou mais membros se desejado.
[00616] A Figura 87D mostra uma modalidade da presente descri
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172/190 ção projetada para parar o fluxo de fluido através do tubo valvulado quando a porta 8702b está em uma posição aberta. Uma aba de compressão 8744 pode ser utilizada para substancialmente cortar o fluxo através do tubo que está sendo valvulado quando a porta de revestimento de aparelho 8702b está aberta. Quando instalando um tubo, um operador insere o tubo na fenda 8745 entre a aba de compressão 8744 e o corpo de revestimento 8702a. Quando a porta está aberta, a força total da aba de compressão 8744 é exercida por sobre o tubo, substancialmente cortando o fluxo deformando o tubo. Quando a porta 8704b está fechada, uma cunha 8746 presa na porta 8702b é forçada para dentro da fenda 8745 e força a aba de compressão 8744 aberta. Forçar aberta a aba 8744 permite que o tubo reabra permitindo o fluxo de fluido. Esta característica é utilizada como um mecanismo de segurança para ter certeza que nenhum líquido da câmara de gotejamento seja administrado para o paciente quando uma operador está ajustando o aparelho.
[00617] Atuar a válvula 8732 causa mudanças de pressão menores no revestimento de aparelho 8702. Uma rede de furos 8748 pode ser definida no corpo de revestimento de aparelho 8702a. Estes furos permitem que a pressão dentro do revestimento equalize com a pressão fora do revestimento 8702, o que pode aumentar a precisão em algumas modalidades.
[00618] Referindo novamente à Figura 87A, em algumas modalidades da presente descrição, uma luz de status 8718 pode ser utilizada para visualmente exibir o status do aparelho de controle de fluxo 8700. A luz 8718 está presa no aparelho de controle de fluxo 8700 em uma localização que pode prontamente ser vista por uma pessoa próxima. Em algumas modalidades, a luz de status 8718 emitirá uma primeira cor quando o fluido está fluindo e uma segunda cor quando o fluxo parou. Em outras modalidades, a luz de status 8718 emitirá uma primeira
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173/190 cor quando o aparelho de controle de fluxo 8700 está operando apropriadamente, uma segunda cor quando o aparelho de controle de fluxo 8700 detectou um problema, e uma terceira cor quando o aparelho de controle de fluxo 8700 está pausado. A luz de status 8718 pode também estar configurada para piscar cada vez que uma gota cai dentro da câmara de gotejamento. Esta característica permite um operador ver a taxa de gotejamento de uma distância onde não seria possível ler o display 8704.
[00619] Certa modalidade da presente descrição pode utilizar uma bateria como uma fonte de energia. Outras modalidades pode utilizar uma combinação de uma bateria e um adaptador de parede AC, ou apenas um adaptador de parede AC.
[00620] Em outra modalidade da presente descrição, o aparelho 8700 inclui botões de entrada 8706 e um display 8704. Os botões de entrada 8706 podem ser utilizados para controlar o fluxo de líquido através da câmara de gotejamento. Isto permite um operador ajustar a taxa de fluxo inicialmente e ajustar a taxa de fluxo quando desejado. Em outras modalidades, os botões de entrada 8706 podem estar configurado para ajustar qualquer parâmetros ajustável do aparelho 8700. Os botões de entrada 8706 podem ser acesos em diferentes cores para ajudar um usuário. Por exemplo, um botão de entrada verde dos botões de entrada 8706 pode ser utilizado para aumentar ou diminuir a taxa de fluxo, um botão amarelo dos botões de entrada 8706 pode ser utilizado para pausar o fluxo, e um botão vermelho dos botões de entrada 8706 pode ser utilizado para parar o fluxo de fluido. O display 8704 pode exibir informações de infusão que incluem a taxa de fluxo corrente e a taxa de fluxo ajustada, para informar um operador. O display 8704 pode também exibir informações referentes ao paciente, ao dispositivo, ou ao fluido que está sendo fornecido pelo dispositivo. Por exemplo, o status das baterias, quaisquer alarmes, ou a sequência de
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174/190 identificação do paciente.
[00621] Um processador pode também estar em comunicação com uma luz de status 8718. O processador pode informar à luz de status 8718 para emitir uma primeira cor quando o fluido está fluindo e uma segunda cor quando o fluxo parou. A luz de status 8718 pode também emitir uma primeira luz de cor quando a bomba está operacional e uma segunda luz de cor quando um problema foi detectado. e A primeira cor provavelmente será verde e a segunda cor provavelmente será vermelha.
[00622] Certas modalidades podem utilizar um dispositivo de saída de áudio para comunicar com um operador. Por exemplo, este dispositivo pode sinalizar um erro, atualizar um operador sobre o status da bomba, ou guiar um operador através de uma configuração do aparelho de controle de fluxo 8700.
