CN107715241B - 输液滴速监测装置 - Google Patents

Abstract

一种输液滴速监测装置，包括控制器单元、滴速信号产生单元、按键单元、显示单元、报警单元。所述装置能够自动检测输液滴速并显示，当输液滴超出上限值或者下限值时自动报警；滴速信号产生单元能够自动滤除光电检测模块输出脉冲中的窄脉冲干扰；滤除干扰脉冲的效果能够通过调节滴速信号产生单元中的限幅累积计数值上限幅值大小或者是改变上、下限比较阈值的大小进行调节。

Description

输液滴速监测装置

技术领域

本发明涉及一种医疗辅助设备领域，尤其是一种输液滴速监测装置。

背景技术

输液是一种最基本的医疗方法之一，在对病人进行输液治疗过程中，需要根据输液的药物和患者的病情选择合适的静脉输液滴流速度。目前对静脉输液的监控普遍采用人工方式，由护士根据经验，将速度调至合适值。当液体输完未及时换药或拔针头，或者是针头移动、输液管被折压等情况出现，将会出现空气进入血管内形成空气栓塞、凝血堵针头等情况，为此护士或者患者家属需要不断地观察输液情况，增加了护士或者陪护人员的工作量。

对输液滴速进行检测，通常采用光电检测模块将茂菲滴管中的滴下的液滴转换为电脉冲信号。由于液滴的形状并不固定，且茂菲滴管容易受到拉扯影响，使光电检测模块输出的电脉冲信号有干扰窄脉冲存在，特别是在液滴电脉冲的前、后沿产生抖动干扰脉冲，造成输液滴流速度检测的准确性下降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种输液滴速监测装置，包括控制器单元、滴速信号产生单元、按键单元、显示单元、报警单元；滴速信号产生单元将输液滴速转换为滴液计数脉冲并送至控制器单元；按键单元连接至控制器单元，用于设定输液滴速上限值和输液滴速下限值；显示单元连接至控制器单元，用于显示设定的输液滴速上限值、输液滴速下限值和输液滴速；报警单元连接至控制器单元，用于输液滴速的超限报警。

滴速信号产生单元包括光电检测模块和干扰脉冲过滤电路；光电检测模块安装在输液瓶茂菲滴管两侧，将输液滴速信号转化为计数初始脉冲并送至干扰脉冲过滤电路；干扰脉冲过滤电路滤除计数初始脉冲中的干扰脉冲后的滴液计数脉冲送至控制器单元。

所述干扰脉冲过滤电路包括可逆限幅计数器、比较阈值设定器、上限值比较器、下限值比较器、RS触发器、振荡器；可逆限幅计数器的输入为计数初始脉冲和采样时钟脉冲，输出为限幅累积计数值；比较阈值设定器的输出为上限比较阈值和下限比较阈值；上限值比较器的输入为限幅累积计数值和上限比较阈值，输出为第一置位信号；下限值比较器的输入为限幅累积计数值和下限比较阈值，输出为第二置位信号；RS触发器的输入为第一置位信号和第二置位信号，输出为滴液计数脉冲；振荡器输出采样时钟脉冲。

所述可逆限幅计数器受计数初始脉冲电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态；输出的限幅累积计数值的上、下限幅值分别为N、0；所述限幅累积计数值为二进制计数值；所述限幅累积计数值的下限幅值为0，上限幅值为N；所述N为大于等于2的整数。所述上限比较阈值为大于N/2(N除以2)且小于等于N的整数；所述下限比较阈值为大于等于0且小于N/2的整数。

所述上限值比较器的功能是，当限幅累积计数值大于等于上限比较阈值时，令第一置位信号有效，否则第一置位信号无效；所述下限值比较器的功能是，当限幅累积计数值小于等于下限比较阈值时，令第二置位信号有效，否则第二置位信号无效。

