CN110075393A - 一种基于新型5g毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法 - Google Patents

一种基于新型5g毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及输液管中注射液的监测，具体为一种基于新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法。一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，在输液管滴壶外壁集成柔性微型毫米波共形天线，柔性微型毫米波共形天线连接毫米波发生模块，毫米波发生模块产生脉冲信号传输至柔性微型毫米波共形天线；由天线及接收模块接收柔性微型毫米波共形天线的辐射功率Pt并由存储模块存储，利用控制器遍历寻找存储模块中描述存储的最大辐射功率，基于此可得到注射液水位高度的变化；从而控制器控制预警模块提醒医护人员，克服了输液过程中人工监控缺失的不足。

Description

一种基于新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法
技术领域
本发明涉及输液管中注射液的监测，具体为一种基于新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法。
背景技术
在流感季节会导致大规模流感爆发，形成了点滴输液爆炸式增长的局面，而现有的软管输液方式进行时间长，需要人工及时监控，输液人群规模大将导致护卫人员监管不足，容易出现注射液滴空，血液回流的情况，造成生命危险。
发明内容
本发明为了针对输液过程中人工监控缺失的问题，提出了一种基于新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法。通过微型柔性毫米波天线感知输液管中注射液的变化，进而利用天线信号提醒医院医护人员及时完成注射液的更换。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，在输液管滴壶外壁集成柔性微型毫米波共形天线，柔性微型毫米波共形天线连接毫米波发生模块，毫米波发生模块产生脉冲信号传输至柔性微型毫米波共形天线；由天线及接收模块接收柔性微型毫米波共形天线的辐射功率Pt并由存储模块存储，利用控制器遍历寻找存储模块中描述存储的最大辐射功率，基于此方法可得到注射液水位高度的变化；
具体步骤如下：
a．初始化天线及接收模块的频段BW及中心工作频率f c ，使中心工作频率f c 与柔性微型毫米波共形天线工作频率一致；
b．在不同的工作频率下激发柔性微型毫米波共形天线，通过天线及接收模块接收发射天线的辐射功率Pt，存储模块在初始时刻以及每隔一定间隔时刻记录一组数据，每组数据包括连续n个频点下的辐射功率；
c．利用控制器统计各个时刻n个频点下接收到的最大辐射功率，并得到最大辐射功率对应的频率，初始时刻和下一个时刻最大辐射功率频率差乘以比例系数（该比例系数由频率变化和注射液水位高度变换关系试验提前得到）得到初始时刻和下一个时刻的注射液水位高度差，下一个时刻和下下一个时刻最大辐射功率频率差乘以比例系数得到下一个时刻和下下一个时刻的注射液水位高度差，控制器依次计算可得到每个时刻和下一个时刻的注射液水位高度差，当累积注射液水位高度差之和达到所设定阈值时，控制器控制预警模块提醒医护人员。
上述的一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，柔性微型毫米波共形天线还连接有定时器模块，定时器模块用于输液类型甄别，由定时器模块启动柔性微型毫米波共形天线开始工作时间，以便节约系统功耗。事先对每种注射液的输液时长进行统计并存入到定时器中，针对不同的注射液，定时器提前10-15分钟唤醒毫米波发生模块。
上述的一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，柔性微型毫米波共形天线的本征工作频率为26GHz，柔性微型毫米波共形天线工作在5G频段。
本发明的有益效果是：
1.新型5G毫米波天线尺寸小，适应性强，易于安装，可批量化生产，生产成本低，并且采用柔性天线替代传统硬质天线，可增加天线与输液管的集成度；
2.毫米波天线监控输液管内注射液可实现毫米级别变化的精度，而且毫米波天线抗干扰能力强，天线工作信号稳定；
3. 柔性微型毫米波天线可以与5G室内基站互联，并且频带宽，能够快速、精准实现病患输液数据共享。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图中：1-滴壶，2-柔性微型毫米波共形天线。
具体实施方式
一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，在输液管滴壶外壁集成柔性微型毫米波共形天线，其工作频率为26GHz，柔性微型毫米波共形天线连接毫米波发生模块，毫米波发生模块连接定时器模块，定时器模块用于输液类型甄别，由定时器设置柔性微型毫米波共形天线开始工作时间，以便节约系统功耗，毫米波发生模块产生脉冲信号传输至毫米波发生模块，注射液的水位变化(△h)会引起柔性微型毫米波共形天线的谐振频率的变化△f)，即△f ∝△h；利用无线监测系统接收柔性微型毫米波共形天线的电平信号，安装与柔性微型毫米波共形天线初始工作频率相同的天线及接收模块在无线监测系统内，由天线及接收模块接收柔性微型毫米波共形天线的辐射功率Pt并存储到存储模块中，利用控制器中的比较器遍历寻找存储模块中描述存储的最大辐射功率，基于此可得到注射液水位高度的变化。
该方法步骤如下：
a．初始化天线及接收模块的频段BW及中心工作频率fc，使中心工作频率fc与柔性微型毫米波共形天线工作频率一致；
b．在不同的工作频率下激发柔性微型毫米波共形天线，通过天线及接收模块接收发射天线的辐射功率Pt，存储模块在初始时刻以及每隔一定间隔时刻记录一组数据，每组数据包括连续十个频点下的辐射功率；
c．利用控制器统计各个时刻十个频点下接收到的最大辐射功率，并得到最大辐射功率对应的频率，初始时刻和下一个时刻最大辐射功率频率差乘以比例系数得到初始时刻和下一个时刻的注射液水位高度差，下一个时刻和下下一个时刻最大辐射功率频率差乘以比例系数得到下一个时刻和下下一个时刻的注射液水位高度差，控制器依次计算可得到每个时刻和下一个时刻的注射液水位高度差，当累积注射液水位高度差之和达到所设定阈值时，控制器控制预警模块提醒医护人员。
具体实施时，可将柔性微型毫米波共形天线、毫米波发生模块和定时器模块可集成到一个模块内。

