CN206809513U - 一种新型输液自动监控提醒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型输液自动监控提醒装置，包括设置在输液管上的壳体、电容式检测模块、信号处理模块、控制模块、报警模块和电源模块；电容式检测模块用于采集输液管内药液流动信号并转化为方波信号，然后将此方波信号发送至信号处理模块；信号处理模块用于将电容式检测模块输出的方波信号依次进行方波计数转换、放大及模数转换，然后发送至控制模块；控制模块用于根据信号处理模块发送的信号控制报警模块工作；报警模块用于进行报警，报警模块的信号输入端连接控制模块的信号输出端。本实用新型能够对输液管中的药液是否正常流动进行自动监控，具有体积小、成本低、便于重复安装使用的优点，适合普及推广使用。

Description

一种新型输液自动监控提醒装置

技术领域

本实用新型涉及一种医疗辅助设备，尤其涉及一种新型输液自动监控提醒装置。

背景技术

目前, 随着就诊人数的增加，在注射室进行输液的患者越来越多，由于医护人员人数固定，一名医护人员经常同时要照看十余名患者，医护人员在输液过程中极易出现照看疏忽，导致医用输液管中的药液注射完毕而没有及时拔针，造成患者血液回流，对患者身体带来不良影响。现有的一些医疗设备如输液泵等，虽然在一定程度上能够实现对输液过程的监控，但存在着价格昂贵、体积庞大和操作复杂的缺点，很难普及使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型输液自动监控提醒装置，能够对输液管中的药液是否正常流动进行自动监控，当监控位置处的输液管中已无药液时进行自动报警，提醒医护人员及时进行拔针等后续处理，具有体积小、成本低、便于重复安装使用的优点，适合普及推广使用。

本实用新型采用下述技术方案：

一种新型输液自动监控提醒装置，包括设置在输液管上的壳体，壳体上设置有电容式检测模块、信号处理模块、控制模块、报警模块和电源模块；

所述的电容式检测模块用于采集输液管内药液流动信号并转化为方波信号，然后将此方波信号发送至信号处理模块，电容式检测模块的信号输出端连接信号处理模块的信号输入端；

所述的信号处理模块用于将电容式检测模块输出的方波信号依次进行方波计数转换、放大及模数转换，然后发送至控制模块，信号处理模块的信号输出端连接控制模块的信号输入端；

所述的控制模块用于根据信号处理模块发送的信号控制报警模块工作；所述的报警模块用于进行报警，报警模块的信号输入端连接控制模块的信号输出端；

所述的电源模块用于为电容式检测模块、信号处理模块、控制模块和报警模块供电。

还包括信号传输模块，信号传输模块与控制模块连接。

所述电容式检测模块包括电容介质感应板和第一运算放大器，电容介质感应板连接第一运算放大器的VinA-引脚，参考电压输出端通过第一电阻连接第一运算放大器的VinA+引脚，第一运算放大器的VoutA引脚通过第二电阻连接电容介质感应板，第一运算放大器的VoutB引脚通过第三电阻连接信号处理模块的信号输入端，第一运算放大器的VinB-引脚连接第一运算放大器的VoutB引脚，第一运算放大器的VinB+引脚连接第一运算放大器的VoutA引脚。

所述信号处理模块包括依次连接的方波信号计数转换电路、第一放大电路、第二放大电路和模数转化电路；方波信号计数转换电路的信号输入端连接电容式检测模块的信号输出端，模数转化电路的信号输出端连接控制模块的信号输入端。

所述方波信号计数转换电路包括第一处理单元，第一处理单元的计数信号输入端通过第四电阻连接电容式检测模块的信号输出端，第一处理单元的模拟信号输出端连接第一放大电路的信号输入端。

所述第一放大电路包括第二运算放大器，方波信号计数转换电路的信号输出端通过第一电容接模拟地，方波信号计数转换电路的输出端还通过第五电阻连接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的反相输入端通过第六电阻接模拟地，第二运算放大器的输出端通过第七电阻连接第二放大电路的输入端，第二运算放大器的输出端还通过第八电阻连接第六电阻。

