CN103463703A - 可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明的可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置，包括监测装置与药液控制装置，其在监测装置之后连接微处理器，微处理器还连接将信号传送出去的信号电路、药液控制装置和设置模块；监测装置是光电检测器，其光发射管与光接收管的连接线位于输液滴斗中的液面上方；药液控制装置由步进电机、驱动齿轮、齿条、导轨和固定片组成。该装置是安置于病床的终端，可以配套接入目前医院已在使用的系统，也可以配套市场上的其他各种总机。该装置体积小、重量轻，便于悬挂使用，成本低，控制可靠，操作方便，简单，微处理器可进行预先设置或现场设置，以适应各种情况，不但可以监测输液管中有无药液，还可以监测药液流速，便于发现异常并可靠截流。

Description

可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置

技术领域

本发明涉及自动监控，具体是医疗行业的自动监控仪，更具体是给病人输液治疗时对输液过程进行自动监控的可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置。

背景技术

    在对病人进行输液治疗的过程中，对输液进行监控是非常必要的。已有技术中的对输液进行监控的装置有的采用电机，具有噪音大、耗电大、产品结构复杂等问题。还有的装置只能发现断流，而不能异常情况引起流速的变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、不容易出错的可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。本发明的可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置，包括监测装置与药液控制装置，其特征是：监测装置之后连接微处理器，微处理器还连接将信号传送出去的信号电路、药液控制装置和设置模块； 

所述监测装置是光电检测器，其光发射管与光接收管的连接线位于输液滴斗中的液面上方；

所述药液控制装置由步进电机、驱动齿轮、齿条、导轨和固定片组成，驱动齿轮安置在步进电机轴上，齿条上设置与驱动齿轮吻合的齿，齿条安放在导轨上，齿条的正前方设置开有缺口的固定片，缺口正对着齿条前端片，缺口高度为齿条前端片厚度与四倍输液管壁之和的1.5~3倍，缺口宽度为齿条前端片宽度的1.5~3倍。

本发明的截流方式采用的与众不同的关键技术是，其截流装置是由步进电机、驱动齿轮、齿条、导轨和固定片组成，设置的截流装置将使得输液管弯折。由于齿条的前方设置了开有缺口的固定片，且缺口正对着齿条，这样当步进电机转动时，就会带动安置在步进电机轴上的驱动齿轮转动，进而使齿条沿着导轨前进，齿条前端片就会恰好伸进到前方固定片的缺口之中，处于齿条前方的与固定片中间的间隙中的输液管在齿条的作用下，也随同齿条前端片进入到固定片的缺口中，输液管在缺口上沿产生90度弯折，在齿条前端产生180度弯折，在缺口下沿产生90度弯折，在这三个弯折处，输液管变扁而折叠，阻断管中的药液流动，实现可靠截流。

而当需要恢复药液流动时，步进电机在系统控制下反转，驱动齿轮也反向转动，进而使齿条沿着导轨后退，齿条前端片就会从前方固定片的缺口之中退出，输液管由于自身弹性而由弯折状态复原成直管状态，药液就可以顺利流下了。

一般地，监测装置之后微处理器之前设置放大电路，以便于对监测到的信号放大后交由后续微处理器处理。

本发明中，光电检测器有两种选择，一种光电检测器为一个独立的光发射管与一个独立的光接收管的组合，且留有用于放置输液管滴斗的间隙。另一种是光电检测器为一体式的光电对管（当然也包括一个光发射管与一个光接收管），对管之间有用于放置输液管滴斗的间隙。

前者因为可以自由设置发射管与接收管的距离，所以在设计时有利于各种考虑，后者却有利于使产品简化、精巧。

本发明的药液控制装置所述及的控制的含义实际上是对输液管中的液体截流，即夹紧输液管使液体不再流动。药液控制装置作为一个组合体，齿条前端片与固定片之间有用于放置输液管的间隙。

光电检测器中的用于放置输液管滴斗的间隙与药液控制装置中的用于放置输液管的间隙，处于同一垂直线上。

药液控制装置可以安置在输液管的任何位置。但是为了是装置产品精巧和减小体积，药液控制装置安置在滴斗的上方为好。

所述缺口设置在一片固定片上的中部成四边缺口或者设置在一片固定片上的一侧成三边缺口，或者由上下两片固定片组合成缝式两边缺口。各种方式各有千秋，中部的四边缺口属于最稳定、强度最大的结构方式，而设置在一侧的三边缺口易于加工，上下两片固定片组合成缝式的两边缺口，其结构较为复杂但却利于调整缝的高度以获得最佳截流效果。

一般地，制作固定片的材料选自金属和塑料。

为了更好地保证齿条进入缺口，齿条前端片形状与缺口形状相似。

为了更好地可靠截流，齿条前端片应以光滑薄片为佳，而且齿条前端片厚度为0.5~2mm较好。这样的更利于输液管的弯折，光滑薄片不会损伤输液管，太薄有可能会损伤输液管，太厚则影响弯折和截流效果。

