JP6183062B2

JP6183062B2 - Droplet detector

Info

Publication number: JP6183062B2
Application number: JP2013175710A
Authority: JP
Inventors: 和季小平; 和義谷口; 幸三竹野
Original assignee: JMS Co Ltd
Current assignee: JMS Co Ltd
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: JP2014176600A

Description

本発明は、例えば輸液セットの点滴筒内における液滴の状態、特にフリーフローを検出する液滴検出装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet detection device that detects, for example, a free flow state of a droplet in an infusion tube of an infusion set, for example.

従来から、自然落下式輸液セットを使用して輸液治療を行う場合には薬液の流量管理が重要であるので、点滴筒内における単位時間当たりの液滴の落下数を検出して薬液の流量を表示したり、異常が発生した場合には報知することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。 Conventionally, when infusion treatment is performed using a natural drop-type infusion set, it is important to manage the flow rate of the chemical solution.Therefore, the number of droplets dropped per unit time in the infusion tube is detected to control the flow rate of the chemical solution. Information is displayed or displayed when an abnormality occurs (for example, see Patent Documents 1 and 2).

特許文献１、２では、発光素子と受光素子とからなるセンサを用いて点滴筒内における液滴を検出するようにしている。すなわち、発光素子と受光素子とを、点滴筒を外側から挟むように配置し、発光素子から点滴筒の径方向内方へ向けて照射した光を受光素子で受光し、液滴の落下によって発光素子からの光が遮られたことで液滴の落下があったものと判定する。 In Patent Documents 1 and 2, droplets in a drip tube are detected using a sensor composed of a light emitting element and a light receiving element. That is, the light emitting element and the light receiving element are arranged so that the drip tube is sandwiched from the outside, and the light irradiated from the light emitting element toward the inside in the radial direction of the drip tube is received by the light receiving element, and light is emitted when the droplet falls It is determined that the liquid droplet has fallen because the light from the element is blocked.

液滴の落下を検出したとき受光素子から出力される信号電圧の変動は小さなものなので、特許文献２に開示されているように、受光素子の出力信号を増幅器によって増幅するようにしている。 Since the fluctuation of the signal voltage output from the light receiving element when the drop of the droplet is detected is small, as disclosed in Patent Document 2, the output signal of the light receiving element is amplified by an amplifier.

特開２００９−２４０４２８号公報JP 2009-240428 A 特開２０１２−１２５４５０号公報JP 2012-125450 A

ところで、通常の輸液治療時には、上述のように薬液を点滴筒内で液滴として落下させるようにするのであるが、何らかの原因によって薬液が点滴筒内で連続して糸を引くようにして流下する、いわゆるフリーフローが起こることがある。フリーフローが起こると薬液の投与量が規定以上に増加してしまうので、素早く検出して報知することが望まれる。 By the way, at the time of normal infusion treatment, the drug solution is dropped as a droplet in the drip tube as described above, but for some reason, the drug solution flows down like a continuous thread in the drip tube. So-called free flow may occur. When free flow occurs, the dose of the drug solution increases more than specified, so it is desirable to detect and notify quickly.

