CH600892A5 - Medical infusion pump container discharge monitor - Google Patents

Medical infusion pump container discharge monitor

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CH600892A5
CH600892A5 CH1216575A CH1216575A CH600892A5 CH 600892 A5 CH600892 A5 CH 600892A5 CH 1216575 A CH1216575 A CH 1216575A CH 1216575 A CH1216575 A CH 1216575A CH 600892 A5 CH600892 A5 CH 600892A5
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CH
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integrator
infusion
dependent
weight loss
integral
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CH1216575A
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German (de)
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Paul Manella
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Medizenco Ag
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01G3/00Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/08Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a leaf spring
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16886Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body for measuring fluid flow rate, i.e. flowmeters
    • A61M5/16895Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body for measuring fluid flow rate, i.e. flowmeters by monitoring weight change, e.g. of infusion container
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Abstract

Medical infusion pump container discharge monitor has weighing unit with strain gauges connected to measuring bridge in monitoring circuit

Description

  

  
 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur   Über-    wachung der abzugebenden Menge einer Infusionslösung aus einer Infusionsflasche mittels einer Infusionspumpe.



   Bei bekannten Vorrichtungen wird die abzugebende Menge von Infusionslösung mittels eines fotoelektrischen Tropfenfühlers der an einer Tropfkammer angeordnet ist, erfasst und in einer elektrischen Einrichtung zu einem Istwertsignal umgewandelt. Durch einen Ist/Sollwertvergleich wird ein Steuersignal erzeugt, welches zur Steuerung einer Infusionspumpe verwendet wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil dass es bedingt durch die Tropfengrösse ungenau ist.



   Zweck der Erfindung ist diesen Nachteil zu beheben.



   Es stellt sich somit die Aufgabe eine Vorrichtung zur Überwachung der abzugebenden Menge einer Infusionslösung aus einer Infusionsflasche mittels einer Infusionspumpe, bei dem die abzugebende Menge der Infusionslösung genau einstellbar ist.



   Diese Aufgabe wird mit der eingangs erwähnten Vorrichtung   eriindungsgemäss    gelöst, durch eine Wiegeeinrichtung zur Bestimmung der Gewichtsabnahme und eine elektrische Einrichtung zur Erzeugung eines zur Gewichtsabnahme proportionalen Signals.



   Es ist von Vorteil, wenn die Wiegeeinrichtung zwei einander gegenüberliegend angeordnete Blattfedern aufweist, die an einem Ende eingespannt sind und am anderen Ende an ein die Infusionsflasche tragendes Tragelement angelenkt sind, und dass je ein Dehnungsmessstreifen an der Ober- und Unterseite der Blattfeder angeordnet ist und wenn die elektrische Einrichtung die als eine Brückenschaltung geschalteten Dehnungsmessstreifen, welche ein zur Gewichtsabnahme proportionales, analoges Signal an einen Brückenverstärker abgeben, einen Integrator, der das Ausgangssignal des Brückenverstärkers integriert, wobei der Integrator bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwertes des Integrals zurückgestellt wird, um einen sägezahnförmigen Impulszug zu erzeugen, und ein dem Integrator nachgeschaltetes RC-Glied aufweist,

   welches das Ausgangssignal des Integrators durch seine Entladung in eine die Gewichtsabnahme darstellende Folge von Impulsen umwandelt.



   Ausserdem ist es zweckmässig, wenn ein einstellbarer Widerstand in eine Ausgangsseite der Brückenschaltung geschaltet ist, um die Empfindlichkeit einzustellen, derart, dass die Unterschiede im spezifischen Gewicht der Infusionslösungen ausgleichbar sind, und wenn ein Umschalter zur Einstellung der Werte des Integrals vorgesehen ist, wobei der Umschalter über Widerstände mit unterschiedlichen Widerstandswerten mit dem Integrator verbunden ist, um zwei bestimmte Werte des Integrals einzustellen.



   Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.



   Es zeigen:
Fig. 1 eine räumliche Darstellung einer Vorrichtung zur Überwachung der abzugebenden Infusionslösungsmenge,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Wiegeeinrichtung der Vorrichtung von Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschema der elektrischen Einrichtung zur Erzeugung des Istwertsignals für die Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 4 eine grafische Darstellung des am Integrator anliegenden Eingangssignal in Abhängigkeit von der Gewichtsabnahme,
Fig. 5 eine grafische Darstellung des Ausgangssignals aus dem Integrator in   Abhingigkeitvon    der Gewichtsabnahme und
Fig 6 eine grafische Darstellung des zur Gewichtsabnahme der Infusionslösung proportionalen, den Istwert   darstellen-    den, elektrischen Signals.



   Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt ein Gehäuse 1 an dem eine Halteeinrichtung 2 angeordnet ist an welcher die Vorrichtung aufgehängt wird. An der Unterseite des Gehäuses
1 ragt ein Tragelement 3 heraus an dem eine Infusionsflasche 4 angehängt werden kann.



   An der Frontseite des Gehäuses 1 sind Einstellorgane angeordnet deren Zweck im folgenden einzeln beschrieben wird.



   Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Wiegeeinrichtung ist im Gehäuse 1 angeordnet. Die Wiegeeinrichtung weist zwei gegenüberliegende Blattfedern 5 auf, die an einem Ende eingespannt und am anderen Ende am Tragelement 3 angelenkt sind. Die Wiegeeinrichtung hat einen Schwingungsdämpfer 6 der mit dem Tragelement 3 verbunden ist, um die externen durch die mechanische Einwirkung hervorgerufenen Schwingungen zu dämpfen. Ferner sind zwei Führungsbuchsen 7 für das Tragelement 3 vorgesehen.



   Jede der Blattfedern 5 ist mit Dehnungsmessstreifen 8, 9, so belegt, dass bei Ausbiegung der Blattfeder der eine Dehnungsmessstreifen 8 gestreckt und der andere Dehnungsstreifen 9 gestaucht wird. Ausserdem ist ein Gehäuse 1 eine Montageplatte 10 angeordnet auf dem eine elektrische Einrichtung, die nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert wird, angeordnet ist.



   Die in Fig. 3 dargestellte elektrische Einrichtung besteht im wesentlichen aus den in eine Brückenschaltung 11 eingefügten Dehnungsmessstreifen 8, 9, der ein Brückenverstärker
12 bekannter Bauart nachgeschaltet ist, einem Integrator 13 und einem RC-Glied, welches dem Integrator 13 nachgeschaltet ist.



   Die Speisung der elektrischen Einrichtung erfolgt über   einen    verstellbaren Widerstand 15, um die Speisespannung einstellen zu können. Zwischen der Brückenschaltung 11 und dem Brückenverstärker 12 ist ein einstellbarer Widerstand 16 geschaltet, mit dem die durch die unterschiedlichen spezifischen Gewichte der Infusionslösungen bedingten Änderungen der Ausgangsspannung der Brückenschaltung ausgeglichen werden kann. Dieser Widerstand 16 wird durch einen Schieber
17 von der Frontseite des Gehäuses 1 aus betätigt (Fig. 1). Auf der Frontplatte ist an beiden Seiten des Schieberverlaufes eine Skalenteilung vorgesehen. Eine Skalenteilung ist in Einheiten des spezifischen Gewichtes und die andere Skalenteilung ist bezüglich der Infusionslösung unterteilt.



   Dem Integrator 13 ist ein Tiefpassfilter 18 vorgeschaltet, um die durch äussere Einflüsse verursachten Hochfrequenzschwingungen   auszufiltem.    Somit liegt am Eingang des Integrators 13 eine zur Gewichtsabnahme der Infusionslösung proportionale stetig steigende elektrische Spannung an, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Kennlinie der am Integrator 13 anliegenden Spannung hängt von der Anordnung der Dehnungsmessstreifen 8, 9 auf den Blattfedern ab. Danach kann bei entsprechender Anordnung der Dehnungsmessstreifen auch eine stetig fallende Spannung am Eingang des Integrators 13 auftreten.



   Der Schwellenwert des Integrals    Resetlevel     für den Integrator 13 kann durch zwei Druckknöpfe 20, 21 von der Frontseite des Gehäuses 1 aus bedient wird, eingestellt werden. Mit diesem Schalter 19 kann der Bereich für die abzugebende Menge entweder in ml/h oder ml/min vorgewählt werden.



   Dieser Bereich wird durch zwei Widerstände 22, 23, die ein Widerstandswertverhältnis von 1: 60 haben, fest eingestellt.



  Somit gibt der Integrator ein Ausgangssignal gemäss Fig. 5 ab.



  Dieses Ausgangssignal wird dem RC-Glied 14 zugeleitet, welches durch seine Entladung ein aus einer Folge von negativen Impulsen bestehendes Signal   abgibt.*Dieses    Signal ist das zur Gewichtsabnahme der Infusionslösung in der Infusionsflasche proportionale Signal, d.h. das Istwertsignal.