所述第二放大电路包括具有前端放大和低通滤波的第三运算放大器，第一放大电路的信号输出端连接第三运算放大器的IN引脚，第三运算放大器的V+引脚通过第九电阻和第十电阻接模拟地，第三运算放大器的V+引脚还通过第九电阻和第二电容接模拟地；第三运算放大器的OUT引脚还通过第十三电阻和第十二电阻连接第三运算放大器的OPIN-引脚；第三运算放大器的OPOUT引脚通过第十一电阻和第三电容接模拟地，第三运算放大器的OPIN-引脚通过第十二电阻和第三电容接模拟地，第三运算放大器的OPOUT引脚与第三运算放大器的OPIN-引脚之间设置有第四电容；第三运算放大器的OPOUT引脚连接模数转化电路的信号输入端。

所述报警模块采用声光报警装置，声光报警装置包括蜂鸣器和LED指示灯。

所述壳体包括可拆卸连接的前壳体和后壳体，前壳体和后壳体内表面对应位置处开设有输液管容置槽，电容式检测模块设置在输液管容置槽内。

所述壳体表面设置有插孔。

本实用新型通过设置在输液管上的电容式检测模块采集输液管内药液流动信号并转化为方波信号，然后将此方波信号发送至信号处理模块，信号处理模块用于将电容式检测模块输出的方波信号依次进行计数转换、放大及模数转换，然后发送至控制模块，控制模块根据信号处理模块发送的信号控制报警模块工作。当监控位置处的输液管中已无药液时实现自动报警，提醒医护人员及时进行拔针等后续处理，具有体积小、成本低、便于重复安装使用的优点，适合普及推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中电容式检测模块的电路示意图；

图3为本实用新型中方波信号计数转换电路的电路示意图；

图4为本实用新型中第一放大电路的电路示意图；

图5为本实用新型中第二放大电路的电路示意图；

图6为本实用新型中前壳体的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作以详细的描述：

如图1至图6所示，本实用新型所述的新型输液自动监控提醒装置，包括设置在输液管上的壳体，壳体上设置有电容式检测模块、信号处理模块、控制模块、报警模块和电源模块。其中，电容式检测模块用于采集输液管内药液流动信号并转化为方波信号，然后将此方波信号发送至信号处理模块，电容式检测模块的信号输出端连接信号处理模块的信号输入端。信号处理模块用于将电容式检测模块输出的方波信号依次进行计数转换、放大及模数转换，然后发送至控制模块，信号处理模块的信号输出端连接控制模块的信号输入端。控制模块用于根据信号处理模块发送的信号控制报警模块工作。报警模块用于进行报警，报警模块的信号输入端连接控制模块的信号输出端。报警模块可采用声光报警装置，声光报警装置包括蜂鸣器和LED指示灯，LED指示灯可选用红色LED指示灯和绿色LED指示灯。电源模块用于为电容式检测模块、信号处理模块、控制模块和报警模块供电，电源模块可采用超薄式锂电池。

本实用新型中还设置有信号传输模块，信号传输模块与控制模块连接，用于接受用户指令或将控制模块发送的相关信息发送至后台监控中心。信号传输模块优选采用无线信号传输模块。

本申请基于电容的充放电原理设计，当电容介质感应板C0表面的介质发生变化时，电容的充放电时间会产生明显的改动，通过检测此变化的充放电时间常数，可以准确地检测到是否有液体通过电容介质感应板C0的表面。当有液体流动的时候，紧贴电容介质感应板C0的介质会发生变化，此时通过后端由第一运算放大器U1组成的比较器电路的参考电压与电容介质感应板C0上的电压进行对比，将会在比较器电路的输出端产生一定的周期性方波信号，并且此方波信号周期会随着电容值的不同发生不同的变化。

