CN113144368A - 一种湿化罐智能加液监控仪及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿化罐智能加液监控仪及方法，其中，监控仪包括封装壳体、加液软管、液位传感器、控制电路板、电源模块和作动机构，所述控制电路板、电源模块和作动机构安装在所述封装壳体内，所述加液软管竖向穿过所述封装壳体、且与湿化罐连接，所述电源模块为整个监控仪供电，所述液位传感器固定在湿化罐外壁，其输出端通过连接电缆与所述控制电路板连接；所述液位传感器用于采集湿化罐的实时液位值，并将该实时液位值发送给控制电路板，所述控制电路板根据所述实时液位值控制作动机构关闭或打开所述加液软管；本申请实现湿化罐加液的自动控制，解决了医护人员频繁加液操作和人工监控加液过程的工作低效的技术效果。

Description

一种湿化罐智能加液监控仪及方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种湿化罐智能加液监控仪及方法。

背景技术

随着现代医学的快速发展，患者在医治过程中广泛使用先进仪器，其中呼吸机是重症患者在医院内最常用的呼吸支持医疗器械。呼吸机在正常使用过程中需要向湿化罐内添加液体，使得呼吸机向患者气道内输送的氧气具有一定的温湿度，有利于患者气道湿润和肺部纤毛正常摆动。目前临床中，呼吸机湿化罐内液体加注过程是依靠护理人员主动控制操作，加液流速较慢，花费时间长。在注液过程中易受其他事件干扰而导致湿化罐内液体加入过量，造成液体反流入患者气道，导致患者呛咳甚至吸入性肺炎的发生，严重情况将危及患者生命。另外，在应用过程中，也会因为急救、大量的治疗护理工作导致湿化罐内液体低于下限而护理人员未及时添加液体，造成干烧，人工气道湿化不足，使气管和支气管的纤毛功能受损，造成气道脱水，形成痰痂，阻塞气道，影响换气功能，重者可引呼吸机相关性肺炎等严重后果，为了减少上述问题的发生，护理人员常通过定时器或定量加入湿化液体来减少上述事件的发生，但其临床应用效果低下，无法彻底解决临床问题，不适用于现代化智能监护室的需求，也不满足现代化智慧医院的发展需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种湿化罐智能加液监控仪。

进一步，本申请还提供一种湿化罐智能加液监控方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种湿化罐智能加液监控仪，包括封装壳体、加液软管、液位传感器、控制电路板、电源模块和作动机构，所述控制电路板、电源模块和作动机构安装在所述封装壳体内，所述加液软管竖向穿过所述封装壳体、且与湿化罐连接，所述电源模块为整个监控仪供电，所述液位传感器固定在湿化罐外壁，其输出端通过连接电缆与所述控制电路板连接；所述液位传感器用于采集湿化罐的实时液位值，并将该实时液位值发送给控制电路板，所述控制电路板根据所述实时液位值控制作动机构关闭或打开所述加液软管。

进一步，还包括声光报警装置，该声光报警装置与所述控制电路板连接，并根据控制电路板的控制指令发出声光报警。

进一步，还包括红外传感器，该红外传感器安装在封装壳体内，其用于采集加液软管内的液流信号，并将该液流信号发送给控制电路板。

进一步，还包括固定带，该固定带为U型结构，固定带的两端铰接在封装壳体的顶部。

进一步，所述液位传感器为柔性可弯曲的长方形结构，在液位传感器的一侧设有粘接面。

进一步，所述液位传感器的中线与湿化罐最佳液位线对齐。

进一步，所述作动机构为电磁铁，所述加液软管上、且对应于电磁铁设有磁性材料块，所述电磁铁上电吸附所述磁性材料块以关闭所述加液软管，并在断电后复位磁性材料块以打开所述加液软管。

进一步，所述作动机构为推杆，该推杆的伸缩杆与环形卡扣连接，该环形卡扣套设在加液软管上，所述推杆的伸缩杆收缩拉动环形卡扣以关闭所述加液软管，并在伸出时复位环形卡扣以打开所述加液软管。

