CN104274883A - 电子输液自动报警器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子输液自动报警器，包括壳体、传感模块、控制模块、报警量程调节模块、报警显示声音模块、直流电源模块，本报警器将压力信号转变为微弱的电信号来获取吊瓶的压力变化，从根本上避免了其他感应方式的诸多缺陷；采用压力传感器原理简单，受外界声、光、电、磁等物理干扰因素影响较低，误差小；控制模块电路集成在PCB板上，便于分装；利用电阻分压使报警质量可调，其优点是针对不同药瓶规格可以设置相应的阈值，设计人性化；整个装置原理易懂，便于医护人员装配使用与维护；成本较低，可极大的满足广大人群的医疗需求，本发明装置体积小，耗电少，便于医院固定使用，可广泛在各种大小型医院、大小型诊所使用。

Description

电子输液自动报警器
技术领域
本发明属于医疗器械领域，特别是涉及一种新型的电子输液自动报警器。
背景技术
当病人在医院输液时，一般需要护士或家人的看护。然而输液的时间比较漫长且医院事物繁多，难免会经常出现一些人手不够的状况。如果没人看护，在输液过程中会给病人造成很大的精神压力，使其无法在输液的时候得到很好的休息。虽然不及时拔输液针不会带来生命危险，但是会出现静脉回血现象，会给那些不具有医学基本知识的病人带来不小的惊吓，影响医院的正常工作。有了输液自动报警器，可以在液滴减少到一定量时，及时发出警报，提示看护人拔掉输液管，减少了病人和陪床者的负担，并提升了医院护理管理水平和现代化进程。
现有技术中已经出现了许多种不同原理和配置的报警器，归纳起来主要有三种：一是光电原理，二是称重原理，三是液滴计数原理。另外还有通过电极导电的原理，因为药液具有导电性，当药液用完后，导电性消失，从而实现检验输液瓶内药液是否用完的目的。毫无疑问，使用此方法成本较低，不过安全性存在一定隐患：比如当药液通电后是否会影响其药性，另外每次使用电极都要进行消毒的工作过于繁琐，所以也只是停留在理论层面，无法形成生产力。还有另外一种是鉴于超声波传感器的输液报警器，但是该装置不仅价格昂贵而且需要进行复杂的安装调试，且可靠性也不一定有保障，因此在静脉输液的液滴检测中难以得到广泛的应用。
早先的原理多是：利用光电非接触式探测药滴的动态，触发电路工作，即在瓶子的底部或者滴管缓冲瓶处装上光电设备，没有液体时会产生电信号。利用这种方法制成的电子输液报警器的工作原理大概有两种：一种是在莫菲氏管内增加浮球，一种是利用输液管里的没有药液和有药液的光线的折射率的变化来控制报警器工作。第一种的制作与安装相当的不便利，也不卫生，第二种的探测手段过于精细，以至于安装的不到为会导致无法正确报警的后果。并且其设备具有不易安装、传感器容易脱落的缺点，并且能应用于输液报警的光电式传感器的造价一般都比较昂贵，对测量的环境条件要求较高，容易受到外界的影响而出现误报造成不必要的危害。
对于称重原理的输液监控器，已有的设备大都是采用弹簧通过质量的变化引起弹簧伸长量的变化来控制报警的质量，这种方法受到了弹簧弹性限度变化的影响，不利于长时间的使用，总的来说，缺乏一种较为便宜的、安装方便的输液报警装置。
对于滴液计数原理的输液监控器，每毫升药液的滴数与药液的渗透压有关，头皮针型号也对每毫升滴数有影响，过于精细，应用较少，目前尚没有完善的应用该原理的输液报警器。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型的电子输液自动报警器。
一种电子输液自动报警器，包括壳体；
传感模块，包括固定在壳体内顶部的压力传感器，固定于传感器底部的悬挂输液瓶的挂钩；
控制模块，与所述压力传感器电性连接，包括将传感器传入的电压信号进行放大的运算放大器、将运算放大电压信号变换成阶跃信号以产生跳变的阈值报警电压的定时器；
报警量程调节模块，与所述运算放大器电性连接，包括单刀多掷的旋转开关，旋转开关的每个旋转触点连接不同阻值的电阻，通过调节电阻的阻值来调节运算放大器的电压放大倍数；利用电阻分压使报警质量可调，针对不同药瓶规格可以设置相应的阈值，设计人性化。
报警显示声音模块，与所述定时器电性连接以将所述报警电压转换为报警信号，包括并联的闪光灯和蜂鸣器；
直流电源模块：分别与所述压力传感器、定时器、运算放大器连接以供电。激励为直流供电，不会产生漏电等问题，安全系数高。
作为优选方式，所述压力传感器采用悬臂梁的方式固定在壳体内的顶部。
作为优选方式，所述压力传感器的两端分别固定有塑料板，用螺丝钉将传感器两端固定在上下两块塑料板之间。
两块塑料板既起到了安装和固定传感器的作用，也达到了使传感器受力明显、传感效果明显的作用，两块薄塑料板保证压力传感器有良好的稳定性且受力均匀，使受力随质量变化近似线性输出，从而使报警质量误差约0.98％。位于传感器下方的塑料板粘有挂钩吊输液瓶，将外界压力(输液瓶滴液的改变)信号通过压力传感器的作用转变为微弱的电压信号，通过传感器本身自带的输出信号导线将随压力的变化而缓慢变化的微小电压信号传入后一级控制模块。