基于上述设计原理，本实用新型中，电容式检测模块包括电容介质感应板C0和第一运算放大器U1，电容介质感应板C0连接第一运算放大器U1的VinA-引脚，参考电压输出端通过第一电阻R1连接第一运算放大器U1的VinA+引脚，第一运算放大器U1的VoutA引脚通过第二电阻R2连接电容介质感应板C0，第一运算放大器U1的VoutB引脚通过第三电阻R3连接信号处理模块的信号输入端，第一运算放大器U1的VinB-引脚连接第一运算放大器U1的VoutB引脚，第一运算放大器U1的VinB+引脚连接第一运算放大器U1的VoutA引脚。本实施例中，第一运算放大器U1可采用MCP6042T芯片。在本申请所述的电容式检测模块中，电容介质感应板C0和第二电阻R2组成一个RC充放电电路，当第一运算放大器U1的VINA+引脚的输入电压大于第一运算放大器U1的VINA-引脚的输入电压时，则第一运算放大器U1的VoutA引脚将输出高电平，并通过第二电阻R2给电容介质感应板C0充电；当第一运算放大器U1的VINA+引脚的输入电压小于第一运算放大器U1的VINA-引脚的输入电压时，则第一运算放大器U1的VoutA引脚将输出低电平；在这种自行振荡充放电的情况下，第一运算放大器U1的VoutA引脚将会输出周期性的方波信号。同时，随着紧贴电容介质感应板C0的感应介质的变化，第一运算放大器U1的VoutA引脚所输出的方波信号的周期也会随之改变。本申请中，第一运算放大器U1的VoutA引脚所输出的方波信号还能够通过第一运算放大器U1的VinB+引脚、VinB-引脚和VoutB引脚的连接关系及连接的电气元件所组成的电压跟随器进行稳定，最终通过第一运算放大器U1的VoutB引脚输出至信号处理模块。

信号处理模块包括依次连接的方波信号计数转换电路、第一放大电路、第二放大电路和模数转化电路；方波信号计数转换电路的信号输入端连接电容式检测模块的信号输出端，模数转化电路的信号输出端连接控制模块的信号输入端。

方波信号计数转换电路包括第一处理单元U2，第一处理单元U2的计数信号输入端2通过第四电阻R4连接电容式检测模块的信号输出端，第一处理单元U2的模拟信号输出端7连接第一放大电路的信号输入端。第一处理单元U2可采用低功耗自带内部DAC转换电路的单片机MSP430，用于对电容式检测模块输出的方波脉冲信号进行计数，通过在固定时间内的脉冲数值来判断电容值的变化，然后通过自带的DAC转换电路进行转化并通过模拟信号输出端7以模拟电压形式进行输出，输出的模拟电压与接收到的脉冲数值成线性关系，即在单位时间内，第一处理单元U2接收到的脉冲数值越大，则输出的模拟电压越高；第一处理单元U2接收到的脉冲数值越小，则输出的模拟电压越低。

所述第一放大电路包括第二运算放大器U3，方波信号计数转换电路的信号输出端通过第一电容C1接模拟地，方波信号计数转换电路的输出端还通过第五电阻R5连接第二运算放大器U3的同相输入端，第二运算放大器U3的反相输入端通过第六电阻R6接模拟地，第二运算放大器U3的输出端通过第七电阻R7连接第二放大电路的输入端，第二运算放大器U3的输出端还通过第八电阻R8连接第六电阻R6。

第一放大电路中，方波信号计数转换电路输出的模拟电压信号，经过第一电容C1稳压，再通过第五电阻R5、第六电阻R6、第八电阻R8及第二运算放大器U3组成的同相负反馈网络，对方波信号计数转换电路输出的模拟电压信号进行一次放大，提高模拟电压信号的抗干扰能力，滤除掉不必要的干扰信号，并通过第二运算放大器U3输出端的第七电阻R7，对放大后输出的电压进行阻抗匹配，保证此阶段输出的电压信号的平稳，以提高采集到的数据的抗干扰能力。

