CN115479627B - 一种液滴计数和流量测量方法、系统、设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液滴计数和流量测量方法、系统、设备、存储介质，涉及液滴测量技术领域，本发明的测量方法包括：向安装在输液器的滴液管上的光电发射器发送第一控制指令，第一控制指令用于指示光电发射器向在滴液管内落下的液滴发射光线；向安装在输液器的滴液管上的光电接收器发送第二控制指令，第二控制指令用于指示光电接收器接收经过液滴折射和/或散射和/或反射的光线；将液滴折射和/或散射和/或反射的光线转换为特定形式的电信号，根据预设的电信号与液滴流量的关系，得出输液器的滴定速度和特定温度下的液滴体积。本发明采用综合测量液滴的数量和体积的方法，同时通过与实验的对比标定，推算出液滴的体积，从而得出液体的精确流量。

Description

一种液滴计数和流量测量方法、系统、设备、存储介质

技术领域

本发明涉及液滴测量技术领域，具体涉及一种液滴计数和流量测量方法、系统、设备、存储介质。

背景技术

在精细化学方面对微量液体的滴定试验和临床医疗的静脉输液等场合需要对液滴的数量和流速做精确的测量和监控，例如麻醉剂的输送，大多需要“精确”地控制“微量”体积的输送，这就需要准确而且实时的测量数据，而当前的液滴测量方法难以做到。

目前常用的液滴测量方法是目测加总量控制，比较精细的测量方法是采用微电脑静脉输液控制装置，其原理是在输液滴液管的两侧壁设置相对的两个光电传感器，测量以自由落体方式通过探测窗口药液的数量。由于管壁上常常出现水珠的阻挡，光电传感器难以达到精确计数，更无法测量流体的总体积。而且直接测量液体的流速会给液滴带来污染，这在某些行业是不可行的。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种液滴计数和流量测量方法、系统、设备、存储介质，其采用综合测量液滴的数量和体积的方法，同时通过与实验的对比标定，推算出液滴的体积，从而得出液体的精确流量。

为实现上述目的，本发明可以采用以下技术方案进行：

一种液滴计数和流量测量方法，其包括：

向安装在滴液管上的光电发射器发送第一控制指令，所述第一控制指令用于指示所述光电发射器向在所述滴液管内落下的液滴发射光线；

向安装在滴液管上的光电接收器发送第二控制指令，所述第二控制指令用于指示所述光电接收器接收经过所述液滴折射和/或散射和/或反射的光线；

将所述液滴折射和/或散射和/或反射的光线转换为特定形式的电信号，根据预设的电信号与液滴流量的关系，得出所述输液器的滴定速度和特定温度下的液滴体积。

如上所述的液滴计数和流量测量方法，进一步地，所述电信号包含光线的发射位置和角度信息，以及信号强度信息，所述预设的电信号与液滴流量的关系包括所述液滴的水平截面的直径与所述光线的发射位置和角度信息、所述信号强度信息的关系。

如上所述的液滴计数和流量测量方法，进一步地，所述电信号包含光线的接收时刻信息，以及信号强度信息，所述预设的电信号与液滴流量的关系包括所述液滴的竖直截面的轮廓与所述光线的接收时刻信息和信号强度信息。

如上所述的液滴计数和流量测量方法，进一步地，所述预设的电信号与液滴流量的关系还包括：已确定体积的液体与不同实验条件下的信号强度信息的关系，利用所述已确定体积的液体与不同实验条件下的信号强度信息的关系，修正所述液滴的水平截面的直径与所述光线的发射位置和角度信息、所述信号强度信息的关系，以及修正所述液滴的竖直截面的轮廓与所述光线的接收时刻信息和信号强度信息。

如上所述的液滴计数和流量测量方法，进一步地，所述不同实验条件下包括：所述液滴的下落速度、温度、品种、粘度、或颜色。

此外，本发明提供一种液滴计数和流量测量系统，用于输液器，其包括：

处理器，用于生成第一控制指令和第二控制指令；

安装在滴液管上的光电发射器，用于接收所述第一控制指令，并向在所述滴液管内落下的液滴发射光线；

安装在滴液管上的光电接收器，用于接收所述第二控制指令，并接收经过所述液滴折射和/或散射和/或反射的光线；其中，

所述处理器将所述液滴折射和/或散射和/或反射的光线转换为特定形式的电信号，根据预设的电信号与液滴流量的关系，得出所述输液器的滴定速度和特定温度下的液滴体积。

如上所述的液滴计数和流量测量系统，进一步地，还包括：显示器，其用于展示所述输液器的滴定速度和特定温度下的液滴体积。

此外，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的液滴计数和流量测量方法。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的液滴计数和流量测量方法。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

1、本发明采用综合测量液滴的数量和体积的方法，同时通过与实验的对比标定，推算出液滴的体积，从而得出液体的精确流量，该方法简单可靠。

2、本发明的测量系统能够测量液滴的体积，而且体积的计算方法简单、结果精确以及快速，便于后续工序的控制或调整。此外，本测量系统对传感器的要求较低，因而成本较低，便于大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的液滴计数和流量测量方法的实施流程图；

