CN110989437A - 输液监测器电路、装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了输液监测器电路、装置及监测方法，包括MCU处理器U1、激光器、感光器和电源等；R1的一端连电源正极，另一端作为输入连MCU处理器的p1b2；没按按钮S1时，p1b2口输入为电源电压，即高电位，每按下一次按钮S1，p1b2就与地接触一下，得到一个低电位，利用程序消抖，在设定时间内识别一次按键，p1b2的低电位通过中断传递给MCU处理器U1，MCU处理器U1根据设备运行状态，做出对应的按键反应等。本可以判断是否已经滴完药物，将整个输液监测过程用一个微型小系统实现，包括小系统各种设备以及所有的实现步骤，体积小，成本低，功能丰富。

Description

输液监测器电路、装置及监测方法

技术领域

本发明涉及输液监测器技术领域，更为具体地，涉及一种输液监测器电路、装置及监测方法。

背景技术

当光线由空气进入水中时，会发生折射。如果输液管中有水，光线发生折射。利用该物理规律，用于输液监测，提出一种新的实现方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种输液监测器电路、装置及监测方法，提出了一种新的输液监测解决方案，将整个输液监测过程用一个微型小系统实现，包括小系统各种设备以及所有的实现步骤，体积小，成本低，功能丰富。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种输液监测器电路，包括MCU处理器U1、激光器、感光器和电源；R1的一端连电源正极，另一端作为输入连MCU处理器的p1b2；没按按钮S1时，p1b2口输入为电源电压，即高电位，每按下一次按钮S1，p1b2就与地接触一下，得到一个低电位，利用程序消抖，在设定时间内识别一次按键，p1b2的低电位通过中断传递给MCU处理器U1，MCU处理器U1根据设备运行状态，做出对应的按键反应；感光器包括感光器1和感光器2，所述感光器1和感光器2分别与R8，R9连接对电源进行分压，且将分压端与MCU处理器U1的p2b2和p2b1连接；无光时，光敏电阻传给MCU处理器U1低电平信号；光照时，传给MCU处理器U1高电平信号，MCU处理器U1判断p2b1，p2b2的高低电平信号，进而判断哪个灯是否接受到激光照射；激光器采用上拉供电，并与MCU处理器U1的p2b0连接；在p2b0输出为低时，激光器发光，p2b0输出为高时，激光器不工作；每隔设定时间使激光器发光设定时间，在发光时，监测感光器的状态，判断输液管中的液体情况。

进一步的，包括多种指示灯；红灯接p0a0，绿灯接p0a1，两灯均采用上拉供电，当p0a0输出为高时，红发光二极管不导通，不发光，当p0a0输出为低时，红发光二极管导通发光；绿发光二极管在p0a1为低时发光，为高时不发光，通过控制p0a0输出设定频率的高低切换电平PWM波，用于控制红灯按设定频率闪烁；MCU处理器U1根据当前运行状态，给p0a0，p0a1赋值匹配的高低信号，并用红绿灯的发光状态展示出来。

进一步的，包括报警器；报警器的一端连接电源负极，另一端连接MCU处理器U1的p0a2；当p0a2为高时，报警器导通，当p0a2为低时，报警器断开；由于报警器是振动发声原理，控制p0a2输出200hz--800hz PWM波均能使报警器发出报警声。

进一步的，感光器1，2使用型号为gl5506的光敏电阻，无光照时，阻值大于1M，光照条件下阻值小于1k。

一种基于上述方案任一所述电路的输液监测器装置，包括监测仪本体、挂钩、橡胶套；

监测仪本体采用圆环结构，与输液管管径切合；其中部分圆环开口，开口部分一端接上橡胶套，另一端接上挂钩，用于套住输液管并固定输液管；电源安装电池，给激光器、报警器、MCU1处理器U1、感光器和指示灯供电；MCU1处理器U1与电源，激光器、报警器、感光器、指示灯、按钮导线连通，通过导线的输出输入信号与各个模块进行通信；按钮向MCU1处理器U1发出中断信号，能外部控制设备的工作进程；激光器接收MCU1处理器U1固定时间间隔传来的发光信号，然后沿设定角度向感光器持续发射设定时间激光；感光器包括两个，分别按上下位置设置，设置在上方的感光器和激光器在一条直线上，当输液管没有液体时，激光直线射出的光线被上感光器接收，判断有没有液体；当有液体时，激光光线进入液体会发生折射，下感光器接收到光；当感光器监测不到液体时会反馈到MCU1处理器U1，MCU1处理器U1指挥报警器报警设定时间；指示灯，用于指示运行状态。