しかしながら、点滴筒内で薬液が糸を引くように流下している状態では、受光素子から出力される信号電圧に時間的な変化が殆ど生じず、略一定電圧の信号となる。このフリーフロー時の信号電圧と、何らかの基準となる電圧とを比較してその差に基づいてフリーフローであるか否かを判定することが考えられるが、どのようにして判定するかが問題となる。すなわち、点滴筒の周囲の明るさが例えば日差しの影響や、時間の経過（朝、昼、夜）等によって明るくなれば、受光素子の信号電圧が上昇し、反対に、暗くなれば下降する。このように液滴の検出に関わらず上下する信号電圧をある基準と比較したとしても、それがフリーフローであるか否かは正確に判定することができないし、基準電圧を設定すること自体が困難である。 However, in a state where the drug solution flows down in the drip tube so as to pull the thread, the signal voltage output from the light receiving element hardly changes with time, and becomes a signal with a substantially constant voltage. Although it is conceivable to compare the signal voltage at the time of this free flow with some reference voltage and determine whether it is free flow based on the difference, it is a problem how to determine Become. That is, if the brightness around the drip tube becomes bright due to, for example, the influence of sunlight or the passage of time (morning, noon, night), the signal voltage of the light receiving element increases, and conversely, it decreases when it becomes dark. Thus, even if the signal voltage that rises and falls regardless of the detection of the droplet is compared with a certain reference, it cannot be accurately determined whether or not it is a free flow, and setting the reference voltage itself is not possible. Have difficulty.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、点滴筒の周囲の明るさが変化しても、点滴筒内で起こるフリーフローを検出することができるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to detect a free flow that occurs in the infusion tube even if the brightness around the infusion tube changes. There is to do.

上記目的を達成するために、本発明では、上下に離れた受光素子によって得た信号と、それらの受光素子が受けるのと同じように外部光の影響を受ける場所に設けた受光素子によって得た信号を比較する構成とした。 In order to achieve the above object, in the present invention, signals obtained by light receiving elements separated vertically are obtained by a light receiving element provided in a place affected by external light in the same way as those light receiving elements receive. It was set as the structure which compares a signal.

第１の発明は、
点滴筒内を落下する液滴を検出する液滴検出装置において、
上記点滴筒に光を照射する投光素子と、
上記投光素子から照射された光を受ける第１受光素子、第２受光素子及び第３受光素子と、
上記第１受光素子、上記第２受光素子及び上記第３受光素子から出力された信号を処理する信号処理部とを備え、
上記第１受光素子及び上記第２受光素子は、液滴の落下によって上記投光素子から受ける光の強度に変化がある所において、互いに上下方向に離れて配置され、
上記第３受光素子は、上記第１受光素子の設置場所と同等に外部光の影響を受ける場所で、かつ、液滴の落下によって上記投光素子から受ける光の強度に変化がない所に配置され、
上記信号処理部は、上記第１受光素子及び上記第３受光素子から出力された信号が入力される第１差動増幅器と、該第１差動増幅器から出力された特定期間における信号から中央値を求める処理を行う第１フィルタと、上記第１受光素子及び上記第２受光素子から出力された特定期間における信号から中央値を求める処理を行う第２フィルタと、上記第１フィルタによる処理で得られた中央値と上記第２フィルタによる処理で得られた中央値との差が所定以上になったときに上記点滴筒内でフリーフローが起こっていると判定する判定部とを有していることを特徴とするものである。 The first invention is
In a droplet detection device that detects a droplet falling in a drip tube,
A light projecting element for irradiating the drip tube with light;
A first light receiving element, a second light receiving element and a third light receiving element that receive light emitted from the light projecting element;
A signal processing unit that processes signals output from the first light receiving element, the second light receiving element, and the third light receiving element;
The first light receiving element and the second light receiving element are arranged apart from each other in a vertical direction where there is a change in the intensity of light received from the light projecting element due to a drop of a droplet,
The third light receiving element is disposed in a place that is affected by external light in the same manner as the installation place of the first light receiving element, and in which the intensity of light received from the light projecting element does not change due to a drop of a droplet. And
The signal processing unit includes a first differential amplifier to which signals output from the first light receiving element and the third light receiving element are input, and a median value from signals in a specific period output from the first differential amplifier. Obtained by a first filter that performs a process for obtaining a median value from signals in a specific period output from the first light receiving element and the second light receiving element, and a process by the first filter. And a determination unit that determines that a free flow is occurring in the infusion tube when the difference between the calculated median value and the median value obtained by the processing by the second filter is equal to or greater than a predetermined value. It is characterized by this.