Claims (3)

1.一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，其特征在于在输液管滴壶（1）外壁集成柔性微型毫米波共形天线（2），柔性微型毫米波共形天线（2）连接毫米波发生模块，毫米波发生模块产生脉冲信号传输至柔性微型毫米波共形天线；由天线及接收模块接收柔性微型毫米波共形天线的辐射功率Pt并由存储模块存储，利用控制器遍历寻找存储模块中描述存储的最大辐射功率，基于此可得到注射液水位高度的变化；
具体步骤如下：
a．初始化天线及接收模块的频段BW及中心工作频率f c ，使其中心工作频率f c 与柔性微型毫米波共形天线工作频率一致；
b．在不同的工作频率下激发柔性微型毫米波共形天线，通过天线及接收模块接收发射天线的辐射功率Pt，存储模块在初始时刻以及每隔一定间隔时刻记录一组数据，每组数据包括连续n个频点下的辐射功率；
c．利用控制器统计各个时刻n个频点下接收到的最大辐射功率，并得到最大辐射功率对应的频率，初始时刻和下一个时刻最大辐射功率频率差乘以比例系数得到初始时刻和下一个时刻的注射液水位高度差，下一个时刻和下下一个时刻最大辐射功率频率差乘以比例系数得到下一个时刻和下下一个时刻的注射液水位高度差，控制器依次计算可得到每个时刻和下一个时刻的注射液水位高度差，当累积注射液水位高度差之和达到所设定阈值时，控制器控制预警模块提醒医护人员。
2.根据权利要求1所述的一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，其特征在于柔性微型毫米波共形天线还连接有定时器模块，定时器模块用于输液类型甄别，由定时器模块启动柔性微型毫米波共形天线开始工作时间。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用新型5G毫米波天线监测输液管注射液的低成本方法，其特征在于柔性微型毫米波共形天线的工作频率为26GHz。
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