CN111135382B - 用于监测、调节或控制流体流动的系统、方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监测、调节或控制流体流动的系统、方法和装置。该装置包括流量传感器和阀。流量传感器利用图像来估计经过滴注腔的流动，然后根据估计的流量来控制阀。阀包括刚性壳体，该壳体布置在管周围，在管中流体的流动被控制。在壳体中的压力的增加通过使管变形来控制在管内的管腔的大小，因此控制经过管的流动。

Description

用于监测、调节或控制流体流动的系统、方法和装置
本申请是2015年10月23日提交的国际申请日为2014年3月14日的申请号为201480023329.8(PCT/US2014/029020)的，发明名称为“用于监测、调节或控制流体流动的系统、方法和装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及监测、调节或控制流体流动。更具体地，本公开涉及一种用于监测、调节或控制流体流动的例如供医疗应用使用的系统、方法和装置，例如，医疗应用其中包括，静脉输液治疗、透析、输液治疗、腹腔输液治疗、丸剂输送、肠内营养治疗、肠外营养治疗、血液灌流治疗、流体复苏治疗、或胰岛素输送。
背景技术
在许多医疗环境中，医学治疗的一种通用模式包括将流体输送到患者，例如人、动物或宠物。如下需求可能出现：将流体快速地输送到患者、精确地将流体输送到患者、和/或将流体缓慢地输送到患者。盐水和乳酸林格氏液是常用流体的示例。这些流体可用于维持或提升血压并促进充分灌注。在休克-创伤环境中或在感染性休克中，流体复苏常常是首选治疗以维持或提高血压。
通过利用插入患者的重力供给线路(或管)而可便于将液体输送到患者。一般地，储存器(例如IV袋)悬挂在杆上并且与流体管连通。流体管有时与用于拍摄空气并估计流体流动的滴注腔耦接。在流体管下方，可以是用于调节流体流动的手动驱动阀。例如，通过对在一定量的时间内形成在滴注腔中的液滴计数，照料者能够计算流经滴注腔的流量并且调节阀(如果需要)以获得期望的流量。
某些治疗需要流体输送系统严格遵守照料者设定的流量。一般地，这些应用使用输液泵，但是这些输液泵可能不在所有情况或环境中使用。
发明内容
简略概括地说，本公开涉及一种用于监测、调节或控制流体流动的系统、方法和装置，例如，供医疗应用例如其中包括静脉输液治疗、透析、输液治疗、腹腔输液治疗、丸剂输送、肠内营养治疗、肠外营养治疗、血液灌流治疗、流体复苏治疗、或胰岛素输送使用。更具体地，本公开涉及一种用于监测与患者关联的流体流动的流体流量计、用于调节与患者关联的流体流动的阀、和/或与阀耦接(例如，布置成闭环、开环或反馈配置)的流体流量计以监测、调节和/或控制与患者关联的流体的使用。
在本公开的一些实施例中，流体流量计包括一个或多个光学传感器，该一个或多个光学传感器用以监测在管内的流体流动，例如，使用图像传感器来监测在与管附接的滴注腔内的液滴。流量计可以是独立应用装置、可以结合泵或阀或两者、和/或用以给任何电子装置提供反馈。流量计可以远程控制，例如，通过监测客户端、远程通信装置、智能手机、计算机等。流量计可测量平均流量、瞬时流量、液滴体积、液滴增长速度、或与流体流动相关的其它参数。
流量计可使用流量或与流体流相关的参数来执行：(1)在屏幕上显示流量或参数，(2)提供反馈例如流量或与流体流动相关的参数(无线地或经由导线)到输液泵例如蠕动泵，(3)给监测客户端或远程监测客户端例如智能手机提供反馈，(4)当流量或与流体流动相关的参数在预定范围之外时发布警报，(5)当流量或与流体流动相关的参数高于预定阈值时发布警报，(6)当检测到自由流时发布警报，(7)将警报传达至泵、监测客户端或远程监测客户端，(8)当检测到自由流、发布了警报、和/或流量或与流体流动相关的参数高于阈值或在预定的范围之外时指示阀停止流体流动，和/或(9)将流量或与流体流动相关的参数广播。
在本文所述的一些实施例中，阀调节与患者关联的流体流动。本文中公开的阀可以手动驱动或用致动器驱动(或两者)。阀可以与泵一起使用或不带泵地使用、可以与流量计一起使用或不带流量计地使用、和/或是独立应用的装置。可以远程控制阀，例如，通过监测客户端、远程通信装置、智能手机、计算机等。阀可沿着显著地大于管直径的部分压缩管，例如大于两倍、大于五倍、大于十倍等。
阀可由两个或更多个压缩管的零件组成，或由单一的随着零件移动或变形而压缩管的零件组成。两个或更多个零件和/或单一零件可使用注塑成型、超声波焊接、使用粘接在一起或模压在一起的多个零件等制成。两个或更多个零件的各个可由一个或多个或永久地或暂时地彼此附接的子部件制成。单一零件可由一个或多个或永久地或暂时地耦接在一起的子部件制成，例如使用超声波焊接、粘接、锁定或其它技术。零件可以是塑料、金属、合金、聚合物或其它材料。
在本公开的一些实施例中，流量计与阀耦接以调节流体流动，例如流入患者。与阀耦接的流量计可以和泵(例如蠕动输液泵)一起使用，或可不带泵地使用(例如，流量计能够替换蠕动泵的功能)。流量计和阀的组合可被远程控制，例如被监测客户端、远程通信装置、智能手机、计算机等，或可被远程监测。监测客户端可控制流量计或阀、可以是流量计和阀之间的中继、可监测流量计或阀的操作、可将与流量计或阀相关的信息传达至服务器和/或可不在系统中使用。
流量计可直接地或间接地监测流体流动并对阀或泵(例如输液泵)直接地或间接地作出调节。流量计当其检测自由流条件时可警报、确定是否流量计大于预定阈值或在预定范围之外和/或检测任何异常行为。响应于警报或条件，流量计可引起流量计停止流体流动，指示阀停止流体流动、指示安全阀停止流体流动、通知监测客户端或远程通信装置、广播被检测条件、或执行预定义例行程序或预定义算法。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流动的装置包括弯曲细长的支撑构件和相对的支撑构件。弯曲细长的支撑构件是弹性可变形的并具有第一端和第二端。相对的支撑构件被配置为将管在第一端和第二端之间定位抵靠弯曲细长的支撑构件使得通过朝向彼此移动第一端和第二端的弯曲细长的支撑构件的变形减少了管的内部体积。相对的支撑构件可以是另一个弯曲细长的支撑构件。
装置可包括与弯曲细长的支撑构件耦接的致动器以通过被致动器驱动朝向彼此移动第一端和第二端来使弯曲细长的支撑构件变形。在一些这样的实施例中，致动器可以是螺杆和可与螺杆耦接以驱动螺杆的旋钮。
致动器、弯曲细长的支撑构件和相对的支撑构件可以配置为根据龚帕兹曲线通过致动器的驱动来调节流体流动。在一些实施例中，致动器可进一步配置为沿着龚帕兹曲线的预定部分将第一端和第二端朝向彼此驱动。例如，致动器可仅沿着弯曲细长的支撑构件和相对的支撑构件的可致动范围的部分驱动致动器。
致动器、弯曲细长的支撑构件和相对的支撑构件可以配置为根据S形曲线通过致动器的驱动来调节流体流动。致动器可进一步配置为沿着S形曲线的预定部分将第一端和第二端朝向彼此驱动。
弯曲细长的支撑构件可以是半刚性的并/或可基本上由可伸展材料组成。弯曲细长的支撑构件可以是弓形细长的支撑构件，并且/或可以是C形的支撑构件。
装置可进一步包括伸长的连接构件，该连接构件在操作中与弯曲细长的支撑构件的第一端和第二端耦接。
在本公开的某些实施例中，装置可包括致动器，该致动器与伸长的连接构件和弯曲细长的支撑构件耦接以施加向外的扩张力以由此使弯曲细长的支撑构件的第一端和第二端朝向彼此变形。
在本公开的某些实施例中，弯曲细长的支撑构件布置沿着其实体部分大致平行于另一个弯曲细长的支撑构件。例如，弯曲细长的支撑构件限定一长度，并且另一个弯曲细长的支撑构件限定一长度，另一个弯曲细长的支撑构件的一长度布置为近似平行于弯曲细长的支撑构件的一长度。
在本公开的某些实施例中，装置包括致动器，该致动器在操作中与弯曲细长的支撑构件在第一端和第二端处耦接，并且与另一个弯曲细长的支撑构件在第一端和第二端耦接。致动器的驱动引起弯曲细长的支撑构件的第一端和第二端彼此接近，并且也引起另一个弯曲细长的支撑构件在第一端和第二端彼此接近以由此引起弯曲细长的支撑构件和另一个弯曲细长的支撑构件之间的距离的减少以由此压缩管。
在本公开的某些实施例中，弯曲细长的支撑构件限定一长度，并且相对的支撑构件沿着其一部分从该长度正交地布置。
在本公开的某些实施例中，弯曲细长的支撑构件包括多个脊部，该多个脊部布置在其上以与管接合。
在本公开的某些实施例中，相对的支撑构件包括多个脊部，该多个脊部布置在其上以与管接合。
在本公开的某些实施例中，弯曲细长的支撑构件包括凸缘，该凸缘从其被配置为保持管的一段延伸。相对的支撑构件可包括另一个凸缘，该另一个凸缘从其被配置为保持管的一段延伸使得凸缘和另一个凸缘彼此大致平行，并且当管布置在其之间时，与被管限定的中心轴大致平行。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流动的装置包括第一伸长的支撑构件、第二伸长的支撑构件和致动器。第一伸长的支撑构件限定一段，并且第二伸长的支撑构件也限定其自由的一段，使得第二伸长的支撑构件的一段与第一伸长的支撑构件的一段布置为间隔关系以与第一伸长的支撑构件配合来压缩管。致动器在与第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件中的至少一个机械地接合以使第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件朝向彼此推动以由此压缩布置在其之间的管来调节在管内的流体流动使得致动器的驱动使第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件根据近似的S形曲线致动以调节在管内的流体流动。
第二伸长的支撑构件的长度可布置大致平行于第一伸长的支撑构件的长度。第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件可被配置为彼此配合以沿着至少显著地大于管直径的管的长度来压缩管。致动器可被配置为沿着S形曲线的预定部分驱动第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件来压缩管以调节在管内的流体流动。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流动的装置，该装置包括：第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件。第一伸长的支撑构件限定一长度并且第二伸长的支撑构件限定一长度。第二伸长的支撑构件的一长度与第一伸长的支撑构件的一长度布置为间隔关系以与第一伸长的支撑构件配合来压缩管。致动器在与第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件中的至少一个机械地接合以使第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件朝向彼此推动以由此压缩布置在其之间的管来调节在管内的流体流动使得致动器的驱动使第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件根据近似的Gompertz曲线致动以调节在管内的流体流动。
第二伸长的支撑构件的长度可布置为大致平行于第一伸长的支撑构件的长度。第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件可配置为彼此配合以沿着至少显著地大于管直径的长度来压缩管。
致动器可配置为根据Gompertz曲线的预定部分驱动第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件以压缩管来调节在管内的流体流动。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流动的装置，该装置包括第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件。第一伸长的支撑构件限定一长度，并且第二伸长的支撑构件限定一长度使得第二伸长的支撑构件的长度与第一伸长的支撑构件的长度布置为间隔开的关系以与第一伸长的支撑构件配合来压缩管。致动器在与第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件中的至少一个机械地接合以驱动第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件压向彼此以由此压缩布置在其之间的管来调节在管内的流体流动使得致动器的驱动使第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件根据近似的广义的logistic函数致动来调节在管内的流体流动。
第二伸长的支撑构件的一长度可以布置为大致平行于第一伸长的支撑构件的一长度。第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件可配置为彼此配合以沿着至少显著地大于管直径的管的长度来压缩管。致动器可进一步配置为根据广义的logistic函数的预定部分驱动第一伸长的支撑构件和第二伸长的支撑构件以压缩管来调节在管内的流体流动。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流动的装置包括第一支撑构件和第二支撑构件、以及致动器。第一支撑构件形成弧、多个弧、弯曲、多个弯曲、弓形、多个弓形、S形、C形、凸形、多个凸形、凹形、多个凹形中的至少一个。第二支撑构件与第一支撑构件布置为间隔关系以与第一支撑构件配合使得沿着至少显著地大于管直径的管的一段压缩管。致动器与第一支撑构件和第二支撑构件中的至少一个耦接以驱动第一支撑构件和第二支撑构件压向彼此以由此压缩布置在其间的管来调节在管内的流体流动使得致动器的驱动使第一支撑构件和第二支撑构件根据近似非线性函数致动以调节在管内的流体流动。
近似非线性函数可以是近似广义logistic函数、近似S型曲线、和/或近似Gompertz曲线。致动器可以被配置成致动以因此根据近似非线性函数的预定部分来调节管内的流体流。
在本公开的某些实施例中，第一支撑构件形成弧，具有基本上由弧构成的形状，形成多个弧，具有基本上由多个弧构成的形状，形成曲线，具有基本上由曲线构成的形状，形成多个曲线，具有基本上由多个曲线构成的形状，形成弓形，具有基本上由弓形构成的形状，形成多个弓形，具有基本上由多个弓形构成的形状，形成S形，具有基本上由S形构成的形状，形成C形，具有基本上由C形构成的形状，形成凸形，具有基本上由凸形构成的形状，形成多个凸形，具有基本上由多个凸形构成的形状，形成凹形，具有基本上由凹形构成的形状，形成多个凹形，和/或具有基本上由多个凹形构成的形状。
第二支撑构件的长度可以被布置成大约平行于第一支撑构件的长度。第一支撑构件和第二支撑构件可以被配置成彼此相配合以沿着管的至少大体大于管的直径的长度压缩管。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括弯曲细长支撑构件和相对的支撑构件。弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端。相对的支撑构件被配置成与弯曲细长支撑构件限定导管，使得导管被限定在弯曲细长支撑构件和相对的构件之间。由第一端和第二端朝向彼此的移动而引起的弯曲细长支撑构件的变形减小导管的内体积。在一些实施例中，导管可以被配置成接纳管。在其它的实施例中，导管被流体地密封，并且装置进一步包括与导管流体连通的第一端口和第二端口，使得每个端口适于耦接到管。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的系统包括柔性管和反置波登管阀。柔性流体管具有流体路径并且被配置成用于使流体通过它。反置波登管阀耦接到柔性流体管以调节流经柔性流体管的流体路径的流体。致动器可以耦接到反置波登管阀以致动反置波登管阀以调节流经柔性流体管的流体路径的流体。反置波登管阀以与波登管相反的方式工作，流体路径的变形引起流体流改变而非流体流引起流体路径的变形。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的系统包括流体管、阀和致动器。流体管限定被配置成用于让流体通过它的流体路径。阀操作耦接到流体管并且包括第一和第二柔性构件。第二柔性构件操作耦接到第一柔性构件。流体管被布置在第一和第二柔性构件之间，并且第一和第二柔性构件被配置成挠曲以因此调节通过流体管的流体的流动。致动器耦接到第一柔性构件的至少第一端和第一柔性构件的第二端。致动器可以是导螺杆并且可能存在耦接到导螺杆以使导螺杆旋转的电动机。
在本公开的某些实施例中，系统可以包括旋钮，该旋钮耦接到导螺杆，使得该旋钮被配置成使导螺杆旋转。旋钮可以由电机驱动的致动器接合。
在本公开的某些实施例中，致动器耦接到第一柔性构件的第一端和第一柔性构件的第二端，并且致动器被配置成使第一端和第二端朝向彼此挠曲和使第一端和第二端离开彼此挠曲中的至少一者。致动器可以使第一端和第二端离开彼此挠曲，和/或致动器使第一和第二柔性构件挠曲使得第一端和第二端彼此接近。第一和第二柔性构件可以是大致矩形。当致动器停止力的施加时，第一构件和/或第二构件可以被张紧使流体流至少大体停止。
系统可以包括耦接到滴注腔(滴注腔耦接到流体管)的流量计，使得流量计估计通过滴注腔的流体流并且因此还估计通过流体管的流体流。流量计可以是基于图像传感器的流量计。
流量计可以操作耦接到电机以致动阀，并且系统可以包括控制部件以控制电机以致动阀以实现如由流量计估计的期望的流量。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括第一和第二C形构件。第一C形构件限定内表面和外表面，并且第二C形构件限定内表面和外表面。第一C形构件的外表面和第二C形构件的内表面中的至少一个被配置成接纳管。第二C形构件的内表面被布置成与第一C形构件的外表面呈间隔开关系。在一些特定实施例中，第二C形构件的内表面的大量区域可以紧靠第一C形构件的外表面。
在本公开的某些实施例中，第二C形构件是柔性的，并且第一C形构件是半刚性的，是刚性的，和/或是弹性体。
柔性构件可以由从由塑料、聚合物、单体、聚丙烯、热塑性聚合物、陶瓷、聚氯乙烯、和聚乙烯组成的组选择的材料形成。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括第一和第二柔性片。第二柔性片操作耦接到第一柔性片。第一和第二柔性片被配置成接纳在它们之间的流体管，并且第一和第二柔性片还被配置成挠曲以因此调节通过流体管的流体的流动。
该装置可以包括致动器，该致动器耦接到第一柔性片的第一端和第一柔性片的第二端。致动器可以被配置成使第一端和第二端朝向彼此挠曲和使第一端和第二端离开彼此挠曲中的至少一者。
该装置可以包括导螺杆和旋钮，该导螺杆耦接到第一柔性片的第一端和第一柔性片的第二端，该旋钮耦接到导螺杆，使得旋钮的旋转使导螺杆旋转。旋钮可以被配置成用于与电机驱动的致动器接合，因而电机驱动的致动器致动旋钮。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括第一和第二曲线形构件。第一曲线形构件限定内表面和外表面，并且第二曲线形构件也限定内表面和外表面。第二曲线形构件的内表面被布置成与第一曲线形构件的外表面呈间隔开关系。
第一曲线形构件和第二曲线形构件中的至少一个可以被配置成将流体管定位在它们之间。第一曲线形构件可以是半刚性和刚性中的至少一者。第二曲线形构件可以是柔性的。第二曲线形构件可以包括弹性体。第一曲线形构件和第二曲线形构件可以是柔性的。
该装置可以包括连接构件，该连接构件操作耦接第一曲线形构件的第一端和第二曲线形构件的第一端中的至少一个，使得该连接构件还操作耦接到第一曲线形构件的第二端和第二曲线形构件的第二端中的至少一个。连接构件可以是柔性的，可以是刚性的，和/或可以是半刚性的。
该装置可以包括致动器，该致动器定位在连接构件和第二曲线形构件之间以当被致动时在连接构件和第二曲线形构件之间施加力。致动器可以是导螺杆。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括第一曲线形构件和第二曲线形构件。第一曲线形构件限定内表面和外表面。第一曲线形构件在该第一曲线形构件的两端处具有第一接纳构件和第二接纳构件。第二曲线形构件限定内表面和外表面。第二曲线形构件在该第二曲线形构件的两端处具有第一紧固件和第二紧固件。第一紧固件和第二紧固件中的至少一个可以是钩。第一曲线形构件的第一接纳构件被配置成接合第二曲线形构件的第一紧固件，并且第一曲线形构件的第二接纳构件被配置成接合第二曲线形构件的第二紧固件。
接纳构件中的至少一个可以被配置成用于耦接到钩的圆柱形构件，诸如筒状螺母。
接纳构件中的至少一个可以操作耦接到致动器。接纳构件中的一个或多个可以操作耦接到电动机。
在本公开的某些实施例中，该装置进一步包括耦接到第一接纳构件的电动机，使得：(1)电动机使耦接到在其外表面上具有螺纹的轴的转子旋转；(2)第二接纳构件限定被配置成接纳轴的螺纹孔；以及(3)当电动机使转子旋转以因此使轴旋转时，螺纹孔和轴配合在一起以实现增加或减小第一接纳构件和第二接纳构件之间的距离中的至少一者。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括第一弯曲细长支撑构件和第二弯曲细长支撑构件。该第一弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端。该第二弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端。该第二弯曲细长支撑构件被配置成将管抵靠第一弯曲细长支撑构件定位，使得由第一弯曲细长支撑构件的第一端和第二端朝向彼此的移动而引起的第一弯曲细长支撑构件和第二弯曲细长支撑构件的变形使管的内体积减小。
第一连接器耦接到第一弯曲细长支撑构件的第一端并且还耦接到第二弯曲细长支撑构件的第一端。第二连接器耦接到第一弯曲细长支撑构件的第二端并且还耦接到第二弯曲细长支撑构件的第二端。第二连接器限定孔。连接构件具有耦接到第一连接器的一端和被配置成用于插入到第二连接器的孔中的另一端。连接构件至少沿着其部分限定螺纹杆。旋钮具有棘齿，该棘齿被配置成当从连接构件的另一端朝连接器构件的一端移动时棘合到连接器构件。旋钮进一步被配置成接合连接构件的螺纹杆。旋钮可以包括被配置成接合连接构件的螺纹杆的多个指形件。旋钮限定外周并且包括在旋钮的外周的中心处限定的孔。孔被配置成接纳螺纹杆。多个指形件每一个为弧以在该多个指形件中的每一个的相应的端部处接合螺纹杆。
第一弯曲细长支撑构件限定与第一弯曲细长支撑构件的第一端相邻的第一孔。该孔被配置成保持流体管。
第一弯曲细长支撑构件可以限定与第一弯曲细长支撑构件的第一端相邻的第一凹槽，使得凹槽被配置成接纳流体管。该凹槽可以包括被配置成接纳流体管的颈部和被配置成保持流体管的圆形区域。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括基座、多个指形件和环。基座限定被配置成接纳流体管的孔。多个指形件各自具有耦接到基座的一端。环被配置成从基座开始并且沿着多个指形件滑动。环从基座离开并且朝指形件的移动抵靠管压缩指形件。环被配置成抵靠多个指形件摩擦地锁定。每个指形件包括耦接到基座的细长端和相对于基座耦接到相对端的弯曲端。
在本公开的某些实施例中，用于调节流体流的装置包括圆锥形构件、补充构件和致动器。圆锥形构件具有用于缠绕其围绕的管的表面。补充构件被配置成接合圆锥形构件以便压缩管。致动器被配置成抵靠补充构件压缩圆锥形构件以因此压缩管。
在本公开的某些实施例中，静脉给药装置包括：柔性管，该柔性管用于引导其内的流体流；在柔性管的第一端处的第一端口；在柔性管的第二端处的第二端口；弯曲细长支撑构件，该弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端；和相对的支撑构件，该相对的支撑构件被配置成将柔性管抵靠弯曲细长支撑构件定位在第一端和第二端之间，使得由第一端和第二端朝向彼此的移动而引起的弯曲细长支撑构件的变形使管的内体积减小。
静脉给药装置可以进一步包括：耦接到柔性管的滴注腔；另一个端口，该另一个端口被配置成接纳将流体注射到柔性管内的流体流中的注射器，和/或耦接到柔性管的滑动封堵器，该封堵器被配置成接合柔性管以封堵其内的流体流。
弯曲细长支撑构件的第一端可以限定用以接纳柔性管的第一孔，并且弯曲细长支撑构件的第二端可以限定用以接纳柔性管的第二孔。
在本公开的某些实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、第一图像传感器和第二图像传感器和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。第一图像传感器具有第一视场并且操作耦接到支撑构件。第一图像传感器定位成在第一视场内观察滴注腔。第二图像传感器具有第二视场并且操作耦接到支撑构件。第二图像传感器定位成在第二视场内观察滴注腔。
至少一个处理器操作耦接到第一图像传感器和第二图像传感器。至少一个处理器从第一图像传感器接收第一图像数据并且从第二图像传感器接收第二图像数据，并且至少一个处理器使用第一图像数据和第二图像数据来估计滴注腔内的液体的至少一个参数。
该至少一个参数可以为液体的形成类型、液体的体积和液体的形状中的一个。至少一个处理器可以使用第一组图像数据和第二组的图像数据中的至少一个来确定自由流条件的存在。
流量计可以进一步包括背景图案，该背景图案定位在第一图像传感器的视场内，使得滴注腔在第一图像传感器和背景图案之间。
通过分析如由第一图像传感器观察的由在第一视场内的液体引起的背景图案的变形，流量计的至少一个处理器可以使用第一组图像数据来估计至少一个参数。背景图案可以是线阵列，当从使用第一组图像数据的第一视场内的第一图像传感器观察时，该线阵列相对于滴注腔的开口具有至少一个角度。
当在如在第一视场内从第一图像传感器观察的自由流条件下时，当液体引起线阵列因液体引起的变形而改变角度时，至少一个处理器可以确定自由流条件存在。
至少一个处理器可以将第一图像数据和第二图像数据中的至少一个与背景图像相比较以估计至少一个参数。
通过计算如下中的至少一个，至少一个处理器可以将第一图像数据和第二图像数据中的至少一个与背景图像相比较：第一图像数据和第二图像数据中的至少一个与背景图像之间的差、第一图像数据和第二图像数据中的至少一个与背景图像的绝对差、和/或第一图像数据和第二图像数据中的至少一个与背景图像的平方绝对差。
流量计可以包括与至少一个处理器可操作通信的非暂态处理器可读存储器，使得存储器存储被配置成用于由至少一个处理器执行的可操作处理器可执行指令集。可操作处理器可执行指令集当由至少一个处理器执行时控制该至少一个处理器的操作。
