CN202740517U

CN202740517U - 输液管内气泡检测装置

Info

Publication number: CN202740517U
Application number: CN 201220332608
Authority: CN
Inventors: 李承勇; 金建国; 吴学明
Original assignee: Individual
Current assignee: Hu Xueming; Jin Jianguo; Li Chengyong
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2022-07-10

Abstract

一种输液管内气泡检测装置，包括一个成“凹”字形的外壳、发光二极管（7）、光敏三极管（8）和和输液管（10），外壳包括两个侧块（1）和一个底边（2），两个侧块的下端分别与底边的两端相固定，两个侧块之间形成一个凹槽（3），凹槽的宽度略小于输液管的外径，两侧块内各有一个空腔（6），空腔内分别安装着发光二极管（7）和光敏三极管（8），两个侧块的面向凹槽的侧壁上各有一条通光缝（4），输液管卡在凹槽内的两侧壁上的通光缝之间。当输液管内有气泡经过时，气泡的始端及尾端与液体的介面的反射和折射作用使得到达光敏三极管的光线减少，光敏三极管的电流改变，指示出气泡的存在。装置的体积甚小，价格也较低廉。

Description

输液管内气泡检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种输液管内气泡检测装置的结构。属于医疗器械领域。

背景技术

已有的输液管内气泡检测装置是一种超声波气泡检测装置。利用高频超声波在空气中会被严重衰减而在固体和液体中能较好传播的特点来检测输液管内的气泡。这种装置体积大，其中的超声波探测器的尺寸约为33mm×9mm×15mm，控制器约为20mm×40mm×5mm，并且成本较高。

发明内容

本实用新型旨在提出一种体积较小、成本较低的输液管内气泡检测装置的结构。

这种输液管内气泡检测装置包括一个成“凹”字形的外壳、发光二极管、光敏三极管和输液管，外壳包括两个侧块和一个底边，两个侧块的下端分别与底边的两端相固定，两个侧块之间形成一个凹槽，上述凹槽的宽度略小于输液管的外径，两侧块内各有一个空腔，上述两个空腔内分别安装着发光二极管和光敏三极管，发光二极管和光敏三极管合称为光电对管，两个侧块的面向凹槽的侧壁上各有一条通光缝，发光二极管的发光端正对着相应侧块上的通光缝，光敏三极管的感光面正对着相应侧块上的通光缝，输液管卡在凹槽内的两侧壁上的通光缝之间。

这种输液管内气泡检测装置的发光二极管发出的光透过输液管及管内的液体到达光敏三极管，当输液管内有气泡经过时，由于气泡的始端及尾端与液体的介面为一个曲面，对光线有反射和折射作用，使得到达光敏三极管的光线减少，光敏三极管的电流因此而改变，从而可指示出气泡的存在。这种输液管内气泡检测装置的主要工作元件为发光二极管和光敏三极管，因而体积甚小，价格也比较低廉。

附图说明

图1为这种输液管内气泡检测装置的结构图；

图2为输液管内气泡检测装置中的光电对管装置的外形图；

图3、图4、图5、图6为输液管内气泡检测装置的工作原理图；

图7为输液管内气泡检测装置的电路图。

具体实施方式

如图1和图2所示，这种输液管内气泡检测装置包括一个成“凹”字形的外壳、发光二极管7、光敏三极管8和输液管10。外壳包括两个侧块1和一个底边2，两个侧块的下端分别与底边的两端相固定，两个侧块之间形成一个凹槽3，上述凹槽的宽度略小于输液管的外径，例如，输液管的外径为5mm时，凹槽的宽度可以为4~4.5mm。两侧块内各有一个空腔6，上述两个空腔内分别安装着发光二极管7和光敏三极管8。两个侧块的面向凹槽的侧壁上各有一条通光缝4（也可以为单个或者多个通光孔），发光二极管7的发光端正对着相应侧块上的通光缝，光敏三极管8的感光面正对着相应侧块上的通光缝。输液管10卡在凹槽3内的两侧壁上的通光缝4之间。图中5和9分别是发光二极管和光敏三极管的引出线。

