CN104941037A - 一种基于光学全反射原理的输液报警器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于光学全反射原理的输液报警器，它是由发光二极管，光电管、信号放大模块、触发模块、报警模块等部分构成。输液过程中，输液器滴斗内的药液保持较高的液面高度，发光二极管发出的光束从输液器滴斗A点倾斜向上射入滴斗后从滴斗B点射出、照射到光电管上产生光电信号，信号放大模块把该光电信号放大后输出幅值较大的电平信号；输液结束时，输液器滴斗内药液液面迅速下降，当降至B点以下、A点以上时，从A点射入的光束在滴斗内药液液面上产生全反射，光电管不再接收到光信号，信号放大模块输出幅值较小的电平信号；在信号放大模块输出的电平信号快速转变过程中，触发模块受到触发、激活报警模块，实现输液报警器的报警功能。

Description

一种基于光学全反射原理的输液报警器

技术领域

本发明属于医疗用品技术领域，具体涉及一种基于光学全反射原理的输液报警器。

背景技术

医院临床医疗中，静脉输液治疗是最重要的医疗项目之一。现在，我国大部分医院输液过程采用的仍是普通输液器，输液结束时不能及时提醒病人及医护人员，输液过程必须有专人全程实时看护，否则有可能会因不能及时发现输液结束而导致病患人员产生血液倒流现象，造成一定危险。因此，现在的输液过程不但要浪费大量的人力，而且降低了患者医疗过程中的舒适度。

目前，为了解决上述问题，国内外已设计出多种技术实现方案的输液报警器，根据是否采用光电探测方法划分，主要分为光电探测法和非光电探测法两种。对于非光电探测法，采用的技术方案主要有称重法、探针药液接触法和电容法。其中，称重法通过测量输液瓶的重量变化确定药液是否输完，利用该测量方法时，针对不同容量的输液瓶，需要设置不同的参数，使用装置较为笨重、使用过程繁琐，很难大量推广。探针药液接触法是把两根探针插入输液瓶，根据输液完成前后的阻抗变化确定输液过程是否完成、实现报警功能，该方法在使用过程中探针需要接触药液，不但容易造成药液污染、产生医疗安全问题，而且不易操作。电容法是把输液管放到电容传感器的一侧，通过电容值的改变判断输液是否完成，此种方法简单、易于实现，已得到了一定程度的推广，但在使用过程中存在一定程度的误报警现象。

光电探测法实现的输液报警器，其技术方案主要是液滴探测法。液滴探测法是在输液器滴斗上安装红外检测报警装置，通过检测滴斗内药液点滴滴下时产生的红外脉冲信号对输液是否完成进行判断，此种方法拆装困难、操作复杂。

针对上述输液报警器存在的不足，研制一种结构简单、成本低、能够重复与输液器配套使用的输液报警器显得尤为重要。

发明内容

本发明针对输液过程对输液报警器的需要，基于光学全反射原理，研制一种微型、低成本、零误报率、方便易用的输液报警装置。

本发明提供的输液报警器，采用的技术方案如下：基于光学全反射原理的输液报警器，包括发光二极管（1）、光电管（2）、信号放大模块（3）、触发模块（4）和报警模块（5）。输液报警器工作时，发光二极管（1）和光电管（2）不在同一水平面长、光电管（2）处于较高位置，发光二极管（1）的发光端面和光电管（2）的接收端面间连线与输液器滴斗内的药液液面保持一固定夹角，该夹角能够保证二极管发射的光束在照射到滴斗内药液液面上时产生全反射；输液器滴斗内药液液面处于较高高度或无药液时、发光二极管（1）发出的光束透射过滴斗后可直接照射到光电管（2）上。

输液报警器实现报警功能的基理为：输液过程中，输液器滴斗内药液液面保持较高高度，发光二极管（1）发出的光束从输液器滴斗上某一点A倾斜向上射入滴斗后透射过药液从滴斗B点射出、照射到光电管（2）上（如附图1左半图所示）并产生光电信号，该光电信号经信号放大模块（3）进行放大输出；输液结束时，输液器滴斗内液面迅速下降，当液面降至B点、高于A点时原来的光路改变，从A点射入滴斗的光束照射到滴斗内药液液面上产生全反射（如附图1右半图所示），光电管（2）由于不能接收到光的照射而不再输出光电信号，信号放大模块（3）的输出不再携带光电信号成份；这样，输液器滴斗内药液液面在降至B点时，信号放大模块（3）输出的电平信号幅值迅速发生改变，使触发模块（4）受到触发、激活报警模块（5）实现报警功能。