另外从齿条的经久耐用方面和强度考虑，制作齿条的材料以金属为佳，强度和硬度好的塑料也非常合适。

安置在步进电机轴上的驱动齿轮既可以是为平齿轮，也可以是伞齿轮。相对应地，齿条的齿也应为与之相吻合的平齿或者伞齿。当采用平齿轮时，步进电机安置在外壳的侧壁，与齿条处于垂直，以便于与齿条的平齿咬合。当采用伞齿轮时，步进电机安置在外壳的底板上，与齿条处于同一个平面，便于与齿条的伞齿咬合。

光电检测器是基于光的通断来识别的，在光线被堵住或者光线不被堵住这两种状态，光电检测器检测到光信号的变化，而产生电信号。当光线状态变化很微弱时，比如输液管中有无白色药液的情况，光电检测器就很难检测到。所以本发明将光电检测器安置在滴斗位置，且其光发射管与光接收管的连接线位于输液滴斗中的液面上方。在滴斗中的液面上方，液滴间歇滴下，液滴的表面对光有散射作用，使得光接收管能够接收到的光线非常微弱，而当液滴滴下后，上一滴液滴还没有滴下时，滴斗为空，光线可以完全通过，此时光接收管能够接收到的光线又非常强，光线状态变化很就很明显，即使药液为白色，光电检测器也能检测到，并能够产生较强的电信号。

但是这个间歇式的变化，并不代表输液已经完成。所以这个电信号是不能用于报警和截流的。只有当一个液滴滴下后，在连续的一段足够长的时间内再无液滴滴下时，才可以确认输液完成，或者出现异常，这个时候的电信号就可以用于报警和截流。本发明通过装置中的微处理器及设置模块来实现这个任务。即在微处理器中预先设置基准时间（比如5秒），并将实际输液过程中的连续两个液滴的间隔时间与基准时间对比，当间隔时间大于基准时间，则报警和截流，否则不报警也不截流。

利用微处理器及设置模块，还可以进行现场设置。在调整好输液流速后，按下设置模块记录流速，并设置流速的上下限。只要当流速超过这个设定的限度（上限或者下限），就进行报警和截流。

因此，本发明不但可以监测输液管中有无药液，还可以监测药液流速，更加便于发现异常。

本发明的可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置是安置于病床的终端。总机安置于护士站。终端与总机配套使用发挥功能。总机只是显示报警灯和发出警报声，提醒护士或者其他工作人员。与本发明的输液自动监控装置配合使用的总机可以是现在已经安装在医院的系统。目前的这样的系统一般都由病人手动操作按钮开关来报警。将本发明的终端的信号接入目前的系统，则形成一套完整齐备的输液自动监控系统。这样就可以充分利用医院现有的设备，在不增加太多开支的情况下，将手动报警升级为自动监控并报警。

本发明的终端还可以配套市场上的其他各种总机，可以采用有线或者无线方式来连接总机。

此外，医院也可以利用本发明的终端，自行开发总机。

本发明的有益效果在于：

1、体积小、重量轻，便于悬挂使用。

2、成本低。

3、控制可靠。

4、操作方便，简单，只需要按下按钮开关。而不需要其他任何多余的动作。

5、微处理器便于进行预先设置，设定工作程序，可以适应各种情况，可以拓展功能。不但可以监测输液管中有无药液，还可以监测药液流速，更加便于发现异常。

附图说明

图1是本发明的可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置的结构连接示意图；

图2是本发明输液自动监控装置中的一种药液控制装置结构示意图；

图3是图2装置中固定片的一种形式；

图4是图2装置中固定片的另一种形式。

具体实施方式

见图1。

本发明的可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置，包括监测装置与药液控制装置，监测装置之后连接微处理器，微处理器还连接将信号传送出去的信号电路、药液控制装置和设置模块；

所述监测装置是光电检测器，其光发射管与光接收管的连接线位于输液滴斗中的液面上方；监测装置之后微处理器之前设置放大电路。

光电检测器为一体式的光电对管，对管之间有用于放置输液管滴斗的间隙。

光电检测器中的用于放置输液管滴斗的间隙与药液控制装置中的用于放置输液管的间隙，处于同一垂直线上。

本装置在使用时，药液控制装置安装在输液瓶下方和滴斗上方的输液管上，卡在药液控制装置的间隙中。

本装置还设有开关K和电源指示灯L。当开关K接通时，电源接通，电源指示灯L亮起，光电检测器工作，微处理器使得药液控制装置和信号电路都处于断电状态。当输液完毕输液管断流时，输液滴斗中不再有液滴滴下，当无液滴滴下时间超过预先设置基准时间，光电检测器产生的电信号才被微处理器确认为输液完毕，经过数据处理发送信号给信号电路，信号电路再将此信号改变转换为总机能识别的信号传至护士台的总机，引发警报。同时，微处理器使药液控制装置通电工作，与固定片相互作用而夹紧输液管，中断输液过程（参见后述根据图2的描述）。

