CN109908432B - 一种输液状态检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种输液状态检测装置，该装置包括输液监测传感器和控制模块；所述输液监测传感器包括弹簧装置和电容器，所述电容器的一个极板随弹簧装置中弹簧的形变而移动；所述控制模块与电容器连接，用于根据电容器的电容变化量计算病人输入的药液量，实现病人输液的动态监测。本发明可以同时实现静态和动态输液数据的监测，并且结构简单，安装方便，不易受到干扰，可靠性高，能够精确监测输液进程与输液量，无辐射能量影响药液。本发明通过电磁铁装置对弹簧形变进行补偿，可以有效防止弹簧老化及弹性系数受温度湿度影响带来的非线性度及误差，保证了输液监测中数据的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种输液状态检测装置。
背景技术
以前，输液过程需要不断观察液体的剩余量，以便医护人员及时处理，给病人或医生带来不便。随着智能监测技术在医疗卫生领域的推广应用，输液监测装置逐渐开始在医院中普及，以实时获取病人的输液进度，以便在输液完成或发生异常状况时，医护人员能够及时做出响应。
现有的输液监测技术主要包括:一、弹簧称重式：测量剩余药液的重量，基本属于静态测量，变化速率慢，精确度较低，通过设定阈值报警，无连续信号监测。二、电容式测量：通过在输液软管上端夹上电容极片，当输液过程结束时，软管内无药液时，电容值发生较大变化而报警。同样是阈值报警，无连续信号监测。三、红外液滴测量：通过在输液观测窗口部位设置红外线对管，液滴落下时遮挡红外线产生测量信号，以此对液滴进行计数，作为速率测量，以达到输液过程的连续监测，但是该方法需要根据不同的滴速(对应不同大小的液滴)进行换算，推算剩余的药液数量，同时红外线对管的安装有一定要求，不能有过大倾斜，否则会出现测量误差。以上问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于通过一种输液状态检测装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种输液状态检测装置，该装置包括输液监测传感器和控制模块；所述输液监测传感器包括弹簧装置和电容器，所述电容器的一个极板随弹簧装置中弹簧的形变而移动；所述控制模块与电容器连接，用于根据电容器的电容变化量计算病人输入的药液量，实现病人输液的动态监测。
特别地，所述电容器的两个极板竖直平行布置，其中，一个极板固定，另一个极板随所述弹簧装置中弹簧的形变而移动。
特别地，所述电容器的两个极板水平平行布置，其中，一个极板固定，另一个极板随所述弹簧装置中弹簧的形变而移动。
特别地，所述输液监测传感器还包括电磁铁装置；所述电磁铁装置与控制模块连接，用于对所述弹簧装置中弹簧的形变进行补偿。
特别地，所述弹簧装置采用两根弹簧。
特别地，所述电容器采用平板电容器。
特别地，所述控制模块与管理后台通讯连接，用于将输液的动态监测情况发送给管理后台，以便医护人员及时精准地采用相应的措施。
本发明提出的输液状态检测装置可以同时实现静态和动态输液数据的监测，并且结构简单，安装方便，不易受到干扰，可靠性高，能够精确监测输液进程与输液量，无辐射能量影响药液。本发明通过电磁铁装置对弹簧形变进行补偿，可以有效防止弹簧老化及弹性系数受温度湿度影响带来的非线性度及误差，保证了输液监测中数据的精确度。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的输液状态检测装置结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的输液状态检测装置结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
如图1所示，在本实施例中输液状态检测装置具体包括输液监测传感器和控制模块。所述输液监测传感器包括弹簧装置和电容器，所述电容器的一个极板101固定，另一个极板104随弹簧装置中弹簧(102,103)的形变而移动。所述控制模块与电容器连接，用于根据电容器的电容变化量计算病人输入的药液量，实现病人输液的动态监测。
在本实施例中所述电容器的两个极板(101,104)竖直平行布置，其中，一个极板101固定，另一个极板104随所述弹簧装置中弹簧(102,103)的形变而移动，但具体应用中不局限于，也可将两个极板(101,104)水平平行布置，其中，一个极板101固定，另一个极板104随所述弹簧装置中弹簧(102,103)的形变而移动。
在本实施例中所述弹簧装置采用两根弹簧(102,103)，弹簧(102,103)优选微型弹簧，但具体应用中不限于此。在本实施例中所述电容器采用平板电容器，但具体应用中不限于此。在本实施例中所述控制模块还可与管理后台通讯连接，用于将输液的动态监测情况发送给管理后台，以便医护人员及时精准地采用相应的措施。
下面对本实施例中输液状态检测装置的工作原理进行扼要说明：
