CN205360070U - 柱状液体容器用支撑装置和血液净化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种柱状液体容器用支撑装置和血液净化设备，支撑装置包括固定座和液体监测装置，固定座用于支撑柱状液体容器，液体监测装置包括红外传感单元、驱动单元和控制单元，红外传感单元设置在固定座上，驱动单元向红外传感单元输出驱动信号，控制单元接收红外传感单元输出的反馈信号，控制单元根据反馈信号向驱动单元输出控制信号，控制单元根据反馈信号向外输出监控信号。以及安装有该支撑装置的血液净化设备。通过集智能液面检测和液体参数采集一体的支撑装置使得红外传感单元能够与柱状液体容器内的液体分离，从而提高红外传感单元的耐用性，同时利用红外传感单元对液面情况和液体参数进行监测。

Description

柱状液体容器用支撑装置和血液净化设备

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种常用于血液净化设备的柱状液体容器用支撑装置以及安装有该柱状液体容器支撑装置的血液净化设备。

背景技术

在医疗器械领域中的液体容器主要是承载液体药剂或血液等液体，液体容器主要包括输液瓶、动脉壶、静脉壶，而在临床医学上利用血液净化设备进行血液净化治疗时，需要对液体容器内的液位进行监测以防止空气进入血液净化管路中，或是管路脱落造成失血继而导致液位下降，从而引发医疗事故，故在输液治疗时，需要监测液体容器的液位，以防止药液或血液走空造成的空气进入，继而引发的医疗事故。

目前市面已有的液位传感器存在易损、误动作、功能单一等问题，如部分传感器未由设置必要的保护用隔离膜或隔离窗而使传感器直接与被检测壶体接触，且无防水措施，而在临床使用过程，生理盐水以及其它一些药液在管路联接过程中会有部份漏液沿着管路流至传感器部份，并通过间隙流至传感器内部，如传感器表面容易被盐水沉积结晶遮蔽，或容易造成内部线路和传感器探头损坏。

再者，误操作的主要引发原因是动静脉壶或输液壶安装不到位，或者不同形状的容器与液位传感器的工作传递能量不匹配，即由于传感器的发射能量固定，体积大的容器，传递过的能量弱，接收传感器可能接收到的信号弱甚至接收不到信号，或由于容器积过小，造成信号能量满溢，继而导致传感器检测失效。

以及现有液位传感器功能单一，目前市面上的传感器仅具备液位检测的功能，而现在许多治疗包含血液净化治疗都在逐渐的向对治疗参数实施检测并反馈于设备自动调整资料参数的智能化方向发展，如对血氧饱和度的监测，血液净化治疗中监测血氧含量除了能间接了解治疗效果，亦可以更有效防止意外致命因素发生。

发明内容

本实用新型的第一目的是提供一种集智能液面检测和液体参数采集一体的柱状液体容器用支撑装置。

本实用新型的第二目的是提供一种集智能液面检测和液体参数采集一体的血液净化设备。

为了实现本实用新型的第一目的，本实用新型提供一种柱状液体容器用支撑装置，包括固定座和液体监测装置，固定座用于支撑柱状液体容器，其中，液体监测装置包括红外传感单元、驱动单元和控制单元，红外传感单元设置在固定座上，驱动单元向红外传感单元输出驱动信号，控制单元接收红外传感单元输出的反馈信号，控制单元根据反馈信号向驱动单元输出控制信号，控制单元根据反馈信号向外输出监控信号。

由上述方案可见，通过将红外传感单元设置在固定座上，使得红外传感单元能够与液体容器内的液体分离，从而提高红外传感单元的耐用性，同时利用控制单元和驱动单元对红外传感单元进行驱动和控制，使得红外传感单元能够根据液体容器的大小调节其输出的功率，使得液体监测装置能够适应不同体积大小的容器并能够良好地对液面情况进行监测，同时，通过控制红外传感器发出特定波长的监测光束，该特定波长的监测光束在穿过血液时，再通过获取其透射光束以及在控制单元分析便能够获知如血氧饱和度等参数值，从而方便使用人员获知血液情况和治疗效果。

