CN110772685B - 一种输液量闭环控制的输液泵及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种输液量闭环控制的输液泵及工作方法，包括输液管、液‑液转换器、气‑液转换器、毛细管和微控制器，所述液‑液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液‑液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述气‑液转换器内设有弹性隔离膜，用于将述气‑液转换器分成第三腔室和第四腔室，所述第二腔室的端口与第三腔室的端口之间通过毛细管连接，所述毛细管的两端分别设有同型号的压力传感器，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体如水通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测；本公开通过气‑液和液‑液结合的方式，实现了药液的稳定输出，同时通过精准的流量检测实现了对管路中异常情况的检测。

Description

一种输液量闭环控制的输液泵及工作方法
技术领域
本公开涉及输液泵技术领域，特别涉及一种输液量闭环控制的输液泵及工作方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
按照输液泵的控制原理，可以将输液泵分为活塞型注射泵和蠕动滚压型输液泵两类，后者又可以分为容积控制型(毫升/小时)和滴数控制型(滴/分钟)。活塞型输液泵是活塞以恒定的压力推动注射器，是液体匀速的输入病人体内，其特点是输注药液流速平稳、均衡、精确，速度调节幅度为0.1毫升/小时，而且体积小；蠕动滚压型输液泵采用可调恒速蠕动泵作为动力源，利用转盘和旋转活门等装置，顺序挤压输液管推动液体流动，使液体按照一定的速度均匀的输入病人体内。
但是，本公开发明人发现，(1)目前的活塞型注射泵和蠕动型输液泵是开环式的，输液泵输出药量后不可控(即没有反馈)，如活塞式注射泵在步进电机带动下丝杠虽然可以匀速的推动注射器，向输液管中注入药液，但注入输液管后就不可控制了，不能对管路中出现流量异常情况进行检测，如当输液出现跑针或者阻塞等，步进电机的持续动作还会导致电机过载从而可能导致驱动电路或电机损坏；(2)目前的流量计的最小检测流量值较大，市场上常用的流量计最小流量检测值大约为十几毫升/小时，而目前活塞型输液泵给液速度可在0.1-99ml/h之间调节，即目前的流量计完全无法满足输液过程中的流量检测的需求，因此也无法实现对输液量的闭环控制；(3)目前的气泡传感器可采用超声检测和光电检测，超声检测结构复杂且成本较高，并且传感器与输液管要求紧密接触(减少管子表面反射和声阻抗)，而光电检测结构简单，成本低，输液管与光电检测装置的配合要求低，其原理是利用气泡产生的光强变化进行检测的，但是光电检测的方式容易受输液管和被输液体透光率(如不同的药液透光不同)、光源变化、灰尘及光敏元件对温度变化敏感等因素的影响，同时其不易采用增加光强的办法来减少上述因素的影响，因为增加光强会降低探测气泡的分辨率(灵敏度低)，即不利于对小气泡的检测，并且还会对某些药液产生光污染，因而限制了其实际应用；(4)目前的输液装置中，当输液管中出现气泡时，无法实现气泡的自动排出，一般都需要人工将气泡挤出，操作繁琐；(5)目前的输液泵大都需要步进电机和丝杠的配合，对步进电机和丝杠的加工精度和装配精度要求较高，从而导致其成本高；(6)目前的蠕动泵是根据红外滴点传感器检测输液量的，但因滳数的大小受液体粘度，导管内径的影响在实际中出入很较大，误差甚至达到了30％以上。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种输液量闭环控制的输液泵及工作方法，实现了对输液过程中输液量的闭环控制，能够准确的检测输液管中的药液流量，通过气-液和液-液结合的方式，实现了药液的稳定恒速输出，同时通过精准的流量检测实现了对输液管管路中异常情况的检测。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种输液量闭环控制的输液泵。
一种输液量闭环控制的输液泵，包括输液管、液-液转换器、气-液转换器、毛细管和微控制器，所述液-液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液-液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于存储药液，第二腔室用于存储普通液体；所述气-液转换器内设有弹性隔离膜，用于将述气-液转换器分成第三腔室和第四腔室，所述第三腔室用于存储普通液体，第四腔室用于充气加压；
所述第一腔室的端口与输液管连接，所述第二腔室的端口与第三腔室的端口之间通过毛细管连接，所述第四腔室的端口与气管连接，工作时，通过向第四腔室提供稳定的气压，通过弹性隔离膜将第三腔室内的液体不断的向第二腔室内挤压，第二腔室内的液体通过柔性隔离膜挤压第一腔室内的药液输出到输液管中；
所述毛细管的两端分别设有同型号的压力传感器，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体如水通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测。
作为可能的一些实现方式，所述第一腔室的端口通过第一三通阀与输液管连接，所述第二腔室的端口通过第一换向阀与毛细管的一端连接，所述第三腔室的端口通过第二三通阀与毛细管的另一端连接，所述第一换向阀和第二三通阀之间还通过第二换向阀连接，所述第二换向阀设有凹形水入和排气口。
