CN106139288B - 液体气泡监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体气泡监测设备，属于血液净化技术领域，其可解决现有的液体气泡监测设备不能对输入管路中混有生理盐水的血液或纯血液进行监测且容易引起误报的问题。本发明的液体气泡监测设备包括：夹持单元，其包括两个转动连接的夹持部，用于夹在血液净化设备的输入管路的末端；两个电容极片，分别设于两个夹持部内侧的相对位置；检测电路单元，其与电容极片相连，用于根据两电容极片间的电容值判断所述输入管路中是否有气泡。

Description

液体气泡监测设备

技术领域

本发明属于血液净化技术领域，具体涉及一种液体气泡监测设备。

背景技术

在对肾功能衰竭、药物中毒等的治疗中，可使用血液净化技术。血液净化过程如图1所示，血液通过输出管路81从人体89传输到净化设备8，并在净化设备8中被净化，净化后的血液(其中可混有生理盐水)再通过输入管路82被输回人体89。由于血管中进入气体是非常危险的，故在血液净化过程中必须对血液及输入的生理盐水中是否有气泡进行监测。现有的液体气泡监测设备2为超声气泡监测器，其设在净化设备8内对应输入管路82始端处，超声气泡监测器可向输入管路82发出超声波并于另一侧接收超声波，当输入管路82中有气泡时接收到的超声波强度变化，从而可对实现对液体中气泡的监测。

但是，现有液体气泡监测设备至少具有以下的问题：

首先，超声气泡监测器重量高、所需能量大，故其必须装在净化设备中，即只能设于输入管路的始端；这样，输入管路内的血液不受监测，若血液在入管路中产生气泡，则会引起危险。

其次，超声波对气体过于敏感，故输入管路与超声气泡监测器间微量的气体变化(如因气温变化导致输入管路硬度变化，从而引起输入管路与超声气泡监测器间缝隙中气体量的微小变化)也可能被感应出来，产生误报。

发明内容

针对现有的液体气泡监测设备不能对输入管路中的血液(其中可混有生理盐水)进行监测且容易引起误报的问题，提供一种可对最终进入人体前的血液进行监测且可靠性高的液体气泡监测设备。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种液体气泡监测设备，其包括：

夹持单元，其包括两个转动连接的夹持部，用于夹在血液净化设备的输入管路的末端；

两个电容极片，分别设于两个夹持部内侧的相对位置；

检测电路单元，其与电容极片相连，用于根据两电容极片间的电容值判断所述输入管路中是否有气泡。

优选的是，所述液体气泡监测设备还包括：电源单元，其用于为所述检测电路单元供电；连接在所述检测电路单元与电源单元间的开关单元，用于在两个夹持部分开时闭合，在两个夹持部对合时断开。

进一步优选的是，所述开关单元包括常闭磁簧开关，其设于一个夹持部上；所述液体气泡监测设备还包括磁体，其设于另一个夹持部上与所述常闭磁簧开关相对应的位置。

优选的是，所述检测电路单元包括：电容检测模块，其与电容极片相连，用于检测两个电容极片间的电容值；报警模块，其用于根据所述电容检测模块的检测结果进行报警。

进一步优选的是，所述检测电路单元还包括：控制模块，其设于所述电容检测模块与报警模块之间，并用于根据所述电容检测模块的检测结果控制报警模块进行报警。

进一步优选的是，所述电容检测模块为容性触摸感应器，当所述容性触摸感应器连续检测到有触摸的时间超过预设的重置时间后，所述容性触摸感应器开始校正并重置；所述检测电路单元还包括电子开关模块，其连接在所述容性触摸感应器与电容极片之间，并与所述控制模块相连；所述控制模块还用于控制所述电子开关模块每隔预定周期瞬断一次，所述预定周期小于所述重置时间。

进一步优选的是，所述容性触摸感应器为ST01B型容性触摸感应器。

进一步优选的是，所述报警模块包括：蜂鸣报警器；和/或，无线发送器，其用于以无线方式向所述血液净化设备发送报警信息。

优选的是，所述液体气泡监测设备，还包括：设于所述夹持部内侧的卡头，其用于阻止被夹在夹持单元中的输入管路从两个夹持部间滑出。

优选的是，两个所述夹持部通过转轴转动连接，所述转轴上设有扭力弹簧，所述扭力弹簧用于施加使两个夹持部对合的力。

本发明的液体气泡监测设备中采用电容方式来检测气泡，电容检测的器件重量轻、所需能量小，故可被集成在夹持单元上，由此只要将夹持单元夹在输入管路的末端，即可在血液(其中可混有生理盐水)最终进入人体前对其中是否有气泡进行监测，起到最好的监测效果，提高安全性；同时，相对于超声波检测，电容检测的灵敏度适中，确实有气泡时不会漏检，但也不易因为温度等其他条件的变化产生误报，故可提高监测可靠性。

