CN204864362U - 一种电容式输液监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容式输液监控装置，用于检测输液装置的输液状态，所述输液装置包括滴壶和输液管路，所述电容式输液监控装置包括电容、电容传感器和控制器，所述电容经电容传感器与控制器相连；所述电容由两个电容极板组成，所述两个电容极板分别置于输液装置的滴壶两侧；所述电容传感器用于采集两个电容极板之间的电容值，并将电容值送控制器；所述控制器根据所述电容值的变化得到输液状态。本技术方案采用简单的电容作为测量器件，结构简单、灵敏度高、能实时监测输液状态。

Description

一种电容式输液监控装置

技术领域

本实用新型涉及医疗设备，具体涉及一种电容式输液监控装置。

背景技术

目前应用较多的输液监控方式有：(1)输液瓶(袋)质量检测法：在输液过程中随着输液瓶(袋)重量的减轻，通过检测重量变化而驱动电路，从而检测输液状态。这种方式功能单一、灵敏度较低。(2)光电检测法：通过固定在输液管上的光电传感器，利用光的反射或折射情况检测输液状态。该方法由于采用液面检测，又涉及光电检测，同样存在灵敏度低、抗干扰能力弱等不足。该方法不适用于部分避光药品注射。(3)电容测量法：本实用新型即属于该法。

授权公告号为CN202654482U的中国专利，名称为《电容式输液报警器》，其技术特征“电容接近开关包括顺次连接的电容极板、触发振荡器、解调器、触发器、输出驱动器”等，硬件结构复杂；且该装置只对药液输送完毕时提示报警，不检测输出输液速度，不对输液异常提示报警。

授权公告号为CN204307153U的中国专利，名称为《一种电容式输液警报装置》，其特点是与警报器夹相连的瓶盖夹夹持在输液瓶瓶盖上，在输液瓶中的药液接近输送完毕时提示报警。该装置不检测输出输液速度，不对输液异常提示报警。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、灵敏度高、能实时监测输液状态的电容式输液监控装置。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种电容式输液监控装置，用于测量输液装置的输液状态，所述输液状态包括输液速度、异常中断和输液完毕，所述输液装置包括滴壶和输液管路，所述电容式输液监控装置包括电容、电容传感器和控制器，所述电容经电容传感器与控制器相连；所述电容由两个电容极板组成，所述两个电容极板分别置于输液装置的滴壶两侧；所述电容传感器用于采集两个电容极板之间的电容值，并将电容值送控制器；所述控制器根据所述电容值的变化得到输液状态。本技术方案采用简单的电容作为测量器件，结构简单、灵敏度高、能实时监测输液状态。

控制器还根据所述电容值的变化得到滴壶内液面高度。

电容式输液监控装置还包括无线数据传输模块和终端设备，所述控制器通过无线数据传输模块实时的将检测到的输液速度和/或滴壶内液面高度传输给终端设备；所述终端设备用于显示输液速度和/或滴壶内液面高度。便于医护人员远程监控输液状况，减少陪护负担。

控制器内设置有不同的液面状态值，不同的液面状态值对应不同的液面高度范围，所述控制器根据所述液面高度判断液面状态，如果液面到达底部，控制器发出输液完毕信号。

电容式输液监控装置还包括无线数据传输模块和终端设备，所述控制器通过无线数据传输模块实时的将检测到的输液速度和/或输液异常信号传输给终端设备；所述终端设备用于显示输液状态。便于医护人员远程监控输液状况。

终端设备上设置有报警装置，当终端设备接收到输液异常中断或输液完毕信号时，所述报警装置发出警报。能及时提醒医护人员处理，降低风险。

电容式输液监控装置包括固定槽，所述固定槽用于将所述电容式输液监控装置卡装在滴壶外侧，所述两个电容极板分别设置在固定槽相对的槽壁上形成电容。便于安装和使用。

本实用新型的技术方案不仅硬件简单、体积小巧、便于应用，而且实现对输液速度及滴壶内液面高度的实时监测；监测器件灵敏度高；出现异常能及时报警；避免医疗事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电容式输液监控装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电容式输液监控装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电容式输液监控装置的结电气连接图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