在本公开的某些实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、背景图案和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件。图像传感器定位成在视场内观察滴注腔。背景图案被定位在图像传感器的视场内。背景图案定位成使得滴注腔在背景图案和图像传感器之间。至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据。至少一个处理器被配置成使用如由图像数据指示的由液体引起的背景图案的变形来估计滴注腔内的液体的至少一个参数。变形在图像传感器的视场内可由图像传感器看见。至少一个参数是液体的形成类型、液体的体积和液体的形状中的至少一个。背景图案可以是线阵列，当从使用图像数据的图像传感器观察时，该线阵列相对于滴注腔开口具有至少一个角度。
至少一个处理器可以使用如由图像数据指示的由液体引起的背景图案的变形来确定自由流条件的存在。当在如图像传感器的视场内观察的自由流条件下时，当液体引起线阵列因液体引起的变形而改变角度时，至少一个处理器可以确定自由流条件存在。
流量计可以进一步包括与至少一个处理器可操作通信的非暂态处理器可读存储器。非暂态处理器可读存储器可以存储可操作处理器可执行指令集，该可操作处理器可执行指令集被配置成用于由至少一个处理器执行，使得可操作处理器可执行指令集当由至少一个处理器执行时控制至少一个处理器的操作。
在本公开的某些实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、图像传感器和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件，使得图像传感器定位成在视场内观察滴注腔。至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据，使得至少一个处理器将图像数据的图像与参考图像相比较以估计滴注腔内的液体的至少一个参数。参考图像可以是动态参考图像。至少一个处理器可以通过用参考图像的每个像素乘以第一常数并且加上图像的对应的像素乘以第二常数来更新参考图像。
流量计可以包括与至少一个处理器可操作通信的非暂态处理器可读存储器。非暂态处理器可读存储器可以包括可操作处理器可执行指令集，该可操作处理器可执行指令集被配置成用于由至少一个处理器执行，使得可操作处理器可执行指令集当由至少一个处理器执行时控制至少一个处理器的操作。
在本公开的某些实施例中，一种用于曝光由被配置用于由至少一个处理器执行的可操作处理器可执行指令集实施的图像传感器的方法，该方法包括：选择关注区域；确定像素是否在关注区域内；如果像素在关注区域内，则激活背光源的灯；和曝光像素。激活动作可以激活灯的子组，该子组包括背光源的灯。背光源的灯可以形成均匀的背光源。图像传感器可以包括关注区域和像素。
可操作处理器可执行指令集可以存储在与至少一个处理器可操作通信的非暂态处理器可读存储器上，使得至少一个处理器能够执行该方法。
至少一个处理器可以被耦接到图像传感器，使得至少一个处理器使用图像传感器来执行该方法。关注区域可以是图像传感器的使滴注腔成像的区域。关注区域可以对应于滴注腔。
该方法可以进一步包括：从图像传感器接收垂直同步信号；和从图像传感器接收水平同步信号。至少一个处理器可以从图像传感器接收垂直同步信号和水平同步信号。至少一个处理器可以根据垂直同步信号和水平同步信号中的至少一个来激活背光源的灯。灯可以是发光二极管。
在本公开的某些实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、图像传感器、背光源和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件，使得图像传感器定位成在视场内观察滴注腔。背光源具有至少一个灯。背光源耦接到支撑构件，使得背光源适于照亮图像传感器以曝光图像传感器。图像传感器的视场至少部分地使滴注腔的至少一部分成像。至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据。
该至少一个处理器被配置成：选择图像传感器的关注区域；确定图像传感器的像素是否在关注区域内；如果图像传感器的像素在关注区域内，则激活背光源的灯；和曝光图像传感器的像素。
流量计可以进一步包括由至少一个处理器可读的非暂态处理器可读存储器。该非暂态处理器可读存储器包括存储于其上的可操作处理器可执行指令集，该可操作处理器可执行指令集被配置成当被执行时引起至少一个处理器：选择图像传感器的关注区域；确定图像传感器的像素是否在关注区域内；如果图像传感器的像素在关注区域内，则激活背光源的灯；和曝光图像传感器的像素。该至少一个处理器可以进一步被配置成：从图像传感器接收垂直同步信号；和从图像传感器接收水平同步信号。至少一个处理器可以根据垂直同步信号和水平同步信号中的至少一个来激活背光源的灯。
至少一个处理器可以选择关注区域并且根据图像数据确定图像传感器的像素是否在关注区域内。关注区域是图像传感器的使滴注腔成像的区域。关注区域可以对应于滴注腔。
至少一个处理器可以激活灯的子组，该子组包括背光源的灯。背光源的灯可以形成均匀的背光源。
在本公开的某些实施例中，一种方法包括：使用具有包括滴注腔的视场的图像传感器来拍摄包括滴注腔的图像的图像；从背景图像减去图像以因此生成差异图像；如果相应像素的绝对值超过预定阈值，则将差异图像的每个像素转换成真值，或如果相应像素的绝对值小于预定阈值，则将差异图像的每个像素转换成假值；对每行转换的差异图像求和以生成多个和值，其中，多个和值中的每个和值对应于相应行的转换的差异图像；和检查多个和值。该方法可以由存储在与至少一个处理器可操作通信的非暂态处理器可读存储器中的可操作处理器可执行指令集实施，使得至少一个处理器执行方法。
检查多个和值的动作可以包括确定在滴注腔内是否存在自由流条件。
确定自由流条件是否存在的动作可以包括确定多个和值是否包括在另一个预定阈值以上的多个连续和值。
检查多个和值的动作可以包括确定在滴注腔内是否已经形成液滴。
确定在滴注腔内是否已经形成液滴的动作可以包括确定多个和值是否包括在大于最小值且小于最大值的预定范围内的多个连续和值。
方法可以可选地包括在检查动作之前平滑化多个和值。平滑化动作可以是根据仿样函数、三次仿样函数、B仿样函数、Bezier仿样函数、多项式内插、移动平均、数据平滑函数、和三次仿样类型函数中的至少一个。
至少一个处理器可以可选地被耦接到图像传感器，并且至少一个处理器可使用该图像传感器来执行该方法。
该方法可以可选地包括在减去动作之后且在转换动作之前将差异图像的每个像素转换成每个像素的绝对值的动作。
该方法可以可选地包括在减去动作之后且在转换动作之前将差异图像的每个像素转换成每个像素的平方值的动作。
在本公开的某些实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、灯和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件，使得图像传感器定位成在视场内观察滴注腔。灯耦接到支撑构件且适于照亮图像传感器以曝光图像传感器，使得图像传感器的视场至少部分地使滴注腔的至少一部分成像。
至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据，并且该至少一个处理器被配置成：使用具有包括滴注腔的视场的图像传感器来拍摄包括滴注腔的图像的图像；从背景图像减去图像以因此生成差异图像；如果相应像素的绝对值超过预定阈值，则将差异图像的每个像素转换成真值，或如果相应像素的绝对值小于预定阈值，则将差异图像的每个像素转换成假值；对每行转换的差异图像求和以生成多个和值，其中，多个和值中的每个和值对应于相应行的转换的差异图像；和检查多个和值。
流量计可以包括：由至少一个处理器可读的非暂态处理器可读存储器，使得该非暂态处理器可读存储器包括存储在其上的可操作处理器可执行指令集，该可操作处理器可执行指令集被配置成当被执行时引起至少一个处理器：使用具有包括滴注腔的视场的图像传感器来拍摄包括滴注腔的图像的图像；从背景图像减去图像以因此生成差异图像；如果相应像素的绝对值大于预定阈值，则将差异图像的每个像素转换成真值，或如果相应像素的绝对值小于预定阈值，则将差异图像的每个像素转换成假值；对转换的差异图像的每行求和以生成多个和值，其中，多个和值中的每个和值对应于相应行的转换的差异图像；和检查多个和值。
至少一个处理器可被进一步配置成：当处理器检查多个和值时，确定在滴注腔内是否存在自由流条件。
至少一个处理器可被进一步配置成：当该至少一个处理器确定自由流条件是否存在时，确定多个和值是否包括在另一个预定阈值以上的多个连续和值。
至少一个处理器可被进一步配置成：当至少一个处理器检查多个和值时，确定在滴注腔内是否已经形成液滴。
至少一个处理器可被进一步配置成：如果多个和值包括在大于最小值且小于最大值的预定范围内的多个连续和值并且这些连续和值的位置对应于液滴能够形成的预定范围的位置，则确定液滴已经形成。
至少一个处理器可被进一步配置成：在该至少一个处理器检查多个和值之前，平滑化该多个和值。
至少一个处理器可以根据仿样函数、三次仿样函数、B仿样函数、Bezier仿样函数、多项式内插、移动平均、数据平滑函数、和/或三次仿样类型函数中的至少一个进行平滑化。
流量计可以进一步包括非暂态处理器可读存储器，该非暂态处理器可读存储器具有存储于其上的可操作处理器可执行指令集。非暂态处理器可读存储器与至少一个处理器可操作通信，使得可操作处理器可执行指令集控制该至少一个处理器的操作。
至少一个处理器可被进一步配置成：在减去动作之后且在转换之前，将差异图像的每个像素转换成每个像素的绝对值。
至少一个处理器可被进一步被配置成：在减去动作之后且在转换之前，将差异图像的每个像素转换成每个像素的平方值。
在本公开的某些实施例中，一种方法包括：使用图像传感器拍摄滴注腔的图像；识别图像内的多个关注像素；确定多个关注像素内的像素子组，其中，当存在到对应于滴注腔的基线的路径时，确定多个像素中的每个像素在像素子组内；在像素子组上执行旋转操作；和通过将在旋转的像素子组内的像素数计数来估计在滴注腔内的液滴的体积。
基线可以是在图像传感器内的预定像素组。多个关注像素可以通过将图像与背景图像比较来识别。
该方法可以可选地包括如下项中的一项或多项：初始化背景图像；使用由图像传感器拍摄的图像来更新背景图像；使用由图像传感器拍摄的图像来更新方差阵列；和/或根据由图像传感器拍摄的图像来更新整数阵列。
背景图像可以根据下列方程更新：
Pbackground,i,j＝Pbackground,i,j(1-αbackground)+αbackgroundPinput,i,j。
方差阵列可以根据下列方程更新：
Figure GDA0003584552440000221
整数阵列中每个整数可以对应于背景图像的像素的更新的数目。在一些特定实施例中，如果整数阵列中的相应整数指示背景图像内的相应像素已经被更新至少预定次数，则将图像与背景图像相比较仅将图像内的像素与背景图像内的像素相比较。
该方法可以可选地包括如下项中的一项或多项：识别图像中的液滴和靠近液滴边缘的预定带；和通过将背景图像的每个像素，除非其在识别的液滴内或靠近液滴边缘的预定带内，设置到该图像来初始化背景图像。
该方法进一步包括：如果图像的对应像素在识别的液滴内或靠近液滴边缘的预定带内，则将背景图像的像素设置成预定值。图像的对应的像素具有对应于背景图像的像素的位置。
方法可以进一步包括确定对应于滴注腔的开口的基线。
确定对应于液滴的多个关注像素内的像素子组的动作可以包括：如果多个像素中的相应像素具有返回到形成在滴注腔的开口处的液滴的基线的连续路径，则确定多个关注像素中的每一个在像素子组内。
该方法可以可选地包括如下项中的一项或多项：使用图像传感器拍摄第一图像；识别第一图像内的液滴和靠近液滴边缘的预定带；通过将每个像素设置成第一图像，除非其在识别的液滴内或靠近液滴边缘的预定带内，由此来初始化背景图像；将在液滴的区域内或在预定带内的像素设置为预定值；初始化整数阵列；和初始化方差阵列。
该方法还可以包括使用图像来更新背景图像、整数阵列和/或方差阵列中的一个或多个。
在本公开的某些实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、图像传感器和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件。图像传感器定位成在视场内观察滴注腔。
至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据，并且该至少一个处理器被配置成：使用图像传感器来拍摄滴注腔的图像；识别图像内的多个关注像素；确定多个关注像素内的像素子组，其中，当存在到对应于滴注腔的基线的路径时，确定多个像素中的每个像素在像素子组内；在像素子组上执行旋转操作；和通过将在旋转的像素子组内的像素数计数来估计在滴注腔内的液滴的体积。
流量计还可以包括非暂态处理器可读存储器，该非暂态处理器可读存储器具有存储于其上的可操作处理器可执行指令集。非暂态处理器可读存储器与至少一个处理器可操作通信，使得可操作处理器可执行指令集控制该至少一个处理器的操作。
流量计还可以包括：由至少一个处理器可读的非暂态处理器可读存储器，使得该非暂态处理器可读存储器包括存储在其上的可操作处理器可执行指令集，该可操作处理器可执行指令集被配置成当被执行时引起该至少一个处理器：使用图像传感器来拍摄滴注腔的图像；识别图像内的多个关注像素；确定多个关注像素内的像素子组，其中，当存在到对应于滴注腔的基线的路径时，确定多个像素中的每个像素在像素子组内；在像素子组上执行旋转操作；和通过将在旋转的像素子组内的像素数计数来估计在滴注腔内的液滴的体积。
基线可以是在图像传感器内的预定像素组。多个关注像素可以通过将图像与背景图像比较来识别。至少一个处理器可以被进一步配置成初始化背景图像和/或被配置成使用由图像传感器拍摄的图像来更新背景图像。
背景图像可以根据下列方程更新：
Pbackground,i,j＝Pbackground,i,j(1-αbackground)+αbackgroundPinput,i,j。
至少一个处理器可被进一步配置成使用由图像传感器拍摄的图像来更新方差阵列。
方差阵列可以根据下列方程更新：
Figure GDA0003584552440000251
至少一个处理器可被进一步配置成根据由图像传感器拍摄的图像来更新整数阵列。整数阵列中每个整数对应于背景图像的像素的更新的数目。
可选地，在一些实施例中，如果整数阵列中的相应整数指示背景图像内的相应像素已经被更新至少预定次数，则将图像与背景图像相比较仅将图像内的像素与背景图像内的像素相比较。
所述至少一个处理器可以被进一步配置成：识别图像中的液滴和靠近液滴边缘的预定带；和通过将背景图像的每个像素，除非其在识别的液滴内或靠近液滴边缘的预定带内，设置成图像来初始化背景图像。
至少一个处理器可以被进一步被配置成：如果图像的对应像素在识别的液滴内或靠近液滴边缘的预定带内，则将背景图像的像素设置成预定值。
在本公开的某些实施例中，图像的对应像素具有对应于背景图像的像素的位置的位置。
至少一个处理器可以被进一步配置成确定对应于滴注腔的开口的基线。
至少一个处理器可以被进一步配置成：如果多个像素的相应像素具有返回到形成在滴注腔的开口处的液滴的基线的连续路径，则确定多个关注像素中的每一个是否在像素子组内，以确定像素子组是否在对应于液滴的多个关注像素内。
所述至少一个处理器可以被进一步配置成：使用图像传感器拍摄第一图像；识别第一图像内的液滴和靠近液滴边缘的预定带；通过将每个像素设置成第一图像，除非其在识别的液滴内或靠近液滴边缘的预定带内，由此来初始化背景图像；将在液滴的区域内或在预定带内的像素设置为预定值；初始化整数阵列；和初始化方差阵列。
至少一个处理器可以被进一步配置成使用图像来更新背景图像、整数阵列、和/或方差阵列。
在本公开的某些实施例中，流量计包括图像传感器装置和流量估计器装置。图像传感器装置用于拍摄滴注腔的多个图像。流量估计器装置用于使用多个图像来估计通过滴注腔的流体的流动。
流量估计器装置可以包括用于使用多个图像来估计通过滴注腔的流体的流动的处理器装置。
流量计可以进一步包括存储器装置，该存储器装置与处理器装置可操作通信以提供可操作处理器可执行指令集以引起处理器装置使用多个图像来估计通过滴注腔的流体的流动。
在本公开的某些实施例中，流量计包括：存储器装置，该存储器装置具有被配置成被执行的可操作处理器可执行指令集；和处理器装置，该处理器装置用于执行可操作处理器可执行指令集以便实施使用多个图像来估计通过滴注腔的流体的流动的流量估计器装置。
在本公开的某些实施例中，一种方法，包括：用于拍摄滴注腔的多个图像的步骤；和用于使用多个图像来估计通过滴注腔的流体的流动的步骤。该方法可以由存储在非暂态存储器上且由至少一个处理器执行的可操作处理器可执行指令集实施。
在本公开的某些实施例中，一种装置，包括：耦接器，该耦接器适于耦接到滴注腔；支撑构件，该支撑构件被操作耦接到耦接器；图像传感器，该图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件，其中，该图像传感器定位成在视场内观察滴注腔；阀，该阀被配置成耦接到与滴注腔流体连通的流体管，其中，阀被配置成调节通过流体管的流以因此调节通过滴注腔的流体流；和至少一个处理器，该至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据，其中，该至少一个处理器被配置成：使用图像传感器来拍摄滴注腔的多个图像；使用多个图像来估计滴注腔内的液滴的体积增长率；接收对应于通过流体管的流体流量的设定点；根据液滴的估计体积增长率来调节控制系统以实现设定点；和将控制信号从控制系统输出到阀的致动器以根据调节的控制系统来控制阀的致动。
装置可以包括非暂态处理器可读存储器，该非暂态处理器可读存储器具有存储于其上的可操作处理器可执行指令集。非暂态处理器可读存储器可以与至少一个处理器可操作通信，使得可操作处理器可执行指令集控制该至少一个处理器的操作。
装置可以包括由至少一个处理器可读的非暂态处理器可读存储器。该非暂态处理器可读存储器可以包括存储于其上的可操作处理器可执行指令集，该可操作处理器可执行指令集被配置成当被执行时引起至少一个处理器：使用所述图像传感器来拍摄滴注腔的多个图像；使用多个图像来估计滴注腔内的液滴的体积增长率；接收对应于通过流体管的流体流量的设定点；根据液滴的估计体积增长率来调节控制系统以实现设定点；和将控制信号从控制系统输出到阀的致动器以根据调节的控制系统来控制阀的致动。
控制系统可以是比例积分微分控制系统、比例积分控制系统、比例微分控制系统、比例控制系统、积分控制系统、神经网络控制系统、模糊逻辑控制系统、和/或开关控制系统中的至少一个。
控制系统可将液滴的估计体积增长率与通过流体管的流体流相关联。
该阀可以包括：弯曲细长支撑构件，该弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端；和相对的支撑构件，该相对的支撑构件被配置成将流体管抵靠弯曲细长支撑构件定位在第一端和第二端之间，其中，由第一端和第二端朝向彼此的移动而引起的弯曲细长支撑构件的变形减小流体管的内体积。致动器可以被配置成使第一端和第二端朝向彼此移动。
该阀可以包括：限定长度的第一细长支撑构件；和限定长度的第二细长支撑构件，其中，第二细长支撑构件的长度与第一细长支撑构件的长度以间隔开关系布置以与第一细长支撑构件相配合以压缩流体管。致动器可以与第一细长支撑构件和第二细长支撑构件中的至少一个机械接合，以将第一细长支撑构件和第二细长支撑构件朝向彼此致动，以因此压缩布置在第一细长支撑构件和第二细长支撑构件之间的流体管以调节流体管内的流体的流动，致动器的致动致动第一细长支撑构件和第二细长支撑构件以根据近似S型曲线来调节管内的流体流。
该阀可以包括：限定长度的第一细长支撑构件；和限定长度的第二细长支撑构件，其中，第二细长支撑构件的长度与第一细长支撑构件的长度以间隔开关系布置以与第一细长支撑构件相配合以压缩流体管。致动器与第一细长支撑构件和第二细长支撑构件中的至少一个机械接合，以将第一细长支撑构件和第二细长支撑构件朝向彼此致动，以因此压缩布置在第一细长支撑构件和第二细长支撑构件之间的流体管以调节流体管内的流体的流动，致动器的致动致动第一细长支撑构件和第二细长支撑构件以根据近似Gompertz曲线来调节流体管内的流体流。
该阀可以包括：限定长度的第一细长支撑构件；和限定长度的第二细长支撑构件，其中，第二细长支撑构件的长度与第一细长支撑构件的长度以间隔开关系布置以与第一细长支撑构件相配合以压缩流体管。致动器与第一细长支撑构件和第二细长支撑构件中的至少一个机械接合，以将第一细长支撑构件和第二细长支撑构件朝向彼此致动，以因此压缩布置在第一细长支撑构件和第二细长支撑构件之间的流体管以调节流体管内的流体的流动；致动器的致动致动第一细长支撑构件和第二细长支撑构件以根据近似广义logistic函数来调节管内的流体流。
该阀可以包括：第一支撑构件，该第一支撑构件形成弧、多个弧、曲线、多个曲线、弓形、多个弓形、S形、C形、凸形、多个凸形、凹形和多个凹形中的至少一个；和第二支撑构件，该第二支撑构件被布置成与第一支撑构件成间隔开关系以与第一支撑构件相配合以沿着流体管的至少大体大于流体管的直径的长度压缩流体管。致动器与第一支撑构件和第二支撑构件中的至少一个机械接合，以将第一支撑构件和第二支撑构件朝向彼此致动，以因此压缩布置在第一支撑构件和第二支撑构件之间的流体管以调节流体管内的流体的流动；致动器的致动致动第一细长支撑构件和第二细长支撑构件以根据近似非线性函数来调节流体管内的流体流。
该阀可以包括：弯曲细长支撑构件，该弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端；和相对的支撑构件，该相对的支撑构件配置成与弯曲细长支撑构件限定导管。导管被限定在弯曲细长支撑构件和相对的构件之间。流体管被布置在导管内，并且由第一端和第二端朝向彼此的移动而引起的弯曲细长支撑构件的变形减小导管内的流体管的内体积。
阀可以是反置波登管阀，该反置波登管阀耦接到流体管以调节流经流体管的流体路径的流体。
该阀可以包括：第一柔性构件；第二柔性构件，该第二柔性构件操作耦接到第一柔性构件。流体管可以布置在第一柔性构件和第二柔性构件之间。第一柔性构件和第二柔性构件被配置成挠曲以因此调节通过流体管的流体的流动，并且致动器至少耦接到第一柔性构件的第一端和第一柔性构件的第二端。
该阀可以包括：第一C形构件，该第一C形构件限定内表面和外表面；和第二C形构件，该第二C形构件限定内表面和外表面。第一C形构件的外表面和第二C形构件的内表面中的至少一个被配置成接纳流体管。第二C形构件的内表面被布置成与第一C形构件的外表面呈间隔开关系。致动器耦接到第一C形构件和第二C形构件以使第一C形构件和第二C形构件弯曲以压缩流体管。
该阀可以包括：第一柔性片；和第二柔性片，该第二柔性片操作耦接到第一柔性片。第一柔性片和第二柔性片被配置成接纳在它们之间的流体管。第一柔性片和第二柔性片被配置成挠曲以因此调节通过流体管的流体的流动。致动器耦接到第一柔性片和第二柔性片以调节通过流体管的流体的流动。
该阀可以包括：第一曲线形构件，该第一曲线形构件限定内表面和外表面；和第二曲线形构件，该第二曲线形构件限定内表面和外表面。第二曲线形构件的内表面被布置成与第一曲线形构件的外表面呈间隔开关系，且流体管布置在第一曲线形构件和第二曲线形构件之间，并且致动器耦接到第一曲线形构件和第二曲线形构件以使第一曲线形构件和第二曲线形构件弯曲以因此调节流体管内流体的流动。
该阀可以包括：限定内表面和外表面的第一曲线形构件，该第一曲线形构件在该第一曲线形构件的相对两端处具有第一接纳构件和第二接纳构件；和限定内表面和外表面的第二曲线形构件，该第二曲线形构件在第二曲线形构件的相对两端处具有第一紧固件和第二紧固件。第一曲线形构件的第一接纳构件被配置成接合第二曲线形构件的第一紧固件。第一曲线形构件的第二接纳构件被配置成接合第二曲线形构件的第二紧固件。致动器耦接到第一曲线形构件和第二曲线形构件以使第一曲线形构件和第二曲线形构件弯曲以调节布置在它们之间的流体管内的流体的流动。
该阀可以包括：第一弯曲细长支撑构件，该第一弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端；和第二弯曲细长支撑构件，该第二弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端，其中，第二弯曲细长支撑构件被配置成将流体管抵靠第一弯曲细长支撑构件定位，其中，由第一弯曲细长支撑构件的第一端和第二端朝向彼此的移动而引起的第一弯曲细长支撑构件和第二弯曲细长支撑构件的变形减小流体管的内体积；第一连接器，该第一连接器耦接到第一弯曲细长支撑构件的第一端并且耦接到第二弯曲细长支撑构件的第一端；第二连接器，该第二连接器耦接到第一弯曲细长支撑构件的第二端并且耦接到第二弯曲细长支撑构件的第二端，其中，第二连接器限定孔；连接构件，该连接构件具有耦接到第一连接器的一端和被配置成用于插入到第二连接器的孔中的另一端，其中，该连接构件限定至少沿着其部分的螺纹杆；和具有棘齿的旋钮，该旋钮被配置成当从连接构件的另一端朝连接构件的一端移动时棘合到连接构件上，其中，该旋钮进一步被配置成接合连接构件的螺纹杆。致动器可以被耦接到旋钮以使旋钮旋转。
该阀可以包括：基座，该基座限定被配置成接纳流体管的孔；多个指形件，该多个指形件各自具有耦接到基座的一端；和环，该环被配置成从基座开始且沿着多个指形件滑动。环从基座移动抵靠流体管压缩指形件。环被配置成抵靠多个指形件摩擦地锁定。致动器耦接到环以使环滑动。
该阀可以包括：圆锥形构件，该圆锥形构件具有用于缠绕其围绕的流体管的表面；和补充构件，该补充构件被配置成接合圆锥形构件以便压缩管。致动器被配置成将圆锥形构件抵靠补充构件压缩以因此压缩流体管。
控制系统可以在硬件、软件、硬件和软件的组合中、和/或由至少一个运算放大器加以实施。
该装置可以包括非暂态处理器可读存储器，其中：控制系统由被配置成用于由至少一个处理器执行的可操作处理器可执行指令集实施，该可操作处理器可执行指令集存储在非暂态处理器可读存储器上，并且非暂态处理器可读存储器与至少一个处理器可操作通信以将可操作处理器可执行指令集操作传达至至少一个处理器以便由该至少一个处理器执行。
可以将设定点与液滴的体积增长率相比较以调节控制系统。可以将设定点与液滴的体积增长率相比较以确定误差信号。误差信号可以是设定点和液滴的体积增长率之间的差。误差信号可以被传递通过信号处理装置以生成输出信号。信号处理装置可以利用至少一个非零增益参数来实现比例积分微分控制器。
在本公开的另一个实施例中，用于调节流体流的装置包括弯曲细长支撑构件和相对的支撑构件。弯曲细长支撑构件可弹性地变形并且具有第一端和第二端。第一端被配置成可枢转地耦接到第一狗骨形连杆和第二狗骨形连杆，并且第二端被配置成可枢转地耦接到第三狗骨形连杆和第四狗骨形连杆。相对的支撑构件被配置成将管抵靠弯曲细长支撑构件定位在第一端和第二端之间，使得由第一端和第二端朝向彼此的移动而引起的弯曲细长支撑构件的变形沿着管的长度减小管的内截面。相对的支撑构件的第一端被配置成可枢转地耦接到第一狗骨形连杆和第二狗骨形连杆，并且相对的支撑构件的第二端被配置成可枢转地耦接到第三狗骨形连杆和第四狗骨形连杆。
弯曲细长支撑构件的第一端可以包括被配置成接合齿条的接合指形件。弯曲细长构件的第二端可以被配置成可枢转地耦接到齿条。该装置可以包括耦接到弯曲细长支撑构件的第一端以使齿条移动的旋钮。