所述RS触发器的功能是，第一置位信号为RS触发器的置位信号，第二置位信号为RS触发器的复位信号；滴液计数脉冲从RS触发器的同相输出端或者反相输出端输出。

可逆限幅计数器处于加计数状态且限幅累积计数值大于等于上限幅值N时，不对采样时钟脉冲进行加计数；可逆限幅计数器处于减计数状态且限幅累积计数值等于下限幅值0时，不对采样时钟脉冲进行减计数。

所述可逆限幅计数器受计数初始脉冲电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态，其实质是，在采样时钟脉冲的边沿对计数初始脉冲进行采样，得到计数初始脉冲采样值；可逆限幅计数器受计数初始脉冲采样值电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态。

可逆限幅计数器由具有双时钟输入的可逆计数器和限幅及加减控制电路组成。

本发明的有益效果是：能够自动检测输液滴速并显示，当输液滴超出上限或者下限值时自动报警；滴速信号产生单元能够自动滤除光电检测模块输出脉冲中的窄脉冲干扰；滤除干扰脉冲的效果能够通过调节滴速信号产生单元中的限幅累积计数值上限幅值大小或者是改变上、下限比较阈值大小进行调节。

附图说明

图1为输液滴速监测装置实施例框图；

图2为滴速信号产生单元实施例；

图3为N＝6时可逆限幅计数器实施例；

图4为N＝6时比较阈值设定器实施例；

图5为N＝6时上限值比较器的实施例；

图6为N＝6时下限值比较器的实施例；

图7为RS触发器实施例；

图8为振荡器实施例；

图9为N＝6时干扰脉冲过滤电路抗干扰效果示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

图1为输液滴速监测装置实施例框图，包括控制器单元11、滴速信号产生单元12、按键单元13、显示单元14、报警单元15。滴速信号产生单元12将输液滴速转换为滴液计数脉冲并送至控制器单元11；按键单元13连接至控制器单元，用于输入并设定输液滴速上限值和输液滴速下限值；显示单元14连接至控制器单元，用于显示设定的输液滴速上限值、输液滴速下限值和当前实际的输液滴速；报警单元15连接至控制器单元，用于输液滴速超过设定的输液滴速上限值或者输液滴速下限值时报警。控制器单元11将输入的滴液计数脉冲转换为输液滴速；接收按键单元13的信息，改变设定的输液滴速上限值和输液滴速下限值；将输液滴速、输液滴速上限值和输液滴速下限值送至显示单元14显示；将输液滴速分别与输液滴速上限值、输液滴速下限值进行比较，输液滴速超限时，控制报警单元15报警。

如图2所示为滴速信号产生单元实施例，滴速信号产生单元即滴速检测电路，包括光电检测模块100和干扰脉冲过滤电路。光电检测模块100采用对射式光电开关传感器，其投光器和受光器分别安装在输液瓶茂菲滴管两侧，将输液滴速信号转化为计数初始脉冲P1并送至干扰脉冲过滤电路；干扰脉冲过滤电路将滤除干扰脉冲后的滴液计数脉冲P2送至控制器单元。

图2中，可逆限幅计数器101、比较阈值设定器102、上限值比较器103、下限值比较器104、RS触发器105、振荡器106组成干扰脉冲过滤电路。可逆限幅计数器101的输入为计数初始脉冲P1和采样时钟脉冲CLK，输出为限幅累积计数值X1，限幅累积计数值X1的上、下限幅值分别为N、0；比较阈值设定器102的输出为上限比较阈值Y1和下限比较阈值Y2；上限值比较器103的输入为限幅累积计数值X1和上限比较阈值Y1，输出为第一置位信号SE1；下限值比较器104的输入为限幅累积计数值X1和下限比较阈值Y2，输出为第二置位信号RE1；RS触发器105的输入为第一置位信号SE1和第二置位信号RE1，输出为干扰脉冲过滤电路的滴液计数脉冲P2；振荡器106输出采样时钟脉冲CLK。