第二放大电路包括具有前端放大和低通滤波的第三运算放大器U4，第三运算放大器U4可采用Max297芯片。第一放大电路的信号输出端连接第三运算放大器U4的IN引脚，第三运算放大器U4的V+引脚通过第九电阻R9和第十电阻R10接模拟地，第三运算放大器U4的V+引脚还通过第九电阻R9和第二电容C2接模拟地，第三运算放大器U4的OUT引脚还通过第十三电阻R13和第十二电阻R12连接第三运算放大器U4的OPIN-引脚；第三运算放大器U4的OPOUT引脚通过第十一电阻R11和第三电容C3接模拟地，第三运算放大器U4的OPIN-引脚还通过第十二电阻R12和第三电容C3接模拟地，第三运算放大器U4的OPOUT引脚与第三运算放大器U4的OPIN-引脚之间设置有第四电容C4；第三运算放大器U4的OPOUT引脚连接模数转化电路的信号输入端。

在第二放大电路中，第一放大电路输出的模拟电压信号通过第三运算放大器U4的IN引脚进入到具有前端放大和低通滤波的第三运算放大器U4中，并通过与第九电阻R9和第十电阻R10组成的信号放大网络，对第一放大电路输出的模拟电压信号进行第二次放大，然后通过第三运算放大器U4的OUT引脚输出，输出的经过二次放大的模拟电压信号再通过第十三电阻R13与第三电容C3组成的低通滤波网络进行干扰信号的滤除，并通过第三运算放大器U4中的OPOUT引脚和OPIN-引脚以及第十一电阻R11和第十二电阻R12组成的信号放大网络，对输出的经过二次放大的模拟电压信号进行第三次的模拟放大，并最终通过第三运算放大器U4的OPOUT引脚输出至模数转化电路，以确保输出的信号在后端模数转化电路的电压采样范围之内。

模数转化电路用于将第二放大电路输出的经三次模拟放大后的模拟电压信号转化为数字信号，并发送至控制模块。控制模块将接收到的数字信号与设定的正常范围进行对比，当接收到的数字信号处于设定的正常范围内时，控制模块控制报警装置中的绿色LED指示灯闪烁，表示输液状态正常；当接收到的数字信号处于设定的正常范围外时，控制模块控制报警装置中的红色LED指示灯闪烁，并同时控制报警装置中的蜂鸣器进行报警。

本发明中，壳体包括可拆卸连接的前壳体1和后壳体，连接方式可采用卡接或其他连接方式。前壳体1和后壳体内表面对应位置处开设有输液管容置槽，电容式检测模块设置在输液管容置槽内，当前壳体1和后壳体卡接并设置在输液管上后，输液管位于输液管容置槽内，且电容式检测模块中的电容介质感应板C0紧贴输液管管壁。

本实施例中，前壳体1内表面设置有卡柱，后壳体内表面设置有弹簧，弹簧的底端与后壳体内表面固定，前壳体1和后壳体卡接时，弹簧的上端套设并卡在卡柱上，实现前壳体1和后壳体的可拆卸连接。信号处理模块、控制模块、报警模块和电源模块均设置在前壳体1和后壳体所围成的空间内。前壳体1表面对应设置有蜂鸣器报警孔2、绿色LED指示灯安装孔3和红色LED指示灯安装孔4。前壳体1表面还开设圆孔5，圆孔5内设置有按片6，按片6的一端与圆孔5一侧的前壳体1通过弹性连接部7连接，按片6、弹性连接部7和前壳体1一体化设置。弹性连接部7能够保证按片6的正常复位。由于信号传输模块属于选配模块，当需要使用信号传输模块将相关数据传输至后台监控中心时，可直接将信号传输模块通过插接的方式与控制模块连接，为了便于实现信号传输模块的插拔，本实施例中，前壳体1表面设置有条状插孔8，用于插接信号传输模块。

将本实用新型安装在输液管上开始使用时，当按下开关按键后实用新型开始上电，此时蜂鸣器会发出滴一声同时绿色LED指示灯会闪烁提示，设备进入自检状态，等待自检完成之后，则绿色LED指示灯会间隔性的闪烁。若监测位置处的输液管里面有药液，则绿色LED指示灯会间隔性的闪烁，蜂鸣器不进行报警。若监测位置处的输液管里面的没有药液，则电容式检测模块将会检测状态变化，同时红色LED指示灯开始闪烁报警，同时蜂鸣器发出急促的报警声。若此时控制模块连接有信号传输模块，控制模块将通过信号传输模块将此报警信息通过无线网络传输到后台监控中心。当开机后再次按下开关按键，则本实用新型停止工作，等待下一次的开关机操作。