实施例1

如图1-3所示的一种电容式输液监控装置，用于检测输液装置的输液状态，所述输液装置包括滴壶7和输液管路，所述电容式输液监控装置包括电容、电容传感器3和控制器4，所述电容经电容传感器3与控制器4相连；所述电容由两个电容极板2组成，所述两个电容极板2分别置于输液装置的滴壶7两侧；所述电容传感器3用于采集两个电容极板2之间的电容值，并将电容值送控制器4；所述控制器4根据所述电容值的变化得到输液速度、异常中断、输液完毕等状态。本技术方案采用简单的电容作为测量器件，结构简单、灵敏度高、能实时监测输液状态。

控制器4还根据所述电容值的变化得到滴壶7内液面高度。

电容式输液监控装置还包括无线数据传输模块和终端设备5，所述控制器4通过无线数据传输模块实时的将检测到的输液速度和/或滴壶7内液面高度传输给终端设备5；所述终端设备5用于显示输液速度和/或滴壶7内液面高度。便于医护人员远程监控输液状况，减少陪护负担。

控制器4内设置有不同的液面状态值，不同的液面状态值对应不容的液面高度范围，所述控制器4根据所述液面高度判断液面状态，如果液面状态异常，控制器4向终端设备发出液面异常信号。

电容式输液监控装置还包括无线数据传输模块和终端设备5，所述控制器4通过无线数据传输模块实时的将检测到的输液速度和/或输液异常信号传输给终端设备5；所述终端设备5用于显示输液状态。便于医护人员远程监控输液状况。

终端设备5上设置有报警装置6，当终端设备5接收到输液异常中断、输液完毕等异常信号时，所述报警装置6发出警报。能及时提醒医护人员处理，降低风险。

电容式输液监控装置包括固定槽1，所述固定槽1用于将所述电容式输液监控装置卡装在滴壶7外侧，所述两个电容极板2分别设置在固定槽1相对的槽壁上形成电容。便于安装和使用。

所述电容式输液监控方法包括以下步骤：

A、获得输液装置的滴壶两侧的电容值；

B、根据所述电容值得出滴壶内液体滴落的速度和滴壶内液体高度。

所述步骤A具体为，通过电容传感器获得输液装置的滴壶两侧的电容值并将所述电容值存储。

所述步骤A包括以下步骤：

A1、先将输液器滴壶液面调至滴壶高度方向的正中间，读取电容传感器测得的电容基准值M1；

A2、通过电容传感器测得输液装置的滴壶两侧的电容值，将所述电容值存储到存储器。

所述步骤B具体为：

B1、对步骤A1中存储的电容值M1进行数字滤波，得到电容有效值M2；

B2、对步骤A中存储的电容值进行快速傅立叶变换，得到频域数据；

B3、对所述频域数据进行数字滤波，得到有效值M3，M4，M5；其中所述M3为直流分量模值，所述M4为第一频率分量模值，所述M5为第一频率分量频率值；

B4、根据M1，M2、M3，M4，M5的值或者相互关系判定出滴壶内液体状态为“满”或“空”、输液速度及输液是否有异常。

所述步骤B4具体为：每分钟的滴数＝60/M5；

如果M5>200，且|M3-M2|<10，则输液结束；

如果(M3-M1)>100，且M4<1，则滴液速度为零，输液异常；

如果(M1-M3)<100，且M4<1，则滴壶内液体已满。

电容计算公式C＝(εS/4πkd)中ε就是介电常数，S为金属片面积，π取3.14，k是常系数其他单位都国际制单位时k取1，d是两金属片之间的距离。S，d为定值，所以电容为ε的函数并与之成正比。其值取决于滴壶内液体多少，且滴壶内是否有液滴也将使ε产生微小变化。

