CN106422004B - 具备自动温控功能的输液管加温装置 - Google Patents

具备自动温控功能的输液管加温装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具备自动温控功能的输液管加温装置，包括壳体、均匀分布在壳体内壁上的加热灯珠、设置于壳体内壁上的温度传感器，以及温控电路；壳体内壁围成一个中空部，用于容纳莫非氏滴管或输液软管；中空部贯穿壳体的上下表面。本发明结构简单，使用方便，加温效果较好，可有效地控制药液温度与人体体温相适应，有利于药液的收快、使患者感觉舒适。

Description

具备自动温控功能的输液管加温装置
技术领域
本发明涉及辅助医疗设备技术领域，具体涉及一种具备自动温控功能的输液管加温装置。
背景技术
静脉注射输液是临床上抢救和治疗病人的重要措施之一，但在寒冷的冬季给病人静脉注射时，因气温与人体温度差异较大，当低温的药液从输液管直接进入人体血液时，容易使病人产生寒颤、麻木、胀痛、全身不适等不良反应，特别是年老体弱、心脏病、高血压病人更甚，严重的还会引发其它症状。为了改善这种状况，已有不少人进行了研究，旨在输液时对药液进行加热和保温；从加热位置上看，有对输液瓶进行加热和保温的，也有对输液管进行加热和保温的；从加热方式上看，有用热水保温加热的、有用电阻丝加热的、有用电加热管的，还有用陶瓷加热、射频加热、半导体加热等，但是这些加温装置往往结构比较复杂、成本较高、不便于实时进行温度调节，加温效果较差，难于稳定药液温度，尤其对需要进行长时间注射治疗的病人更是如此。因而，急需一种具备自动温控功能的输液加温装置，以便实现对输液管内药液温度的调控。
发明内容
本发明提供了一种具备自动温控功能的输液管加温装置，用于解决病人在冬季进行输液治疗时，药液温度过低而引起各种不适的问题，还用于解决传统的加温装置结构复杂、成本较高、不方便实时进行温度调节、加温效果较差、难于稳定药液温度等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种具备自动温控功能的输液管加温装置，包括壳体、均匀分布在所述壳体内壁上的加热灯珠、设置于所述壳体内壁上的温度传感器，以及温控电路；所述壳体内壁围成一个中空部，用于容纳莫非氏滴管或输液软管；所述中空部贯穿所述壳体的上下表面。
上述技术方案中，壳体内中空部的设置，用于容纳莫非氏滴管或输液软管，尤其适用于对莫非氏滴管的加热；可将壳体套在输液管的莫非氏滴管外部输液软管的其他部位外部，壳体内的加热灯珠用于对其内部的输液管进行加热，加热灯珠可沿壳体内壁设置多组，确保均匀加热。
优选的，所述壳体包括扣合在一起的左、右半壳体，所述左、右半壳体的一侧铰接，另一侧设有相配合的卡扣；在所述壳体的上、下表面中空部开口处，分别设有挡杆。壳体结构这样设置，在使用时便于安装，打开卡扣，可使左右半壳体沿铰接处开合，打开左右半壳体便于将壳体套装在输液管上；中空部的上下开口处设置挡杆用于防止壳体沿输液管滑动。
优选的，所述中空部为圆柱形或圆锥形。
优选的，所述温度传感器为红外辐射温度传感器；所述加热灯珠为红外线加热灯珠。
所述的红外辐射温度传感器是一种光电子传感器，其测温探头主要由光学系统和辐射接收器两部分构成，光学系统包括聚烯烃材料制成的菲涅耳透镜、表面为曲面的玻璃或其它透明材料做成的补偿光阑、多晶硅及钛或铝硅铜制成的热电堆、锰镍铜合金与镍铁合金做成的双金属片等，辐射接收器是由铂金材料做成的热敏电阻元件，通过接收红外辐射并将其转化成电信号，经电子线路放大器进行线性化信号处理。所述的红外线加热灯是一种辐射主要成分在红外光谱范围内的反射灯。
优选的，所述壳体为陶瓷材料；在所述壳体的外表面设有保温层；所述保温层为陶瓷纤维保温层。壳体采用陶瓷材料及陶瓷纤维的保温层，能够起到更好的保温作用。
优选的，所述的温控电路包括加热电路，所述加热电路包括由二极管VD5～VD8组成的桥式整流电路、与所述桥式整流电路构成主回路的单向可控硅整流器VS2，加热灯珠L串联在该主电路中，加热灯珠L的开关K2串联电位器RP3后接市电；所述单向可控硅整流器VS2的控制极连接运算放大器IC4的输出端并受其输出控制，所述运算放大器IC4作为加热电路的比较器，其输入端电阻R5～R8组成单臂电桥；降压电阻R02和电源集成块IC3组成电源，为该单臂电桥和比较器提供直流电压。
