CN201959345U - 智能输液控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能输液控制器。属于医疗器械领域，它包括机体、悬挂装置，机体背后设有锁钩，与悬挂装置上的挂钩相配合，将机体方便牢靠地悬挂住，机体内有光电传感器、显示器、电路板、电机、机械传动装置及控制阀门，控制阀门前端相对位置处设一个压力传感器，后端设一个位置传感器，用于检测输液管闭合状态及阀门的位置。本实用新型设计科学，使用方便灵活，是一种能精确快速地控制输液速度，准确地完成所设定的各种输液要求的智能输液控制器。

Description

智能输液控制器

技术领域

本实用新型涉及一种智能精确控制输液滴速的装置，属于医疗器械技术领域。

背景技术

目前，国内临床输液中，由于经费和条件的限制，很多医院仍使用一次性输液器上的手动滚轮控制滴速。众所周知，一次性输液器上的手动滚轮很难精确地控制滴速，而输液泵，注射泵等控制输液流量的仪器由于价格昂贵，体积大，操作复杂等原因未能在我国普及应用。现有的输液控制仪器由于其机械控制结构和电路设计上的局限性，无法对控制的输液管闭合状态进行智能识别，结果在控制滴速时进入工作调节状态慢，误差率大，特别是临床上对于要求控制较慢滴速在“1～8滴/分钟”范围时，现有的输液控制仪器误差率更大，需要工作调节的时间更长或者无法控制。另外目前的输液控制仪器一般都固定在输液架上，使用不方便，有的虽也采用了绳子吊挂，但其抗移动干扰能力差，机器移动或受外力干扰时，就会出现摇摆晃动现象，这样影响到机器上光电传感器对滴液信号的正常接收，从而使机器无法正常控制速度，出现滴速过快或过慢不准现象。

发明内容

为克服现有的输液控制仪器在控制滴速时进入调节状态慢，误差率大，使用不方便等不足，本实用新型采用了由挂环、塑料挂件组成的悬挂装置和机体上的锁钩相配合的方式，将机器方便、牢靠地悬挂住，移动时能保证机器不左右摇摆；在电子电路和机械控制结构设计上，科学合理，它们相互配合，智能地检测输液管的闭合状态，准确地判断控制阀门的位置，从而在控制输液管的滴速时能精确快速地控制输液速度。本实用新型提供了一种设计科学合理，控制精度极高的智能输液控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型由机体、悬挂装置、电路系统和机械控制部分组成，机体正面有信号灯、显示器和按键，机体一侧有U形状的墨菲氏管固定室，墨菲氏管固定室内有“凹”槽状光电传感器，墨菲氏管固定室正下方是“斧状”控制阀门；机体背后设有锁钩，与悬挂装置配合，通过挂环将机体悬挂在输液架上；机体内有电路系统和机械控制部分，其特征是：红外发光管和红外接收管分别装在“凹”槽状光电传感器的 两侧；机械控制包括电机、减速器、矩形滑道、控制阀门，其中减速器上的长轴为一螺杆，与螺杆配合转动的螺帽嵌在塑料件控制阀门内，控制阀门前端为“斧状”，矩形滑道固定在减速器的铁板上，控制阀门在减速器轴的转动下在矩形滑道内来回平稳移动；控制阀门前面为输液管，输液管前相对应位置处有一压力传感器，控制阀门后端有一位置传感器，红外发光管、红外接收管、电机、压力传感器和位置传感器(4)均与电路板相连接。

本实用新型主要由滴液信号输入部分，电路控制部分和机械控制部分组成，其中滴液信号输入部分包括接收滴液信号的光电传感器和信号滤波放大整形电路；电路控制部分包括限位自检电路、液晶显示电路、电源电路、按键输入电路、声光报警电路、电机驱动电路和单片微处理器电路；机械控制部分包括电机以及机械控制结构。机体背后设有锁钩，与悬挂装置配合，通过挂环将机体悬挂在输液架上。红外发光管和红外接收管分别装在“凹”槽状光电传感的两侧。机械控制部分减速器上的长轴螺杆与嵌在控制阀门内的螺帽配合，在电机转动时由于减速器上的螺杆螺帽工作带动控制阀门在矩形滑道内平稳移动。控制阀门前端形状为“斧状”，它的前面放置输液管，输液管前端有一压力传感器，控制阀门后端有一位置传感器。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型采用了悬挂装置和机体上的锁钩相配合的方式，将机器灵活、牢靠地悬挂在输液架和天轨挂钩上，可以随意移动，临床上给医护人员和患者带来极大的方便；电路和机械控制结构的设计科学，在输液管的前端相对应位置处设有一压力传感器，控制阀门后端设有一位置传感器，它们智能地检测输液管的闭合状态，准确地判断控制阀门的位置，从而在控制输液管的滴速时能精确快速地控制输液速度。本实用新型设计科学合理，控制输液速度精度极高。