在本公开的又一实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、图像传感器、激光器和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件，并且第一图像传感器被配置成在视场内观察滴注腔。激光器被配置成将光学灯光照射到二元光学组件上。
至少一个处理器操作耦接到图像传感器，使得：(1)至少一个处理器从图像传感器接收数据，该图像传感器将背景图案的至少一部分显示在其中；和(2)至少一个处理器使用图像数据来估计滴注腔内的液体的至少一个参数。
在本公开的又一实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、第一电极和第二电极、和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。第一电极被配置成耦接到与滴注腔流体连通的流体线。第二电极被配置成耦接到与滴注腔流体连通的流体线。
至少一个处理器操作耦接到第一电极和第二电极以测量它们之间的电容，并且至少一个处理器被配置成监测该电容。至少一个处理器可以被配置成使用监测的电容来确定在滴注腔内是否存在流式条件(streaming condition)。
在本公开的又一实施例中，安全阀包括壳体、第一封堵臂和第二封堵臂、第一轴和第二轴和弹簧。该壳体被配置成保持管。第一封堵臂和第二封堵臂可枢转地耦接在一起。第一轴可枢转地耦接到第一封堵臂的远端。第二轴可枢转地耦接到第二封堵臂的远端。弹簧被布置成在管的相对侧上与第一封堵臂和第二封堵臂相邻，被配置成用弹簧加载第一封堵臂和第二封堵臂。安全阀被配置成：当第一封堵臂和第二封堵臂沿着它们的共同枢轴枢转离开弹簧预定量时，释放弹簧并且封堵管。可以使用螺线管来接合第一封堵臂和第二封堵臂以释放弹簧。
在本公开的又一实施例中，装置包括耦接器、支撑构件、和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件。图像传感器被配置成在视场内观察滴注腔。至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据，并且该至少一个处理器被配置成：(1)拍摄滴注腔的图像；(2)将在拍摄的图像内的模板定位到第一位置；(3)对模板内的像素求平均值以确定第一平均值；(4)将模板移动至第二位置；(5)对模板内的像素求平均值以确定第二平均值；(6)如果第二平均值和第一平均值之间的差大于预定阈值，则确定模板定位在液滴边缘处；(7)以及，将第二位置与液滴的体积相关联。
在本公开的又一实施例中，公开了一种由执行可操作处理器可执行指令集的至少一个处理器实施的方法，该可操作处理器可执行指令集被配置成用于由至少一个处理器执行以便估计流量。该方法包括：(1)拍摄滴注腔的图像；(2)将在拍摄的图像内的模板定位到第一位置；(3)对模板内的像素求平均值以确定第一平均值；(4)将模板移动至第二位置；(5)对模板内的像素求平均值以确定第二平均值；(6)如果第二平均值和第一平均值之间的差大于预定阈值，则确定模板定位在液滴边缘处；以及(7)，将第二位置与液滴的体积相关联。
在本公开的又一实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、可模块化背光源组件、图像传感器、和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。可模块化背光源组件被配置成提供第一背光源和第二背光源。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件。图像传感器被配置成在视场内观察滴注腔和可模块化背光源组件。至少一个处理器操作耦接到图像传感器和可模块化背光源组件，使得至少一个处理器从图像传感器接收数据，该图像传感器将可模块化背光源组件的至少一部分显示在其中，并且至少一个处理器被配置成当估计液滴大小时将背光源组件调制到第一背光源并且将背光源组件调制到第二背光源。第一背光源可以是没有图案的扩散器背光源，并且第二背光源可以是具有条纹图案的扩散器背光源。
在本公开的又一实施例中，管恢复器包括第一齿轮和第二齿轮。第二齿轮紧靠第一齿轮布置。第一齿轮和第二齿轮沿着第一齿轮和第二齿轮的径向部分限定空间以允许管在它们之间挠曲。第一和第二齿轮进一步被配置成当旋转时使管恢复，使得空间不定位在第一齿轮和第二齿轮之间。
在本公开的又一实施例中，阀包括第一金属条和第二金属条以及第一引导构件和第二引导构件。第一引导构件耦接到第一金属条和第二金属条的远端。第二引导构件耦接到第一金属条和第二金属条的近端。第一金属条和第二金属条被配置成：当第一金属条和第二金属条的远端朝第一金属条和第二金属条的近端致动时，压缩管。阀可以进一步包括绳(例如，金属绳或任意其它材料制成的绳)，该绳以螺纹方式通过第一金属条和第二金属条以螺旋地环绕管。
在本公开的又一实施例中，阀包括第一蛤壳和第二蛤壳，该第一蛤壳和第二蛤壳被配置成在第一蛤壳和第二蛤壳之间提供腔体。第一蛤壳和第二蛤壳被配置成接纳它们之间和在腔体内的管。阀还包括布置在腔体内的囊状物和被配置成对该囊状物充气或抽气以调节管内的流体的流动的泵。
在本公开的又一实施例中，装置包括耦接器、支撑构件、图像传感器和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。图像传感器具有视场并且操作耦接到支撑构件。图像传感器被配置成在视场内观察滴注腔。
至少一个处理器操作耦接到图像传感器以从其接收图像数据并且被配置成：(1)拍摄第一图像；(2)通过将第一图像的每个像素与阈值相比较来从第一图像创建第一阈值化图像；(3)确定在第一阈值化图像内的连接到在第一阈值化图像内的预定像素组的像素组；(4)将第一阈值化图像的不在像素组内的所有剩余的像素滤波，该滤波在时间域内逐个像素进行以生成第一滤波图像；(5)使用第一滤波图像从第一阈值化图像除去被确定为不是液滴的部分的像素以生成第二图像；(6)确定在第二图像内的连接到在第二图像内的预定像素组的第二像素组以生成第三图像，该第三图像识别在第二图像内的第二像素组；(7)通过计数包含对应于在第三图像内的第二像素组的像素的行数来确定液滴的第一长度，该第一长度对应于第一估计液滴大小；(8)使用第一图像来更新背景图像；(9)通过将第一图像与背景图像相比较来创建第二阈值化图像；(10)对第二阈值化图像的行求和以创建多个行的和，每个行的和对应于第二阈值化图像的行；(11)在具有对应于第一长度的多个和中的第一个和的第二阈值化图像的行位置处开始；(12)递增行位置直至行位置对应于为零的对应行的和为止；(13)确定第二长度等于目前的行位置，该第二长度对应于第二估计液滴大小；和(14)对第一长度和第二长度求平均值以确定平均长度，该平均长度对应于第三估计液滴大小。
在本公开的又一实施例中，一种由执行可操作处理器可执行指令集的至少一个处理器实施的方法，该可操作处理器可执行指令集被配置成用于由至少一个处理器执行以便估计流量，该方法包括：(1)拍摄第一图像；(2)通过将第一图像的每个像素与阈值相比较来从第一图像创建第一阈值化图像；(3)确定在第一阈值化图像内的连接到在第一阈值化图像内的预定像素组的像素组；(4)将不在像素组内的第一阈值化图像的所有剩余的像素滤波，该滤波在时间域内逐个像素进行以生成第一滤波图像；(5)使用第一滤波图像从第一阈值化图像除去被确定为不是液滴的部分的像素以生成第二图像；(6)确定在第二图像内的连接到在第二图像内的预定像素组的第二像素组以生成第三图像，该第三图像识别在第二图像内的第二像素组；(7)通过将包含对应于在第三图像内的第二像素组的像素的行数计数来确定液滴的第一长度，该第一长度对应于第一估计液滴大小；(8)使用第一图像来更新背景图像；(9)通过将第一图像与背景图像相比较来创建第二阈值化图像；(10)对第二阈值化图像的行求和以创建多个行的和，每个行的和对应于第二阈值化图像的行；(11)在具有对应于第一长度的多个和中的第一个和的第二阈值化图像的行位置处开始；(12)递增行位置直至行位置对应于为零的对应行的和为止；(13)确定第二长度等于目前的行位置，该第二长度对应于第二估计液滴大小；和(14)对第一长度和第二长度求平均以确定平均长度，该平均长度对应于第三估计液滴大小。
在本公开的又一实施例中，流量计包括耦接器、支撑构件、第一环形天线和第二环形天线、和至少一个处理器。耦接器适于耦接到滴注腔。支撑构件操作耦接到耦接器。第一环形天线被布置成与滴注腔流体连通的流体线相邻。第二环形天线被布置成与流体线相邻。至少一个处理器操作耦接到第一环形天线和第二环形天线以测量它们之间的磁耦合。至少一个处理器被配置成监测第一环形天线和第二环形天线之间的磁耦合以确定在滴注腔内是否存在流式条件。
在本公开的又一实施例中，由可操作处理器可执行指令集实施的方法包括：(1)确定图像内的多个关注点；(2)随机选择所述多个关注点中的N个关注点；和/或(3)识别以对应于N个关注点的N个参数为特征的单个独特几何特征。
在本公开的又一实施例中，系统包括非暂态存储器和一个或多个处理器。非暂态存储器具有存储于其上的多项指令。一个或多个处理器与非暂态存储器可操作通信以执行多项指令。多项指令被配置成引起处理器：(1)确定图像内的多个关注点；(2)随机选择多个关注点中的N个关注点；和/或(3)识别以对应于N个关注点的N个参数为特征的单个独特几何特征。
在本公开的某些实施例中，流体流受控于使用柱塞、刚性壳体和基本不可压缩填充部使管变形的阀。管在限定在填充部中的通道内定位。刚性壳体创建包围填充部的包封，壳体具有便于柱塞进入壳体并接合填充部的孔。致动器与柱塞连接，控制柱塞的运动。来自柱塞接合填充部的力被转移到管，并引起管取决于使柱塞致动多远进入壳体的不同量的变形。
填充部可具有多个不同硬度层。软层可能是具有肖氏OO硬度从约20至约25的材料。硬层可能是具有肖氏OO硬度约15的材料。
致动器可以是设计为致动柱塞进入壳体、从壳体退出或兼有进入和退出的线性致动器。
在本公开的另一个实施例中，壳体可包括第一蛤壳部和第二蛤壳部，该第一蛤壳部和第二蛤壳部可枢转地彼此连接。连接该部分以允许类似蛤壳的开放和闭合。锁定器连接到壳体以将蛤壳部锁定在固定的闭合位置。第一蛤壳部限定以接收柱塞来确定大小的孔。连接到第一蛤壳部和致动器的引导件被配置成引导致动的柱塞通过第一蛤壳部的孔。
在本公开的另一个实施例中，第一蛤壳部和第二蛤壳部当它们在闭合的位置时，每个限定腔体的一部分。定位在蛤壳部内的填充部具有至少两个不同硬度层，并且总共四层。第一层和第二层在第一部的腔体内，而第三层和第四层在第二部的腔体内。第一层和第四层布置在其相应的蛤壳部的内表面上。第二层和第三层限定通道以引导管用阀调节流量并分别地布置在第一层和第四层上。第二层材料比第一层材料硬，并且第三层材料比第四层材料硬。
在本公开的又一个实施例中，引导件连接到第一蛤壳部和致动器以引导柱塞通过在第一蛤壳部中的孔。至少一个弹簧连接到引导件和柱塞，弹簧施加将柱塞朝向壳体拉的力。
在本公开的又一个实施例中，致动器被配置成受控于监测客户端。
本公开的另一个实施例包括用以控制流体经过滴注腔的流动的系统。系统包括滴注腔耦接器、支撑构件、图像传感器、阀和至少一个处理器。滴注腔耦接器保持滴注腔，将其垂直地定位，并且定位在能够被图像传感器观察的位置。支撑构件连接到滴注腔耦接器并且图像传感器操作附接到支撑构件。图像传感器定位为具有在其视场内的滴注腔。阀被流体地耦接到滴注腔并具有控制流体经过滴注腔的能力。阀包括壳体、填充部、柱塞和致动器。壳体包围与滴注腔流体连通的管，固定在壳体内的是填充部。壳体可包括第一蛤壳部和第二蛤壳部。第一蛤壳部限定孔并且连接到被配置为引导柱塞通过孔的引导件。填充部具有至少两个不同硬度层以有助于管的均匀的和一致的变形。柱塞被配置为通过在壳体中的孔接合填充部并且在操作中使管在填充部内变形。致动器操作连接到柱塞并被配置为致动柱塞。至少一个处理器与图像传感器和致动器通信。至少一个处理器被配置为从图像传感器接收图像数据，使用图像数据来至少估计关于腔内的流体的参数，然后致动柱塞以达到目标参数。参数可以是液体的形成、液体的体积、和液体的形状。目标参数可以是目标流量或目标液滴增长率。使用图像数据，处理器可确定流式条件的存在。
使滴注腔定位在图像传感器和背景图案之间，背景图案可以定位在图像传感器的视场内。
壳体可包括第一蛤壳部和第二蛤壳部，而第一部可枢转地连接到第二部。该部分以允许限定腔体的开放位置和闭合位置的方式连接。第一蛤壳部限定腔体的第一部并且第二蛤壳部限定腔体的第二部。
填充部的至少两个不同硬度层可包括：第一层、第二层、第三层和第四层。第一层和第二层定位在腔体的第一部内，并且第三层和第四层定位在腔体的第二部内。第一层和第二层布置在其相应的蛤壳部的内表面上，第二层布置在第一层的顶部，并且第三层布置在第四层的顶部。第二层和第三层比第一层和第四层硬。通道限定在第二层和第三层中以引导管通过填充部。
在本公开的某些实施例中，方法包括：使用图像传感器拍摄滴注腔的图像，使用处理器从图像估计通过滴注腔的流量，从用户接收期望流量，使用处理器将估计的流量和期望的流量比较，确定阀致动的大小和方向以达到期望的流量，和根据被确定的大小和方向致动阀以达到期望的流量。致动阀可包括调节在与滴注腔流体连通的具有管腔的柔性管周围的压力以使管变形并改变管腔的形状。通过如下方式能够做出压力的调整：在管的限定部分的周围布置刚性的壳体、在壳体内封入基本不可压缩的填充部、和将填充部与柱塞接合因此增加壳体中的压力导致管的变形。
本方法还可包括将估计的流速传达至流体监测客户端。
本方法还可包括监测意外事件并当意外事件发生时停止流动。
本方法还可包括在从执行该方法的装置安装或移除管的操作期间，使与滴注腔流体连通的柔性管变形以减少其管腔大小。一旦安装或移除管的过程完成，就从管移除压缩力，允许由管产生的管腔恢复到大体其初始大小。
在本公开的某些实施例中，用于控制流体经过滴注腔的系统，该系统包括：滴注腔机架、成像装置、柔性管和阀。滴注腔机架接收和固定滴注腔。成像装置被配置为拍摄滴注腔的图像并且从被拍摄的图像创建图像数据。柔性管连接到滴注腔并且被管限定的管腔与滴注腔流体连通。阀轴向地布置在柔性管部分的周围并且控制流体经过管并最终经过滴注腔。阀包括第一外壳构件和第二外壳构件，该第一外壳构件和第二外壳构件彼此可枢转地连接并当在闭合位置时互补地对齐以形成包围。注入孔和排出孔当外壳被闭合时限定在阀外壳中而柱塞孔限定在第一外壳构件中。公锁定器构件连接到与枢轴连接相对的第一壳体构件，而母锁定器构件耦接到与枢轴连接相对的第二壳体构件。基本不可压缩的填充部被封入外壳内。根据特定的管确定大小，填充部限定连接阀外壳的注入孔和排出孔的导管。存在多个硬度变化的填充部。紧邻管的填充部分可比周围的填充部分硬。柱塞纵向地对准柱塞孔并附接到致动器。致动器被配置成致动柱塞进入柱塞孔和从柱塞孔退出以接合填充部。由柱塞位移的变化改变在外壳内的管的部分上的力，导致管腔改变大小。柱塞头的面积能够比布置在壳体内的管腔的纵向截面小。
系统还可包括安全截止阀，该安全截止阀包括封堵臂、至少一个弹簧和触发机构。封堵臂被配置成将管压缩进入止回器，这减少由管限定的管腔的面积。至少一个弹簧保持在封堵臂上的恒定压力，将其推向止回器。封堵臂被触发机构限制从止回器返回，该触发机构当被触发时能够释放封堵臂。触发机构可使用从相邻地定位的磁体或从线圈内的一个磁体产生的磁力来限制封堵臂。第一磁体和第二磁体可配置成允许异性磁极对准以引出吸引的磁力。能够使用螺线管来将力施加于触发机构上，引起其释放封堵臂。可使用电流敏感材料来将力施加于螺线管。如果使用第一磁体和第二磁体，它们被重新配置为对准同性的磁极并将排斥的磁力施加于触发机构上。安全传感器能够用于感测意外事件并将意外事件的数据传输到能够接合螺线管并释放封堵臂的处理器。
系统还可包括至少一个处理器，该处理器能够从成像装置接收成像数据、根据图像数据估计流量、将估计的流量和期望流量比较、和调节致动器以产生期望的流量。
系统还可包括包封外壳，该包封外壳包括本体和门，该门可枢转地连接到本体。当在闭合的位置时，门和本体产生容纳阀的包封。臂部能够在其第一侧可枢转地连接到门并且在其第二侧连接到母锁定器构件。臂部被配置成当门被开放时解锁和打开阀壳体的两个部件，并且当门闭合时锁住和关闭阀壳体的两个部件。
系统还可包括臂部，该臂部带有可枢转地附接到门的第一端和在操作中配置成当门被开放时将安全截止阀复位为自由流位置的第二端。
系统还可包括阀，该阀具有至少一个截止弹簧、螺纹驱动轴、和螺纹接合构件。至少一个截止弹簧沿着阀壳体的方向将力施加在柱塞上。螺纹驱动轴具有附接在致动器输出轴上的第一端和连接到柱塞的相对的第二端。在柱塞和驱动轴之间的连接允许柱塞相对于驱动轴自由地旋转。螺纹接合构件操作连接到阀外壳，并且被配置成在驱动轴上接合螺纹。这允许致动器通过旋转螺纹驱动轴来控制柱塞的位置。接合构件具有能力从驱动轴上的螺纹脱开仅留下截止弹簧以把柱塞推向阀壳体，因此使管变形。可将弹簧用于把接合构件推向驱动轴。系统还可包括臂部，该臂部带有可枢转地附接到包封外壳的门的第一端和被配置为当门被开放时将螺纹接合构件推离驱动轴的第二端。
在本公开的另一个实施例中，装置包括装置外壳、滴注腔、图像传感器和阀。装置外壳包括本体和门，该本体和门可枢转地彼此连接，当在闭合的配置时形成包围。滴注腔连接到外壳本体的外部。图像传感器也附接到外壳本体的外部并且定位以便滴注腔在其视场内。阀被布置在装置外壳内并且包括第一阀壳体构件和第二阀壳体构件、公锁定器构件和母锁定器构件、填充部、柱塞和致动器。第一阀壳体构件和第二阀壳体构件可枢转地连接以互补地对准和当在闭合位置时形成包围。当壳体在闭合的位置时，限定注入孔和排出孔。第一阀壳体构件具有柱塞孔以允许柱塞进入外壳。公锁定器构件附接到第一阀壳体构件并且母锁定器构件附接到第二阀壳体构件，两者都在它们相应的壳体构件上在与枢轴相对的位置处连接。填充部由基本不可压缩材料制成并且被封入阀外壳内。根据特定管确定大小的导管限定在填充部内并且与阀外壳的注入孔和排出孔连接。填充部由变化硬度的多层构成，紧邻导管的填充部的层能够比周围的层更硬。柱塞连接到致动器并且纵向地与柱塞孔对准。致动器被配置成迫使柱塞通过柱塞孔。柱塞头能够具有比布置在壳体内的管腔的纵向截面小的面积。
装置还可包括用户输入装置，该用户输入装置在装置外壳的门上，允许用于手动地将包括期望流量的信息输入装置。装置还可包括显示器，该显示器在装置外壳的门上，被配置成显示输液信息。可结合或代替按钮使用触摸屏显示器以允许用户将信息输入装置。
装置还可包括处理器，该处理器与图像传感器和致动器通信。处理器从图像传感器接收数据、根据成像数据估计流量、将估计的流量与期望的流量比较、并且调节致动器以达到期望的流量。
装置还可包括安全截止阀，该安全截止阀包括封堵臂、止回器、至少一个弹簧和触发机构。弹簧操作连接到封堵臂，迫使其带有足够力朝向止回器以抵靠止回器压缩管并减少形成在管内的管腔的大小。当机构被触发时，触发机构释放封堵臂，允许其压缩管。通过将力施加于封堵臂，能够使用螺线管来触发安全截止阀。安全传感器可结合处理器被使用来感测意外事件并且接合螺线管以触发封堵臂释放。
在本公开的某些实施例中，母锁定器构件是在从其端部偏移的点处可枢转地连接到阀外壳的杠杆，这创建了具有输入端和相对的输出端的杠杆。公锁定器构件是凸缘。当阀外壳在闭合的位置时，锁定器构件定位成允许母构件的输出端与凸缘的相对侧接合。当沿着将杠杆的输出端推进凸缘中的方向旋转时，杠杆将第一阀外壳构件和第二阀外壳构件一起压缩地将力施加于凸缘。导向臂能够在其第一端可枢转地附接到装置外壳的门上，并且在其相对的第二端附接到母锁定器杠杆的输入端。当门在闭合的位置时，导向臂将杠杆的输出端和公锁定器凸缘接合并且旋转杠杆以一起地压缩阀外壳构件。
本公开的某些实施例包括压缩突片和楔部。压缩突片布置在装置外壳的本体中的孔内。突片具有足够大的压缩力以使定位在装置外壳的突片和本体之间的IV管变形。楔部从门突出外面并且定位成当门被闭合时接合突片，减轻突片抵靠装置外壳本体或在它们之间的管的压缩力。
在本公开的另一个实施例中，阀可包括至少一个截止弹簧、螺纹驱动轴、和螺纹接合构件。至少一个截止弹簧将柱塞和致动器拉向阀壳体地施加力。螺纹驱动轴具有附接到致动器输出轴的第一端和连接到柱塞的相对的第二端。在柱塞和驱动轴之间的连接允许柱塞相对于驱动轴自由地旋转。螺纹接合构件操作连接到阀外壳并且被配置成接合驱动轴上的螺纹。这允许致动器通过旋转螺纹驱动轴控制柱塞的位置。接合构件具有能力从驱动轴上的螺纹卸下，允许截止弹簧把柱塞推向阀外壳因此使管变形。可使用弹簧把接合构件推向驱动轴。系统还可包括臂部，该臂部带有可枢转地附接到包封外壳的门的第一端和配置成当门被开放时将螺纹接合构件推离驱动轴的第二端。
在本公开的另一个实施例中，装置包括第一金属结构和第二金属结构和阻抗匹配结构，该阻抗匹配结构与第一金属结构和第二金属结构耦接，而阻抗匹配结构配置成基本匹配期望的询问器频率。装置还包括短路机构，该短路机构与第一金属结构和第二金属结构耦接。
装置可包括组件的前在的构件的金属结构。装置还可包括电感器、电容器、或电感器和电容器的组合作为阻抗匹配结构。短路机构可以是晶体管或开关并且可受控于微处理器。
装置还可包括低通滤波器，该低通滤波器耦接到第一金属结构和第二金属结构并且具有足够地低于期望的询问器频率的截止频率。
在本公开的其它实施例中，方法包括将第一金属结构和第二金属结构耦接到阻抗匹配结构，而阻抗匹配结构被配置成基本匹配期望的询问器频率。方法还可包括短路耦接的第一金属结构和第二金属结构。
在本公开的其它实施例中，方法可进一步包括将低通滤波器与第一金属结构和第二金属结构耦接。短路可受控于微处理器。
在本公开的另一个实施例中：用于调节流体流动的系统，该系统包括：流体储存器，该储存器用于将包含在其中的流体输入患者；滴注腔，该滴注腔与储存器流体连通，其中，滴注腔被配置为允许流体液滴离开储存器并且穿过滴注腔；背光源，该背光源布置为靠近滴注腔使得背光源给滴注腔提供至少部分的照明；阀，该阀被配置为调节流体从滴注腔流至患者；以及流量计，该流量计用于监测经过滴注腔的流体的流量，流量计包括：图像传感器，该图像传感器被配置为拍摄滴注腔的图像；处理器，该处理器被配置为确定是否滴注腔的被拍摄图像包含与模板的匹配；以及处理器可执行的指令集，该指令集被配置为将模糊功能件应用于被滴注腔的图像传感器拍摄的图像使得处理器能够确定是否被拍摄的图像包含与模板的匹配。
模糊功能件可以是低通滤波器、被配置为将低通滤波器或在垂直方向或在水平方向应用于被图像传感器拍摄的图像。低通滤波器可包括一维高斯模糊功能件。
模糊功能件可以是低通滤波器、被配置为将低通滤波器既在垂直方向又在水平方向应用于被图像传感器拍摄的图像的处理器可执行的指令集。低通滤波器包括两维高斯模糊功能件。模板包括形成在滴注腔内的流体的液滴的至少部分的图像。被拍摄的图像可包括至少部分地被背光源照明的滴注腔的图像。
期望的图案可包括形成在滴注腔内的流体的液滴的至少部分图像，背光源至少部分地照明液滴。模糊功能件将被拍摄的图像滤波使得处理器能够确定是否被拍摄的图像包含与模板的匹配。将被拍摄的图像滤波以消除细节的效果，该细节的效果包括在滴注腔内的凝结或飞溅中的至少一个的图像。
在另一个实施例中，一种被配置为允许液滴落入滴注腔内的滴注腔的被拍摄图像的滤波方法，该方法包括：拍摄带有图像传感器的滴注腔的图像；确定是否被拍摄的图像包含视觉障碍；将模糊功能件应用于被拍摄图像，该模糊功能件被配置为消除在被拍摄的图像中的细节效果；并且确定是否被拍摄图像包含与模板的匹配。
期望的图案可包括在滴注腔内的流体的液滴的至少部分图像。模糊功能件可以是低通滤波器，该低通滤波器或在垂直方向或在水平方向应用。低通滤波器包括一维高斯模糊功能件。模糊功能件可以是低通滤波器，该低通滤波器既在水平方向又在垂直方向应用。低通滤波器可包括两维高斯模糊功能件。消除的细节效果可包括在滴注腔内的凝结或飞溅的中的一个的图像。
在另一个实施例中，一种拍摄滴注腔图像的方法，该方法包括：将滴注腔的至少一部分照明；拍摄带有图像传感器的滴注腔图像；使用在操作中与图像传感器耦接的处理器，确定在被拍摄的图像中是否有视觉障碍；当确定在被拍摄的图像中有视觉障碍时，使用处理器将模糊功能件应用于被拍摄的图像以将被拍摄的图像滤波；以及使用处理器来确定在被拍摄的图像中是否有与模板的匹配。
模板可包括在滴注腔内的流体液滴的至少部分图像。模糊功能件可以是低通滤波器，处理器将低通滤波器或在水平方向或在垂直方向应用于被拍摄的图像。低通滤波器可包括一维高斯模糊功能件。模糊功能件可以是低通滤波器；处理器将低通滤波器既在水平方向又在垂直方向应用于被拍摄的图像。低通滤波器可包括两维高斯模糊功能件。
附图说明
参考附图从本公开的各种实施例的下列详细描述，这些方面和其它方面将变得更加显而易见，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的用于调节流体流动的系统的框图；
图2示出了根据本公开的实施例的用于展示图像传感器的方法的流程图；
图3示出了根据本公开的实施例示出了图2的方法的实施例的时序图；
图4A-图4B示出了根据本公开的实施例的由滴注腔的流量计拍摄的图像数据(即图像)的示例，以根据图3的时序图示出用于展示图2的图像传感器的方法的实施例；
图5示出了根据本公开的实施例的用于与滴注腔和输液袋耦接的集成为一体的流量计和阀的框图；
图6是根据本公开的实施例的用于描绘滴注腔的流量计的成像系统的框图；
图7是根据本公开的实施例，由图6的系统的图像传感器拍摄的图像的图例；
图8是根据本公开的实施例，用于利用背景图案来描绘滴注腔的成像系统的框图；
图9是根据本公开的实施例，当自由流条件存在时由本文公开的流量计的图像传感器拍摄的图像的图例；
图10是根据本公开的实施例，用作背景图像的、由流量计的图像传感器拍摄的图像的图例；
图11是根据本公开的实施例，当液滴在滴注腔内形成时由图像传感器拍摄的图像的图例；
图12是根据本公开的实施例，用作背景图像的由图像传感器拍摄的图像的图例；
图13是根据本公开的实施例，具有附加处理的图11和图12之间的差异的图例；
图14是根据本公开的实施例，利用图11-图13以确定是否自由流条件存在的被执行的一些成像过程的图示；
图15是根据本公开的实施例，当自由流条件存在时，由图像传感器拍摄的图像的图例；
图16是根据本公开的实施例，用作背景图像的由图像传感器拍摄的图像的图例；
图17是根据本公开的实施例，具有一些供检测自由流条件用的附加处理的图15和图16的图像之间的差异的图示；
图18是根据本公开的实施例，利用图15-图17以确定是否自由流条件存在的被执行的一些成像过程的图示；
图19示出了根据本公开的实施例，用于图案匹配以确定是否自由流条件存在的模板；
图20是根据本公开的实施例的参考图像和包含借助供检测自由流条件用的边缘检测和线检测而被处理的液流的图像之间差异的图示；
图21是根据本公开的实施例，当自由流条件存在时，由图像传感器拍摄的滴注腔的图像的图例；
图22是根据本公开的实施例，供具有条纹的背景图案并且光源从图像传感器的相邻的位置照射到条纹上的流量计使用的成像系统的框图；
图23是根据本公开的实施例，供具有条纹的背景图案并且光源从与图像传感器的相反端相对的背景图案之后照射到条纹上的流量计使用的成像系统的框图；
图24示出了根据本公开的实施例，当液滴使图23的背景图案扭曲时，来自图像传感器的图像；