优选的，在所述加热电路中，所述桥臂电阻R6～R8的阻值是固定且相等的，所述桥臂电阻R5由电位器RP2和具有正温度系数的热敏电阻RT2组成；所述热敏电阻RT2作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随壳体内的温度而变化，所述电位器RP2为温度预设元件。
加热电路的设置，能够更好地实现加热控制，当温度低于预设的最低值时启动加热，当温度达到预设温度范围时即停止加热。
优选的，在所述壳体内壁上还设置有微型散热风扇。
优选的，在所述壳体内壁上设有对应数量的凹槽，所述加热灯珠、温度传感器、微型散热风扇均嵌入式安装在对应位置的凹槽内。
优选的，所述温控电路还包括降温电路，所述降温电路包括由二极管VD1～VD4组成的桥式整流电路、与所述桥式整流电路构成主回路的单向可控硅整流器VS1，所述微型散热风扇串联在该主电路中，所述微型散热风扇的档位开关K1接市电；所述单向可控硅整流器VS1的控制极连接运算放大器IC2的输出端并受其输出控制，所述运算放大器IC2作为降温电路的比较器，其输入端电阻R1～R4组成单臂电桥；降压电阻R01和电源集成块IC1组成电源，为该单臂电桥和比较器提供直流电压。
优选的，在所述降温电路中，所述桥臂电阻R2～R4的阻值是固定且相等的，所述桥臂电阻R1由电位器RP1和具有负温度系数的热敏电阻RT1组成；所述热敏电阻RT1作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随壳体内的温度而变化，所述电位器RP1为温度预设元件。
散热风扇和降温电路的设置，能够在温度高于预设最高值时，进行快速降温处理，避免输液管内药液温度过高引起药性变化。
本发明的有益效果在于：
1.采用加热灯珠对壳体内的输液管进行均匀加热，加热效果更好；采用温控电路，通过设置一定的温度范围，有利于实现药液加热温度精确控制；采用红外辐射温度传感器探测莫非氏滴管内的药液温度，能够实时监控药液温度，便于及时调整。
2.温控电路中，当壳体内输液管中的药液温度低于预设温度的最低值时，启动红外线加热灯对输液管中的药液进行辐射加温，直至药液处于预设温度范围；当药液温度处于预设温度范围时，红外线加热灯和电风扇都将停止工作；当药液温度高于预设温度的最高值时，启动微型散热扇对输液管内的药液进行强制降温，直至药液温度处于预设温度范围；通过上述过程可以实现对输液管内的药液温度实时监测，达到自动温控的目的。
3.本发明结构简单，使用方便，加温效果较好，可有效地控制药液温度与人体体温相适应，有利于药液的吸收、使患者感觉舒适。
附图说明
图1是本发明具备自动温控功能的输液管加温装置一种实时方式的结构示意图；
图2是图1中具备自动温控功能的输液管加温装置的俯视图；
图3是本发明中降温电路的电路图；
图4是本发明中加热电路的电路图；
图5是本发明中温控电路的工作原理图。
其中，1为壳体，2为加热灯珠，3为温度传感器，4为中空部，5为莫非氏滴管，6为铰接杆，7为卡扣，8为上部挡杆，9为下部挡杆，10为保温层，11为微型散热风扇；12为凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件。
实施例1：一种具备自动温控功能的输液管加温装置，参见图1、图2，包括壳体1、均匀分布在壳体内壁上的加热灯珠2、设置于壳体1内壁上的温度传感器3、微型散热风扇11，以及温控电路。在壳体1内壁上设有对应数量的凹槽12，加热灯珠2、温度传感器3、微型散热风扇11均嵌入式安装在对应位置的凹槽12内。
壳体3内壁围成一个中空部4，中空部为匹配莫非氏滴管形状圆锥形，用于容纳莫非氏滴管5或输液软管；中空部4贯穿壳体1的上下表面。壳体1包括扣合在一起的左、右半壳体，左、右半壳体的一侧通过铰接杆6铰接，另一侧设有相配合的卡扣7；在壳体1的上、下表面中空部开口处，分别设有上部挡杆8、下部挡杆9。其中，温度传感器3为红外辐射温度传感器；加热灯珠2为红外线加热灯珠。壳体1为陶瓷材料；在壳体1的外表面设有保温层10；保温层10为陶瓷纤维保温层。
