CN105142694B - 具有疏水的内表面的滴注器 - Google Patents
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Abstract
一种用于输液管的滴注器，其包括：第一端(106)，其包括滴管(108)；第二端(110)，其包括出口(112)；以及壁(114)，其连接第一和第二端并包括具有疏水部(118)的内表面(116)。滴注器包括由内壁和第一及第二端包封的空间(122)。内表面的疏水部(118)排斥接触疏水涂层的液体。内表面的疏水部使得光能够以与疏水部不存在于内表面上时的情况相同的方式通过疏水部和壁折射。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于输液管的滴注器，其内表面具有疏水表面，特别地，疏水表面具有使得通过疏水表面能够光学成像的光学属性。
背景技术
图5是现有技术的滴注器200的图形表示，其中假的小液滴202依附至滴注器的内表面204。出于示意目的，图5表现为线条画。在滴注器200的操作期间，在液体流动通过滴注器时，由于液体的喷溅，诸如小液滴202的液体的小液滴形成在滴注器的内表面上，或通过液体从滴注器底部处的贮存器的蒸发并随后在内表面液体凝结。小液滴202能够引起关于对滴注器成像的显著问题，例如，对从滴管208悬垂的点滴206成像。例如，小液滴能够引起点滴206的尺寸的测量中的误差。滴管的其它部分中，例如在弯月面附近的诸如小液滴202的小液滴能够引起类似问题，诸如在测量弯月面位置/液位中的误差。
发明内容
根据本文中所示意的方面，提供了一种用于输液管的滴注器，其包括：第一端，其包括滴管；第二端，其包括出口；以及壁，其连接第一和第二端并包括具有疏水部的内表面。滴注器包括由内壁和第一及第二端包封的空间。内表面的疏水部排斥接触疏水涂层的液体。内表面的疏水部使得光能够以与疏水部不存在于内表面上时的情况相同的方式通过疏水部和壁折射。
根据本文中所示意的方面，提供了一种制造用于输液管的滴注器的方法，其包括：形成第一端，其包括滴管；形成第二端，其包括出口；形成壁，其连接第一和第二端并包括内表面；形成内表面上的疏水部；以及利用内表面和第一及第二端封装空间。内表面的疏水部排斥接触疏水涂层的液体。内表面的疏水部使得光能够以与疏水部不存在于内表面上时的情况相同的方式通过疏水部和壁折射。
根据本文中所示意的方面，提供了一种用于输液管的光学成像系统，其包括：滴注器，具有：具有滴管的第一部分；具有出口的第二部分；位于第一和第二部分之间的第三部分；以及壁，其连接第一和第二端并包括具有疏水部的内表面，疏水部在与穿过第一和第二端的滴注器的纵向轴垂直的方向上与第一或第三部分中的至少一个对齐。所述系统包括：至少一个光源，用于发光；以及光学系统，其包括至少一个透镜，用于接收并传输穿过内表面的疏水部以及第一或第三部分中的至少一个传输的光；以及图像传感器，用于接收从至少一个透镜传输的光，并生成及传输表征从至少一个透镜传输的光的数据。所述系统包括：存储器元件，其被配置成存储计算机可读指令；以及至少一个专用编程处理器，其被配置成执行计算机可读指令，以使用所述数据生成第一或第三部分中至少一个的至少一个图像。内表面的疏水部排斥接触内表面的疏水部的液体。内表面的疏水部使得光能够穿过内表面的疏水部而不散射。
根据本文中所示意的方面，提供了一种对具有滴注器的输液管成像的方法，滴注器包括具有滴管的第一部分，具有出口的第二部分，位于第一和第二部分之间的第三部分；以及壁，其连接第一和第二端并包括具有疏水部的内表面，疏水部在与穿过第一和第二端的滴注器的纵向轴垂直的方向上与第一或第三部分中的至少一个对齐，所述方法包括：排斥接触内表面的疏水部的液体；使用至少一个光源发光；传输光穿过内表面的疏水部和第一或第三部分中的至少一个而不散射光；使用至少一个透镜接收穿过内表面的疏水部和第一或第三部分中的至少一个传输的光；通过至少一个透镜传输穿过内表面的疏水部和第一或第三部分中的至少一个传输的光；使用图像传感器接收从至少一个透镜传输的光；使用图像传感器生成和传输表征从至少一个透镜传输的光的数据；将计算机可读指令存储在存储器元件中；以及使用至少一个专用编程处理器和数据执行计算机可读指令，以生成第一或第三部分的至少一个的至少一个图像。
