CN106215283B - 一种智能输液报警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能输液报警系统，包括：快速充电座、夹式智能提醒器，所述的夹式智能提醒器包括用于夹持漏壶的夹身、控制模块、用于供电的可充电源、电容式液位传感器、提醒装置，所述的夹身的夹头部分内侧分别设置有连接可充电源的两个触片和控制开关，所述电容式液位传感器用于将漏壶的液位信息转换为电信号；所述放大模块连接于所述电容式液位传感器与控制模块之间；所述控制模块分别与控制开关、提醒装置电路连接。本发明解决了医院输液过程中因没有及时查看药液的剩余量而引起患者药液输完后出现血涌等不良状况的问题。

Description

一种智能输液报警系统
技术领域
本发明涉及一种医疗行业的可智能监测输液情况，并在输液即将结束时提醒进行提醒的系统装置，具体涉及一种智能输液报警系统。
背景技术
目前市场上的输液提醒器多采用测量药液重量或输液管流量两种方式实现输液监控与提醒，监控提醒装置相对较为笨重，装夹操作复杂，每次输液需要人工调校输液量等参数，充电耗时长，大部分功能尚待完善。相比于已有的输液提醒器，本发明结构更为简单，体积重量更小更轻，拆解安装更为方便(一夹一放)，无需人工调校参数，充电耗时极短(一夹一放，过程仅需十几秒)，使用体验极佳。
同时，本发明作为一次性输液器的辅助装置，具有可循环使用，绿色环保，造价低廉，使用方便，系统鲁棒性好等优点，具有很高的市场价值，便于推广。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在解决医院或诊所患者输液过程因没有及时留意输液过程而引起的患者药液输完后出现血涌等不良状况的问题，一方面可以让患者输液过程安心休息，另一方面可大大减少医院护士的工作量，提高工作效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种智能输液报警系统，包括：快速充电座、夹式智能提醒器，所述的夹式智能提醒器包括用于夹持漏壶的夹身、控制模块、用于供电的可充电源、电容式液位传感器、提醒装置，所述的夹身的夹头部分内侧分别设置有连接可充电源的触片A及触片B、触片A控制开关及触片B控制开关，所述电容式液位传感器用于将漏壶的液位信息转换为电信号；所述控制模块分别与触片A控制开关及触片B控制开关、提醒装置电路连接，用于电容式根据液位传感器发送的电信号驱动提醒装置。
进一步地，所述的夹身包括通过轴和扭转弹簧铰接的第一牙和第二牙，所述第一牙和第二牙内侧相对设置有半圆弧形夹持部，所述夹持部设置有橡胶垫片。
进一步地，所述的提醒装置为LED灯或者蜂鸣器。
进一步地，所述的控制模块采用stc11f02e系列、Arduino PRO MINI或者ArduinoWearable系列单片机。
进一步地，所述的触片A及触片B通过整流桥连接可充电源，所述可充电源与触片A控制开关及触片B控制开关之间设置有复位电路，所述复位电路包括依次连接于整流桥正极与触片B控制开关之间的二极管D5和电容C2、依次连接于触片B控制开关与触片A控制开关之间的极性电容C1和二极管D6、依次连接于触片A控制开关与整流桥正极负极之间的电阻R1和自恢复保险丝PPTC_1。
进一步地，还包括位置信息收集器及显示系统及设置在所述夹式智能提醒器上的信号发射模块，所述信号发射模块用于向位置信息收集器发送位置信息，所述位置信息收集器用于将所述位置信息解码后发送给显示系统；所述显示系统用于根据接收的位置信息显示相应的座位编号。
进一步地，所述的信号发射模块采用蓝牙模块或者Wifi 信号模块。
进一步地，所述的快速充电座由包括基座、平行设置在所述基座的若干充电板，所述的充电板夹心为绝缘板，两侧为金属板，所述基座包括用于插充电板的凹槽、开关、工频小型变压器、稳压模块，用于将工频交流电转换为夹式智能提醒器充电所需的直流电，在充电板两侧的金属板上产生稳定的电压差。
