CN108843975B - 基于光电传感器的管道堵塞检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光电传感器的管道堵塞检测装置，包括壳体、安装在壳体内的输液泵、绕设在输液泵上且在输液泵的驱动下可使管道内液体沿预期流动方向流动的输液管道、用于检测输液管道是否堵塞和是否有液体输入的传感器组件；输液管道包括按照液体流动方向依次相连的用于外接输液装置的输入管道、用于检测入口是否发生堵塞的入口检测管道、绕设在输液泵的蠕动管道、用于检测出口是否发生堵塞的出口检测管道和用于外接病人端的输出管道；传感器组件包括设于入口检测管道上的第一光电传感器、设于出口检测管道上的第二光电传感器和设于输入管道上的第三光电传感器。本发明利用光电传感器的高敏感性，可有效检测输液管道的入口和出口是否有堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗器械领域的管道检测装置及其检测方法，尤其涉及一种基于光电传感器的管道堵塞检测装置及其检测方法。
背景技术
输液泵是可通过鼻饲管输入液体和自制的一定浓度的饭乳，具有自动输液、输完报警和快排、反轴等功能，可以改善病人的营养状况是疾病治疗的基础条件。由于液体或自制的一定浓度的饭乳具有一定的粘稠度，所以在使用输液泵时会出现堵塞现象，可能会导致输送液体的减小或者完全停止，这样就会影响病人的喂饲。作为安全措施，需要输液泵具有检测软管堵塞装置。现有技术中的检测装置大多使用压力传感器，利用管路内平衡流体压力来进行检测。但目前压力传感器尚不能达到对于检测微小压力的灵敏度和高分辨率的要求，对于检测轻微堵塞效果不明显，由于轻微堵塞导致软管产生压力差变化小，压力传感器难以识别微小压力差。
因此，亟需解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种可有效检测管道内轻微堵塞现象的基于光电传感器的管道堵塞检测装置。
本发明的第二目的是提供该基于光电传感器的管道堵塞检测装置的检测方法。
技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种基于光电传感器的管道堵塞检测装置，包括壳体、安装在壳体内的输液泵、绕设在输液泵上且在输液泵的驱动下可使管道内液体沿预期流动方向流动的输液管道、用于检测输液管道是否堵塞和是否有液体输入的传感器组件；所述输液管道包括按照液体流动方向依次相连的用于外接输液装置的输入管道、用于检测入口是否发生堵塞的入口检测管道、绕设在输液泵的蠕动管道、用于检测出口是否发生堵塞的出口检测管道和用于外接病人端的输出管道；所述传感器组件包括设于入口检测管道上的第一光电传感器、设于出口检测管道上的第二光电传感器和设于输入管道上的第三光电传感器。
其中，所述入口检测管道和出口检测管道相互平行设置，且两者一体成型而成。
优选的，所述第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器均为槽型光电传感器，所述入口检测管道位于第一光电传感器的槽口内，其管壁与第一光电传感器之间的间隙大于0.1mm；所述出口检测管道位于第二光电传感器的槽口内，其管壁与第二光电传感器之间的间隙大于0.1mm。
再者，所述输液管道还包括用于连接管道的固定件，该固定件包括设于壳体上的固定架、用于连接输入管道和入口检测管道的第一连接管、用于连接入口检测管道和蠕动管道的第二连接管、用于连接蠕动管道和出口检测管道的第三连接管以及用于连接出口检测管道和输出管道的第四连接管，且所述第一连接管、第二连接管、第三连接管和第四连接管均固定在固定架上。
进一步，所述入口检测管道的壁厚为0.25mm～2mm。
优选的，所述出口检测管道的壁厚为0.25mm～2mm。
再者，所述输入管道为透明管道。
进一步，还包括位于壳体上的报警装置、显示屏和操作按键，以及位于壳体内的微处理器。
本发明一种基于光电传感器的管道堵塞检测装置的检测方法，包括如下步骤：