图25是根据本公开的实施例，供具有棋盘图案的背景图案并且光源从与图像传感器的相反端相对的背景图案之后照射到条纹上的流量计使用的成像系统的框图；
图26示出了根据本公开的实施例，当液滴使背景图案扭曲时，来自图25的图像传感器的图像；
图27-图28示出了根据本公开的实施例用于估计在滴注腔内的液滴的体积的方法的流程图示例；
图29-图31示出了根据本公开的实施例，流量计使用由图27-图28示出的方法以估计在滴注腔内液滴的体积，而使用的或生成的图像；
图32示出了根据本公开的实施例，用于根据图27-图28的方法来识别多个所关心的像素的伪代码；
图33-图36示出了根据本公开的实施例，流量计使用由图27-图28示出的方法以估计在滴注腔内液滴的体积，而使用的或生成的图像；
图37示出了根据本公开的实施例，用于确定多个与液滴对应的所关心的像素内的像素的子组的伪代码；
图38示出了根据本公开的实施例，示出了模糊圆直径以示出本文中公开的成像系统的图像传感器的各个方面的线图；
图39是根据本公开的实施例示出了对于本文中公开的成像系统的图像传感器的各种透镜到焦平面分隔和透镜到图像分隔的计算的模糊圆的图解；
图40是根据本公开的实施例示出了当使用本文中公开的成像系统的图像传感器的20mm透镜焦距时被像素大小划分的模糊圆的图解；
图41是根据本公开的实施例示出了当使用本文中公开的成像系统的图像传感器的40mm透镜焦距时被像素大小划分的模糊圆的图解；
图42示出了根据本公开的实施例，示出了绕对于本文中公开的成像系统的两种配置的全部范围的光轴的相应视场的表格；
图43示出了根据本公开的实施例与滴注腔耦接的流量计；
图44示出了根据本公开的实施例使门打开的图43的滴注腔和流量计；
图45示出了根据本公开的实施例与滴注腔耦接的流量计；
图46示出了根据本公开的实施例与流量计的本体耦接以控制流体流入患者的夹管阀和流量计；
图47示出了根据本公开的实施例与图46的流量计本体耦接的夹管阀的特写视图；
图48示出了根据本公开的另一个实施例的流量计和夹管阀，其中流量计包括两种图像传感器；
图49示出了根据本公开的实施例的包括两个弯曲细长的支撑构件以控制流体流入患者的流量计和阀；
图50A-50B示出了根据本公开的实施例的图49的阀的特写视图；
图51A-51D示出了根据本公开的实施例带有监测客户端、阀、滴注腔、IV袋和流体管的流量计的若干视图，其中流量计包括接纳部以接纳阀；
图52A-52D示出了根据本公开的实施例带有阀、滴注腔和管的另一个流量计的若干视图，其中流量计具有接纳部以接纳阀；
图53A示出了根据本公开的实施例的图51A-51D和图52A-52D的阀的另一个视图；
图53B-53C示出了根据本公开的实施例的图53A的阀的两个分解视图；
图54示出了根据本公开的实施例的在手动使用中的图53的阀；
图55示出了根据本公开的实施例的包括两个柔性构件的阀；
图56A-图56C示出了根据本公开的实施例的具有两个弯曲细长的支撑构件的阀的若干视图，而伸长的支撑构件中的一个具有多个适于与管接合的脊部；
图57A-图57C示出了根据本公开的实施例的具有与连接构件接合的棘齿的阀的若干视图；
图57D-图57E示出了根据本公开的实施例的图57A-图57C的阀的两个分解视图；
图58A-图58D示出了根据本公开的实施例的具有两个伸长的支撑构件、连接构件和螺杆式致动器的阀的若干视图；
图59A-图59C示出了根据本公开的实施例的阀的本体的若干视图；
图59D-图59G示出了根据本公开的实施例的供示出在图59A-图59C中的本体使用的旋钮的若干视图；
图59H示出了根据本公开的实施例的包括与图59D-图59G的旋钮耦接的示出在图59A-图59C中的本体的组装的阀；
图60示出了根据本公开的实施例的具有引导的突出部的阀；
图61示出了根据本公开的实施例的马达和用于与图60的阀耦接的阀固定结构；
图62示出了根据本公开的实施例的固定在图61的马达和阀固定结构的图60的阀；
图63示出了根据本公开的实施例的用于与图60的阀耦接的另一个马达和阀固定结构；
图64A示出了根据本公开的实施例具有用于调节流体流经流体管路的轴环和若干指形件的阀；
图64B示出了根据本公开的实施例的图64A的阀的横截面视图；
图65示出了根据本公开的实施例的具有用于定位流体管在其中以调节流体流经流体管的两个弯曲表面的阀的横截面视图。
图66A-图66G示出了根据本公开的实施例的具有旋钮以移动连接构件的阀的若干视图，连接构件在移动旋钮后被锁定到位。
图67示出了根据本公开的实施例对于阀示出致动与流量的关系曲线的图解；
图68A示出了根据本公开的实施例使用二元光学的流量计；
图68B示出了根据本公开的实施例供图68A使用的电路；
图69A-图69l示出了根据本公开的实施例可与流量计一起使用的安全阀的若干视图；
图70示出了根据本公开的实施例示出了估计在滴注腔内的液滴增加和/或流动的方法的流程图；
图71A-图71E示出了根据本公开的实施例的由带有覆盖在其中的模板的流量计所取得的图像以示出图70的方法；
图72示出了根据本公开的实施例的可调节的背光源组件；
图73A-图73C示出了根据本公开的实施例的管恢复装置的若干视图；
图74示出了根据本公开的实施例的用于利用具有两个柔性板条的阀来调节流体流动的系统；
图75示出了根据本公开的实施例的图74的阀；
图76A示出了根据本公开的实施例使用基于流体的软外壳的阀；
图76B示出了根据本公开的实施例具有两个弹性填充部的图76A的组装的阀的横截面视图；
图77示出了根据本公开的实施例用于利用具有可被线性致动器致动的两个柔性板条的阀来调节流体流动的系统；
图78示出了根据本公开的实施例的带有被致动的阀的图77的系统；
图79示出了根据本公开的实施例的图77-图78的阀的特写视图；
图80示出了根据本公开的实施例的如图78中所致动的阀的特写视图；
图81示出了根据本公开的实施例的用于示出估计示出在图82A-图82B中的液滴增加和/或流体流动的方法的若干图像；
图82A-图82B示出了根据本公开的实施例示出估计液滴增加和/或流体流动的方法的流程图；
图83示出了根据本公开的实施例的用于从凝结降低噪声的方法的流程图；
图84示出了根据本公开的实施例的供流量计使用的另一个阀；
图85A示出了根据本公开的实施例在开放位置的另一阀的透视图；
图85B示出了根据本公开的实施例在闭合位置的图85A的阀的透视图；
图85C示出了根据本公开的实施例带有阀壳体和柱塞引导件的图85A的阀的视图；
图86示出了根据本公开的实施例当在闭合位置时图85A-图85C的阀壳体和填充部的横截面视图；
图87A示出了根据本公开的实施例使门闭合的装置的前视图，该装置用于控制流体流经与管连接的液滴注腔；
图87B示出了根据本公开的实施例使门打开、突出阀的图87A的装置的透视图；
图87C示出了根据本公开的实施例使门打开、突出安全截止机构的图87A的装置的透视图；
图87D示出了根据本公开的实施例图87A的装置的仰视图；
图88A示出了根据本公开的实施例用于控制流体流经与管连接的滴注腔的另一个装置的透视图，其中该装置具有打开的门；
图88B示出了根据本公开的实施例仅仅来自图88A的阀的透视图；
图88C示出了根据本公开的实施例来自图88B的阀的内部运转；
图88D示出了根据本公开的实施例示出在门闭合位置的阀截止机构的操作的简图；
图88E示出了根据本公开的实施例示出在门开放位置的阀截止机构的简图；
图89A-图89B示出了根据本公开的实施例用于控制流体流经液滴注腔的方法的流程图；
图90示出了用于控制流体流经滴注腔的系统的框图；以及
图91示出了根据本公开的实施例被配置为控制流体流经与管连接的滴注腔并控制与RFID询问器通信的装置；
图92示出了可使借助图像传感器来获得滴注腔的精确图像变得困难的干扰的滴注腔；
图93示出了用于获得滴注腔的图像的方法的流程图；
图94示出了借助图像传感器所示，液滴的图示为各个液滴在滴注腔内增大然后落下；
图95示出了用来传输装置状态的系统的图示。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的实施例用于调节流体流动的系统1的框图。例如，系统1可调节、监测和/或控制流体流入患者3。系统1包括流体储存器2，该流体储存器2用于将包含在其中的流体输入患者3。流体储存器2经由流体管5被重力馈入滴注腔4。流体储存器2、滴注腔4以及患者3可被看做系统1的部分或被看做对于系统1的分离的或可选的工件(例如，任何流体储存器2和滴注腔4可用于处治任何患者3)。
流量计7监测滴注腔4以估计液体流经滴注腔4的流量。来自滴注腔4的流体被重力馈入阀6。阀6靠调节流体从滴注腔4流至患者3来调节(即改变)从流体储存器2至患者3的流体流动。阀6可以是任何如本文所述的阀，包括具有两个弯曲形构件的阀、具有两个柔性片的阀、在管的重要段上挤压(或均匀地压缩)管的阀等。阀6可以是以波登管的相反的方式工作的反置波登管阀，因为流体通道的变形引起流体流动的变化而非流体流动引起流体通道的变形。
在替换的实施例中，系统1可选地包括输液泵414(例如蠕动泵、手指泵、线性蠕动泵、旋转蠕动泵、基于盒式的泵、隔膜泵、其它泵等)，该输液泵414与流体管5耦接。表示为414的画轮廓的方框表示可选的种类的输液泵414，例如可能不用在一些实施例中的输液泵。输液泵414可使用流量计7作为反馈来控制流体流经流体管5。输液泵414可以与流量计414无线通讯以从其中接收流量。输液泵414可使用反馈控制算法(例如图1的控制构件14)来调节流体的流动，例如比例-积分-微分(“PID”)、开关式、神经网络、和/或模糊逻辑控制系统。在这特定的示例性实施例中(即具有输液泵414的实施例)，阀6是可选的。然而，在其它的实施例中，阀6可以使用或不可使用，和/或是可选的。输液泵414可根据来自流量计7的测量来调节凸轮和/或马达的旋转，例如流量、输液量、总输液量等。另外或可替换地，当流量计7传达输液泵414自由流条件存在时，输液泵414可以停止流体流动(例如靠停止抽吸动作)。在又一另外的实施例中，监测客户端8控制输液泵414的操作(例如经由无线连接)并且从流量计7接收反馈。
在一些实施例中，例如在流体储存器2(例如IV袋)低于患者3的情况下，流体储存器2被加压以使流体从流体储存器2流入患者3；加压提供了足够的机械能以引起流体流入患者3。各种压力源(例如物理压力、机械压力以及气动压力)可被施加于流体储存器2的内部或外部。在一个这样的实施例中，可靠缠绕在IV袋周围的橡皮带来提供加压。
流量计7和阀6可形成闭环系统以调节流体流至患者3。例如，流量计7可通过使用收发器9、10通信来从监测客户端8接收目标流量。也就是说，收发器9、10可被用于在流量计7和监测客户端8之间通信。使用调制信号以编码各种类型的信息例如数字信号或模拟信号，收发器9、10可在彼此间通信。一些使用的调制技术可包括使用带有FM调制的载波频率、使用AM调制、使用数字调制、使用模拟调制等。
流量计7估计经过滴注腔4的流量并且调节阀6以达到从监测客户端8接收的目标流量。阀6可直接地从与阀6的致动器耦接的通信线路或经由从流量计7至阀6的板载电路的无线链路而受控于流量计7。经由与其耦接的致动器，可使用阀6的板载电子设备来控制阀6的动作。这个流量计7和阀6的闭环的实施例可使用任何控制算法，包括PID控制算法、神经网络控制算法、模糊逻辑控制算法等、或一些其组合。
流量计7与支撑构件17耦接，支撑构件17经由耦合器16与滴注腔4耦接。支撑构件17也支撑背光源18。背光源18包括LED 20的阵列，LED 20给流量计7提供照明。在一些特定的实施例中，背光源18包括背景图案19。在其它的实施例中，背光源18不包括背景图案19。在一些实施例中，背景图案19仅存在于背光源18的下部并且在背光源18的顶部(例如远离地面)没有背景图案19。
流量计7包括图像传感器11、自由流检测器构件12、流量估计器构件13、控制构件14、曝光构件29、处理器15和收发器9。流量计7可以是电池启动的、可由AC插座供电、可包括超级电容器、并且可包括板载的供电电路(未明确地示出)。
图像传感器11可以是CCD传感器、CMOS传感器或其它图像传感器。图像传感器11拍摄滴注腔4的图像并且将与被拍摄的图像对应的图像数据传达到处理器15。
处理器15也与自由流检测器构件12、流量估计器构件13、控制构件14和曝光构件29耦接。自由流检测器构件12、流量估计器构件13、控制构件14和曝光构件29可以实施为可被处理器15执行并可以储存在存储器(例如非暂态处理器可读存储器、ROM、RAM、EEPROM、硬盘、硬盘驱动器、闪存驱动器等)中的处理器可执行指令。
处理器15可执行自由流检测器构件12的指令通过分析来自图像传感器11的图像数据以确定是否自由流条件存在滴注腔4内。如下所述用于检测自由流条件的自由流检测器构件12的各种实施例。响应于被检测的自由流条件，处理器15能够做出功能调用来控制构件14以发送信号至阀6以完全地停止流体流至患者3。也就是说，如果自由流检测器构件12确定自由流条件存在，流量计7可指示阀6来停止流体流动、可指示监测客户端8来停止流体流动(可与阀6或泵414连通)和/或可指示泵414来停止抽吸或使用内部安全阻塞器来阻塞流体流动。
流量估计器构件13使用来自图像传感器11的图像数据来估计流体流经滴注腔4的流量。处理器15将被估计的流量传达至控制构件14(例如经由功能调用)。估计流量的各种实施例在下面示出。如果流量估计器构件13确定流量大于预定的阈值或在预定的阈值外，流量计7可指示阀6来停止流体流动(可与阀6或泵414连通)、可指示监测客户端8来停止流体流动(可与阀6或泵414通信)和/或可指示泵414来停止抽吸或使用内部安全阻塞器来阻塞流体流动。
处理器15控制LED 20的阵列来给图像传感器11提供足够的照明。例如，曝光构件29可被处理器15使用或与其结合来控制LED 20的阵列使得图像传感器11拍摄足够供自由流检测器构件12和流量估计器构件13使用的图像数据。当生成图像数据时，处理器15可执行由曝光构件29(见图2)储存的曝光算法来控制照明条件和/或图像传感器11的曝光。另外或可替换地，曝光构件29可实施为电路、集成电路、CPLD、PAL、PLD、基于硬件描述语言的实施方案和/或软件系统。
控制构件14根据来自流量估计器构件13的被估计的流量来计算对阀6做出的调节。例如并如前所述，控制构件14可执行PID控制算法以调节阀6来达到目标流量。
在一些实施例中，监测客户端8监测系统1的操作。例如，当自由流条件被自由流检测器构件12检测到时，监测客户端8可无线地传达信号到阀6以中断流体流至患者3。
流量计7可附加地包括各种输入/输出装置以促进患者安全，例如各种扫描器，并可使用收发器9来与电子病历、药物错误还原系统、和/或设施服务例如库存控制系统通信。
在特定的实施例中，流量计7具有扫描器，例如读写附接到流体储存器2的RFID标签的RFID询问器或扫描流体储存器2条码的条码扫描器。扫描器可用于确定是否正确的流体在流体储存器2内、是否是正确的流体储存器2、编程进流量计7的处理是否与流体储存器2内的流体对应、和/或流体储存器2和流量计7对于特定的患者是否是正确的(例如，如从患者的条形码、患者的RFID标签或其它患者的标识来确定)。
例如，流量计7可扫描流体储存器2的RFID标签以确定是否序列号或在RFID标签内编码的流体类型与如在流量计7内储存的编程的处理所指示的相同。另外或可替换地，流量计7可对于序列号读写流体储存器2的RFID标签，并且对于患者序列号读写患者3的RFID标签、并且也使用收发器9读写电子病历以确定是否附接到流体储存器2的RFID标签内的流体储存器2的序列号匹配附接到如电子病历所示的患者3的RFID标签内的患者的序列号。
另外或可替换地，监测客户端8可扫描流体储存器2的RFID标签和患者3的RFID标签以确定在流体储存器2内的流体是正确的、流体储存器2是正确的、编程进入流量计7的处理对应于流体储存器2内的流体、和/或流体储存器2对于特定的患者是正确的(例如，如从患者的条形码、RFID标签、电子病历、或其它患者标识或信息来确定)。另外或可替换地，监测客户端8或流量计7可读写电子病历数据库和/或药店来验证处方或下载处方，例如使用流体储存器2上的条形码的序列号或附接到流体储存器2的RFID标签。
图2示出了根据本公开的实施例用于曝光的图像传感器例如图1的图像传感器11的方法21的流程图。方法21包括动作22、23、24和25。方法21可以被图1的处理器15执行(例如，如曝光构件29)并且可实施为处理器执行的方法，如配置为用于被一个或多个处理器在硬件中、在软件中等或一些其组合执行的指令集。
动作22选择关注的区域。例如，再次参见图1，图像传感器11包括视场，该视场包括滴注腔4。然而，滴注腔4可以未占据图像传感器11的全部视场。动作22仅选择示出了例如滴注腔4的图像传感器11的像素。
动作23确定像素是否在关注的区域23内。如果动作23的像素是例如成像滴注腔4的像素，然后，动作23确定其在关注的区域内。同样地，在此示例中，如果动作23的像素是不成像滴注腔4的像素，动作23确定像素不在关注的区域内。
如果像素在关注的区域内，动作24激活背光源，例如，图1的背光源18。图像传感器的像素可在不同的时间被曝光。因此，仅当在关注的区域内的像素正在被曝光时，可激活背光源18。例如，一些图像传感器包括垂直同步信号和水平同步信号。背光源可以与这些信号同步以当关注的像素正在被曝光时打开。
在一些本公开的实施例中，可以打开背光源的LED的子组(例如，可以是两维阵列的LED阵列20的子组)。如果像素在关注的区域内，该子组可以是足够的子组以充足地照明正在被曝光的像素。
动作25曝光像素。如果在动作23中，确定了像素在关注的区域内，将用在动作25中打开的背光源的至少一部分来曝光像素。另外，如果在动作23中，确定了像素不在关注的区域内，则曝光该像素，而不用在动作25中开启背光源的至少一部分。
图3示出了根据本公开的实施例示出图2的方法的实施例的时序图29。时序图29包括轨迹26、27和28。轨迹26是来自图像传感器的垂直同步信号并且轨迹27是来自图像传感器(例如，图1的图像传感器11)的水平同步信号。电路或软件程序(例如，在图1的流量计7中出现的曝光构件29)可使用同步轨迹26、27来产生用于激活背光源或其子组的背光源使能信号28。
图4A-图4B示出了根据本公开的实施例根据图3的时序图示出图2的方法的实施例的流量计7的图像数据的示例。图4A示出了在没有使用示出在图2和图3中的曝光算法的情况下，由流量计取得的图像数据，例如图1的流量计7；图4B示出了在使用图2和图3的曝光算法的情况下，由流量计取得的图像数据。由于背光源的较少使用，与为图4A的图像拍摄提供照明相比需要更少的电力为图4B的图像拍摄期间提供照明。
图5示出了根据本公开的实施例的集成在一起用于与滴注腔409和IV袋69耦接的流量计67和阀71的框图。流量计67包括光学液滴计数器68，该计数器68从IV袋69接收流体。光学液滴计数器68可以是图像传感器、一对图像传感器、电容式滴计数器等。流量计67与管70耦接，管70与受控于马达72的滚动夹71耦接。经由与配合构件74互相配合，马达72与丝杆机构73耦接以控制滚动夹71。
马达72可以是伺服电机并且可用于调节经过管70的流量。也就是说，流量计67也可起流量计和调节器的作用。例如，在流量计67内的处理器75可调节马达72使得获得期望的流量作为光学液滴计数器68所测量的量。使用光学液滴计数器68作为反馈，处理器75可执行控制算法，例如PID控制回路使输出供给马达72并且从光学液滴计数器68接收反馈。
在可替换的构造中，马达72、丝杆机构73和滚动夹71可被挤压管70的致动器(例如使用被马达驱动的凸轮机构或连杆机构)替换和/或补充，或它们可被任何足够的马达驱动的棍子、丝杆或滑块替换。例如，在本公开的一些实施例中，滚动夹71可用任何如本文所述的阀替换，包括具有两个C形构件的阀、具有两个弯曲形支撑构件的阀、具有两个柔性片的阀、在显著的一段管上挤压管的阀等。
流量计67也可可选地包括显示器。显示器可被用于设定目标流量，显示当前流量、和/或提供按钮例如触摸屏按钮来停止流量。
图6是根据本公开的实施例的用于使滴注腔成像的流量计的成像系统78的框图。如在图6中示出的成像系统78可用在本文所述的包括图1的流量计7和/或图5的流量计67的任何流量计内。
图6的成像系统78包括图像传感器63；均匀的背光源79，该均匀的背光源79把光线部分地透过滴注腔59；以及红外(“IR”)滤光器80，该滤光器80从均匀的背光源79接收光线。
系统78也包括处理器90，该处理器90在操作中与图像传感器63和/或均匀的背光源79耦接。处理器90执行算法来确定何时自由流条件存在和/或估计流量(例如，使用图1的自由流检测器构件12或流量估计器构件13)。处理器90可与处理器可读存储器91可操作的通信(例如非暂态处理器可读存储器)来接收一个或多个指令以执行算法来确定是否自由流条件存在和/或估计流动速度。来自处理器可读的存储器91的一条或多条指令配置为被处理器90执行。
均匀的背光源79可以是具有相同或不同颜色的发光二极管(“LEDs”)、灯泡、接收环境光的窗口、白炽灯等阵列。在一些构造中，均匀的背光源79可包括一个或多个点源灯。
处理器90可根据图像传感器63调节均匀的背光源79。例如，处理器90可对于预定的时间量激活均匀的背光源79并且发信号给图像传感器63来拍摄至少一个图像，并在其后发信号给均匀的背光源79以关闭。来自图像传感器63的一个或多个图像可以被处理器90处理以估计流量和/或检测自由流条件。例如，在本公开的一个实施例中，系统78监测正在滴注腔59内形成的液滴的大小，并且对在预定的时间量之内流经滴注腔59的滴数计数；处理器90可在时间周期内平均化来自各个液滴的周期流动以估计流量。例如，如果各个具有流量Y的X液滴在时间Z内流经滴注腔，流量可被计算为(X*Y)/Z。
另外或可替换地，系统78可确定何时IV流体流经滴注腔59(即在自由流条件期间)。均匀的背光源79把光线透过滴注腔59以给图像传感器63提供足够的照明以使滴注腔59成像。图像传感器63能够拍摄滴注腔59的一个或多个图像。
系统78的其它方位和配置可用于计算均匀的背光源79的方位和输出特性、图像传感器63的灵敏度和方位、以及环境光条件。在本公开的一些实施例中，处理器90执行利用被图像传感器63收集的图像的均匀性的算法。均匀性可被均匀的背光源79促进。例如，当使用均匀的背光源79时，图像传感器63可拍摄一致均匀的图像。
环境光可引起从图像传感器63接收的图像中的不一致性；例如，太阳直接照射提供不一致的照明，因为太阳可间歇性地被云遮蔽并且太阳的亮度和照射角度取决于白天的时间。因此，在一些本公开的实施例中，IR滤光片80可选地用于过滤掉环境光中的一些以减轻由图像传感器63拍摄的图像中的变化。IR滤光片80可以是放置在图像传感器63的前面的窄带红外光滤光片；并且均匀的背光源79可发出与滤光片80的通带的中心频率大致相同的波长的光。IR滤光片80和均匀的背光源79可具有约850纳米的中心频率。在一些实施例中，成像系统78可被视觉地半透明的(但IR屏蔽)壳包围。在可替换的实施例中，其它光学频率、带宽、中心频率或滤光片类型可被用在系统79中。
在一些实施例中，处理器90可使用模板来执行在滴注腔59内的水池的模板匹配。在模板匹配操作之前，可执行任何预处理。另外，如果摄像头63布置比优选的位置高，可使用棱镜使得摄像头63的视野是滴注腔59的优选的视野。峰值模板匹配的位置可以与水池的位置相关并因此与水池的容量相关。
如果水池太低，因为水正在离开水池并且在不安全的速率下朝向患者排水，装置可触发安全阀(下述的)。背光源79取决于实施例可以开或关。水池的顶部的振荡可以被监测以确定水的共振频率。水池顶部的共振随着液滴冲击水池可与水池的容量相关。在其它的实施例中，水池的突然改变可与冲击水池的液滴相关使得处理器90能够将每单位时间的滴数计数并且估计其中的流体流动。
在一些实施例中，可使用自动对焦来寻找水线。也就是说，焦线可被聚焦以确保全部图像被聚焦。
在一些实施例中，处理器90可与刻蚀到PCB板上的导线耦接，使得其成为软件无线电设备。这允许处理器90与另一个能够在足够频率下操作的装置传达信息。
图7是根据本公开的实施例的图6的系统78的图像传感器63拍摄的图像81的图例。图像81是具有凝结82和被其中自由流条件引起的液流83的滴注腔59的图像。在一些实施例中，可使用边缘检测来确定液流83和/或凝结82的位置。另外或可替换地，可使用背景图像或图案。
图8是根据本公开的实施例的用于使滴注腔成像的流量计的成像系统84的框图。成像系统84可与任何本文中公开的流量计一起使用，包括图1的流量计7和图5的流量计67。
系统84包括线85阵列，该线85阵列在滴注腔59后不透明。系统84使用线85阵列来检测自由流条件。自由流条件算法(例如图1的自由流检测器构件12)可把液滴存在或不存在用于确定是否流动条件(例如自由流条件)存在。
在一些特定的实施例中，线85仅存在图像的部分上(例如，背景图案仅占据背光源18的部分或二元光学仅引起图案出现在图像的部分中，例如下半或上半)。例如，图像的下部分可包括带状的背景图案。
现参见图9，根据本公开的实施例，如被图8的图像传感器63拍摄，当自由流条件存在滴注腔59中时，示出图像86的图例。图像86示出状态：其中滴注腔59受到自由流条件，并示出流体87的液流作为正柱面透镜的作用。也就是说，如图9中所示，与非自由流条件相比，如被图像传感器63在图像中拍摄的线85阵列示出为从线85的阵列反向的线图案88。随着光接近图像传感器63，反向的线图案88的外观起因于：当光线经过流体87的液流时光线的变化。
在本公开的一些实施例中，可用具有约850纳米的光学波长的光的照明来创建图像86。一些材料在可见光谱中可以是不透明的而在约850纳米的近IR光谱中可以是透明的，并因此可用于创建线85的阵列。线85的阵列可以使用各种快速成型塑料来创建。例如，线85的阵列可以使用印刷有不透红外线的油墨或涂有金属的快速成型结构来创建以便实现线阵列85。另外或可替换地，在本公开的一些实施例中，创建线85阵列的另一个方法是创建使得线敷设在铜中的电路板。在另一个实施例中，线阵列85通过在均匀的背光源79上铺设一根带状电缆而产生；带状电缆中的导线对于红外光谱是不透明的，但是绝缘体是透明的，使得导线的间距可以形成线以便在通过图像传感器63成像期间使用(参见图8)。在又一个附加的实施例中，可以利用一块薄的电火花加工的(EDMed)金属。金属对光是不透明的，并且金属材料沉积物之间的空间在制造期间可以非常精细地受到控制以允许IR光通过这些空间。
处理器90实现算法以确定自由流条件何时存在(例如，使用图1的自由流检测器构件12)。处理器90可以与处理器可读存储器91(例如，非暂态处理器可读存储器)可操作通信以接收一个或多个指令以实现算法以确定自由流条件是否存在。来自处理器可读存储器91的一个或多个指令被配置成用于由处理器90执行。
再次参照图8，系统84可以使用血液。例如，当利用被配置例如用于使用具有850纳米或780纳米波长的可见光的图像传感器63、IR滤波器80、和均匀的背光源79时，例如，当使用牛血时，系统84可以确定血液的自由流条件何时存在。与使用水拍摄的图像相比，血液可能呈现为不透明的。
由处理器90实现的和从处理器可读存储器91接收的下列算法可以被用来确定自由流条件何时存在：(1)建立背景图像89(参见图10)；和(2)从当前图像减去背景图像89。此外，可以在得到的图像上进行处理。