压力传感器之所以选择固定在壳体内顶部，是因为这样做可以良好的排除装置本身的自重对传感器本身感受重量的影响，让传感器只感受吊瓶的重量变化。
作为优选方式，所述压力传感器为750g微型电阻桥式称重传感器。
作为优选方式，所述定时器为NE 555定时器。
作为优选方式，所述直流电源模块为5V直流电源，给传感器、NE555定时器和运算放大器供电以提供工作电压。
作为优选方式，所述直流电源模块包括两节5号电池，还包括电源稳压装置和电源指示灯。
作为优选方式，在壳体的外部设有与所述旋转开关连接的旋转到不同位置对应不同报警量程的旋钮。
作为优选方式，所述报警显示声音模块设置在壳体的外部；因此在输液完成的时候，更好地提醒相关的人员。
作为优选方式，所述闪光灯为发光二极管。报警采用二极管变色闪烁和蜂鸣器鸣响，确保第一时间提醒患者。
如上所述，本发明具有以下有益效果：本报警器将压力信号转变为微弱的电信号来感受吊瓶的压力变化，从根本上避免了其他感应方式的诸多缺陷；采用压力传感器原理简单，受外界干扰因素影响较低，误差小；控制模块电路集成在PCB板上，便于分装；利用电阻分压使报警质量可调，针对不同药瓶规格可以设置相应的阈值，设计人性化；整个装置原理易懂，便于医护人员装配与维护；成本较低，满足广大人群的医疗需求，装置总体积小，便于医院固定使用，可广泛在各种大小型医院、大小型诊所及病人家庭使用。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例中的电路原理图。
零件标号说明
1为直流电源模块，2为传感模块，3为控制模块，4为报警量程调节模块，5为报警显示声音模块，6为挂孔，7为量程旋钮，8为蜂鸣器，9为控制模块电路板，10为闪光灯，11为压力传感器，12为壳体，13为挂钩。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1和图2。本实施例提供一种电子输液自动报警器，包括壳体12；
传感模块2，包括固定在壳体内顶部的压力传感器11，固定于传感器底部的悬挂输液瓶的挂钩13；
控制模块3，与所述压力传感器电性连接，包括将传感器传入的电压信号进行放大的运算放大器、将运算放大电压信号变换成阶跃信号以产生跳变的阈值报警电压的定时器；
控制模块电路集成在控制模块电路板9上，便于分装；
报警量程调节模块4，与所述运算放大器电性连接，包括单刀多掷的旋转开关，旋转开关的每个旋转触点连接不同阻值的电阻，通过调节电阻的阻值来调节运算放大器的电压放大倍数；利用电阻分压使报警质量可调，针对不同药瓶规格可以设置相应的阈值，设计人性化。
报警显示声音模块5，与所述定时器电性连接以将所述报警电压转换为报警信号，包括并联的闪光灯10和蜂鸣器8；
直流电源模块1：分别与所述压力传感器、定时器、运算放大器连接用以供电。激励为直流供电，不会产生漏电等问题，安全系数高。
所述压力传感器11采用悬臂梁的方式固定在壳体内的顶部。
所述压力传感器11的两端分别固定有塑料板，用螺丝钉将传感器两端固定在上下两块薄塑料板之中。
两块塑料板既起到了安装和固定传感器的作用，也达到了使传感器受力明显、传感效果明显的作用，两块薄塑料板保证压力传感器有良好的稳定性且受力均匀，使受力随质量变化近似线性输出，从而使报警质量误差约0.98％。位于传感器下方的塑料板粘有挂钩吊输液瓶，将外界压力(输液瓶滴液的改变)信号通过压力传感器的作用转变为微弱的电压信号，通过传感器本身自带的输出信号导线将随压力的变化而缓慢变化的微小电压信号传入后一级控制模块。
压力传感器之所以选择固定在壳体内顶部，是因为这样做可以良好的排除装置本身的自重对传感器本身感受重量的影响，让传感器只感受吊瓶的重量变化。
壳体外侧顶部设有挂孔6，便于将报警器悬挂在合适的位置。
所述压力传感器为750g微型电阻桥式称重传感器。
所述定时器为NE 555定时器。
所述直流电源模块为5V直流电源，给传感器、NE555定时器和运算放大器供电以提供工作电压。
所述直流电源模块包括两节5号电池，还包括电源稳压装置和电源指示灯。电量充足的时候，指示灯会一直明亮，当电量不足的时候指示灯熄灭，可以提醒相关的人员更换电池。
在壳体的外部设有与所述旋转开关连接的旋转到不同位置对应不同报警量程的量程旋钮7。在报警器的外部详细的标注上旋转到不同的位置对应的不同量程的大小说明，方便直观的通过旋钮对量程进行调节。
所述报警显示声音模块设置在壳体的外部；因此在输液完成的时候，更好地提醒相关的人员。
所述闪光灯10为发光二极管。报警采用二极管变色闪烁和蜂鸣器鸣响，确保第一时间提醒患者。
如图2所示，本实施例的电路工作原理为：
(1)电路控制部分的负反馈运算放大器将传感器传入的微弱电压信号进行放大。在运放的反馈电路部分接单刀多掷旋转开关，每个旋转触点接不同阻值的电阻，通过调节电阻的阻值来调节运算放大器的电压放大倍数，从而从运算放大器输出的电压信号就是放大了特定倍数的电压信号。