作为可能的一些实现方式，所述输液管上靠近针头端口接头的位置上设有检测用光纤式气泡检测装置，所述检测用光纤式气泡检测装置包括设置在输液管一侧的多根沿输液管方向并排设置的发射光纤和设置在输液管另一侧的与发射光纤相对的接收光纤，所述接收光纤的出光端口与第一光敏二极管相对设置，所述第一光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器根据第一光敏二极管的亮度变化情况判断是否有气泡产生。
作为进一步的限定，所述输液管上设有检测用光纤式气泡检测装置的管段上设有引流管，所述引流管上设有第一自保持电磁铁和第一止流压头，所述第一止流压头将引流管压紧断流，所述第一自保持电磁铁与微控制器通信连接，当检测到有气泡产生时，第一自保持电磁铁带动第一止流压头动作，放开引流管将气泡排出。
作为更进一步的限定，所述检测用光纤式气泡检测装置与针头端口接头之间的管段上设有第二自保持电磁铁和第二止流压头，所述第二自保持电磁铁与微控制器通信连接，当检测到有气泡产生时，第二自保持电磁铁带动第二止流压头动作，将输液管压紧断流。
作为更进一步的限定，所述输液管上第二自保持电磁铁与针头端口接头之间的管段上内置有过滤器，用于进行药液的过滤。
作为进一步的限定，还包括参比用光纤式气泡检测装置和参比药液管，所述参比药液管内充满药液，所述参比用光纤式气泡检测装置内的光纤设置与检测用光纤式气泡检测装置完全相同，所述参比用光纤式气泡检测装置和检测用光纤式气泡检测装置内的发射光纤共用一个光源，所述参比用光纤式气泡检测装置的发射光纤与第二光敏二极管相对设置，所述第二光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器用于根据第一光敏二极管和第二光敏二极管的明暗程度对比判断是否有气泡产生。
作为可能的一些实现方式，所述气管依次通过第三换向阀、第一二位二通电磁阀、气路连接管和节流阀后与储气瓶连接，所述节流阀与第二二位二通电磁阀连接，所述第一二位二通电磁阀与第二二位二通电磁阀分别通过电磁阀驱动电路与微控制器通信连接，所述微控制器根据需要的输液流量控制节流阀和第一二位二通电磁阀的开闭以向第四腔室提供稳定的气压；
所述储气瓶通过储气瓶压力传感器和放大器后与微控制器通信连接，所述微控制器依次通过气泵驱动电路、电机、气泵、节流阀和单向阀与储气瓶连接，当储气瓶内压力小于设定阈值时，通过控制气泵给储气瓶充气。
作为可能的一些实现方式，所述第二腔室的端口通过第一密封圈与第一凸形端口连接，所述第一凸形端口包裹第二腔室的端口，所述第三腔室的端口通过第二密封圈与第二凸形端口连接，所述第二凸形端口包裹第三腔室的端口。
本公开第二方面提供了一种输液量闭环控制的输液泵。
一种输液量闭环控制的输液泵，包括输液管、液-液转换器、活塞型压水器、步进电机、毛细管和微控制器，所述液-液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液-液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于存储药液，第二腔室用于存储普通液体；所述活塞型压水器由压水器本体和活塞构成第五腔室，所述步进电机通过丝杠和螺母与活塞连接，用于根据微控制器的指令推动活塞运动；
所述第一腔室的端口与输液管连接，所述第二腔室的端口与第五腔室的端口之间通过毛细管连接，工作时，通过步进电机控制活塞向前运动，推动第五腔室内的液体通过毛细管后不断的向第二腔室内挤压，第二腔室内的液体通过柔性隔离膜挤压第一腔室内的药液输出到输液管中；
所述毛细管的两端分别设有同型号的压力传感器，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体如水通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测。
本公开第三方面提供了一种输液量闭环控制的输液泵的工作方法。
一种输液量闭环控制的输液泵的工作方法，利用本公开第一方面或者第二方面所述的输液量闭环控制的输液泵，当毛细管中有液体流动时，毛细管两端的压力传感器把相应的压力信号转换成电信号传输给微控制器，所述微控制器根据泊肃叶定律，得到毛细管中液体的流量Q为：
Q＝K(p2-p1)/η
其中，(p2-p1)为毛细管两端的压力差，η为液体的粘滞系数，K为毛细管的几何常数，K＝πR4/8L，R为毛细管内半径，L是毛细管长度，π为圆周率，通过查表得到参比液体其粘度η(参比液体可以为蒸馏水)，进而计算得到毛细管中流动的液体的流量。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开通过气-液和液-液结合的方式，通过微控制器和电磁阀对气压的精密控制来实现药液的稳定输出，本公开所述的气动式输液泵相比于传统的蠕动滚压型的输液泵，更容易进行控制，能够保持恒定的压力，只需要控制气体的压力即可实现对输液流量的控制，其具有抗干扰能力强和轻便实用的特点；而且本公开所述的气动式输液泵，其重量较轻，不涉及过多的机械结构，便携性强，对步进电机和丝杠等精密机械的要求较低，相对于现有的输液泵其成本更低，可推广性更强；同时气压动传动还具有动作迅速，反应快，调节方便，控制容易，装配精度要求低，不存在机械卡死问题(不存在损坏电机问题)，气动元件结构简单，成本低且寿命长，重量轻等优点。
2、本公开能够通过对毛细管两端的压力差进行流量的精密检测，同时压力传感器通过检测输液管中压力的变化，实现了对输液管路中异常情况的检测，如出现阻塞和跑针情况，通常的吊瓶输液因为压力有限，跑针后不会产生太大的问题，但是输液泵输液是加压输液，跑针后如果不报警和切断输液通路会持续过量的向皮下组织中泵药，因而会造成医疗事故。但目前是市场上很多输液泵都不具有跑针报警的功能，原因是输液泵加压输液发生静脉跑针后，输液管中动态压力最多只能增加100毫米汞柱，而输液泵的阻塞报警压力一般都在200毫米汞柱以上，也就是说采用一般输液泵的阻塞报警方式无法检测静脉跑针(进口输液泵中也仅有几家能对跑针报警的，但要采用高弹性硅胶管)，而本公开对常规的输液就能对跑针情况进行实时检测(因为压力传感器灵敏很高)，并自动切断输液通路(实时保护患者安全)。