进一步地，所述的金属板的上设置有栅格状突起边，所述的触片A及触片B上设置有凹槽，所述凹槽与所述栅格状突起边的长边突起相配合，所述栅格状突起边的短边突起用于将夹持在充电板上的各个夹式智能提醒器分隔开。
进一步地，还包括放大模块，所述放大模块通过电路连接于所述电容式液位传感器与控制模块之间，用于将电容式液位传感器中的信号放大并偏置到控制模块的识别范围内。
相比现有技术，本发明包含输液提醒器及其配套充电座，采用漏壶液面改变引起电流改变并发出信号的方式实现提醒功能，适配目前世界范围内广泛使用的一次性输液器，解决了医院输液过程中因没有及时查看药液的剩余量而引起患者药液输完后出现血涌等不良状况的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的夹式智能提醒器的立体结构示意图。
图2为本发明实施例的夹式智能提醒器后视示意图。
图3为本发明实施例的夹式智能提醒器俯视示意图。
图4为图3中A-A向剖视示意图。
图5为发明实施例的夹式智能提醒器使用状态图。
图6为图5中B处放大示意图。
图7为本发明实施例的快速充电座立体结构示意图。
图8为图7中C处放大示意图。
图9为本发明实施例的快速充电座左视示意图。
图10为图9中D处放大示意图。
图11为夹式智能提醒器充电状态示意图。
图12为图11中E处放大示意图。
图13为本发明实施例的夹式智能提醒器电路模块示意图。
图14为本发明实施例的工作流程图。
图15为本发明实施例的整流桥及复位电路示意图。
图中所示：1-LED灯，2-第一牙，3-橡胶垫片，4-触片A，5-触片A控制开关，6-触片B控制开关，7-触片B，8-电容式液位传感器，9-第二牙，10-轴，11-扭转弹簧，12-漏壶，13- 充电板，14-基座，15-开关，16-短边突起，17-长边突起，18- 左金属板，19-右金属板，20-绝缘板。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方法作进一步的说明，但本发明要求保护的范围不局限于此。
如图1至图12所示，一种智能输液报警系统，其特征在于，包括：快速充电座、夹式智能提醒器，所述的夹式智能提醒器包括用于夹持漏壶12的夹身、控制模块、用于供电的可充电源、电容式液位传感器8、提醒装置、放大模块，所述的夹身的夹头部分内侧分别设置有连接可充电源的触片A4及触片B7、触片A控制开关5及触片B控制开关6，所述电容式液位传感器8用于将漏壶12的液位信息转换为电信号；所述放大模块连接于所述电容式液位传感器8与控制模块之间，用于将电容式液位传感器8中的信号放大并偏置到控制模块的识别范围内；所述控制模块分别与触片A控制开关5及触片B控制开关6、提醒装置电路连接，用于电容式根据电容式液位传感器8发送的电信号驱动提醒装置。
电容式液位传感器8工作原理为：空气与水溶液的介电常数存在差值，由公式C＝εS/4πkd可知，电容内空气与溶液的比例发生变化(空气/溶液上升)时，介电常数ε会发生近似线性的变化(下降)，从而导致电容量C变化(下降)，又由
Figure BDA0001111127500000061
引起相关电参数变化。
具体而言，如图3所示，所述的夹身包括通过轴10和扭转弹簧11铰接的第一牙2和第二牙9，所述第一牙2和第二牙9内侧相对设置有半圆弧形夹持部，所述夹持部设置有橡胶垫片3，橡胶垫片3可以减少对滴壶的压迫，并增加夹头与滴壶间的最大摩擦力。
具体而言，所述的提醒装置为LED灯1或者蜂鸣器，但是考虑到医院内需要安静的环境，所以采用LED灯。
具体而言，所述的控制模块采用stc11f02e系列、Arduino PRO MINI或者ArduinoWearable系列单片机。