进一步，本申请还提供一种湿化罐智能加液监控方法，其采用上述的监控仪，包括如下步骤：

所述控制电路板周期性采集所述液位传感器输出的实时液位值，并将该实时液位值与报警阈值进行比较，所述报警阈值包括上线报警阈值和下线报警阈值；

当所述实时液位值超过下线报警阈值时，所述控制主机控制作动机构驱动加液软管打开，为湿化罐加液；

当所述实时液位值超过上线报警阈值时，所述控制主机控制作动机构驱动加液软管关闭以断开液体向湿化罐流通的通路。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请实施例1所提供的湿化罐智能加液监控仪结构示意图；

图2为本申请实施例1所提供的封装壳体内部结构示意图；

图3为本申请实施例1所提供的监控仪控制框图。

其中，封装壳体1、人工摁键开关11、自动摁键开关12、固定带13、湿化罐2、加液软管3、液位传感器4、连接电缆5、电源模块6、环形卡扣7、作动机构8、控制电路板9、红外传感器10。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

参见图1～图3，在该实施例中，本申请提供一种湿化罐2智能加液监控仪，包括封装壳体1、加液软管3、液位传感器4、控制电路板9、电源模块6和作动机构8，所述控制电路板9、电源模块6和作动机构8安装在所述封装壳体1内，所述加液软管3竖向穿过所述封装壳体1、且与湿化罐2连接，所述电源模块6为整个监控仪供电，所述液位传感器4固定在湿化罐2外壁，其输出端通过连接电缆5与所述控制电路板9连接；所述液位传感器4用于采集湿化罐2的实时液位值，并将该实时液位值发送给控制电路板9，所述控制电路板9根据所述实时液位值控制作动机构8关闭或打开所述加液软管3。

本申请通过在湿化罐2的外壁设置液位传感器4，通过该液位传感器4可实时监控湿化罐2的实时液位值；液位传感器4通过连接电缆5与控制电路板9连接，液位传感器4将实时液位值发送给控制电路板9，控制电路板9根据该实时液位值控制作动机构8关闭或打开加液软管3，实现湿化罐2加液的自动控制，实现了患者有创通气治疗过程中呼吸机湿化罐2内液位处于最佳位置，保证有创通气患者的通气安全，解决了医护人员频繁加液操作和人工监控加液过程的工作低效的技术效果。

封装壳体1包括正面壳体和背面壳体，正面壳体通过螺钉螺纹连接在背面壳体上，在正面壳体与背面壳体之间形成一容置空间，控制电路板9、电源模块6和作动机构8均安装在该容置空间内。

优选的，还包括固定带13，该固定带13为U型结构，固定带13的两端铰接在封装壳体1的顶部。具体的，固定带13的两端铰接在背面壳体上。可利用该固定带13将湿化罐2智能加液控制仪悬挂于支架上或其他位置。

优选的，液位传感器4为柔性可弯曲的长方形结构，在液位传感器4的一侧设有粘接面。液位传感器4通过该粘接面粘接在湿化罐2的外壁。具体的，液位传感器4可采用型号为ZCT-YOF05的液位传感器4。

在设置液位传感器4时，使液位传感器4的中线与湿化罐2最佳液位线对齐。液位传感器4感知湿化罐2内液体高度并将该液体高度信息发送给控制主机，实现湿化罐2自动加注液体和报警阈值超限报警功能要求。

在封装壳体1的下端设有液位传感器4的电气接口，液位传感器4的接线端通过连接线缆连接在该电气接口，连接方便。

电源模块6为整个监控仪供电，在封装壳体1的侧面设有电源开关，在封装壳体1的侧面、且位于电源开关的下侧设有充电接口，通过电源开关和充电接口可打开监控仪或为监控仪充电。

在封装壳体1的上不设有人工摁键开关11和自动摁键开关12，通过人工摁键开关11，可启动人工控制模式，通过启动自动摁键开关12，可启动自动监控控制模式。

还包括声光报警装置，该声光报警装置与所述控制电路板9连接，并根据控制电路板9的控制指令发出声光报警。

具体的，人工控制模式时：通过人工摁键开关11触发人工控制模式，控制电路板9周期性采集液位传感器4输出的实时液位值，并将该实时液位值与报警阈值进行比较；当实时液位值超过上限报警阈值或下线报警阈值时，控制电路板9控制声光报警器发出声光报警，通知护理人员停止加液或启动加液。

