CN104606740B - 一种重力输液器高抗干扰液滴检测结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重力输液器高抗干扰液滴检测结构，包括结构的本体，设置在本体上的U形槽和设置在U形槽两侧上的红外对管；所述红外对管的红外发射管与红外接收管在红外发射管的发射角或红外接收管的接收角范围内呈错位设置，并使所述红外发射管或红外接收管中的一个靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处，另一个远离所述滴嘴口。通过该错位设置，使得当莫菲氏滴管在一定角度倾斜或晃动情况下，红外发射管与红外接收管形成的红外检测线能有效检测到液滴之间空档期形成的零位信号，并公开了高抗干扰液滴检测方法。该方法采用干扰信号两端的零位信号作为液滴分离的判断依据，有效提高了液滴检测装置的抗倾斜，抗晃动能力，提高了液滴检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种输液装置，属医疗器械领域。特别是涉及一种医用液滴检测方法及装置。
背景技术
静脉输液是临床中常见的治疗手段。然而现今的输液治疗过程中，输液速度通常是通过转到输液管上的手动滑轮来控制液体的流速的，其不仅影响了预期的治疗效果，而且对一些需要严格控制输液速度的敏感病人，甚至会导致病情加重。
随着输液检测技术的普及，许多医院都配备了具红外传感检测的输液器。但该输液器对液滴的检测准确性仍是个问题，特别是重力输液器，其环境影响因素更加复杂。
如图1（A）~(D)所示，输液液滴的传统检测方法，是将“红外发射对管”呈“一对一水平配置”，从而形成一条对液滴的“拦阻检测线”，以获取液滴脉冲信号。图1（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。该图显示莫菲氏滴管4处于正常的垂直位置。当液滴5刚从滴嘴口41处形成初始的液滴51时，液滴5未对“拦阻检测线”形成遮挡，使得该红外接收管3完全接收到红外发射管2的信号，在波形图上为一零位信号。而当液滴5形成壮大形成即将分离的液滴52时，由于液滴5的晃动产生的反射与折射对红外发射管2发射的信号产生干扰，在波形图上呈现干扰杂波信号。当液滴5与滴嘴口41分离后滴下时，分离的液滴53对红外“拦阻检测线”信号形成阻断或聚焦。当静脉注射的药液为透明液体时，液滴5呈一透镜，在经过红处射线时产生聚焦，在波形图上为正信号；当静脉注射的药液为非透明液体时，液滴5在经过红处射线时产生完全遮挡，在波形图上为负信号；当静脉注射的药液为半透明液体时，液滴5在经过红处射线时即不能产生完全遮挡，又不能完全聚焦，在波形图上为杂波信号。该图示意的静脉注射的药液为透明液体，在波形图上为正信号。由于即将分离的液滴52的晃动产生的干扰杂波信号，使得采用波峰波谷的正负信号进行液滴分离的判断将产生错误，严重影响了液滴检测的准确性。
公开号为US20080051732A1的美国发明专利申请公开了一种监测静脉输液的液滴检测装置。该检测装置包括一安装在静脉输液器的滴管上的U形夹。该夹子的一侧上设有发射射线的光源，在夹子的对侧的通孔中设有一空心圆筒。该空心圆筒包括一直径小于通过滴管的液滴的平均直径的圆孔，在空心圆筒上与圆孔相对的后端安装有一光传感器，使增加了光线接收的灵敏度。该技术方案即为如上所述的“一对一水平配置”结构。该技术方案在提高光线接收灵敏度具有一定效果，其主要针对环境光的影响。但重力输液器往往具有更多的影响因素，如检测装置很难具备完全静止的条件，输液器在输液过程中，莫菲氏滴管存在晃动，甚至大角度倾斜。如图2（A）~(D)所示，图2（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。当输液器滴管倾斜超过15-20度时，此时液滴因万有引力作用，仍将沿垂直方向坠落。当液滴5刚从滴嘴口41处形成初始的液滴51时，液滴5未对“拦阻检测线”形成遮挡，使得该红外接收管3完全接收到红外发射管2的信号，在波形图上为一零位信号。而当液滴5壮大成即将分离的液滴52时，由于液滴5的晃动产生的反射与折射对红外发射管2发射的信号产生干扰，在波形图上呈现干扰杂波信号。当液滴5与滴嘴口41分离后成分离的液滴53滴下时，由于莫菲氏滴管的倾斜，使得自由下落的液滴严重偏离，不能对“拦阻检测线”形成遮挡，产生波峰或波谷信号，从而造成漏检、误检等。同样，一旦输液器被人为拉动或触碰，将使液滴在外力作用下晃动，“飘离”检测线，造成漏检、误检等。