(1)、首先对系统进行初始化，开启输液泵，进入全速灌注运行；
(2)、读取第三光电传感器的初始值记为AD_AIR_0，读取第一光电传感器的初始值记为AD_IN_0，读取第二光电传感器的初始值记为AD_OUT_0；
(3)、每隔200ms读取第三光电传感器的测量值记为AD_AIR，读取第一光电传感器的测量值记为AD_IN，读取第二光电传感器的测量值记为AD_OUT；
(4)、当读取到AD_AIR-AD_AIR_0>A_DATA时，则表明液体进入输液泵，记录此时第三光电传感器的当前测量值为AD_AIR_1；
(5)、当读取到AD_IN-AD_IN_0>B_DATA时，则表明液体经过第一光电传感器，记录此时第一光电传感器的当前测量值为AD_IN_1；
(6)、当读取到AD_OUT-AD_OUT_0>C_DATA时，则表明液体经过第二光电传感器，记录此时第二光电传感器的当前测量值为AD_OUT_1；
(7)、当液体到达输出管道出口处时，停止运行输液泵；将输出管道与外设的病人管道连接，设置输液泵的总量和速率，开始运行输液泵；
(8)、当检测到AD_IN-AD_IN_1>D_DATA时，则表明入口发生堵塞，显示屏上显示入口堵塞，并通过报警装置进行警报；
(9)、当检测到AD_OUT_1-AD_OUT>E_DATA且AD_OUT≥AD_OUT_0时，则表明出口发生堵塞，显示屏上显示入口堵塞，并通过报警装置进行警报。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：首先本发明利用光电传感器的高敏感性，在输液管道的输入管道、入口检测管道和出口检测管道上分别安装有光电传感器，可有效检测输液管道的入口和出口是否有堵塞，以及是否有液体输入；本发明的入口检测管道和出口检测管道的管壁较薄，当液体发生堵塞时，便于产生相对应的形变，以达到改变管道的透光度，便于光电传感器进行检测；所述输入管道采用透明管道，便于观察输入的无色液体和有色液体；最后本发明的检测方法，简单高效，便于推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中输液管道的结构示意图；
图3为本发明中输液管道的爆炸示意图；
图4为本发明中检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明一种基于光电传感器的管道堵塞检测装置，包括壳体1、安装在壳体1内的输液泵2、绕设在输液泵2上且在输液泵2的驱动下可使管道内液体沿预期流动方向流动的输液管道3、用于检测输液管道3是否堵塞和是否有液体输入的传感器组件、位于壳体1上的报警装置7、显示屏8和操作按键9，以及位于壳体1内的微处理器10。报警装置7由蜂鸣器构成，当微处理器10通过读取传感器组件的电压后，判断发生堵塞，微处理器将控制蜂鸣器发出报警声音。显示屏8由一款oled屏构成，它可以显示中文，适合中国大多数群体使用。当微处理器通过读取槽型光电传感器电压后，判断发生堵塞，微处理器将在显示屏上输出是入口堵塞或出口堵塞；其显示菜单按单次喂饲模式和间隔喂饲模式进行设置相关参数。操作按键9由6个按键组成，开机/关机键：按下3s可以开关机；清除返回键：按下可返回上一层菜单，并清除当前设置的数据；菜单选择键：按下可进入当前设置项；运行停止键：启动泵，或者再按一次使泵处于停止键，长按3s全速灌注运行；上选择键：按下可选择上一项菜单，或者在数据设置时，可增加设置值；下选择键：按下可选择下一项菜单，或者在数据设置时，可减少设置值。