[00623] Referindo agora à Figuras 88A-88E: a Figura 88A mostra uma vista em perspectiva de um aparelho de fluxo de fluido 8800 utilizado para controlar o fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento 8820 conectada a um tubo 8821, em que o aparelho 8800 tem a porta de revestimento 8809b aberta; a Figura 88B mostra uma vista em perspectiva de somente a válvula 8801 da Figura 88A; a Figura 88C mostra peças internas da válvula 8801 da Figura 88B; a Figura 88D mostra um diagrama simplificado que ilustra a operação do mecanismo de corte de válvula em uma posição de porta 8809b fechada; e a Figura 88E mostra um diagrama simplificado para ilustrar o mecanismo de corte de válvula na posição de porta 8809b aberta de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[00624] O aparelho de controle de fluxo 8800 impede fluxo através de um tubo 8821 dentro da válvula 8801 quando a porta de revestimento 8809b está aberta. A porta de revestimento 8809b está acoplada articulada no corpo de revestimento 8809a. Nesta modalidade, o
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175/190 atuador 8802 e êmbolo 8816 preso (ver Figura 88c) estão conectados na válvula 8801 por molas de 8806 (ver Figura 88B) que forçam o êmbolo 8816 para dentro do enchimento disposto dentro do alojamento de válvula 8801. O êmbolo 8816 está preso no atuador 8802 por um eixo de acionamento roscado 8812, e, em algumas modalidades, é capaz de livremente girar sobre o eixo de acionamento 8812. Isto permite que o êmbolo 8816 mantenha uma orientação constante enquanto o eixo de acionamento 8812 gira. Uma meia porca 8811 sobre a extremidade do membro de acoplamento 8810 está operativamente conectada no aparelho de fluxo de fluido 8800 de modo que a meia porca 8811 tem a capacidade acoplar e desacoplar o eixo de acionamento roscado 8812 com as roscas da meia porca roscada 8811.
[00625] Quando o porta de revestimento de aparelho 8809b (ver Figura 88A) está fechada, a meia porca 8811 (ver Figura 88C) está acoplada com o eixo de acionamento 8812 para permitir que o atuador 8802 controle a posição do êmbolo 8816 girando o eixo de acionamento roscado 8812. Abrindo a porta de revestimento de aparelho 8809b (ver Figura 88A) desacopla a meia porca 8811 (ver Figuras 88B-88C) do eixo de acionamento 8812 (atuando a meia porca 8811 afastando do eixo de acionamento), deixando somente as molas de corte 8806 para controlar a posição do êmbolo 8816. As molas de corte 8806 acionam o êmbolo 8816 para dentro do enchimento com uma força suficiente para substancialmente cortar o fluxo de fluido através do tubo 9921 acoplado na câmara de gotejamento 8820 (também ver Figura 88A). Este mecanismo pode servir ao mesmo propósito que a aba de compressão descrita na Figura 87.
[00626] As Figuras 88D-88E ilustram o mecanismo que acopla e desacopla a meia porca 8811 com o eixo de acionamento roscado 8812. Um membro de acoplamento 8810 tem uma meia porca 8811 em uma extremidade e conectada articulada a um membro de articula
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176/190 ção 8803 na outra extremidade. O membro de articulação 8803 está ancorado por uma articulação 8818 (acoplada no corpo de revestimento 8809a) e está posicionado para ser acoplado por um componente de tensionamento 8805 conectado na porta de revestimento 8809b. O componente de tensionamento 8805 está acoplado na porta 8809b (mostrado na Figura 88A).
[00627] A Figura 88D mostra a posição do mecanismo quando a porta de revestimento 8809b está fechada. Nesta posição, o componente de tensionamento 8805 não está acoplado com o membro de articulação 8803, deixando somente a força da mola 8814 influenciar a posição dos membros de articulação 8803 e de acoplamento 8810 conectados. A mola 8814 tensiona o membro de articulação 8803 para girar na direção anti-horária, com relação à vista na Figura 88D. A força rotacional translada para uma força que empurra sobre o membro de acoplamento 8810 para dentro do eixo de acionamento roscado 8812 devido à articulação 8818.
[00628] A Figura 88E mostra a posição do mecanismo quando a porta de revestimento 8809b está aberta. Abrindo a porta 8809b faz com que o componente de tensionamento 8805 gire e acople o membro de articulação 8803. Isto contra atua a força da mola 8814 e gira o membro de articulação 8803 no sentido horário, com relação à vista da Figura 88E. A rotação horária do membro de articulação 8810 desacopla o membro de acoplamento 8803 do eixo de acionamento roscado 8812.