上記特定期間とは、図１２に示すように、サンプリング周期をΔｔとした時、滴下中の期間の信号におけるサンプリング数（２個；Ｓ１，Ｓ２）が、滴下していない期間におけるサンプリング数（３個；Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）以下となるために必要な時間を意味する。 As shown in FIG. 12, when the sampling period is Δt, the specific period is the number of samples (2; S1, S2) in the signal during the dropping, the number of samplings during the period when the dropping is not performed (3 Pieces; S3, S4, S5) means the time required to become less than

この構成によれば、例えば第１受光素子を第２受光素子の上方に配置した場合には、点滴筒内で液滴が落下すると、投光素子から照射された光が液滴により遮断されたことが第１受光素子で検出された後、第２受光素子で検出されることになり、これが繰り返されるので、連続する信号が出力される。この出力される信号を、上記特定期間収集し、第２フィルタによって処理することで当該信号の中央値が得られる。 According to this configuration, for example, when the first light receiving element is arranged above the second light receiving element, when the liquid droplet falls in the drip tube, the light emitted from the light projecting element is blocked by the liquid droplet Is detected by the second light receiving element after the first light receiving element is detected, and this is repeated, so that a continuous signal is output. The output signal is collected for the specific period and processed by the second filter to obtain the median value of the signal.

また、点滴筒内で液滴が落下すると、投光素子から照射された光が液滴により遮断されたことが第１受光素子で検出されて第１受光素子の出力信号が変化する一方、第３受光素子では検出されないので第３受光素子の出力信号は変化しない。第１差動増幅器では、後述するように、第１受光素子の信号電圧と第３受光素子の信号電圧との差異を求める。そして、この信号は第１フィルタによって処理されて中央値が得られる。ここで、既述した第１フィルタとは、いわゆる信号の連続したサンプリングの中で、奇数回のサンプリングした値において最大値、最小値の除外を繰り返し、中央値を求められるような手段であれば、特に限定されず、ハード的な構成で最大値、最小値を除外することにより、中央値を求めるようなものでもよいし、ソフト的に中央値を求めるものであってもよい。 When the droplet falls in the drip tube, the first light receiving element detects that the light irradiated from the light projecting element is blocked by the droplet, and the output signal of the first light receiving element changes. Since it is not detected by the three light receiving elements, the output signal of the third light receiving element does not change. In the first differential amplifier, as described later, the difference between the signal voltage of the first light receiving element and the signal voltage of the third light receiving element is obtained. This signal is then processed by the first filter to obtain a median value. Here, the first filter described above is a means that can repeat the exclusion of the maximum value and the minimum value from the sampled values of the odd number of times in the so-called continuous sampling of the signal and obtain the median value. However, the present invention is not particularly limited, and the median value may be obtained by excluding the maximum value and the minimum value in a hardware configuration, or the median value may be obtained in software.

また、上記のように取得される信号の中央値は、既述したように特定期間に収集された値によって得られることが前提である。第１フィルタから出力される信号が、フリーフローが起こっているか否かを判定する際の信号となる。 Further, it is assumed that the median value of the signals acquired as described above is obtained by the values collected during the specific period as described above. The signal output from the first filter is a signal for determining whether or not free flow is occurring.

そして、判定部は、第１フィルタによる処理で得られた中央値と第２フィルタによる処理で得られた中央値との差が所定以上になったときに点滴筒内でフリーフローが起こっていると判定する。 Then, the determination unit has a free flow in the drip tube when the difference between the median value obtained by the processing by the first filter and the median value obtained by the processing by the second filter becomes a predetermined value or more. Is determined.

このとき、例えば、点滴筒の周囲の明るさが変化した場合を想定すると、第１、第３受光素子は同等に外光の影響を受けることになるので、点滴筒の周囲の明るさが変化したとしても、第１、第３受光素子の信号電圧が同じように上下するだけであり、第１フィルタから出力される信号電圧と、第２フィルタによる処理で得られた中央値との相対差は維持されることになる。 At this time, for example, assuming that the brightness around the infusion tube changes, the first and third light receiving elements are equally affected by external light, so the brightness around the infusion tube changes. Even so, the signal voltages of the first and third light receiving elements only rise and fall in the same way, and the relative difference between the signal voltage output from the first filter and the median value obtained by the processing by the second filter Will be maintained.