下面的干扰脉冲过滤电路实施例中，N＝6。

图3为N＝6时可逆限幅计数器的实施例。图3中，FC1为4位二进制可逆计数器74HC193，为具有双时钟输入的可逆计数器；FC1的清零输入端MR输入0、置位控制输入端PL输入1，FC1工作在可逆计数状态。与非门FA1、FA2和D触发器FF1组成限幅及加减控制电路。

计数初始脉冲P1有高电平和低电平2种状态，即P1有1和0这2种状态，P1的两种状态控制可逆限幅计数器处于加计数状态或者是减计数状态，分别对采样时钟脉冲CLK进行加计数或者减计数。图3中，D触发器FF1的CP触发信号为上升沿有效，在采样时钟脉冲CLK的上升沿，D触发器FF1对P1进行采样，在其同相输出端Q得到P1的采样值P1*，P1的两种状态控制可逆限幅计数器分别对采样时钟脉冲CLK进行加计数或者减计数，具体控制由P1的采样值P1*实现；采样值P1*也可以从D触发器FF1的反相输出端输出。图3中，P1*的高电平、低电平状态分别控制可逆限幅计数器处于加计数状态、减计数状态。也可以令P1*的高电平、低电平分别控制可逆限幅计数器处于减计数状态、加计数状态。D触发器也可以在采样时钟脉冲的下降沿对P1进行采样。

图3中，P1*的2种状态分别通过与非门FA3、FA4控制FC1进行加计数或者减计数。当P1*＝1时，通过FA4使FC1的减计数脉冲输入端CPD等于1，CLK通过FA3连接至FC1的加计数脉冲输入端CPU。FC1有4位二进制输出Q3、Q2、Q1、Q0，使用其中的低3位Q2、Q1、Q0即可构成上限幅值为6的计数器，Q2、Q1、Q0分别为组成限幅累积计数值X1的x13、x12、x11。计数输出x13、x12、x11在CLK的下降沿加1，即P1*＝1时，可逆限幅计数器进行加计数。当P1*＝0时，通过FA3使FC1的加计数脉冲输入端CPU等于1，CLK通过FA4连接至FC1的减计数脉冲输入端CPD，FC1的计数输出x13、x12、x11在CLK的下降沿减1，即P1*＝0时，可逆限幅计数器进行减计数。

图3中，与非门FA1实现加计数限幅控制；当x13、x12同时为1时，与非门FA1输出低电平，与非门FA3被封锁，CLK无法通过，FC1的加计数脉冲输入端CPU无计数脉冲输入，在P1*＝1时，FC1在采样时钟脉冲CLK的下降沿维持输出状态不变，可逆限幅计数器处于上限值限幅状态，不进行加计数；x13、x12同时为1包括2种情况，x13、x12、x11为1、1、0时，可逆限幅计数器的输出等于上限幅值6；x13、x12、x11为1、1、1时，可逆限幅计数器的输出等于7，处于超限状态，该情况只有在系统启动时的初始状态有可能出现，可逆限幅计数器经减计数进入正常限幅计数区间后，输出的超限状态不会再出现。与非门FA2实现减计数限幅控制；当FC1的计数输出x13、x12、x11同时为0时，与非门FA2输出低电平，与非门FA4被封锁，CLK无法通过，FC1的减计数输入端CPD无计数脉冲输入；在P1*＝0时，FC1在采样时钟脉冲CLK的下降沿维持输出状态不变，可逆限幅计数器处于下限值限幅状态，不进行减计数。

N为其他数值时，可以增减图3中进行计数限幅控制的与非门数量，以及增减各与非门的输入信号数量来实现。可逆限幅计数器的功能也可以采用其他器件或者是电路来实现，例如，采用74HC192替换74HC193，或者是采用触发器和门电路组成同步可逆计数器。