公告号为CN203458648U的中国实用新型专利公开了一种双接收式输液采集器，其包括双接收式红外感应器和处理器，双接收式红外感应器夹持于输液器的莫菲氏滴管外，双接收式红外感应器的输出端与处理器电连接，所述双接收式红外感应器包括处于同一个水平面的红外发射器和两个红外接收器，两个红外接收器分别与红外发射器无线连接。该实用新型采用双接收式输液采集器，感应面积增大，在一定程度上提高了滴液检测的准确度。但由于该采集器仍同现有技术的设置，即远离莫菲氏滴管的滴嘴，其仍然不能解决莫菲氏滴管倾斜而产生的漏采问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种重力输液器高抗干扰液滴检测结构，其通过改变现有采集器的布置方式，使提高莫菲氏滴管液滴信号的采集率。该信号包括未受液滴阻挡的零位信号和受液滴阻挡的扰动信号。另外，本发明要解决的问题是提供一种重力输液器高抗干扰液滴检测方法，通过该方法可有效避免扰动信号的干扰。通过改变现有技术中采用波峰波谷的判断方法，而突破性地采用扰动信号两端的零位信号进行判断，从而有效地解决现有技术中的诸多技术难点，使重力输液器具有高抗倾斜抗晃动的高抗干扰优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种重力输液器高抗干扰液滴检测结构，包括本体，设置在本体上的U形槽和设置在U形槽两侧上的红外对管；所述红外对管的红外发射管与红外接收管在红外发射管的发射角或红外接收管的接收角范围内呈错位设置，并使所述红外发射管或红外接收管中的一个靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处，另一个远离所述滴嘴口。通过该错位设置，使得当莫菲氏滴管在一定角度倾斜或晃动情况下，红外发射管与红外接收管形成的红外检测线能有效检测到液滴之间空档期形成的零位信号，并采用干扰信号两端的零位信号作为液滴分离的判断依据，有效提高了液滴检测装置的抗倾斜，抗晃动能力，提高了液滴检测的准确性。
作为一种优选的技术方案，所述红外发射管为一个，靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处；所述红外接收管呈开口向上的弧形分布。从而有效地提高装置的抗干扰能力。
作为一种优选的技术方案，在弧形两端上的红外接收管与所述红外发射管处于同一平面。从而使得红外发射管到各红外接收管的距离尽可能地接近，同时提高该结构装置的抗前后倾斜和晃动能力。
作为一种优选的技术方案，所述红外接收管为三个，呈倒品字形分布。使得最经济地提高装置的抗干扰能力。
为了使不同规格的莫菲氏滴管的滴嘴能准确对准红外发射管，所述本体的U形槽上口内端设有对卡设在该U形槽中的莫菲氏滴管进行限位的调整螺钉。
一种采用上述重力输液器高抗干扰液滴检测结构的检测方法，包括：一、使红外对管的设置能检测到液滴的所有信号；该信号包括未受液滴阻挡的零位信号和受液滴阻挡的扰动信号；二、记录液滴采集的信号；三、根据扰动信号两端的零位信号作为判断为液滴与滴嘴分离的依据。通过该方法结合该结构的装置，有效地提高了液滴检测装置的抗倾斜，抗晃动能力，提高了液滴检测的准确性。
具体地，所述红外对管的设置包括红外发射管与红外接收管呈错位，所述红外发射管或红外接收管中的一个靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处，另一个远离所述滴嘴口。通过该错位设置的红外发射管与红外接收管，使得莫菲氏滴在倾斜或晃动状态下能有效接收到未受液滴阻挡的零位信号和受液滴阻挡的扰动信号。进一步地，为了最经济地获得性能的有效提高，所述红外发射管为一个，靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处；所述红外接收管呈开口向上的弧形分布。并具体地，所述红外接收管为三个，呈倒品字形分布。
本发明通过将红外对管呈错位设置，并改变长期以来所采用的利用波峰波谷信号进行液滴检测的判断方法，而采用零位信号的检测判断方法。该结构与该方法的结合排除了两零位信号之间的任何扰动信号，有效地提高了液滴检测装置的抗倾斜，抗晃动能力，提高了液滴检测的准确性。
附图说明
图1为现有技术中液滴检测示意图，图中莫菲氏滴管呈正常位置；图1（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。
图2为现有技术中液滴检测示意图，图中莫菲氏滴管呈倾斜位置；图2（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。
图3为本发明的结构示意图。
图4为本发明的结构示意图，图中移除了本体底座。
图5为本发明中红外发射管与红外接收管的错位布置前视示意图。
图6为本发明中红外发射管与红外接收管的错位布置右视示意图。
图7为本发明的抗干扰原理示意图，图中莫菲氏滴管呈正常位置；图7（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。
图8为本发明的抗干扰原理示意图，图中莫菲氏滴管呈向接收管一侧倾斜位置；图8（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。