第２の発明は、第１の発明において、
上記信号処理部は、上記第１受光素子及び上記第２受光素子から出力された信号が入力される第２差動増幅器を有し、上記第２フィルタは、上記第２差動増幅器から出力された特定期間における信号から中央値を求める処理を行うことを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention,
The signal processing unit includes a second differential amplifier to which signals output from the first light receiving element and the second light receiving element are input, and the second filter is output from the second differential amplifier. In addition, a process for obtaining a median value from a signal in a specific period is performed.

この構成によれば、第１受光素子及び第２受光素子の信号にノイズが含まれている場合には、そのノイズを含んだ信号が第２差動増幅器に入力されることになる。このとき、第１受光素子及び第２受光素子は同一の点滴筒に取り付けられていて両者がそれほど離れていないので、第１受光素子及び第２受光素子には殆ど同じノイズが入ってくる。よって、第２差動増幅器において第１受光素子のノイズから第２受光素子のノイズが差し引かれて殆どなくなるので、ノイズの影響を抑制することが可能になる。 According to this configuration, when noise is included in the signals of the first light receiving element and the second light receiving element, the signal including the noise is input to the second differential amplifier. At this time, since the first light receiving element and the second light receiving element are attached to the same drip tube and are not so far apart, almost the same noise enters the first light receiving element and the second light receiving element. Therefore, since the noise of the second light receiving element is subtracted from the noise of the first light receiving element in the second differential amplifier, the influence of the noise can be suppressed.

第１の発明によれば、第１受光素子及び第３受光素子によって得たフリーフローの判定に用いる信号と、点滴筒の上下方向に離れた第１受光素子及び第２受光素子によって得た信号とを比較してそれらの差が所定以上になったときに点滴筒内でフリーフローが起こっていると判定することができる。これにより、点滴筒の周囲の明るさが変化しても、点滴筒内で起こるフリーフローを検出することができる。 According to the first invention, the signal used for the determination of the free flow obtained by the first light receiving element and the third light receiving element, and the signal obtained by the first light receiving element and the second light receiving element separated in the vertical direction of the drip tube Can be determined that a free flow is occurring in the infusion tube when the difference between them becomes equal to or greater than a predetermined value. Thereby, even if the brightness around the infusion tube changes, it is possible to detect free flow that occurs in the infusion tube.

第２の発明によれば、ノイズの影響を抑制して液滴を正確に検出することができる。 According to the second invention, it is possible to accurately detect a droplet while suppressing the influence of noise.

実施形態に係る液滴検出装置の使用状態を説明する図である。It is a figure explaining the use condition of the droplet detection apparatus concerning an embodiment. 液滴検出装置のブロック図である。It is a block diagram of a droplet detection apparatus. 投光素子及び受光素子の点滴筒への取付状態を示す側面図である。It is a side view which shows the attachment state to the drip tube of a light projection element and a light receiving element. 図３のIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line of FIG. 第２差動増幅器から出力される信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform output from a 2nd differential amplifier. 液滴が落下する状態を示す側面図であり、（ａ）は液滴が上側第１受光素子の上方にある状態、（ｂ）は液滴が上側第１受光素子と同じ高さにある状態、（ｃ）は液滴が上側第１受光素子と下側受光素子との間にある状態、（ｄ）は液滴が下側受光素子と同じ高さにある状態をそれぞれ示している。It is a side view which shows the state which a droplet falls, (a) is a state in which a droplet is above an upper 1st light receiving element, (b) is a state in which a droplet is the same height as an upper 1st light receiving element (C) shows a state where the droplet is between the upper first light receiving element and the lower light receiving element, and (d) shows a state where the droplet is at the same height as the lower light receiving element. 実際の滴落信号を示す図である。It is a figure which shows an actual dripping signal. 滴落信号をフィルタ処理した後の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform after filtering a drop signal. 第１差動増幅器から出力される信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform output from a 1st differential amplifier. フィルタ処理後の信号とフリーフロー基準信号とを示す図である。It is a figure which shows the signal after a filter process, and a free flow reference signal. フリーフローが発生した状態を示す図５相当図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 5 showing a state where a free flow has occurred. 特定期間を説明する図である。It is a figure explaining a specific period.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

