CN114404726B - 一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗输液设备领域，具体的说，涉及一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置及方法。一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置，包括镇痛泵机头和药盒，镇痛泵机头上设有镇痛泵控制系统，镇痛泵机头的右侧部卡接在药盒的左侧口中，药盒的左侧口内沿竖向设有输液管，镇痛泵机头的右侧面设有与输液管管壁接触的检测组件，镇痛泵控制系统与检测组件信号连接。本发明设计科学，通过微控制器提取薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，还能通过光敏传感器实现检测输液管内是否有气泡或无液体，检测准确、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗输液设备领域，具体的说，涉及一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置及方法。
背景技术
镇痛泵是一种液体输注装置，能使药物在血液中保持稳定的浓度，可以帮助用更少的药物达到更好、持续时间更长的镇痛效果。随着镇痛泵在医疗领域越来越广泛的应用，已成为术后镇痛、癌痛、分娩镇痛等必不可少的医疗装备，从而极大程度减轻了病人因疼痛引起的病理、生理、精神等问题。由于镇痛泵输液无法采用与输液液体直接接触的方法进行堵塞检测，采用非接触间接测量的方式是当前镇痛泵堵塞检测的主流方法。非接触式输液管路堵塞检测技术主要在进行患者输注过程中检测输液管路中液体是否在流动（动态变化），从而判断管路是否处于堵塞状态。目前的检测方法主要存在检测效率低，精度不高、检测滞后、堵塞程度无法识别等问题，迫切需要一种检测装置及方法来解决镇痛泵单工作周期内堵塞程度的及时自动检测问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置及方法，本发明设计科学，通过微控制器提取薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，还能通过光敏传感器实现检测输液管内是否有气泡或无液体，检测准确、效率高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置，包括镇痛泵机头和药盒，镇痛泵机头上设有镇痛泵控制系统，镇痛泵机头的右侧部卡接在药盒的左侧口中，药盒的左侧口内沿竖向设有输液管，镇痛泵机头的右侧面设有与输液管管壁接触的检测组件，镇痛泵控制系统与检测组件信号连接。
镇痛泵控制系统包括微控制器、稳压电源模块、后备电源模块、后备电源电量检测模块、WIFI模块、按键模块、显示器模块、报警模块、微量蠕动电机、电机电流检测模块和RTC模块，稳压电源模块分别与微控制器、后备电源模块和微量蠕动电机电性连接，后备电源模块分别与微控制器和后备电源电量检测模块电连接，微控制器分别与后备电源电量检测模块、按键模块、显示器模块、报警模块、微量蠕动电机、电机电流检测模块和RTC模块信号连接，微控制器通过WIFI模块与远程控制系统信号连接。
镇痛泵机头的右侧面设有上下间隔的圆弧形卡扣，圆弧形卡扣右侧、上侧和下侧均敞口，圆弧形卡扣的内径略大于或等于输液管的外径，镇痛泵机头的右侧部对应卡接到药盒的左侧口中时两个圆弧形卡扣对应卡住输液管的外圆周。
检测组件包括薄膜压力传感器和光敏传感器，薄膜压力传感器设在镇痛泵机头的右侧且与镇痛泵机头的右侧面平行，薄膜压力传感器的右侧平行设有硬薄片，硬薄片通过胶水粘附在镇痛泵机头的右侧面中心且位于两个圆弧形卡扣之间，硬薄片将薄膜压力传感器固定压接在镇痛泵机头的右侧面中心，硬薄片与输液管管壁接触，光敏传感器包括光敏元件和LED定向光源，光敏元件嵌设在上侧的圆弧形卡扣的前侧内圆周上，LED定向光源嵌设在上侧的圆弧形卡扣后侧内圆周上，LED定向光源与光敏元件同高且前后正对应，LED定向光源向前发射特定波长的光穿过输液管后照射在光敏元件上，微控制器分别与薄膜压力传感器、光敏传感器、LED定向光源和光敏元件信号连接。