[00629] A Figura 89 mostra um método para controlar o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição. O método inclui um Ato de instalação 8902. Durante o ato de instalação 8902 um tubo flexível em comunicação de fluido com uma câmara de gotejamento é substancialmente deformado enquanto sendo instalado em um aparelho de controle de
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177/190 fluxo de fluido por um operador. No ato de reformatação 8904, o tubo é reformado para substancialmente o seu tamanho inicial uma vez que o processo de instalação está completo. No ato de formar imagem 8906, imagens são capturadas da câmara de gotejamento em comunicação de fluido com o tubo. No ato de estimar 8908, as imagens do ato anterior são utilizadas para estimar a taxa de fluxo através da câmara de gotejamento. No ato de comunicar 8910, a taxa de fluxo estimada é comunicada para um cliente de monitoramento de fluido. No ato de receber 8912, uma taxa de fluxo desejada é recebida de um usuário. O usuário pode ser um cliente de monitoramento de fluido ou um operador de dispositivo. No ato de comparar 8914, a taxa de fluxo estimada é comparada com a taxa de fluxo desejada e uma diferença produzida. No ato de determinar 8916, a magnitude e a direção de atuação de válvula para conseguir a taxa de fluxo desejada são determinadas utilizando a diferença do ato anterior.
[00630] Referindo agora à Figura 89B, no ato de atuar 8918, a válvula é atuada de acordo com a magnitude e a direção determinadas para conseguir a taxa de fluxo desejada. A atuação de válvula pode ser conseguida aumentando a pressão ao redor de uma seção definida do tubo a qual deforma o tubo e modifica a forma do lúmen dentro do tubo. Um ajuste de pressão pode ser conseguido dispondo um alojamento rígido ao redor de uma seção definida do tubo e acoplando um êmbolo com um material de enchimento substancialmente incompressível contido dentro do alojamento. O material de enchimento translada o êmbolo em acoplamento para pressionar dentro do alojamento por meio disto deformando o tubo.
[00631] No ato de iluminar 8920, uma luz é emitida para indicar o status do aparelho que executa este método. Uma primeira cor de luz pode ser emitida para indicar que o fluido está fluindo e uma segunda luz pode ser emitida para indicar que o fluxo parou. Uma primeira cor
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178/190 de luz pode ser utilizada para indicar que o aparelho está funcionando apropriadamente e uma segunda luz pode ser utilizada para indicar que um problema foi detectado.
[00632] No ato de monitorar 8922, o método monitora eventos não planejados. Os eventos não planejados podem ser perda de energia ou um aparelho que executa este método caindo. No ato de cortar 8924, o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento é parado quando um evento não planejado é detectado pelo ato de monitorar. No ato de remover 8926, o tubo é deformado para substancialmente reduzir o seu tamanho de lúmen enquanto este está sendo removido de um aparelho que executa este método.
[00633] Como mostrado na Figura 90, um sistema 9000 está mostrado. O sistema 9000 pode ser utilizado com o aparelho de controle de fluxo 8700 das Figuras 81A-87D ou o aparelho de controle de fluxo 8800 das Figuras 87A-87D. O sistema 9000 inclui um processador 9002 em comunicação com o sensor de imagem 9006 e o atuador de válvula 9004. O processador 9002 recebe os dados de imagem do sensor de imagem 9006. Uma vez que o processador 9002 recebeu os dados de imagem do sensor de imagem 9006, o processador utiliza os dados para estimar uma taxa de fluxo. O processador 9002 então compara a taxa de fluxo estimada com uma taxa de fluxo desejada, e produz uma diferente entre os dois valores. O processador 9002 ajusta o atuador de válvula 9004 com base no valor para conseguir a taxa de fluxo desejada.
[00634] O processador 9002 pode também estar em comunicação com um sensor de segurança 9008 e corte de segurança 9010. Nesta modalidade, o processador 9002 recebe dados do sensor de segurança 9008 e determina quando o fluxo de fluido deve ser parado com base em critérios predeterminados (tal como perda de energia, fluxo, ou mau funcionamento de dispositivo). Uma vez que o processador de
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179/190 termina que o fluxo de fluido deve ser parado, este dispara o corte de segurança 9010.
[00635] O processador 9002 pode também estar em comunicação com os botões de entrada 9012. O processador 9002 recebe dados dos botões de entrada 9012 e utiliza estes dados para controlar o atuador de válvula 9004 ou disparar o corte de segurança 9010. Por exemplo, quando o operador pressiona o botão de aumentar fluxo 9012 o processador 9002 recebe um sinal do botão 9012 e ajusta o atuador de válvula 9004 consequentemente, ou quando o operador pressiona o botão de parar 9012 o processador 9002 recebe um sinal e direciona o corte de segurança 9010 para disparar. O processador 9002 pode também enviar dados para os botões de entrada 9012, tal como dados relativos a qual cor o botão deve acender.