Claims (10)

1.一种新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：包括设置在输液管上的壳体，壳体上设置有电容式检测模块、信号处理模块、控制模块、报警模块和电源模块；

所述的电容式检测模块用于采集输液管内药液流动信号并转化为方波信号，然后将此方波信号发送至信号处理模块，电容式检测模块的信号输出端连接信号处理模块的信号输入端；

所述的信号处理模块用于将电容式检测模块输出的方波信号依次进行方波计数转换、放大及模数转换，然后发送至控制模块，信号处理模块的信号输出端连接控制模块的信号输入端；

所述的控制模块用于根据信号处理模块发送的信号控制报警模块工作；所述的报警模块用于进行报警，报警模块的信号输入端连接控制模块的信号输出端；

所述的电源模块用于为电容式检测模块、信号处理模块、控制模块和报警模块供电。

2.根据权利要求1所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：还包括信号传输模块，信号传输模块与控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述电容式检测模块包括电容介质感应板和第一运算放大器，电容介质感应板连接第一运算放大器的VinA-引脚，参考电压输出端通过第一电阻连接第一运算放大器的VinA+引脚，第一运算放大器的VoutA引脚通过第二电阻连接电容介质感应板，第一运算放大器的VoutB引脚通过第三电阻连接信号处理模块的信号输入端，第一运算放大器的VinB-引脚连接第一运算放大器的VoutB引脚，第一运算放大器的VinB+引脚连接第一运算放大器的VoutA引脚。

4.根据权利要求1所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述信号处理模块包括依次连接的方波信号计数转换电路、第一放大电路、第二放大电路和模数转化电路；方波信号计数转换电路的信号输入端连接电容式检测模块的信号输出端，模数转化电路的信号输出端连接控制模块的信号输入端。

5.根据权利要求4所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述方波信号计数转换电路包括第一处理单元，第一处理单元的计数信号输入端通过第四电阻连接电容式检测模块的信号输出端，第一处理单元的模拟信号输出端连接第一放大电路的信号输入端。

6.根据权利要求4所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述第一放大电路包括第二运算放大器，方波信号计数转换电路的信号输出端通过第一电容接模拟地，方波信号计数转换电路的输出端还通过第五电阻连接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的反相输入端通过第六电阻接模拟地，第二运算放大器的输出端通过第七电阻连接第二放大电路的输入端，第二运算放大器的输出端还通过第八电阻连接第六电阻。

7.根据权利要求4所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述第二放大电路包括具有前端放大和低通滤波的第三运算放大器，第一放大电路的信号输出端连接第三运算放大器的IN引脚，第三运算放大器的V+引脚通过第九电阻和第十电阻接模拟地，第三运算放大器的V+引脚还通过第九电阻和第二电容接模拟地；第三运算放大器的OUT引脚还通过第十三电阻和第十二电阻连接第三运算放大器的OPIN-引脚；第三运算放大器的OPOUT引脚通过第十一电阻和第三电容接模拟地，第三运算放大器的OPIN-引脚通过第十二电阻和第三电容接模拟地，第三运算放大器的OPOUT引脚与第三运算放大器的OPIN-引脚之间设置有第四电容；第三运算放大器的OPOUT引脚连接模数转化电路的信号输入端。

8.根据权利要求1所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述报警模块采用声光报警装置，声光报警装置包括蜂鸣器和LED指示灯。

9.根据权利要求1所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述壳体包括可拆卸连接的前壳体和后壳体，前壳体和后壳体内表面对应位置处开设有输液管容置槽，电容式检测模块设置在输液管容置槽内。

10.根据权利要求9所述的新型输液自动监控提醒装置，其特征在于：所述壳体表面设置有插孔。