   Das Istwertsignal wird mit einem in einer nicht dargestellten Schaltung erzeugten Sollwertsignal in einer nicht dargestellten Schaltung verglichen. Aus diesem Ist/Sollwertsignal  wird ein Steuersignal hergeleitet welches der Infusionspumpe (nicht dargestellt) zugeführt wird.



   Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann die Wiegeeinrichtung einen Waagebalken, an dessen einem Ende eine Einrichtung zur Abtastung der Auslenkung des Waagebalken von der Nullage und dessen anderes Ende die Infusionsflasche trägt und eine elektrische Einrichtung aufweisen, welche die durch die Gewichtsabnahme der Infu   sionslösung    hervorgerufene Auslenkung des Waagebalken von der Nullage ausgleicht und ein zur Auslenkung proportionales Signal erzeugt.



   In der vorstehend beschriebenen Wiegeeinrichtung können anstelle der Blattfedern 5 auch Torsionsfedern angewendet werden. Ferner können auch andere Ausführungsformen von Wägezellen verwendet werden, bei denen die Längenänderung eines Federelementes durch einen Messgrössenumformer in ein elektrisches Signal umgeformt werden. Dabei kann die Längenänderung den Widerstandswert vonDehnungsmessstreifen oder die Kapazität eines Kondensators   beeinflus-    sen. Weiterhin kann durch elektrische Messung der sich unter Belastung ändernden Eigenfrequenz eines Federelementes oder die Messung der zug- oder druckabhängigen Änderung der magnetischen Eigenschaften eines Federelementes ein Istwertsignal erzeugt werden. 



  
 



   The invention relates to a device for monitoring the amount of an infusion solution to be dispensed from an infusion bottle by means of an infusion pump.



   In known devices, the amount of infusion solution to be dispensed is detected by means of a photoelectric drop sensor which is arranged on a drip chamber and converted into an actual value signal in an electrical device. A control signal that is used to control an infusion pump is generated through an actual / setpoint comparison. This method has the disadvantage that it is imprecise due to the drop size.



   The purpose of the invention is to remedy this disadvantage.



   The object is thus a device for monitoring the amount of an infusion solution to be dispensed from an infusion bottle by means of an infusion pump, in which the amount of the infusion solution to be dispensed can be precisely set.



   This object is achieved according to the invention with the device mentioned at the beginning, by a weighing device for determining the weight loss and an electrical device for generating a signal proportional to the weight loss.



   It is advantageous if the weighing device has two leaf springs arranged opposite one another, which are clamped at one end and are articulated at the other end to a support element carrying the infusion bottle, and that a strain gauge is arranged on the top and bottom of the leaf spring and if the electrical device uses the strain gauges connected as a bridge circuit, which output an analog signal proportional to the weight loss to a bridge amplifier, an integrator which integrates the output signal of the bridge amplifier, the integrator being reset by a sawtooth-shaped one when a certain threshold value of the integral is reached To generate pulse train, and has an RC element connected downstream of the integrator,

   which, through its discharge, converts the output signal of the integrator into a sequence of pulses representing the weight loss.



   It is also useful if an adjustable resistor is connected to an output side of the bridge circuit in order to adjust the sensitivity in such a way that the differences in the specific gravity of the infusion solutions can be compensated, and if a switch is provided for setting the values of the integral, the Changeover switch is connected to the integrator via resistors with different resistance values in order to set two specific values of the integral.



   An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.



   Show it:
1 shows a three-dimensional representation of a device for monitoring the amount of infusion solution to be dispensed,
FIG. 2 shows a schematic representation of the weighing device of the device from FIG. 1,
3 shows a block diagram of the electrical device for generating the actual value signal for the device according to FIG. 1,
4 shows a graphic representation of the input signal applied to the integrator as a function of the weight loss,
Fig. 5 is a graph of the output signal from the integrator as a function of weight loss and
6 shows a graphic representation of the electrical signal which is proportional to the weight loss of the infusion solution and which represents the actual value.



   The device shown in Fig. 1 shows a housing 1 on which a holding device 2 is arranged on which the device is suspended. At the bottom of the case
1 protrudes a support element 3 on which an infusion bottle 4 can be attached.



   Adjusting members are arranged on the front of the housing 1, the purpose of which is described individually below.