附图说明

图1、本实用新型的工作原理方框图

图2、本实用新型的正面结构示意图

图3、本实用新型的机械控制装置结构图

图4、本实用新型机体和悬挂装置配合使用图

图5、本实用新型的电路图

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的工作过程作进一步描述：

工作原理方框图说明如下：控制器主要由滴液信号检测输入部分，电路控制 部分和机械控制三部分组成。其中滴液信号检测输入部分工作原理介绍如下：滴液信号检测输入部分主要包括光电传感器、滤波、整形、放大电路和信号指示电路，光电传感器由一对红外发光管和一对红外接收管组成，由于红外接收管的光电特征，它的电阻阻值随着接收光的强弱变化而变化，因此与它组成的偏值电路u处的电压值也受到接收光强弱的影响。输液时，输液器的墨菲氏管安装在光电传感器上，当有一滴液体经过发光管和接收管之间，接收管受到滴液的遮挡，接收的光强度发生改变，其阻值也发生改变，在偏值电路u处的电压值也发生改变，从而形成了一个脉冲波形，若有连续几滴液体滴下，在u处也就形成了几个脉冲波形。该处形成的脉冲进入集成块IC555第②脚，经过滤波，整形后从第③脚输出，形成一个矩形方波，再输入反相器IC2003，经反相放大后，获得了一个抗干扰的完整的计数脉冲信号。这时将该信号直接输入单片机的外部计数脉冲输入端P3.3脚。同时经反相放大后的脉冲为低电平，送往信号指示电路中的发光二极管一脚，使其发光。这样墨菲氏管内在光电传感器处每一滴液体滴下时，单片机CPU获得一个计数脉冲，信号指示电路中的发光二极管都应闪亮一次，表示滴液信号正常接收。

电路控制部分介绍如下：电路控制部分包括电源电路、自检电路、按键输入电路、显示电路、报警电路、电机驱动电路和单片微处理机电路。

电源电路：控制器采用220V50Hz交流电源供电，其机内配置一充电电池组(4.8V/800Ah)，充电时接上电源并开机，这时交流电源一边给主机供电，同时也给电池充电，当停电时，机内电池自动工作给控制器供电，当内置电池将耗尽时，电压在4.3V以下，电池欠压指示 出现闪烁，同时报警，机器内部电路电压在+5V左右。

自检电路：输液时通过压力传感器和位置传感器来对输液管的闭合状态进行检测和对控制阀门的位置进行确定，压力传感器在输液管前端，工作时，控制阀门向前挤压输液管，输液管受到“斧状”阀门外力挤压处于闭合状态后，再继续挤压压力传感器，当挤压力增大一定时，压力传感器发出电频信号传递给单片机CPU，单片机发出指令，电机停止工作，控制阀门也停止挤压；位置传感器设在控制阀门的后端，开机时，系统进行自检，电机反转，控制阀门向后移动回到原始位置，并触发位置传感器后，单片机发出指令，电机停止工作。

按键输入电路：主要是设置各项输液参数，实现人机对话功能，由按键键盘及外围电路组成，与单片机相连接，可以设定输液滴速、总量、时间、管型数值大小。

显示电路：由显示器，背光源及驱动模块组成，显示的内容为各项输液参数， 包括输液滴速、总量、时间、输液管型、电源符号、电池符号、工作状态、输液完成提示及各种输液故障代码等，与单片机相连接完成上述功能。