更进一步的方案是，固定座包括弹性弯夹，弹性弯夹的内壁上设置有安装位，红外传感单元设置在安装位上。

更进一步的方案是，固定座还包括固定架，弹性弯夹可转动地设置于固定架上。

更进一步的方案是，固定座还包括压块组件，压块组件包括至少三个压块，多个压块沿周向均匀地设置在固定座的内侧上。

更进一步的方案是，至少两个凸块为凸弧面压块，至少一个凸块为凹弧面压块，凸弧面压块设置于弹性弯夹的内壁上，凹弧面压块设置于固定架上。

更进一步的方案是，弹性弯夹包括两个夹臂，夹臂的固定端与固定架连接，凸弧面压块设置于夹臂的自由端的内壁上。

更进一步的方案是，安装位为设置在弹性弯夹的内壁上的凹槽，在凹槽与红外传感单元之间的间隙中填充有透明的密封材料。

更进一步的方案是，红外传感单元包括两个以上的红外传感模块，红外传感模块包括发射红外传感器和接收红外传感器。

更进一步的方案是，发射红外传感器包括至少两个光源。

由上可见，通过在弹性弯夹的内壁上设置安装位，并将红外传感单元设置该安装位上，同时在内壁设置压块组件对容器进行支撑，利用三点支撑能够使液体容器固定在弹性弯夹的中间位置，能够提高红外传感单元监测精度，内壁凹槽的设置能够使红外传感单元安装多个红外传感器，以及利用凹槽的设置使红外传感器处于呈水平地设置还能够倾斜地设置，为多种监测方式提供安装平台，使用透明密封材料对凹槽进行密封可有效防止液体或灰尘等对安装在凹槽内的红外传感器造成损坏，弧形压块有利于液体容器的装卸。

更进一步的方案是，红外传感单元包括两个以上的红外传感模块，红外传感模块包括发射红外传感器和接收红外传感器。

更进一步的方案是，两个以上的红外传感模块位于同一水平面上，两个以上红外传感模块的呈交叉状或并列状布置。

更进一步的方案是，两个以上的红外传感模块位于不同水平面上，一个红外传感模块的光路方向与另一个红外传感模块的光路方向形成锐角夹角。

由上可见，根据不同液体容器和不同监测目的采用不同的传感器布局，利用不同的监测方式对液体容器的液体进行监测，如交叉状地布局能够提高监测的稳定性，位于不同水平面上的布局能够对不同液面状态变化进行监测，以及呈锐角夹角的布置能够获知容器是否倾斜或是否放置不当，同时多个红外传感模块能分别对液面情况和液体参数进行监测，且两个红外传感模块的信号相互不干扰，有效提高监测精度。

为了实现本实用新型的第二目的，本实用新型提供一种血液净化设备，包括主体和支撑装置，支撑装置设置于主体上，其中，支撑装置为上述的支撑装置。

由上述方案可见，在血液净化设备设置该支撑装置，并将红外传感单元设置在支撑装置的固定座上，使得红外传感单元能够与液体容器内的液体分离，从而提高红外传感单元的耐用性，同时利用控制单元和驱动单元对红外传感单元进行驱动和控制，使得红外传感单元能够根据液体容器的大小调节其输出的功率，使得液体监测装置能够适应不同体积大小的容器并能够良好地对液面情况进行监测，同时，通过控制红外传感器发出特定波长的监测光束，该特定波长的监测光束在穿过血液时，再通过获取其透射光束以及在控制单元分析便能够获知如血氧饱和度等参数值，从而方便使用人员获知血液情况和治疗效果。

附图说明

图1是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例的结构图。

图2是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例在安装液体容器后的结构图。

图3是图2中A-A处的剖面图。

图4是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例中液体监测装置系统框图。

图5是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例中液体监测装置的驱动单元的电路图。

图6是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例中红外传感单元第一布置示意图。

图7是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例中红外传感单元第二布置示意图。

图8是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例中红外传感单元第三布置示意图。

图9是本实用新型柱状液体容器用支撑装置实施例中红外传感单元第四布置示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1，图1是支撑装置的结构图，支撑装置可固定在墙体、柱体或血液净化设备外壁等固定物1上。支撑装置用于支撑固定装有液体药剂或血液等液体的柱状液体容器，支撑装置包括固定座和液体监测装置，固定座包括固定架21、弹性弯夹22和压块组件，压块组件包括具有弹性的凸弧面压块41、42和凹弧面压块43。固定架21的一端用于固定在固定物1上，固定架21的另一端用于支撑连接弹性弯夹22。弹性弯夹22沿水平面周向大致呈圆环状地设置，弹性弯夹包括两个半圆弧形的夹臂，夹臂的固定端通过弹簧、弹性簧片等弹性结构可转动的设置在支撑装置上，两夹臂在远离固定架21的自由端之间形成有开口。凸弧面压块41和凸弧面压块42分别设置在两个夹臂的自由端的内壁上，且朝向固定架21地设置，凹弧面压块43设置于固定架21上。当然，凸弧面压块41、42也可设置在夹臂的内壁中部上。