図１は、本発明の実施形態に係る液滴検出装置１の使用状態を説明する図である。液滴検出装置１は、輸液セット１００が有する点滴筒１０１に取り付けられ、点滴筒１０１内を落下する液滴の状態を検出するためのものである。輸液セット１００は、点滴筒１０１の他に、薬液が収容された薬液容器１０２と、薬液容器１０２から点滴筒１０１まで延びる上流側チューブ１０３と、点滴筒１０１から穿刺針１０４まで延びる下流側チューブ１０５とを備えている。下流側チューブ１０５の中途部には輸液ポンプ１０６が設けられ、この輸液ポンプ１０６によって薬液が所定の流量で患者に投与されるようになっている。 FIG. 1 is a diagram for explaining a use state of a droplet detection device 1 according to an embodiment of the present invention. The droplet detection device 1 is attached to an infusion tube 101 included in the infusion set 100, and detects the state of the droplet falling in the infusion tube 101. In addition to the drip tube 101, the infusion set 100 includes a drug solution container 102 containing a drug solution, an upstream tube 103 extending from the drug solution container 102 to the drip tube 101, and a downstream tube 105 extending from the drip tube 101 to the puncture needle 104. And. In the middle of the downstream tube 105, an infusion pump 106 is provided, and the infusion pump 106 administers the medicinal solution to the patient at a predetermined flow rate.

上記点滴筒１０１は、従来周知のものであり、透光性を有する部材（例えば無色透明な部材）で構成されている。すなわち、点滴筒１０１内の上部で液滴が成長していき、図６に示すように成長した液滴が所定の大きさになった時点で下方へ落下して点滴筒１０１の下部に溜まって患者に投与される。点滴筒１０１における下部は薬液貯留部１０１ａであり、薬液貯留部１０１ａよりも上側は、液滴が通過する液滴通過場所である。 The drip tube 101 is conventionally well-known, and is composed of a translucent member (for example, a colorless and transparent member). That is, a droplet grows in the upper part of the drip tube 101, and when the grown droplet reaches a predetermined size as shown in FIG. Administered to patients. The lower part of the drip tube 101 is a chemical solution storage unit 101a, and the upper side of the chemical solution storage unit 101a is a droplet passage place through which a droplet passes.

図２や図３に示すように、液滴検出装置１は、投光素子２と、上側第１受光素子（本発明の第１受光素子に相当）３と、上側第２受光素子（本発明の第３受光素子に相当）４と、下側受光素子（本発明の第２受光素子に相当）５と、制御装置６とを有しており、図１に示す信号線１０８を介して輸液ポンプ１０６に接続されている。投光素子２は、例えばＬＥＤのような発光素子等で構成することができる。投光素子２は、点滴筒１０１の液滴通過場所に対して点滴筒１０１の外部から内部へ向けて光を照射するとともに、液滴通過場所以外の場所として点滴筒１０１の外部にも光を照射するように構成されたものである。投光素子２から照射された光は、点滴筒１０１の液滴通過場所の上側から下側の所定範囲に亘る。 As shown in FIGS. 2 and 3, the droplet detection device 1 includes a light projecting element 2, an upper first light receiving element (corresponding to the first light receiving element of the present invention) 3, and an upper second light receiving element (the present invention). 4), a lower light-receiving element (corresponding to the second light-receiving element of the present invention) 5, and a control device 6, which are infused via a signal line 108 shown in FIG. Connected to the pump 106. The light projecting element 2 can be composed of a light emitting element such as an LED. The light projecting element 2 irradiates light from the outside of the drip tube 101 to the inside of the drip tube 101 with respect to the droplet passage location of the drip tube 101. It is comprised so that it may irradiate. The light emitted from the light projecting element 2 covers a predetermined range from the upper side to the lower side of the droplet passage location of the drip tube 101.