在本公开的一些实施例中，图10的背景图像89可以由处理器90动态地产生。动态背景图像可以被用来解释改变的条件，例如在滴注腔59的表面上的凝结或飞溅物82(参见图7)。例如，在一个具体实施例中，对于由图像传感器拍摄的每个新图像(例如，图8的63)，背景图像具有乘以0.96的每个像素，并且当前图像(例如，最近拍摄的图像)具有乘以0.04的相应像素，在这两个值被加起来后以便为该相应像素的新背景图像创建新值；可以对于所有像素重复该过程。在又一个示例中，在一个具体实施例中，如果新图像的像素是在x行和y列，则在x行和y列的新背景图像是在x行和Y列的先前背景图像的值乘以0.96再加上新图像的在x行和y列的像素的值乘以0.04。
当系统84没有水流经滴注腔59(参见图8)时，得到的差影应几乎完全是黑的，即，低像素大小，因此促进该算法确定滴注腔59没有水从其流经。
图11示出当在滴注腔59内存在液滴时来自图像传感器63的图像92(参见图8)。图12示出由系统84使用的背景图像93。当系统83具有如图11的图像92中所示的液滴时，图8的系统84具有若干高反差点，其中线阵列的图像因微滴的透镜作用而扭曲，如由图13的图像94说明的。图13的图像94通过对每个相应像素取从图12的图像93减去图11的图像92的绝对值并且如果该值在预定阈值以上则将每个相应像素转换成白像素或当该值在预定阈值以下时将像素转换成黑像素而产生。在图13的图像94内的每个白像素是对于大于预定阈值的在图像92和图像93之间的像素位置存在差异的结果。
例如，考虑图11、图12、和图13的具有行x和列y位置的三个相应的像素。为了确定图13的图像94的行x和列y的像素，从在图12的图像92的行x和列y处的像素减去在图11的图像92的行x和列y处的像素，然后取减去的结果的绝对值；并且如果该结果的绝对值在预定阈值以上(例如，在128的灰度值以上，例如)，则在图13的图像94的行x和列y的位置处的像素是白的，否则在图13的图像94的行x和列y的位置处的像素是黑的。
当确定在图13的图像94内存在若干高反差斑点时，系统84的处理器90(参见图8)确定液滴在滴注腔59内形成并且不存在自由流条件。可以利用液滴的图像来确定液滴的大小以估计如本文描述的流量。
图14是根据本公开的实施例的可以使用图11-13进行的以确定自由流条件是否存在的一些图像处理的图解表示。参照图14和图13，每行的所有白像素被加在一起，并且在图14中示出为结果183。y轴代表行数，并且x轴代表每个相应行的白像素的和数。
现在仅参照图14，如先前提及的，每个行的白像素的数目被加在一起和并且示出为结果183，所述结果183被用来确定自由流条件是否存在或自由流条件何时存在。在一些特定实施例中，当结果183的求和行的连续值的预定数目在阈值184以上时，系统84的处理器90(参见图8)确定自由流条件存在。例如，在结果183内，大体由185表示的多个连续行的范围具有在阈值184以上的总值。当大于预定数目的连续求和行被确定为在预定阈值(例如，阈值184)以上的结果183内存在时，图8的处理器90确定自由流条件存在。例如，如图14所示，多个连续求和行185的范围在预定数目的连续求和行以下(即，范围185不足够宽)并且因此确定自由流条件不存在。
图15示出当自由流条件存在时将流示出为由图8的图像传感器63拍摄的图像95。图16示出背景图像96。图17示出当该绝对值被转换为白像素(当差的绝对值在阈值以上)或被转换为黑像素(当差的绝对值在阈值以下)时，由图16的图像96和图15的图像95之间的差的绝对值形成的图像97。如图17所示，处理器90可检测由自上往下流动的流中的线的反转取向引起的高反差斑点。图8的处理器90能够使用图像97以使用上文所描述的算法来确定自由流条件是否存在。
也就是，如图18所示，结果186被示出为具有在阈值188以上的结果186的连续范围187。因为连续范围187的求和行大于在阈值188以上的预定阈值数目的连续值，所以处理器90确定自由流条件存在(参见图8)。也就是，在阈值188以上的结果186的连续范围大于连续值的预定阈值范围；因此，处理器90当使用图18的结果186时确定自由流条件存在。
在本公开的另外的实施例中，强度、强度的平方、或其它函数可以被用来产生图14的结果183和/或图18的结果186。在另外的实施例中，一个或多个数据平滑函数可以被用来平滑结果183和/或186，诸如仿样函数、三次仿样函数、B-仿样函数、Bezier仿样函数、多项式内插、移动平均、或其它数据平滑函数。
例如，可以从背景图像(例如，图16的图像96)减去图8的图像传感器63的图像(例如，图15的图像95)以获得强度值。也就是，可以从图16的图像96的行x和列y的像素减去图15的行x和列y的像素以创建在行x和列y处的强度值；对于所有像素位置可以重复该过程以获得所有强度值。可以将每行的强度值加在一起以获得结果183和/或186(分别参见图14和18)，使得当求和行的强度值具有在阈值以上的求和行的连续范围时，处理器90可以确定自由流条件存在。在一些实施例中，强度值被转换为强度值的绝对值，并且求和行的绝对值的强度值被用来确定是否绝对值的求和行的连续范围在连续值的阈值范围以上。此外或备选地，强度可以被平方，然后处理器90可以对平方强度行求和并且确定是否存在超过连续值的阈值范围的强度平方值的求和行的连续范围以确定自由流条件是否存在。
在一些实施例中，处理器90可以使用在强度值或强度平方值的求和行的阈值以上的连续值的预定范围(例如，最小和最大范围)来确定液体滴是否在图像内。例如，可以将强度值(或强度平方值)行中的每行加起来，并且求和值的范围可以在阈值数量以上；如果连续值的范围在最小范围和最大范围之间，则处理器90可以确定，在预定阈值以上的连续值的范围为来自图像传感器63的视场内的液滴(参见图8)。在本公开的一些实施例中，强度值或强度平方值的求和行可以被规范化，例如，被规范化为具有在0和1之间的值。
下面描述类似于三次仿样(即，三次仿样类型函数)的平滑函数，可以在由处理器90确定之前可以在求和行、强度值的求和行、或强度值平方的求和行上使用所述平滑函数来确定自由流条件是否存在。在一些特定实施例中，三次仿样类型函数可以被用来识别块，如以下描述的，这可以促进处理器90的自由流条件的识别。
三次仿样类型函数是三次仿样的模拟，但是它使数据组平滑而非如实地模仿给定的功能。从[0,1]以间隔方式对数据采样(例如，沿着被规范化的强度平方或强度的行的和)，处理器90(参见图6或图8)可以以间隔[x0,x1],[x1,x2],...,[xN-1,xN](x0＝0，并且xN＝1)找到最佳拟合三次函数组，其中，总函数与连续的导数和连续曲率相连续。
标准的三次仿样的定义示出在如下方程(1)中：
χ(x)＝Ai(x)yi+Bi(x)yi+1+Ci(x)y″i+Di(x)y″i+1 xi≤x≤xi+1 (1)
而函数Ai,Bi,Ci,Di定义为在方程组(2)中：
Figure GDA0003584552440000691
方程(1)和(2)保证连续性和曲率连续性。能够自由选择的值仅是yi,y″0和y″N。请注意方程(3)被选择为如下：
y″0＝y″1＝0 (3)
即，函数在0和1处是平坦的。剩余的y″i必须满足下列方程组(4)：
Figure GDA0003584552440000701
能够将方程组(4)重写为如下方程组(5)：
Figure GDA0003584552440000702
顺序地，此变成矩阵方程(6)
Figure GDA0003584552440000711
可将矩阵方程(6)重写为如下方程组(7)：
Fydd＝Gy
ydd＝F-1Gy＝Hy (7)
对于收集的数据使用最小二乘准则，在向量y中的值的选择示出在如下方程(8)中：
Figure GDA0003584552440000712
方程(8)是数据和仿样之间的最小偏差，即，方程(8)是误差函数。选择y值以使在方程(8)中定义的误差最小化。能够将向量的预测值写为示出在如下方程(9)中：
Figure GDA0003584552440000713
在方程(9)的括弧中的矩阵的元素取决于与各个数据点对应的x-值(但这是固定矩阵)。因而，能够使用伪逆性来确定最后的方程。顺序地，伪逆性仅仅取决于数据集的x-位置和在三次仿样中设定了间断的位置。其意义在于，一旦选择了仿样的几何和图像的大小，给定了一组被测值ym，对于y的最佳选择示出在如下方程(10)中：
y＝(ATA)-1A·ym (10)
通过图像的累加强度-平方函数，三次仿样然后被如下方程(11)给定：
ycs＝A·y (11)
因为关注三次仿样的最大值，三次仿样的导数是确定的并且用于确定三次仿样的最大值。仿样的导数由如下方程(12)给定：
Figure GDA0003584552440000721
能够将方程(12)写为如下方程(13)：
y′cs＝(A′{k}+B′{k})y+(C′{k}+D′{k})ydd
＝[A′{k}+B′{k}+C′{k}H+D′{k}H]y
＝A′y (13)
一旦找到y的当前值，就能够计算三次仿样ycs及其导数y’cs。三次仿样数据可以包括数据“块”，该数据“块”包括在预定阈值以上的值。管块(pipe block)由从管流出到滴注腔59中的液体形成，并且池块(pool block)在滴注腔59的重力端处形成为液体聚集物(liquid collects)(参见图8)。
下列算法可以适用于三次仿样数据：(1)使用导数信息来确定三次仿样数据的局部极大值；(2)通过包括其中三次仿样值在阈值以上的所有点来确定每个局部极大值周围的块；(3)合并相交的所有块；(4)计算关于包括质心(强度)、质量(强度)的二阶矩、块的下x值、块的上x值、块中的强度平方数据的初始和的平均值、块中的强度平方数据的初始和的标准偏差、和块中的高通滤波图像组的平均强度的数据块的信息；和(5)解释收集的数据以获得关于液滴何时发生以及系统何时为流的信息。
块中的高通滤波图像组的平均强度被用来确定由仿样数据的每个连续范围产生的块是否为高频伪像(例如，液滴)或低频伪像的结果。这将充当第二背景滤波器，其倾向于从图像消除诸如凝结的伪像。也就是，图像缓冲存储器中的所有先前图像(例如，30个先前帧，例如)被用来确定数据是否为在帧之间的高频移动的结果。如果块是低频改变的结果，则移除块，或如果块是高频改变的结果，则保留块以便进一步分析。可以使用有限脉冲响应滤波器或无限脉冲响应滤波器。
每个块在其物理范围上被绘制，且高度等于块内的数据的平均值。如果块具有小于阈值的高通滤波图像的平均值，则它指示，它已经针对若干图像被环绕并且因此可以被移除。
当管块延伸接近池块，管块和池块合并在一起，和/或池块和管块(或所有块)的和的宽度范围大于预定阈值，例如，块的总范围在宽度上超过380个像素时，处理器90(参见图6或图8)使用这些块来确定自由流条件存在。作为液滴在管子中形成的结果以及随着液滴离开滴注腔59的管(即，管子)开口，当从较大宽度到较短宽度的管块过渡发生时，处理器90可以检测到液滴。处理器90可以通过查看当前管块宽度与先前图像的管块宽度的比率而检测到液滴，例如，在该比率小于0.9(也作为局部最小值)的情况下的图像可以由处理器90视为在液滴已经形成之后立即形成的图像。
各种滤波算法可以被用来检测凝结或其它低频伪像，诸如：如果块在高通滤波图像中具有低平均值，则它可能是凝结。可以从考虑因素中删除这种伪像。此外或备选地，具有低高通平均值的长块(例如，大于预定阈值)可能为流，因为流图像趋于保持不变；处理器90可以确定大于预定阈值的长块对应于流式条件。此外或备选地，可以在当前图像上使用算法来检测自由流条件。
在一些特定实施例中，处理器90可以使用块数据来计数液滴以将系统84作为液滴计数器。在液滴干扰水时，处理器90还可以使用池块中的宽度改变来确定液滴形成的鼓泡是否撞击池。例如，处理器90可以确定，形成在池块下方的那些块来自当液滴撞击水时形成的鼓泡。当确定总块范围的预定值指示自由流条件存在时，处理器90滤除鼓泡。
在本公开的一些实施例中，系统84的景深可以具有窄景深以使得系统84对腔壁上的凝结和微滴不太敏感。在一些实施例中，可以使用近焦系统。
现在参照图19，在本公开的另一个实施例中，使用模板189来确定自由流条件是否存在。当在图像(例如，图13的图像94)上执行模板匹配算法时，图8的处理器90使用模板189来确定图案匹配分值190。例如，可以将模块189与图像94相比以确定图像94的一部分或全部是否严密匹配模块189。如先前所提及的，图13的图像94是背景图像与图8的图像传感器63拍摄的图像之间的差，如果该像素的差值在阈值以下，则将每个像素转换为黑像素，或如果该像素的差值在阈值以上，则将每个像素转换为白像素。图像94的所有像素将为白像素或黑像素。如果图案匹配分值190在预定阈值以上，则确定自由流条件存在。模板匹配方法可以利用如在开源计算机视觉(“OpenCV”)库中找到的模板匹配算法。例如，使用CV_TM_CCOEFF方法或CV_TM_CCOEFF_NORMED的方法，可以将模板189与OpenCV库的matchTemplate()功能调用一起使用。CV_TM_CCOEFF方法使用方程(14)中说明的模式匹配算法如下：
Figure GDA0003584552440000751
其中：
T′(x′，y′)＝T(x′，y′)-1/(w·h)·∑x″，y″T(x″，y″)
I′(x+x′，y+y′)＝I(x+x′，y+y′)-1/(wh)·Σx″，y″I(x+x″，y+y″)
I表示图像，T表示模板，并且R表示结果。在模板和/或图像斑上进行求和，使得：x′＝0...w-1和y′＝0...h-1。
可以使用结果R来确定模板T在如由算法确定的图像I内的特定位置处的匹配程度。CV_TM_CCOEFF_NORMED的OpenCV模板匹配方法使用方程(15)中所说明的模式匹配算法如下：
Figure GDA0003584552440000752
在本公开的另一个实施例中，模板匹配算法使用快速傅立叶变换(“FFT”)。在一些实施例中，可以使用OpenCV的matchTemplate()函数的任意方法，例如，CV_TM_SQDIFF、CV_TM_SQDIFF_NORMED、CV_TM_CCORR、和/或CV_TM_CCORR_NORMED。
CV_TM_SQDIFF使用方程(17)中所说明的模式匹配算法如下：
Figure GDA0003584552440000753
CV_TM_SQDIFF_NORMED使用方程(18)中所说明的模式匹配算法如下：
Figure GDA0003584552440000754
CV_TM_CCORR使用方程(19)中所说明的模式匹配算法如下：
Figure GDA0003584552440000761
CV_TM_CCORR_NORMED使用方程(20)中所说明的模式匹配算法如下：
Figure GDA0003584552440000762
在本公开的又一实施例中，将自由流条件的灰度图像的模板与由图8的图像传感器63获取的图像相比以确定自由流条件是否存在。在一些实施例中，可以利用OpenCV库内的模板匹配函数。
现在参照图20和图21；在本公开的另外的实施例中，例如，如由图8的处理器90执行的用以确定自由流条件何时存在的算法可以利用算法以利用由线检测跟随的边缘检测来确定模板图案是否匹配像素阵列。如图20所示，通过使用由线检测跟随的检测的边缘，图像98由图21的图像99形成。处理器90可以利用得到的线来确定自由流条件是否存在。如图20所示，在由处理器90进行该处理之后示出的特征为具有与背景参考图像的预期45°斜度不同的斜度的线。在一些实施例中，可以从图20中滤除具有背景图像的角度的这些线。使用如在OpenCV库中找到的Canny算法可以将线作为边缘检测到。可以使用也在OpenCV库中找到的霍夫算法来确定线的斜度。
霍夫转换的一个类型使用由在J.Matas,C.Galambos和J.Kittler于1998年发表的渐进概率性霍夫变换(Progressive Probabilistic Hough Transform)中描述的算法(“算法1”)。然而，下列“备选霍夫”变换可以被利用并且以表1中的伪代码被示出(“算法2”)。算法2随机地选择两个像素并且计算通过这两个点的线的霍夫变换。算法2在表1中示出如下：
Figure GDA0003584552440000771
如果该线包括总点的比例p，则将看到代表性(r,θ)二元中的结果对于算法1为p并且对于算法2为p2。一般地，在一些实施例中，比例试验具有至少5个正结果和5个负结果。假设与正结果相比更可能看到负结果，则在一些实施例中，算法1和算法2继续搜索线，直至在特定二元中存在至少5个正结果。
在N≥5试验之后在算法1中看到第五个正结果的可能性在方程(21)中示出如下：
Figure GDA0003584552440000772
并且在方程(22)中示出算法2中的可能性如下：
Figure GDA0003584552440000781
下面示出的表2示出有50％的机会看见5个成功结果p1,50和p2,50的试验次数以及有90％的机会看见5个成功结果p1,90和p2,90的试验次数。
Figure GDA0003584552440000782
表2示出，在算法1和算法2之间增加试验次数以看见5个正结果为近似1/p。当比例为p时，在1/p试验中将存在1个正结果。
在一些实施例中，算法2的大运算量操作是反正切函数，其可能为约40浮点CPU运算。在算法1’的等效步骤中存在近似2N浮点运算。具有全分辨率的640×480像素图像的霍夫变换具有等于2520的N，而1080×1920像素图像的霍夫变换具有等于7020的N。这意味着，对于640×480图像当p大于0.008时，并且对于1080×1920图像，当p大于0.003时，算法2比算法1更具速度优势。
在一些实施例中，假设在存在噪音的情况下霍夫变换空间中的每个二元同样可能被占据。这种简单化加快阈值决定速度，然而，在一些实施例中，该假设不成立。简单化的初始效应是因错误地宣告线存在的对应的可能性而低估在霍夫变换中看到大于1的值的可能性。对于图像尺寸和霍夫变换二元排列的特定组合，可以预计算真实概率。这允许最小化误警报率，且在计算中无对应的增加。利用对成像的类型的附加限制，在霍夫变换的二元中看到值的可能性的甚至更加准确的估计是可能的。
存在参数化不同特征的霍夫变换的另外的形式。例如，存在圆圈(x,y,r)的三元素参数化，其中，x和y指定中心，并且r是半径。算法2也能够使用这些参数化起作用。对于圆圈示例，算法2将随机地选择三个像素并且计算通过它们的圆圈。
算法2对于包括所考虑的总像素的相当大部分的特征而言将具有类似的速度优点。它将还将在所需的存储方面具有显著优点，因为霍夫变换能够被存储在稀疏矩阵中，而算法1的模拟将需要全尺寸矩阵。
现在参照图22-26，图22-26说明可以被用来检测自由流条件或估计液体的液滴大小的各种背景图案。图像传感器103可以与图22-26的背景图案一起使用并且可以是图1的图像传感器11、图5的图像传感器68、图6的图像传感器63、或图8的图像传感器63，这些图像传感器中的每一个可以被耦接到相应的处理器(诸如，图1的处理器15或图8的处理器90)以便处理来自图像传感器的图像。
图22是根据本公开的实施例的用于与滴注腔104(例如，图1的滴注腔4)和光源102一起使用的成像系统100的框图，滴注腔104具有带条纹的背景图案101，光源102从与图像传感器103相邻的位置照射到条纹上。在滴注腔104内的任意液滴或自由流流使由图像传感器103获取的图像扭曲。耦接到图像传感器103的处理器(例如，图1的处理器15)能够使用如由图像传感器103拍摄的背景图案101的变形来估计流量和/或检测自由流条件。
图23是根据本公开的实施例的用于与滴注腔104和光源102一起使用的成像系统105的框图，滴注腔104具有带条纹的背景图案101，光源102相对于图像传感器103的相对端从背景图案101的后方照射在条纹上。图24示出根据本公开实施例的当液滴使图23的背景图案101变形时来自图23的图像传感器103的图像。注意，如图24所示，背景图案101的条纹被滴注腔104中的液滴变形(或将被自由流流变形)，如由图像传感器103在图像中拍摄的。该变形可以被用来估计液滴大小，用来计算通过滴注腔的流量，或用来确定在滴注腔内是否存在自由流条件。
图25示出根据本公开的实施例的用以与流量计和光源一起使用的成像系统的框图，该流量计具有带棋盘图案的背景图案，该光源相对于图像传感器的相对端从背景图案的后方照射在条纹上。图26示出根据本公开实施例的当液滴使图25-26的背景图案107变形时来自图25的图像传感器的图像。在本公开的又一实施例中，本文公开的成像系统可以利用具有多个随机点和/或圆圈的背景图案。
参照图22-26，液滴的“透镜作用”(即，来自图像传感器的视图的背景图案的变形)可以被用来测量液滴的半径。液滴的半径对应于液滴对于通过它的任何光产生多少以及何种效果。通过测量如通过液滴看到的校准网格(即，背景图案)的改变，能够计算半径并且因此能够计算液滴的体积。例如，如通过液滴看到的已知大小的试验网格的放大率能够以光学方式测量并且半径根据该测量被推断。在本公开的一些实施例中，半径和液滴之间的关系可以被计算和/或可以使用已经根据经验产生的查找表来确定。
图27-28示出根据本公开实施例的用于估计滴注腔内的液滴的体积的方法的流程图。也就是，图27-28说明方法214。还将参照图29-37来描述方法214。图29-31和图33-36示出根据本公开的实施例的由流量计使用或产生的图像，以估计滴注腔内的液滴的体积。图32和图37示出可以由图27-28的方法214使用的伪代码。
图27和图28的方法214可以由图1的流量计7、图5的流量计67、图6的成像系统78、图8的成像系统84、或本文公开的成像系统的其它流量计来实现(每个有或没有背景图案和/或有或没有有源照明)。
方法214包括动作200-213。动作200确定形成在滴注腔的开口处的液滴的基线。动作201拍摄第一图像。可以使用均匀的背光源来获取第一图像。在一些实施例中，可以使用背景图案和/或如本文描述的曝光算法来拍摄第一图像。动作200和201可以同时进行。图29示出具有叠置的基线215的图像。基线215可以是预定的像素组或可以使用布置在滴注腔的开口上和/或在背景图案(在图29中未示出)上的置信标记(fiducial marker)而产生。方法214使用第一图像来初始化背景图像μi,j，方差阵列si,j，和整数阵列Ii,j。背景图像可以具有i×j个像素，而方差阵列和整数阵列可以是也具有i×j的大小的2-D阵列。
动作202识别第一图像内的液滴和靠近液滴的边缘的预定带(例如，该带可以是超出液滴的边缘的预定数目的像素)。动作203通过将每个像素设置成与第一图像(对于该相应的位置而言)相同的值来初始化背景图像，除非其在识别的液滴或靠近液滴的边缘的预定带内。动作204将在液滴的区域内或在预定带内的像素设置为预定值。图30示出在初始化之后产生的示例背景图像。在图30的示例性图像中，液滴和超出液滴的边缘的带的区域，大体被指定为216，被设置为预定值，例如，140。
例如，当该方法产生第一背景图像时，背景图像中的为液滴的部分或在液滴的边缘以外的带的每个像素被设置为0-255的强度范围中的默认阈值，例如，140。
动作205将整数阵列中的整数初始化为零。动作206将方差阵列内的值初始化为零。整数阵列为与图像相同的大小。整数阵列计数背景图像的每个像素被新信息更新并且被初始化为零的频繁程度。方差阵列(例如，数据类型“双精度”的阵列)也是与背景图像相同的大小并且包含背景图像内每个像素的强度方差的估计。
动作207拍摄另一个图像并且动作208识别另一个图像中的液滴和靠近液滴边缘的另一个预定带。动作209更新背景图像、整数阵列、和方差阵列。
在另外的图像被拍摄时，背景图像可以被更新。例如，当系统收集图像时，背景算法评估每个像素。如果像素被认为是液滴或其保护带的一部分，则其在背景图像中的值不被改变。
如果像素不被认为是液滴或其保护带的一部分：(1)如果在整数阵列中像素的对应的整数为零，则背景图像中的像素的值被设置为等于输入图像中的像素的值；或(2)如果像素的计数大于0，则使用低通滤波器来更新该像素的背景图像值。在一些实施例中，可以使用任意款式的滤波器，诸如高通滤波器、带通滤波器等，可以使用的一个低通滤波器在方程(23)中示出如下：
Pbackground,i,j＝Pbackground,i,j(1-αbackground)+αbackgroundPinput,i,j (23)。
此外，方差阵列可以使用方程(24)更新如下：
Figure GDA0003584552440000821
注意，用于两个运算的滤波器是指数滤波器；然而在其它的实施例中，可以使用其它适当的滤波器，诸如其它低通滤波器。可以任意已知的方式或使用用于估计的替代物(例如，使用标准误差)来进行方差估计。
每个像素的背景强度(平均值)的新的估计、用来更新每个像素的平均值和方差的图像的数目、和每个像素的方差(例如，近似于真实方差和/或与方差成比例的值)被用来更新阵列。也就是，拍摄的每个附加图像可以被用来更新背景图像、整数阵列、和方差阵列。在已经处理若干图像之后，背景图像可能呈现为图31。注意，该图像仍然具有像素不曾从初始阈值改变的区域(均匀的中灰色区域，大体指定为217)。该区域已经被认为是每个图像中的液滴或其保护带的部分。
动作210将另一个图像(例如，当前或最新图像)与背景图像相比较并且识别多个关注像素。动作211确定多个关注像素内的对应于液滴的像素子组。
动作210的比较将另一个图像与背景图像逐像素比较。从该比较可以得出具有与每个像素具有零或非零值(255)的图像相同大小的阵列。
动作210可以由图32中所示的伪代码实现。也就是，对该阈值的确定根据下列进行：如果输入像素在图像中的基线的左边或右边，则其输出值被设置为零(线1)；如果输入像素的背景计数阵列指示，少于预定数目的图像(例如，100个)已经被用来实现该像素的背景值(线2)，则：如果输入像素的强度小于阈值强度(例如，在0-255的范围内的140)，则将像素的输出值设置为非零(255)(线2a)；或如果输入像素的强度大于或等于阈值强度，则将像素的输出值设置为零(线2b)；和如果输入像素的背景计数阵列大于预定数目的图像(线3)，则：如果输入像素强度和背景像素强度之间的差的平方大于像素的背景方差的估计乘以常数γ2，则将像素的输出值设置为非零(255)(线3a)(也就是，如果当前像素值与背景图像之间的差大于γ，则像素是不同的)；或如果输入像素强度和背景像素强度之间的差的平方小于或等于像素的背景方差的估计乘以常数γ2，则将像素的输出值设置为零(参见线3b)。线3拍摄图像的因液滴的存在而被改变但是导致较高的强度的部分。
当动作210被实现为算法时，该算法被初始化，并且该阈值算法的输入和输出将分别看起来像图33和图34中的图像。因为在估计背景图像中使用的图像的数目最初为小的，所应用的唯一的准则被示出为在线(1)和线(2)上方，因为对于某些相应的像素，没有足够的图像用于让整数阵列具有超过阈值的值。这可能导致许多低强度区域被识别为不同的，包括未被充分照亮的边缘和腔壁上的凝结。
在足够的图像已经被收集使得背景图像的像素中的大部分(或全部)已经与充分数目的像素一起产生之后，图32的线(3)、(3a)、和(3b)被利用。在阈值化之后，背景在很大程度上为黑的，且具有超过方差阈值的临时嘈杂像素，如图35和图36中所示(图35和图36分别示出由照相机拍摄的图像和上文描述的比较算法的结果)。