一种镇痛泵输液堵塞自动检测方法，采用上述的镇痛泵输液堵塞自动检测装置进行检测，具体步骤如下：
（一）、将镇痛泵机头和药盒组装在一起；
（二）、启动镇痛泵机头的镇痛泵控制系统并进行系统初始化；
（三）、通过按键模块设置镇痛泵的使用客户信息、运行工作方式、单次输液用量等信息；
（四）、启动镇痛泵的微量蠕动电机开始输液；
（五）、通过微控制器采集光敏传感器、薄膜压力传感器、电机电流检测模块的检测信息，并将检测信息处理实现对镇痛泵的不同输液状态和堵塞状态的准确检测。
步骤（一）具体为：将镇痛泵机头的右侧部对应卡接到药盒的左侧口中，使两个圆弧形卡扣对应卡住输液管的外圆周，如此将输液管稳定固定在镇痛泵机头的右侧面上。
步骤（二）具体为：步骤（二）具体为：将镇痛泵机头与外置电源接通，稳压电源模块实现交流220V向微控制器直流电源需求的转换，还起到对亏电状态的后备电源模块充电的作用，通过后备电源电量检测模块实现对后备电源模块电量检测，当检测到后备电源模块电量低于一定电压值后，无法启动微量蠕动电机，镇痛泵无法实现向外输液工作，则消除此时因后备电源模块自身电性能变化对电机电流值检测的影响，微控制器初始化，显示器模块用于人机交互，并对按键模块设置情况进行显示，并对故障信息进行提示报警闪烁，报警模块工作并用于微控制器发出报警语音提示，RTC模块工作并用于向微控制器提供准确的时钟信号，同时，薄膜压力传感器和光敏传感器分别检测一次初值，因为每次更换药盒，因输液管制造误差或其它因素影响，传感器获取的检测初值存在微小差异，通过对初值的检测，可以更准确地为输液状态的特征检测提供检测信号基线，将初值信号传输给微控制器进行初值校正，可有效保证检测的准确性。
步骤（五）具体为：通过微控制器提取光敏元件检测的光敏阻值信号特征实现检测输液管内是否有气泡或无液体，通过微控制器提取薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，微控制器 通过WiFi模块将镇痛泵运行状态实时发送给远程控制系统，通讯采用LoRa通讯方式，以便于医护人员及时掌握镇痛泵使用情况，能及时作出处置措施。
步骤（五）中检测输液管内是否有气泡或无液体的具体实现方式是：LED定向光源向前发射特定波长的光穿过输液管后照射在光敏元件上，由于光敏元件受到光的照射，其光敏阻值便会发生变化，当输液管内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态时，输液管的透光度不同，则透过输液管的光的强度便会不同，那么在上述输液管内三种输入状态下导致光敏元件的光敏阻值也会不一样，如此，便可实现对输液管内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态的识别检测；
步骤（五）中镇痛泵不同堵塞程度的检测具体实现方式是：
（1）薄膜压力传感器采集压力值信号：输液管因蠕动产生对硬薄片压力，硬薄片间接将压力传递给薄膜压力传感器，如此，薄膜压力传感器便可对输液管压力信号进行采集；
（2）压力值信号经过放大电路进行信号放大后输送给微控制器的AD采集引脚，需要说明的是，经过前期反复测试，对堵塞、正常、气泡等情况进行测试，设置的精密仪用放大电路，经过信号调理放大后，能够满足微控制器的AD引脚的电压范围，以薄膜压力传感器为例，启动输液前后压力值是不一样的，启动前电压幅值为A1，启动后电压幅值为A2，保证启动的所有状态下的A2值不会超过微控制器的AD引脚电压，以免损坏微控制器；
（3）由于微控制器直接采集的信号存在噪声干扰和数据抖动，采用平均值滤波方法实现信号消噪；
（4）经过前期实验发现规律如下：镇痛泵堵塞程度与薄膜压力传感器采集的压力值成比例，如此通过检测薄膜压力传感器采集的压力值即可实现对镇痛泵的堵塞状态进行判断，将该规律建立堵塞程度评价指标，作为判断镇痛泵堵塞程度的算法依据，实现对镇痛泵的堵塞检测；