本发明中所用发光二极管（1）为低成本红外发光二极管，其作用是为输液报警器提供所需红外光源。

本发明中所用光电管（2）为低成本的红外光电二极管或红外光电三极管，其作用是通过探测接收到光信号的改变判定输液是否结束。

本发明中信号放大模块（3）的主要作用是把光电接收管产生的弱光电信号进行放大，产生较大幅值的电平信号。

本发明中触发模块（4）的主要作用是：当输液结束时，信号放大模块输出的信号电平发生快速改变致使触发模块（4）受到触发、输出激活报警模块（5）的激励信号。

本发明中报警模块（5）的主要作用是接收到触发模块产生的激励信号后，进行输液结束报警。

本发明中报警模块（5）功能为本地声光/声音报警、蓝牙传输报警或通过Zigbee无线传输网络报警。

本发明的优点：

1） 本发明提出的输液报警器，基于光学全反射原理实现报警功能，正常工作情况下可实现零误报率，具有准确度高的优点；

2） 本发明提出的输液报警器，具有结构简单、易于实现、使用方便、成本低廉等优点，具有较高的推广价值。

附图说明

图1为本发明所述基于光学全反射原理的输液报警器光学原理图。

具体实施方式

本发明提出的输液报警器由发光二极管1，光电管2，信号放大模块3，触发模块4，报警模块5等部分构成。输液报警器工作过程中，发光二极管1的发射端面和光电接收管2的接收端面对向放置，其连线与竖直放置的输液器滴斗内药液液面有一固定夹角（光电接收管2处于较高的位置），该夹角设定依据为可使发光二极管1发射的光束入射到滴斗内药液液面上时产生全反射；输液过程中，输液器滴斗内药液保持较高的液面高度，发光二极管1发出的光束从滴斗上某一点A射入滴斗后透射穿过药液从滴斗的B点射出、照射到光电管2的接收端面上（如附图1左半图所示），光电管2产生的光电信号经信号放大模块4放大后输出；当输液结束时，输液器滴斗内药液液面在下降至B点、到达A点前的这段时间内，发光二极管1发射的光束从A点射入输液器滴斗后在药液液面上发生全反射、不再从B点射出，光电接收管2不能接收到光信号（如附图1右半图所示）；这样，在输液结束、输液器滴斗内药液液面降至B点时，光电管2接收到的光信号强度迅速消失，经信号放大模块3输出的电平信号幅值产生快速转换、形成触发信号，触发控制模块4接收到触发信号、向报警模块5输出激励信号，使报警模块5发出输液结束的报警信号。

Claims (6)

1.一种基于光学全反射原理的输液报警器，它是由发光二极管（1）、光电管（2）、信号放大模块（3）、触发模块（4）、报警模块（5）构成；其特征在于：输液报警器工作时，发光二极管（1）和光电管（2）不处于同一水平面上，它们之间的连线与输液器滴斗内的药液液面保持有一固定夹角，光电管（2）处于较高位置；输液过程中，由于输液器滴斗内药液保持较高的液面高度，发光二极管（1）发出的光束从输液器滴斗上某一点A倾斜向上射入滴斗后从滴斗B点射出、照射到光电管（2）上并产生光电信号，该光电信号经信号放大模块（3）放大后输出幅值较大的电平信号；输液结束时，输液器滴斗内药液液面迅速下降，当药液液面低于B点、高于A点时光路改变，从A点入射的光束在滴斗内液面上产生全反射、不再照射到光电管（2）上，光电管（2）产生的光电信号消失，信号放大模块（3）输出幅值较小的电平信号；这样，输液结束、输液器滴斗内药液液面降至B点时，信号放大模块（3）输出的电平信号幅值迅速发生改变，触发模块（4）接收到触发信号、激活报警模块（5）实现报警功能。

2.根据权利要求1所述输液报警器，其特征在于：输液报警器工作时，发光二极管（1）和光电管（2）不处于同一水平面上、光电管（2）处于较高位置，发光二极管（1）和光电管（2）对向放置、发光二极管（1）的发光端面与光电管（2）接收端面间的连线与输液报警器滴斗内药液液面保持一固定夹角，该固定角度可保证输液结束时、输液器滴斗内液面降至一定高度的情况下发光二极管发出的光束在滴斗内液面上产生全反射、使光电管（2）（2）不能接收到光信号。

3. 根据权利要求1所述输液报警器，其特征在于：发光二极管（1）为红外发光二极管。

4.根据权利要求1所述输液报警器，其特征在于：光电管（2）为红外光电二极管或红外光电三极管。

5.根据权利要求1所述输液报警器，其特征在于：报警模块（5）不仅仅限于实现本地声音或声光报警功能这一报警方式，还包括基于蓝牙传输、Zigbee网络传输技术等其它技术实现的报警方式。

6.根据权利要求1和权利要求4所述输液报警器，其特征在于：光电接收管（2）为红外光电三极管时，可根据实际需要在输液报警器中略去信号放大模块（3）。