[00636] O processador 9002 pode também estar em comunicação com o display 9014. O processador 9002 recebe dados dos vários componentes do aparelho tal como o atuador de válvula 9004, o sensor de segurança 9008, o sensor de imagem 9006, ou os botões de entrada 9012 e então emite os dados em forma legível por humano no display 9014. Por exemplo, o processador 9002 recebe dados do sensor de imagem 9006, estima uma taxa de fluxo, e exibe a taxa de fluxo estimada no display 9014.
[00637] O processador 9002 pode também estar em comunicação com a luz de status 9018. O processador 9002 recebe os dados dos vários componentes do aparelho tal como o atuador de válvula 9004, o sensor de segurança 9008, o sensor de imagem 9006, ou os botões de entrada 9012, cria um sinal para enviar para a luz de status 9018 com base nos dados e emite o sinal para luz de status 9018. Exemplos incluem, piscar a luz 9018 cada vez que uma gota cai dentro da câmara de gotejamento, ligar a luz 9018 verde quando a bomba está operacional, ligar a luz 9018 amarela quando a bomba está pausada, ou li
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180/190 gar a luz 9018 vermelha quando a bomba não está operando corretamente.
[00638] O processador 9002 pode também estar em comunicação com um suprimento de energia ou bateria 9016. O processador 9002 recebe dados do suprimento de energia ou bateria 9016 referente à saída de energia. Por exemplo, recebendo a voltagem da bateria 9016 para estimar quanta carga esta tem. O processador 9002 pode também enviar dados para suprimento de energia 9016 para ajustar a sua saída de energia.
[00639] A Figura 91 mostra um aparelho 9100 configurado para controlar o fluxo de fluido através de uma câmara de gotejamento conectada com um tubo e comunicar um interrogador de RFID de acordo com uma modalidade da presente descrição. O aparelho 9100 pode transmitir dados para e de um interrogador de identificação de frequência de rádio (RFID) comercialmente disponível sem a utilização de uma etiqueta de RFID dedicada.
[00640] Como mostrado na Figura 91, uma primeira estrutura metálica 9102 está acoplada a uma segunda estrutura metálica 9104. De preferência, a primeira estrutura metálica 9102 e a segunda estrutura metálica 9104 são componentes pré-existentes do conjunto. Por exemplo, a primeira estrutura metálica 9102 poderia ser uma primeira concha 9106 e a segunda estrutura metálica 9104 poderia ser uma segunda concha. Alternativamente, a primeira estrutura metálica 9102 poderia ser uma primeira geometria metálica 9110, tal como um alojamento metálico de um solenoide, e a segunda estrutura metálica 9104 poderia ser uma segunda geometria metálica 9112, tal como um plano de terra de uma placa de circuito PCB. Apesar de ser preferível que a primeira estrutura metálica 9102 e a segunda estrutura metálica 9104 sejam componentes pré-existentes do conjunto, em algumas modalidades específicas, estas estruturas poderiam ser adicionais ao conjun
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181/190 to somente para esta utilização.
[00641] Pelo menos uma estrutura de casamento de impedância 9116, tal como um indutor ou capacitor, pode ser acoplada com a primeira estrutura metálica 9102 e a segunda estrutura metálica 9104 para casar a impedância do aparelho com a frequência de interrogador. Em algumas modalidades, mais do que uma estrutura de casamento de impedância 9116 pode ser utilizada em combinação, tal como uma combinação de um indutor e um capacitor (por exemplo, em uma configuração paralela ou em série, para formar um circuito de tanque).
[00642] Pelo menos para o propósito de continuidade de terra, um filtro de passagem baixa 9114 está de preferência acoplado com a primeira estrutura metálica 9102 e a segunda estrutura metálica 9104. O filtro de passagem baixa 9114 de preferência tem uma frequência de corte suficientemente abaixo da frequência (aproximadamente 900 MHz) de um interrogador RFID 9122 comercialmente disponível.
[00643] O aparelho 9100 opera executando pelo menos duas funções. Em uma primeira função, o aparelho 9100 é casado por impedância na frequência de interrogador utilizado a pelo menos uma estrutura de casamento de impedância 9116, limitando ou essencialmente proibindo a reflexão da frequência de interrogador. Em uma segunda função, as estruturas metálicas 9102, 9104 são colocadas em curto juntas utilizando um mecanismo de curto 9118, tal como um transistor ou comutador. O curto pode ser controlado por um microprocessador 9120. Este curto momentaneamente elimina o casamento de impedância e causa uma mudança em reflexão. A transição da primeira função para a segunda função causa um deslocamento no coeficiente de reflexão da primeira estrutura metálica 9102 e segunda estrutura metálica 9104 acopladas. Colocando em curto as estruturas metálicas 9102, 9104 juntas como desejado, os dados podem ser transmitidos
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182/190 para um interrogador RFID 9122 comercialmente disponível, codificados na reflexão gama resultante.