（5）镇痛泵使用的电机对于堵塞状态下其电机电流信号会出现变化，通过前期实验可以获得不同堵塞状态下的电机电流特征，为了保证镇痛泵堵塞状态的准确性，将薄膜压力传感器检测的压力值与电机电流检测模块检测的电机电流值相关联，即通过检测镇痛泵的电机电流与薄膜压力传感器采集的压力值特征融合共同实现对镇痛泵堵塞状态检测，以此提高镇痛泵堵塞状态的准确性。
光敏传感器、薄膜压力传感器、电机电流检测模块的检测实质是依据获得的信号特征来实现的，通过微控制器提取光敏元件检测的光敏阻值信号特征实现检测输液管内是否有气泡或无液体，通过微控制器提取薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，其中，信号特征是指信号的波形特征：电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征包括单周期内电机电流波形的上升斜率、上升持续时间、下降斜率、下降持续时间、整个单周期内的波形宽度、下一周期波形上升前的幅值；薄膜压力传感器检测的压力值信号特征包括压力信号的幅值、波形宽度、下一周期波形上升前的幅值；微控制器根据薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征建立镇痛泵不同程度堵塞模型。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的薄膜压力传感器和光敏传感器均安装在镇痛泵机头的右侧面上，更换药盒不会影响两个传感器的使用，可以减低使用成本，药盒为与镇痛泵机头对接的部分，为一次性产品，每个用户使用一个，而镇痛泵机头可以重复利用；
通过两个圆弧形卡扣可以将输液管稳定的固定在镇痛泵机头的右侧面上，避免输液管活动引起薄膜压力传感器检测出现误差，镇痛泵使用过程中，由于镇痛泵机头和药盒是合为一体的，正好将输液管牢牢卡在两个圆弧形卡扣内，并使其两个卡钳中间一段输液管紧紧压在薄膜压力传感器右侧的硬薄片上，经过前期微控制器提取了不同堵塞状态下薄膜压力传感器的检测信号特征，并将这些特征与电机电流检测模块检测的电机电流值特征匹配融合，以实现对镇痛泵的不同堵塞状态的准确检测；
LED定向光源向前发射特定波长的光穿过输液管照射在光敏元件上，由于光敏元件受到光的照射，其光敏阻值便会发生变化，当输液管内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态时，输液管的透光度不同，则透过输液管的光的强度便会不同，那么在上述输液管内三种输入状态下导致光敏元件的光敏阻值也会不一样，如此，便可实现对输液管内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态的识别检测。
附图说明
图1是本发明的镇痛泵机头的结构示意图。
图2是本发明的药盒的结构示意图。
图3是本发明的药盒的左视图。
图4是本发明的控制框图。
图5是本发明的检测流程框图。
图6是本发明的放大电路的示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1-6所示，一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置，包括镇痛泵机头1和药盒2，镇痛泵机头1上设有镇痛泵控制系统，镇痛泵机头1的右侧部卡接在药盒2的左侧口中，药盒的左侧口内沿竖向设有输液管3，镇痛泵机头1的右侧面设有与输液管3管壁接触的检测组件，镇痛泵控制系统与检测组件信号连接。
镇痛泵控制系统包括微控制器6、稳压电源模块7、后备电源模块8、后备电源电量检测模块9、WIFI模块10、按键模块11、显示器模块13、报警模块14、微量蠕动电机16、电机电流检测模块17和RTC模块18，稳压电源模块7分别与微控制器6、后备电源模块8和微量蠕动电机16电性连接，后备电源模块8分别与微控制器6和后备电源电量检测模块9电连接，微控制器6分别与后备电源电量检测模块9、按键模块、显示器模块13、报警模块14、微量蠕动电机16、电机电流检测模块17和RTC模块18信号连接，微控制器6通过WIFI模块10与远程控制系统信号连接。
