CN110170089A - 一种输液管压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输液管压力传感器，包括固定座、安装在固定座上的感应组件；固定座上设有输液管槽和感应槽，感应槽与输液管槽相连通，输液管穿过输液管槽，感应组件位于感应槽内，感应组件包括依次连接的感应头、感应臂、感应固定块；感应固定块固定在感应槽其中一端的内壁上，感应头和感应臂悬空设置在感应槽内，感应臂上设有应变片，应变片上设有信号输出线，感应头、感应臂均与输液管的外壁接触，输液管槽的内壁上设有均与输液管外壁接触的上支撑面和下支撑面，上支撑面和下支撑面均沿着输液管的轴线方向设置，上支撑面和下支撑面分居在感应槽的两端。本发明可以测量输液管内部液体的压力，并降低测量误差，属于输液管压力传感器的技术领域。

Description

一种输液管压力传感器

技术领域

本发明涉及压力传感器的技术领域，尤其涉及一种输液管压力传感器。

背景技术

输液过程中，由于患者输液部位随意活动可能会导致药液渗至皮下。如果是普通的重力输液，随着输液部位的肿胀、局部压力的增高，液体输注速度会慢慢降低甚至停止。通常输液泵没有药液外渗检测装置，当发生药液外渗之后，仍然会按照已设定的程序继续输液。

当前输液泵使用的压力传感器主要是由悬臂式称重传感器加上一个测量头组成，测量头按压输液管来感应输液管内部的流体压力，并通过输液泵内部的控制器计算和判断，得出输液压力以及判断是否有药液外渗。测量头会把输液管压扁，测量头除了受到输液管内部液体的压力以外，还会受到输液管压变形后产生的反作用力，由于输液管是由高分子聚合物制造，具有蠕变和松弛的力学特征，输液管被压变形后产生的反作用力与这个变形的持续时间以及环境温度有密切的关系。由于这个变形产生的反作用力，以及这个反作用力随时间和温度的变化无法精确计算，无法通过输液控制器内部程序校正，所以这个反作用力会大大的影响输液压力传感器的感应精度。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：一种输液管压力传感器，该输液管压力传感器结构简单，制作成本低，可以连接外部电路系统监测输液过程中产生的压力，及早发现输液的液体外渗，减轻输液部位肿胀的程度。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种输液管压力传感器，包括固定座、安装在固定座上的感应组件；固定座上设有输液管槽和感应槽，感应槽与输液管槽相连通，输液管穿过输液管槽，感应组件位于感应槽内，感应组件包括依次连接的感应头、感应臂、感应固定块；感应固定块固定在感应槽其中一端的内壁上，感应头和感应臂悬空设置在感应槽内，感应臂上设有应变片，应变片上设有信号输出线，感应头、感应臂均与输液管的外壁接触。当输液管放在输液管槽中，输液管会产生变形，同时输液管内通过具有一定压力的液体时，输液管臂会挤压感应头，从而使感应臂发生变形，并带动应变片的弯曲变形，应变片的弯曲变形会使应变片的电阻发生改变，应变片通过信号输出线与外部电路相连。外部电路可以通过分析应变片的电阻改变从而计算得出感应臂的变形量，从感应臂的变形量可以计算出感应头所受到的液体静压力。

输液管槽的内壁上设有均与输液管外壁接触的上支撑面和下支撑面，上支撑面和下支撑面均沿着输液管的轴线方向设置，上支撑面和下支撑面分居在感应槽的两端。固定座上有上支撑面和下支撑面，感应头在上支撑面和下支撑面中间，上支撑面与感应头、感应臂相互分离，下支撑面与感应头、感应臂相互分离。让输液管变形产生的反作用力主要作用在上支撑面和下支撑面，从而让输液管内部的液体静压主要作用在感应头和感应臂的位置，使得测试结果更加精准。

进一步的是：感应头、感应臂、感应固定块沿着输液管的轴线方向依次排列。感应固定块将感应头和感应臂安装在感应槽内，感应头和感应臂在感应槽内发生位移和变形，感应头的变形位移量大于感应臂的变形位移。

进一步的是：感应槽包括圆孔和矩形孔；感应头位于圆孔内，感应臂和感应固定块均位于矩形孔内。上支撑面和下支撑面受到的输液管变形产生的反作用力会随着时间和温度的变化产生不规则的变化，感应槽内的感应头和感应臂均与固定座分离，即位于固定座上的上支撑面和下支撑面均与感应头、感应臂分离，可以避免这种不规则的力的变化影响感应头的变形，避免影响对液体静压力的计算。

进一步的是：固定座上还设有支撑台，用于支撑输液管的支撑台位于输液管槽的内壁上且沿着输液管的轴线方向设置。支撑台可以支撑输液管，防止输液管偏移到输液管槽底部，让输液管始终与感应头、感应臂接触。