本发明输液管道3包括按照液体流动方向依次相连的用于外接输液装置的输入管道301、用于检测入口是否发生堵塞的入口检测管道302、绕设在输液泵的蠕动管道303、用于检测出口是否发生堵塞的出口检测管道304、用于外接病人端的输出管道305和用于连接管道的固定件；入口检测管道302和出口检测管道304相互平行设置，且两者一体成型而成，入口检测管道302的壁厚为0.25mm～2mm，其中优选为1mm，出口检测管道304的壁厚为0.25mm～2mm，其中优选的为0.9mm，出口检测管道304的壁厚小于入口检测管道302的壁厚，便于堵塞时出口检测管道304发生膨胀，便于测试；本发明的入口检测管道和出口检测管道的管壁较薄，当液体发生堵塞时，便于产生相对应的形变，以达到改变管道的透光度，便于光电传感器进行检测；当入口发生堵塞时，入口检测管道302会发生收缩，当出口发生堵塞时，出口检测管道304会发生臌胀。输入管道301为透明管道，便于观察输入的无色液体和有色液体。
该固定件包括设于壳体1上的固定架306、用于连接输入管道301和入口检测管道302的第一连接管307、用于连接入口检测管道302和蠕动管道303的第二连接管308、用于连接蠕动管道303和出口检测管道304的第三连接管309以及用于连接出口检测管道304和输出管道305的第四连接管310，且所述第一连接管307、第二连接管308、第三连接管309和第四连接管310均固定在固定架306上。
本发明的传感器组件包括设于入口检测管道上的第一光电传感器4、设于出口检测管道上的第二光电传感器5和设于输入管道上的第三光电传感器6。第一光电传感器4、第二光电传感器5和第三光电传感器6均为槽型光电传感器，入口检测管道302位于第一光电传感器4的槽口内，其管壁与第一光电传感器4之间的间隙大于0.1mm；所述出口检测管道304位于第二光电传感器5的槽口内，其管壁与第二光电传感器5之间的间隙大于0.1mm。
本发明一种基于光电传感器的管道堵塞检测装置的检测方法，包括如下步骤：
(1)、首先对系统进行初始化，开启输液泵，进入全速灌注运行；
(2)、读取第三光电传感器6的初始值记为AD_AIR_0，读取第一光电传感器4的初始值记为AD_IN_0，读取第二光电传感器5的初始值记为AD_OUT_0；
(3)、每隔200ms读取第三光电传感器6的测量值记为AD_AIR，读取第一光电传感器4的测量值记为AD_IN，读取第二光电传感器5的测量值记为AD_OUT；
(4)、当读取到AD_AIR-AD_AIR_0>A_DATA时，则表明液体进入输液泵2，记录此时第三光电传感器6的当前测量值为AD_AIR_1；
(5)、当读取到AD_IN-AD_IN_0>B_DATA时，则表明液体经过第一光电传感器4，记录此时第一光电传感器4的当前测量值为AD_IN_1；
(6)、当读取到AD_OUT-AD_OUT_0>C_DATA时，则表明液体经过第二光电传感器5，记录此时第二光电传感器5的当前测量值为AD_OUT_1；
(7)、当液体到达输出管道305出口处时，停止运行输液泵；将输出管道305与外设的病人管道连接，设置输液泵2的总量和速率，开始运行输液泵；
(8)、当检测到AD_IN-AD_IN_1>D_DATA时，则表明入口发生堵塞，显示屏8上显示入口堵塞，并通过报警装置7进行警报；
(9)、当检测到AD_OUT_1-AD_OUT>E_DATA且AD_OUT≥AD_OUT_0时，则表明出口发生堵塞，显示屏8上显示入口堵塞，并通过报警装置7进行警报。
其中，A_DATA、B_DATA、C_DATA、D_DATA、E_DATA是根据不同溶液标定的值。当液体为肠内营养混悬液时，A_DATA的标定值可选为2000，B_DATA的标定值可选为100，C_DATA的标定值可选为100，D_DATA的标定值可选为30，E_DATA的标定值可选为30。
Claims (6)