具体而言，所述的触片A4及触片B7通过整流桥连接可充电源，所述可充电源与触片A控制开关5及触片B控制开关6之间设置有复位电路，所述复位电路包括依次连接于整流桥正极与触片B控制开关之间的二极管D5和电容C2、依次连接于触片B控制开关与触片A控制开关之间的极性电容 C1和二极管D6、依次连接于触片A控制开关与整流桥正极负极之间的电阻R1和自恢复保险丝PPTC_1。可充电源可以选用微型锂电和法拉电容等，由于提醒器耗电小，法拉电容的容量完全可以满足需要，而且法拉电容价格相对低廉，循环次数一般在十万次以上，充电极为迅速(一般在20S以内)，所以推荐使用法拉电容。
具体而言，还包括位置信息收集器及显示系统及设置在所述夹式智能提醒器上的信号发射模块，所述信号发射模块用于向位置信息收集器发送位置信息，所述位置信息收集器用于将所述位置信息解码后发送给显示系统；所述显示系统用于根据接收的位置信息显示相应的座位编号。每一个提醒器都有一个唯一的身份识别编号，对应着病人的座位号码。当提醒器发出警报时，提醒器会给位置信息收集器发送一个简短的、包含位置信息的信号，在位置信息收集器上面每一个信号接受器捕捉了提醒器发出的信号以后会将信号解码并获得其中的位置信息。之后信号接收器会将位置信息发送给显示系统，显示系统就会在显示屏上面显示发出警报的座位编号，这样操作者就能知晓哪一个位置发出了警报。
具体而言，所述的信号发射模块采用蓝牙模块或者Wifi 信号模块。
具体而言，如图9至图12所示，所述的快速充电座由包括基座14、平行设置在所述基座14的若干充电板13，所述的充电板13夹心为绝缘板20，两侧为金属板，包括左金属板18和右金属板19，所述基座14包括用于插充电板的凹槽、开关15、工频小型变压器、稳压模块，用于将工频交流电转换为夹式智能提醒器充电所需的直流电，在充电板两侧的金属板上产生稳定的电压差。充电板13的长度和数量可以根据实际需要(所用夹式智能提醒器的数量多少)来进行调整。
具体而言，如图7和图12所示，所述的金属板的上设置有栅格状突起边，所述的触片A4及触片B7上设置有凹槽，所述凹槽与所述栅格状突起边的长边突起17相配合，所述栅格状突起边的短边突起16用于将夹持在充电板13上的各个夹式智能提醒器分隔开。
工作时，快速充电座将工频交流电转换为夹式智能提醒器充电所需的直流电，在充电板13两侧的金属板上产生稳定的电压差。金属板上面栅格状突起边有以下作用：
一，长边突起17与触片A4及触片B7上的凹槽配合，便于固定提醒器，如图12所示；
二，短边突起用于将各提醒器分隔开，使提醒器排列整齐、互不干涉，如图11所示。
夹式智能提醒器需要充电时，将夹式智能提醒器直接夹在充电板13上，夹头部分两颚内侧的触片A4、触片B7分别与两金属板接触，由于采用了整流桥电路，所以金属板不区分正负极，后面会有详细阐述。
如图13所示，本发明实施例的电路控制部分各模块连接关系示意图如图13所示，所示控制模块可以采用体积小的单片机系统如：stc11f02e系统，Arduino PRO MINI或者Arduino Wearable系列等，其中stc11f02e价格低廉，而 Arduino系列虽然价格较高，但系统功能拓展潜力大。
当RST持续高电平n个工作周期后，单片机(控制模块) 将复位，使得LED灯1或者蜂鸣器(LEDorBUZZER)快速闪烁若干秒，然后控制模块工作流程如图14所示。
所示工作流程的基本目的为：在复位完毕的若干秒后，记录从放大模块中得到的ANALOG模电信号值X，将X设定为基准值，当模电信号值在(X-P≤x≤X+P)范围内时(参数 P的值通过实际试验确定)，不断重复测定模电信号值。当模电信号值离开(X-P≤x≤X+P)范围时，控制模块一方面将与信号发射模块通过串口进行通讯，使信号发射模块发射无线信号告知位置信息收集器及显示系统病人的位置，另一方面使得LED灯1或者蜂鸣器持续不断闪烁，告知护士病人的位置。
单片机(控制模块)的VCC接口、电源模块的VCC接口和夹头部分VCC接口相互连接。控制模块从VCC接口测得电压值u。
非充电状态下：