本实用新型的技术方案采用低功耗电容传感器3采集数据，用低功耗控制器4对采集的数据进行软件滤波、运算等处理，分析出输液状态，并通过低功耗无线数据传输方案(Zigbee/RF2.4G)实时的将检测到的输液状态(输液速度、输液中断、输液完毕)传输给终端设备5。

所述电容式输液监控装置为凹形结构，能卡在输液器滴壶7上，凹形结构固定槽1相对的槽壁上各有一电容极板2构成电容，电容计算公式C＝(εS/4πkd)中ε就是介电常数，S为电容极板2面积，π取3.14，k是常系数，当ε、S和d都国际制单位时k取1，d是两电容极板2之间的距离。S，d为定值，所以电容为ε的函数并与之成正比。ε的值取决于滴壶7内液体8多少，且滴壶7内是否有液滴9也将使ε产生微小变化。

所述电容式输液监控装置的电容极板2采用廉价的金属片，两电容极板2连接到电容传感器3(数字电容传感器)，电容传感器3连接控制器4，控制器4实时获取电容传感器3测得的电容值，经滤波、运算、分析等处理，可检测出输液速度，滴壶7内液面状态，并通过低功耗无线数据传输模块实时的将检测到的数据传输给终端设备5。

电容为介电常数ε的函数并与之成正比。当滴壶7内有液滴9滴落时，介电常数ε会规律性变化并导致电容值C变化，控制器4把接收的电容变化信号，通过软件算法计算出单位时间内液滴9的数量(即输液速度)。所述电容式输液监控装置控制器4由高速单片机构成，其内部有很好的计时功能，计时精度可达到微秒级。

滴壶7内液面高度变化时，电容值也相应呈线性变化，控制器4内设定一个液面高度基准对照值，通过软件算法计算出滴壶7内液面状态，液面状态有三种，分别为“满、空、正常”，设定滴壶7内液体8为“空”时报警。随着科技发展，很多新材料可用于电容极板2，如：碳素材料、金属氧化物材料、导电聚合物材料、杂多酸等。基于成熟、廉价的考虑，所述电容式输液监控装置采用铝箔作为电容极板2。

随着科技的发展，高精度高速度的数字电容传感器3及低成本高速单片机的出现使得本方案的以实现及普及。本方案仅使用数字电容传感器3和微控制器4，借助微处理器的高速高性能，用低成本实现以往需专用DSP芯片才能完成的数字信号处理及分析功能。通过对采集得的电容值的实时处理，分析出输液状态。本方案重点在于软件算法上，硬件简单，体积小巧，便于应用。

本实用新型的终端设备5上有显示器，用于集中显示检测结果，终端设备5在异常中断时或输液结束时，可通过蜂鸣器和/或报警灯发出报警信号，提醒医护人员处理，减少陪护负担。

Claims (4)

1.一种电容式输液监控装置，用于检测输液装置的输液状态，所述输液装置包括滴壶和输液管路，其特征在于：所述电容式输液监控装置包括电容、电容传感器和控制器，所述电容经电容传感器与控制器相连；所述电容由两个电容极板组成，所述两个电容极板分别置于输液装置的滴壶两侧；所述电容传感器用于采集两个电容极板之间的电容值，并将电容值送控制器；所述控制器用于计算输液状态。

2.根据权利要求1所述的电容式输液监控装置，其特征在于，所述电容式输液监控装置还包括无线数据传输模块和终端设备，所述控制器通过无线数据传输模块与终端设备通信连接；所述终端设备用于显示输液状态。

3.根据权利要求2所述的电容式输液监控装置，其特征在于，所述终端设备上设置有报警装置。

4.根据权利要求1所述的电容式输液监控装置，其特征在于，所述电容式输液监控装置包括固定槽，所述固定槽用于将所述电容式输液监控装置卡装在滴壶外侧，所述两个电容极板分别设置在固定槽相对的槽壁上形成电容。