CN105797234A - 输液泵的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种输液泵的控制方法，所述方法包括：将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动；通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态；获取所述蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比；利用所述补偿百分比和所述控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。采用本方法能够实现平稳输液并有效提高输液精度。此外还提供一种输液泵的控制装置。

Description

输液泵的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种输液泵的控制方法和装置。

背景技术

输液泵是一种可精确控制输液速度和输液量，并且能对气泡、空液、输液管阻塞等异常情况进行报警并自动切断输液通路的一种智能仪器。传统的蠕动式输液泵大部分是采用电机带动蠕动装置以波动形式连续挤压输液管，推动输液管内液体定向流动。由于输液泵中的蠕动装置以波动形式挤压输液管输液的特性，使得输出液体速度并不稳定，并且存在周期性波动，输液速度具有周期性误差，在低速输液时甚至出现短暂回血现象。如何实现平稳输液并有效提高输液精度是目前急需解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现平稳输液并有效提高输液精度的输液泵的控制方法和装置。

一种输液泵的控制方法，所述方法包括：

将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动；

通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态；

获取所述蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比；

利用所述补偿百分比和所述控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。

在其中一个实施例中，所述通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态的步骤之前，还包括：

将传感器检测到定位叶片上的缺口时的信号作为有效信号。

在其中一个实施例中，所述通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态的步骤包括：

接收到传感器的有效信号时，将所述蠕动机构的运行状态作为蠕动周期的初始状态；

从所述初始状态开始，识别出所述蠕动机构的多个运行状态；

再次接收到所述有效信号时，得到所述蠕动机构在一个蠕动周期内的每个运行状态。

在其中一个实施例中，所述获取所述蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比的步骤包括：

电机匀速转动时，测量所述蠕动机构的每个运行状态对应的实际输液速度；

将所述实际输液速度与所述预设输液速度作差，得到每个运行状态对应的补偿速度；

将所述补偿速度与所述预设输液速度相除，得到每个运行状态对应的补偿百分比。

在其中一个实施例中，所述利用所述补偿百分比和所述控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿的步骤包括：

利用所述补偿百分比计算所述控制脉冲信号对应每个运行状态补偿后的脉冲频率；

输出所述补偿后的脉冲频率，以使得所述蠕动机构在蠕动周期内的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行转动；

根据所述蠕动机构补偿后的速度，调整每个运行状态对应的实际输液速度。

一种输液泵的控制装置，所述装置包括：

换算模块，用于将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动；

识别模块，用于通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态；

获取模块，用于获取所述蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比；

补偿模块，用于利用所述补偿百分比和所述控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

检测模块，用于将传感器检测到定位叶片上的缺口时的信号作为有效信号。

在其中一个实施例中，所述识别模块包括：

接收单元，用于接收到传感器的有效信号时，将所述蠕动机构的运行状态作为蠕动周期的初始状态；

识别单元，用于从所述初始状态开始，识别出所述蠕动机构的多个运行状态；

确定单元，用于再次接收到所述有效信号时，得到所述蠕动机构在一个蠕动周期内的每个运行状态。

在其中一个实施例中，所述获取模块包括：

测量单元，用于电机匀速转动时，测量所述蠕动机构的每个运行状态对应的实际输液速度；

第一计算单元，用于将所述实际输液速度与所述预设输液速度作差，得到每个运行状态对应的补偿速度；

所述第一计算单元还用于将所述补偿速度与所述预设输液速度相除，得到每个运行状态对应的补偿百分比。

在其中一个实施例中，所述补偿模块包括：

第二计算单元，用于利用所述补偿百分比计算所述控制脉冲信号对应每个运行状态补偿后的脉冲频率；

输出单元，用于输出所述补偿后的脉冲频率，以使得所述蠕动机构在蠕动周期内的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行转动；

调整单元，用于根据所述蠕动机构补偿后的速度，调整每个运行状态对应的实际输液速度。

上述输液泵的控制方法和装置，将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动；通过电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态；获取蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比；利用补偿百分比和控制控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。由于将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，通过每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比和控制脉冲信号的频率对实际输液速度进行补偿。从而使得输液速度稳定实现了平稳输液，由于是对蠕动周期内的每个运行状态的实际输液速度进行补偿，消除了累计周期误差，并有效提高了输液精度。