此时u为电源电压值。当电源电压在设定范围内时 (U1<u<U2)，为正常工作状态，不打断程序。当电源电压过低时(u<U1)，为防止因为电源电压过低导致电路部分不能正常工作(报警及发送信号)，将打断程序，并使LED灯 1或者蜂鸣器持续不断闪，提醒使用者充电。
充电状态下：
此时u为充电座正极电压值(连接充电座后，由于VCC 节点与充电座正极连接，而充电座正极电压U3高于U2，所以此时单片机测得的电压信号并非电源电压而是充电座正极电压U3)。当(u＝U3>U2)时，打断程序，使LED常亮，表示正在充电。
复位信号和电源电压过低信号具有最高权限，可以随时打断程序流程，执行复位信号、电源电压过低信号分别对应的下一步操作，即使程序立即跳到RT或者LB点。
对于LED灯1或者蜂鸣器，有以下四种状态，其显示效果和含义分别为：
1.持续快速闪烁：
①电量过低。充电时，如图15所示，由于VCC与充电板接触，VCC电平略高于正常电压，即使电源电压过低，也不会闪烁。
②误触状态。(后面会有阐述)
2.持续慢速闪烁：
①药液将近流完，需要更换或拔针。
3.快速闪烁几秒：
①夹头已闭合，进行复位。每一次夹头闭合，即触片A 控制开关5与触片B控制开关6接合，就会触发一次复位操作，详细工作过程在后面有阐述.
4.持续亮：
①充电完成。
注：以上四种显示效果仅仅是作为建议，可以通过编程变换不同的显示效果，例如，2.持续慢速闪烁，设定为呼吸灯也可以，用蜂鸣器播放音乐也可以，只要便于分辨就好。
关于触片A4及触片B7、触片A控制开关5及触片B控制开关6、整流桥、复位电路如图15所示，其中，电容C1、C2、电阻R1的具体型号由实际情况确定，二极管D5与自恢复保险丝PPTC_1可以根据实际情况来确定是否省去，其电路功能包括：
充电时：
正常状态：
只有触片A4及触片B7分别与左金属板18和右金属板 19接触；触片A控制开关5和触片B控制开关6与左金属板18和右金属板19不接触，呈开路状态。
由于整流桥的作用，无论触片A4所连接的是正极抑或是负极，VCC接口都将得到一个正的电压(以GND接口电位为基准)。电源模块被充电。由电路分析可知，此时RST接地(GND)，单片机不复位，而VCC接不会报警。
误触状态：由于提醒器夹头变形和碰撞等原因，可能导致触片A控制开关5和触片B控制开关6中的一个或者两个都与金属板接触，即为误触状态。易知该状态有六种情况，分别是(以下A、B分别代表触片A控制开关5和触片B控制开关6，+、-代表所接的金属板极性，0代表不与金属板接触)：A+B-；A-B+；A0B-；A+B0；A0B+；A-B0。
凡是有A+和B-出现的情况，当二极管D5、D6、自恢复保险丝PPTC_1、电容C2省去时将会分别造成支路一(触片A 控制开关5---电阻R1---自恢复保险丝PPTC_1---GND)瞬间短路(瞬间短路电流I_1)和支路二(触片B控制开关6---电容C2---二极管D5---VCC)瞬间短路。
支路一：
设计时I_1将远大于自恢复保险丝PPTC_1的阀值，使自恢复保险丝PPTC_1呈雪崩态，将短路支路断开，使得复位电路部分(左边)与充电电路部分(右边)分离，一方面可以防止短路保护可充电源，另一方面使得在误触状态下充电电路正常工作，即仍可以正常充电。如果R1的阻值较大，使得I_1很小，则自恢复保险丝PPCT_1可以省去。
由于此时RST持续高电平，而复位信号优先级高于VCC 节点电压信号u，将使得单片机处于不断复位的状态(会缩短其使用寿命)，此时LED灯1将持续不断闪烁，以表示发生了误触，警示使用者对提醒器作适当调整。对于其他情况，均不影响正常工作。
支路二：
由于C2作用，此时支路二呈开路状态，不影响正常工作。
本实施例的工作流程简述如下：
提醒器充电时，触片A4、触片B7分别与两侧充电板13 接触，在整流桥作用下，VCC节点获得充电电压U3，GND 节点接充电板负极。触片A控制开关5和触片B控制开关 6不连通，RST有低电位，无复位信号输出。