3、本公开实现了对输液过程中输液量的闭环控制，相比于现有技术中的采用步进电机带动下丝杠控制的输液泵，能够有效的识别管路中的异常情况，而且能够有效的防止出现管路堵塞后出现的步进电机过载导致的驱动电路或电机损坏，其能够检测和控制输液管中的药液流量，其流量传感器部件的敏感元件是毛细管，转换元件是压力传感器，由于毛细管半径可以很细，并且压力传感器灵敏度很高，所以可以对输液量进行准确的检测及控制。
4、本公开的光纤式气泡传感器，是利用气泡能引起光强的变化这一特性检测气泡的，其灵敏度对光源等的变化很敏感，本公开用参比的方法克服了这个缺陷，因为检测光敏二极管和参比光敏二极管用的是同一个光源照射，光源波动对两个光敏二极管产生的作用基本可以抵消(两个光敏二极管产生光电流变化一样)，即光敏二极管和电阻组成的电桥不产生输出。两个光敏二极管处在同样的环境中，温度和尘土的影响也相同，对两个光敏二极管产生的作用也基本可以抵消，只对气泡引起的光强变化敏感，并且还利用气泡匀速移动的特点对气泡信号和干扰信号进行识别，所以光纤式气泡传器灵敏度可以很高(稳定性好)，这样普通亮度发光二极管(低亮度LED)就能满足要求，低亮度也有利于对小气泡的检测(亮度高时小气泡引起的光强变化反差小)。
5、本公开所述的光纤式气泡传感器设置为多点检测，即发射光纤和接收光仟分为多对，在扫描电路的控制下沿着一小段输液管依次检测(扫描频率远大于气泡移动速度)，这样可以防止气泡被漏检，并且在自动排气泡后对排气泡的情况进行复检(排气泡的管路设在多对光纤的中间)，确万无一失。
6、本公开所述的输液泵还设置有与检测用光纤式气泡检测装置相对应的参比用光纤式气泡检测装置和参比药液管，通过设置参比装置和参比药管，解决了现有的输液泵气泡检测中容易受输液管和被输液体透光率(如不同的药液透光不同)、光源变化、灰尘及光敏元件对温度变化敏感等因素影响的问题，极大的提高了气泡检测的精度，降低了气泡进入人体引起气体栓塞造成呼吸不适的可能性。
7、本公开所述的流量传感器器，根据泊肃叶定律利用毛细管两端的压力传感器检测到的压力差进行流量检测，其检测精度能够达到0.1毫升/小时，完全能够实对输液过程中的药液流量检测，相比于现有的流量传感器，其检测精度更高，能够更有效的实现输液量的闭环控制。
8、本公开采用液-液转换器，把被输药液和水隔离，通过检测水的流量得到药液的流量，同时又不相混(药液不会被污染)；并且能把输液管路中的压力变化无损失的传递给压力传感器(为检测跑针等创造了条件)；液-液转换器外壳所用材料和普通的一次性注射针管材料相同，隔离膜用的材料也是普通的(如手术手套用的材料)，因此，使输液管路的成本和普通的一次使用输液器接近(只是多了一个液-液转换器)，因此一次性使用成本不高(比高弹性硅胶管成本低)。
附图说明
图1为本公开实施例1所述的输液量闭环控制的输液泵的整体结构示意图。
图2为本公开实施例1所述的控制电路框图及气动部分的结构示意图。
图3为本公开实施例1所述的液-液转换器的结构示意图。
图4为本公开实施例1所述的气-液转换器的结构示意图。
图5为本公开实施例1所述的检测用光纤式气泡传感器的结构示意图。
图6为本公开实施例1所述的参比用光纤式气泡传感器的结构示意图。
图7为本公开实施例3所述的输液量闭环控制的输液泵的整体结构示意图。
图8为本公开实施例3所述的控制电路框图。
1、止流夹；2、加液口护帽；3、第一三通阀；4、液-液转换器；5、第一换向阀；6、第一压力传感器；7、毛细管；8、第二压力传感器；9、第二三通阀；10、气-液转换器；11、检测用光纤式气泡传感器；12、扫描电路；13、发光二极管；14、液体连接管；15、第二换向阀，15-1、凹形水入及排气口；16、发射光纤束；17、参比用光纤式气泡传感器；18、参比药液管；19、参比药液入口帽；20，输液管；21、第一自保持电磁铁；22、第一止流压头；23、排气泡口护帽；24、检测接收光纤束；25、检测光敏二极管；26、参比光敏二极管；27、透镜；28、参比接收光纤束；29、第二自保持电磁铁；30、过滤器；31、端口接头；32、节流阀；33、放大器；34、单向阀；35、储气瓶压力传感器；36、储气瓶；37、第二二位二通电磁阀；38、气路连接管；39、第一二位二通电磁阀；40、加气凹形接口；41、第三换向阀；42、电磁阀驱动电路；43、气泵；44、电机；45、气泵驱动电路；46、第一电磁铁驱动电路，47、第二电磁铁驱动电路；48、微控制器；49、第一放大电路；50、温度传感器；51、第二放大电路；52、按键模块；53、显示模块；54、音响驱动电路；55、第一腔体；56、柔性隔离膜；57、第一壳体；58、第二腔体；59、加水口帽；60、第一密封圈；61、第一凸形接口；62、第二凸形接口；63、第二密封圈；64、第三腔体；65、弹性隔离膜；66、壳体；67、第四腔体；68、凸形接口；69、暗盒盖；70、检测用光纤式气泡传感器暗盒壳体；71、参比用光纤式气泡传感器暗盒壳体；72、第四换向阀；73、活塞型压水器；74、丝杠；73-1、活塞；75、螺母；76、步进电机；77、步进电机驱动电路；78、储水瓶。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1-6所示，本公开实施例1提供了一种输液量闭环控制的输液泵，包括输液管20、液-液转换器4、气-液转换器10、毛细管7和微控制器48，所述液-液转换器4由第一硬质壳体57围成，所述气-液转换器10由第二硬质壳体66围成。所述液-液转换器4内设有柔性隔离膜56，用于将液-液转换器4分成第一腔室55和第二腔室58，所述第一腔室55用于存储药液，第二腔室58用于存储普通液体；所述液-液转换器4作用是用柔性隔离膜56把被输药液和水隔离，并把水的流量转换成药液的流量且流量相同(液体不可压缩)，同时又不相混，这样可以通过检测水的流量得到被输药液的流量，药液又不会被污染。柔性隔离膜56的形状及大小和第一腔体完全相同，保证其不被拉伸(即处于无弹性状态下)，这样可以使压力无损失传递，目的是为了保证静脉压通过输流管传递到第一压力传感器6处，通过检测静脉压的变化可以检测输液的异常情况(如跑针等)。液-液转换器外壳所用材料和普通的一次性注射针管材料相同，隔离膜用的材料也是普通的(如手术手套用的材料)，因此，使输液管路的成本和普通的一次使用输液器接近(只多了一个液-液转换器，因此一次性使用成本不高)。