镇痛泵机头的右侧面设有上下间隔的圆弧形卡扣19，圆弧形卡扣19右侧、上侧和下侧均敞口，圆弧形卡扣19的内径略大于或等于输液管3的外径，镇痛泵机头1的右侧部对应卡接到药盒2的左侧口中时两个圆弧形卡扣19对应卡住输液管3的外圆周。
检测组件包括薄膜压力传感器15和光敏传感器12，薄膜压力传感器15设在镇痛泵机头1的右侧且与镇痛泵机头1的右侧面平行，薄膜压力传感器15的右侧平行设有硬薄片，硬薄片通过胶水粘附在镇痛泵机头1的右侧面中心且位于两个圆弧形卡扣19之间，硬薄片将薄膜压力传感器15固定压接在镇痛泵机头1的右侧面中心，硬薄片与输液管3管壁接触，光敏传感器12包括光敏元件4和LED定向光源5，光敏元件4嵌设在上侧的圆弧形卡扣19的前侧内圆周上，LED定向光源5嵌设在上侧的圆弧形卡扣19后侧内圆周上，LED定向光源5与光敏元件4同高且前后正对应，LED定向光源5向前发射特定波长的光穿过输液管3后照射在光敏元件4上，微控制器6分别与薄膜压力传感器15、光敏传感器12、LED定向光源5和光敏元件4信号连接。
一种镇痛泵输液堵塞自动检测方法，采用上述的镇痛泵输液堵塞自动检测装置进行检测，具体步骤如下：
（一）、将镇痛泵机头1和药盒2组装在一起；
（二）、启动镇痛泵机头1的镇痛泵控制系统并进行系统初始化；
（三）、通过按键模块设置镇痛泵的使用客户信息、运行工作方式、单次输液用量等信息；
（四）、启动镇痛泵的微量蠕动电机16开始输液；
（五）、通过微控制器6采集光敏传感器12、薄膜压力传感器15、电机电流检测模块17的检测信息，并将检测信息处理实现对镇痛泵的不同输液状态和堵塞状态的准确检测。
步骤（一）具体为：将镇痛泵机头1的右侧部对应卡接到药盒2的左侧口中，使两个圆弧形卡扣19对应卡住输液管3的外圆周，如此将输液管3稳定固定在镇痛泵机头1的右侧面上。
步骤（二）具体为：将镇痛泵机头1与外置电源接通，稳压电源模块7实现交流220V向微控制器6直流电源需求的转换，还起到对亏电状态的后备电源模块8充电的作用，通过后备电源电量检测模块9实现对后备电源模块8电量检测，当检测到后备电源模块8电量低于一定电压值后，无法启动微量蠕动电机16，镇痛泵无法实现向外输液工作，则消除此时因后备电源模块8自身电性能变化对电机电流值检测的影响，微控制器6初始化，显示器模块13用于人机交互，并对按键模块设置情况进行显示，并对故障信息进行提示报警闪烁，报警模块14工作并用于微控制器6发出报警语音提示，RTC模块18工作并用于向微控制器6提供准确的时钟信号，同时，薄膜压力传感器15和光敏传感器12分别检测一次初值，因为每次更换药盒2，因输液管3制造误差或其它因素影响，传感器获取的检测初值存在微小差异，通过对初值的检测，可以更准确地为输液状态的特征检测提供检测信号基线，将初值信号传输给微控制器6进行初值校正，可有效保证检测的准确性。
步骤（五）具体为：通过微控制器6提取光敏元件4检测的光敏阻值信号特征实现检测输液管3内是否有气泡或无液体，通过微控制器6提取薄膜压力传感器15检测的压力值信号特征和电机电流检测模块17检测的电机电流值（微量蠕动电机16的电流）信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，微控制器6 通过WiFi模块11将镇痛泵运行状态（堵塞、非堵塞、气泡检测）实时发送给远程控制系统，通讯采用LoRa通讯方式，以便于医护人员及时掌握镇痛泵使用情况，能及时作出处置措施。
步骤（五）中检测输液管3内是否有气泡或无液体的实现方式是：LED定向光源5向前发射特定波长的光穿过输液管3照射在光敏元件4上，由于光敏元件4受到光的照射，其光敏阻值便会发生变化，当输液管3内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态时，输液管3的透光度不同，则透过输液管3的光的强度便会不同，那么在上述输液管3内三种输入状态下导致光敏元件4的光敏阻值也会不一样，如此，便可实现对输液管3内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态的识别检测；