所述控制模块通过读取输液监测传感器中电容器的电容变化量Δc计算输液液体的重量变化Δm,根据挂钩105上输液袋106(或输液瓶)初始的重量和现有的重量计算病人输入的药液重量。每一袋/瓶药液的重量是一定的，当精准的测量到重量的变化后，医护人员根据检测情况，在后台会及时精准地做出相应的措施。
具体的，输液时，输液袋106中液体逐渐减少，根据胡克定理，输液袋106中液体的变化重量与弹簧(102,103)的形变存在一定的比例关系，即
其中，k1，k2分别为两根弹簧(102,103)的形变系数，g为重力加速度，x为弹簧形变量,m为整个输液袋的重量。由此可知，Δx(弹簧形变的变化量)∝Δm(整个输液袋重量的变化量)；平板电容器电容计算公式为
其中ε0指真空介电常数，εr指相对介电常数，A指电容极板相对面积，由于Δc∝ΔA，ΔA∝Δx，Δx∝Δm，则Δc∝Δm，因此，控制模块根据测得的电容值即可得到输液袋中的液体变化值Δm。
实施例二
由于弹簧老化及弹性系数受温度湿度影响将带来非线性度及误差，实施例二提供的输液状态检测装置将解决该问题，保证较高的监测数据精确度。
具体的，如图2所示，在本实施例中输液状态检测装置具体包括输液监测传感器和控制模块。所述输液监测传感器包括弹簧装置、电容器以及电磁铁装置，所述电容器的一个极板201固定，另一个极板204随弹簧装置中弹簧(202,203)的形变而移动。所述电磁铁装置与控制模块连接，用于对所述弹簧装置中弹簧(202,203)的形变进行补偿。其中，所述电磁铁装置包括电磁铁205和永磁体206。所述控制模块与电容器连接，用于根据电容器的电容变化量计算病人输入的药液量，实现病人输液的动态监测。
在本实施例中所述电容器的两个极板(201,204)水平平行布置，其中，一个极板201固定，另一个极板204随所述弹簧装置中弹簧(202,203)的形变而移动，但具体应用中不局限于，也可将两个极板(201,204)竖直平行布置，其中，一个极板201固定，另一个极板204随所述弹簧装置中弹簧(202,203)的形变而移动。在本实施例中所述弹簧装置采用两根弹簧(202,203)，弹簧(202,203)优选微型弹簧，但具体应用中不限于此。在本实施例中所述电容器采用平板电容器，但具体应用中不限于此。在本实施例中所述控制模块还可与管理后台通讯连接，用于将输液的动态监测情况发送给管理后台，以便医护人员及时精准地采用相应的措施。
在本实施例中输液监测传感器中加入了电磁铁装置，利用电磁铁205与永磁体206的同性相斥原理，保持输液过程中，电容器的变化率Δc不变。输液开始后，随着挂钩207上输液袋208中液体的减少，弹簧(202,203)的拉力与之线性变化，即F1＝kx＝mg+F2，其中，F1为弹簧形(201,204)变产生力的大小，F2为电磁铁装置对所述弹簧装置中弹簧(201,204)形变进行补偿的力，具体的，电磁铁装置利用自身电磁原理进行弹簧(201,204)形变的补偿，F2＝NBIL sinθ，N为电磁铁205线圈匝数，B为磁感应强度，I为电流大小，θ为电流与磁场角度，由于F2利用斥力补偿了F1，可知Δm与Δc成比例关系，从而测量出电磁铁205电流的数值，即可计算得到Δm的数值。
本发明的技术方案可以同时实现静态和动态输液数据的监测，并且结构简单，安装方便，不易受到干扰，可靠性高，能够精确监测输液进程与输液量，无辐射能量影响药液。另外，本发明通过电磁铁装置对弹簧形变进行补偿，可以有效防止弹簧老化及弹性系数受温度湿度影响带来的非线性度及误差，保证了输液监测中数据的精确度。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (2)
1.一种输液状态检测装置，其特征在于，包括输液监测传感器和控制模块；所述输液监测传感器包括弹簧装置和电容器，所述电容器的一个极板随弹簧装置中弹簧的形变而移动；所述控制模块与电容器连接，用于根据电容器的电容变化量计算病人输入的药液量，实现病人输液的动态监测；其中，所述电容器的两个极板竖直平行布置，一个极板固定，另一个极板随所述弹簧装置中弹簧的形变而移动；所述弹簧装置采用两根弹簧；所述电容器采用平板电容器；所述控制模块与管理后台通讯连接，用于将输液的动态监测情况发送给管理后台，以便医护人员及时精准地采用相应的措施。
2.一种输液状态检测装置，其特征在于，包括输液监测传感器和控制模块；所述输液监测传感器包括弹簧装置和电容器，所述电容器的一个极板随弹簧装置中弹簧的形变而移动；所述控制模块与电容器连接，用于根据电容器的电容变化量计算病人输入的药液量，实现病人输液的动态监测；所述电容器的两个极板水平平行布置，其中，一个极板固定，另一个极板随所述弹簧装置中弹簧的形变而移动；所述输液监测传感器还包括电磁铁装置；所述电磁铁装置与控制模块连接，用于对所述弹簧装置中弹簧的形变进行补偿；所述控制模块与管理后台通讯连接，用于将输液的动态监测情况发送给管理后台，以便医护人员及时精准地采用相应的措施。
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