进一步的是：输液管槽的槽口边沿上设有倒角。倒角便于将输液管安装在输液管槽内。

进一步的是：固定座上还设有定位面和固定面，定位面和固定面相互垂直，固定面上设有螺钉孔。定位面可以使输液管压力传感器安装在指定地方的时候获得精确的定位，使得输液管压力传感器安装在正确的位置，螺钉孔可以方便用户使用螺钉固定输液管压力传感器。

总的说来，本发明具有如下优点：

本输液管压力传感器，结构简单小巧，制作成本低。输液管产生的压力通过感应头和感应臂的形变来传递给应变片，使得应变片的电阻发生变化，应变片与外部电路连接，外部电路可以通过分析应变片的电阻改变从而计算得出感应臂的变形量，从感应臂的变形量可以计算出感应头所受到的液体静压力。本输液管压力传感器设有上支撑面和下支撑面，上支撑面和下支撑面可以承受输液管变形产生的大部分反作用力，让输液管内部的液体静压可以较准确地作用在感应头上，使得测试结果更加准确。感应臂和感应头是悬空设置在感应槽内的，因为上支撑面和下支撑面受到的输液管变形产生的反作用力会随着时间和温度的变化产生不规则的变化，因此感应臂和感应头悬空设置可以避免这种不规则的力的变化影响感应头的变形，避免影响对液体静压力的检测。

附图说明

图1是输液管压力传感器和输液管的结构示意图。

图2是固定座、感应槽、上支撑面、下支撑面、支撑台的结构示意图。

图3是输液管压力传感器的结构示意图。

图4是输液管变形时产生的反作用力分布图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：

1为固定座，2为感应组件，3为输液管槽，4为感应槽，5为感应头，6为感应臂，7为感应固定块，8为应变片，9为信号输出线，10为上支撑面，11为下支撑面，12为圆孔，13为矩形孔，14为支撑台，15为倒角，16为定位面，17为固定面，18为螺钉孔，19为输液管，20为输液管外壁的中心，21为输液管外壁的上端，22为输液管外壁的下端。

结合图1、图2、图3所示，一种输液管压力传感器，包括固定座、安装在固定座上的感应组件；固定座是一个方块，固定座上设有输液管槽和感应槽，输液管槽呈U形，输液管槽贯穿固定座。感应槽位于固定座的侧面上且与输液管槽相连通，感应槽在固定座的侧面且感应槽与输液管槽是连通的。感应组件安装在感应槽内，使用过程中让输液管穿过输液管槽并使输液管的外壁与感应组件接触，输液管有液体流通的时候液体的压力就会从输液管的外壁传到感应组件上。感应组件包括依次连接的感应头、感应臂、感应固定块；感应固定块固定在感应槽其中一端的内壁上，感应头和感应臂悬空设置在感应槽内，输液管的外壁对感应头和感应臂产生压力的时候，感应头和感应臂会弯曲变形(从感应槽内向固定座外端的方向)。感应臂上设有应变片，应变片上设有信号输出线，感应头、感应臂均与输液管的外壁接触。感应固定块的一端固定在感应槽的内壁上，感应固定块的另一端与感应臂连接，感应臂与感应头连接，感应臂上固定有应变片，应变片上连接有信号输出线，信号输出线与外部电路连接，应变片和信号输出线均位于固定座外部，便于和外部电路连接。当输液管有液体流通的时候，感应头和感应臂都会受到输液管外壁的压力而弯曲变形，感应臂弯曲变形的时候应变片也会变形，从而改变应变片的电阻，应变片通过信号输出线与外部电路连接，外部电路可以通过分析应变片的电阻改变从而计算得出感应臂的变形量，从感应臂的变形量可以计算出感应头所受到的液体静压力，外部电路属于现有技术，压力大于设定值时，外部电路可以当可以控制输液泵会自动停止转动，并且发出报警，从而防止液体外渗，减轻输液部位肿胀的程度。

输液管槽的内壁上设有均与输液管外壁接触的上支撑面和下支撑面，上支撑面和下支撑面均沿着输液管的轴线方向设置，上支撑面和下支撑面分居在感应槽的两端。固定座上有上支撑面和下支撑面，感应头在上支撑面和下支撑面中间，上支撑面与感应头、感应臂相互分离，下支撑面与感应头、感应臂相互分离。上支撑面和下支撑面可以承受输液管变形产生的大部分反作用力，让输液管内部的液体静压可以较准确地作用在感应头上，使得测试结果更加准确。

感应头、感应臂、感应固定块沿着输液管的轴线方向依次排列。感应固定块是固定在感应槽内壁的，感应头和感应臂都会弯曲变形，感应头处的弯曲变形量最大。

感应槽包括圆孔和矩形孔；感应头位于圆孔内，感应臂和感应固定块均位于矩形孔内。圆孔和矩形孔是连接成一体的，圆孔使得感应头与固定座分离，矩形孔使得感应臂与固定座分离，使得感应头和感应臂都可以悬空设置且感应头和感应臂都可以弯曲变形。