所述气-液转换器10内设有弹性隔离膜65，用于将述气-液转换器10分成第三腔室64和第四腔室67，所述第三腔室64用于存储普通液体，第四腔室67用于充气加压；所述气-液转换器10的作用是用弹性隔离膜把气和水分隔，把气压传动转换成液压传动，采用气动传动具有动作迅速、反应快、调节方便，控制容易，气动元件结构简单，成本低且寿命长，重量轻等优点。弹性隔离膜形状和第三腔体相似，但尺寸小于第三腔体，这样当把第四腔体的气体排出时(由换向阀41控制)，弹性隔离膜弹性收缩把水吸入第三腔体(相当于滴管的橡胶球挤压释放)；气-液转换器的容积要大于一次性使用的液-液转换器的容积(保证被输药液全部被排出第一腔体)。
所述第一腔室55的端口与输液管20连接，所述第二腔室58的端口与第三腔室64的端口之间通过毛细管7连接，所述第四腔室67的端口与气管38连接，工作时，通过向第四腔室67提供稳定的气压，通过弹性隔离膜65将第三腔室64内的液体不断的向第二腔室58内挤压，第二腔室58内的液体通过柔性隔离膜56挤压第一腔室55内的药液输出到输液管20中；
所述毛细管7的两端分别设有同型号的压力传感器，分别为第一压力传感器6和第二压力传感器8，所述第一压力传感器6和第二压力传感器8分别通过第一放大电路49和第二放大电路51与微控制器48通信连接，当液体(如水)通过毛细管7时，所述微控制器48根据泊肃叶定律利用毛细管7两端液体的压力差进行输液流量检测。
所述第一腔室55的端口通过第一三通阀3与输液管20连接，所述第一三通阀3上设有加液口，所述加液口上设有加液口护帽2，所述输液管20上靠近第一三通阀的位置设有止流夹1；所述第二腔室58的端口通过第一换向阀5与毛细管的一端连接，所述第三腔室64的端口通过第二三通阀9与毛细管7的另一端连接，所述第一换向阀5与第二三通阀9之间还通过液体连接管14和第二换向阀15连接，所述第二换向阀设有凹形水入及排气口15-1。
所述输液管20上靠近针头端口接头31的位置上设有检测用光纤式气泡检测装置11，所述检测用光纤式气泡检测装置11包括设置在输液管一侧的多根沿输液管方向并排设置的发射光纤束16和设置在输液管另一侧的与发射光纤束相对的检测用接收光纤束24，所述检测用接收光纤束24的出光端口与第一光敏二极管25相对设置，所述第一光敏二极管25与微控制器48通信连接，所述微控制器48根据第一光敏二极管25的亮度变化情况判断是否有气泡产生。
所述输液管20上设有检测用光纤式气泡检测装置11的管段上设有引流管，所述引流管上设有第一自保持电磁铁21和第一止流压头22，所述第一止流压头22将引流管压紧断流，所述第一自保持电磁铁21通过第一电磁铁驱动电路46与微控制器48通信连接，当检测到有气泡产生时，第一自保持电磁铁21带动第一止流压头22动作，放开引流管，将气泡排出。
所述检测用光纤式气泡检测装置11与针头端口接头31之间的管段上设有第二自保持电磁铁29和第二止流压头，所述第二自保持电磁铁29通过第二电磁铁驱动电路47与微控制器48通信连接，当检测到有气泡产生时(或跑针时)，第二自保持电磁铁29带动第二止流压头动作，将输液管20压紧断流。
所述输液管20上第二自保持电磁铁29与针头端口接头31之间的管段上内置有过滤器30，用于进行药液的过滤。
还包括参比用光纤式气泡检测装置17和参比药液管18，所述参比药液管18内充满药液，所述参比药液管18端部设有参比药液管护帽19，所述参比用光纤式气泡检测装置内的光纤设置与检测用光纤式气泡检测装置完全相同，所述参比用光纤式气泡检测装置17和检测用光纤式气泡检测装置11内的发射光纤共用一个发光二极管13作为光源，所述微控制48通过扫描电路12控制发光二极管13的亮灭和亮度，所述参比用光纤式气泡检测装置17的参比用发射光纤束28与第二光敏二极管26相对设置，所述检测用接收光纤24与第一光敏二极管25之间和参比用接收光纤28与第二光敏二极管26之间均设有透镜27；所述第二光敏二极管26与微控制器48通信连接，所述微控制器48用于根据第一光敏二极管25和第二光敏二极管26的明暗程度对比判断是否有气泡产生。
本实施例所述的光纤式气泡检测装置的工作方法具体为：
发光二极管13发射的光由发射光纤束分16为两路，一路为标准光路，用没有气泡的参比药液管(其药液、管子与被输药液、管子相同)定出标准光强，并通过接光纤束照射到参比光敏二极管上，另一路为待测光路，经输液管通过接收光纤束照射到检测光敏二极管上。当没有气泡时，检测光敏二极管和参比光敏二极管接收到的光强相同，由于光强相同光敏二极管和电阻组成的电桥输出为零，当有气泡时，气泡使检测光敏二极管接收的光强发生变化，光电流发生变化(阻抗发生变化)，而参比光敏二极管光电流没有变化(阻抗不变化)，电桥有输出信号，从而检测出气泡信息。
用光电检测气泡，是利用气泡能引起光强的变化这一特性实现的，其灵敏度对光源等的变化很敏感，用参比的方法克服了这个缺陷，因为检测光敏二极管和参比光敏二极管用的是同一个光源照射，光源波动对两个光敏二极管产生的作用基本可以抵消(两个光敏二极管产生光电流变化一样)，即光敏二极管和电阻组成的电桥不产生输出。两个光敏二极管处在同样的环境中，温度和尘土的影响也相同，对两个光敏二极管产生的作用也基本可以抵消，只对气泡引起的光强变化敏感，并且还利用气泡匀速移动的特点对气泡信号和干扰信号进行识别，所以光纤式气泡传器灵敏度可以很高(稳定性好)，这样普通亮度发光二极管(低亮度LED)就能满足要求，低亮度也有利于对小气泡的检测(亮度高时小气泡引起的光强变化反差小)。