此外，固定架21可转动的设置于固定物1上，弹性弯夹22可随固定架21一体的沿着固定物1转动；或者固定架21上设有耦合槽（未示出），弹性弯夹22上设有和耦合槽配合的限位凸起（未示出），从而使弹性夹22可沿着固定架21上的耦合槽移动。

参照图2和图3，图2是柱状液体容器5安装到支撑装置后的结构图，图3是图2中A-A处剖面图。弹性弯夹22在内壁221上沿竖直方向开设有凹槽223和凹槽222，在本实施例中凹槽223和凹槽222为用于安装红外传感单元的安装位。发射红外传感器311安装在凹槽223内，接收红外传感器312安装在凹槽222内。安装柱状液体容器5到弹性弯夹22内时，将柱状液体容器5从弹性弯夹22的开口处压入，夹臂沿着相互分离的方向转动，从而使柱状液体容器5穿过开口处进入弹性弯夹22内部。柱状液体容器5安装到弹性弯夹22内时，根据柱状液体容器5直径大小，位于内壁221上的凸弧面压块41、42和凹弧面压块43分别在弹性作用下适当的伸缩调整，从而与液体容器5的外壁抵接，并在凸弧面压块41、42和凹弧面压块43的作用力下将液体容器5支撑固定在弹性弯夹22的中心位置处。发射红外传感器311向接收红外传感器312发射监测光信号，监测光信号可穿过液体容器5和容纳在液体容器5内的液体。

更进一步的方案是，在将红外传感器安装到凹槽后，可在凹槽和红外传感器之间的位置上填充玻璃等透明的物质进行密封配合，并将该填充物在弹性弯夹的内壁上形成平整的外端面，优选镀有滤波涂层的超薄有机玻璃片，并采用防水胶密封配合，可有效防止液体或灰尘等对红外传感器的损坏，同时通过平整的外端面可有效提高红外传感器的信号接收的特异性，在红外传感器进行使参数测量时入射路径始终是穿过液体容器的中心，从而有利于增大参数信号量，减小背景噪声量的作用，使测量效率准确率更高。

参照图4，图4是液体监测装置的系统框图。液体监测装置包括红外传感器、驱动单元35、控制单元36、信号调制模块33、信号调制模块34、数模转换模块37和信号通讯接口38。控制单元36可采用型号为STM32F103等处理器对液体监测装置进行控制和处理，控制单元36通过信号通讯接口38与外部计算机进行连接通讯。

参照图5，图5是驱动单元35的电路图，驱动单元35包括数模转换模块351和主要由T431电源芯片组成的恒流驱动电路352，控制单元36向驱动单元35输出控制信号，数模转换模块351接收到该控制信号后对其进行调制，并利用该控制信号对恒流驱动电路进行控制，继而对红外传感器输出驱动信号。控制方式具有多种，可通过数模转换模块351设定为零关闭支路调节，仅利用T431电源芯片组成的恒流电路驱动发射电路获得定性或定量信号再通过后接收电路处理获得反馈信号，或者将数模转换模块351设定为输出一定信号，则驱动电路通过热敏电阻自动的对驱动电路进行温度补偿，使红外传感器发射头的驱动电流随温度的变化自动的进行调节，确保信号强度维持在一个恒定的水平，又或者通过控制单元36接收的反馈信号，控制数模转换模块351对驱动信号进行线路调制，配合测量需求。