图9为本发明的抗干扰原理示意图，图中莫菲氏滴管呈向发射管一侧倾斜位置；图9（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。
图10为本发明的抗干扰原理示意图，图中莫菲氏滴管在与红外对管所在平面相交的平面内倾斜；图10（A）~(D)分别为液滴形成初始、液滴即将分离、液滴分离经过红外检测线和液滴分离离开红外检测线的四个状态示意和波形示意图。
其中：本体1、本体底座11、本体中柱12、上盖13、调整螺钉14、发射孔15、接收槽16、红外发射管2、红外接收管3、莫菲氏滴管4、滴嘴41、液滴5、形成初始的液滴51、即将分离的液滴52、分离的液滴53。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
参见图3和图4，一种重力输液器高抗干扰液滴检测结构，包括通过一U形槽对重力输液器的莫菲氏滴管4进行夹持的本体1和设置在本体1内并定位于U形槽两侧上的红外对管。该本体1包括一形成外壳主体的本体底座11、设置在该本体底座11中间的本体中柱12和设置在该本体中柱12上部开口处的上盖13。在该本体底座11内设有检测装置的电路板（图中未示），在本体底座11的前面上设有相应的控制键和显示屏（图中未示）。
该本体中柱12呈前侧开口上下贯通的圆管结构，上端开口呈弧形缩口并设有两个螺钉孔，螺钉孔中设有调整螺钉14。该本体中柱12的横截面呈U形，使得静脉注射的莫菲氏滴管4卡入并使该检测结构卡挂在莫菲氏滴管4上。在本体中柱12的两侧壁上分别开设有发射孔15和接收槽16。设置在本体底座11中的电路板上的红外发射管2和红外接收管3分别设置在该发射孔15和接收槽16中。该发射孔15为一圆孔，该接收槽16为一开口向上的弧形槽。参见图5和图6，在本实施例中，该设置在发射孔15中的红外发射管2为一个，该设置在接收槽16中的红处接收管3为三个，在该弧形的接收槽16中呈倒品字排列。该弧形槽的两个顶端与发射孔15的中心线处于同一高度，并且，该三个红外接收管3均处于红外发射管2的发射角范围内。该三个红处接收管3呈倒品字形排列，与红外发射管2形成错位。该错位的设置与装置的抗倾斜角度具有一定的关联，红外发射管2与红外接收管3的连线与红外发射管中心线所处水平面的夹角小于所期望的抗倾斜角。在本实施例中，在该接收槽16底部的红外接收管3与红外发射管2中心线所处水平面的距离为2.5mm，夹角为15度；该接收槽16两顶端的红外接收管3与红外发射管2的夹角为9.5度。考虑液滴的平均直径约为6mm，该实施例的检测结构的抗倾斜能力约为45度。
参见图7（A）~(D)，该图显示莫菲氏滴管4处于正常的垂直位置。当液滴5刚从滴嘴口41处形成初始的液滴51时，由于在接收槽16底部的红处接收管3与红外发射管2呈上下错位设置，液滴5未对红处发射管2形成遮挡，使得该红外接收管3完全接收到红外发射管2的信号，在波形图上为一零位信号。而当液滴5形成壮大形成即将分离的液滴52时，由于液滴5的反射与折射对红外发射管2发射的信号产生干扰，在波形图上呈现干扰杂波信号。当液滴5与滴嘴口41分离后滴下时，分离的液滴53对红外信号阻断或聚焦。当静脉注射的药液为透明液体时，液滴5呈一透镜，在经过红处射线时产生聚焦，在波形图上为正信号；当静脉注射的药液为非透明液体时，液滴5在经过红处射线时产生完全遮挡，在波形图上为负信号；当静脉注射的药液为半透明液体时，液滴5在经过红处射线时即不能产生完全遮挡，又不能完全聚焦，在波形图上为杂波信号。在本实施例中，该静脉注射的药液为透明液体。因此，如采用传统利用波峰波谷的正信号和负信号对信号的判断方法将无法分辨，严重影响了液滴检测的准确性。本发明采用的判断方法是根据液滴5未对红外射线产生阻挡或聚焦，即空档时的零位信号进行判断，而完全避开两零位信号之间的任何波形信号，因此，其完全不受干扰信号的影响，极大地提高了液滴检测的准确性。
参见图8（A）~(D)，该图显示莫菲氏滴管呈向红处接收管3一侧倾斜。当液滴5刚从滴嘴口41处形成初始的液滴51时，由于在接收槽16底部的红处接收管3与红外发射管2呈上下错位设置，液滴5未对红处发射管2形成遮挡，使得该红外接收管3完全接收到红外发射管2的信号，在波形图上为一零位信号。而当液滴5壮大成即将分离的液滴52时，由于液滴5的反射与折射对红外发射管2发射的信号产生干扰，在波形图上呈现干扰杂波信号。当液滴5与滴嘴口41分离后成分离的液滴53滴下时，本实施例的透明液滴对红外信号产生聚焦，在波形图上为正信号。
参见图9（A）~(D)，该图显示莫菲氏滴管呈向红处发射管2一侧倾斜。该情况与图8（A）~(D)相同，在此不再赘述。