当护士台工作人员接收到警报来到病床，换药水或者进行处置工作。之后按下开关K，使整个自动输液装置断电，电源指示灯L熄灭，信号传送终止，药液控制装置打开，输液管中的药液又恢复流动。当工作人员检查一切正常后，再次按下开关K，整个装置重新处于工作状态，光电检测器开始监测。

见图2。所述药液控制装置由步进电机1、驱动齿轮2、齿条4、导轨6和固定片7组成，驱动齿轮2安置在步进电机轴1上，齿条4上设置与驱动齿轮2吻合的齿5，齿条2安放在导轨6上，齿条4的正前方设置开有缺口8的固定片7，缺口8正对着齿条4的齿条前端片3，缺口8高度为齿条前端片3厚度与四倍输液管壁之和的2倍，缺口8宽度为齿条前端片3宽度的2倍。

齿条前端片3形状为矩形。

齿条前端片3为光滑薄片，而且齿条前端片3厚度为1mm。

制作齿条4的材料为铝合金。其前端片3材料也为铝合金。

安置在步进电机轴1上的驱动齿轮2是平齿轮，齿条4的齿5也为与之相吻合的平齿轮。

整个装置中，步进电机轴1安置在外壳的侧壁，导轨6和固定片7安置在外壳底板9上。

当步进电机1转动时，就会带动安置在步进电机1轴上的驱动齿轮2转动，进而使齿条4沿着导轨6前进（图2中向左），齿条前端片3就会恰好伸进到前方固定片7的缺口8之中，处于齿条前端片3的与固定片7中间的间隙中的输液管在齿条4的作用下，也随同齿条前端片3进入到固定片7的缺口8中，输液管在缺口8上沿产生90度弯折，在齿条前端片3产生180度弯折，在缺口8下沿产生90度弯折，在这三个弯折处，输液管变扁而折叠，阻断管中的药液流动，实现可靠截流。

而当需要恢复药液流动时，步进电机1在系统控制下反转，驱动齿轮2也反向转动，进而使齿条4沿着导轨后退，齿条前端片3就会从前方固定片7的缺口8之中退出，输液管由于自身弹性而由弯折状态复原成直管状态，药液就可以顺利流下了。

见图3。固定片10是图2中的固定片7的一种形式，开有缺口11，缺口11是设置在一侧的三边缺口，固定片10由塑料制成。

实施例2

见图4。固定片12是图2中的固定片7的一种形式，开有缺口13，缺口13是设置在一片固定片12上的中部的四边缺口。

其余与实施例1相同。

Claims (9)

1.可监测药液流速并可靠截流的输液自动监控装置，包括监测装置与药液控制装置，其特征是：监测装置之后连接微处理器，微处理器还连接将信号传送出去的信号电路、药液控制装置和设置模块； 

所述监测装置是光电检测器，其光发射管与光接收管的连接线位于输液滴斗中的液面上方；

所述药液控制装置由步进电机、驱动齿轮、齿条、导轨和固定片组成，驱动齿轮安置在步进电机轴上，齿条上设置与驱动齿轮吻合的齿，齿条安放在导轨上，齿条的正前方设置开有缺口的固定片，缺口正对着齿条前端片，缺口高度为齿条前端片厚度与四倍输液管壁之和的1.5~3倍，缺口宽度为齿条前端片宽度的1.5~3倍。

2.权利要求1的装置，其特征是：监测装置之后微处理器之前设置放大电路。

3.权利要求1的装置，其特征是：光电检测器为一个独立的光发射管与一个独立的光接收管的组合，且留有用于放置输液管滴斗的间隙。

4.权利要求1的装置，其特征是：光电检测器为一体式的光电对管，对管之间有用于放置输液管滴斗的间隙。

5.权利要求1的装置，其特征是：药液控制装置中，齿条前端片与固定片之间有用于放置输液管的间隙。

6.权利要求3、4或5的装置，其特征是：光电检测器中的用于放置输液管滴斗的间隙与药液控制装置中的用于放置输液管的间隙，处于同一垂直线上。

7.权利要求1的装置，其特征是：缺口设置在一片固定片上的中部成四边缺口或者设置在一片固定片上的一侧成三边缺口，或者由上下两片固定片组合成缝式两边缺口；制作固定片的材料选自金属和塑料。

8.权利要求1的装置，其特征是：齿条前端片形状与缺口形状相似，且为光滑薄片，其厚度片为0.5~2mm，制作齿条的材料选自金属和塑料。

9.权利要求1的装置，其特征是：驱动齿轮为平齿轮或伞齿轮。

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