同时本实施例所述的光纤式气泡传感器设置为多点检测，即发射光纤和接收光仟分为多对，在扫描电路的控制下沿着一小段输液管依次检测(扫描频率远大于气泡移动速度)，这样可以防止气泡被漏检，并且在自动排气泡后对排气泡的情况进行复检(排气泡的管路设在多对光纤的中间)，确万无一失。
所述气管38依次通过第三换向阀41、第一二位二通电磁阀39、气路连接管38和节流阀32后与储气瓶36连接，所述节流阀32与第二二位二通电磁阀37连接，所述第一二位二通电磁阀39与第二二位二通电磁阀37分别通过电磁阀驱动电路42与微控制器48通信连接，所述微控制器48根据需要的输液流量控制节流阀32和第一二位二通电磁阀39的开闭以向第四腔室67提供稳定的气压；
所述储气瓶36通过储气瓶压力传感器35和放大器33后与微控制器48通信连接，所述微控制器48依次通过气泵驱动电路45、电机44、气泵43、节流阀32和单向阀34与储气瓶36连接，当储气瓶36内压力小于设定阈值时，通过控制气泵43给储气瓶36充气，所述储气瓶压力传感35的作用是当电磁阀39处在关闭状态时，对储气瓶中的压力进行检测并限定。
所述第二腔室58的端口通过第一密封圈60与第一凸形端口61连接，所述第一凸形端口61设置在加水口帽59上，所述加水口帽59包裹第二腔室58的端口，所述第三腔室64的端口通过第二密封圈63与第二凸形端口62连接，所述第二凸形端口62包裹第三腔室64的端口。
所述微控制器48还与按键模块52、显示模块53和音响驱动电路54连接，用于实现控制命令的手动输入、相关参数的实时显示以及异常情况时的告警。
所述微控制器48还与温度传感器50连接，所述温度传感器50用于对温度进行实时检测，微控制器48根据检测的温度值，确定相应的粘度值。
所述检测用光纤式气泡检测装置11设置在检测用光纤式气泡传感器暗盒壳体70中，所述参比用光纤式气泡检测装置17设置在参比用光纤式气泡传感器暗盒壳体71中，所述检测用光纤式气泡传感器暗盒壳体70和参比用光纤式气泡传感器暗盒壳体71均通过暗盒盖69盖住。
本实施例所述的输液泵的加水操作步骤如下：
首先向第四腔体67加气压把第三腔体64中的空气排出(换向阀15旋通至凹形水入及排气口15-1，气体由此排出)。
向第二腔体58加水，打开加液口护帽2(第一腔体55中空气由此排出)和加水口帽59，把液-液转换器整体腔体中加满水，此时柔性隔离膜在水的压力下，把第一腔体中的空气排出，旋紧加水口帽，并把液-液转换器通过其凸形接口61接到换向阀5上，用注射器通过换向阀15的凹形水入及排气口15-1，注入适量的水至第三腔体中，加完水后把换向阀15旋至与凹形水入及排气口15-1断开，加水操作完成。
本实施例所述的输液泵的加液操作步骤如下：
把第一换向阀5旋通至和液体连接管14连通，用注射器把药液通过加液口2注入第一腔体，同时把换向阀41旋至与凹形接口40连通，加药液操作完成；
加药液完成后，把换向阀41旋至与凹形接口40断开，把加液口护帽2旋上并旋紧，把第一换向阀5旋至与毛细管7连通，打开止液夹1，由预先设定好输液程序进行输液。
实施例2：
本公开实施例2提供一种如本公开实施例1所述的输液量闭环控制的输液泵的工作方法，流量传感器部件是由敏感元件和转换元件构成的，敏感元件是毛细管，转换元件是压力传感器，毛细管起感受液体流动的作用，两个压力传感器作用是把相应的信号转换成电信号，具体为：
当毛细管中有液体流动时，毛细管两端的压力传感器把相应的压力信号转换成电信号传输给微控制器，所述微控制器根据泊肃叶定律，得到毛细管中液体的流量Q为：
Q＝K(p2-p1)/η
其中，(p2-p1)为毛细管两端的压力差，η为液体的粘滞系数，K为毛细管的几何常数，K＝πR4/8L，R为毛细管内半径，L是毛细管长度，π为圆周率，由上式可以看出，知道了压力差(p2-p1)和粘度系数η，就可以得到流量Q，通过查表得到参比液体的粘度η，进而计算得到毛细管中流动的液体的流量。因为水的粘度η通常作为参考标准来测量某未知粘度的，所以本实施例中的参比液体优选为水。
流量控制过程具体为：由流量传感器对流量进行实时检测，也即由第一压力传感器6和第二压力传感器8，对毛细管两端的压力进行实时检测，并反馈到微控制器，微控制器将反馈值与给定值进行比较，当压力差(p2-p1)大于给定值时，控制二位二通电磁阀37放气，使其减小，反之当压力差小于给定值时，控制气泵43工作向储气瓶充气使其增大，调节气泵与电磁阀，使压力差输出稳定在给定值上，也即使流量Q稳定在给定值上。
设流量Q为每小时1毫升(1mL/h)，取毛细管半径R为0.12mm，毛细管长度L为200mm，粘度η为1.009*10-3Pa.S(温度为20℃)。
由泊肃叶定律，得到毛细管两端的压力差为：
P2-P1＝8ηLQ/πR4＝690(Pa)＝0.69(KPa)
灵敏度高一点的压力传感器就可以满足对0.69KPa数量级的检测(但价格不高)。
例如型号为MPX2010DP的压力传感器，其灵敏度为2.5mv/KPa，0.69KPa*2.5mv/KPa＝1.725mv(目前还没有查到流量为1ml/h的流量传感器，如果有价格也会很高)
通常情况下提高传感器的灵敏度，可得到较高的测量精度，但灵敏度愈高，测量范围愈窄，即灵敏度高和测量范围之间存在矛盾，本实施例的流量传感器，可以通过改变毛细管的半径来扩大量程(流量与毛细管的半径成4次方关系)，由此解决了这个问题，并且毛细管制作容易成本低。
实施例3：
如图7和8所示，本公开实施例3提供了一种输液量闭环控制的输液泵，包括输液管20、液-液转换器4、活塞型压水器73、步进电机76、毛细管7和微控制器48，所述液-液转换器4由第一硬质壳体57围成。所述液-液转换器4内设有柔性隔离膜56，用于将液-液转换器4分成第一腔室55和第二腔室58，所述第一腔室55用于存储药液，第二腔室58用于存储普通液体；所述液-液转换器4作用是用柔性隔离膜56把被输药液和水隔离，并把水的流量转换成药液的流量且流量相同(液体不可压缩)，同时又不相混，这样可以通过检测水的流量得到被输药液的流量，药液又不会被污染。柔性隔离膜56的形状及大小和第一腔体完全相同，保证其不被拉伸(即处于无弹性状态下)，这样可以使压力无损失传递，目的是为了保证静脉压通过输流管传递到第一压力传感器6处，通过检测静脉压的变化可以检测输液的异常情况(如跑针等)。液-液转换器外壳所用材料和普通的一次性注射针管材料相同，隔离膜用的材料也是普通的(如手术手套用的材料)，因此，使输液管路的成本和普通的一次使用输液器接近(只多了一个液-液转换器，因此一次性使用成本不高)。
