CN108051037A - 一种注射泵流量检定装置及检定方法 - Google Patents

一种注射泵流量检定装置及检定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种注射泵流量检定装置及检定方法，该装置包括：注射泵；双通道流量检定模块，每个通道包含进水管道、排水管道、蓄水玻璃管、一个进水电磁阀、一个排水电磁阀、四个光电开关传感器、一个温度传感器；单片机控制模块；上位机。利用电子天平和温度传感器标定好光电开关传感器之间蓄水玻璃管的体积；通过单片机控制模块的定时测得液面通过光电开关传感器的时间间隔；利用体积与时间间隔之比求得待测注射泵的平均流量。根据检定规程《JJF 1259‑2010》测量多次。本发明的主要特点为，流量的检定精度可以提高到0.0001mL/h；该检定装置可以同时对两台注射泵进行检定并对检定数据进行分析并给出检定报告，节约了大量的时间、人力和成本。

Description

一种注射泵流量检定装置及检定方法
技术领域
本发明涉及医疗器材领域，特别是涉及一种注射泵流量检定装置及检定方法。
背景技术
在医疗及工业仪器设备中，经常用到注射泵设备，注射泵是通过其机械装置推动注射器，实现平稳无脉动的液体传输，而在传输的过程中，对注射器所输出的注射液的输出流量有较高要求。因注射器是受注射泵控制的，所以对注射泵进行严格的检定保证其输出流量符合国家标准是非常必要的。
传统的注射泵流量检定方案需人工监测注射过程手工采集注射速度数据，基本操作是将注射器充满液体安装于注射泵上，注射器出水端连接到天平中的容器内，操作注射泵设定参数运行注射泵控制注射器注射。注射过程中天平测量容器内液体的重量值，一定时间段内通过数据线将当前重量值传送到计算机的测试软件内，软件通过数值进行对比计算得出此次注射过程的精度，人工对数据进行判断和校准。
可以看出，传统的检定方案需工作人员全程监控，且数据采集具有手工化的特点，整体检定方案不仅要消耗很大的时间及人力导致成本过高，且检测精度存在人为读书误差，效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注射泵流量检定装置及鉴定方法，解决技术背景存在的检定缺陷。
一种注射泵流量检定装置，包括：
注射泵，用于夹持注射器并推动注射器输液；
双通道流量检定模块，双通道皆可通过进水管道与注射器相连，可以两个单通道独立工作，也可以同时对两台注射泵进行检定；
电磁阀，采用24V供电常闭工作模式，通过继电器与单片机控制模块相连，用于接受单片机控制开闭；
光电开关传感器的检测距离为15mm，蓄水玻璃管的直径同为15mm以保证光电开关传感器可以很好的夹持住蓄水玻璃管，光电开关传感器采用24V供电常闭工作模式，通过光电隔离转换板把光电开关传感器的高电平输出转换成低电平输出连接到单片机控制模块，用于测量蓄水玻璃管内液面上升触发光电开关传感器的时刻并发送给上位机；
温度传感器与单片机控制模块相连，量程为0～50摄氏度，用于测量通道内液体温度；
单片机控制模块通过串口与上位机相连，用于接收上位机发出的指令，用以控制电磁阀开闭，且单片机控制模块在标定和检定时需载入不同的程序，标定时程序设置为当光电开关感器触发时关闭进水电磁阀并开启排水电磁阀，检定时程序设置为当光电开关传感器触发时记录时刻并返回给上位机；
上位机由计算机编写程序，用于搭建人机界面，向单片机发送指令，接收返回的检定数据并进行分析及处理。
一种注射泵流量检定方法，该方法包括以下步骤：
（1）将注射泵接入单个通道内，通过上位机开启进水电磁阀；
（2）将单片机控制模块设置为光电开关传感器触发时关闭进水电磁阀并开启排水电磁阀，设定注射泵速度并启动注射泵；
（3）按照步骤（2）依次将单个通道中四个光电开关传感器触发时排出的置于电子天平称量，获得排出的液体的质量数据m1～m4；
（4）利用温度传感器测得的液体温度查表确定当前温度下的液体密度ρ，根据公式V=得到液体的体积V1～V4，按V4-V3、V3-V2、V2-V1做差，得到ΔV3、ΔV2、ΔV1；
（5）按照步骤（2）～（4）测量n次，根据公式，（p=1,2,3）求平均值得、、，完成单个通道中四个光电开关传感器6之间蓄水玻璃管5体积的标定；
（6）重复步骤（2）～（5）分别完成对双通道的标定；
（7）将待测注射泵接入通道内，将单片机控制模块设置为检定程序；
（8）通过上位机开启接入待测注射泵的通道的进水电磁阀，通过上位机开启定时，设定待测注射泵的速度并启动待测注射泵；
（9）待蓄水玻璃管内液面上升分别触发四个光电开关传感器，此时上位机的计算机程序获得四个时刻T1～T4；
（10）关闭待测注射泵，通过上位机关闭进水电磁阀，开启排水电磁阀排空蓄水玻璃管，完成一次检定；