投光素子２は、単数のＬＥＤで構成してもよいし、例えば複数のＬＥＤで構成することもできる。単数のＬＥＤで構成する場合には、光の放射範囲を広くし、液滴の検出可能範囲を広く確保しておくのが好ましい。液滴の検出可能範囲を広くしておくことで、例えば点滴筒１０１が何らかの影響で傾いた場合、その傾いた状態の点滴筒１０１内で液滴が鉛直に落下しても有効に検出することが可能になる。 The light projecting element 2 may be composed of a single LED, or may be composed of a plurality of LEDs, for example. In the case of a single LED, it is preferable to widen the light emission range and ensure a wide droplet detectable range. By widening the detectable range of the droplet, for example, when the drip tube 101 is tilted due to some influence, even if the droplet falls vertically in the tilted drip tube 101, it can be detected effectively. Is possible.

一方、複数のＬＥＤで構成する場合には、投光素子２全体としての照射範囲はＬＥＤの数でカバーするようにする。これにより、広い範囲を精度よく検出することが可能になる。また、投光素子２から照射する光は、可視光であっても、赤外光であってもよい。この実施形態では、投光素子２は３つのＬＥＤで構成しており、これらＬＥＤを水平方向に並べている。 On the other hand, when comprised by several LED, the irradiation range as the light projection element 2 whole is made to cover with the number of LED. This makes it possible to detect a wide range with high accuracy. The light emitted from the light projecting element 2 may be visible light or infrared light. In this embodiment, the light projecting element 2 is composed of three LEDs, and these LEDs are arranged in the horizontal direction.

上側第１受光素子３、上側第２受光素子４及び下側受光素子５は、受光した光の強さが強ければ強いほど出力信号の電圧が高くなるように構成された周知のものである。上側第１受光素子３は、点滴筒１０１の液滴通過場所の上側において、投光素子２と対向する位置に配置されており、投光素子２から照射されて点滴筒１０１の液滴通過場所を透過した光を受光するものである。 The upper first light receiving element 3, the upper second light receiving element 4, and the lower light receiving element 5 are well-known elements configured such that the higher the intensity of received light, the higher the voltage of the output signal. The upper first light receiving element 3 is disposed at a position facing the light projecting element 2 on the upper side of the droplet passage location of the drip tube 101, and the droplet passage location of the drip tube 101 irradiated from the light projecting device 2. The light which permeate | transmitted is received.

上側第２受光素子４は、上側第１受光素子３の設置場所と同等に外部光の影響を受ける場所で、かつ、液滴が落下しても投光素子２から受ける光の強度の変化がない所に配置されている。上側第１受光素子３の設置場所と同等の明るさの所とは、上側第１受光素子３が設置されている所の光の強さと、上側第２受光素子４が設置されている所の光の強さとが全く同じ所を含むのはもちろんのこと、若干相違していても、上側第１受光素子３及び上側第２受光素子４の光検出誤差の範囲内にあるような微小な相違も含まれる。つまり、上側第２受光素子４の設置場所は、上側第１受光素子３の設置場所と実質的に同じ外部光の明るさとなる場所である。 The upper second light receiving element 4 is a place that is affected by external light in the same manner as the place where the upper first light receiving element 3 is installed, and changes in the intensity of light received from the light projecting element 2 even when a liquid droplet falls. It is located where there is no. The place where the brightness is equivalent to the place where the upper first light receiving element 3 is installed is the light intensity where the upper first light receiving element 3 is installed and the place where the upper second light receiving element 4 is installed. Of course, the light intensity includes exactly the same part, but even if it is slightly different, there is a slight difference that is within the range of the light detection error of the upper first light receiving element 3 and the upper second light receiving element 4. Is also included. That is, the installation place of the upper second light receiving element 4 is a place where the brightness of the external light is substantially the same as the installation place of the upper first light receiving element 3.