声光报警器包括声音报警器和报警指示灯，声音报警器通过发出声音进行报警，报警指示灯通过发出声音进行报警。

自动控制模式时，通过自动启动开发触发自动控制模式，控制电路板9周期性采集液位传感器4输出的实时液位值，并将该实时液位值与报警阈值进行比较；当所述实时液位值超过下线报警阈值时，控制主机控制作动机构8驱动加液软管3打开，为湿化罐2加液；当实时液位值超过上线报警阈值时，控制主机控制作动机构8驱动加液软管3关闭以断开液体向湿化罐2流通的通路；从而实现加液的自动监测和控制。

加液软管3竖向穿过封装壳体1，具体的在封装壳体1的上部和下部对应开设有上下垂直贯通的圆形通孔，该圆形通孔的直径为4mm，加液软管3的下端依次穿过封装壳体1上部和下部的圆形通孔后与湿化罐2连通，可以通过加液软管3为湿化罐2加液。

在一种实施例中，作动机构8可以为电磁铁，具体的，作用机构可以采用信号为JF-0735C的自保持电磁铁，在加液软管3上、且对应于电磁铁设有磁性材料块，电磁铁上电吸附磁性材料块以关闭加液软管3，并在断电后复位磁性材料块以打开加液软管3。

具体的，磁性材料块可以为带有磁性的环形卡扣7，加液软管3穿过该环形卡扣7，使得该环形卡扣7套设于加液软管3上。环形卡扣7与封装壳体1上部和下部的圆形通孔同轴设置。当电磁铁上电时具有磁性吸附力，其吸附环形卡扣7朝电磁铁的方向移动，使加液软管3在环形卡扣7的位置弯折，阻断液体流过的通路，液体无法在重力作用下通过弯折处，实现加液的关闭；当电磁铁断电后失去对环形卡环的吸附力，环形卡环复位使得加液软管3恢复竖直状态，其内的液体通路被打开，液体可由加液软管3由上至下流入湿化罐2，实现加液。

在另一种实施例中，作动机构8为推杆，该推杆的伸缩杆与环形卡扣7连接，该环形卡扣7套设在加液软管3上，推杆的伸缩杆收缩拉动环形卡扣7以关闭加液软管3，并在伸出时复位环形卡扣7以打开所述加液软管3。

通过推杆的伸缩杆的收缩和伸出改变环形卡扣7的位置，从而使得加液软被弯折或呈竖直状态，实现加液软管3的打开或关闭。

控制电路板9包括微处理器电路以及与微处理器电路连接的液位测量电路、充电电路、电源转换电路、声音报警器驱动电路和警示灯驱动电路，该控制电路板9为市售产品，其具体结构在此不作赘述。

优选的，还包括红外传感器10，该红外传感器10安装在封装壳体1内，其用于采集加液软管3内的液流信号，并将该液流信号发送给控制电路板9。

红外传感器10可采用信号为ITR9608-F的红外传感器10，其封装在壳体内，红外传感器10的槽口与加液软管3接触，用于感知加液软管3内是否有液体流过，并向控制电路板9反馈有液体状态信息或无液体状态信息，当红外传感器10反馈无液体状态时，表示家液软管内没有液体流过，控制电路板9控制声光报警器发出声光报警，通知护理人员。

监控仪工作流程如下：

试验开始前，封装壳体1通过连接电缆5与液位传感器4连接，拨动电源开关上电后控制电路板9上微处理器加载嵌入式控制软件代码；控制电路板9通过液位测量电路模块对液位传感器4实现采集；控制电路板9通过红外传感器10测量电路模块对红外传感器10实现采集；控制电路板9通过驱动功能电路模块对声音报警器和警示灯实现控制。