一种基于所述装置的输液监测方法，包括如下步骤：

S1，处理器中的定时器会定时一个时间Ts，每隔Ts向激光器发送持续设定时间的低电平；

S2，激光器发射的光线经过输液管射到感光器上，感光器如果接收到光线会给处理器发送高电平，处理器判断是上感光器发射过来的高电平，证明输液管已经没有液体，会向报警器和指示灯发射信号，报警器报警，指示灯指示报警状态；处理器判断是下感光器发射过来的高电平，证明输液管还有液体，此时正常工作；激光发射设定时间后，处理器接收不到高电平信号，会每隔设定时间让激光器发光设定时间，持续设定次数次监测不到，则设备进入报警状态。

本发明的有益效果是：

(1)本发明利用光线通过不同介质发生折射和通过同种介质沿直射传播的物理规律，将其用于输液管有无液体的监测，提出了一种新的输液监测解决方案，即当输液管中无液体时，光线直线传播，并照在上面感光器，通过对感光器感光位置的采集，可以判断是否已经滴完药物，将整个输液监测过程用一个微型小系统实现，包括小系统各种设备以及所有的实现步骤，体积小，成本低，功能丰富。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明的结构框图；

图3为本发明中激光器下拉供电示意图；

图4为本发明中电路的示意图；

图中，感光器31、监测仪本体32、指示灯34、按钮33、MCU处理器U135、36-套输液管、报警器37、电源38、激光器39、挂钩40、橡胶套41。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。本说明书中公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：

若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本发明的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。

在本申请中出现的各种术语仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本发明的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

如图1～4所示，一种输液监测器电路，包括MCU处理器U1、激光器、感光器和电源；R1的一端连电源正极，另一端作为输入连MCU处理器的p1b2；没按按钮S1时，p1b2口输入为电源电压，即高电位，每按下一次按钮S1，p1b2就与地接触一下，得到一个低电位，利用程序消抖，在设定时间内识别一次按键，p1b2的低电位通过中断传递给MCU处理器U1，MCU处理器U1根据设备运行状态，做出对应的按键反应；感光器包括感光器1和感光器2，所述感光器1和感光器2分别与R8，R9连接对电源进行分压，且将分压端与MCU处理器U1的p2b2和p2b1连接；无光时，光敏电阻传给MCU处理器U1低电平信号；光照时，传给MCU处理器U1高电平信号，MCU处理器U1判断p2b1，p2b2的高低电平信号，进而判断哪个灯是否接受到激光照射；激光器采用上拉供电，并与MCU处理器U1的p2b0连接；在p2b0输出为低时，激光器发光，p2b0输出为高时，激光器不工作；每隔设定时间使激光器发光设定时间，在发光时，监测感光器的状态，判断输液管中的液体情况。

进一步的，包括多种指示灯；红灯接p0a0，绿灯接p0a1，两灯均采用上拉供电，当p0a0输出为高时，红发光二极管不导通，不发光，当p0a0输出为低时，红发光二极管导通发光；绿发光二极管在p0a1为低时发光，为高时不发光，通过控制p0a0输出设定频率的高低切换电平PWM波，用于控制红灯按设定频率闪烁；MCU处理器U1根据当前运行状态，给p0a0，p0a1赋值匹配的高低信号，并用红绿灯的发光状态展示出来。

进一步的，包括报警器；报警器的一端连接电源负极，另一端连接MCU处理器U1的p0a2；当p0a2为高时，报警器导通，当p0a2为低时，报警器断开；由于报警器是振动发声原理，控制p0a2输出200hz--800hz PWM波均能使报警器发出报警声。

进一步的，感光器1，2使用型号为gl5506的光敏电阻，无光照时，阻值大于1M，光照条件下阻值小于1k。

一种基于上述方案中任一所述电路的输液监测器装置，包括监测仪本体32、挂钩40、橡胶套41；监测仪本体32采用圆环结构，与输液管管径切合；其中部分圆环开口，开口部分一端接上橡胶套41，另一端接上挂钩，用于套住输液管并固定输液管；电源38安装电池，给激光器39、报警器37、MCU处理器U135、感光器31和指示灯34供电；MCU处理器U135与电源38，激光器39、报警器37、感光器31、指示灯34、按钮33导线连通，通过导线的输出输入信号与各个模块进行通信；按钮33向MCU处理器U135发出中断信号，能外部控制设备的工作进程；激光器39接收MCU处理器U135固定时间间隔传来的发光信号，然后沿设定角度向感光器31持续发射设定时间激光；感光器31包括两个，分别按上下位置设置，设置在上方的感光器和激光器39在一条直线上，当输液管没有液体时，激光直线射出的光线被上感光器接收，判断有没有液体；当有液体时，激光光线进入液体会发生折射，下感光器接收到光；当感光器39监测不到液体时会反馈到MCU处理器U135，MCU处理器U135指挥报警器37报警设定时间；指示灯34，指示运行状态，套输液管36用于套输液管。挂钩40可以挂输液管，橡胶套41方便安装。