[00644] Em algumas modalidades, uma obstrução (por exemplo, condensação ou gotículas devido a respingos) podem tornar obter uma imagem precisa de uma câmara de gotejamento por um sensor de imagem (por exemplo, a câmara de gotejamento 4 e o sensor de imagem 11 da Figura 1) difícil. A Figura 92 é uma imagem de tal câmara de gotejamento 9200 obstruída. A câmara de gotejamento 9202 inclui uma gota de fluido 9204 e uma obstrução 9206. A obstrução 9206 pode incluir gotículas de fluido de condensação ou respingos em algumas modalidades. A Figura 93 mostra um fluxograma de um método 9300 para obter uma imagem de uma câmara de gotejamento de acordo com uma modalidade da presente descrição. O método 9300 inclui os atos 9302, 9304, 9306, e 9308. O método 9300 pode ser implementado pelo processador 15 da Figura 1 e pode ser implementado com um método implementado por processador, como um conjunto de instruções configurado para execução por um ou mais processadores, em hardware, em software, similares, ou alguma sua combinação.
[00645] O ato 9302 do método 9300 inclui capturar uma imagem de uma câmara de gotejamento. O ato 9304 do método 9300 inclui determinar que a imagem da câmara de gotejamento inclui uma obstrução visual. A obstrução visual pode ser similar à obstrução visual mostrado na Figura 92 em algumas modalidades. O ato 9306 do método 9300 inclui aplicar uma função de turvamento na imagem capturada do ato 9302 quando de uma determinação que a imagem capturada do ato 9302 contém uma obstrução visual. A função de turvamento pode ser qualquer função que diminua a quantidade ou elimine uma quantidade de detalhes na imagem capturada do ato 9302. Em algumas modalidades, a função de turvamento pode ser aplicada sem consideração de uma determinação que a imagem capturada do ato 9302 con
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183/190 tém uma obstrução visual, isto é, a função de turvamento é sempre aplicada na imagem capturada do ato 9302.
[00646] Em algumas modalidades, a função de turvamento do ato 9306 pode incluir aplicar um filtro de passagem baixa na imagem capturada do ato 9302. O filtro de passagem baixa ou outra função de turvamento pode ser aplicado ou em uma direção horizontal (por exemplo, uma direção X em coordenadas Cartesianas) da imagem capturada do ato 9302, ou uma direção vertical (por exemplo, uma direção Y em coordenadas Cartesianas) da imagem capturada do ato 9302. Em algumas modalidades, o filtro de passagem baixa ou função de turvamento pode ser aplicado tanto na direção horizontal quanto vertical (por exemplo, em ambas as direções X e Y em coordenadas Cartesianas) da imagem capturada do ato 9302.
[00647] Em algumas modalidades, a função de turvamento do ato 9306 pode incluir aplicar uma função de Turvamento Gaussiano na imagem capturada do ato 9302. Se a função de turvamento ou o filtro de passagem baixa for aplicado ou em uma direção vertical ou horizontal, como acima descrito, o filtro de passagem baixa ou função de turvamento pode então incluir uma função de Turvamento Gaussiano unidimensional em algumas modalidades. Se a função de turvamento ou o filtro de passagem baixa for aplicado tanto em uma direção vertical quanto horizontal, como acima descrito, o filtro de passagem baixa ou função de turvamento pode então incluir uma função de Turvamento Gaussiano bidimensional em algumas modalidades.
[00648] Após a função de turvamento ser aplicada, detalhes suficientes devem ser eliminados da imagem capturada de modo que o ato 9308 pode ser executado. O ato 9308 inclui determinar se a imagem capturada do ato 9302 contém uma coincidência com um gabarito. Em algumas modalidades, um processador (por exemplo, o processador 15 da Figura 1) pode utilizar uma função de coincidência de gabarito
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184/190 para determinar se a imagem capturada do ato 9302 contém uma coincidência com o gabarito. Em algumas modalidades, a função de coincidência de gabarito pode ser uma função de coincidência de gabarito OpenCV. O gabarito pode incluir pelo menos uma imagem parcial de uma gota de fluido. Em algumas modalidades, o gabarito pode incluir pelo menos uma imagem parcial da gota de fluido sendo iluminada por trás por uma fonte de iluminação. Em ainda uma modalidade adicional, a fonte de iluminação pode incluir uma rede de LEDs (por exemplo, a rede de LEDs 20 da Figura 1).