试验开始后，控制电路板9自动完成产品内部各功能模块自检，并通过指示灯闪烁提示自检成功；控制电路板9在选择了自动摁键开关12触发自动工作时序流程，对液位传感器4实时采集；当呼吸机湿化罐2内的液位信息超过液位传感器4上限报警阈值，并驱动作动机构8与圆形卡环联动，使得加注软管从垂直流通变为弯折止流状态，液体无法在自身重力作用下流动；湿化罐2内液体在呼吸机工作驱动下，液体逐渐减少，当液体低于液位传感器4下限阈值，并驱动作动机构8与圆形卡环反向联动，使得加注软软从弯折止流状态变为垂直流动状态，液体重新开始向湿化罐2内加注液体，此过程为自动循环加注过程。在自动循环加注过程中，加注软管内无液体时，红外传感器实时感知加注软管内有液体或者无液体状态，并将该状态反馈给控制电路板9；当加注软管内无液体状态时，控制主机电路板驱动声光报警装置发出声音和闪烁警示光告知护理人员，及时添加液体。

试验开始后，控制主机电路板在选择了人工摁键开关11触发人工工作时序流程，对液位传感器4实时采集；当呼吸机湿化罐2内的液位信息超过液位传感器4上限报警阈值，控制主机电路板驱动声光报警装置发出声音和闪烁警示光告知护理人员，及时关闭液体加注；湿化罐2内液体在呼吸机工作驱动下，液体逐渐减少，当液体低于液位传感器4下限阈值，控制电路板9驱动声光报警装置发出声音和闪烁警示光告知护理人员，及时开启液体加注，此过程为人工循环加注过程。

实施例2

在本实施例中，本申请还提供一种湿化罐2智能加液监控方法，其采用实施例1的监控仪，包括如下步骤：

所述控制电路板9周期性采集所述液位传感器4输出的实时液位值，并将该实时液位值与报警阈值进行比较，所述报警阈值包括上线报警阈值和下线报警阈值.

当所述实时液位值超过下线报警阈值时，所述控制主机控制作动机构8驱动加液软管3打开，为湿化罐2加液。

当所述实时液位值超过上线报警阈值时，所述控制主机控制作动机构8驱动加液软管3关闭以断开液体向湿化罐2流通的通路。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，包括封装壳体、加液软管、液位传感器、控制电路板、电源模块和作动机构，所述控制电路板、电源模块和作动机构安装在所述封装壳体内，所述加液软管竖向穿过所述封装壳体、且与湿化罐连接，所述电源模块为整个监控仪供电，所述液位传感器固定在湿化罐外壁，其输出端通过连接电缆与所述控制电路板连接；所述液位传感器用于采集湿化罐的实时液位值，并将该实时液位值发送给控制电路板，所述控制电路板根据所述实时液位值控制作动机构关闭或打开所述加液软管。

2.根据权利要求1所述的湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，还包括声光报警装置，该声光报警装置与所述控制电路板连接，并根据控制电路板的控制指令发出声光报警。

3.根据权利要求2所述的湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，还包括红外传感器，该红外传感器安装在封装壳体内，其用于采集加液软管内的液流信号，并将该液流信号发送给控制电路板。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，还包括固定带，该固定带为U型结构，固定带的两端铰接在封装壳体的顶部。

5.根据权利要求1所述的湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，所述液位传感器为柔性可弯曲的长方形结构，在液位传感器的一侧设有粘接面。

6.根据权利要求5所述的湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，所述液位传感器的中线与湿化罐最佳液位线对齐。

7.根据权利要求1所述的湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，所述作动机构为电磁铁，所述加液软管上、且对应于电磁铁设有磁性材料块，所述电磁铁上电吸附所述磁性材料块以关闭所述加液软管，并在断电后复位磁性材料块以打开所述加液软管。

8.根据权利要求1所述的湿化罐智能加液监控仪，其特征在于，所述作动机构为推杆，该推杆的伸缩杆与环形卡扣连接，该环形卡扣套设在加液软管上，所述推杆的伸缩杆收缩拉动环形卡扣以关闭所述加液软管，并在伸出时复位环形卡扣以打开所述加液软管。

9.一种湿化罐智能加液监控方法，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的监控仪，包括如下步骤：

所述控制电路板周期性采集所述液位传感器输出的实时液位值，并将该实时液位值与报警阈值进行比较，所述报警阈值包括上线报警阈值和下线报警阈值；

当所述实时液位值超过下线报警阈值时，所述控制主机控制作动机构驱动加液软管打开，为湿化罐加液；

当所述实时液位值超过上线报警阈值时，所述控制主机控制作动机构驱动加液软管关闭以断开液体向湿化罐流通的通路。

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