步骤（五）中镇痛泵不同堵塞程度的检测具体实现方式是：
（1）薄膜压力传感器15采集压力值信号：输液管3因蠕动产生对硬薄片压力，硬薄片间接将压力传递给薄膜压力传感器15，如此，薄膜压力传感器15便可对输液管3压力信号进行采集；
（2）压力值信号经过放大电路进行信号放大后输送给微控制器6的AD采集引脚，需要说明的是，经过前期反复测试，对堵塞、正常、气泡等情况进行测试，设置的精密仪用放大电路，经过信号调理放大后，能够满足微控制器6的AD引脚的电压范围，以薄膜压力传感器15为例，启动输液前后压力值是不一样的，启动前电压幅值为为A1，启动后电压幅值为为A2，保证启动的所有状态下的A2值不会超过微控制器6的AD引脚电压，以免损坏微控制器6；
（3）由于微控制器直接采集的信号存在噪声干扰和数据抖动，采用平均值滤波方法实现信号消噪；
（4）经过前期实验发现规律如下：镇痛泵堵塞程度与薄膜压力传感器15采集的压力值成比例，如此通过检测薄膜压力传感器15采集的压力值即可实现对镇痛泵的堵塞状态进行判断，将该规律建立堵塞程度评价指标，作为判断镇痛泵堵塞程度的算法依据，实现对镇痛泵的堵塞检测；
（5）镇痛泵使用的电机对于堵塞状态下其电机电流信号会出现变化，通过前期实验可以获得不同堵塞状态下的电机电流特征，为了保证镇痛泵堵塞状态的准确性，将薄膜压力传感器15检测的压力值与电机电流检测模块17检测的电机电流值相关联，即通过检测镇痛泵的电机电流与薄膜压力传感器15采集的压力值特征融合共同实现对镇痛泵堵塞状态检测，以此提高镇痛泵堵塞状态的准确性。
光敏传感器12、薄膜压力传感器15、电机电流检测模块17的检测实质是依据获得的信号特征来实现的，通过微控制器6提取光敏元件4检测的光敏阻值信号特征实现检测输液管3内是否有气泡或无液体，通过微控制器6提取薄膜压力传感器15检测的压力值信号特征和电机电流检测模块17检测的电机电流值信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，其中，信号特征是指信号的波形特征：电机电流检测模块检测17的电机电流值信号特征包括单周期内电机电流波形的上升斜率、上升持续时间、下降斜率、下降持续时间、整个单周期内的波形宽度、下一周期波形上升前的幅值；薄膜压力传感器15检测的压力值信号特征包括压力信号的幅值、波形宽度、下一周期波形上升前的幅值；微控制器6根据薄膜压力传感器15检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测17的电机电流值信号特征建立镇痛泵不同程度堵塞模型。
其中，放大电路如图6所示，以3.3V为举例说明，该放大电路可以适应3.3~5V的电源，选用的运放芯片为MCP6002，薄膜压力传感器15的微弱信号发大效果对输液管3壁压力应变检测至关重要，这里采用高精密运算放大器，图6中Input1和Input2为与薄膜压力传感器15引脚输出端对接口，此处不作输入端正负端区分，Output为与微控制器6（单片机）AD检测引脚连接端，输出直接为微控制器6（单片机）所能使用0~3.3V或0~5V。
本发明的薄膜压力传感器15和光敏传感器12均安装在镇痛泵机头1的右侧面上，更换药盒2不会影响两个传感器的使用，可以减低使用成本，药盒2为与镇痛泵机头1对接的部分，为一次性产品，每个用户使用一个，而镇痛泵机头1可以重复利用；
通过两个圆弧形卡扣19可以将输液管3稳定的固定在镇痛泵机头1的右侧面上，避免输液管3活动引起薄膜压力传感器15检测出现误差，镇痛泵使用过程中，由于镇痛泵机头1和药盒2是合为一体的，正好将输液管3牢牢卡在两个圆弧形卡扣19内，并使其两个卡钳中间一段输液管3紧紧压在薄膜压力传感器15右侧的硬薄片上，经过前期微控制器6提取了不同堵塞状态下薄膜压力传感器15的检测信号特征，并将这些特征与电机电流检测模块17检测的电机电流值特征匹配融合，以实现对镇痛泵的不同堵塞状态的准确检测；