所述活塞型压水器73由压水器本体和活塞73-1构成第五腔室，所述步进电机76通过丝杠74和螺母75与活塞73-1连接，用于根据微控制器12的指令通过步进电机驱动电路77推动活塞运动；
所述第一腔室55的端口与输液管20连接，所述第二腔室58的端口与第五腔室的端口之间通过毛细管7连接，工作时，通过步进电机控制活塞向前运动，推动第五腔室内的液体通过毛细管后不断的向第二腔室内挤压，第二腔室内的液体通过柔性隔离膜挤压第一腔室内的药液输出到输液管中；
所述毛细管的两端分别设有同型号的压力传感器，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体如水通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测。
所述毛细管7的两端分别设有同型号的压力传感器，分别为第一压力传感器6和第二压力传感器8，所述第一压力传感器6和第二压力传感器8分别通过第一放大电路49和第二放大电路51与微控制器48通信连接，当液体(如水)通过毛细管7时，所述微控制器48根据泊肃叶定律利用毛细管7两端液体的压力差进行输液流量检测。
所述第一腔室55的端口通过第一三通阀3与输液管20连接，所述第一三通阀3上设有加液口，所述加液口上设有加液口护帽2，所述输液管20上靠近第一三通阀的位置设有止流夹1；所述第二腔室58的端口通过第一换向阀5与毛细管的一端连接，所述第五腔室的端口通过第四换向阀72与毛细管7的另一端连接，所述第一换向阀5与第四换向阀72的一个端口分别与储水瓶78连接。
所述输液管20上靠近针头端口接头31的位置上设有检测用光纤式气泡检测装置11，所述检测用光纤式气泡检测装置11包括设置在输液管一侧的多根沿输液管方向并排设置的发射光纤束16和设置在输液管另一侧的与发射光纤束相对的检测用接收光纤束24，所述检测用接收光纤束24的出光端口与第一光敏二极管25相对设置，所述第一光敏二极管25与微控制器48通信连接，所述微控制器48根据第一光敏二极管25的亮度变化情况判断是否有气泡产生。
所述输液管20上设有检测用光纤式气泡检测装置11的管段上设有引流管，所述引流管上设有第一自保持电磁铁21和第一止流压头22，所述第一止流压头22将引流管压紧断流，所述第一自保持电磁铁21通过第一电磁铁驱动电路46与微控制器48通信连接，当检测到有气泡产生时，第一自保持电磁铁21带动第一止流压头22动作，放开引流管，将气泡排出。
所述检测用光纤式气泡检测装置11与针头端口接头31之间的管段上设有第二自保持电磁铁29和第二止流压头，所述第二自保持电磁铁29通过第二电磁铁驱动电路47与微控制器48通信连接，当检测到有气泡产生时，第二自保持电磁铁29带动第二止流压头动作，将输液管20压紧断流。
所述输液管20上第二自保持电磁铁29与针头端口接头31之间的管段上内置有过滤器30，用于进行药液的过滤。
还包括参比用光纤式气泡检测装置17和参比药液管18，所述参比药液管18内充满药液，所述参比药液管18端部设有参比药液管护帽19，所述参比用光纤式气泡检测装置内的光纤设置与检测用光纤式气泡检测装置完全相同，所述参比用光纤式气泡检测装置17和检测用光纤式气泡检测装置11内的发射光纤共用一个发光二极管13作为光源，所述微控制48通过扫描电路12控制发光二极管13的亮灭和亮度，所述参比用光纤式气泡检测装置17的参比用发射光纤束28与第二光敏二极管26相对设置，所述检测用接收光纤24与第一光敏二极管25之间和参比用接收光纤28与第二光敏二极管26之间均设有透镜27；所述第二光敏二极管26与微控制器48通信连接，所述微控制器48用于根据第一光敏二极管25和第二光敏二极管26的明暗程度对比判断是否有气泡产生。
本实施例所述的光纤式气泡检测装置的工作方法具体为：
发光二极管13发射的光由发射光纤束分16为两路，一路为标准光路，用没有气泡的参比药液管(其药液、管子与被输药液、管子相同)定出标准光强，并通过接光纤束照射到参比光敏二极管上，另一路为待测光路，经输液管通过接收光纤束照射到检测光敏二极管上。当没有气泡时，检测光敏二极管和参比光敏二极管接收到的光强相同，由于光强相同光敏二极管和电阻组成的电桥输出为零，当有气泡时，气泡使检测光敏二极管接收的光强发生变化，光电流发生变化(阻抗发生变化)，而参比光敏二极管光电流没有变化(阻抗不变化)，电桥有输出信号，从而检测出气泡信息。
用光电检测气泡，是利用气泡能引起光强的变化这一特性实现的，其灵敏度对光源等的变化很敏感，用参比的方法克服了这个缺陷，因为检测光敏二极管和参比光敏二极管用的是同一个光源照射，光源波动对两个光敏二极管产生的作用基本可以抵消(两个光敏二极管产生光电流变化一样)，即光敏二极管和电阻组成的电桥不产生输出。两个光敏二极管处在同样的环境中，温度和尘土的影响也相同，对两个光敏二极管产生的作用也基本可以抵消，只对气泡引起的光强变化敏感，并且还利用气泡匀速移动的特点对气泡信号和干扰信号进行识别，所以光纤式气泡传器灵敏度可以很高(稳定性好)，这样普通亮度发光二极管(低亮度LED)就能满足要求，低亮度也有利于对小气泡的检测(亮度高时小气泡引起的光强变化反差小)。
同时本实施例所述的光纤式气泡传感器设置为多点检测，即发射光纤和接收光仟分为多对，在扫描电路的控制下沿着一小段输液管依次检测(扫描频率远大于气泡移动速度)，这样可以防止气泡被漏检，并且在自动排气泡后对排气泡的情况进行复检(排气泡的管路设在多对光纤的中间)，确万无一失。