红外传感单元包括红外传感模块31和红外传感模块32，红外传感模块31包括发射红外传感器311和接收红外传感器312，驱动单元35向红外传感单元输出驱动信号，使发射红外传感器311向接收红外传感器312发射相应的监测光信号，接收红外传感器312接收经过液体容器5透射的监测光信号，红外传感模块31和红外传感模块32分别向信号调制模块33和信号调制模块34输出反馈信号，该反馈信号经过调制后，再经过模数转换模块37的数字信号转换，最后输出至控制单元36进行数据分析。运用多组红外传感模块可实现多种目标物质或者参数的监测，且提高监测的精度。

液体监测装置在监测体积大的液体容器，由于收发红外传感器间的距离远，如发射信号强度不变，可能会造成接收到的信号弱，在有背景噪声的情况下，不易识别到信号差，在监测体积小的液体容器时，则会造成收发传感器间的距离近，如发射信号强度不变，可能会造成接收到的信号超过量程，即无法测量。如血氧参数的监测可以通过调节多种不同发射信号强度，测量接收信号的强度值，得出测量曲线，再通过算法处理消除环境背景影响。在信号的调制合适大小过程主要是采用阶梯端能能量发射，依据接收到的能量是否处于所接收设定区域段，确定合适的发射驱动电流强度。同时当液位降至传感器以下时，接收传感器接收到的信号完全不受阻扰达最大，产生相应的液位低下报警。

进行血液净化治疗时，将柱状液体容器，如动脉壶或静脉壶安装在支撑装置中，血液沿着管路流动，在血液流经柱状液体容器时，通过液体监测装置的驱动单元收到控制单元的控制信号，使发射红外传感器以阶梯电流强度信号扫描，如接收红外传感器始终接收到超过上限满强度信号，则标识液体容器液位空，如接收到的信号有变化，则液体容器未空，恒流源驱动电路可以根据测量数值结果调整驱动电流大小，及时进行校正，确保接收到的信号强度处于所接收设定区域段，用最佳的驱动电流去驱动红外传感器发射端，适应不同体积大小的液体容器。

通过设置两个光源红外传感模块，由驱动单元通过交替的开关驱动两组光源红外传感模块以适宜的发射强度工作，在监测过程中使红外传感器交替发射及接收，可以得到940nm及660nm以下的接收信号强度，通过模数转换或频率转换为数字强度信号传递给控制单元计算可以得到氧合血红蛋白测量信号强度与氧合血红蛋白测量信号强度，以用来评估治疗是否出现中毒等症状。当监测到血氧饱和度超过预设阈值，可以由控制单元输出提示信号。

在进行测试参数测量时，液体监测装置通过在设备治疗运行起始状态时测量一个液体容器的基础背景噪声值，并将该背景噪声值存储后，在进行血液净化或输液时便可调用该背景噪声值对采集的信号进行降噪，从而有利于提高监测精度。

参照图6，除了采用如图2和图3所示的监测方式外，还可以采用采用如图6所述的两个红外传感模块，并将该两个红外传感模块置于同一水平面上，即两个发射红外传感器和两个接收红外传感器均位于同一水平面上，且一个红外传感模块的监测光路方向与另一个红外传感模块的监测光路方向呈交叉状地设置。

参照图7，还可将两个红外传感模块设置在不同水平上，一个红外传感模块设置在较高的位置上用于监测高位的液面，另一个红外传感模块设置在较低的位置上用于监测低位的液面。

参照图8，还可以将两个红外传感模块设置在同一水平面上，并将一个红外传感模块的监测光路方向与另一个红外传感模块的监测光路方向呈平行状地设置，即使两个红外传感模块呈并列状布置。

参照图9，还可以两个红外传感模块设置在不同水平面上，即一个红外传感模块设置在水平面上，另一个红外传感模块呈倾斜于水平面地设置并相对于水平面4°至30°地倾斜，即将一个红外传感模块的监测光路方向与另一个红外传感模块的监测光路方向形成锐角夹角，仰角型布局的红外传感模块可以用于检测液体容器的安装位置是否正确。当液体容器安装不正确时，如处于倾斜状态，红外传感模块发出的信号全程在液体中运行或在少空气多液体混合态运行，信号在液体中运行的距离要大于液体容器处于正常安置状态时信号在液体中运行的距离，仰角方向红外传感器接收信号将小于设定阈值，故能判断出液体容器的安装不正确。而液体容器安装正确时，如处于竖直状态，信号全程在空气中运行或在多空气少液体混合态运行，检测到仰角方向传感器接收信号将大于设定阈值，便可获液体容器处于正确安装状态。或者一个发射红外传感器包括有两个以上光源，每个光源的波长均不相同，从而实现对不同物质的监测。