LED定向光源5向前发射特定波长的光穿过输液管3照射在光敏元件4上，由于光敏元件4受到光的照射，其光敏阻值便会发生变化，当输液管3内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态时，输液管3的透光度不同，则透过输液管3的光的强度便会不同，那么在上述输液管3内三种输入状态下导致光敏元件4的光敏阻值也会不一样，如此，便可实现对输液管3内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态的识别检测。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种镇痛泵输液堵塞自动检测装置，其特征在于：包括镇痛泵机头和药盒，镇痛泵机头上设有镇痛泵控制系统，镇痛泵机头的右侧部卡接在药盒的左侧口中，药盒的左侧口内沿竖向设有输液管，镇痛泵机头的右侧面设有与输液管管壁接触的检测组件，镇痛泵控制系统与检测组件信号连接；
镇痛泵控制系统包括微控制器、稳压电源模块、后备电源模块、后备电源电量检测模块、WIFI模块、按键模块、显示器模块、报警模块、微量蠕动电机、电机电流检测模块和RTC模块，稳压电源模块分别与微控制器、后备电源模块和微量蠕动电机电性连接，后备电源模块分别与微控制器和后备电源电量检测模块电连接，微控制器分别与后备电源电量检测模块、按键模块、显示器模块、报警模块、微量蠕动电机、电机电流检测模块和RTC模块信号连接，微控制器通过WIFI模块与远程控制系统信号连接；
镇痛泵机头的右侧面设有上下间隔的圆弧形卡扣，圆弧形卡扣右侧、上侧和下侧均敞口，圆弧形卡扣的内径大于或等于输液管的外径，镇痛泵机头的右侧部对应卡接到药盒的左侧口中时两个圆弧形卡扣对应卡住输液管的外圆周；
检测组件包括薄膜压力传感器和光敏传感器，薄膜压力传感器设在镇痛泵机头的右侧且与镇痛泵机头的右侧面平行，薄膜压力传感器的右侧平行设有硬薄片，硬薄片通过胶水粘附在镇痛泵机头的右侧面中心且位于两个圆弧形卡扣之间，硬薄片将薄膜压力传感器固定压接在镇痛泵机头的右侧面中心，硬薄片与输液管管壁接触，光敏传感器包括光敏元件和LED定向光源，光敏元件嵌设在上侧的圆弧形卡扣的前侧内圆周上，LED定向光源嵌设在上侧的圆弧形卡扣后侧内圆周上，LED定向光源与光敏元件同高且前后正对应，LED定向光源向前发射的光穿过输液管后照射在光敏元件上，微控制器分别与薄膜压力传感器、光敏传感器、LED定向光源和光敏元件信号连接；
通过检测镇痛泵的电机电流与薄膜压力传感器采集的压力值特征融合共同实现对镇痛泵堵塞状态检测。
2.一种镇痛泵输液堵塞自动检测方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的镇痛泵输液堵塞自动检测装置进行检测，具体步骤如下：
（一）、将镇痛泵机头和药盒组装在一起；
（二）、启动镇痛泵机头的镇痛泵控制系统并进行系统初始化；
（三）、通过按键模块设置镇痛泵的使用客户信息、运行工作方式、单次输液用量的信息；
（四）、启动镇痛泵的微量蠕动电机开始输液；
（五）、通过微控制器采集光敏传感器、薄膜压力传感器、电机电流检测模块的检测信息，并对检测信息进行处理以实现对镇痛泵的不同输液状态和堵塞状态的准确检测；
步骤（五）中检测输液管内是否有气泡或无液体的具体实现方式是：LED定向光源向前发射的光穿过输液管后照射在光敏元件上，由于光敏元件受到光的照射，其光敏阻值便会发生变化，当输液管内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态时，输液管的透光度不同，则透过输液管的光的强度便会不同，那么在上述输液管内三种输入状态下导致光敏元件的光敏阻值也会不一样，如此，便可实现对输液管内为全部液体、含气泡的液体和无液体的三种不同输入状态的识别检测；
步骤（五）中镇痛泵不同堵塞程度的检测具体实现方式是：