所述第二腔室58的端口通过第一密封圈60与第一凸形端口61连接，所述第一凸形端口61设置在加水口帽59上，所述加水口帽59包裹第二腔室58的端口。
所述微控制器48还与按键模块52、显示模块53和音响驱动电路54连接，用于实现控制命令的手动输入、相关参数的实时显示以及异常情况时的告警。
所述微控制器48还与温度传感器50连接，所述温度传感器50用于对温度进行实时检测，微控制器48根据检测的温度值，确定相应的粘度值。
所述检测用光纤式气泡检测装置11设置在检测用光纤式气泡传感器暗盒壳体70中，所述参比用光纤式气泡检测装置17设置在参比用光纤式气泡传感器暗盒壳体71中，所述检测用光纤式气泡传感器暗盒壳体70和参比用光纤式气泡传感器暗盒壳体71均通过暗盒盖69盖住。
具体的加液操作如下：
(1)向第二腔体加水操作：
向第二腔体58加水，打开加液口护帽2(第一腔体55中空气由此排出)和加水口帽59，把液-液转换器整体腔体中加满水，此时柔性隔离膜在水的压力下，把第一腔体中的空气排出，旋紧加水口帽，并把液-液转换器通过其凸形接口61接到换向阀5上，加水操作完成。
(2)向活塞型压水器的第五腔室中加水操作：
把第四换向阀72旋通至和液体连接管14连通，启动步进电机推动活塞左移将压力管内的空气排出，再使活塞向右移动把水吸入压力管中(从储水瓶78中吸入)，最后把把第四换向阀72旋至与液体连接管14断开(且与毛管连通)。
(3)加药液操作：
打开加液口护帽2，用注射器把药液通过加液口2注入第一腔体，同时把换向阀5旋至与液体连接管14连通(第二腔体中的水由此排入储水瓶78中)，加药液操作完成。
加药液完成后，把加液口护帽2旋上并旋紧，把第一换向阀5旋至与毛细管7连通，打开止液夹1，由预先设定好输液程序进行输液。
实施例4：
本公开实施例4供一种如本公开实施例3述的输液量闭环控制的输液泵的工作方法，流量传感器部件是由敏感元件和转换元件构成的，敏感元件是毛细管，转换元件是压力传感器，毛细管起感受液体流动的作用，两个压力传感器作用是把相应的信号转换成电信号，具体为：
当毛细管中有液体流动时，毛细管两端的压力传感器把相应的压力信号转换成电信号传输给微控制器，所述微控制器根据泊肃叶定律，得到毛细管中液体的流量Q为：
Q＝K(p2-p1)/η
其中，(p2-p1)为毛细管两端的压力差，η为液体的粘滞系数，K为毛细管的几何常数，K＝πR4/8L，R为毛细管内半径，L是毛细管长度，π为圆周率，由上式可以看出，知道了压力差(p2-p1)和粘度系数η，就可以得到流量Q，通过查表得到参比液体的粘度η，进而计算得到毛细管中流动的液体的流量。因为水的粘度η通常作为参考标准来测量某未知粘度的，所以本实施例中的参比液体优选为水。
用活塞型压水器可使输液泵的分辨率达到每小时0.1毫升(0.1mL/h)。
设流量Q为0.1mL/h，取毛细管半径R为0.12mm，毛细管长度L为200mm，粘度η为1.009*10-3Pa.S(温度为20℃)。
则P2-P1＝8ηLQ/πR4＝69(Pa)＝0.069(KPa)＝6.9mm水柱(可以通过减小毛管直径使压差增大)；
压阻式压力传感器的分辨率高，可以分辨1mm水柱的微压。
例如型号为MPX2010DP的压力传感器，其灵敏度为2.5mv/KPa，则0.069KPa*2.5mv/KPa＝0.1725mv。
通常情况下提高传感器的灵敏度，可得到较高的测量精度，但灵敏度愈高，测量范围愈窄，即灵敏度高和测量范围之间存在矛盾，本实施例的流量传感器，可以通过改变毛细管的半径来扩大量程(流量与毛细管的半径成4次方关系)，由此解决了这个问题，并且毛细管制作容易成本低。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，包括输液管、液-液转换器、气-液转换器、毛细管和微控制器，所述液-液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液-液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于存储药液，第二腔室用于存储普通液体；所述气-液转换器内设有弹性隔离膜，用于将述气-液转换器分成第三腔室和第四腔室，所述第三腔室用于存储普通液体，第四腔室用于充气加压；
所述第一腔室的端口与输液管连接，所述第二腔室的端口与第三腔室的端口之间通过毛细管连接，所述第四腔室的端口与气管连接，工作时，通过向第四腔室提供稳定的气压，通过弹性隔离膜将第三腔室内的液体不断的向第二腔室内挤压，第二腔室内的液体通过柔性隔离膜挤压第一腔室内的药液输出到输液管中；
所述毛细管的两端分别设有同型号的压力传感器，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体如水通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测；
还包括参比用光纤式气泡检测装置和参比药液管，所述参比药液管内充满药液，所述参比用光纤式气泡检测装置内的光纤设置与检测用光纤式气泡检测装置完全相同，所述参比用光纤式气泡检测装置和检测用光纤式气泡检测装置内的发射光纤共用一个光源，所述参比用光纤式气泡检测装置的发射光纤与参比光敏二极管相对设置，所述参比光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器用于根据检测光敏二极管和参比光敏二极管和电阻组成的电桥，根据电桥的输出有无判断是否有气泡产生。
2.如权利要求1所述的输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，所述第一腔室的端口通过第一三通阀与输液管连接，所述第二腔室的端口通过第一换向阀与毛细管的一端连接，所述第三腔室的端口通过第二三通阀与毛细管的另一端连接，所述第一三通阀和第二三通阀之间还通过第二换向阀连接，所述第二换向阀设有凹形水入和排气口。