这种输液管内气泡检测装置适宜于检测无色透明输液管中流动的无色透明液体中的气泡。可以装设在电子输液泵上，提高电子输液泵的安全性。

如图1和图3所示，发光二极管7发出的光透过输液管10和输液管内的液体到达光敏三极管8的感光面上，如图3所示，当有气泡11在输液管内按空心箭头所示的方向通过时，由于管壁的液体受到附着力的拖拽，移动滞后于离管壁较远的液体，于是，在气泡的前端面形成凹形的液面，在气泡的尾端面形成凸形的液面。发光二极管7发出的光在输液管内穿过时存在4种状态：如图3所示，气泡尚未到达通光缝4时，发光二极管7发出的光透过输液管10的管壁及管内的液体到达光敏三极管8，光敏三极管的导通电流最大，此为状态1；如图4所示，气泡11的前端经过侧块1的侧壁上的通光缝4时，如图中单线箭头所示，气泡与液体的介面将发光二极管7的部分光线反射掉，将部分光线折射，使得到达光敏三极管8的光线大为减少，光敏三极管的导通电流减弱，此为状态2；如图5所示，气泡的中部经过通光缝处时，除极少部分光线在介质交界处反射散失外，大部分光线保持直线传播，最后顺利到达光敏三极管，导通电流较大（导通电流比状态1略小），此为状态3；如图6所示，在气泡的尾端经过通光缝处时，气泡与液体的介面又将部分光线反射和折射掉，使得到达光敏三极管8的光线大为减少，光敏三极管的导通电流减弱，此为状态4。由此可知，一个气泡经过输液管内气泡检测装置时，将有两次电流变小的过程，由此可检测出气泡的存在，此两次变化之间隔还可指示出气泡的长度。这种输液管内气泡检测装置的主要工作元件为发光二极管和光敏三极管，因而体积甚小，整个输液管内气泡检测装置的体积一般不大于14mm×10mm×6mm。

这种输液管内气泡检测装置的电流检测可采用图7所示的电路。其中A、K为发光二极管7的正负极，C、E为光敏三极管8的集电极和发射极；OP-EN端用于控制发光二极管是否工作；Rf用于调节发光二极管电流I_f，从而调节光线的强弱；Rc用于将光敏三极管的电流信号转换为电压信号，调节Rc可调节检测的灵敏度。假设发光二极管以电流If发射光线，经过输液管照射到光敏三极管，使其产生感应电流Ic，设W为光路的传输系数，则有：

Ic=W·I_f （式1）

AIR-DET点的电压为：

V_A=VCC-Rc·Ic=VCC-Rc·W·I_f （式2）

则：

W=（VCC-V_A）/（Rc·I_f）（式3）

因I_f＝（VCC-V_AK）/Rf（其中V_AK为发光二极管的导通压降），所以选定Rf和Rc后，测得V_A的值，就可计算出W。

用此电路判断气泡有两种方法：

方法1：选择合适的Rf（推荐值为50~120Ω）和Rc（推荐值为1KΩ~10KΩ），使用AD转换分别测出状态1、状态2、状态3、状态4下W的值W1、W2、W3、W4（一般情况下，W1和W3比较接近，W2和W4比较接近），为方便后续比较，建议选择W1≥3·W2。实际检测时，将测量计算得到的W与W1、W2相比较，就可判断出输液管中是否出现气泡。

方法2：选择一款单片机处理器，其IO口输入高电压阈值为V_IH，输入低电压阈值为V_IL（即当IO口的输入电压高于V_IH时，单片机检测为1；低于V_IL时，检测为0）。选择合适的Rc，使得状态1时，V_A≤V_IL，而状态2和状态4时，V_A≥V_IH；根据单片机IO口检测到电平的高低即可判断输液管中是否出现气泡。

Claims

1.一种输液管内气泡检测装置，包括一个成“凹”字形的外壳、发光二极管（7）、光敏三极管（8）和输液管（10），其特征是外壳包括两个侧块（1）和一个底边（2），两个侧块的下端分别与底边的两端相固定，两个侧块之间形成一个凹槽（3），上述凹槽的宽度略小于输液管的外径，两侧块内各有一个空腔（6），上述两个空腔内分别安装着发光二极管（7）和光敏三极管（8），两个侧块的面向凹槽的侧壁上各有一条通光缝（4），发光二极管的发光端正对着相应侧块上的通光缝，光敏三极管的感光面正对着相应侧块上的通光缝，输液管（10）卡在凹槽（3）内的两侧壁上的通光缝（4）之间。