图2为本发明实施例的液滴计数和流量测量系统的俯视图；

图3为本发明实施例的液滴计数和流量测量系统的结构示意图；

图4为本发明实施例的液滴计数和流量测量系统的模块化示意图；

图5为本发明实施例的电子设备的模块化示意图。

其中：1、光电发射器；2、光电接收器；3、安装环；4、液滴；5、滴液管；11、入射光线；12、散射光线；13、折射光线；14、透射光线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例：

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图5，本发明采用综合测量液滴4的数量和体积的方法，同时通过与实验的对比标定，推算出液滴4的体积，从而得出液体的精确流量，本方法简单可靠。

参见图1-图3，一种液滴计数和流量测量方法，包括以下步骤：

向安装在输液器的滴液管5上的光电发射器1发送第一控制指令，第一控制指令用于指示光电发射器1向在滴液管5内落下的液滴4发射光线。本实施例中，可以向光电传感器的光电发射器1发出第一控制指令，光电发射器1向滴液管5内落下的液滴4发射光线，光电发射器1发射出的入射光线11经过液滴4折射、反射和散射等形成散射光线12、折射光线13、透射光线14和反射光线，从而为后续工作的开展提供了支撑。

向安装在输液器的滴液管5上的光电接收器2发送第二控制指令，第二控制指令用于指示光电接收器2接收经过液滴4折射和/或散射和/或反射的光线。本实施例中，在滴液管5的外壁圆周上可以设置安装环3，安装环3上安装有光电发射器1和若干光电接收器2。向若干光电接收器2发出第二控制指令，若干光电接收器2接收经过液滴4形成的散射光线12、折射光线13、透射光线14和反射光线，可以得到滴液管5的圆周方向不同位置的反光强度分布曲线，该数据与液滴4在相应水平截面的直径是正相关的；还可以得到每一个光电接收器2在不同时刻的信号强度随时间的变化曲线，该数据与液滴4在竖直截面的轮廓也是正相关的。

将液滴4折射和/或散射和/或反射的光线转换为特定形式的电信号，根据预设的电信号与液滴流量的关系，得出输液器的滴定速度和特定温度下的液滴4体积。本实施例中，若干光电接收器2将接收到的光信号转换成电信号，再将这些电信号传输至数据处理单元的处理器，数据处理单元用于处理光电传感器发射和接收的数据，可以是单独的计算机，也可以是与传感器集成一体的单片机。处理器将电信号转换为数字信号，并且通过数据处理，排除可能存在的干扰数据，例如，离散值特别大的，或者从原理上不可能存在的异常数据。随后再将获得的数据以及标定实验得到的数据进行结合、修正，最终精确估算出液滴4的体积或者是整个滴定过程的液体流量。最后再将上述结果通过显示单元输出，显示单元可以是单独的显示器，也可以是与滴液管5、光电发射器1、光电接收器2及数据处理单元集成为一体的数码数显装置。

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，电信号包含光线的发射位置和角度信息，以及信号强度信息，预设的电信号与液滴流量的关系包括液滴4的水平截面的直径与光线的发射位置和角度信息、信号强度信息的关系。进一步地，电信号包含光线的接收时刻信息，以及信号强度信息，预设的电信号与液滴4流量的关系包括液滴4的竖直截面的轮廓与光线的接收时刻信息和信号强度信息。

具体的，在实验中，若干光电接收器2接收到的数据包括在滴液管5的圆周方向不同位置的反光强度分布曲线，该数据与液滴4在相应水平截面的直径是正相关的；还包括每一个光电接收器2在不同时刻的信号强度随时间的变化曲线，该数据与液滴4在竖直截面的轮廓也是正相关的。

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，预设的电信号与液滴流量的关系还包括：已确定体积的液体与不同实验条件下的信号强度信息的关系，利用已确定体积的液体与不同实验条件下的信号强度信息的关系，修正液滴4的水平截面的直径与光线的发射位置和角度信息、信号强度信息的关系，以及修正液滴4的竖直截面的轮廓与光线的接收时刻信息和信号强度信息。

具体的，上述的标定实验包括以下步骤：(1)针对已确定体积的液体，做不同速度和温度的滴定测量，通过光电传感器测量每一个液滴4经过时反光强度随时间的变化曲线，形成光电曲线图，并存储在数据处理单元中，再通过计算液滴4总数量的平均值，从而精确得到某特定滴定速度和温度下的液滴4体积。(2)系统将光电曲线与液滴4体积关联，形成标定结果，即不同的速度和温度都会有形成一条特定的光电曲线。在本测量方法中，由于已经有了标定数据，只需根据光电曲线，就能立即得出此液滴4的体积；此外再与滴定的时间进行关联，就可以计算出流速，因而本测量方法是实时而且精确的。进一步地，上述的标定实验的不同实验条件下包括：液滴4的下落速度、温度、品种、粘度、或颜色。