附图说明
各种实施例仅通过示例并参照附图公开，其中相应附图标记指示相应部件，其中：
图1是包括滴注器的光学成像系统的示意图，滴注器具有内表面的疏水部；
图2是总体上沿图1中的线2-2的截面图；
图3是总体上沿图1中的线3-3的截面图；
图4是示出用于内表面的疏水部的示例周期性结构的图片；以及
图5是现有技术的滴注器的图形表示，其中假的小液滴依附至滴注器的内表面。
具体实施方式
在开始，应该理解的是，在不同的附图中相同的附图标记表示本公开的相同、或功能相似的结构元件。应该理解的是，所要求的本公开不限于所公开的方面。
此外，应该理解的是，本公开不限于所述的特定方法、材料和修改，且当然也可以改变。还应该理解的是，本文中所使用的术语仅用于描述特定方面的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
除非另有限定，本文中所使用的技术和科学术语具有本公开所述领域中一名普通技术人员所通常理解的相同的意义。应该理解的是，与本文中所述的或等效的任何方法、设备、或材料能够用在所公开的实践或测试中。
图1是包括滴注器102的光学成像系统100的示意图，滴注器具有内表面的疏水部。
图2是总体上沿图1中的线2-2的滴注器102的截面图。
图3是总体上沿图1中的线3-3的滴注器102的截面图。下述应该是根据图1-3观察的。用于输液管104的滴注器102包括具有滴管108的末端106和包括出口112的末端110。滴注器102包括壁114，其连接末端106和110。壁114包括内表面116，其具有至少一个疏水部118。应该理解的是，图2和3不是按比例绘制的，并且图2和3中的部分118的厚度放大以用于示意目的。壁114包括由内表面116和末端106及110包封的空间122。疏水部118排斥滴注器102中的液体124。疏水部118是光学透明的并且使得光能够以与疏水部118不存在于内表面116上时的情形相同的方式通过疏水部118和壁114反射，这将在下文进一步描述。除非另有声明，疏水部118使得光126A和126B，能够通过部分118，从滴注器102内诸如滴管108上的悬垂液滴128的点，直接投射至滴注器102中该点的图像上的点(下面描述)。也就是说，疏水部118使得滴注器102中由发光照明的点能够使用通过疏水部118传输的光精确成像。在示例实施例中，输液管104包括输出管130。
在示例实施例中，疏水部118在垂直于滴注器102的纵向轴LA的方向R中与包括末端106的滴注器102的部分132对齐。轴LA穿过末端106和110。部分132尺寸大小为包括从滴管108的末端134悬垂的液滴128。因此，通过阻止在部分118上形成上述的小液滴而在启用没有失真的光传输时，疏水部118使得悬垂液滴128能够精确光学成像。液滴128的光学成像能够用于控制穿过滴注器102的液体124的流动或能够用于检测警报状况，诸如供给液体124至滴注器102的袋136的空袋警报。
在示例实施例中，疏水部118与滴注器102的、末端106和110之间的部分138在方向R中对齐。在示例实施例中，部分138定位以包括用于滴注器102中的液体124的弯月面140。因此，通过阻止上述的小液滴形成在部分118上而在启用没有失真的光传输时，疏水部118实现弯月面140的精确光学成像。弯月面140的光学成像能够用于确定室102中的液体124的液位，其能够用于控制通过滴注器102的液体124的流动。在示例实施例中，疏水部118覆盖部分132和138两者。在示例实施例中，疏水部118覆盖超过部分132和138。在示例实施例中，疏水部118覆盖末端106或110之间的整个表面116。