图4为N＝6时比较阈值设定器的实施例。图4中，+VCC为供电电源，GND为公共地，电阻R91、R92、R93和开关K91、K92、K93组成上限比较阈值Y1设定电路；当K91、K92、K93分别处于断开、闭合、断开状态时，比较阈值设定器输出的上限比较阈值Y1为5，其3位二进制输出y13、y12、y11为1、0、1。电阻R94、R95、R96和开关K94、K95、K96组成下限比较阈值Y2设定电路；当K94、K95、K96分别处于闭合、闭合、断开状态时，比较阈值设定器输出的下限比较阈值Y2为1，其3位二进制输出y23、y22、y21为0、0、1。比较阈值设定器还可以由二进制拨码开关，或者是BCD拨码开关，或者是控制0、1输出的多个上拉电阻及电路短接点，以及其他能够输出多位二进制设定值的电路组成。

图5为N＝6时上限值比较器的实施例，由四位二进制数值比较器FC2和或门FO1组成上限值比较器，FC2的型号为74HC85。限幅累积计数值X1的3位二进制输出x13、x12、x11分别连接至FC2的A2、A1、A0输入端，上限比较阈值Y1的3位二进制输出y13、y12、y11分别连接至FC2的B2、B1、B0输入端，输入端A3、B3均输入0。FC2的输入端A>B IN和A<B IN均输入0，输入端A＝B IN输入1。FC2的输出端A>B OUT、A＝B OUT分别连接至或门FO1的输入端，或门FO1的输出端为第一置位信号SE1。图5中上限值比较器实现的功能是，当限幅累积计数值X1大于等于上限比较阈值Y1时，输出SE1为高电平，否则SE1为低电平。图5中SE1为高电平有效；将或门FO1改为或非门，则SE1为低电平有效。

图6为N＝6时下限值比较器的实施例，由四位二进制数值比较器FC3和或门FO2组成下限值比较器，FC3的型号为74HC85。限幅累积计数值X1的3位二进制输出x13、x12、x11分别连接至FC3的A2、A1、A0输入端，下限比较阈值Y2的3位二进制输出y23、y22、y21分别连接至FC2的B2、B1、B0输入端，输入端A3、B3均接0。FC3的输入端A>B IN和A<B IN均接0，输入端A＝B IN接1。FC3的输出端A<B OUT、A＝B OUT分别连接至或门FO2的输入端，或门FO2的输出端为第二置位信号RE1。图6中下限值比较器实现的功能是，当限幅累积计数值X1小于等于下限比较阈值Y2时，输出RE1为高电平，否则SE1为低电平。图6中RE1为高电平有效；将或门FO2改为或非门，则RE1为低电平有效。

当N值较大时，可以选择2片或者多片74HC85组成多位二进制数值比较器实现上限值比较器或者下限值比较器的功能；也可以采用1片或者多片四位二进制数值比较器CD4063实现上限值比较器或者下限值比较器的功能，或者是采用其他组合逻辑电路来实现上限值比较器或者下限值比较器的功能。

图7为RS触发器实施例。图7中，或非门FO3、FO4组成RS触发器，第一置位信号SE1和第二置位信号RE1均高电平有效。当SE1有效、RE1无效时，将从同相输出端FO4输出的滴液计数脉冲P2置为1；SE1无效、RE1有效时，将滴液计数脉冲P2置为0；当SE1和RE1均无效时，滴液计数脉冲P2的状态不变。滴液计数脉冲P2也可以从反相输出端，即或非门FO3输出端输出。RS触发器也可以采用其他形式的RS触发器。

图8为振荡器实施例。图8中，CMOS非门FN1和FN2、电阻R97、电容C97组成多谐振荡器，采样时钟脉冲CLK从FN2输出端输出。CLK的频率通过调整电阻R97、电容C97的值来改变。振荡器还可以采用其他类型的多谐振荡器。