参见图2-图4，同时，本发明也提供了一种用于输液器的液滴计数和流量测量系统，其包括：处理器、光电发射器1和光电接收器2，处理器用于生成第一控制指令和第二控制指令；光电发射器1和光电接收器2均安装在输液器的滴液管5上，光电发射器1用于接收第一控制指令，并向在滴液管5内落下的液滴4发射光线；光电接收器2用于接收第二控制指令，并接收经过液滴4折射和/或散射和/或反射的光线；其中，处理器将液滴4折射和/或散射和/或反射的光线转换为特定形式的电信号，根据预设的电信号与液滴4流量的关系，得出输液器的滴定速度和特定温度下的液滴4体积。

本实施例中，滴液管5的外壁圆周上设置有安装环3，安装环3上安装有光电发射器1和若干光电接收器2。当本系统工作时，处理器控制光电发射器1向在滴液管5内落下的液滴4发射光线，入射光线11经过液滴4的折射、散射和反射，被滴液管5的外壁圆周上的若干光电接收器2接收，并将光线转换为电信号，再经过数据处理单元的处理，最终得出输液器的滴定速度和特定温度下的液滴4体积。本系统能够测量液滴4的体积，而且体积的计算方法简单、结果精确及快速，便于后续工序的控制或调整；同时，对传感器的要求较低，成本较低，便于大规模推广。此外，本系统根据应用场景的需求或者用户的需求，可以集成为一个部件，箍在输液管上，也可以分拆成多个独立装置，因而应用范围广。

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还包括：显示器，其用于展示输液器的滴定速度和特定温度下的液滴4体积。本实施例中，该显示器可以是单独的显示器，也可以是一个与滴液管5、光电发射器1、光电接收器2、数据处理单元集成为一体的数码数显装置。

参见图5，同时，本发明也提供一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的液滴4计数和流量测量方法。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的液滴4计数和流量测量方法。

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、结构、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、结构、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。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种液滴计数和流量测量方法，其特征在于，包括：

向安装在滴液管上的光电发射器发送第一控制指令，所述第一控制指令用于指示所述光电发射器向在所述滴液管内落下的液滴发射光线；

向安装在滴液管上的光电接收器发送第二控制指令，所述第二控制指令用于指示所述光电接收器接收经过所述液滴折射和散射和反射的光线；

将所述液滴折射和散射和反射的光线转换为特定形式的电信号，根据预设的电信号与液滴流量的关系，得出输液器的滴定速度和特定温度下的液滴体积，其中，所述电信号包含光线的发射位置和角度信息，以及信号强度信息，所述预设的电信号与液滴流量的关系包括所述液滴的水平截面的直径与所述光线的发射位置和角度信息、所述信号强度信息的关系；所述电信号包含光线的接收时刻信息，以及信号强度信息，所述预设的电信号与液滴流量的关系包括所述液滴的竖直截面的轮廓与所述光线的接收时刻信息和信号强度信息。

2.根据权利要求1所述的液滴计数和流量测量方法，其特征在于，所述预设的电信号与液滴流量的关系还包括：已确定体积的液体与不同实验条件下的信号强度信息的关系，利用所述已确定体积的液体与不同实验条件下的信号强度信息的关系，修正所述液滴的水平截面的直径与所述光线的发射位置和角度信息、所述信号强度信息的关系，以及修正所述液滴的竖直截面的轮廓与所述光线的接收时刻信息和信号强度信息。

3.根据权利要求2所述的液滴计数和流量测量方法，其特征在于，所述不同实验条件下包括：所述液滴的下落速度、温度、品种、粘度或颜色。

4.一种液滴计数和流量测量系统，用于输液器，其特征在于，包括：

处理器，用于生成第一控制指令和第二控制指令；

安装在滴液管上的光电发射器，用于接收所述第一控制指令，并向在所述滴液管内落下的液滴发射光线；

安装在滴液管上的光电接收器，用于接收所述第二控制指令，并接收经过所述液滴折射和散射和反射的光线；其中，

所述处理器将所述液滴折射和散射和反射的光线转换为特定形式的电信号，根据预设的电信号与液滴流量的关系，得出所述输液器的滴定速度和特定温度下的液滴体积；其中，所述电信号包含光线的发射位置和角度信息，以及信号强度信息，所述预设的电信号与液滴流量的关系包括所述液滴的水平截面的直径与所述光线的发射位置和角度信息、所述信号强度信息的关系；所述电信号包含光线的接收时刻信息，以及信号强度信息，所述预设的电信号与液滴流量的关系包括所述液滴的竖直截面的轮廓与所述光线的接收时刻信息和信号强度信息。

5.根据权利要求4所述的液滴计数和流量测量系统，其特征在于，还包括：显示器，其用于展示所述输液器的滴定速度和特定温度下的液滴体积。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至3任一所述的液滴计数和流量测量方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至3任一所述的液滴计数和流量测量方法。