1.一种基于光电传感器的管道堵塞检测装置，其特征在于：包括壳体（1）、安装在壳体（1）内的输液泵（2）、绕设在输液泵（2）上且在输液泵（2）的驱动下可使管道内液体沿预期流动方向流动的输液管道（3）、用于检测输液管道（3）是否堵塞和是否有液体输入的传感器组件；所述输液管道（3）包括按照液体流动方向依次相连的用于外接输液装置的输入管道（301）、用于检测入口是否发生堵塞的入口检测管道（302）、绕设在输液泵的蠕动管道（303）、用于检测出口是否发生堵塞的出口检测管道（304）和用于外接病人端的输出管道（305）；所述传感器组件包括设于入口检测管道上的第一光电传感器（4）、设于出口检测管道上的第二光电传感器（5）和设于输入管道上的第三光电传感器（6）；第一光电传感器（4）、第二光电传感器（5）和第三光电传感器（6）均为槽型光电传感器，所述入口检测管道（302）位于第一光电传感器（4）的槽口内，其管壁与第一光电传感器（4）之间的间隙大于0.1mm；所述出口检测管道（304）位于第二光电传感器（5）的槽口内，其管壁与第二光电传感器（5）之间的间隙大于0.1mm；入口检测管道（302）的壁厚为0.25mm~2mm，出口检测管道（304）的壁厚为0.25mm~2mm，出口检测管道（304）的壁厚小于入口检测管道（302）的壁厚，当液体发生堵塞时，入口检测管道（302）和出口检测管道（304）产生相对应的形变改变管道的透光度。
2.根据权利要求1所述的基于光电传感器的管道堵塞检测装置，其特征在于：所述入口检测管道（302）和出口检测管道（304）相互平行设置，且两者一体成型而成。
3.根据权利要求1所述的基于光电传感器的管道堵塞检测装置，其特征在于：所述输液管道（3）还包括用于连接管道的固定件，该固定件包括设于壳体（1）上的固定架（306）、用于连接输入管道（301）和入口检测管道（302）的第一连接管（307）、用于连接入口检测管道（302）和蠕动管道（303）的第二连接管（308）、用于连接蠕动管道（303）和出口检测管道（304）的第三连接管（309）以及用于连接出口检测管道（304）和输出管道（305）的第四连接管（310），且所述第一连接管（307）、第二连接管（308）、第三连接管（309）和第四连接管（310）均固定在固定架（306）上。
4.根据权利要求1所述的基于光电传感器的管道堵塞检测装置，其特征在于：所述输入管道（301）为透明管道。
5.根据权利要求1所述的基于光电传感器的管道堵塞检测装置，其特征在于：还包括位于壳体（1）上的报警装置（7）、显示屏（8）和操作按键（9），以及位于壳体（1）内的微处理器（10）。
6.一种基于权利要求1至5任一所述的基于光电传感器的管道堵塞检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、首先对系统进行初始化，开启输液泵，进入全速灌注运行；
（2）、读取第三光电传感器（6）的初始值记为AD_AIR_0，读取第一光电传感器（4）的初始值记为AD_IN_0，读取第二光电传感器（5）的初始值记为AD_OUT_0；
（3）、每隔200ms读取第三光电传感器（6）的测量值记为AD_AIR，读取第一光电传感器（4）的测量值记为AD_IN，读取第二光电传感器（5）的测量值记为AD_OUT；
（4）、当读取到AD_AIR- AD_AIR_0>A_DATA时，则表明液体进入输液泵（2），记录此时第三光电传感器（6）的当前测量值为AD_AIR_1；
（5）、当读取到AD_IN- AD_IN_0>B_DATA时，则表明液体经过第一光电传感器（4），记录此时第一光电传感器（4）的当前测量值为AD_IN_1；
（6）、当读取到AD_OUT- AD_OUT_0>C_DATA时，则表明液体经过第二光电传感器（5），记录此时第二光电传感器（5）的当前测量值为AD_OUT_1；
（7）、当液体到达输出管道（305）出口处时，停止运行输液泵；将输出管道（305）与外设的病人管道连接，设置输液泵（2）的总量和速率，开始运行输液泵；
（8）、当检测到AD_IN- AD_IN_1>D_DATA时，则表明入口发生堵塞，显示屏（8）上显示入口堵塞，并通过报警装置（7）进行警报；
（9）、当检测到AD_OUT_1- AD_OUT>E_DATA且AD_OUT≥AD_OUT_0时，则表明出口发生堵塞，显示屏（8）上显示入口堵塞，并通过报警装置（7）进行警报。
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