上述N＝6的干扰脉冲过滤电路实施例中，上限比较阈值Y1取值为5，下限比较阈值Y2取值为1。当限幅累积计数值X1大于等于5时，输出SE1为高电平，将滴液计数脉冲P2置为1；当限幅累积计数值X1小于等于1时，输出RE1为高电平，将滴液计数脉冲P2置为0。

图9为N＝6时干扰脉冲过滤电路抗干扰效果示意图。图9中给出了与15个采样时钟脉冲CLK对应的计数初始脉冲P1，对计数初始脉冲P1的采样值P1*，由P1*控制得到的FC1加计数脉冲CPU和减计数脉冲CPD，FC1计数得到的限幅累积计数值X1，以及相应的滴液计数脉冲P2。限幅累积计数值X1及滴液计数脉冲P2的改变滞后于采样值P1*的改变，在P1*的每个采样点后，准确地说，是在每个CLK上升沿采样得到P1*，在采样得到P1*之后的CLK下降沿，限幅累积计数值X1及相应的滴液计数脉冲P2才改变，比采样得到P1*的时间滞后一个CLK的高电平宽度时间。后面的分析中，对该滞后时间不再特别提及与说明。

加计数脉冲CPU在P1*等于1且X1小于上限限幅值6时，为CLK的反相状态，否则为高电平；减计数脉冲CPD在P1*等于0且X1大于下限限幅值0时，为CLK的反相状态，否则为高电平。由于P1*是受CLK上升沿控制触发产生，在P1*由高电平变为低电平时，加计数脉冲CPU有可能产生尖锋输出；在P1*由低电平变为高电平时，减计数脉冲CPD有可能产生尖锋输出；输出CPU、CPD信号的器件的输出电容和电路板上分布电容通常会滤除该尖锋输出，也可以人为地在CPU、CPD信号处并联小电容滤除该尖锋输出。将图3中的D触发器FF1改成下降沿触发，在每个CLK下降沿采样得到P1*，FC1在CLK下降沿，受上一次CLK下降沿采样得到的P1*控制计数得到的限幅累积计数值X1，以及相应的滴液计数脉冲P2，即限幅累积计数值X1及相应的滴液计数脉冲P2改变，比采样得到P1*的时间滞后一个CLK的周期时间，滞后时间延长，但此时能够避免在加计数脉冲CPU、减计数脉冲CPD上产生尖锋输出。不直接用P1信号，而是用触发器输出的采样值P1*去控制图3中的FA3、FA4，是为了避免CLK高电平期间因P1的变化产生错误的CPU或者CPD信号，造成限幅累积计数值X1的错误计数。

设在图9中CLK的采样点1之前CLK对计数初始脉冲P1的6个采样值P1*均为0，滴液计数脉冲P2为0。图9中，计数初始脉冲P1在CLK的采样点2前至采样点3后出现了正脉冲干扰，导致X1在采样点2、采样点3采样得到P1*的干扰值1；计数初始脉冲P1在CLK的采样点4至采样点5之间出现了正窄脉冲干扰，但该正窄脉冲宽度小于采样周期且处于2个采样点之间，未影响采样结果P1*，即采样过程自动滤除了该正窄脉冲干扰。计数初始脉冲P1在CLK的采样点6之后开始从0变1，从0变1过程中出现了2次边沿抖动，其中的第2个正窄脉冲抖动干扰被采样过程自动滤除，采样点7、采样点8的值分别为1、0。图9中，在时钟脉冲CLK的采样点1至采样点15得到的计数初始脉冲采样值P1*、滴液计数脉冲P2和限幅累积计数值X1见表1。