[00649] A Figura 94 é uma representação gráfica 9400 de uma modalidade que apresenta uma pluralidade de gotas sucessivamente crescendo dentro de uma câmara de gotejamento até que cada uma cai, como visto por um sensor de imagem (por exemplo, a câmara de gotejamento 4 e o sensor de imagem 11 da Figura 1). O sensor de imagem comunica um sinal de saída para um processador (por exemplo, o processador 15 da Figura 1), o processador configurado para determinar do sinal de saída quando uma gota de fluido caiu dentro da câmara de gotejamento. A curva 9408 para a esquerda do marcador de tempo 9406 representa o sinal de saída do sensor de imagem antes da aplicação de uma função de turvamento (por exemplo, a função de turvamento do ato 9206 da Figura 92). Similarmente, a curva 9410 para a direita do marcador de tempo 9406 representa o sinal de saída do sensor de imagem após a aplicação da função de turvamento. De acordo com a curva 9408 e a curva 9410 da Figura 94, a aplicação da função de turvamento pode reduzir a quantidade de ruído no sinal de saída do sensor de imagem. Esta redução de ruído no sinal de saída permite que o processador mais eficientemente identifique, do sinal de saída do sensor de imagem, quando uma gota de fluido caiu dentro da câmara de gotejamento.
[00650] Em algumas modalidades, o processador está configurado
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185/190 para reconhecer que uma gota caiu dentro da câmara de gotejamento, mas somente se certos eventos correntes e eventos anteriores ocorreram, isto é, o processador executa uma função de histerese. Em uma modalidade, o processador reconhecerá que uma gota caiu dentro da câmara de gotejamento quando a curva cruza um limite de limiar inferior 9404, mas somente se a curva anteriormente cruzou um limite de limiar superior 9402 desde o cruzamento anterior do limite de limiar inferior 9404. Esta função de histerese pode ser utilizada para evitar que o processador erroneamente registre que uma gota caiu devido ao ruído no sinal de saída do sensor de imagem.
[00651] Referindo agora a Figura 95, em algumas modalidades, pode ser desejável basear-se em algum outro meio do que ou em adição a um ruído audível ou indicador visual para conduzir o status de um dispositivo 9500. isto pode ser desejável onde um dispositivo 9500 é utilizado em um ambiente com altos níveis de ruído ambiente e ou alto nível de luz ambiente respectivamente. Isto pode em algumas modalidades, ser economicamente executado utilizando um analisador de assinatura 9502.
[00652] Durante a função normal do dispositivo 9500, emissões de EM serão criadas. Estas emissões são um artefato natural de como as funções digitais são executadas pelo dispositivo 9500. Além disso, funções digitais específicas do dispositivo 9500 produzirão assinaturas de EM em um modo preditivo. Isto é, quando uma função digital é executada pelo dispositivo 9500, uma emissão de EM que corresponde àquela função pode ocorrer. Na Figura 95, o dispositivo 9500 inclui um componente 9504 que pode executar uma função digital. Este componente pode, por exemplo, ser um microprocessador, relógio, etc.
[00653] As assinaturas de EM de funções específicas podem empiricamente determinadas. Um analisador de assinatura 9502 pode monitorar as emissões de EM do dispositivo 9500. Uma assinatura de EM
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186/190 recebida pode ser coincidida com o seu significado empiricamente determinado. Deste modo um analisador de assinatura 9502 pode adivinhas quais funções digitais estão sendo executadas pelo dispositivo 9500 utilizando as emissões de EM do dispositivo 9500.
[00654] Em um exemplo específico, o dispositivo 9500 pode ser um dispositivo de aplicação de medicamento. Um dispositivo de aplicação de medicamento pode gerar um alarme de oclusão durante a operação. A geração deste alarme de oclusão fará com que uma assinatura de EM específica seja emitida do dispositivo de aplicação de medicamento. Um analisador de assinatura 9502 que monitora as emissões do dispositivo de aplicação de medicamento pode receber e analisar esta assinatura de emissão específica e por meio disto determinar que o dispositivo de aplicação de medicamento está emitindo um alarme de oclusão.
