JP2008216165A

JP2008216165A - 液面レベルセンサ

Info

Publication number: JP2008216165A
Application number: JP2007056636A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Nakatani; 克彦中谷; Masaki Kasai; 正貴河西
Original assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】信号配線等の簡略化を可能とした液面レベルセンサを提供すること。
【解決手段】本液面レベルセンサは容器内の液面レベルを検出するセンサ部と、このセンサ部の検出信号を特定小電力無線で送信可能な信号形態に処理する処理部と、上記処理部で処理された信号を電波送信するアンテナとを具備する。上記センサ部は、好ましくは容器内の液面レベルの変位方向に延在した１つの電極あるいは、互いに間隔をおいて対向配置された少なくとも一対の電極からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内の液体の液面レベルを検出する液面レベルセンサに関するものである。

特開２００５−２２４４１８には点滴施療における点滴の終了を報知する方法およびその装置として、使用前の点滴容器を装置に吊下げて、該点滴容器の重量を荷重センサで検出し、この検出から点滴残量が終りに近いとき、自動的に点滴終了予告信号をＩＤと共に出力して、無線で、医師や看護師に報知することができる技術が開示されている。

上記の場合、液面レベルセンサとして荷重センサを用いるが、これ以外にも特開２００６−１０５９７号で光学式、特開２００３−３０７４４７で静電容量式の液面レベルセンサが開示されている。しかしながら、このような従来技術の液面レベルセンサではその検出信号を配線を引き回して受信側に入力させる必要があり、配線接続が複雑化し、配線引き回しが困難な箇所では採用し難い。一方、特開２００４−２４２６７には液面レベルセンサと無線とを組み合わせた技術が、特開２００１−２２１６７２には超音波センサと無線とを組み合わせた技術が開示されている。しかしながら、この無線送信する従来技術では液面レベルセンサそれ自体に無線装置を内蔵させたものではなく、液面レベルセンサと無線装置とを配線接続する必要があり、上記と同様、配線引き回しを要し配線引き回しが困難な箇所では採用し難いことには変わりない。また、複数の容器に液面レベルセンサを取り付け、それら各液面レベルセンサから検出信号を無線送信させる場合、混信が発生するものでは例えば点滴等の医療設備には採用し難い。
特開２００５−２２４４１８特開２００６−１０５９７特開２００３−３０７４４７特開２００４−２４２６７特開２００１−２２１６７２

本発明により解決すべき課題は、液面レベルセンサの検出信号の送信に対する配線省略を可能とし、かつ、混信が発生しない液面レベルセンサを提供することである。

本発明による液面レベルセンサは、容器内の液面レベルを検出するセンサ部と、このセンサ部の検出信号を特定小電力無線で送信可能な信号形態に処理する処理部と、上記処理部で処理された検出信号を電波送信するアンテナを具備したことを特徴とするものである。

上記容器は特に限定しない。容器は点滴装置の点滴チューブ、ビールサーバーのビール容器、自動販売機の飲料水タンク等を例示することができる。あるいは上記容器は自動車等の車両の燃料タンクに適用することができる。この場合、センサ部は、フロート式でもよい。フロート式ではフロートの移動に応じて回動するフロートアームの動きを、電気抵抗値の変化として捉え、この変化量に応じた電圧をセンサ部出力とすることができる。あるいはフロートの移動に応じて回動するマグネットの磁界変化を検知する磁電変換素子によってセンサ部を構成することができる。センサ部は、例えば容器内における薬液の液面レベルの低下を光学的に検出する光学式でもよい。センサ部は、容器内液中に浸漬あるいは容器外周に沿設した電極対からなる静電容量式でもよい。また、センサ部は容器内の液面レベルそのもの、あるいは液面レベルの変位（上昇、下降）速度を検出することができるセンサが好ましい。

本発明によると、処理部で処理した検出信号をアンテナから電波送信するので、容器内に検出信号の出力配線等の引き回しを要しなくなり、配線引き回しが困難な箇所では採用し易い液面レベルセンサを提供することができる。また、特定小電力無線で無線送信するので、混信を有効に防止することが可能となり、例えば点滴等の医療設備には採用し易い液面レベルセンサを提供することができるようになる。

好ましくは上記センサ部は、容器内の液面レベルの変位方向に延在し１つの電極あるいは互いに間隔をおいて対向配置された少なくとも一対の電極からなる。この電極は容器の液体中に浸漬してもよいし容器の外周に沿って配置してもよい。

本発明によれば、液面レベルセンサの検出信号の送信に対する配線省略を可能とし、かつ、混信が発生しない液面レベルセンサを提供することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。実施の形態では容器として点滴チューブに適用するが、本発明はこの容器に限定されない。この容器に入る液体はこの場合は点滴用の薬液である。図１は実施の形態の液面レベルセンサを用いた点滴医療システムの概略構成を示す図、図２は液面レベルセンサのブロック回路図、図３は液面レベルセンサの検出部の動作説明に供する図、図４は送受信機の電気的な概略構成を示す図である。