   The weighing device shown schematically in FIG. 2 is arranged in the housing 1. The weighing device has two opposite leaf springs 5, which are clamped at one end and articulated to the support element 3 at the other end. The weighing device has a vibration damper 6 which is connected to the support element 3 in order to dampen the external vibrations caused by the mechanical action. Furthermore, two guide bushings 7 are provided for the support element 3.



   Each of the leaf springs 5 is covered with strain gauges 8, 9 in such a way that when the leaf spring bends, one strain gauge 8 is stretched and the other strain strip 9 is compressed. In addition, a housing 1, a mounting plate 10 is arranged on which an electrical device, which is explained in more detail below with reference to FIG. 3, is arranged.



   The electrical device shown in FIG. 3 essentially consists of the strain gauges 8, 9 inserted into a bridge circuit 11, which is a bridge amplifier
12 of known design is connected downstream, an integrator 13 and an RC element which is connected downstream of the integrator 13.



   The electrical device is fed via an adjustable resistor 15 in order to be able to adjust the feed voltage. An adjustable resistor 16 is connected between the bridge circuit 11 and the bridge amplifier 12, with which the changes in the output voltage of the bridge circuit caused by the different specific weights of the infusion solutions can be compensated. This resistor 16 is through a slide
17 actuated from the front of the housing 1 (Fig. 1). A scale division is provided on both sides of the slide on the front plate. One scale division is in units of the specific gravity and the other scale division is divided in relation to the infusion solution.



   A low-pass filter 18 is connected upstream of the integrator 13 in order to filter out the high-frequency oscillations caused by external influences. Thus, at the input of the integrator 13, a steadily increasing electrical voltage proportional to the weight loss of the infusion solution is applied, as shown in FIG. 4. The characteristic curve of the voltage applied to the integrator 13 depends on the arrangement of the strain gauges 8, 9 on the leaf springs. Thereafter, with a corresponding arrangement of the strain gauges, a steadily falling voltage can also occur at the input of the integrator 13.



   The threshold value of the integral reset level for the integrator 13 can be set by two push buttons 20, 21 operated from the front of the housing 1. This switch 19 can be used to preselect the range for the quantity to be dispensed in either ml / h or ml / min.



   This range is permanently set by two resistors 22, 23, which have a resistance ratio of 1:60.



  The integrator thus emits an output signal according to FIG.



  This output signal is fed to the RC element 14 which, when discharged, emits a signal consisting of a series of negative pulses. * This signal is the signal proportional to the weight loss of the infusion solution in the infusion bottle, i.e. the actual value signal.



   The actual value signal is compared with a setpoint signal generated in a circuit (not shown) in a circuit (not shown). A control signal which is fed to the infusion pump (not shown) is derived from this actual / setpoint signal.



   In another embodiment of the device, the weighing device can have a balance beam, at one end of which is a device for scanning the deflection of the balance beam from the zero position and the other end carries the infusion bottle, and an electrical device which shows the deflection caused by the weight loss of the infusion solution of the balance beam from the zero position and generates a signal proportional to the deflection.