（11）根据逐差法按T4-T2、T3-T1做差，得到ΔT2、ΔT1，根据公式q=，其中V分别取(+)、(+)，T分别取ΔT2、ΔT1，得到平均流量q1、q2，对q1、q2取平均值得到注射泵的平均流量Q(mL/h)；
（12）Q为同一个注射泵在同一个设定流量下检定一次的结果，根据注射泵国家检定规程需按照步骤（7）～（11）对同一个注射泵在同一个设定流量下检定四次得到流量数据Q1、Q2、Q3、Q4，并计算误差，根据公式S=计算重复性等以判断待检定注射泵是否合格并给出检定报告，其中，（n=4）；
（13）宜可按照步骤（7）～（12）对两台注射泵同时进行检定。
本发明有益效果在于：通过电子天平和温度传感器标定得到的体积可以精确到0.0001mL，通过单片机控制模块测得的时间间隔可以精确到0.01s，从而使流量的检定精度提高到0.0001mL/h；该检定装置可以同时对两台注射泵进行检定并对检定数据进行分析并给出检定报告，节约了大量的时间、人力和成本。
附图说明
图 1 为注射泵流量检定装置结构示意图。
图 2 为注射泵流量检定装置标定过程的流程图。
图 3 为注射泵流量检定装置检定过程的流程图。
具体实施方式
如图 1 所示，注射泵流量检定装置包括：
注射泵，用于夹持注射器并推动注射器输液；
双通道流量检定模块，双通道皆可通过进水管道与注射器相连，可以两个单通道独立工作，也可以同时对两台注射泵进行检定；
电磁阀，采用24V供电常闭工作模式，通过继电器与单片机控制模块相连，用于接受单片机控制开闭；
光电开关传感器的检测距离为15mm，蓄水玻璃管的直径同为15mm以保证光电开关传感器可以很好的夹持住蓄水玻璃管，光电开关传感器采用24V供电常闭工作模式，通过光电隔离转换板把光电开关传感器的高电平输出转换成低电平输出连接到单片机控制模块，用于测量蓄水玻璃管内液面上升触发光电开关传感器的时刻并发送给上位机；
温度传感器与单片机控制模块相连，量程为0～50摄氏度，用于测量通道内液体温度；
单片机控制模块通过串口与上位机相连，用于接收上位机发出的指令，用以控制电磁阀开闭，且单片机控制模块在标定和检定时需载入不同的程序，标定时程序设置为当光电开关感器触发时关闭进水电磁阀并开启排水电磁阀，检定时程序设置为当光电开关传感器触发时记录时刻并返回给上位机；
上位机由计算机编写程序，用于搭建人机界面，向单片机发送指令，接收返回的检定数据并进行分析及处理。
如图2,、图3所示，一种注射泵流量检定方法，该方法包括标定及检定步骤：
（1）将注射泵接入单个通道内，通过上位机开启进水电磁阀；
（2）将单片机控制模块设置为光电开关传感器触发时关闭进水电磁阀并开启排水电磁阀，设定注射泵速度并启动注射泵；
（3）按照步骤2依次将单个通道中四个光电开关传感器触发时排出的置于电子天平称量，获得排出的液体的质量数据m1～m4；
（4）利用温度传感器测得的液体温度查表确定当前温度下的液体密度ρ，根据公式V=得到液体的体积V1～V4，按V4-V3、V3-V2、V2-V1做差，得到ΔV3、ΔV2、ΔV1；
（5）按照步骤（2）～（4）测量n次，根据公式，（p=1,2,3）求平均值得、、，完成单个通道中四个光电开关传感器6之间蓄水玻璃管5体积的标定；
（6）重复步骤（2）～（5）分别完成对双通道的标定；
（7）将待测注射泵接入通道内，将单片机控制模块设置为检定程序；
（8）通过上位机开启接入待测注射泵的通道的进水电磁阀，通过上位机开启定时，设定待测注射泵的速度并启动待测注射泵；
（9）待蓄水玻璃管内液面上升分别触发四个光电开关传感器，此时上位机的计算机程序获得四个时刻T1～T4；
（10）关闭待测注射泵，通过上位机关闭进水电磁阀，开启排水电磁阀排空蓄水玻璃管，完成一次检定；
（11）根据逐差法按T4-T2、T3-T1做差，得到ΔT2、ΔT1，根据公式q=，其中V分别取(+)、(+)，T分别取ΔT2、ΔT1，得到平均流量q1、q2，对q1、q2取平均值得到注射泵的平均流量Q(mL/h)；
（12）Q为同一个注射泵在同一个设定流量下检定一次的结果，根据注射泵国家检定规程需按照步骤（7）～（11）对同一个注射泵在同一个设定流量下检定四次得到流量数据Q1、Q2、Q3、Q4，并计算误差，根据公式S=计算重复性等以判断待检定注射泵是否合格并给出检定报告，其中，（n=4）；
（13）宜可按照步骤（7）～（12）对两台注射泵同时进行检定。
双通道标定完成后得到体积数据为、、和、、，在双通道同时检定时需将两台注射泵分别接入双通道，上位机得到的时间数据是ΔT11、ΔT12和ΔT21、ΔT22，最终得到的双通道两台注射泵流量分别为Q1，Q2，对两台注射泵同时检定四次后分别计算误差，重复性等得到检定报告。