点滴用薬液容器２と、この容器２内から薬液が入れられてその薬液の液面レベルが検出される容器としての点滴チューブ４は、病室内ベッド近傍に置かれて患者に点滴するための点滴装置である。この点滴チューブ４に実施の形態の液面レベルセンサ６が取り付けられている。液面レベルセンサ６は、点滴チューブ４の点滴用薬液８の液面レベル１０を検出しその検出信号を特定小電力無線で送信することができるようにしたものである。特定小電力無線は後ほど詳しく説明する。液面レベルセンサ６からの液面レベル検出信号はナースセンター１２が備える送受信機１４で受信され、この送受信機１４に有線接続された、コンピュータからなる情報管理装置１６に入力される。

情報管理装置１６では点滴用薬液容器２に薬液残量が少なくなったことを上記検出信号から判断することができ、その判断に基づいて看護婦等にコンピュータ画像や音声等で警報することにより点滴警報装置とすることができる。通常、点滴装置には手元押ボタンがあり、患者から看護婦への通報のため、殆どの病院で設備されているものであり、電線コードで患者のベッドの枕元装置とつながれ、ナースセンターへとつながれている。患者は薬液残量を監視していて、少なくなったら手元押ボタンを押し、看護婦に対して警報を発することが要求されている。しかし、このような警報操作では、患者に負担であり、また手元押ボタンの押し忘れもある。実施の形態では情報管理装置１６で点滴状態を管理することにより上記課題を解消している。

以上の点滴医療システムでは、液面レベルセンサ６から無線で液面レベル検出信号をナースセンター１２内の送受信機１４に送信するので、上記点滴装置のある病室内からナースセンター１２まで液面レベル検出信号の出力配線等の引き回しを要しなくなり、配線引き回しが困難な箇所では採用し易い液面レベルセンサ６を提供することができる。また、特定小電力無線で無線送信するので、混信を有効に防止することが可能となり、例えば点滴等の医療設備には採用し易い液面レベルセンサ６を提供することができるようになる。

図２を参照して液面レベルセンサ６を説明すると、この液面レベルセンサ６は、センサ部１８と、処理部２０と、アンテナ２２とから構成されている。

センサ部１８は、検出部２４と、発振部２６と、検波部２８と、出力部３０と、感度調整部３２と、を有する。発振部２６は検出部２４の検出信号の変化により発振振幅や発振周波数が変化する。検波部２８は、発振部２６の発振振幅を検出し、この検出の結果である検出信号が出力部３０から処理部２０に出力される。

ここで検出部２４の検出動作を図３（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。検出部２４は、点滴チューブ４を取り囲む一対の電極２４ａ，２４ｂで構成される。この電極２４ａ，２４ｂは点滴チューブ４内の点滴用薬液８の液面レベル１０の変位方向に対向延在している。なお、実施の形態では検出部２４は一対の電極２４ａ，２４ｂで構成したが、一方の電極で構成してもよい。

図３（ａ）は点滴チューブ４内の点滴用薬液８の液面レベル１０が高く対向電極２４ａ，２４ｂ間全体に点滴チューブ４内部の点滴用薬液８が存在している。図３（ｂ）は点滴チューブ４内部の点滴用薬液８の液面レベル１０が低下し対向電極２４ａ，２４ｂ間のおよそ半分程度で点滴用薬液８が対向している。図３（ｃ）は点滴チューブ４内部の点滴用薬液８の液面レベル１０がさらに低下して対向電極２４ａ，２４ｂ間には点滴用薬液８が存在していない。上記において、点滴用薬液８と空気部分９とで誘電率がε１、ε２と相異なるので、図３（ａ）から図３（ｃ）での対向電極２４ａ，２４ｂの静電容量は、点滴用薬液８の液面レベルの低下に伴いＣａ，Ｃｂ，Ｃｃへと変化することとなる。この静電容量は電気信号に変換され、この電気信号が検出部２４からの液面レベル検出に対応する検出信号となる。上記図３（ｃ）の検出信号が送受信機１４から入力された場合では情報管理装置１６は警報をコンピュータ画面に表示したりないしスピーカから音声で報知する。これより看護婦等は患者の病室へ行き点滴装置を調整することができるようになる。このコンピュータ画面ではＩＤデータから病室番号、ベッド番号、患者名、病名、処置歴、等を認識して的確、迅速に点滴に対処することができる。

一方、処理部２０は、センサ部１８で検出された液面レベル検出信号を電波法施行規則第６条に定める特定小電力無線の形態で電波送信できる信号に処理するものであり、マイクロコンピュータ３４と、送受信処理部３６と、ディップスイッチ３８とを備える。

マイクロコンピュータ３４は、検出信号に含むセンサデータの演算やその他の制御をするＣＰＵ３４ａと、他の液面レベルセンサを識別するＩＤコードやその他のデータを記憶しているＲＡＭ３４ｂと、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ３４ｃとからなる。