   In the weighing device described above, instead of the leaf springs 5, torsion springs can also be used. Furthermore, other embodiments of load cells can also be used in which the change in length of a spring element is converted into an electrical signal by a measuring variable converter. The change in length can influence the resistance of strain gauges or the capacitance of a capacitor. Furthermore, an actual value signal can be generated by electrically measuring the natural frequency of a spring element that changes under load or by measuring the tension or pressure-dependent change in the magnetic properties of a spring element.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Vorrichtung zur Überwachung der abzugebenden Menge einer Infusionslösung aus einer Infusionsflasche mittels einer Infusionspumpe, gekennzeichnet durch eine Wiegeeinrichtung (3, 5, 6, 7, 8, 9) zur Bestimmung der Gewichtsabnah me und eine elektrische Einrichtung (11,12, 13,14, 15, 15,16, 18, 19, 22, 23) zur Erzeugung eines zur Gewichtsabnahme proportionalen Signals. Device for monitoring the amount of an infusion solution to be dispensed from an infusion bottle by means of an infusion pump, characterized by a weighing device (3, 5, 6, 7, 8, 9) for determining the weight loss and an electrical device (11, 12, 13, 14, 15, 15, 16, 18, 19, 22, 23) for generating a signal proportional to the weight loss. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich- net, dass die Wiegeeinrichtung zwei einander gegenüberliegend angeordnete Blattfedern (5) aufweist, die an einem Ende eingespannt sind und am anderen Ende an ein die Infusionsflasche (4) tragendes Tragelement (3) angelenkt sind, und dass je ein Dehnungsmessstreifen (8, 9) an der Ober- und Untersei- te der Blattfeder (5) angeordnet ist. SUBCLAIMS 1. Device according to claim, characterized in that the weighing device has two oppositely arranged leaf springs (5) which are clamped at one end and at the other end are hinged to a support element (3) carrying the infusion bottle (4), and that a strain gauge (8, 9) is arranged on the top and bottom of the leaf spring (5). 2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einrichtung die als eine Brükkenschaltung geschalteten Dehnungsmessstreifen (8, 9), welche ein zur Gewichtsabnahme proportionales, analoges Signal an einen Brückenverstärker (12) abgeben, einen Integrator (13), der das Ausgangssignal des Brückenverstärkers (12) integriert, wobei der Integrator (13) bei Erreichen eines bestimmten Wertes des Integrals zurückgestellt wird, um einen sägezahnförmigen Impulszug zu erzeugen, und ein dem Integrator (13) nachgeschaltetes RC-Glied (14) aufweist, welches das Ausgangssignal des Integrators (13) durch seine Entladung in eine die Gewichtsabnahme darstellende Folge von Impulsen umwandelt. 2. Device according to dependent claim 1, characterized in that the electrical device is the strain gauges (8, 9) connected as a bridge circuit, which emit an analog signal proportional to the weight loss to a bridge amplifier (12), an integrator (13) which Output signal of the bridge amplifier (12) integrated, the integrator (13) being reset when a certain value of the integral is reached in order to generate a sawtooth-shaped pulse train, and having an RC element (14) connected downstream of the integrator (13), which has the output signal of the integrator (13) is converted by its discharge into a sequence of pulses representing the weight loss. 3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstellbarer Widerstand (16) in eine Ausgangsseite der Brückenschaltung (11) geschaltet ist, um die Empfindlichkeit einzustellen, derart, dass die Unterschiede im spezifischen Gewicht der Infusionslösungen ausgleichbar sind. 3. Device according to dependent claim 2, characterized in that an adjustable resistor (16) is connected to an output side of the bridge circuit (11) in order to adjust the sensitivity in such a way that the differences in the specific gravity of the infusion solutions can be compensated. 4. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Integrator (13) ein Tiefpassfilter ( 18) vorgeschaltet ist, um die durch äussere Einflüsse verursachten hochfrequenten Komponenten des analogen Signals auszufilterm. 4. Device according to dependent claim 2, characterized in that the integrator (13) is preceded by a low-pass filter (18) in order to filter out the high-frequency components of the analog signal caused by external influences. 5. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalter (19) zur Einstellung der Werte des Integrals vorgesehen ist, wobei der Umschalter über Widerstände (22, 23) mit unterschiedlichen Widerstandswerten mit dem Integrator (13) verbunden ist, um zwei bestimmte Werte des Integrals einzustellen. 5. The device according to dependent claim 2, characterized in that a changeover switch (19) is provided for setting the values of the integral, the changeover switch being connected to the integrator (13) via resistors (22, 23) with different resistance values to determine two Set values of the integral. 6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandswerte ein Verhältnis von 1: 60 aufweisen. 6. Device according to dependent claim 5, characterized in that the resistance values have a ratio of 1:60. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich- net, dass die Wiegeeinrichtung einen Waagebalken, an dessen einem Ende eine Einrichtung zur Abtastung der durch die Gewichtsabnahme der Infusionslösung hervorgerufenen Auslenkung des Waagebalkens von der Nullage und an dessen anderem Ende die Infusionsflasche angeordnet ist und eine elektrische Einrichtung aufweist, welche den Waagebalken in die Nullage zurückstellt und ein zur Rückstehung proportionales Signal erzeugt. 7. The device according to claim, characterized in that the weighing device has a balance beam, at one end of which there is a device for scanning the deflection of the balance beam caused by the decrease in weight of the infusion solution from the zero position and at the other end of which the infusion bottle is arranged and an electric one Has device which resets the balance beam to the zero position and generates a signal proportional to the retraction.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0100682A1 (en) * 1982-08-03 1984-02-15 Peritronic Medical Industries Plc Fluid flow control process and apparatus
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US10222278B2 (en) 2016-02-25 2019-03-05 Massachusetts Institute Of Technology Directional force sensing element and system
CN109974824A (en) * 2019-04-22 2019-07-05 如东县人民医院 Weighing device for infusion bottle

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