表1采样点1-15的计数初始脉冲采样值P1*、限幅累积计数值X1和滴液计数脉冲P2

观察表1中采样点的情况，在采样点1-2，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，P2置为0；在采样点3，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，P2维持为0；在采样点4-9，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，P2置为0；在采样点10-12，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，P2维持为0；在采样点13-15，X1大于等于Y1，SE1有效，RE1无效，P2置为1。N＝6时，可逆限幅计数器的计数区间为0-N；在表1中的采样点5，X1已经达到了下限幅值0，CPD维持为高电平，在采样点6，P1*＝0，X1也不再进行减计数，X1维持为下限幅值0；在采样点14，X1已经达到了上限幅值6，CPU维持为高电平，在采样点15，P1*＝1，X1也不再进行加计数，X1维持为上限幅值6。

图9给出的是干扰脉冲过滤电路在计数初始脉冲P1为0时的抗正脉冲干扰效果，以及计数初始脉冲P1由0变为1的条件与过程。干扰脉冲过滤电路在计数初始脉冲P1为1时的抗负脉冲干扰效果，以及计数初始脉冲P1由1变为0的条件与过程，与计数初始脉冲P1为0时的抗正脉冲干扰效果，以及计数初始脉冲P1由0变为1的条件与过程相同。

设在时钟脉冲CLK的采样点31之前CLK对计数初始脉冲P1的6个采样值P1*均为1，滴液计数脉冲P2为1。采样点31至采样点45得到的计数初始脉冲采样值P1*、限幅累积计数值X1和滴液计数脉冲P2见表2。

表2采样点31-45的计数初始脉冲采样值P1*、限幅累积计数值X1和滴液计数脉冲P2

观察表2中采样点的情况，在采样点31-32，X1大于等于Y1，SE1有效，RE1无效，P2置为1；在采样点33，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，P2维持为1；在采样点34，X1大于等于Y1，SE1有效，RE1无效，P2置为1；在采样点35-39，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，P2维持为1；由于在采样点31-40之间，采样值P1*处于0多1少状态，可逆限幅计数器累积计数的结果是限幅累积计数值X1趋向于减小，到采样点40，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，P2置为0；在采样点41，X1大于Y2且小于Y1，SE1、RE1均无效，P2维持为0；在采样点42-45，X1小于等于Y2，RE1有效，SE1无效，P2置为0。在表2中的采样点43，X1已经达到了下限幅值0，在采样点44-45，P1*＝0，X1也不再进行减计数，X1维持为下限幅值0。

在本N＝6的干扰脉冲过滤电路实施例中，滴液计数脉冲P2与计数初始脉冲P1之间为同相关系。如果将可逆限幅计数器的功能改为：P1＝1时，计数初始脉冲采样值P1*控制可逆限幅计数器进行减计数；P1＝0时，计数初始脉冲采样值P1*控制可逆限幅计数器进行加计数，则滴液计数脉冲P2与计数初始脉冲P1之间为反相关系。或者是在图7中将滴液计数脉冲P2改为从或非门FO3输出，则功能改变为，当SE1有效、RE1无效时，将滴液计数脉冲P2置为0；当SE1无效、RE1有效时，将滴液计数脉冲P2置为1；当SE1和RE1均无效时，滴液计数脉冲P2的状态不变；此时滴液计数脉冲P2与计数初始脉冲P1之间为反相关系。如果同时进行上述修改，则滴液计数脉冲P2与计数初始脉冲P1之间为同相关系。

以滴液计数脉冲P2与计数初始脉冲P1之间为同相关系为例，从表1、表2及电路的工作原理可以得出结论，由于可逆限幅计数器具有累积效应，当计数初始脉冲P1的采样值在一段时间之内1的数量多于0的数量时，限幅累积计数值X1会趋向增大，使X1大于等于Y1并将滴液计数脉冲P2置为1；当计数初始脉冲P1的采样值在一段时间之内0的数量多于1的数量时，限幅累积计数值X1会趋向减小，使X1小于等于Y2并将滴液计数脉冲P2置为0；该特性使本发明电路中的可逆限幅计数器具有自启动能力，限幅作用及计数初始脉冲P1采样值P1*中的0，会使可逆限幅计数器进入正常的限幅计数区间进行限幅加减计数。当初始的限幅累积计数值X1大于N，处于超限状态时，X1大于等于上限比较阈值Y1，上限值比较器输出的SE1有效，下限值比较器输出RE1的无效，P2被置为1。