送受信処理部３６は、マイクロコンピュータ３４からの出力データ（送信周波数（キャリア）、ＩＤコード（識別コード）、センサ部１８の検出信号）を入力し、ＩＤコードと検出信号で上記キャリアを変調して送信信号を生成するようになっている。

ディップスイッチ３８は、特定小電力無線における送信周波数のｎチャネルの組み合わせから送受信機１４との間で予め使用するチャネルを調整するチャネル調整部として機能する。

上記センサ部１８と処理部２０には電池４０から電源が供給される。センサ部１８は電源スイッチ４２のオンオフを通じて電池４０から電源が供給されるようになっている。この電池４０に代えて通常の直流電源を供給してもよい。

この処理部２０における無線送信は、特定小電力無線通信方式による。特定小電力無線通信は、電波法で定めた周波数帯（例えば、４２６．０２５〜４２６．１３７５ＭＨｚ帯１０波、４２９．２５０〜４２９．７３７５ＭＨｚ帯４０波）を使用するものであり、その送信強度はそれぞれ１ｍＷ、１０ｍＷである。また、この送信では、定められた周波数帯で互いに電波干渉を防止するために送信前に同一電波の使用が無いかを確認するキャリアセンスは、上記１０波１ｍＷでは義務付けられておらず、上記４０波１０ｍＷでは義務付けられている。すなわち、送信前には同一電波が周囲に無いか使用周波数帯域の周波数スキャンを行い、周波数が存在する場合には、別の周波数へ移行し、周波数干渉が無い場合はその周波数で送信する。そのため、これら液面レベルセンサでは他の液面レベルセンサからの送信信号との電波干渉を防止することができる。

処理部２０からの送信信号は、アンテナ２２から空中へ電波の形で放射される。処理部２０におけるＣＰＵ３４は、電池４０の寿命を長くするため、センサ部１８から検出信号を入力した場合、無線通信を０．５秒間だけワンショット送信し、上記以外は待機状態（ストップモード）にして電池４０の消費を抑制するようになっている。

図４を参照して送受信機１４を説明する。この送受信機１４は、液面レベルセンサ６から送信された電波を捕捉するアンテナ５０と、送受信の切替を行うスイッチ５２と、フィルタ５４と、アンテナ５０で受信したセンサデータの処理とアンテナ５０を介してセンサデータを送信するための送信処理とを行う送受信処理部５６と、全体の制御を行うマイクロコンピュータ５８と、受信周波数を調整するディップスイッチ６０と、出力部６２とから構成されている。マイクロコンピュータ５８は、演算制御を行うＣＰＵ６４と、ＩＤコード等のデータを記憶するＲＡＭ６６と、制御プログラムを記憶するＲＯＭ６８とから構成されている。送受信機１４内部の各回路部には直流電源部７０から電源が供給されるようになっている。

送受信処理部５６は、スイッチ５２が受信側に切り替わっている場合、アンテナ５０を介して受信した信号から特定小電力無線電波を選択し、復調して、ＩＤコードを含むセンサデータを得て、マイクロコンピュータ５８に入力する。この場合、送受信処理部５６にはマイクロコンピュータ５８からディップスイッチ６０で調整した受信周波数データが与えられており、この受信周波数により上記復調を行う。この復調したデータを出力部６２を介して情報管理装置１６に送信する。情報管理装置１６は、このデータに従い、上記したように、コンピュータ画面上に病室番号、ベッド番号、患者名、病名、処置歴、等を認識して的確、迅速に点滴に対処することができる。

以上説明したように実施の形態では、液面レベルセンサ６からは液面レベル信号を電波送信するので、液面レベル検出信号の出力配線等を病室からナースセンターまで引き回しする必要がなくなり、配線引き回しが困難な箇所では採用し易い液面レベルセンサを提供することができる。また、特定小電力無線で無線送信するので、混信を有効に防止することが可能となり、例えば点滴等の医療設備には採用し易い液面レベルセンサを提供することができるようになる。

図１は本発明の実施の形態に係る点滴医療システムの概略構成を示す図である。図２は液面レベルセンサのブロック回路図である。図３は液面レベルセンサの検出部の動作説明に供する図である。図４は送受信機の電気的な概略構成を示す図である。

符号の説明

２点滴容器
４点滴チューブ
６液面レベルセンサ
８点滴用薬液
１０液面レベル
１２ナースセンター
１４送受信機
１６管理装置
１８センサ部
２０処理部
２２アンテナ

Claims

容器内の液面レベルを検出するセンサ部と、このセンサ部の検出信号を特定小電力無線で送信可能な信号形態に処理する処理部と、上記処理部で処理された信号を電波送信するアンテナと、を具備したことを特徴とする液面レベルセンサ。
上記センサ部は、容器内の液面レベルの変位方向に延在した１つの電極あるいは、互いに間隔をおいて対向配置された少なくとも一対の電極からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の液面レベルセンサ。