该温控电路包括加热电路，参见图4，加热电路包括由二极管VD5～VD8组成的桥式整流电路、与桥式整流电路构成主回路的单向可控硅整流器VS2，加热灯珠L串联在该主电路中，加热灯珠L的开关K2串联电位器RP3后接市电；单向可控硅整流器VS2的控制极连接运算放大器IC4的输出端并受其输出控制，运算放大器IC4作为加热电路的比较器，其输入端电阻R5～R8组成单臂电桥；降压电阻R02和电源集成块IC3组成电源，为该单臂电桥和比较器提供直流电压。桥臂电阻R6～R8的阻值固定且相等，桥臂电阻R5由电位器RP2和具有正温度系数的热敏电阻RT2组成；热敏电阻RT2作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随壳体内的温度而变化，电位器RP2为温度预设元件。
降温电路参见图3，包括由二极管VD1～VD4组成的桥式整流电路、与桥式整流电路构成主回路的单向可控硅整流器VS1，微型散热风扇串联在该主电路中，微型散热风扇的档位开关K1接市电；单向可控硅整流器VS1的控制极连接运算放大器IC2的输出端并受其输出控制，运算放大器IC2作为降温电路的比较器，其输入端电阻R1～R4组成单臂电桥；降压电阻R01和电源集成块IC1组成电源，为该单臂电桥和比较器提供直流电压。桥臂电阻R2～R4的阻值固定且相等，桥臂电阻R1由电位器RP1和具有负温度系数的热敏电阻RT1组成；热敏电阻RT1作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随壳体内的温度而变化，电位器RP1为温度预设元件。
实施例2：一种具备自动温控功能的输液管加温装置，与实施例1的不同之处在于，中空部4为圆柱形。
本发明具备自动温控功能的输液管加温装置的具体工作方式为：打开左右半壳体之间的卡扣，沿铰接杆打开左右半壳体，将壳体套装在莫非氏滴管或输液软管上，扣合左右半壳体上的卡扣，将壳体固定好。壳体中空部上下开口处的挡杆用于防止输液管的加热部位滑动。当加温装置启动时，红外辐射温度传感器对壳体内温度进行实时检测，通过温控电路控制红外线加热灯和散热风扇的启动或停止工作。
该温控电路的工作原理如图5所示，在加热电路和降温电路中分别预设最高温度值（如38℃）和最低温度值（如35℃），当红外辐射温度传感器检测到的壳体内温度低于预设的最低温度值时，加热电路控制加热灯珠工作，对壳体内的输液管进行加热，当壳体内温度加热至预设的最低温度值和最高温度值之间时，加热灯珠停止工作。当检测到的壳体内温度高于预设的最高温度值时，降温电路控制散热风扇工作对壳体内的输液管进行降温，当温度降至预设的最低温度值和最高温度值之间时，散热风扇停止工作。这样就实现了对输液管温度的实时调控，便于随时调整输液管内药液温度，保证药液温度处于使人体舒适的范围内。
该加热电路是利用电桥的非平衡信号使比较器输出高电平控制主回路，以达到温度控制的目的，见图4。由二极管VD5～VD8组成的桥式整流电路和单向可控硅整流器VS2构成主回路，利用运算放大器IC4作为温控电路的比较器，其输入端电阻R5～R8组成单臂电桥。单向可控硅整流器VS2的控制极连接运算放大器IC4的输出端并受其输出控制。降压电阻R02和电源集成块IC3组成电源，为单臂电桥和比较器提供直流电压。桥臂电阻R6～R8的阻值是固定且相等的，桥臂电阻R5是由电位器RP2和具有正温度系数的热敏电阻RT2组成，其阻值是可变的；RT2作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随药液温度而变化，RP2为温度预设元件。在实施例1中，调节RP2将温度预设于TL=35℃，当药液温度T低于预设温度TL=35℃时，桥臂电阻R5的阻值较小，使得比较器IC4的同相输入端电压高于反向输入端电压，即UR6>UR8，比较器IC4输出的高电平将触发单向可控硅整流器VS2导通，开关K2闭合，此时串联在主电路中的红外线加热灯珠接入市电并开始运转，此时通过调节电位器RP3，控制主电路中的工作电流，合理变换红外线加热灯珠的实际功率，便于快速提高莫非氏滴管或输液软管内的药液温度；随着温度的逐渐上升，当药液温度T高于预设温度TL=35℃时，桥臂电阻R5的阻值较大，使得比较器IC4的同相输入端电压降低，即UR6<UR8，比较器IC4输出的低电平不能触发单向可控硅整流器VS2，此时串联在主电路中的红外线加热灯珠停止工作。