如先前所提及的，在动作210之后，动作211确定多个关注像素内像素子组中的哪一个对应于液滴。动作211可以由图37中所示的伪代码实现。也就是，阈值图像被传递到找到表示如由图37的伪代码所示的液滴的连接的分量的算法。
在处理图32的伪代码之后评估二元图像以找到占据由液滴给定的空间的二元分量。该算法通过为白的基线上的像素的位置(或它通过线上的连续白像素的最长延伸的中心像素)。
一旦该算法具有初始白像素，则它执行由图37所示的伪代码所示的算法。伪代码确定包括具有到基线的路径(即，白像素路径)的白像素的位置。行1将第一像素的位置压入栈。在栈非空时，行2执行当(while)型循环。当型循环包括行(2a)-(2d)。行2a从栈中弹出下一个位置(i,j)。行2b使(i,j)处的输出像素值为白。行2c检查与(i,j)相邻的8个像素。行(2ci)是“如果(if)语句”并且如果相邻的输入像素
Figure GDA0003584552440000851
为白但输出像素
Figure GDA0003584552440000852
为黑，则行2c将该位置
Figure GDA0003584552440000853
添加到栈。行2d返回到行2以继续当型循环(如果栈保持为空)。
该算法将能够通过白输入像素的连续路径连接到输入像素的位置的所有输出像素位置设置为白的。液滴的左边界通过从左边缘步进通过像素的每一行直至算法命中白像素为止而被找到。右边界通过从图像的右边缘步进直至它命中白像素为止而被找到。可以从左边缘步进到右边缘且不命中白像素的第一行被认为是液滴的终止。
图37所示的伪代码为连接的分量标记算法的一次通过版本。然而，其它连接的分量标记算法或其它适当的算法可以被用来确定哪个像素对应于液滴。
图28的动作212在像素子组上执行旋转操作。动作213通过计数在旋转的像素子组内的像素的数目来估计在滴注腔内的液滴的体积。计数在液滴的3-D版本内的像素的总数；并且因为每个像素对应于距离，所以像素的数目可以被用来估计液滴的体积。
成像系统光学元件
图38-42用于本文公开的成像系统的光学元件的下述说明。例如，本文公开的图像传感器可以是由Santa Clara,California 95054的4275Burton Drive的OmniVision制造的图像传感器立方体；和，例如，图像传感器立方可以是被制造用于电话图像传感器应用的图像传感器立方体。在本公开的一些实施例中，本文公开的图像传感器可以使用固定焦距并且具有从15厘米到无限的景深(“DOF”)。
图像传感器可以具有在图像传感器的完全包含在单个像素的区域内的范围内成像的点的模糊圆圈。图像传感器透镜的焦距可以是1.15毫米，F#可以是3.0，并且图像传感器的透镜的光圈可以是0.3833毫米。一个或多个图像传感器的光学系统的第一级近似可以使用矩阵方程来实现，其中，每道光线r，被表示为方程(25)中描述的矢量如下：
Figure GDA0003584552440000861
在以上方程(25)中，h是在图像传感器的入口处光线的高度，并且θ是光线的角度。参照图38，当使假设点在离图像传感器(其具有焦距f)中的一个的透镜的距离dim处成像并且透镜离焦面为距离dfp时，描述图像传感器的对应的矩阵，Mcam，由如下方程(26)描述：
Figure GDA0003584552440000862
为了找到焦面上光线撞击的位置，fp，可以使用如由方程(27)描述的矩阵乘法如下：
Figure GDA0003584552440000863
如图38所示，模糊圆圈的直径，Dblur，被示出为图38中所示的两个点之间的近似距离。该距离通过从光轴上离透镜dim远的点到透镜的边缘然后到焦面追踪光线而找到。这些光线由(28)中所示的矢量给定如下：
Figure GDA0003584552440000864
如图39所示，模糊圆圈Dblur被计算并且被示出用于各种透镜到焦面间隔和透镜到图像间隔。在图39中还示出等高线图77。x轴以微米示出焦面与定位成离开图像传感器的透镜一个焦距的点之间的距离。y轴以米示出透镜和成像的点之后间的距离。创建等高线图77的值为模糊大小除以像素大小；因此，约1或更小的任何值对于成像而言是充分的。如图39所示，焦面位于离开透镜一个焦距再加5微米。
图像传感器可以利用第二透镜。例如，图像传感器可以利用第二透镜来创建相对更大的景深和相对更大的视场。使用与以上分析相同的分析(但是在光学矩阵被修改为适应第二透镜和附加距离的情况下)能够计算利用两个透镜的景深，该景深在方程(29)中示出如下：
Figure GDA0003584552440000871
图40和图41示出场随透镜和图像传感器之间的间隔并且相应地图像传感器的焦距的改变而改变。图40和图41示出模糊圆圈除以像素大小。图40示出当使用20毫米焦距透镜时除以像素大小的模糊圆圈。图41示出当使用40毫米焦距透镜时除以像素大小的模糊圆圈。图42中的表示出关于图40和图41的两个配置的拐角的光轴对应的视场。
如图42所示，在一些实施例中，图像传感器可以利用40mm至60mm焦距透镜；该配置可以包括将图像传感器放置在离焦点大约2英寸处。在本公开的其它实施例中，可以使用其它配置，包括未在图42中示出的那些配置。
例如，下列分析示出能够如何为图像传感器设置景深：使用透镜的焦距，f，离焦面的距离，z，和离空间中的点的距离，d；系统的矩阵在如下方程(30)中示出：
Figure GDA0003584552440000881
方程(30)简化为如下方程(31)：
Figure GDA0003584552440000882
方程(31)简化为如下方程(32)：
Figure GDA0003584552440000883
考虑到轴上点，所有高度将为零。不同光线将撞击的焦面上的点由方程(33)给出如下：
Figure GDA0003584552440000884
如以上(33)所示，θ是光线的角度。完美对焦中的点由方程(34)中给定的透镜制造者的方程给出如下：
Figure GDA0003584552440000885
方程(34)可以被重新排列以推导方程(35)如下：
Figure GDA0003584552440000886
将方程(35)中的d插入到方程(33)中以示出方程(36)中的撞击点结果如下：
Figure GDA0003584552440000891
离开该点的所有光线在光轴处撞击焦面。如方程(37)中所示，当将图像传感器移位离焦点一定的距离δ的情形被描述如下：
Figure GDA0003584552440000892
方程(37)示出，通过将图像传感器的透镜相对于焦面适当地定位，我们能够改变景深。另外，斑点大小依赖于角度θ的大小。该角度线性地依赖于由图像传感器产生的视觉系统的光圈。
此外或备选地，根据本公开的一些实施例，图像传感器可以通过调节各种参数被实现，所述参数包括：到焦点的距离，因为它影响紧凑性、对准、和视觉系统对环境的灵敏度；系统的视场；和透镜焦面间隔，因为其影响系统的对准公差和系统对环境的灵敏度。
带或不带连接到其阀的流量计的实施例
参照附图，图43和图44示出耦接到滴注腔59的流量计58。如下所描述，流量计58可以可选地包括根据本公开的实施例的自由流检测器部件12(参见图1)。另外，备选地，或可选地，流量计58可以包括根据本公开的一些实施例的流量估计器部件13(参见图1)。图43示出具有关闭的门62的流量计58，并且图44示出具有打开的门62的流量计58。流量计58可以是图1的流量计7，带有阀6或不带阀。流量计58包括起动旋钮60和停止旋钮61。此外或可选地，流量计58可以包括备用阀以使流经其的流体停止，或可以用信号通知另一个阀以使流体响应于误差条件而停止流动。
流量计58可选地包括能够估计流体流和/或检测自由流条件的图像传感器63和64。虽然流量计58包括两个图像传感器(例如，63和64)，图像传感器63和64中的仅一个可以在一些实施例中使用。当液滴形成在滴注腔59内时，图像传感器63和64能够使液滴成像并且估计其大小。液滴的大小可以被用来估计通过滴注腔59的流体流。例如，在本公开的一些实施例中，图像传感器63和64使用边缘检测算法来估计形成在滴注腔59内的液滴的大小的轮廓；其中的处理器(参见图1的处理器15，图5的处理器75，或图6或8的处理器90)可以假定轮廓从液滴的每个角度看是均匀的，并且能够根据轮廓来估计液滴的大小。在图43和图44所示的示例性实施例中，两个图像传感器63和64可以将两个轮廓一起求平均值以估计液滴的大小。例如，该算法可以求出两个图像传感器63和64的测量轮廓的平均值以确定液滴的大小。图像传感器63和64可以使用参考背景图案来促进如本文描述的液滴的大小的识别。
在本公开的另一个实施例中，图像传感器63和64使流体成像以确定自由流条件是否存在。图像传感器63和64可以使用背景图案来确定流体是否自由地流动(即，液滴未形成并且流体流通过滴注腔59)。如先前所提及的，虽然流量计58包括两个图像传感器(例如，63和64)，但是图像传感器64和64中的仅一个可以在一些实施例中使用，以确定自由流条件是否存在和/或以估计通过滴注腔的流体的流动。
此外或备选地，在本公开的一些实施例中，另一个图像传感器65监测流体管66以检测流体管内一个或多个鼓泡的存在。在备选实施例中，代替图像传感器65，可以使用其它鼓泡检测器。在其它的实施例中，在流量计58中不使用鼓泡检测。
现在参照附图，图45示出根据本公开的实施例的耦接到滴注腔219的流量计218。滴注腔219经耦接器410固定到流量计218。背光源220照射光通过滴注腔朝图像传感器221(以轮廓形式示出)。
流量计218可以将流量电子地传输至监测客户端8(参见图1)。此外或备选地，在一些可选的实施例中，流量计218可以包括显示流量的显示器(例如，触摸屏、发光二极管显示器等)。流量计218可以经夹具222耦接到杆223。
在一些实施例中，流量计218可以被耦接到致动器(其耦接到阀)(在图45中未示出)以形成闭环系统(例如，图1的控制部件14，诸如PID、开关、神经网络、或模糊逻辑控制系统)以调节通过滴注腔219的流体的流动。
流量计218可以使用本文中所描述的任意流动算法并且可以包括本文中所描述的任意成像系统。此外或备选地，流量计218可以包括自由流检测器部件(例如，图1的自由流检测器部件12)。
图46示出根据本公开的实施例的流量计224和耦接到该流量计224的主体226以控制流体到患者体内的流动的夹管阀225。流量计224包括图像传感器227和背光源228。
图像传感器227使滴注腔229成像并且能够从背光源228接收光照。流量计224包括耦接到耦接器231的支撑构件230，耦接器231将滴注腔229耦接到流量计224。
流量计224可以实现本文描述的任意流量估计器(例如，图1的流量估计器部件13)和/或本文公开的自由流动检测器(例如，图1的自由流动检测器部件12)。流量计224可以使用以闭环形式的夹管阀225来控制流体到患者的流动(例如，使用如图1所示的控制部件14)。
夹管阀225，如在图47中更容易地看到的，耦接到轴233，轴233耦接到致动器234。致动器234可以是螺线管或能够使夹管阀225朝管335移动的任意致动器。
图48示出根据本公开的实施例的流量计336和夹管阀225。流量计包括两个图像传感器337和338。流量计336可以在闭环反馈配置中使用夹管阀225。流量计336可以使用图像传感器337和338来实现本文描述的体积估计算法以估计流体通过滴注腔229的流动。例如，流量计336可以对两个体积一起求平均值用于在反馈回路中使用。
图49示出根据本公开实施例的流量计339和耦接到致动器341以控制流体到患者体内的流动的阀340。图49的流量计339类似于图46的流量计224；然而，图49的流量计339包括具有弯曲细长支撑构件342和343的阀340(参见图50A-50B)。
流量计339包括图像传感器227和背光源228。图像传感器227使滴注腔229成像并且能够从背光源228接收光照。流量计339包括耦接到耦接器231的支撑构件230，耦接器231将滴注腔229耦接到流量计339。
流量计339能够实现本文描述的任意流量估计器(例如，图1的流量估计器部件13)和/或本文公开的自由流动检测器(例如，图1的自由流动检测器部件12)。流量计339可以使用以闭环形式的阀340来控制到患者体内的流体的流动(例如，使用图1的控制部件14)。
流量计339可以致动致动器341以致动阀340，阀340因此使用任意控制算法来调节流经以反馈(即，闭环)配置的IV管335的流体。
现在参照图50A-50B，其示出根据本公开的实施例的图49的阀340的近视图。阀340包括内弯曲细长支撑构件343和外弯曲细长支撑构件342。管335定位在支撑构件342和343之间。
内支撑构件343包括筒状螺母344。外支撑构件342经钩345耦接到筒状螺母344。在一些实施例中，筒状螺母344不耦接到阀340，并且内支撑构件342包括让螺纹杆或螺杆347滑动通过的孔。外支撑构件342还具有钩348以将它固定到致动器341的框架349。致动器341包括耦接到螺杆347的轴346。由于致动器341使轴346旋转，所以螺杆347能够旋转以朝致动器341推动筒状螺母334。也就是，钩345和筒状螺母334朝钩348和框架349移动，因为内和外支撑构件342和343是柔性的。
随着支撑构件342和343被压缩，管335变得被压缩，因为它定位在支撑构件342和343之间。压缩的管335限制通过管335的流体的流动。阀340压缩管335大致大于管335的直径的长度。
图51A-51D示出根据本公开的实施例的具有监测客户端358、阀352、滴注腔357、IV袋411和流体管412的流量计350的若干视图。流量计350包括用以接纳阀352的接纳部351。阀352包括两个弯曲细长支撑构件353和354。
流量计350包括图像传感器355和能够监测形成在滴注腔357内的液滴的背光源356。流量计350可以使用图像传感器355来实现本文描述的流量估计器算法(例如，图1的流量估计器部件13)和/或实现本文公开的自由流动检测器(例如，图1的自由流检测器部件12)。
流量计350包括基座359，该基座359能够形成底座(dock)以接纳监测客户端358。监测客户端358可以是智能电话或其它电子计算设备(例如，基于Android的设备、Iphone、平板、PDA等)。
监测客户端358可以在其中包含软件以实现自由流动检测器、流量估计器、控制部件、曝光部件等(例如，图1的自由流检测器部件12、流量估计器部件13、控制部件14、曝光部件29)并且可以包含一个或多个收发器(例如，收发器9)。此外或备选地，流量计350的基座359可以实现这些项目。
例如，流量计350可以使用内软件、硬件、电子设备等来实现自由流动检测器、流量估计器、控制部件、曝光部件等。流量计350可以实现闭环反馈系统以通过改变流经阀352的流体来调节流向患者的流体。
如在图51B中容易看到的，阀352包括内支撑构件354和外支撑构件353。内支撑构件354耦接到筒状螺母360并且耦接到筒361。在一些实施例中，筒状螺母360不耦接到内支撑构件354，并且内支撑构件354包括用于让螺纹轴362滑动通过的孔。
螺纹轴362(例如，螺杆)在位于筒361内的轴承内自由地旋转并且通过旋钮363的旋转来接合筒状螺母360内的螺纹螺母以相对于筒361推动或拉动筒状螺母360(例如，致动器是导螺杆，具有旋钮以致动导螺杆。)。可以手动地使旋钮363旋转。
此外或备选地，阀352可以卡合到包括旋转构件364的接纳部351中，旋转构件364接合在接纳部351内的旋钮363(参见图51C)。旋转构件364接合旋转旋钮363以致动阀352。旋转构件364可以被耦接到使旋转构件364旋转的电动机。电动机(未明确地示出)可以受到以闭环配置的流量计350的控制以实现流入到患者体内的流体的目标流量。
图52A-52D示出根据本公开的实施例的具有阀352、滴注腔357、和流体管沟槽413的另一个流量计365的若干视图，流体管沟槽413具有接纳部351以接纳阀352。图52A-52D的流量计365类似于图51A-51D的流量计350；然而，基座359将监测客户端358保持在“垂直”位置。另外，接纳部351在基座359的与监测客户端358相对的侧上(参见图52B和52C)。
图52D示出接合接纳部351的阀352的近视图。旋钮363接合在基座359内部的旋转构件(在图52D中未示出)，基座359耦接到电机(在图52D也未示出)。
图53A示出图51A-51D和图52A-52D的阀352的另一个视图，并且图53B-53C示出根据本公开的实施例的图53A的阀的两个分解视图。
如图53A-53C所示，阀352包括内支撑构件354和外支撑构件353。可以将管插入贯通孔366和367以对在支撑构件354和353之间的管定位。
可以使旋钮363旋转以使螺杆362旋转。螺杆362的旋转引起筒状螺母360朝局部筒363移动以压缩定位在支撑构件353和354之间的管。然而，局部筒363包括两侧，存在空间以将螺杆362的端部600(例如，帽件)牢固地保持在该空间(例如，辅助空间)内。图54示出以手动使用并且耦接到管368的阀352。
图55示出根据本公开的实施例的包括两个柔性构件370和371的阀369。柔性构件370和371可以是两个柔性片。柔性构件371可以包括用于柔性构件370和371之间的将被定位的管372的孔373和374。
柔性构件370和371经两个连接器构件377和378耦接在一起。连接器构件377和378分别耦接到耦接构件376和375。
阀369的致动可以通过将耦接构件375、376朝向彼此或离开彼此拉动的线性致动器。线性致动器(未明确示出)可以是螺杆类型致动器、活塞致动器、或其它致动器。在一些实施例中，耦接构件375和376中的一个可以被耦接到固定支撑件，而致动器耦接到耦接构件375和376中的另一个和另一个固定支撑件以便将耦接构件375和376拉拢或拉开。
图56A-56C示出根据本公开的实施例的具有两个弯曲细长支撑构件381和382的阀380的若干视图,且细长支撑构件381中的一个具有多个脊部387，适于接合定位在支撑构件381和382之间的管。
阀380具有在第一端处耦接到耦接构件383和在另一端处耦接到第二耦接构件384的两个支撑构件381和382。也就是，围绕螺杆385和耦接构件383的耦接构件384包括内螺纹，当螺杆385随旋钮386的旋转而旋转时，该内螺纹用于将耦接构件383朝向或离开旋钮386拉动。图56B示出当被致动时用以封闭流经耦接在支撑构件381和382之间的管的流体的阀380。图56C示出具有用以接纳管的两个孔388和389的支撑构件381。还注意到，支撑构件381和382保持从螺杆385的轴线偏心的管，这在图56C中容易看到。保持管从螺杆385的轴线偏心促进管的自由运动。
图57A-57C示出根据本公开的实施例的具有棘齿394的阀390的若干视图，棘齿394接合阀390的连接构件393，并且图57D-57E示出图57A-57C的阀390的两个分解视图。棘齿394通过与布置在其上的齿条397相互作用而接合连接构件393。指形件602(参见图57D和57E)与齿条397相互作用以提供棘合动作。也就是，指形件602可以保持齿条397抵靠与固持用指形件602相对的侧上的接合指形件。阀390包括支撑构件391，该支撑构件391具有耦接到棘齿394的一端和可枢转地耦接到铰链395的另一端。阀390还包括支撑构件392，该支撑构件392具有能够耦接到棘齿394的主体的钩398。
如图57C所示，管396能够定位在支撑构件391和392之间，钩398则能够紧固到棘齿394的主体，并且连接构件393能够插入到棘齿394中(如图57B所示)。如图57C所示，管396定位成经开口399和400抵靠支撑构件391。
棘齿394接合齿条397，使得能够手动地使棘齿394朝铰链395移动用于流体流调整进程。之后，旋钮(未示出)可以被耦接到棘齿394以对棘齿394和铰链395之间的距离做出微小调整。此外或备选地，棘齿394可以包括用以将棘齿从连接构件393释放的释放旋钮(未示出)。
图58A-58D示出根据本公开的另一个实施例的具有两个细长支撑构件403和404、连接构件405、和螺旋型致动器407的阀401的若干视图。
支撑构件403和404可以在它们的端部处与连接构件405的端部永久模制在一起。管402可以定位在支撑构件403和404之间。
随着旋钮408旋转，螺旋型致动器407因为与螺纹杆406接合而伸展或收缩。图58A示出在打开位置中的阀，而图58B示出在关闭位置中的阀。注意，管402沿着管402的大致长度被挤压。图58C-58D分别从透视图角度示出在打开位置和关闭位置中的阀401。
图59A-59C示出根据本公开的实施例的阀500的主体501的若干视图(关于装配阀500，参见图59H)。主体501包括第一弯曲细长支撑构件502和第二弯曲细长支撑构件503。第一支撑构件502包括用以保持在支撑构件502和503之间的管的凸起孔504、505。
主体501还包括耦接到支撑构件503、504的一端的第一连接器506和耦接到支撑构件503、504的另一端的第二连接器507。
第一连接器506耦接到支撑构件503、504的一端并且连接到连接构件509的第一端508。第二连接器507包括孔510，孔510用于将连接器构件509的第二端511定位成通过它(如在图59B中容易看到的)。
当将管设置在支撑构件502、503之间时，第二连接器507朝第一连接器506的移动压缩布置在支撑构件502、503之间的管。随着第二连接器507朝第一连接器移动，第二连接器507的孔510允许连接器构件509的第二端511在其中自由地滑动。
图59D-59G示出根据本公开的实施例的用于与图59A-59C中所示的主体501一起使用的旋钮512的若干视图。旋钮512包括由四个指形件514限定的棘齿513。指形件514中的每一个包括用以接合螺纹连接构件509的螺纹表面515。指形件514朝孔516在旋钮512的中心处的孔516成弓形。旋钮512还包括接合第二连接器507的指形件517(参见图59H)。在一些实施例中，主体501包括凹部510以接纳第二连接器508上的指形件517。
图59H示出根据本公开的实施例的装配阀500，该装配阀500包括图59A-59C所示的耦接到图59D-59G的旋钮512的主体501。旋钮512滑动到连接构件509的螺纹上。指形件514接合连接构件509的螺纹并且棘合到连接构件509。也就是，旋钮512可朝连接构件509的第一端508沿着连接构件509的螺纹自由地移动，但是在不使旋钮512旋转的情况下，不能将旋钮512从连接构件509的第一端508移走。也就是，可以将旋钮512放置到连接构件509上以通过使连接器507、508朝向彼此粗略地移动以封闭阀500来对阀500提供粗调。因为四个指形件514的螺纹表面515接合连接构件509的螺纹，所以旋钮512的旋转减少或增加管内的流体流。指形件514中的每一个包括螺纹表面515以接合连接构件509的螺纹，使得旋钮512的旋转使第二连接器507朝向或离开第一连接器506移动以因此控制定位在支撑构件502、503之间的管的流体的流动。
图60示出根据本公开的实施例的具有引导突起521的阀520。阀520类似于图59H的阀500，但是包括引导突起521和具有第一和第二卡圈523、524的旋钮522。旋钮522还包括用以接合连接杆526的螺纹525的内螺纹(未示出)。在一些实施例中，内螺纹可以棘合并且在其它实施例中，内螺纹可以被固定且不提供棘合动作。
图61示出根据本公开的实施例的用于耦接到图60的阀520的电机536和阀固定结构537。阀固定结构537包括固定指形件528、529、530、531，所述固定指形件528、529、530、531各自具有弯曲部533用于在旋钮522的卡圈523、524上(参见图62)卡扣到相应的卡圈引导部分534中。
现在参照图60、61、和62，一旦卡圈523、524被充分地固定，旋钮522就自由旋转。也就是，卡圈523可以被固定在固定指形件528和530之间在它们的相应的卡圈引导部分534内，允许旋钮522旋转。同样地，卡圈524可以被固定在固定指形件529和531之间在它们的相应的卡圈引导部分534内，允许旋钮522旋转。
当将阀520固定到阀固定结构537时，轮537的旋转(由电机536引起)使阀520的旋钮522旋转。随着阀520弯曲，突起521在突起引导535内自由地移动或与突起引导535相邻。图62示出图60的经阀固定结构537紧固至电机536的阀。
图63示出根据本公开的实施例的用于耦接到图60的阀的另一个电机538和阀固定结构539。阀固定结构539包括与电机538相邻的突起引导540。电机538耦接到轮541以接合旋钮522(参见图60)。
图64A示出根据本公开的实施例的具有用于调节通过流体线543的流体流的可滑动卡圈545和若干压缩指形件544的阀542。基座546连接到所有指形件544。随着可滑动卡圈545在压缩指形件544上移动，压缩指形件544压缩管543以阻碍其内的流体流。图64B示出图64A的阀的截面图。
指形件544耦接到基座546，使得基座546和指形件544围绕管543。卡圈545可滑动离开基座546，使得指形件544压缩管543，这因此随着卡圈移动而减小管543的内体积。管543的内体积的减小使得通过管的流体流减少。致动器(未示出)可以被耦接到卡圈545以控制卡圈545的位置(例如，线性致动器可以被耦接到卡圈545并且被耦接到基座546)。图64B示出图64A的阀542的截面图。注意，指形件544可以成形为离开管靠近基座的相对端。
图65示出根据本公开的实施例的阀547，该阀547具有两个弯曲的表面549和550用于将流体管548定位在它们之间以调节通过流体管548的流体流。随着表面被压缩在一起，在它们之间的管548受到压缩。两个弯曲的表面549和550可以使用致动器被压缩的在一起。可以环绕表面549包裹管548若干次。
图66A-66G示出根据本公开的实施例的具有旋钮552的阀551的若干视图，在移动旋钮552之后，旋钮552使被锁定就位的连接构件553移动。
阀551包括内弯曲细长支撑构件554和外弯曲细长支撑构件556。旋钮552经销578可枢转地耦接到外支撑构件556。连接构件553接合旋钮552的齿576。
连接构件553可以被插入到支撑构件556的端555的孔中，使得旋钮552的旋转将接合指形件700(参见图66D)摩擦地锁定到连接构件553的齿条558中。接合指形件700可以接合齿576以锁定旋钮552以因此防止旋钮552旋转，除非充分的扭矩克服接合指形件700的锁定动作。保持用指形件577定位在孔571的另一侧上，抵靠旋钮552的齿576挤压连接构件552。
内支撑构件554能够从外支撑构件556枢转出，使得管能够经凸起部559和560被加载(参见图66C)。内支撑构件554经狗骨形561、562、701、和702从外支撑构件556枢转出，如图66C所示。之后，内支撑构件554朝支撑构件556枢转回，如图66D所示。然后，将连接构件553插入到外支撑构件556的端555中(在图66E中示出插入的近视图)，该外支撑构件556包括接合指形件700，该接合指形件700锁定到旋钮552的齿576，旋钮552临时使连接构件553固定(参见图66G)。连接构件553的另一端581被锁定在支撑构件556的端557的孔582中。连接构件553可以可枢转地连接到端557。旋钮552包括齿576以使连接构件553移动到端555中或从端555移出。然而，当旋钮552不移动时，接合指形件700锁定旋钮552的移动，除非预定量的扭矩将指形件700叩击到旋钮552的内部中的齿576的下一个齿。