附图说明

图1为现有的血液净化方法的示意图；

图2为本发明的实施例的血液净化方法的示意图；

图3为本发明的实施例的一种液体气泡监测设备的剖面结构示框图；

图4为本发明的实施例的一种液体气泡监测设备的组成框图；

图5为本发明的实施例的一种液体气泡监测设备中电源单元和开关单元的示意电路图；

图6为本发明的实施例的一种液体气泡监测设备中控制模块的示意电路图；

图7为本发明的实施例的一种液体气泡监测设备中报警模块的示意电路图；

图8为本发明的实施例的一种液体气泡监测设备中电子开关模块的示意电路图；

图9为本发明的实施例的一种液体气泡监测设备中电容检测模块的示意电路图；

其中，附图标记为：11、夹持部；12、电容极片；13、常闭磁簧开关；14、磁体；15、卡头；16、转轴；17、扭力弹簧；1、液体气泡监测设备；2、现有的液体气泡监测设备；8、血液净化设备；81、输出管路；82、输入管路；89、人体。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图2至图9所示，本实施例提供一种液体气泡监测设备1，其包括：

夹持单元，其包括两个转动连接的夹持部11，用于夹在血液净化设备8的输入管路82的末端；

两个电容极片12，分别设于两个夹持部11内侧的相对位置；

检测电路单元，其与电容极片12相连，用于根据两电容极片12间的电容值判断输入管路82中是否有气泡。

如图3所示，本实施例的液体气泡监测设备1包括夹持单元，夹持单元为类似“夹子”的形式，从而可被夹在血液净化设备8的输入管路82上(血液先通过输出管路81从人体89进入血液净化设备8，在血液净化设备8中处理后通过输入管路82被输回人体，且输回人体的血液中可混有一定量的生理盐水)。而夹持单元的两个夹持部11(即夹子的两部分)内侧分别各设有一个电容极片12，从而当夹持单元夹在输入管路82上时，输入管路82即被夹在两个电容极片12之间，两个电容极片12组成电容，在输入管路82中有或无气泡时，电容两极间的电介质不同，从而电容值不同，因此，只要通过检测电路单元检测出两个电容极片12间的电容值，即可确定输入管路82中是否有气泡，实现液体气泡监测。

本实施例的液体气泡监测设备1中采用电容方式来检测气泡，电容检测的器件重量轻、所需能量小，故可被集成在夹持单元上，由此如图2所示，只要将夹持单元夹在输入管路82的末端，即可在血液(可混有生理盐水)最终进入人体89前对其中是否有气泡进行监测，起到最好的监测效果，提高安全性；同时，相对于超声波检测，电容检测的灵敏度适中，确实有气泡时不会漏检，但也不易因为温度等其他条件的变化产生误报，故可提高监测可靠性。

优选的，两个夹持部11通过转轴16转动连接，转轴16上设有扭力弹簧17，扭力弹簧17用于施加使两个夹持部11对合的力。

也就是说，如图3所示，夹持单元的两个夹持部11可通过转轴16相连，而转轴16上绕设有扭力弹簧17，可将两个夹持部11压在一起，从而当把夹持单元夹在输入管路82上时，其可自行夹合并固定在输入管路82上，使用方便。

优选的，液体气泡监测设备1还包括设于夹持部11内侧的卡头15，其用于阻止被夹在夹持单元中的输入管路82从两个夹持部11间滑出。

也就是说，如图3所示，在夹持单元远离转轴16的一端还可设有凸出的卡头15，以防夹在两个夹持部11间的输入管路82脱出，起到更好的固定效果。

优选的，液体气泡监测设备1还包括：电源单元，其用于为检测电路单元供电；连接在检测电路单元与电源单元间的开关单元，用于在两个夹持部11分开时闭合，在两个夹持部11对合时断开。

也就是说，如图4所示，用于为检测电路单元供电的电源单元通过开关单元与检测电路单元相连，该开关单元在两个夹持部11分开(远离，即之间夹有东西)时闭合，在夹持部11对合(靠近，即之间没有东西)时断开。由此，检测电路单元在平时夹持单元中没夹东西时不带电，处于不工作的状态；而在夹持单元间夹有东西(输入管路82)时则自动上电，开始工作，其既操作方便又避免误报。