Claims (4)

1.一种注射泵流量检定装置，其特征在于，包括 ：
注射泵1；双通道流量检定模块，每个通道包含进水管道3、排水管道4、蓄水玻璃管5、一个进水电磁阀7、一个排水电磁阀8、四个光电开关传感器6、一个温度传感器置于进水管道3内；单片机控制模块9；上位机10；
注射泵1，用于夹持注射器2并推动注射器2输液；双通道流量检定模块皆可通过进水管道3与注射器2相连，可以同时接入两台注射泵1进行检定；电磁阀7、8与单片机控制模块9相连，用于接受单片机控制开闭；光电开关传感器6夹持住蓄水玻璃管5并与单片机控制模块9相连，用于测量蓄水玻璃管5内液面上升触发光电开关传感器6的时刻并发送给单片机控制模块9；温度传感器与单片机控制模块9相连，用于测量通道内液体温度；单片机控制模块9与上位机10相连，用于接收上位机10发出的指令，控制电磁阀7、8，记录光电开关传感器6触发的时间间隔，向上位机10返回测量数据；上位机10由计算机编写程序，用于搭建人机界面，向单片机控制模块9发送指令。
2.一种基于权利要求1所述的注射泵流量检定装置的注射泵流量检定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将注射泵1接入单个通道内，通过上位机10开启进水电磁阀；
（2）将单片机控制模块9设置为光电开关传感器6触发时关闭进水电磁阀7并开启排水电磁阀8，设定注射泵1速度并启动注射泵1；
（3）按照步骤（2）依次将单个通道中四个光电开关传感器6触发时排出的液体置于电子天平称量，获得排出的液体的质量数据m1～m4；
（4）利用温度传感器测得的液体温度查表确定当前温度下的液体密度ρ，根据公式V=得到液体的体积V1～V4，按V4-V3、V3-V2、V2-V1做差，得到ΔV3、ΔV2、ΔV1；
（5）按照步骤（2）～（4）测量n次，根据公式，（p=1,2,3）求平均值得、、，完成单个通道中四个光电开关传感器6之间蓄水玻璃管5体积的标定；
（6）重复步骤（2）～（5）分别完成对双通道的标定；
（7）将待测注射泵接入通道内，将单片机控制模块9设置为检定程序；
（8）通过上位机10开启接入待测注射泵的通道的进水电磁阀7，通过上位机10开启定时，设定待测注射泵的速度并启动待测注射泵；
（9）待蓄水玻璃管5内液面上升分别触发四个光电开关传感器6，此时上位机10的计算机程序获得四个时刻T1～T4；
（10）关闭待测注射泵，通过上位机10关闭进水电磁阀7，开启排水电磁阀8排空蓄水玻璃管5，完成一次检定；
（11）根据逐差法按T4-T2、T3-T1做差，得到ΔT2、ΔT1，根据公式q= ，其中V分别取( +)、( + )，T分别取ΔT2、ΔT1，得到平均流量q1、q2，对q1、q2取平均值得到注射泵的平均流量Q(mL/h)；
（12）Q为同一个注射泵在同一个设定流量下检定一次的结果，根据注射泵国家检定规程需按照步骤（7）～（11）对同一个注射泵在同一个设定流量下检定四次，并计算误差，根据公式S=计算重复性等以判断待检定注射泵是否合格并给出检定报告，其中，（n=4）。
3.根据权利1所述的注射泵流量检定装置，其特征在于，光电开关传感器6的检测距离为15mm，蓄水玻璃管5的直径同为15mm以保证光电开关传感器6可以很好的夹持住蓄水玻璃管5；单片机控制模块9在标定和检定时需载入不同的程序，标定时程序设置为当光电开关感器6触发时关闭进水电磁阀7并开启排水电磁阀8，检定时程序设置为当光电开关传感器6触发时记录时刻并返回给上位机10；双通道流量检定模块可以两个单通道独立工作，也可以同时对两台注射泵进行检定。
4.根据权利2所述的注射泵流量检定方法，其特征在于，双通道标定完成后得到体积数据为 、、 和 、 、，双通道同时检定得到的时间数据是ΔT11、ΔT12和ΔT21、ΔT22，最终得到双通道两台注射泵的流量分别为Q1，Q2，对两台注射泵同时检定四次后分别计算误差，重复性等以判断是否合格；注射泵流量检定方法中所有数据的分析与处理全部由上位机的计算机程序完成。
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