固定座上还设有支撑台，用于支撑输液管的支撑台位于输液管槽的内壁上且沿着输液管的轴线方向设置。支撑台在输液管槽的内壁上并贯穿输液管槽，在测试过程中支撑台支撑输液管不让输液管掉到输液管槽的底部，同时也保证输液管与感应臂、感应头在在同一个高度上保持接触。

输液管槽的槽口边沿上设有倒角。倒角可以便于输液管安装在输液管槽内，将输液管放在输液管槽的槽口上，在倒角的引导下按压输液管就可以轻松将输液管安装在输液管槽内。

固定座上还设有定位面和固定面，定位面和固定面相互垂直，固定面上设有螺钉孔。固定面位于固定座的底部，定位面与固定面连接垂直且与固定面相互垂直。定位面可以使在安装输液管压力传感器的时候获得精确的定位，使得传感器安装在正确的位置，螺钉孔的设置可以方便用户使用螺钉连接来固定输液管压力传感器。

结合图1、图4所示，利用输液管压力传感器主要的目的是感应输液管内部液体的压力，但是输液管压力传感器不能直接接触液体，所以输液管压力传感器只能隔着输液管来测量力，输液管压力传感器所受到的力除了有管内液体产生的静压力以外，还有输液管变形产生的反作用力，这个反作用力的分布规律如图4所示，输液管变形产生的反作用力在传感器的壁面分布是有规律的，这个反作用力呈现中间小两端大的分布规律，即在输液管外壁的上端和输液管外壁的下端的反作用力最大，输液管外壁的中心处反作用力最小，所以为了能够准确测试管内液体产生的静压力，就要尽量降低反作用力的影响，即避免感应组件与输液管外壁的两端接触。为了达到上述目的，采用感应头和感应臂悬空设置在感应槽内，感应头和感应臂均与固定座分离，使得感应头和感应臂之和输液管上反作用力最小的地方(输液管中部)接触，输液管上反作用力最大的地方(输液管外壁的两端)通过感应槽与感应头、感应臂隔开，让输液管变形所产生的反作用力最大的地方作用在固定座的上支撑面和下支撑面上，提高了输液管压力传感器测试的准确性，通过根据输液管和感应槽尺寸设计合适的感应头尺寸，可将输液压力误差减小50％以上，一般输液泵产品，输液压力的精度为±20kPa，在环境温度为20摄氏度时，输液管变形所产生的总反作用力相当于20～30kPa左右的管内液体压力。

本输液管压力传感器的工作原理：将输液管穿进输液管槽内并使得感应头和感应臂都和输液管的外壁接触，当输液管有液体流通的时候，感应头和感应臂都会受到输液管外壁的压力而弯曲变形，感应臂弯曲变形的时候应变片也会变形，从而改变应变片的电阻，应变片通过信号输出线与外部电路连接，外部电路可以通过分析应变片的电阻改变从而计算得出感应臂的变形量，从感应臂的变形量可以计算出感应头所受到的液体静压力，上支撑面和下支撑面可以承受输液管变形产生的反作用力，让输液管内部的液体静压可以准确地作用在感应头和感应臂上，使得测试结果更加准确。压力大于设定值时，外部电路可以当可以控制输液泵会自动停止转动，并且发出报警，从而防止液体外渗，减轻输液部位肿胀的程度。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种输液管压力传感器，其特征在于：包括固定座、安装在固定座上的感应组件；固定座上设有输液管槽和感应槽，感应槽位于固定座的侧面上且与输液管槽连通，输液管穿过输液管槽，感应组件位于感应槽内，感应组件包括依次连接的感应头、感应臂、感应固定块；感应固定块固定在感应槽其中一端的内壁上，感应头和感应臂悬空设置在感应槽内，感应臂上设有应变片，应变片上设有信号输出线，感应头、感应臂均与输液管的外壁接触；

输液管槽的内壁上设有均与输液管外壁接触的上支撑面和下支撑面，上支撑面和下支撑面均沿着输液管的轴线方向设置，上支撑面和下支撑面分居在感应槽的两端。

2.按照权利要求1所述的一种输液管压力传感器，其特征在于：感应头、感应臂、感应固定块沿着输液管的轴线方向依次排列。

3.按照权利要求1所述的一种输液管压力传感器，其特征在于：感应槽包括圆孔和矩形孔；感应头位于圆孔内，感应臂和感应固定块均位于矩形孔内。

4.按照权利要求1所述的一种输液管压力传感器，其特征在于：固定座上还设有支撑台，用于支撑输液管的支撑台位于输液管槽的内壁上且沿着输液管的轴线方向设置。

5.按照权利要求1所述的一种输液管压力传感器，其特征在于：输液管槽的槽口边沿上设有倒角。

6.按照权利要求1所述的一种输液管压力传感器，其特征在于：固定座上还设有定位面和固定面，定位面和固定面相互垂直，固定面上设有螺钉孔。