优选的，开关单元包括常闭磁簧开关13，其设于一个夹持部11上；液体气泡监测设备1还包括磁体14，其设于另一个夹持部11上与常闭磁簧开关13相对应的位置。

也就是说，如图3所示，以上开关单元可以是常闭磁簧开关13，即在没有受到磁力吸引时保持闭合(导通)状态的开关，而在与常闭磁簧开关13相对的位置则设有磁体14。由此，当夹持单元间夹有输入管路82时，磁体14与常闭磁簧开关13间距离较远，常闭磁簧开关13受到的磁力很弱，故保持闭合(导通)状态，检测电路单元带电并进行监测；而当夹持单元间没夹东西时，磁体14与常闭磁簧开关13间距离较近，常闭磁簧开关13受到的磁力较强并被吸引而断开，从而检测电路单元不带电，不工作。

优选的，检测电路单元包括：电容检测模块，其与电容极片12相连，用于检测两个电容极片12间的电容值；报警模块，其用于根据电容检测模块的检测结果进行报警。

也就是说，检测电路单元可包括电容检测模块和报警模块，电容检测模块可采用已知的芯片等，用于分析检测电容极片12的信号，从而确定两个电容极片12间的电容值，进而确定输入管路82中是否有气泡；在确定有气泡时，报警模块进行报警，提醒操作人员注意。

优选的，报警模块包括：蜂鸣报警器；和/或，无线发送器，其用于以无线方式向血液净化设备8发送报警信息。

也就是说，报警模块可通过发声的方式进行报警，同时，还可通过无线方式将报警信息发送给血液净化设备8，从而在血液净化设备8上显示报警提示，以提醒操作人员注意。

优选的，检测电路单元还包括控制模块，其设于电容检测模块与报警模块间，并用于根据电容检测模块的检测结果控制报警模块进行报警。

也就是说，如图4所示，以上电容检测模块和报警模块可连接在一个控制模块(如控制芯片)上，以实现更多的控制功能。

优选的，电容检测模块为容性触摸感应器，当容性触摸感应器连续检测到有触摸的时间超过预设的重置时间后，容性触摸感应器开始校正并重置；检测电路单元还包括电子开关模块，其连接在容性触摸感应器与电容极片12之间，并与控制模块相连；控制模块还用于控制电子开关模块每隔预定周期瞬断一次，预定周期小于重置时间。

也就是说，可选择容性触摸感应器(一类已知的芯片)作为电容检测模块，容性触摸感应器一般用于在手机中检测是否发生触摸，其检测精度高、成本低，故是优选的。但是，容性触摸感应器有特定的工作方式：其在没有检测到触摸时会不断进行校正，即不断根据外部环境的漂移调整电容的基准值；而当其检测到触摸时，则会在预设的重置时间内暂停校正并输出有触摸的检测结果，但若触摸持续时间超过重置时间，则容性触摸感应器会重新开始校正，并将此时的状态(实际为有触摸的状态)校正为无触摸。之所以容性触摸感应器按以上方式工作，是因为在手机中，连续触摸的时间不可能太长，故如果长时间持续检测到有触摸，则应重置容性触摸感应器以便检测新的触摸。

而在液体(可为混有生理盐水的血液或纯血液)气泡监测过程中，当夹持单元间夹有输入管路82时，容性触摸感应器检测到的信号相当于有触摸(指容性触摸感应器检测到的信号相当于在手机中有触摸时的信号，但并不是指真的有手指进行触摸)，当输入管路82中出现气泡时电容值突变，容性触摸感应器检测到的信号相当于无触摸，并输出无触摸的检测结果而引发报警。但时，血液净化的时间显然远比重置时间(一般为数十秒)更长，故在血液净化开始后，容性触摸感应器会很快达到重置时间而开始进行校并被重置，从而在输入管路82中无气泡的情况下给出没有触摸的检测结果，引起错误的报警。

为此，本实施例在检测电路单元中增设了电子开关模块，其在控制模块的控制下，每隔一个比重置时间更短的时间(如比重置时间短数秒)就瞬断一次(如断开数毫秒)，或者说在达到重置时间前强行切断电容极片12与容性触摸感应器间的连接，在瞬断时，容性触摸感应器接收不到电容极片12的信号，会给出无触摸的检测结果，但控制模块此时可控制不实际进行报警(因为瞬断是由控制模块控制的，故其当然可控制在瞬断时不进行报警)。当电子开关模块结束瞬断而闭合(导通)后，容性触摸感应器重新检测到电容极片12的信号，再次输出有触摸的检测结果，但其重置时间却已经重新开始计算。如此循环，直到血液(可混有生理盐水)中确实出现气泡时，容性触摸感应器在非瞬断时给出无触摸的检测结果，控制模块控制报警模块进行报警，实现对血液(混着说液体)气泡的监测。