附图说明

图1为一个实施例中的硬件环境示意图；

图2为一个实施例中输液泵的控制方法的流程图；

图3为一个实施例中的硬件结构图；

图4为一个实施例中输液泵的控制装置的结构示意图；

图5为又一个实施例中输液泵的控制装置的结构示意图；

图6为一个实施例中识别模块的结构示意图；

图7为一个实施例中获取模块的结构示意图；

图8为一个实施例中补偿模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的方法应用于如图1所示的硬件环境示意图中。其中，包括主控制器102、电机控制器104、电机106、蠕动机构108、传感器110和定位叶片112。其中，其中主控制器102用于预先设定输液速度，电机控制器104用于接收预设输液速度后，将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，并输出该控制脉冲信号，使得电机106匀速转动。电机106转动带动蠕动机构108运动。传感器110用于检测定位叶片112，将传感器110检测到定位叶片112上唯一缺口时的信号作为有效信号。电机控制器104接收到有效信号时，将此时蠕动机构108的运行状态作为初始状态，并逐一识别出蠕动周期内蠕动机构的每个运行状态，计算出每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比，并利用补偿百分比和控制脉冲信号的频率计算出对每个运行状态对应的补偿后的脉冲频率，电机控制器104输出补偿后的脉冲频率，使电机106以补偿后的速度转动，带动蠕动机构108在每个运行状态的对应补偿后的速度运行，从而对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。由此实现了平稳输液并有效提高输液精度。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种输液泵的控制方法，该方法包括：

步骤202，将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动。

电机控制器在获取到通过主控制器预设的输液速度后，将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，利用该控制脉冲信号驱动电机匀速转动起来。该控制脉冲信号的频率与电机转动速度成正比，并且电机转动速度与预设输液速度不相等。优选的，电机采用步进电机。

步骤204，通过电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态。

通过电机转动来带动蠕动机构运行，蠕动机构的运行具有周期性，运行周期也可称作蠕动周期。蠕动机构上设有蠕动片，蠕动片的运行状态就是蠕动机构的运行状态。当电机控制器接收到传感器的有效信号时，电机控制器将蠕动片的运行状态作为蠕动机构在蠕动周期运行的初始状态，并从初始状态开始，逐一识别出蠕动机构在整个蠕动周期的各个运行状态。

步骤206，获取蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比。

蠕动机构的每个运行状态都具有对应的实际输液速度。在其中一个实施例中，获取蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比的步骤包括：电机匀速转动时，测量蠕动机构的每个运行状态对应的实际输液速度；将实际输液速度与预设输液速度作差，得到每个运行状态对应的补偿速度；将补偿速度与预设输液速度相除，得到每个运行状态对应的补偿百分比。具体的，采用高精度天平和对应的测量软件来测量每个运行状态的实际输液速度。通过电机控制器进行计算，得到补偿速度＝实际输液速度－预设输液速度，假设预设输液速度为V，蠕动机构有n个运行状态，第n个运行状态对应的实际输液速度为V_n补偿速度为△V_n，那么△V_n＝V_n－V。假设补偿百分比为P，第n个运行状态的补偿百分比为P_n，则P_n＝△V_n/V。

步骤208，利用补偿百分比和控制控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。

对每个运行状态的实际输液速度进行补偿是通过对电机控制器输出的控制脉冲信号的频率进行补偿，使得电机转动速度得到补偿，由此带动蠕动机构的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行运动，从而补偿每个运行状态的实际输液速度。

本实施例中，将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动；通过电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态；获取蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比；利用补偿百分比和控制控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。由于将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，通过每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比和控制脉冲信号的频率对实际输液速度进行补偿。从而使得输液速度稳定实现了平稳输液，由于是对蠕动周期内的每个运行状态的实际输液速度进行补偿，消除了累计周期误差，并有效提高了输液精度。