在示例实施例中，用于液体124接触疏水部118的接触角处于90和180度之间。如本领域所能理解的，接触角是在液体界面接触诸如疏水部分118的疏水材料处通过诸如液体124的液体测量的角度。上述角度范围使得液体从部分118稳健排斥。
图4是示出用于疏水部118的示例周期性结构的图片。在示例实施例中，疏水部118包括多个周期性结构。在示例实施例中，疏水部118包括非周期性配置中的多个结构。
在示例实施例中，疏水部118由形成壁114的相同材料片形成，也就是说，疏水部118集成于形成壁114的材料。例如，内部表面116以相同形式操作以创建疏水部118。作为示例，内部表面116能够使用注射模制、注射压缩模制、压缩模制、或压花来模制，以形成疏水部118。疏水部118能够通过以诸如等离子的表面修改技术来修改表面116而形成。
在示例实施例中，疏水部118由与形成壁114的材料143分离的材料141形成。材料141粘附至材料143。材料141能够包括聚合物，诸如但不限于丙烯酸、聚苯乙烯、聚碳酸酯、乙烯基或聚合物混合物。
在示例实施例中，疏水部分118是施加至表面116的不含微结构的涂层，诸如蜡、聚四氟乙烯、或防水玻璃粉。
在示例实施例中，形成疏水部分118的材料被氟化以改进疏水特性。
除了上面指出的期望透光特性之外，在示例实施例中，疏水部分118反射小于入射在疏水部分118上的光的百分之一。因此，入射在疏水部分118上的绝大多数光穿过壁114传输，使得高分辨率和精确成像，以及实际上消除了菲涅尔反射或闪烁。
在示例实施例中，疏水部分118排斥：诸如水的无机液体；诸如酒精、蛋白质、和油的有机液体；无机液体与溶解的有机物质的溶液；无机液体与溶解的无机物质的溶液；有机液体与溶解的有机物质的溶液；以及有机液体与溶解的无机物质的溶液。
下述进一步提供了关于疏水部分118的示例性细节。疏水部分118能够是一维或二维微结构阵列。疏水部分118能够具有任意或随机的结构。疏水部分118的深度能够是在50nm和500nm之间。疏水部分118的疏水微结构的阵列的节距能够是在50nm和500nm之间。
在示例实施例中，在疏水部118是微结构的时，微结构能够具有基本三角形、部分椭圆形、抛物线、或具有不确定轮廓的发状的截面轮廓。在示例实施例中，表面116对光126A和126B是透明的，但通过裸眼视觉区别出是有色的。在示例实施例中，微结构基本垂直于壁114定向。在示例中，微结构定向为关于壁114成锐角，例如朝向末端106或朝向末端110成角度。
如图1中所示的，光学成像系统100能够与包括滴注器102的输液管104一起使用。在示例实施例中，系统100包括至少一个光源142，例如光源142A和142B分别用于发光126A和126B，以及系统100包括光学系统144。系统144包括透镜148A和148B中的至少一个，以及图像传感器150A和150B中的至少一个。透镜148A和148B用于接收和传输分别穿过内表面的疏水部118和部分132和138传输的光126A和126B。传感器150A和150B分别接收从透镜148A和148B传输的光126A和126B，以及生成并传输表征分别从透镜148A和148B传输的光126A和126B的数据152A和152B。系统100包括至少一个专用编程处理器156，其被配置为分别生成部分132和138的图像158A和158B。系统100包括存储器元件160，其被配置为存储计算机可执行指令162。处理器156被配置为执行指令162以生成图像158A和158B。指出的是，系统能够仅包括光源142A、透镜148A、和传感器150A而没有光源142B、透镜148B、和传感器150B，或光源142B、透镜148B、和传感器150B而没有光源142A、透镜148A、和传感器150A。