提醒器工作时，在夹头加上的一瞬间，触片A控制开关5和触片B控制开关6连通，由于电容放电，RST在一段时间内保持较高电位，输出复位信号。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能输液报警系统，其特征在于，包括：用于给夹式智能提醒器进行充电的快速充电座、夹式智能提醒器，所述的夹式智能提醒器包括用于夹持漏壶(12)的夹身、控制模块、用于供电的可充电源、电容式液位传感器(8)、提醒装置，所述的夹身的夹头部分内侧分别设置有连接可充电源的触片A(4)及触片B(7)、触片A控制开关(5)及触片B控制开关(6)，所述电容式液位传感器(8)用于将漏壶(12)的液位信息转换为电信号；所述控制模块分别与触片A控制开关(5)及触片B控制开关(6)、提醒装置电路连接，用于根据 电容式液位传感器(8)发送的电信号驱动提醒装置；
其中，所述快速充电座包括若干充电板(13)，所述充电板(13)的夹心为绝缘板(20)，两侧为金属板，将两侧的金属板分别定义为左金属板（18）和右金属板（19），充电且处于正常状态时，触片A(4)及触片B(7)分别与左金属板（18）和右金属板（19）接触，触片A控制开关（5）和触片B控制开关（6）与左金属板（18）和右金属板（19）不接触，呈开路状态。
2.根据权利要求1所述的智能输液报警系统，其特征在于：所述的夹身包括通过轴(10)和扭转弹簧(11)铰接的第一牙(2)和第二牙(9)，所述第一牙(2)和第二牙(9)内侧相对设置有半圆弧形夹持部，所述夹持部设置有橡胶垫片(3)。
3.根据权利要求1所述的智能输液报警系统，其特征在于：所述的提醒装置为LED灯(1)或者蜂鸣器。
4.根据权利要求1所述的智能输液报警系统，其特征在于：所述的控制模块采用stc11f02e系列、ArduinoPROMINI或者ArduinoWearable系列单片机。
5.根据权利要求1所述的智能输液报警系统，其特征在于：所述的触片A(4)及触片B(7)通过整流桥连接可充电源，所述可充电源与触片A控制开关(5)及触片B控制开关(6)之间设置有复位电路，所述复位电路包括依次连接于整流桥正极与触片B控制开关之间的二极管D5和电容C2、依次连接于触片B控制开关与触片A控制开关之间的极性电容C1和二极管D6、依次连接于触片A控制开关与整流桥正极负极之间的电阻R1和自恢复保险丝PPTC_1。
6.根据权利要求1所述的智能输液报警系统，其特征在于：还包括位置信息收集器及显示系统及设置在所述夹式智能提醒器上的信号发射模块，所述信号发射模块用于向位置信息收集器发送位置信息，所述位置信息收集器用于将所述位置信息解码后发送给显示系统；所述显示系统用于根据接收的位置信息显示相应的座位编号。
7.根据权利要求6所述的智能输液报警系统，其特征在于：所述的信号发射模块采用蓝牙模块或者Wifi信号模块。
8.根据权利要求1所述的智能输液报警系统，其特征在于：所述快速充电座还包括基座(14)，若干所述充电板(13)平行设置在所述基座(14)上，所述基座(14)包括用于插充电板的凹槽、开关(15)、工频小型变压器、稳压模块，用于将工频交流电转换为夹式智能提醒器充电所需的直流电，在充电板两侧的金属板上产生稳定的电压差。
9.根据权利要求8所述的智能输液报警系统，其特征在于：所述金属板的上设置有栅格状突起边，所述的触片A(4)及触片B(7)上设置有凹槽，所述凹槽与所述栅格状突起边的长边突起(17)相配合，所述栅格状突起边的短边突起(16)用于将夹持在充电板(13)上的各个夹式智能提醒器分隔开。
10.根据权利要求1所述的智能输液报警系统，其特征在于：还包括放大模块，所述放大模块通过电路连接于所述电容式液位传感器(8)与控制模块之间，用于将电容式液位传感器(8)中的信号放大并偏置到控制模块的识别范围内。
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