在一个实施例中，通过电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态的步骤之前，还包括：将传感器检测到定位叶片上的缺口时的信号作为有效信号。

定位叶片上设有唯一缺口。电机带动蠕动机构进行运动，当传感器检测到定位叶片上的缺口时，此时的检测信号作为有效信号。优选的，传感器采用光电传感器。

在一个实施例中，通过电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态的步骤包括：接收到传感器的有效信号时，将蠕动机构的运行状态作为蠕动周期的初始状态；从初始状态开始，识别出蠕动机构的多个运行状态；再次接收到有效信号时，得到蠕动机构在一个蠕动周期内的每个运行状态。

本实施例中，如图3所示，为一个实施例中的硬件结构图。其中传感器302位于定位叶片304的下方，检测定位叶片304上的缺口时的信号为有效信号。电机306位于蠕动机构308上方，带动蠕动机构308运动。蠕动机构308上设有蠕动片310。蠕动片310的运行状态即为蠕动机构308的运行状态。通过扫描或中断的方式接收传感器302的信号，当接收到传感器302的有效信号时，将蠕动机构308此时的运行状态作为蠕动周期的初始状态。蠕动周期是指先后两次接收到传感器的有效信号的时间差。在其中一个实施例中，优选的，电机为步进电机。根据控制脉冲信号的频率，步进电机旋转某一固定角度，该角度根据电机本身特性来决定。随着步进电机旋转角度的变化，蠕动片的运行状态也随之发生变化。从初始状态开始，结合步进电机的旋转角度，对控制脉冲信号进行计数处理，逐一识别出蠕动机构在蠕动周期的每个运行状态。在另一个实施例中，可以在电机或蠕动机构上增设一个计数码盘。从初始状态开始，通过传感器对计数码盘信号的采集和计数，逐一识别出蠕动机构在蠕动周期的每个运行状态。本实施例中，由于将接收传感器有效信号时的蠕动机构的运行状态作为蠕动周期的初始状态，并通过计数的方式识别出蠕动周期的每个运行状态，避免了由于遗漏计数或重复计数等造成累计误差的问题，有效提高了输液精度。

在一个实施例中，利用补偿百分比和控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿的步骤包括：利用补偿百分比计算控制脉冲信号对应每个运行状态补偿后的脉冲频率；输出补偿后的脉冲频率，以使得蠕动机构在蠕动周期内的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行转动；根据蠕动机构补偿后的速度，调整每个运行状态对应的实际输液速度。

本实施例中，控制脉冲信号的频率按照上述实施例中的补偿百分比进行补偿，补偿频率为控制脉冲信号的频率与补偿百分比的乘积，补偿后的频率为控制脉冲信号的频率与补偿频率的差值。具体的，可以由电机控制器来进行计算。假设控制脉冲信号的频率为f，蠕动机构第n个运行状态对应的补偿后的脉冲频率为f_n，那么f_n＝f－f*P_n。控制脉冲信号的频率与电机的转速成正比，将补偿后的脉冲频率对应每个运行状态输出，使得电机的转动速度也按照上述补偿百分比进行补偿。假设电机速度为V'，蠕动机构第n个运行状态对应的补偿后的速度为V_n'，那么V_n'＝V'－V'*P_n。通过电机以补偿后的速度转动，带动蠕动机构在蠕动周期内的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行运动，从而对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。由此实现了平稳输液。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种输液泵的控制装置，该装置包括：换算模块402、识别模块404、获取模块406和补偿模块408，其中：