（1）薄膜压力传感器采集压力值信号：输液管因蠕动产生对硬薄片压力，硬薄片间接将压力传递给薄膜压力传感器，如此，薄膜压力传感器便可对输液管压力信号进行采集；
（2）压力值信号经过放大电路进行信号放大后输送给微控制器的AD采集引脚，经过前期反复测试，对堵塞、正常、气泡的情况进行测试，设置的精密仪用放大电路，经过信号调理放大后，能够满足微控制器的AD引脚的电压范围；
（3）由于微控制器直接采集的信号存在噪声干扰和数据抖动，采用平均值滤波方法实现信号消噪；
（4）经过前期实验发现规律如下：镇痛泵堵塞程度与薄膜压力传感器采集的压力值成比例，如此通过检测薄膜压力传感器采集的压力值即可实现对镇痛泵的堵塞状态进行判断，根据该规律建立堵塞程度评价指标，作为判断镇痛泵堵塞程度的算法依据，实现对镇痛泵的堵塞检测；
（5）镇痛泵使用的电机对于堵塞状态下其电机电流信号会出现变化，通过前期实验能够获得不同堵塞状态下的电机电流特征，为了保证镇痛泵堵塞状态的准确性，将薄膜压力传感器检测的压力值与电机电流检测模块检测的电机电流值相关联，即通过检测镇痛泵的电机电流与薄膜压力传感器采集的压力值特征融合共同实现对镇痛泵堵塞状态检测，以此提高镇痛泵堵塞状态的准确性。
3.根据权利要求2所述的镇痛泵输液堵塞自动检测方法，其特征在于：步骤（一）具体为：将镇痛泵机头的右侧部对应卡接到药盒的左侧口中，使两个圆弧形卡扣对应卡住输液管的外圆周，如此将输液管稳定固定在镇痛泵机头的右侧面上。
4.根据权利要求3所述的镇痛泵输液堵塞自动检测方法，其特征在于：步骤（二）具体为：将镇痛泵机头与外置电源接通，稳压电源模块实现交流220V向微控制器直流电源需求的转换，还起到对亏电状态的后备电源模块充电的作用，通过后备电源电量检测模块实现对后备电源模块电量检测，当检测到后备电源模块电量低于一定电压值后，无法启动微量蠕动电机，镇痛泵无法实现向外输液工作，则消除此时因后备电源模块自身电性能变化对电机电流值检测的影响，微控制器初始化，显示器模块用于人机交互，并对按键模块设置情况进行显示，并对故障信息进行提示报警闪烁，报警模块工作并用于微控制器发出报警语音提示，RTC模块工作并用于向微控制器提供准确的时钟信号，同时，薄膜压力传感器和光敏传感器分别检测一次初值，因为每次更换药盒，因输液管制造误差或其它因素影响，传感器获取的检测初值存在微小差异，通过对初值的检测，能够更准确地为输液状态的特征检测提供检测信号基线，将初值信号传输给微控制器进行初值校正，能有效保证检测的准确性。
5.根据权利要求4所述的镇痛泵输液堵塞自动检测方法，其特征在于：步骤（五）具体为：通过微控制器提取光敏元件检测的光敏阻值信号特征实现检测输液管内是否有气泡或无液体，通过微控制器提取薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，微控制器通过WiFi模块将镇痛泵运行状态实时发送给远程控制系统，通讯采用LoRa通讯方式。
6.根据权利要求2所述的镇痛泵输液堵塞自动检测方法，其特征在于：光敏传感器、薄膜压力传感器、电机电流检测模块的检测实质是依据获得的信号特征来实现的，通过微控制器提取光敏元件检测的光敏阻值信号特征实现检测输液管内是否有气泡或无液体，通过微控制器提取薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征，实现对镇痛泵不同堵塞程度的检测，其中，信号特征是指信号的波形特征：电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征包括单周期内电机电流波形的上升斜率、上升持续时间、下降斜率、下降持续时间、整个单周期内的波形宽度、下一周期波形上升前的幅值；薄膜压力传感器检测的压力值信号特征包括压力信号的幅值、波形宽度、下一周期波形上升前的幅值；微控制器根据薄膜压力传感器检测的压力值信号特征和电机电流检测模块检测的电机电流值信号特征建立镇痛泵不同程度堵塞模型。
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