一种基于所述装置的输液监测方法，包括如下步骤：

S1，处理器中的定时器会定时一个时间Ts，每隔Ts向激光器发送持续设定时间的低电平；

S2，激光器发射的光线经过输液管射到感光器上，感光器如果接收到光线会给处理器发送高电平，处理器判断是上感光器发射过来的高电平，证明输液管已经没有液体，会向报警器和指示灯发射信号，报警器报警，指示灯指示报警状态；处理器判断是下感光器发射过来的高电平，证明输液管还有液体，此时正常工作；激光发射设定时间后，处理器接收不到高电平信号，会每隔设定时间让激光器发光设定时间，持续设定次数次监测不到，则设备进入报警状态。

实施例一

在本实施例中，对MCU的运算和存储力要求不高，可以7个普通IO口就能实现所有功能，其中按钮1个，指示灯2个，报警器1个，激光器1个，感光器2个，因此用c8051或stm32-f103均可满足要求，为了小型化，微处理器采用贴片封装。使用3v电源，可以是体型较小的纽扣电池，电池正负极用c1，c2分别为10uf，100nf的电容，减小电源纹波干扰，使输出电压更稳定。

R1的一端连电源正极，另一端作为输入连MCU的p1b2。在没按按钮时，p1b2口输入为电源电压(即高电位1)，每按下一次按钮，p1b2就和地接触一下(得到一个低电位0，利用程序消抖，1s中只识别一次按键)。p1b2的低电位可通过中断传递给MCU，MCU根据设备运行状态，做出对应的按键反应。

红绿两指示灯为两个发光二极管，其中红灯接p0a0，绿灯接p0a1。两灯均采用上拉供电(电阻均为10k)，当p0a0输出为高时，红发光二极管不导通，不发光，当p0a0输出为低时，红发光二极管导通，发光。同理绿发光二极管在p0a1为低时发光，为高时不发光。通过控制p0a0输出一定频率的高低切换的电平(即PWM波)可以使红灯按一定频率闪烁。MCU根据当前运行的状态，给p0a0，p0a1赋值匹配的高低信号，并用红绿灯的发光状态展示出来。

报警器可以采用小型蜂鸣器，一端连接电源负极，另一端连接MCU的p0a2。当p0a2为高时，蜂鸣器导通，当p0a2为低时，蜂鸣器断开。由于蜂鸣器是振动发声原理。因此，控制p0a2输出200hz--800hz PWM波均能使蜂鸣器发出报警声。

激光器规格电压3v，功率5mw，光径3mm，波长650nm，激光器采用上拉供电，并与MCU的p2b0连接。在p2b0输出为低时，激光器发光，p2b0输出为高时，激光器不工作。暂时每隔29s(间隔的目的是省电，可根据需求更改间隔时间)，使激光器发光1s。在发光时，程序会监测感光器的状态，判断输液管中的液体情况。

感光器1，2使用型号为gl5506的光敏电阻，无光照时，阻值可大于1M，光照条件下阻值小于1k。感光器1，2分别与R8，R9(均为49k)连接对电源进行分压，且将分压端与MCU的p2b2，p2b1连接。无光时，光敏电阻极大，分得电源电压极多，分压端的电压相对低，传给MCU低电平信号；光照时，光敏电阻极小，分得电压极少，分压端电压相对高，传给MCU高电平信号。MCU判断p2b1，p2b2的高低电平信号，就能判断那个灯是否接受到激光照射。利用以上相关信息和型号的元器件，连接方式以及相关程序可以制造出一种满足本发明的设备。但是上述信息只提供一种实现方式，应用其它可替换的元器件，连接或者程序，但是利用本设计的相关实现方法，连接或者流程设计出的产品，均包涵在本发明里面。

本发明的监测装置，使用方法如下：

S1.设备开启，按下按钮，红灯绿灯交替闪烁设定时间，然后红灯常亮，绿灯熄灭，设备进入待机状态；

S2.设备启动，再按一次按钮，红灯熄灭，绿灯亮起，设备进入工作模式；

S3.报警状态，设备进入工作模式后，若监测输液管有液体，一直保持该模式，且指示灯状态不变；当监测液体滴完后，报警器会持续报警，此时红灯闪烁，绿灯熄灭；

S4.报警暂停，报警状态后，再次按下按键，此时红灯亮，绿灯亮，报警暂停；

S5.重新进入工作状态，报警暂停后再按按钮，红灯熄灭，绿灯亮起，设备正常工作；

S6.设备休眠，在报警暂停状态，红灯亮，绿灯亮时，设定时间按按键，设备自动休眠等。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用和以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实现本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的算法，方法或系统等，均在本发明的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内。