换算模块402，用于将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动。

识别模块404，用于通过电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态。

获取模块406，用于获取蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比。

补偿模块408，用于利用补偿百分比和控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。

在一个实施例中，如图5所示，该装置还包括：检测模块410，用于将传感器检测到定位叶片上的缺口时的信号作为有效信号。

在一个实施例中，如图6所示，识别模块404包括：接收单元404a、识别单元404b和确定单元404c，其中：

接收单元404a，用于接收到传感器的有效信号时，将蠕动机构的运行状态作为蠕动周期的初始状态。

识别单元404b，用于从初始状态开始，识别出蠕动机构的多个运行状态。

确定单元404c，用于再次接收到有效信号时，得到蠕动机构在一个蠕动周期内的每个运行状态。

在一个实施例中，如图7所示，获取模块406包括：测量单元406a和第一计算单元406b，其中：

测量单元406a，用于电机匀速转动时，测量蠕动机构的每个运行状态对应的实际输液速度。

第一计算单元406b，用于将实际输液速度与预设输液速度作差，得到每个运行状态对应的补偿速度。

第一计算单元406b还用于将补偿速度与预设输液速度相除，得到每个运行状态对应的补偿百分比。

在一个实施例中，如图8所示，补偿模块408包括：第二计算单元408a、输出单元408b和调整单元408c，其中：

第二计算单元408a，用于利用补偿百分比计算控制脉冲信号对应每个运行状态补偿后的脉冲频率。

输出单元408b，用于输出补偿后的脉冲频率，以使得蠕动机构在蠕动周期内的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行转动。

调整单元408c，用于根据蠕动机构补偿后的速度，调整每个运行状态对应的实际输液速度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种输液泵的控制方法，所述方法包括：

将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动；

通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态；

获取所述蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比；

利用所述补偿百分比和所述控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态的步骤之前，还包括：

将传感器检测到定位叶片上的缺口时的信号作为有效信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态的步骤包括：

接收到传感器的有效信号时，将所述蠕动机构的运行状态作为蠕动周期的初始状态；

从所述初始状态开始，识别出所述蠕动机构的多个运行状态；

再次接收到所述有效信号时，得到所述蠕动机构在一个蠕动周期内的每个运行状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比的步骤包括：

电机匀速转动时，测量所述蠕动机构的每个运行状态对应的实际输液速度；

将所述实际输液速度与所述预设输液速度作差，得到每个运行状态对应的补偿速度；

将所述补偿速度与所述预设输液速度相除，得到每个运行状态对应的补偿百分比。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述补偿百分比和所述控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿的步骤包括：

利用所述补偿百分比计算所述控制脉冲信号对应每个运行状态补偿后的脉冲频率；

输出所述补偿后的脉冲频率，以使得所述蠕动机构在蠕动周期内的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行转动；

根据所述蠕动机构补偿后的速度，调整每个运行状态对应的实际输液速度。

6.一种输液泵的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

换算模块，用于将预设输液速度换算为对应频率的控制脉冲信号，以使得电机匀速转动；

识别模块，用于通过所述电机的转动，识别蠕动机构在蠕动周期内的多个运行状态；

获取模块，用于获取所述蠕动机构每个运行状态的实际输液速度与预设输液速度的补偿百分比；

补偿模块，用于利用所述补偿百分比和所述控制脉冲信号的频率对每个运行状态的实际输液速度进行补偿。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

检测模块，用于将传感器检测到定位叶片上的缺口时的信号作为有效信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述识别模块包括：

接收单元，用于接收到传感器的有效信号时，将所述蠕动机构的运行状态作为蠕动周期的初始状态；

识别单元，用于从所述初始状态开始，识别出所述蠕动机构的多个运行状态；

确定单元，用于再次接收到所述有效信号时，得到所述蠕动机构在一个蠕动周期内的每个运行状态。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

测量单元，用于电机匀速转动时，测量所述蠕动机构的每个运行状态对应的实际输液速度；

第一计算单元，用于将所述实际输液速度与所述预设输液速度作差，得到每个运行状态对应的补偿速度；

所述第一计算单元还用于将所述补偿速度与所述预设输液速度相除，得到每个运行状态对应的补偿百分比。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述补偿模块包括：

第二计算单元，用于利用所述补偿百分比计算所述控制脉冲信号对应每个运行状态补偿后的脉冲频率；

输出单元，用于输出所述补偿后的脉冲频率，以使得所述蠕动机构在蠕动周期内的每个运行状态分别对应补偿后的速度进行转动；

调整单元，用于根据所述蠕动机构补偿后的速度，调整每个运行状态对应的实际输液速度。