如先前所提及的，支撑构件554能够摇摆离开外支撑构件556，如图66C所示，狗骨形连杆561、562、701、和702促进这一动作。狗骨形连杆561包括耦接到枢轴563的枢轴孔572和耦接到枢轴565的枢轴孔573。狗骨形连杆562包括耦接到枢轴566的枢轴孔575和耦接到枢轴566的枢轴孔574。狗骨形连杆701耦接到枢轴567和570，并且狗骨形连杆702耦接到枢轴568和569，使得支撑构件556的端部也摇摆离开内支撑构件554。
图67示出根据本公开的实施例的说明致动相对于阀的流量的图解408。图解408示出具有细长支撑构件的阀的操作，所述阀诸如，例如，图49和图50A-50B的阀340，图51A-54的阀352，图55的阀369，图56A-56C的阀380，图57A-57E的阀380，图58A-58D的阀401，图59H的阀500，图60-60的阀520，图64A-64B的阀542，图65的阀547，和/或图66A-66G的阀551。图解408的x轴示出阀的支撑构件的两端之间的移位，并且y轴示出流量(例如，由重力和/或压力源引起)。阀的响应是非线性函数，诸如S曲线、S型曲线、Gompertz曲线或广义logistic函数。可以调节这些函数以匹配阀和/或可以调节阀以匹配曲线或函数中的一个。
图68A示出根据本公开的实施例的使用二元光学元件705的流量计703。流量计703包括照相机355，该照相机355拍摄一个或多个图像以使用任意充分的方法(例如，本文公开的方法)来估计通过滴注腔357的流体的流量。流量计703包括激光器704，该激光器704将激光束引导到二元光学组件705上。二元光学组件705之后对通过滴注腔357的激光束重定向并且重组并且到图像传感器355上，使得图像传感器355看见图案，例如，图8所示的线阵列85，该线阵列85可以形成如在图10的背景图案89中所示的条纹。二元光学组件705可以通过使用多个椭圆形来形成条纹。
图像传感器355可以包括滤波器以滤出除激光器704的频率之外的所有频率。例如，图像传感器355可以包括光学带通滤波器，该光学带通滤波器具有中心频率等于(或大约等于)激光器704的光频(或光频的中心频率)。
监测客户端358可以被电耦接到激光器801以调制激光器801。例如，仅当预定像素被曝光时，监测客户端358可以开启激光器801，并且当除预定像素之外的其它像素被曝光时，监测客户端358可以关闭激光器801。
流量计703可选地包括第一电极800和第二电极801。监测客户端358可以电耦接到第一和第二电极800、801以测量在它们之间限定的电容。在流式条件下，电容改变，因为相对介电常数对于空气和水而言是不同的。通过监测第一和第二电极800、801之间的电容，监测客户端358可以监测起因于滴注腔357内的流式条件的变化，并且将超过阈值的电容的增加和/或减小关联为对应于流式条件和/或非流式条件。例如，如果第一和第二电极800、801之间的电容高于阈值，则监测客户端358内的处理器可以确定，滴注腔357正经历流式条件。
在可选实施例中，第一和第二电极800、801是环形天线。监测客户端358使用收发器来监测环形天线800、801之间的磁耦合。例如，收发器可以将编码信息从天线800、801中的一个环形天线传输到环形天线800、801中的另一个环形天线，然后确定编码信息是否成功地被接收。假如这样，则可以从收发器进行接收的信号强度指示(“RSSI”)测量。RSSI可以被用来监测天线800、801之间的磁耦合。如果磁耦合在阈值以上，则监测客户端358可以确定，在滴注腔357内存在流式条件。在一些实施例中，可以将磁耦合的改变或电容耦合的改变确定为流式条件已经发生的指示。
流量计703还可以包括安全阀706。图69A-69F示出根据本公开的实施例的可以与流量计(诸如，图68的流量计703)一起使用的安全阀706的若干视图。
图69A-69B示出安全阀706的分解视图。安全阀在本申请中也可被称为安全截止阀。安全阀706还可包括螺线管707、接口结构708、管壳体709、弹簧720、面板712、第一轴713、第二轴714、第一封堵臂710、和第二封堵臂711。面板712包括孔715，并且管壳体708也包括孔819。孔715、819允许轴713在孔715、819内滑动。
参见图69C，管可以被放置在管壳体709内的位置820中，该管壳体709将管放置在靠近在图69D中容易看到的第一封堵臂710和第二封堵臂711的位置820中。当在缩回状态下时(如图69D所示)，弹簧720保持第一封堵臂710和第二封堵臂711缩回，但是存储能量，使得第一封堵臂710和第二封堵臂711朝管810的预定量的移动引起弹簧释放其存储的机械能以引起第一封堵臂710和第二封堵臂711伸出并且封堵在位置820中的管。
弹簧可以连接到第一轴713和第二轴714。弹簧720可以将第一轴713和第二轴714朝向彼此拉动。第一封堵臂710和第二封堵臂711可枢转地连接在一起。因为第一封堵臂710和第二封堵臂711在从轴713、714离开中心的枢转点处可枢转地连接在一起，弹簧720将轴713、714朝向彼此拉动，这将在缩回的状态下保持稳定(如图69D中所示)直到螺线管707引起臂部710、711向外伸出超过预定量为止。如在图69E中容易看到的，螺线管707的轴718能够致动通过孔719以推进臂部710、711，这引起弹簧720释放其能量并且封堵在位置820的管(参见图69F，对于第一封堵臂710和第二封堵臂711在何时和何处在封堵位置的情况)。
参见图69G，在一些实施例中，电流敏感材料717可以耦接到螺线管707。电流敏感材料717可被配置成螺线管使得当电流敏感材料717由于受到电流的改变的影响而改变形状时，螺线管可接合第一封堵臂710和第二封堵臂711。当电流敏感材料717受到电流改变的影响时，电流敏感材料717将把力施加于螺线管707。其后，螺线管707可将力施加于触发机构以释放封堵臂。
在另一个实施例中，如图69H中所示，第一封堵臂和第二封堵臂可由磁力保持。在一些实施例中，第一磁体722和第二磁体723可定向为使异性的磁极对准(例如北磁极和南磁极)。使用此吸引的磁力，臂部710、711可保持在缩回的状态。可旋转两个磁体中的一个，使得磁体被重新定向使得第一磁体和第二磁体定向为使同性磁极对准(例如北磁极和北磁极或南磁极和南磁极)。同性磁极对准引起磁体彼此排斥。可使用排斥力的磁体来引起臂部710、711向外伸出。在其它实施例中，如图69l所示，永磁体724可放置在线圈725内。在这些实施例中，使用由磁体724和线圈725产生的磁力，臂部710、711可保持在缩回的状态。通过使用螺线管或一些其它元件磁力可被克服，引起臂部710、711被接合和向外伸出超过预定量。图70示出根据本公开的实施例的示出估计滴注腔内的液滴增长和/或流动的方法728的流程图。方法728包括动作729-735。图71A-图71E示出由具有叠置在其中的模板的流量计获取的图像以示出图70的方法。注意到模版727用于确定在X和Y尺寸下的液滴的边缘的位置。
动作729拍摄滴注腔的图像。图像拍摄可以是图71A的图像721。动作730将拍摄图像内的模板定位到第一位置。例如，如图71A所示，模板727可以被定位在预定位置内。动作731对模板727内的所有像素取平均值。动作732将模板移动至第二位置。例如，图71A中的模板727可以使模板沿Y方向移动(例如，在图71A中看见到的向下)。
在动作733中，使用模板内的像素来确定第二平均值。在动作734中，如果第二平均值和第一平均值之间的差大于预定阈值，则确定模板定位在液滴的边缘。例如，参照图71A，可以将模板缓慢沿Y方向下降，直至模板727从液滴的边缘过渡到图像的不包含液滴的部分，在这种情况下，像素的平均值将突然过渡到深色平均值到较浅的平均值。当该过渡发生时，模板727的Y位置被视为在液滴的边缘处(例如，图71A的Y1)。在动作735中，将液滴的第二位置与液滴的体积相关联。例如，Y1值可能与查找表中液滴的体积相关联。在本公开的一些实施例中，需要模板727的多个运动直至检测到液滴的边缘为止。例如，可以使模板727沿y方向一次移动一个像素(或一次移动若干像素)，并且可能需要若干模板727运动，使得检测到液滴的边缘。通过监测液滴的边缘，可以通过流量计来控制液滴的增长以实现目标流量(例如，流量计内的PID控制回路可以控制图71A的Y1到图71B的Y2之间的过渡的速率)。图71B示出相对图71A的位置Y1的位置Y2，该位置Y2对应于液滴中的增长。图72-图73C示出如何可以监测液滴的顺序增长。
图72示出根据本公开的实施例的模块化背光源组件740。组件740可以是图1的背光源18或可以被用作本文公开的任意充分的流量计的背光源。组件740包括第一电路板738、第二电路板739、第一背光源扩散器736、和第二背光源扩散器737。
第一电路板738包括嵌入光源822，该嵌入光源822沿着第一背光源扩散器736和第一电路板738之间的接口延伸。嵌入光源822将光照射到第一背光源扩散器736中，光被向外引导，如由821所指示。可以将光821朝图像传感器定向。当通过图像传感器观察时，第一背光源扩散器736仅扩散光且没有“图案”形成。
第二电路板739包括嵌入灯823，该嵌入灯823将光照射到第二背光源扩散器737中。当通过图像传感器观察时，第二背光源扩散器737产生以光821示出的条纹图案。因此，监测客户端(例如，图51A的监测客户端358)和/或流量计(例如，图1的流量计7)能够在条纹背景图案(通过激活嵌入灯823)和非条纹背景图案(通过激活嵌入灯822)之间进行选择。
例如，现在参照图1和图72，在一些特定实施例中，流量计7可以使用背光源组件740；流量计7可以使用非条纹背光源图案(通过激活嵌入的LED 822，不激活嵌入的LED823)来监测液滴的增长并且可以切换到条纹背景图案(通过激活嵌入的LED 823，不激活嵌入的LED822)以检测流式条件。
图73A-73C示出根据本公开的实施例的管恢复装置741的若干视图。装置741包括耦接到第一恢复齿轮742的驱动齿轮744。第一恢复齿轮742机械地耦接到第二恢复齿轮743。管可以放置在第一和第二恢复齿轮742、743之间。第一和第二恢复齿轮742、743的部分限定空间745，管可以定位在该空间745中。当将管定位在第一和第二恢复齿轮742、743之间时，第一和第二恢复齿轮742、743的旋转封闭空间745之间的距离。图73B至图73C示出从非恢复位置到恢复位置的过渡。例如，管可以被定位成使得封堵件从下到上压靠管(如图73B所示)。如果管随时间变得扭曲，则连接到驱动齿轮744的电机使齿轮743和744旋转，以压靠管壁(如图73C所示)以通过在管的伸展超过管的中心轴线的壁部分上压缩而使管恢复到近似截面，使得管扭曲成例如椭圆形状。
图74示出用于使用具有两个柔性条753和754的阀747来调节流体流746的系统(参见图75)；并且图75示出根据本公开的实施例的图74的阀746。可选地，在一个实施例中，电机可以附接到阀746以便由流量计控制。
如图75所示，阀74包括：两个柔性条753、754，管可以被布置在它们之间；引导轴752，用以引导构件749、750；螺杆751；和旋钮748。
当使旋钮748旋转时，螺杆751旋转。螺杆751的旋转将远端引导构件750朝近端引导构件749拉动(因为远端引导构件750包括内螺纹，并且螺杆751在近端引导构件749内自由旋转)。引导件751引导远端引导构件750的移动。引导件751耦接到近端引导构件749。
图76A示出根据本公开的实施例的利用基于流体的囊状物758的阀755。阀755包括两个蛤壳756、757、囊状物758、和活塞759。活塞759可以是任意流体源。囊状物758可以被放置在腔体764内，并且管可以被放置成横跨囊状物758并且定位在通道760和761内。之后，可以将蛤壳757放置在囊状物758上，使得腔体765被放置在囊状物758上。然后，可以将两个蛤壳756、757超声焊接在一起，临时压缩在一起，和/或充分保持在一起。之后，可以致动致动器(例如，受本文公开的流量计控制的致动器)以使流体经活塞759出入囊状物758。
图76B示出根据本公开的实施例的图76A的具有两个弹性填料1002、1004的装配阀755的截面图。当囊状物758被抽瘪时，弹性填料1002、1004帮助将管1000保持就位并且帮助使管1000恢复。
图77示出根据本公开的实施例的用于使用具有可由线性致动器822致动的两个柔性条771、772的阀769来调节流体流的系统766。图78示出致动阀769以阻碍通过管775的流体流的线性致动器822。阀769耦接到两个耦接器767和768。近端耦接器768随线性致动器822移动，而远端耦接器767相对于线性致动器822的非移动端固定。
图79示出图77-78的阀769的近视图。阀769包括两个条771、772(其可以是金属条)，管775可以被布置在所述两个条771、772中。阀769的两个条771、772可以被耦接到第一端结构773和第二端结构774。第一端结构773可以被耦接到远端耦接器767，并且第二端结构774可以被耦接到近端耦接器768(参见图77-78)。绳770或膜可以缠绕管775，使得，当使条771、772成直线时，绳770压靠管775的侧壁以帮助将管775弄圆。膜可以是柔性但不可拉伸材料(或最低限度可拉伸材料)。图80示出如在图78中致动的阀的近视图。注意，绳770以螺纹方式穿过孔776和778。绳770(其可以是金属)以螺旋方式环绕管775，使得当阀769打开时，绳770恢复管775。
图81示出根据本公开的实施例的用来说明估计图82A-82B中所示的液滴增长和/或流体流的方法的若干图像。图81示出下文提及的与图82A-82B相关的图像771-777。
图82A-82B示出说明估计液滴增长和/或流体流的方法803的流程图。方法803包括动作804-818。
动作804拍摄第一图像(例如，图81的图像771)。第一图像可以是液滴变换器的灰度等级图像。液滴注腔可以被腔的底部上的条纹图案均匀地照亮(即，在液滴注腔的顶部上没有背景图案)。
动作805使用第一图像来产生第一阈值化图像。第一阈值化图像可以是图81的图像774。第一阈值化图像可以通过将第一图像的每个像素与阈值相比较而实现(例如，如果第一图像的相应像素在阈值以上，则将阈值化的相应像素设置为0，或如果第一图像的相应像素在阈值以下，则将阈值化的相应像素设置为1)。该动作高亮显示在背景的前面存在水的区域。
在一些特定实施例中，每次获取新图像来确保1至0像素的预定比率被维持以高亮显示液滴时，更新阈值水平。当再次使用时，可以更新比率以便由动作805使用，或更新可以调节阈值直至产生1至0像素的预定比率，然后对方法803的其它部分使用第一阈值化图像。
动作806确定连接到在第一阈值化图像内的在第一阈值化图像内的预定像素组的像素组。预定像素组可以由液滴形成于其中的滴注腔或开口上的基准点来确定。预定像素组可以是对应于像素的预定x、y值的组。动作806可以使用连接的部件图像分析算法。
动作807滤波第一阈值化图像的不具有像素组的所有剩余像素。滤波器在时间域内逐个像素操作以生成第一滤波图像。第一滤波图像为第一阈值化图像(图81的图像774)的非激活(例如，起因于图像中不关注特征)部分的估计。滤波器可以是任意滤波器，例如，本文描述的任意滤波器。
动作808使用第一滤波图像从第一阈值化图像去除被确定为不是液滴的部分以生成第二图像(例如，图81的图像775)的像素。如果第一阈值化图像中的相应像素是1并且第一滤波图像中的相应像素小于0.5，则第二图像内的像素将被设置为1，否则，像素将被设置为0。
动作809确定连接到在第二图像内的在第二图像内的预定像素组的第二像素组以生成第三图像(例如，图81的图像776)。第三图像识别第二图像内的第二像素组。动作809找到第二图像中的连接到预定像素组(例如，表示液滴形成于其中的开口的像素)的“照亮的”像素的组。
动作810通过计数包含对应于第三图像内的第二像素组的像素的行的数目，确定液滴的第一长度。也就是，液滴长度被确定为等于存在于动作809中像素组中的最后一个“照亮的”行。第一长度对应于第一估计液滴大小。
动作811使用第一图像来更新背景图像。低通滤波器可以被用来更新背景图像中的每个像素的值。无限脉冲响应滤波器可以被用来使用第一图像更新背景图像。仅针对第一长度以下的行加上预定的安全区更新背景图像中的像素。通过低通滤波第一图像中的对应的像素的值来更新背景图像中的像素。
动作812通过将第一图像与背景图像比较来产生第二阈值化图像(例如，图81的图像772)。也就是，第一图像将背景图像从其减去，并且在逐像素基础上，如果每个像素的绝对值在第二阈值以上则被设置为1，并且如果每个像素的绝对值在第二阈值以下则被设置为0以生成第二阈值化图像。
动作813对第二阈值化行求和以创建多个行的和(参见图81的图像773)。每个行的和对应于第二阈值化图像的行。
动作814在具有对应于第一长度的多个和中的第一个和的第二阈值化图像的行位置处开始。在动作815中递增行位置。动作816确定目前的行位置是否对应于在例如零的阈值以下的对应的行的和。如果否，则动作815再次被执行，直至目前的行位置对应于为零的对应的行的和为止，然后方法803前进到动作817。
动作817确定第二长度等于目前的行位置。第二长度对应于第二估计液滴大小。动作818对第一和第二长度求平均值以确定平均长度。平均长度对应于第三估计液滴大小。通过使用第一和第二长度来确定平均长度，滴注腔的内壁上的凝结效应得到缓和。也就是，创建液滴长度的两个估计值的目的是补偿每个长度受到凝结的存在的影响的程度。如果凝结的液滴与来自滴嘴的增长的液滴相交，则第一长度倾向于低估液滴长度。如果凝结的液滴与来自滴嘴的增长的液滴相交，第二长度倾向于高估液滴长度。当存在凝结时，它们的平均值提供较佳的估计值。在不存在凝结的情况下，估计几乎是相等的。在其它实施例中，仅第一或第二长度被用来估计液滴大小。
图83示出根据本公开的实施例的用于减小来自凝结的噪音的方法900的流程图。方法900包括动作902-910。
动作902拍摄滴注腔的图像。动作904在图像上执行Canny边缘检测操作以生成第一处理图像。动作906执行在第一处理图像的轴线的第一侧上的像素与第一处理图像的轴线的第二侧上对应的镜像像素的“与”(AND)运算。也就是，动作902限定第一过程图像中的轴线，并且利用另一侧上的像素上执行在一侧上的每个像素与在另一侧上的像素的“与”(AND)运算，使得在另一侧上的像素与在第一侧上的像素对称。例如，40(x轴)乘40(y轴)图像可以具有在像素列19和20之间限定的轴线。左上像素将为像素(1、1)。在位置(1,5)处的像素将与在(40,5)处的像素一起被“与运算”。得到的像素将被用于两个位置(1,5)和(40,5)以生成第二处理图像。
在进行动作906之后，动作908确定所有像素是否已经被处理。动作908重复动作906，直至所有像素已经被处理为止。动作910提供作为所有“与”操作的结果的第二处理图像。
图84示出根据本公开的实施例的为了和流量计一起使用的另一个阀2000。阀2000耦接到注入流体线2001的部分和排出流体线2002的部分。柔性管2003的部分耦接在刚性圆柱体2004内的注入流体线2001的部分和排出流体线2002的部分之间。流体泵2005耦接到刚性圆柱体2004以将流体灌注入和抽吸出刚性圆柱体2004。刚性圆柱体2004可包括布置在其中的流体，例如液体。
致动器2007控制泵2005的柱塞2008以使用刚性圆柱体2004内的流体来压缩柔性管部分2003以控制注入流体线2001的部分和排出流体线2002的部分之间的流体流动。致动器2007可受控于处理器(例如图1的处理器15)。通过压缩柔性管部分2003，在柔性管部分2003内的流体流的流动可受控于致动器2007的致动。
图85A-图85C示出根据本公开的实施例为了和流量计一起使用的另一个阀8500。实施例使用柱塞8512和基本不可压缩填充部8621(为了清晰起见填充部被忽略在图85A-图85C而示出在图86中)以使其中流动被控制的柔性管变形。柔性管可以是IV管并可以布置为在第一蛤壳部8504和/或第二蛤壳部8502上的贯通孔8518(参见图85B)。基本不可压缩填充部8621(参见图86)包含在刚性壳体内，该刚性壳体包括第一蛤壳部8504和第二蛤壳部8502。第一蛤壳部8504和第二蛤壳部8502由铰链8505连接，这允许用户开放外壳以插入和移除流体流动在其中受控于阀8500的柔性管。柱塞8512通过在第一蛤壳部8504中的孔8511来接合基本不可压缩填充部8621，最终使管变形。
一旦柔性管定位在壳体中，第一蛤壳部8504和第二蛤壳部8502由锁定器(8503、8506)固定在闭合位置。锁定器包括在第二蛤壳部8502上的公构件8503和在第一蛤壳部8504上的母构件8506。公构件8503在枢轴的相对侧如多个指形件从第二蛤壳部8502伸出。母构件8506是带有输入端8506a和输出端8506b的杠杆。如图85B所示，通过将母构件8506的输出端8506b定位在公构件8503上，并旋转母构件8506到第二蛤壳部8502的顶部，该锁定器将蛤壳8502、8504固定闭合。连接构件8501将母部8506连接到第一蛤壳部8504使得当锁定器的母构件旋转闭合时，母构件8506的输出端8506b的圆形边缘(即，输出端8506b是圆形的边缘)抵靠锁定器8503、8506的公构件8503压缩。该特征当旋转母部8506时产生在公构件8503上的力，将第一蛤壳部8504和第二蛤壳部8502挤压到一起。
柱塞8512由附接到第一蛤壳部8504并由线性致动器8510产生动力的引导件8508引导进入第一蛤壳部8504。引导件8510使柱塞8512对准在第一蛤壳部8504中的孔8511。致动器8510在与附接到第一蛤壳部8504的引导件8508的一端相对的引导件8508的一端附接到引导件8508。
为了清晰起见，图85C示出具有移除了部件的阀8500的部分。如图85C所示，柱塞8512在驱动柱塞8512进入和离开第一蛤壳部8504的致动器8510上连接到输出轴8520。放置弹簧8516在柱塞稳定臂8514和致动器8510中间以把柱塞8512推离致动器8510。弹簧8516帮助平衡由填充部8621施加到柱塞上的力(参见图86)，允许致动器8510施加更少的峰值力。
在本公开的一些实施例中，柱塞头8512a具有与在阀壳体8502、8504内的管的纵向截面相比更小的面积。当与具有较大头部的相似位移相比时，较小头部8512a引起压力更小的变化。在一些实施例中，这可便于由致动器8510带来的管变形的更精确变化。
第一蛤壳部8504和第二蛤壳部8502在与铰链侧相邻的侧上
具有半圆形的切口以创建孔8518(参加图85B)。当外壳在闭合的位置时，切口定位以对准，创建孔8518。孔8518允许在没有变形的情况下，
柔性管(例如PVC IV管)通过闭合的刚性壳体8502、8504。
图86示出使基本不可压缩填充部8621封入其中的阀壳体的横截面视图。基本不可压缩填充部862封入第一蛤壳部8504和第二蛤壳部8502。第一层8628和第二层8626敷设在第一蛤壳部8504内，同时第三层8624和第四层8622敷设在第二蛤壳部8502内。当外壳被闭合并形成其中放置管的导管8618时，第二层8626和第三层8624敷设在中间以帮助管的一致的变形。导管8618连接由闭合的蛤壳部8502、8504限定的孔8618。
用于制作一些柔性管的材料可能容易蠕变，这影响管在多次变形后反弹回其原形的能力。当蠕变开始影响管的形状时，为了一致地使管变形，第二层8626和第三层8624比第一层8628和第四层8622硬。较硬的第二层8626和第三层8624比管更少地被蠕变影响并且在许多变形后还原回其原形。因此，当填充部8621试图还原导管8618的原形时，其将还原导管内的管。
而且，在一些实施例中，当变形为管的内表面彼此接触的程度时，管具有粘附在其自身上的趋势。这使得当管几乎完全地关闭时，其难以控制非常低的滴速。包围管8624、8626的硬层施加力足以克服粘附力，因此引起管均匀地打开。
第一层8528和第四层8522填充在第二层8526和第三层8524和蛤壳部8502、8504之间的空间。为了使柱塞8512的力均匀地散布贯穿蛤壳部8502、8504内的管的全部部分，第二层8526和第三层8524更软。代替将力直接地转移到直接地在柱塞8512之上的管的区域，柱塞8512增加蛤壳部8502、8504中的压力。这引起管的被包围部分的大体均匀的变形。因为液体和管之间的摩擦力有助于阀流量精度，均匀的变形是有利的。更长的变形的部分传递更多的摩擦力在流经的液体上，减缓其流量。延伸被阀调节流量的管的部分，为低流量和更大、更易管理的管腔直径创造条件。
软层8622、8628优选地具有肖氏OO硬度从约20至约25。硬层优选地具有肖氏A硬度约15。在一些实施例中，用于填充部的优选的材料包括有机硅、聚氨酯、氟橡胶或睛。
图87A-87D示出根据本公开的实施例的流动控制装置8700。流动控制装置8700包括包围阀8732的装置外壳8702和安全截止阀8734(参见图87B)。如在图87B中容易看到的，外壳8702包括门8702b和本体8702a。具有顶部构件8714a和底部构件8714b的滴注腔机架8714附接到本体8702a并且被配置成使滴注腔垂直地定向。激光器8708和衍射装置8716附接到外壳8702的本体8702a并且被对准以使激光衍射因此其在装载在滴注腔机架8714中的滴注腔(在图87中未示出滴注腔)上创建图案。具有滴注腔和在其视场中的衍射图案的图像传感器8710也可附接到装置外壳8702。
在一些实施例中，激光光束先由分束器分成第一光束和第二光束使得第一光束被引导朝向上衍射装置8716a并且第二光束被引导朝向下衍射装置8716b。分束器可以是激光光束射出透镜的部分。
上衍射装置8716a引导其图案在滴注腔的上部分并且下衍射装置8716b引导其图案在滴注腔的下部分。在一些实施例中，衍射装置8716a、8716b可使用二元光学薄膜来将激光光束重新引导和还原为图案。上衍射装置8716a的上薄膜将光束转换成点阵列、或在一些实施例中转换成单个点。这为图像传感器8710创建对照以示踪形成在滴注腔的顶部的液滴的增长。下衍射装置8716b的下薄膜将光束转换成水平条纹图案。该条纹为图像传感器8710创建对照以确定流体是否在流注而不是滴注。
如在图87B中容易看到的，此实施例具有连接到外壳8702的门8702b和连接到母锁定器构件8722的输入端8722a的阀闭合臂部8720。当门8702b被开放时，闭合臂部8720拉拽母锁定器构件8722的输入端8722a，引起其向上旋转并且远离阀8732。这样释放从母锁定器构件8722的输出端8722b施加于阀8732的压力。一旦母锁定器构件8722脱离公锁定器构件8728，通过将母锁定器构件8722从阀8732脱出，闭合臂部8720拉开阀外壳蛤壳8732a、8732b。当门8702b完全开放时，蛤壳8732a、8732b开放足够远为操作者将被阀调节的管移除或插入阀8732(开放位置示出在图87B中)。一旦放置管在阀8732中，操作者闭合门8792b。闭合门8702b引起闭合臂8720接合母锁定器构件8722使得母锁定器构件8722的输出端8722b配合公锁定器构件8728，由此进一步致动旋转母锁定器构件8722进入固定的位置(与示出在图85B中的阀8500的位置相似)。闭合臂部8720增加了装配装置8700的过程的效率并通过保证当门8702b闭合时阀8732可靠地闭合而提高了安全性。