3.如权利要求1所述的输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，所述第二腔室的端口通过第一密封圈与第一凸形端口连接，所述第一凸形端口包裹第二腔室的端口，所述第三腔室的端口通过第二密封圈与第二凸形端口连接，所述第二凸形端口包裹第三腔室的端口。
4.如权利要求1所述的输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，所述输液管上靠近针头端口接头的位置上设有检测用光纤式气泡检测装置，所述检测用光纤式气泡检测装置包括设置在输液管一侧的多根沿输液管方向并排设置的发射光纤和设置在输液管另一侧的与发射光纤相对的接收光纤，所述接收光纤的出光端口与第一光敏二极管相对设置，所述第一光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器根据第一光敏二极管的亮度变化情况判断是否有气泡产生。
5.如权利要求4所述的输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，所述输液管上设有检测用光纤式气泡检测装置的管段上设有引流管，所述引流管上设有第一自保持电磁铁和第一止流压头，所述第一止流压头将引流管压紧断流，所述第一自保持电磁铁与微控制器通信连接，当检测到有气泡产生时，第一自保持电磁铁带动第一止流压头动作，放开引流管将气泡排出。
6.如权利要求5所述的输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，所述检测用光纤式气泡检测装置与针头端口接头之间的管段上设有第二自保持电磁铁和第二止流压头，所述第二自保持电磁铁与微控制器通信连接，当检测到有气泡产生时，第二自保持电磁铁带动第二止流压头动作，将输液管压紧断流。
7.如权利要求6所述的输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，所述输液管上第二自保持电磁铁与针头端口接头之间的管段上内置有过滤器，用于进行药液的过滤。
8.如权利要求1所述的输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，所述气管依次通过第三换向阀、第一二位二通电磁阀、气路连接管和节流阀后与储气瓶连接，所述节流阀与第二二位二通电磁阀连接，所述第一二位二通电磁阀与第二二位二通电磁阀分别通过电磁阀驱动电路与微控制器通信连接，所述微控制器根据需要的输液流量控制节流阀和第一二位二通电磁阀的开闭以向第四腔室提供稳定的气压；
所述储气瓶通过储气瓶压力传感器和放大器后与微控制器通信连接，所述微控制器依次通过气泵驱动电路、电机、气泵、节流阀和单向阀与储气瓶连接，当储气瓶内压力小于设定阈值时，通过控制气泵给储气瓶充气。
9.一种输液量闭环控制的输液泵，其特征在于，包括输液管、液-液转换器、活塞型压水器、步进电机、毛细管和微控制器，所述液-液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液-液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于存储药液，第二腔室用于存储普通液体；所述活塞型压水器由压水器本体和活塞构成第五腔室，所述步进电机通过丝杠和螺母与活塞连接，用于根据微控制器的指令推动活塞运动；
所述第一腔室的端口与输液管连接，所述第二腔室的端口与第五腔室的端口之间通过毛细管连接，工作时，通过步进电机控制活塞向前运动，推动第五腔室内的液体通过毛细管后不断的向第二腔室内挤压，第二腔室内的液体通过柔性隔离膜挤压第一腔室内的药液输出到输液管中；
所述毛细管的两端分别设有同型号的压力传感器，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体如水通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测；
还包括参比用光纤式气泡检测装置和参比药液管，所述参比药液管内充满药液，所述参比用光纤式气泡检测装置内的光纤设置与检测用光纤式气泡检测装置完全相同，所述参比用光纤式气泡检测装置和检测用光纤式气泡检测装置内的发射光纤共用一个光源，所述参比用光纤式气泡检测装置的发射光纤与参比光敏二极管相对设置，所述参比光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器用于根据检测光敏二极管和参比光敏二极管和电阻组成的电桥，根据电桥的输出有无判断是否有气泡产生。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的输液量闭环控制的输液泵的工作方法，其特征在于，当毛细管中有液体流动时，毛细管两端的压力传感器把相应的压力信号转换成电信号传输给微控制器，所述微控制器根据泊肃叶定律，得到毛细管中液体的流量Q为：
Q＝K(p2-p1)/η
其中，(p2-p1)为毛细管两端的压力差，η为液体的粘滞系数，K为毛细管的几何常数，K＝πR4/8L，R为毛细管内半径，L是毛细管长度，π为圆周率，通过查表得到参比液体其粘度η，进而计算得到毛细管中流动的液体的流量；
还包括参比用光纤式气泡检测装置和参比药液管，所述参比药液管内充满药液，所述参比用光纤式气泡检测装置内的光纤设置与检测用光纤式气泡检测装置完全相同，所述参比用光纤式气泡检测装置和检测用光纤式气泡检测装置内的发射光纤共用一个光源，所述参比用光纤式气泡检测装置的发射光纤与参比光敏二极管相对设置，所述参比光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器用于根据检测光敏二极管和参比光敏二极管和电阻组成的电桥，根据电桥的输出有无判断是否有气泡产生。
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