如上所指出的，图像158A能够包括悬垂液滴128，以及图像158A能够用于控制穿过输液管102的流动或用于监视警报状况。如所指出的，图像158B能够包括弯月面140，以及图像158B能够用于监视滴注器102中弯月面140的液位。
有利地，疏水部118通过消除上述的依附至内表面116的假的小液滴，而在实现没有失真或非扩散的光传输时，实现更加准确和精确的图像158A和158B。例如，图像158A中悬垂液滴128的呈现不被依附于部分130中表面116的假的小液滴所扰乱或阻塞，而同时受益于用于形成图像158A的光的漫射传输。例如，弯月面140的边界不被依附于部分138中弯月面140和部分130之间的表面116的假的小液滴所扰乱或阻塞，而同时受益于用于形成图像158B的光的漫射传输。
应该理解的是，上面公开的各种及其它的特征和功能、或其替代例，可期望地组合到许多其它不同的系统或应用中。各种目前不可预见或不可预期的替代例、修改、变体、或其中的改进可因此由本领域技术人员做出，这也旨在被后面权利要求书所包括。
Claims (11)
1.一种用于输液管的滴注器(102)，包括：
第一端(106)，所述第一端包括滴管(108)；
第二端(110)，所述第二端包括出口(112)；
壁(114)，所述壁在所述第一端和所述第二端之间延伸，所述壁具有包括疏水部的内表面(116)，以及具有由所述壁的所述内表面和所述第一及第二端所限定的空间(122)；以及
所述疏水部被配置用于折射穿过所述壁传输的基本上全部的光，并且消除形成在所述壁上的基本全部的反射或闪烁；
其中，所述内表面的疏水部排斥接触该疏水部的液体；以及
所述内表面的疏水部使得光能够以与所述疏水部不存在于所述内表面上时的情况相同的方式，通过所述疏水部和所述壁折射。
2.如权利要求1所述的滴注器，其中，所述内表面的疏水部使得所述光能够从所述滴注器内的点通过所述内表面的疏水部直接投射至所述滴注器中所述点的图像上的点。
3.如权利要求1所述的滴注器，其中，所述滴管(108)具有末端(134)，液滴(128)从该末端悬垂，并且所述内表面的疏水部在垂直于穿过所述滴注器(102)的第一端(106)和第二端(110)的所述滴注器的纵向轴的方向上与所述滴管(108)的末端(134)对齐。
4.如权利要求1所述的滴注器，其中，当所述滴注器包括布置在所述滴注器中的液体时，所述内表面的疏水部在垂直于穿过所述滴注器的第一端和第二端的所述滴注器的纵向轴的方向上与所述液体的弯月面对齐。
5.如权利要求1所述的滴注器，其中：
用于液体接触所述内表面的疏水部的接触角处于90和180度之间；以及
所述接触角是在液体界面接触所述内表面的疏水部处通过液体测量的角度。
6.如权利要求1所述的滴注器，其中，所述内表面的疏水部包括第一多个周期性结构。
7.如权利要求1所述的滴注器，其中，所述内表面的疏水部包括非周期性配置的第一多个结构。
8.如权利要求1所述的滴注器，其中，所述内表面的疏水部由与形成所述壁相同的材料片形成。
9.如权利要求1所述的滴注器，其中：
所述内表面的疏水部由第一材料形成，所述第一材料与形成所述壁的第二材料分离；以及
所述第一材料粘附至所述第二材料。
10.如权利要求1所述的滴注器，其中，在所述内表面的疏水部上入射的光当中少于百分之一被所述内表面的疏水部反射。
11.如权利要求1所述的滴注器，其中，所述内表面的疏水部排斥：
第一无机液体，所述第一无机液体包括水；
第一有机液体，所述第一有机液体包括酒精、蛋白质或油；
第二无机液体与溶解的第一无机物质的溶液；
第三无机液体与溶解的第一有机物质的溶液；
第二有机液体与溶解的第二无机物质的溶液；或
第三有机液体与溶解的第二有机物质的溶液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180831 |