(2)经运放放大的电压信号通过导线传入用NE555定时器搭建的类似施密特触发器电路的信号输入端。施密特触发器可以将经过放大的、缓慢变化的电压信号整形变换成阶跃信号，生成逻辑“0”和逻辑“1”，产生跳变的阈值报警电压，而由于NE555定时器属于双极型，该型号的定时器的驱动能力较强，完全可以驱动报警部分正常工作，逻辑“1”的出现时刻就是报警部分工作的时刻。而运算放大器部分通过不同的阻值调节的电压放大倍数正是控制了运算放大器的输出电压达到阈值报警电压的时间间隔，从而相当于设置了不同量程的报警质量，达到对应不同质量报警的效果。阻值与报警质量的对应关系由多次试验测量进行拟合推出经验公式。这种结构可以方便简单地完成A/D转换。
传感器固定板可采用两块7cm*3cm*3mm的透明pc板，装置外壳尺寸：9cm*6cm*5cm，装置外壳采用硬质乳白色塑料盒，盒厚2mm。
555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲发生器和振荡电路。555定时器可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。
传感器使测量机构最重要的部件，目前常用的有电阻应变式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器，选用时应按稳定性、精度等级、灵敏度、寿命和安装环境要求依次优先考虑：(1)电容式压力传感器稳定性较差，精度和灵敏度较高，寿命较短，对环境要求苛刻，不易长距离传输。(2)压电式压力传感器稳定性好，精度和灵敏度高，寿命长，但大量程的压力传感器尚待进一步研究。(3)电阻应变式压力传感器稳定性较好，精度和灵敏度较高，寿命较长，对测量环境要求不太严格。
电阻桥式称重传感器为电阻应变式压力传感器，主要由弹性体、电阻应变片、电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，电阻应变片(转换元件)收到拉伸或压缩，应变片变形后它的阻值将发生变化(增大或减小)，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。由于其原理和结构在现有技术中比较常见，在此不再赘述，直接从市场上购买即可。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电子输液自动报警器，其特征在于：包括壳体；
传感模块，包括固定在壳体内顶部的压力传感器，固定于传感器底部的悬挂输液瓶的挂钩；
控制模块，与所述压力传感器电性连接，包括将传感器传入的电压信号进行放大的运算放大器、将运算放大电压信号变换成阶跃信号以产生跳变的阈值报警电压的定时器；
报警量程调节模块，与所述运算放大器电性连接，包括单刀多掷的旋转开关，旋转开关的每个旋转触点连接不同阻值的电阻，通过调节电阻的阻值来调节运算放大器的电压放大倍数；
报警显示声音模块，与所述定时器电性连接以将所述报警电压转换为报警信号，包括并联的闪光灯和蜂鸣器；
直流电源模块：分别与所述压力传感器、定时器、运算放大器连接以供电。
2.根据权利要求1所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述压力传感器采用悬臂梁的方式固定在壳体内的顶部。
3.根据权利要求1所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述压力传感器的两端分别固定有塑料板，用螺丝钉将传感器两端固定在上下两块塑料板之间。
4.根据权利要求1所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述压力传感器为750g微型电阻桥式称重传感器。
5.根据权利要求1所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述定时器为NE 555定时器。
6.根据权利要求5所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述直流电源模块为5V直流电源，给传感器、NE555定时器和运算放大器供电以提供工作电压。
7.根据权利要求6所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述直流电源模块包括两节5号电池，还包括电源稳压装置和电源指示灯。
8.根据权利要求1所述的电子输液自动报警器，其特征在于：在壳体的外部设有与所述旋转开关连接的旋转到不同位置对应不同报警量程的旋钮。
9.根据权利要求1所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述报警显示声音模块设置在壳体的外部。
10.根据权利要求1所述的电子输液自动报警器，其特征在于：所述闪光灯为发光二极管。
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