由此可见，通过设置电子开关模块，即可人为的避免因达到重置时间而引发的校正，从而将现有的、检测精度高、成本低的容性触摸感应器用于液体气泡监测领域，提高监测的可靠性并降低成本。

更优选的，容性触摸感应器为ST01B型容性触摸感应器。

也就是说，可选用ST01B型容性触摸感应器作为电容检测模块，该ST01B型容性触摸感应器的重置时间为30秒，因此其预定周期可选择在25秒左右。

一种具体的液体气泡监测设备1中各部分的示意性电路如图5至图9所示。

其中，两个电容极片12中，一个接地，故稳定为GND信号(因此若向电容检测模块输入GND信号，也就相当于向其输入了该电容极片12的信号)，另一个则产生感应信号，即AIRTEST信号。

图5为电源单元的示意性电路图，其经过常闭磁簧开关13输出VCC3.3的电压信号。

图6为控制模块的示意性电路图，其中接收的AIR OUT信号和AIR MCU信号为来自电容检测模块的检测结果，BEEP信号为向报警模块输出的控制信号，MCU CTRL信号为向电子开关模块输出的控制信号。

图7为报警模块的示意性电路图，其接收来自控制模块的BEEP信号，进而产生BEEPCON信号控制蜂鸣器。

图8为电子开关模块的示意性电路图，其接收来自控制模块的MCU CTRL信号的控制而导通或断开，从而决定是否将来自电容极片12的AIR TEST信号输出为CON A信号。

图9为电容检测模块(ST01B型容性触摸感应器)的示意性电路图，其接收来自电容极片12的CON A信号(也就是AIR TEST信号，也就是一个电容极片12的信号)和GND信号(也就是接地，也就是另一电容极片12的信号)，并向控制模块输出AIR OUT信号和AIR MCU信号作为检测结果。

当然，以上的各电路图只是示意性的，只要能实现以上各部分要求的功能，它们实际所采用的电路、芯片等是多样的，并不以附图中的例子为限。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种液体气泡监测设备，其特征在于，包括：

夹持单元，其包括两个转动连接的夹持部，用于夹在血液净化设备的输入管路的末端；

两个电容极片，分别设于两个夹持部内侧的相对位置；

检测电路单元，其与电容极片相连，用于根据两电容极片间的电容值判断所述输入管路中是否有气泡；

电源单元，其用于为所述检测电路单元供电；

连接在所述检测电路单元与电源单元间的开关单元，用于在两个夹持部分开时闭合，在两个夹持部对合时断开；

所述开关单元包括常闭磁簧开关，其设于一个夹持部上；

所述液体气泡监测设备还包括磁体，其设于另一个夹持部上与所述常闭磁簧开关相对应的位置。

2.根据权利要求1所述的液体气泡监测设备，其特征在于，所述检测电路单元包括：

电容检测模块，其与电容极片相连，用于检测两个电容极片间的电容值；

报警模块，其用于根据所述电容检测模块的检测结果进行报警。

3.根据权利要求2所述的液体气泡监测设备，其特征在于，所述检测电路单元还包括：

控制模块，其设于所述电容检测模块与报警模块之间，并用于根据所述电容检测模块的检测结果控制报警模块进行报警。

4.根据权利要求3所述的液体气泡监测设备，其特征在于，

所述电容检测模块为容性触摸感应器，当所述容性触摸感应器连续检测到有触摸的时间超过预设的重置时间后，所述容性触摸感应器开始校正并重置；

所述检测电路单元还包括电子开关模块，其连接在所述容性触摸感应器与电容极片之间，并与所述控制模块相连；

所述控制模块还用于控制所述电子开关模块每隔预定周期瞬断一次，所述预定周期小于所述重置时间。

5.根据权利要求4所述的液体气泡监测设备，其特征在于，

所述容性触摸感应器为ST01B型容性触摸感应器。

6.根据权利要求2所述的液体气泡监测设备，其特征在于，所述报警模块包括：

蜂鸣报警器；

和/或

无线发送器，其用于以无线方式向所述血液净化设备发送报警信息。

7.根据权利要求1所述的液体气泡监测设备，其特征在于，还包括：

设于所述夹持部内侧的卡头，其用于阻止被夹在夹持单元中的输入管路从两个夹持部间滑出。

8.根据权利要求1所述的液体气泡监测设备，其特征在于，

两个所述夹持部通过转轴转动连接，所述转轴上设有扭力弹簧，所述扭力弹簧用于施加使两个夹持部对合的力。