[00655] Vários componentes os quais criam emissões de EM podem estar contidos dentro de uma blindagem de EM 9506. Esta blindagem 9506 pode suprimir as emissões do dispositivo 9500 de modo que o dispositivo 9500 não interfira com outros dispositivos (não mostrado) na vizinhança e esteja em conformidade a quaisquer requisitos locais. A blindagem 9506, no entanto, não eliminará totalmente as emissões do dispositivo 9500. Emissões de frequência de amplitude reduzida 9508 os quais satisfazem níveis de conformidade regulatória ainda ocorrerão. Em uma modalidade a qual utiliza um analisador de assinatura 9502 para monitorar a assinatura de EM de um dispositivo 9500, o analisador de assinatura 9502 pode estar adequadamente posicionado fora da blindagem 9506 e pode monitorar estas emissões de frequência de amplitude reduzida 9508. Em tais modalidades, o analisador de assinatura 9502 pode ser um receptor de RF tal como um receptor de banda estreita. Tal receptor é capaz de ser sintonizada para frequências de emissão muito específicas e reduzidas. Além dis
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187/190 so, utilizar um receptor de banda estreita pode ser desejável porque tal receptor é relativamente econômico.
[00656] Em algumas modalidades, um dispositivo de bomba médico pode fazer acompanhamento do número de conjuntos de infusão que o dispositivo de bomba médico administra. O dispositivo de bomba médico pode fazer o acompanhamento dos conjuntos de infusão utilizando um rádio de software, operavelmente conectado no dispositivo de bomba médico. O rádio de software pode incluir um fio enrolado operativamente acoplado com um microchip no dispositivo de bomba médico, de modo que o microchip possa transmitir sinais através do fio enrolado. O rádio de software, em algumas modalidades, pode ser utilizado para transmitir um sinal de comunicação para um dispositivo que está configurado para receber o. O sinal de comunicação pode ser um número de conjuntos de infusão que o dispositivo de bomba médico administrou.
[00657] Ainda, em algumas modalidades, o dispositivo de bomba médico pode comunicar com o dispositivo portátil através de um altofalante no dispositivo portátil configurado para receber um sinal acústico ou de áudio do dispositivo de bomba médico. O sinal de áudio, em algumas modalidades, pode incluir dados digitais que são codificados no sinal de áudio.
[00658] Em algumas modalidades, o dispositivo de bomba médico comunica com um dispositivo portátil utilizando um sensor de movimento no dispositivo portátil. O sensor de movimento pode receber uma entrada de movimento de um gerador de movimento incluído no dispositivo de bomba médico. O gerador de movimento, em algumas modalidades, pode ser um motor de passo, e, ainda, em algumas modalidades, o sensor de movimento pode ser um acelerômetro. O dispositivo portátil pode estar configurado para determinar um número de conjuntos de infusão que o dispositivo de bomba médico administrou
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188/190 do movimento inserido recebido pelo sensor de movimento.
[00659] O dispositivo de bomba médico pode estar configurado para ficar em par com um dispositivo portátil de modo a estabelecer uma comunicação sem fio com o dispositivo portátil. Em algumas modalidades, o dispositivo de bomba médico pode estabelecer uma conexão de Bluetooth com o dispositivo portátil. Em ainda outras modalidades, o dispositivo de bomba médico pode estabelecer um sinal de comunicação sem fio com o dispositivo portátil utilizando sinais de comunicação de campo próximo (NFC).
[00660] Em algumas modalidades, o dispositivo de bomba médico pode comunicar com um dispositivo portátil utilizando uma câmera que está incluída no dispositivo portátil. Mais especificamente, a câmera do dispositivo portátil pode estar configurada para detectar um sinal de modulação visual. Em algumas modalidades, o sinal de modulação visual pode vir de uma luz de domo incluída no dispositivo de bomba médico. O dispositivo portátil pode utilizar o sinal de modulação visual para determinar um número de conjuntos de infusão que foram administrados pelo dispositivo de bomba médico.
[00661] Várias alternativas e modificações podem ser previstas por aqueles versados na técnica sem afastar da descrição. Consequentemente a presente descrição pretende abranger todas tais alternativas, modificações e variâncias. Além disso, apesar de diversas modalidades da presente descrição terem sido mostradas nos desenhos e/ou aqui discutidas, não é pretendido que a descrição seja limitada a estes, e é pretendido que a descrição seja tão ampla em escopo quanto a técnica permitirá e que a especificação seja lida do mesmo modo. Portanto, a descrição acima não deve ser considerada como limitante, mas meramente como exemplificações de modalidades específicas. E, aqueles versados na técnica imaginarão outras modificações dentro do escopo e espirito das reivindicações anexas a esta. Outros elementos,
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189/190 etapas, métodos e técnicas que são insubstancialmente diferentes daqueles acima descritos e/ou nas reivindicações anexas também pretendem estar dentro do escopo da descrição.
[00662] As modalidades mostradas nos desenhos estão apresentadas somente para demonstrar certos exemplos da descrição. E, os desenhos descritos são somente ilustrativos e não limitantes. Nos desenhos para propósitos ilustrativos, o tamanho de alguns dos elementos pode ser exagerado e não desenhado em uma escala específica. Além disso, elementos mostrados nos desenhos que têm os mesmos números podem ser elementos idênticos ou podem ser elementos similares. dependendo do contexto.