由于上限比较阈值Y1为大于N/2且小于等于N的整数，下限比较阈值Y2为大于等于0且小于N/2的整数，第一置位信号SE1和第二置位信号RE1不可能同时有效，因此，RS触发器的输出不会出现逻辑状态不确定的情况。

以滴液计数脉冲P2与计数初始脉冲P1之间为同相关系为例做进一步的说明。当计数初始脉冲P1使限幅累积计数值X1小于等于下限比较阈值Y2，滴液计数脉冲P2置为0后，只要限幅累积计数值X1一直小于上限比较阈值Y1，则滴液计数脉冲P2不会变为1；当计数初始脉冲P1使限幅累积计数值X1大于等于上限比较阈值Y1，滴液计数脉冲P2置为1后，只要限幅累积计数值X1一直大于下限比较阈值Y2，则滴液计数脉冲P2不会变为0。当P1、P2都为低电平时，只要在P1中出现的正脉冲使P1采样值中连续出现大于等于Y1个为1的值，或者是，在连续Y1+2个P1采样值中出现Y1+1个为1的值，等等，则能够从P2输出与该P1中正脉冲相对应的正脉冲；当P1、P2都为高电平时，只要在P1中出现的负脉冲使P1采样值中连续出现大于等于N-Y2个为0的值，或者是，在连续N-Y2+2个P1采样值中出现N-Y2+1个为0的值，等等，则能够从P2输出与该P1中负脉冲相对应的负脉冲。当计数初始脉冲P1由0变为1后，滴液计数脉冲P2需要限幅累积计数值X1经过几个采样脉冲周期的加计数延迟，才能使限幅累积计数值X1大于等于上限比较阈值Y1，将P2置1；当计数初始脉冲P1由1变为0后，滴液计数脉冲P2需要限幅累积计数值X1经过几个采样脉冲周期的减计数延迟，才能使限幅累积计数值X1小于等于下限比较阈值Y2，将P2置0。当上限比较阈值Y1的取值越大时，滴液计数脉冲P2从0变1的条件更加苛刻，电路的低电平抗正脉冲干扰效果更好；当下限比较阈值Y2的取值越小时，滴液计数脉冲P2从1变0的条件更加苛刻，电路的高电平抗负脉冲干扰效果更好。当N的取值变大时，干扰脉冲过滤电路将滴液计数脉冲P2从0变1，以及从1变0的条件变严格，抗干扰效果变好，但滴液计数脉冲P2相对于计数初始脉冲P1的延迟时间变大；当N的取值变小时，干扰脉冲过滤电路将滴液计数脉冲P2从0变1，以及从1变0的条件变宽，抗干扰效果变小，但滴液计数脉冲P2相对于计数初始脉冲P1的延迟时间变小。

采样时钟脉冲的周期和高电平宽度要根据计数初始脉冲P1的脉冲宽度、变化速度和干扰脉冲的宽度确定。设光电传感器检测形成的液滴脉冲宽度大于40ms，其相应抖动干扰脉冲宽度通常小于正常脉冲宽度的十分之一，因此，可以选择采样时钟脉冲的周期为4ms左右，N在3至7范围内取值。

干扰脉冲过滤电路中可逆限幅计数器、比较阈值设定器、上限值比较器、下限值比较器、RS触发器、振荡器中的全部，或者是部分功能可以采用PAL、GAL、CPLD、FPGA，或者是其他可编程逻辑器件、逻辑单元来实现。