血液净化设备包括主体，主体上设有支撑装置，柱状液体容器放置于支撑装置上，支撑装置为采用上述实施例中的支撑装置。

由上可见，在血液净化设备设置该支撑装置，通过支撑装置上设置压块组件，从而使适当直径范围内的柱状液体容器可稳定的放置于弹性弯夹内，且将红外传感单元设置在支撑装置的固定座上，使得红外传感单元能够与液体容器内的液体分离，从而提高红外传感单元的耐用性，同时利用控制单元和驱动单元对红外传感单元进行驱动和控制，使得红外传感单元能够根据液体容器的大小调节其输出的功率，使得液体监测装置能够适应不同体积大小的容器并能够良好地对液面情况进行监测，同时，通过控制红外传感器发出特定波长的监测光束，该特定波长的监测光束在穿过血液时，再通过获取其透射光束以及在控制单元分析便能够获知如血氧饱和度等参数值，从而方便使用人员获知血液情况和治疗效果。

上述实施例只是本实用新型较佳实施例，在实际应用时，可具有更多的变化，如弹性弯夹的形状除了采用圆环状地设置外，还可以采用夹子状地设置，通过在弹性弯夹的两臂内侧设置红外传感模块，便既可实现对液体容器的夹持支撑又能够对液体容器的液体情况进行监测，又如安装位除了采用凹槽外，还可以采用安装孔、凸台、安装槽等常规的方式对红外传感模块进行安装，又如压块组件的设置除了采用上述实施例中三块外还可以采用三块以上的具有弹性的压块，另外还可以借助弹簧等具有弹性的部件连接在压块和弹性弯夹内壁之间，同样是可实现对液体容器的支撑固定。另外，除了采用两个红外传感模块外，还可以采用三个以上的红外传感模块，根据实际需求对三个以上的红外传感模块进行监测布局，可实现不同功能不同目的的监测。上述的这些变化均可实现本实用新型的目的，且均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.柱状液体容器用支撑装置，包括固定座和液体监测装置，所述固定座用于支撑所述柱状液体容器；

其特征在于：

所述液体监测装置包括：

红外传感单元，所述红外传感单元设置在所述固定座上；

驱动单元，所述驱动单元向所述红外传感单元输出驱动信号；

控制单元，所述控制单元接收所述红外传感单元输出的反馈信号，所述控制单元根据所述反馈信号向所述驱动单元输出控制信号，所述控制单元根据所述反馈信号向外输出监控信号。

2.根据权利要求1所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

所述固定座包括弹性弯夹，所述弹性弯夹的内壁上设置有安装位，所述红外传感单元设置在所述安装位上。

3.根据权利要求2所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

所述固定座还包括固定架，所述弹性弯夹可移动或者转动地设置于所述固定架上。

4.根据权利要求3所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

所述固定座还包括压块组件，所述压块组件包括至少三个压块，多个所述压块沿周向设置在所述固定座的内侧上。

5.根据权利要求4所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

至少两个所述压块为凸弧面压块，至少一个所述压块为凹弧面压块，所述凸弧面压块设置于所述弹性弯夹的内壁上，所述凹弧面压块设置于固定架上。

6.根据权利要求5所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

所述弹性弯夹包括两个夹臂，所述夹臂的固定端与所述固定架连接，所述凸弧面压块设置于所述夹臂的自由端的内壁上。

7.根据权利要求1至6任一项所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

所述红外传感单元包括两个以上的红外传感模块，所述红外传感模块包括发射红外传感器和接收红外传感器。

8.根据权利要求7所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

两个以上的所述红外传感模块位于同一水平面；

两个以上的所述红外传感模块呈交叉状或并列状布置。

9.根据权利要求7所述柱状液体容器用支撑装置，其特征在于：

两个以上的所述红外传感模块位于不同水平面上；

一个所述红外传感模块的光路方向与另一个所述红外传感模块的光路方向形成锐角夹角。

10.血液净化设备，包括主体和支撑装置，所述支撑装置设置于主体上；

其特征在于：

所述支撑装置为上述权利要求1至9任一项的柱状液体容器用支撑装置。