对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法实现所描述的功能，但是这种实现不应超出本发明的范围。

所揭露的系统、模块和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例，仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅是一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以说通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述分立部件说明的单元可以是或者也可以不收物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者可以不收物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例的方案的目的。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种输液监测器电路，其特征在于，包括MCU处理器U1、激光器、感光器和电源；

R1的一端连电源正极，另一端作为输入连MCU处理器的p1b2；没按按钮S1时，p1b2口输入为电源电压，即高电位，每按下一次按钮S1，p1b2就与地接触一下，得到一个低电位，利用程序消抖，在设定时间内识别一次按键，p1b2的低电位通过中断传递给MCU处理器U1，MCU处理器U1根据设备运行状态，做出对应的按键反应；

感光器包括感光器1和感光器2，所述感光器1和感光器2分别与R8，R9连接对电源进行分压，且将分压端与MCU处理器U1的p2b2和p2b1连接；无光时，光敏电阻传给MCU处理器U1低电平信号；光照时，传给MCU处理器U1高电平信号，MCU处理器U1判断p2b1，p2b2的高低电平信号，进而判断哪个灯是否接受到激光照射；

激光器采用上拉供电，并与MCU处理器U1的p2b0连接；在p2b0输出为低时，激光器发光，p2b0输出为高时，激光器不工作；每隔设定时间使激光器发光设定时间，在发光时，监测感光器的状态，判断输液管中的液体情况。

2.根据权利要求1所述的一种输液监测器电路，其特征在于，包括多种指示灯；红灯接p0a0，绿灯接p0a1，两灯均采用上拉供电，当p0a0输出为高时，红发光二极管不导通，不发光，当p0a0输出为低时，红发光二极管导通发光；绿发光二极管在p0a1为低时发光，为高时不发光，通过控制p0a0输出设定频率的高低切换电平PWM波，用于控制红灯按设定频率闪烁；MCU处理器U1根据当前运行状态，给p0a0，p0a1赋值匹配的高低信号，并用红绿灯的发光状态展示出来。

3.根据权利要求1所述的一种输液监测器电路，其特征在于，包括报警器；报警器的一端连接电源负极，另一端连接MCU处理器U1的p0a2；当p0a2为高时，报警器导通，当p0a2为低时，报警器断开；由于报警器是振动发声原理，控制p0a2输出200hz--800hz PWM波均能使报警器发出报警声。

4.根据权利要求1所述的一种输液监测器电路，其特征在于，感光器1，2使用型号为gl5506的光敏电阻，无光照时，阻值大于1M，光照条件下阻值小于1k。

5.一种基于权利要求1～4任一所述电路的输液监测器装置，其特征在于，包括监测仪本体(32)、挂钩(40)、橡胶套(41)；

监测仪本体(32)采用圆环结构，与输液管管径切合；其中部分圆环开口，开口部分一端接上橡胶套(41)，另一端接上挂钩，用于套住输液管并固定输液管；电源(38)安装电池，给激光器(39)、报警器(37)、MCU处理器U1(35)、感光器(31)和指示灯(34)供电；MCU处理器U1(35)与电源(38)，激光器(39)、报警器(37)、感光器(31)、指示灯(34)、按钮(33)导线连通，通过导线的输出输入信号与各个模块进行通信；

按钮(33)向MCU处理器U1(35)发出中断信号，能外部控制设备的工作进程；

激光器(39)接收MCU处理器U1(35)固定时间间隔传来的发光信号，然后沿设定角度向感光器(31)持续发射设定时间激光；

感光器(31)包括两个，分别按上下位置设置，设置在上方的感光器和激光器(39)在一条直线上，当输液管没有液体时，激光直线射出的光线被上感光器接收，判断有没有液体；当有液体时，激光光线进入液体会发生折射，下感光器接收到光；当感光器(39)监测不到液体时会反馈到MCU处理器U1(35)，MCU处理器U1(35)指挥报警器(37)报警设定时间；指示灯(34)用于指示运行状态。

6.一种基于权利要求5所述装置的输液监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，处理器中的定时器会定时一个时间Ts，每隔Ts向激光器发送持续设定时间的低电平；

S2，激光器发射的光线经过输液管射到感光器上，感光器如果接收到光线会给处理器发送高电平，处理器判断是上感光器发射过来的高电平，证明输液管已经没有液体，会向报警器和指示灯发射信号，报警器报警，指示灯指示报警状态；处理器判断是下感光器发射过来的高电平，证明输液管还有液体，此时正常工作；激光发射设定时间后，处理器接收不到高电平信号，会每隔设定时间让激光器发光设定时间，持续设定次数次监测不到，则设备进入报警状态。

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