显示单元为液晶显示器或者LED显示器；报警单元为声音报警器，或者是光提示报警器，或者是声光报警器；控制器单元为单片机。

除说明书所述的技术特征外，均为本领域技术人员所掌握的常规技术。例如，根据输液滴速监测装置的要求，选择光电检测模块中的对射式光电开关并设计相应外围电路；设计控制器单元、按键单元、显示单元和报警单元的电路并实现相应的功能；根据监测装置的监测任务与要求，编写控制器单元的应用程序等等，均是本领域技术人员所掌握的常规技术。

Claims (9)

1.一种输液滴速监测装置，其特征在于：

包括控制器单元、滴速信号产生单元、按键单元、显示单元、报警单元；

滴速信号产生单元将输液滴速转换为滴液计数脉冲并送至控制器单元；按键单元连接至控制器单元，用于设定输液滴速上限值和输液滴速下限值；显示单元连接至控制器单元，用于显示设定的输液滴速上限值、输液滴速下限值和输液滴速；报警单元连接至控制器单元，用于输液滴速的超限报警；

滴速信号产生单元包括干扰脉冲过滤电路；所述干扰脉冲过滤电路包括可逆限幅计数器、比较阈值设定器、上限值比较器、下限值比较器、RS触发器、振荡器；

可逆限幅计数器的输入为计数初始脉冲和采样时钟脉冲，输出为限幅累积计数值；比较阈值设定器的输出为上限比较阈值和下限比较阈值；上限值比较器的输入为限幅累积计数值和上限比较阈值，输出为第一置位信号；下限值比较器的输入为限幅累积计数值和下限比较阈值，输出为第二置位信号；RS触发器的输入为第一置位信号和第二置位信号，输出为滴液计数脉冲；振荡器输出采样时钟脉冲。

2.根据权利要求1所述的输液滴速监测装置，其特征在于：滴速信号产生单元还包括光电检测模块；光电检测模块安装在输液茂菲滴管两侧，将输液滴速信号转化为计数初始脉冲并送至干扰脉冲过滤电路；干扰脉冲过滤电路将滴液计数脉冲送至控制器单元。

3.根据权利要求2所述的输液滴速监测装置，其特征在于：所述可逆限幅计数器受计数初始脉冲电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态；所述限幅累积计数值为二进制计数值；所述限幅累积计数值的下限幅值为0，上限幅值为N；所述N为大于等于2的整数。

4.根据权利要求3所述的输液滴速监测装置，其特征在于：所述上限比较阈值为大于N/ 2且小于等于N的整数；所述下限比较阈值为大于等于0且小于N / 2的整数。

5.根据权利要求4所述的输液滴速监测装置，其特征在于：所述上限值比较器的功能是，当限幅累积计数值大于等于上限比较阈值时，令第一置位信号有效，否则第一置位信号无效；所述下限值比较器的功能是，当限幅累积计数值小于等于下限比较阈值时，令第二置位信号有效，否则第二置位信号无效。

6.根据权利要求5所述的输液滴速监测装置，其特征在于：第一置位信号为RS触发器的置位信号，第二置位信号为RS触发器的复位信号；滴液计数脉冲从RS触发器的同相输出端或者反相输出端输出。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的输液滴速监测装置，其特征在于：可逆限幅计数器处于加计数状态且限幅累积计数值大于等于上限幅值N时，不对采样时钟脉冲进行加计数；可逆限幅计数器处于减计数状态且限幅累积计数值等于下限幅值0时，不对采样时钟脉冲进行减计数。

8.根据权利要求3-6中任一项所述的输液滴速监测装置，其特征在于：所述可逆限幅计数器受计数初始脉冲电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态，其实质是，在采样时钟脉冲的边沿对计数初始脉冲进行采样，得到计数初始脉冲采样值；可逆限幅计数器受计数初始脉冲采样值电平状态的控制处于加计数状态或者是减计数状态。

9.根据权利要求2-6中任一项所述的输液滴速监测装置，其特征在于：可逆限幅计数器由具有双时钟输入的可逆计数器和限幅及加减控制电路组成。

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