当装配装置8700时，操作者将管敷设通过安全截止阀8734(参照图69描述了安全截止阀的物理机构)连同阀8732(参见图87C)。安全截止阀8734使用封堵臂8739a、8739b驱动的弹簧以当被触发时将管压缩进入止回器8741。螺线管施加力以触发机构并释放封堵臂8739a、8739b。一旦释放封堵臂8739a、8739b，它们通过将管抵靠止回器8741压缩，实质上截断经过管并最终至患者的流动。安全截止阀8734由使用安全传感器来感测意外事件的处理器触发。意外事件可包括电力损失、装置8700倾倒、流注经过滴注腔的流体、或与阀8732的位置不正确关联的流量。这些示例的后一种可解决管在装置和患者之间的一些位置处拧绞的状态。
复位臂部8735的安全截止阀可附接到门8702b并且配置成通过开放外壳8702的门8702b，将安全截止阀8734复位为自由流动位置。在此实施例中使用的安全截止阀8734与图69中描述的阀相似。然而，在图87中，在图69中的封堵臂711延伸经过图69的螺杆714，创建突出底部的突片。如图87C所示，图87B的安全截止阀8734包括此突片8740。
参见图87C，复位臂部8735包括三个构件8736、8738、8742。复位臂部8735的第一构件8736附接到门8702b并且附接到复位臂部8735的第二构件8738。复位臂部8735的第二构件8738附接到复位臂部8735的第三构件8742。开放门8702b致动第一构件8736，这顺序地致动第二构件8738和第三构件8742。第三构件8742具有突起部，该突起部被配置为接合突片8740并当其接合突片8740时迫使其回到非接合平行位置(如图69D所示)。在另外的实施例中，根据需要借助更少或更多的构件，能够完成复位安全截止阀8734。
图87D示出本公开的实施例，该实施例设计为当门8702b在开放位置时停止流体流经被阀调节的管。压缩突片8744可用于当装置外壳门8702b开放时，实质上截断经过被阀调节的流动。当安装管时，操作者将管插入压缩突片8744和外壳本体8702a之间的缝隙8745。当门开放时，压缩突片8744的拉力施加到管上，通过使管变形实质上截断流动。当门8704b闭合时，附接到门8702b的楔部8746被迫使进入缝隙8745并且将压缩突片8744劈开。劈开突片8744允许流体流地允许管再次打开。此特征用作安全机制以确保当操作者在安装装置时，没有来自滴注腔的液体施用给患者。
致动阀8732引起在装置外壳8702中的棱镜压力改变。在装置外壳本体8702a中可限定孔8748的阵列。这些孔允许外壳内部的压力平衡外壳8702外部的压力，这可以在一些实施例中提高精度。
再次参见图87A，在本公开的一些实施例中，状态灯8718可以用于视觉显示流动控制装置8700的状态。灯8718在能够容易地被附近的人看到的位置附接到流动控制装置8700。在一些实施例中，当流体在流动时状态灯8718将发射第一颜色，并且当流动已经停止时发射第二颜色。在其它实施例中，当流动控制装置8700在正常地运转时，
状态灯8718将发射第一颜色，当流动控制装置8700已经检测到问题时发射第二颜色，以及当流动控制装置8700暂停时发射第三颜色。状态灯8718也可配置成每当液滴落进滴注腔时闪烁。此特征允许操作者从理应不能够读显示器8704的距离看到滴注量。
本公开的某些实施例可使用电池作为供电电源。其它实施例能够使用电池和AC墙上适配器的组合，或仅仅使用AC墙上适配器。
在本公开的另一个实施例中，装置8700包括输入按钮8706和显示器8704。输入按钮8706能够用于控制液体通过滴注腔的流动。这允许操作者初始地设定流量并当需要时调节流量。在其它实施例中，输入按钮8706可被配置成调节装置8700的任何可调节参数。输入按钮8706可点亮不同颜色以帮助用户。例如，输入按钮8706的绿色按钮可用于增加或降低流量，输入按钮8706的黄色按钮可用于暂停流动，而输入按钮8706的红色按钮可用于停止流体的流动。显示器8704能够显示包括当前流量和设定流量的输液信息以通知操作者。显示器8704也可显示关于患者、装置、或由装置输送的流体的信息。例如，电池的状态、任何警报或患者的标识序列。
处理器也可与状态灯8718通信。处理器可告诉状态灯8718当流体在流动时发射第一颜色，并且当流动已经停止时发射第二颜色。状态灯8718也可当泵是可操作时发射第一颜色光，当已经检测到问题时发射第二颜色光。第一颜色光将可能是绿色并且第二颜色光将可能是红色。
某些实施例可使用音频输出装置以与操作者通信。例如，此装置可发射错误信号、更新给操作者关于泵的状态，或引导操作者通过流动控制装置8700的设定。
现参见图88A-图88E：图88A示出用于控制流体流经连接到管8821的滴注腔8820的流体流装置8800的透视图，其中，装置8800设有外壳门8809b开放；图88B示出根据图88A的仅仅阀8801的透视图；
图88C示出根据图88B的阀8801的内部运作；图88D示出说明阀截止结构在门8809b闭合的位置的操作的简图；以及图88E示出根据本公开的实施例的示出阀截止机构在门8809b开放位置的简图。
当外壳门8809b开放时，流动控制装置8800阻碍通过在阀8801内的管8821的流体。在此实施例中，外壳门8809b可枢转地耦接到外壳本体8809a，通过推动柱塞8816进入布置在阀8801壳体内的填充部的截止弹簧8806(见图88B)，致动器8802和被附接的柱塞8816(见图88C)连接到阀8801。柱塞8816由螺纹驱动轴8812附接到致动器8802，而且在一些实施例中，柱塞能够自由地在驱动轴8812上旋转。这允许在驱动轴8812旋转的同时，柱塞8816保持不变的方向。在接合构件8810的端部上的半螺母8811操作连接到流体流装置8800使得半螺母8811具有能力使螺纹驱动轴8812与螺纹半螺母8811的螺纹接合或脱离。
当装置外壳门8809b(参见图88A)被闭合时，半螺母8811(参见图88C)与驱动轴8812接合以允许致动器8802通过旋转螺纹驱动轴8812来控制柱塞8816的位置。开放装置外壳门8809b(参见图88A)使半螺母8811(参见图88B-图88C)从驱动轴8812脱离(通过致动半螺母远离驱动轴)，剩下仅截止弹簧8806来控制柱塞8816的位置。截止弹簧8806驱动柱塞8816进入填充部，借助足够力以大体上截断流经耦接到滴注腔8820(参见图88A)的管9921的流体。该机制可用作与图87中描述的压缩突片相同的目的。
图88D-88E示出借助螺纹驱动轴8812来接合和脱离半螺母8811的机制。接合构件8810在一端具有半螺母8811并且在另一端可枢转地连接到枢转构件8803。枢转构件8803由铰链8818锚接(耦接到外壳本体8809a)并且定位成由连接到外壳门8809b的推进构件8805接合。推进构件8805耦接到门8809b(示出在图88A)。
图88D示出当外壳门8809b被闭合时的机构的位置。在此位置中，推进构件8805不和枢转构件8803接合，剩下仅弹簧8814的力来影响枢转8803的位置并且连接到接合构件8810。根据图88D中的视角，弹簧8814使枢转构件8803偏置来沿着逆时针方向旋转。因为铰链8818，旋转力转换成将接合构件8810推进螺纹驱动轴8812的力。
图88E示出当外壳门8809b开放时机构的位置。开放门8809b引起推进构件8805旋转和结合枢转构件8803。根据图88E的视角，这平衡弹簧8814的力并顺时针旋转枢转构件8803。枢转构件8810的顺时针旋转使接合构件8803从螺纹驱动轴8812脱离。
图89示出根据本公开的实施例的用于控制流体流经滴注腔的方法。方法包括安装动作8902。在安装动作8902期间，由操作者在流体流动控制装置中安装的同时，实质上使与滴注腔流体连通的柔性管变形。在重新形成动作8904，一旦安装过程完成，管还原至大体其初始大小。在成像动作8906，拍摄与管流体连通的滴注腔的图像。在估计动作8908，使用来自前一动作的图像来估计通过滴注腔的流量。在通信动作8910，被估计的流量传达至流体监测客户端。在接收动作8912，从用户接收期望的流量。用户可以是流量监测客户端或装置的操作者。在比较动作8914，估计的流量与期望的流量比较并且差产生。在确定动作8916，使用来自前一动作的差来确定阀致动的大小和方向以达到期望的流量。
现参见图89B，在致动动作8918，阀根据确定的大小和方向来致动以达到期望的流量。阀致动可以由增加在使管变形并且改变管内的管腔的形状的管的限定的部分周围的压力来实现。压力调节可以由在管的限定部分周围布置刚性壳体并且将柱塞与封入壳体内的基本不可压缩材料接合来实现。填充部材料将接合的柱塞转换成壳体内的压力，因此使管变形。
在点亮动作8920，发光以指示执行此方法的装置的状态。可以发射第一颜色的光以指示流体正在流动，并且可发射第二光以指示流动已经停止。第一颜色光可用于指示装置正在正常地运转并且第二光可用于指示已经检测到问题。
在监测动作8922，方法用于意外事件的监测。意外事件可以是电力损失或执行此方法的装置倾倒。在截止动作8924，当由监测动作检查到意外事件时，停止流经滴注腔的流体。在移除动作8926，在从执行此方法的装置移除管的同时，使管变形以实质上减小其管腔的大小。
如图90所示，示出了系统9000。系统9000可与图87A-图87D的流动控制装置8700或图88A-88D的流动控制装置8800一起使用。系统9000包括处理器9002，该处理器9002与图像传感器9006和阀致动器9004通信。处理器9002从图像传感器9006接收图像数据。一旦处理器9002已经从图像传感器9006接收图像数据，处理器使用数据以估计流量。处理器9002然后将估计的流量与期望的流量比较，并且产生两个值之间的差。处理器9002根据该值来调节阀致动器9004以达到的期望流量值。
处理器9002也可与安全传感器9008和安全截止阀9010通信。在此实施例中，处理器9002从安全传感器9008接收数据并且根据预定的判据(例如电力损失、流注、或装置故障)来确定何时流体流应该停止。一旦处理器确定流体流应该停止，其触发安全截止阀9010。
处理器9002也可与输入按钮9012通信。处理器9002从输入按钮9012接收数据并且使用该数据以控制流体致动9004或触发安全截止阀9010。例如，当操作者按下增加流动按钮9012，处理器9002从按钮9012接收信号并且因此调节阀致动器9004，或当操作者按下停止按钮9012，处理器9002接收信号并且引导安全截止阀9010触发。处理器9002也可发送数据至输入按钮9012，例如与按钮应该点亮哪个颜色相关的数据。
处理器9002也可与显示器9014通信。处理器9002从装置的各种构件例如阀致动器9004、安全传感器9008、图像传感器9006、或输入按钮9012接收数据，然后以人类可读的形式在显示器9014上输出数据。例如，处理器9002从图像传感器9006接收数据、估计流量、然后在显示器9014上显示估计的流量。
处理器9002也可与状态灯9018通信。处理器9002从装置的各种构件例如阀致动器9004、安全传感器9008、图像传感器9006、或输入按钮9012接收数据、根据数据创建用于发送至状态灯9018的信号、然后输出信号至状态灯。示例包括，每当在滴注腔中的液滴滴下时闪烁灯9018、当泵在操作时将灯9018变绿、当泵暂停时将灯9018变黄、或当泵不正常地操作时将灯9018变红。
处理器9002也可与电源或电池9016通信。处理器9002从电源或电池9016接收关于电力输出的数据。例如，从电池9016接收电压以估计其具有多少电荷。处理器9002也可发送数据至电源9016以调节其电力输出。
图91示出根据本公开的实施例的被配置为控制流体流经连接到管的滴注腔并与RFID询问器通信的装置9100。在未使用专用的RFID标签的情况下，装置9100可将数据传输至市场可买到的射频识别(RFID)询问器和从其传输回。
如图91所示，第一金属结构9102耦接到第二金属结构9104。优选地，第一金属结构9102和第二金属结构9104是组件的预先存在的构件。例如，第一金属结构9102可能是第一蛤壳9106并且第二金属结构9104可能是第二蛤壳。可替换地，第一金属结构9102可能是第一金属几何9110，例如金属螺线管壳体，并且第二金属结构9104可能是第二金属几何9112，例如PCB电路板的接地层。而优选地是，第一金属结构9102和第二金属结构9104是组件的先在构件，在一些具体的实施例中，这些结构可能添加到组件仅用于这种用途。
至少一个阻抗匹配结构9116，例如电感器或电容器，可以与第一金属结构9102和第二金属结构9104耦接以将装置的阻抗与询问器频率匹配。在一些实施例中，可以组合使用多于一个阻抗匹配结构9116，例如电感器和电容器的组合(例如，在并联或串联配置中，以形成谐振电路)。
至少为了接地连续性的目的，低通滤波器9114优选地与第一金属结构9102和第二金属结构9104耦接。低通滤波器9114优选地具有充分地低于市场可买到的RFID询问器的频率(约900MHz)的截止频率。
装置9100通过执行至少两个功能而操作。在第一功能中，装置9100使用至少一个阻抗匹配结构9116在询问器频率处阻抗匹配，限制或基本阻止询问器的反射的频率。在第二功能中，金属结构9102、9104利用短路机构9118例如晶体管或开关而短路在一起。短路能够受控于微处理器9120。这样的短路瞬时地消除阻抗匹配并引起反射的变化。从第一功能转变为第二功能引起耦接的第一金属结构9102和第二金属结构9104的反射系数的漂移。通过按需要将金属结构9102、9104短路在一起，以得到的反射伽玛射线编码，数据能够传输至市场可购买的RFID询问器9122。
在一些实施例中，障碍(例如凝结或由于飞溅的微滴)可致使由图像传感器获得滴注腔的精确的图像(例如，图1的滴注腔4和图像传感器11)变得困难。图92是该障碍的滴注腔9200的图像。滴注腔9202包括流体液滴9204和障碍9206。障碍9206可包括在一些实施例中来自凝结或飞溅的流体微滴。图93示出根据本公开的实施例用于获得滴注腔的图像的方法9300的流程图。方法9300包括动作9302、9304、9306和9308。方法9300可由图1的处理器15实施，并且可实施为处理器实现的方法、实施为配置用于由一个或多个处理器在硬件中、在软件中等或其一些组合执行的指令集。
方法9300的动作9302包括拍摄滴注腔的图像。方法9300的动作9304包括确定滴注腔的图像包括视觉障碍。在一些实施例中，视觉障碍可相似于图92中示出的视觉障碍。方法9300的动作9306包括当确定动作9302的拍摄的图像包含视觉障碍时，将模糊功能件应用于动作9302的拍摄的图像。模糊功能件可以是减少或消除在拍摄的图像中的细节量的任何功能。在一些实施例中，不顾确定动作9302的被捕捉图像包含视觉障碍，可应用模糊功能件，即，模糊功能件总是应用于动作9302的被拍摄图像。
在一些实施例中，动作9306的模糊功能件可包括将低通滤波器应用于动作9302的被拍摄图像。可以或在动作9302的被拍摄图像的水平方向(例如，在直角坐标系的X方向)或在动作9302的被拍摄图像的垂直方向(例如，在直角坐标系的Y方向)应用低通滤波器或其它模糊功能件。在一些实施例中，可既在动作9302的被拍摄图像的水平方向又在动作9302的被拍摄图像的垂直方向(例如，在直角坐标系中既在X又在Y方向)应用低通滤波器或模糊功能件。
在一些实施例中，动作9306的模糊功能可包括将高斯模糊功能应用到动作9302的被拍摄图像。在一些实施例中，如果或在垂直方向或在水平方向应用模糊功能或低通滤波器，如上所述，低通滤波器或模糊功能然后可包括一维高斯模糊功能。在一些实施例中，如果既在垂直方向又在水平方向应用模糊功能或低通滤波器，如上所述，低通滤波器或模糊功能然后可包括两维高斯模糊功能。
在应用模糊功能后，应该从被拍摄的图像消除足够的细节，使得能够执行动作9308。动作9308包括确定动作9302的被拍摄图像是否包含与模板的匹配。在一些实施例中，处理器(例如，图1的处理器15)可使用匹配功能的模板以确定动作9302的被拍摄图像是否包含与模板的匹配。在一些实施例中，模板匹配功能可以是OpenCV模板匹配功能。模板可包括流体液滴的至少部分图像。在一些实施例中，模板可包括由光源背后照明的流体液滴的至少部分图像。在又一个进一步的实施例中，光源可包括LED阵列(例如，图1的LED阵列20)。
如由图像传感器所看到的，图94是表现多个液滴在滴注腔内相继地增长直到每个都落下的实施例的图示9400(例如，图1的滴注腔4和图像传感器11)。图像传感器将输出信号传达至处理器(例如，图1的处理器15)，处理器被配置为从输出信号确定何时流体液滴已经落在滴注腔内。曲线9408到时间标记9406的左侧代表在应用模糊功能之前(例如，图92的动作9206的模糊功能)的图像传感器的输出信号。相似地，曲线9410到时间标记9406的右侧代表在应用模糊功能之后的图像传感器的输出信号。根据图94的曲线9408和曲线9410，应用模糊功能可减少在图像传感器的输出信号中的噪声量。这个在输出信号中的噪声的减少允许处理器从图像传感器的输出信号更有效的识别何时流体的液滴已经落入滴注腔的内部。
在一些实施例中，处理器被配置为识别液滴已经落入滴注腔内，但是仅当某些当前事件和先前事件已经发生，即处理器执行滞后功能。在一个实施例中，当曲线跨过下阈值极限9404时，但是自从先前的跨过下阈值极限9404以后仅当曲线先前地已经跨过上阈值极限9402，处理器将识别液滴已经落入滴注腔内。由于图像传感器的输出信号中的噪声，可使用这种滞后功能来避免处理器错误地记录液滴已经落下。
现参见图95，在一些实施例中，可能最理想的是依靠一些装置不同于或除了音频噪声指示器或视觉指示器外来传达装置9500的状态。这可能是最理想的，其中装置9500在分别地带有高水平的环境噪声和/或高水平的环境光的环境中使用。这可能在一些实施例中，使用图像特征(signature)分析器9502来廉价地实现。
在正常的装置9500功能期间，将创建EM发射。这些发射是数字功能如何被装置9500执行的自然产物。另外地，装置9500的特定数字功能将以可预测的方式产生EM图像特征。也就是说，当装置9500执行数字功能时，EM发射对应于可出现的功能。在图95中，装置9500包括可执行数字功能的构件9504。此构件可以是例如微处理器、时钟等。
特定功能的EM图像特征可以凭经验确定。图像特征分析器9502可以监测装置9500的EM发射。接收的EM图像特征可以与其凭经验确定的装置匹配。以这种方式，使用来自装置9500的EM发射，图像特征分析器9502可判断什么数字功能由装置9500执行。
在具体的示例中，装置9500可以是药物输送装置。在操作期间，药物输送装置可以产生封堵的警报。封堵警报的产生将引起特定的EM图像特征以从药物输送装置发射。监测来自药物输送装置的发射的图像特征分析器9502可接收和分析此特定的发射图像特征并因此确定药物输送装置在发出封堵警报。
创建EM发射的各种构件可以包含在EM屏蔽9506内。此屏蔽9506可抑制来自装置9500的发射使得装置9500不与在附近的其它装置(未示出)干涉并且符合任何当地要求。然而，该屏蔽9506将不会完全地消除来自装置9500的发射。满足规定的符合水平的降低幅度频率发射9508仍将出现。在一个实施例中，使用图像特征分析器9502以监测装置9500的EM图像特征，图像特征分析器9502可适合地定位在屏蔽9506外部，并且可监测这些降低的幅度频率发射9508。在这样的实施例中，图像特征分析器9502可以是RF接收器，例如窄带接收器。这样的接收器能够调谐为非常明确的和降低的发射频率。另外，使用窄带接收器可能是最理想的因为这种接收器是相对廉价的。
在一些实施例中，医疗泵装置可始终监视医疗泵装置操纵的输液器的数量。通过利用操作连接到医疗泵装置的软件无线电，医疗泵装置可始终监视输液器。软件无线电可包括螺旋导线，该螺旋导线操作与医疗泵装置中的微芯片接合，使得该微芯片能够经由螺旋导线传输信号。在一些实施例中，软件无线电可用于将通信信号传输至被配置成接收信号的手持装置。通信信号可以是医疗泵装置已经操纵的输液器的数量。
而且，在一些实施例中，医疗泵装置经由在手持装置上的扬声器可与手持装置通信，该扬声器被配置成从医疗泵装置接收声信号或音频信号。在一些实施例中，音频信号可包括以音频信号编码的数字信号。
在一些实施例中，通过利用在手持装置中的运动传感器，医疗泵装置可与手持装置通信。运动传感器可从包括在医疗泵装置中的运动发生器接收运动输入。在一些实施例中，运动发生器可以是步进电机，并且进一步地，在一些实施例中，运动传感器可以是加速度计。手持装置可被配置成确定医疗泵装置已经从由运动传感器接收的运动输入来操纵的输液器的数量。
医疗泵装置可被配置成与手持装置配对以建立与手持装置的无线通信。在一些实施例中，医疗泵装置可建立与手持装置的蓝牙连接。在有一个其它的实施例中，通过利用近场通信(NFC)信号，医疗泵装置可建立与手持装置的无线通信。
在一些实施例中，通过利用包括在手持装置中的摄像头，医疗泵装置可与手持装置通信。更具体地，手持装置的摄像头可被配置成检测视觉调制信号。在一些实施例中，视觉调制信号可来自包括在医疗泵装置中的穹顶灯。手持的装置可使用视觉调制信号以确定已经由医疗泵装置操纵的输液器数量。
在不脱离本公开的情况下，本领域的技术人员可以构想出各种备选方案和修改。因此，本公开意图包含所有这样的备选方案、修改和变形。另外，虽然已经在附图中示出和/或在本文中讨论了本公开的若干实施例，但是意图并不是本公开限制于这些实施例，而意图是，本发明在范围上将如本技术领域所允许的那样宽，本说明书应同样如此地阅读。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而仅为特定实施例的示例。并且，本领域的技术人员将构想在所附权利要求书的范围和精神内的其它修改。非实质上不同于上文描述和/或所附权利要求书中的那些的其它元件、步骤、方法和技术也预期在本公开的范围内。
附图中所示的实施例被列出仅用以论证本公开的某些示例。并且，所描述的附图仅为说明性的并且为非限制性的。在附图中，为了说明性目的，一些元件的大小可能被夸大并且未按特定比例尺绘制。另外，取决于上下文，附图内示出的具有相同标记的元件可以是相同的元件或可以是类似的元件。
在本说明书和权利要求书中使用术语“包括”的情况下，术语“包括”不排除其它元件或步骤。在使用不定冠词或定冠词的情况下，当提及单数名词，例如“一”、“一个”或“所述”时，这包括多个该名词，除非另外特别陈述之外。因此，术语“包括”不应该被解释为限于其后列出的项，它不排除其他元件或步骤，所以“一种设备包括项目A和B”的范围不应该限定为这种设备只包括部件A和B。该措辞表明，相对于本公开，仅设备的有关的部件是A和B。
此外，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等用于区分相似的元件并且不一定用于描述连续的或者按时间先后的顺序。应当理解的是，这样使用的术语在适当的情况下是可互换的(除非清楚地另外公开之外)，并且本文描述的本发明的实施例能够以不同于本文所描述或所示出的顺序和/或布置来操作。

Claims (9)

1.一种系统，包括：
耦接器，所述耦接器适于与滴注腔耦接；
支撑构件，所述支撑构件在操作中与所述耦接器耦接；
图像传感器，所述图像传感器具有视场并在操作中与所述支撑构件耦接，其中，所述图像传感器被定位成在所述视场内观察所述滴注腔；
阀，所述阀与所述滴注腔流体耦接以调节经过所述滴注腔的流体流动，其中所述阀包括：壳体，所述壳体被配置为包围与所述滴注腔流体耦接的管，所述壳体限定孔；填充部，所述填充部布置在所述壳体内，所述填充部具有至少两个不同的硬度层；柱塞，所述柱塞配置为通过所述孔与所述填充部在所述壳体内接合，使得当与所述填充部接合时在操作中使所述管在所述壳体内变形；以及致动器，所述致动器在操作中与所述柱塞耦接并被配置为致动所述柱塞；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器在操作中与所述图像传感器和所述致动器耦接以在操作中控制所述阀，其中：
所述至少一个处理器从所述图像传感器接收图像数据；
所述至少一个处理器利用所述图像数据估计在所述滴注腔内的流体的至少一个参数，
所述至少一个处理器致动所述柱塞以实现目标参数，
所述阀的所述壳体包括第一蛤壳部和第二蛤壳部，
所述第一蛤壳部可枢转地与所述第二蛤壳部耦接，
所述第一蛤壳部和所述第二蛤壳部具有开放位置和闭合位置，
所述第一蛤壳部限定腔的第一部并且所述第二蛤壳部限定该腔的第二部使得所述第一蛤壳和所述第二蛤壳当在闭合位置时形成腔，
所述填充部的至少两个不同硬度层包括第一层、第二层、第三层和第四层，并且所述第一层和第二层在所述腔的第一部内而所述第三层和第四层在所述腔的第二部内，
所述第一层布置在限定所述腔的第一部的所述第一蛤壳部的内表面上并且所述第二层布置在所述第一层上，
所述第二层限定通道以引导所述管，
所述第四层布置在限定所述腔的第二部的所述第二蛤壳部的内表面上并且所述第三层布置在所述第四层上，
所述第三层限定通道以引导所述管，
所述第二层比所述第一层硬，并且，
所述第三层比所述第四层硬。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个参数是流体的形成的类型、流体体积和流体形状中的一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器利用所述图像数据确定流式条件的存在。
4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括定位在所述图像传感器的所述视场内的背景图案，其中，所述滴注腔在所述图像传感器和所述背景图案之间。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标参数是目标流量。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标参数是目标液滴增加速率。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述阀进一步包括引导件，所述引导件与所述致动器和所述第一蛤壳部耦接，其中，所述引导件被配置为引导所述柱塞通过所述第一蛤壳部的所述孔。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述阀进一步包括弹簧，所述弹簧在操作中与所述引导件和所述柱塞耦接以把所述柱塞推离所述壳体。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动器被配置为由监测客户端控制。
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