[00663] Onde o termo compreendendo é utilizado na presente descrição e reivindicações, este não exclui outros elementos ou etapas. Onde um artigo indefinido ou definido é utilizado quando referido a um substantivo singular, por exemplo, um, uma, ou o, este inclui um plural daquele substantivo a menos que alguma coisa de outro modo seja especificamente declarada. Com isto o termo compreendendo não deve ser interpretado como sendo restrito aos itens listados posteriormente; este não exclui outros elementos ou etapas, e assim o escopo da expressão um dispositivo que compreende os itens A e B não deve ser limitada a dispositivos que consistem somente em componentes A e B. Esta expressão significa que, com relação à presente descrição, os únicos componentes relevantes do dispositivo são A e B.
[00664] Mais ainda, os termos primeiro, segundo, terceiro, e similares, se usados na descrição ou nas reivindicações, são providos para distinguir entre elementos similares e não necessariamente para descrever uma ordem sequencial ou cronológica. Deve ser compreendido que os termos assim utilizados são intercambiáveis sob circunstâncias apropriadas (a menos que claramente descrito de outro modo)
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190/190 e que as modalidades da descrição aqui descritas são capazes de operação em outras sequências e/ou disposições do que estão aqui descritas ou ilustradas.

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Sistema, caracterizado por compreender:
    um acoplador adaptado para acoplar a uma câmara de gotejamento;
    um membro de suporte operativamente acoplado no acoplador;
    um sensor de imagem que tem um campo de visão e operativamente acoplado no membro de suporte, em que o sensor de imagem está posicionado para ver a câmara de gotejamento dentro do campo de visão;
    uma válvula fluidamente acoplada na câmara de gotejamento para regular o fluxo de fluido através da câmara de gotejamento, em que a válvula compreende:
    um alojamento configurado para circundar um tubo fluidamente acoplado na câmara de gotejamento, o alojamento definindo um furo;
    um enchimento disposto dentro do alojamento, o enchimento tendo pelo menos duas camadas de rigidez diferente;
    um êmbolo configurado para acoplar o enchimento dentro do alojamento através do furo para por meio disto operativamente deformar o tubo dentro do alojamento quando acoplando o enchimento; e um atuador operativamente acoplado no êmbolo e configurado para atuar o êmbolo; e pelo menos um processador operativamente acoplado no sensor de imagem e no atuador para operativamente controlar a válvula, em que:
    o pelo menos um processador recebe dados de imagem do sensor de imagem, o pelo menos um processador estima pelo menos um parâmetro de líquido dentro da câmara de gotejamento utilizando os daPetição 870170016724, de 14/03/2017, pág. 198/347
  2. 2/3 dos de imagem, e o pelo menos um processador atua o êmbolo para atingir um parâmetro alvo.
    2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um parâmetro é um de um tipo de formação do líquido, um volume do líquido, e uma forma do líquido.
  3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um processador determina uma existência de uma condição de fluxo utilizando os dados de imagem.
  4. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender um padrão de fundo posicionado dentro do campo de visão do sensor de imagem, em que a câmara de gotejamento está entre o sensor de imagem e o padrão de fundo.
  5. 5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro alvo é uma taxa de fluxo alvo.
  6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro alvo é uma taxa de crescimento de gota alvo.
  7. 7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento da válvula inclui uma primeira e segunda porções de concha.
  8. 8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a válvula ainda compreende uma guia acoplada no atuador e em uma primeira porção de concha, em que a guia está configurado para guiar o êmbolo através do furo da primeira porção de concha.
  9. 9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento inclui uma primeira e segunda porções de concha,
    Petição 870170016724, de 14/03/2017, pág. 199/347
    3/3 a primeira porção de concha está acoplada articulada na segunda porção de concha, a primeira e segunda porções de concha têm uma posição aberta e uma posição fechada, e a primeira porção de concha define uma primeira porção da cavidade e a segunda porção de concha define uma segunda porção da cavidade de modo que a primeira e segunda conchas formam uma cavidade quando na posição fechada.
  10. 10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as pelo menos duas camadas de dureza diferente do enchimento inclui uma primeira, segunda, terceira, e quarta camadas, e a primeira e segunda camadas estão dentro da primeira porção da cavidade e a terceira e quarta camadas estão dentro da segunda porção da cavidade.
  11. 11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a primeira camada está disposta sobre uma superfície interna da primeira porção de concha que define a primeira porção da cavidade e a segunda camada está disposta sobre a primeira camada.
  12. 12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a segunda camada define um canal para guiar o tubo.
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