参见图10（A）~(D)，该图显示莫菲氏滴管在与红外对管所在平面相交的平面内倾斜，即作前后倾斜。当液滴5刚从滴嘴口41处形成初始的液滴51时，由于在接收槽16顶端的两个红处接收管3呈相对设置，使得该红外接收管3完全接收到红外发射管2的信号，在波形图上为一零位信号。而当液滴5壮大成即将分离的液滴52时，由于液滴5的反射与折射对红外发射管2发射的信号产生干扰，在波形图上呈现干扰杂波信号。当液滴5与滴嘴口41分离后成分离的液滴53滴下经过红外发射管2与接收槽16顶端倾斜一端的红外接收管3形成的检测线时，本实施例的透明液滴对红外信号产生聚焦，在波形图上为正信号。
采用上述重力输液器高抗干扰液滴检测结构的检测方法，一、使红外对管的红外发射管和红外接收管呈错位设置，使其能检测到液滴的所有信号；该信号包括未受液滴5阻挡的零位信号和受液滴5阻挡的扰动信号；二、记录液滴5采集的信号；三、根据扰动信号两端的零位信号作为判断为液滴5与滴嘴41分离的依据。该零位信号的形成为前一液滴5离开红外检测线，而后一形成初始的液滴51尚未壮大时的空档；该扰动信号的形成为即将分离的液滴52对红外检测线的干扰产生的杂波信号和分离的液滴53经过红外检测线产生的负信号或正信号或杂波信号。
具体实施例是为了更清楚地理解本发明，并不作为对本发明权利的一种限制，在不脱离本发明宗旨的前提下，可以有各种各样的变化，所有这些对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。
Claims (10)
1.一种重力输液器高抗干扰液滴检测结构，包括本体，设置在本体上的U形槽和设置在U形槽两侧上的红外对管；其特征在于：所述红外对管的红外发射管与红外接收管在红外发射管的发射角或红外接收管的接收角范围内呈错位设置，并使所述红外发射管或红外接收管中的一个靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处，另一个远离所述滴嘴口；该本体包括一形成外壳主体的本体底座、设置在该本体底座中间的本体中柱和设置在该本体中柱上部开口处的上盖；在本体中柱的两侧壁上分别开设有发射孔和接收槽；设置在本体底座中的电路板上的红外发射管和红外接收管分别设置在该发射孔和接收槽中。
2.根据权利要求1所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构，其特征在于：所述红外发射管为一个，靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处；所述红外接收管呈开口向上的弧形分布。
3.根据权利要求2所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构，其特征在于：在弧形两端上的红外接收管与所述红外发射管处于同一平面。
4.根据权利要求2或3所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构，其特征在于：所述红外接收管为三个，呈倒品字形分布。
5.根据权利要求1或2或3所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构，其特征在于：所述本体的U形槽上口内端设有对卡设在该U形槽中的莫菲氏滴管进行限位的调整螺钉。
6.根据权利要求4所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构，其特征在于：所述本体的U形槽上口内端设有对卡设在该U形槽中的莫菲氏滴管进行限位的调整螺钉。
7.一种权利要求1所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构的检测方法，其特征在于，包括：一、使红外对管的设置能检测到液滴的所有信号；该信号包括未受液滴阻挡的零位信号和受液滴阻挡的扰动信号；该零位信号的形成为前一液滴离开红外检测线，而后一形成初始的液滴尚未壮大时的空档；该扰动信号的形成为即将分离的液滴对红外检测线的干扰产生的杂波信号和分离的液滴经过红外检测线产生的负信号或正信号或杂波信号；二、记录液滴采集的信号；三、根据扰动信号两端的零位信号作为判断为液滴与滴嘴分离的依据。
8.根据权利要求7所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构的检测方法，其特征在于：所述红外对管的设置包括红外发射管与红外接收管呈错位，所述红外发射管或红外接收管中的一个靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处，另一个远离所述滴嘴口。
9.根据权利要求8所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构的检测方法，其特征在于：所述红外发射管为一个，靠近并对准莫菲氏滴管的滴嘴口处；所述红外接收管呈开口向上的弧形分布。
10.根据权利要求9所述的重力输液器高抗干扰液滴检测结构的检测方法，其特征在于：所述红外接收管为三个，呈倒品字形分布。
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