报警电路：采用声光同时报警，当系统自检、输液中出现阻塞、输液完成、电池欠压及输液中有异常状况发生、指示灯发出红光、喇叭发出报警声音。

电机驱动电路：主要由放大器及驱动芯片及外围电路组成，工作时，CPU发出电平脉冲经反相放大后驱动IC3芯片，IC3驱动芯片输出两组电流来控制步进电机的转动。

单片微处理机电路：是控制器的大脑，程序控制的核心部分，所有的数据在这里收集比较处理后，然后再发出指令控制相关程序。它主要由40脚的89C52系列及外围电路组成。

机械控制部分介绍如下：机械控制部分包括电机及机械控制结构。电机为步进电机，机械控制结构由减速器、矩形滑道、控制阀门组成。其中减速器上的长轴为一螺杆，与螺杆配合转动的螺帽嵌在塑料件控制阀门内，控制阀门前端为“斧状”，矩形滑道固定在减速器铁板上，控制输液速度时，电机正反转动带动减速器上的齿轮组工作转动，通过螺杆与螺帽工作，带动控制阀门在矩形滑道内来回平稳移动。

智能输液控制器控制输液速度的过程如下：

首先将控制器主机与悬挂装置配合悬挂在输液架上，再接上电源，打开电源开关，CPU及相关电路工作，显示屏出现显示后，系统进行自检，机器进入设定状态，当按要求设定好输液滴速后，再安装输液器，安装时，要求墨菲氏管滴液能被光电传感器正常接收到。按“复位”键后，控制阀门自动向前检测输液管并关闭后停止，这时再放开输液器上的手动滚轮，按“运行”键后，机器开始自动控制输液速度。这时，电机开始反转，带动控制阀门慢慢向后移动，紧开输液管，让其正常滴下液体，根据光电传感器检测到的滴液信号，单片机计算出每分钟滴速数值后与存储器的设定值进行比较，比较后，根据正负误差，由单片机发出脉冲信号使步进电机正反转，带动控制阀门前进或后退，其前端的输液皮管受到压紧或放松，使其精确地按照设定的参数进行输液。若输液速度在“1～8滴/分钟”时，采用了另外种控制方式，平时控制阀门一直关闭输液管，当达到一定时间时，才打开一次输液管，让其滴下一滴液体后，马上关闭，直到等下一滴时间时再打开一次输液管，如此就能精确快速地控制住输液速度。输液过程中，当出现阻塞、排空、输液完成时，控制器出现声光报警，并停止输液。

Claims (3)

1.一种智能输液控制器，它由机体(5)、悬挂装置(20)、电路系统和机械控制部分(6)组成，机体(5)正面有信号灯(1)、显示器(2)和按键(3)，机体(5)一侧有U形状的墨菲氏管固定室(10)，墨菲氏管固定室(10)内有“凹”槽状光电传感器，墨菲氏管固定室(10)正下方是“斧状”控制阀门(7)；机体背后设有锁钩(19)，与悬挂装置(20)配合，通过挂环(21)将机体悬挂在输液架上；机体内有电路系统和机械控制部分，其特征是：红外发光管(12)和红外接收管(11)分别装在“凹”槽状光电传感器的两侧；机械控制包括电机(16)、减速器(15)、矩形滑道(14)、控制阀门(13)，其中减速器上的长轴为一螺杆(18)，与螺杆配合转动的螺帽(17)嵌在塑料件控制阀门(13)内，控制阀门前端为“斧状”(7)，矩形滑道固定在减速器(15)的铁板上，控制阀门在减速器轴的转动下在矩形滑道内来回平稳移动；控制阀门前面为输液管(9)，输液管前相对应位置处有一压力传感器(8)，控制阀门后端有一位置传感器(4)，红外发光管(12)、红外接收管(11)、电机(16)、压力传感器(8)和位置传感器(4)均与电路板相连接。

2.根据权利要求1所述的智能输液控制器，其特征是：电路系统包括滴液信号整形放大电路、自检电路、液晶显示电路、电源电路、按键输入电路、声光报警电路、电机驱动电路和单片微处理器电路。

3.根据权利要求1所述的智能输液控制器，其特征是：控制阀门前端形状为“斧状”，它的前面放置输液管，输液管前端有一压力传感器，控制阀门后端有一位置传感器。 

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