该降温电路也是利用电桥的非平衡信号使比较器输出高电平控制主回路，以达到温度控制的目的，见图3。由二极管VD1～VD4组成的桥式整流电路和单向可控硅整流器VS1构成主回路，利用运算放大器IC2作为温控电路的比较器，其输入端电阻R1～R4组成单臂电桥；单向可控硅整流器VS1的控制极连接运算放大器IC2的输出端并受其输出控制。降压电阻R01和电源集成块IC1组成电源，为单臂电桥和比较器提供直流电压；桥臂电阻R2～R4的阻值是固定且相等的，桥臂电阻R1是由电位器RP1和具有负温度系数的热敏电阻RT1组成，其阻值是可变的；热敏电阻RT1作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随药液温度而变化，电位器RP1为温度预设元件。在实施例1中，调节电位器RP1将温度预设为TH=38℃，当药液温度T低于预设温度TH=38℃时，桥臂电阻R1的阻值较大，使得比较器IC2的同相输入端电压低于反向输入端电压，即UR2<UR4，比较器IC2输出的低电平不能触发单向可控硅整流器VS1，此时串联在主电路中的散热风扇不工作；随着温度的逐渐上升，当药液温度T高于预设温度TH=38℃时，桥臂电阻R1的阻值较小，使得比较器IC2的同相输入端电压升高，即UR2>UR4，比较器IC2输出的高电平将触发单向可控硅整流器VS1导通，串联在主电路中的散热风扇接入市电并开始运转，此时通过档位开关K1选择合适的档位，控制主电路中的工作电流，合理变换散热风扇的实际功率，便于快速降低莫非氏滴管或输液软管内的药液温度。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (3)

1.一种具备自动温控功能的输液管加温装置，其特征在于，包括壳体、均匀分布在所述壳体内壁上的加热灯珠、设置于所述壳体内壁上的温度传感器，以及温控电路；所述壳体内壁围成一个中空部，用于容纳莫非氏滴管或输液软管；所述中空部贯穿所述壳体的上下表面；
所述壳体包括扣合在一起的左、右半壳体，所述左、右半壳体的一侧铰接，另一侧设有相配合的卡扣；在所述壳体的上、下表面中空部开口处，分别设有挡杆；
所述中空部为圆柱形或圆锥形；
所述的温控电路包括加热电路，所述加热电路包括由二极管VD5～VD8组成的桥式整流电路、与所述桥式整流电路构成主回路的单向可控硅整流器VS2，加热灯珠L串联在该主回路中，加热灯珠L的开关K2串联电位器RP3后接市电；所述单向可控硅整流器VS2的控制极连接运算放大器IC4的输出端并受其输出控制，所述运算放大器IC4作为加热电路的比较器，其输入端电阻R5～R8组成单臂电桥；降压电阻R02和电源集成块IC3组成电源，为该单臂电桥和比较器提供直流电压；
桥臂电阻R6～R8的阻值固定且相等，桥臂电阻R5由电位器RP2和具有正温度系数的热敏电阻RT2组成；所述热敏电阻RT2作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随壳体内的温度而变化，所述电位器RP2为温度预设元件；
在所述壳体内壁上还设置有微型散热风扇；
所述温控电路还包括降温电路，所述降温电路包括由二极管VD1～VD4组成的桥式整流电路、与所述桥式整流电路构成主回路的单向可控硅整流器VS1，所述微型散热风扇串联在该主回路中，所述微型散热风扇的档位开关K1接市电；所述单向可控硅整流器VS1的控制极连接运算放大器IC2的输出端并受其输出控制，所述运算放大器IC2作为降温电路的比较器，其输入端电阻R1～R4组成单臂电桥；降压电阻R01和电源集成块IC1组成电源，为该单臂电桥和比较器提供直流电压；
桥臂电阻R2～R4的阻值固定且相等，桥臂电阻R1由电位器RP1和具有负温度系数的热敏电阻RT1组成；所述热敏电阻RT1作为温控电路的温度传感元件，其阻值会随壳体内的温度而变化，所述电位器RP1为温度预设元件。
2.根据权利要求1所述的具备自动温控功能的输液管加温装置，其特征在于，所述温度传感器为红外辐射温度传感器；所述加热灯珠为红外线加热灯珠。
3.根据权利要求1所述的具备自动温控功能的输液管加温装置，其特征在于，所述壳体为陶瓷材料；在所述壳体的外表面设有保温层；所述保温层为陶瓷纤维保温层。
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