また、液滴が落下しても投光素子２から受ける光の強度の変化がない所とは、液滴が落下しても、そのことによる上側第２受光素子４の受光強度が全く変化しない所を含むのはもちろんのこと、若干変化しても、上側第２受光素子４の光検出誤差の範囲内にあるような微小な変化も含まれる。つまり、上側第２受光素子４の設置場所は、液滴が落下しても投光素子２から受ける光の強度の変化が実質的にない所である。 In addition, even if a droplet falls, there is no change in the intensity of light received from the light projecting element 2. Even if a droplet falls, the light receiving intensity of the upper second light receiving element 4 does not change at all. Of course, even a slight change includes a minute change that falls within the range of the light detection error of the upper second light receiving element 4. That is, the installation location of the upper second light receiving element 4 is a place where there is substantially no change in the intensity of light received from the light projecting element 2 even when a droplet drops.

この実施形態では、図４に示すように、上側第１受光素子３は、投光素子２と共に点滴筒１０１を挟むように配置する一方、上側第２受光素子４は、投光素子２から点滴筒１０１の外側に向けて照射された光を受光するように、点滴筒１０１の外面から離れて配置している。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, the upper first light receiving element 3 is disposed so as to sandwich the drip tube 101 together with the light projecting element 2, while the upper second light receiving element 4 is infused from the light projecting element 2 to the drip. It arrange | positions away from the outer surface of the drip pipe | tube 101 so that the light irradiated toward the outer side of the pipe | tube 101 may be received.

上側第１受光素子３と上側第２受光素子４とは、略同じ高さに配置してもよいし、互いに異なる高さに配置してもよい。 The upper first light receiving element 3 and the upper second light receiving element 4 may be disposed at substantially the same height or at different heights.

下側受光素子５は、点滴筒１０１の液滴通過場所の下側、即ち、上側第１受光素子３から下方へ離れ、かつ、例えば投光素子２から点滴筒１０１の周方向に離れて、投光素子２に対向する位置に配置されており、投光素子２から照射されて点滴筒１０１の液滴通過場所を透過した光を受光するものである。つまり、下側受光素子５及び上側第１受光素子３は、液滴の落下によって投光素子２から受ける光の強度に変化がある所において、互いに上下方向に離れて配置されている。 The lower light receiving element 5 is separated from the lower side of the droplet passage place of the drip tube 101, that is, downward from the upper first light receiving element 3, and separated from the light projecting element 2 in the circumferential direction of the drip tube 101, for example. It is disposed at a position facing the light projecting element 2, and receives light emitted from the light projecting element 2 and transmitted through the droplet passage location of the drip tube 101. That is, the lower light receiving element 5 and the upper first light receiving element 3 are arranged apart from each other in the vertical direction where the intensity of the light received from the light projecting element 2 is changed due to the drop of the liquid droplet.

制御装置６は、上側第１受光素子３、上側第２受光素子４及び下側受光素子５から出力された信号が入力されるようになっている。すなわち、図２に示すように制御装置６は、上側第１受光素子３、上側第２受光素子４及び下側受光素子５から出力された信号を処理する信号処理部１０を有している。信号処理部１０は、第１差動増幅器１１と第２差動増幅器１２と第１フィルタ１３と第２フィルタ１４と判定部１５とを有している。 The control device 6 is configured to receive signals output from the upper first light receiving element 3, the upper second light receiving element 4, and the lower light receiving element 5. That is, as shown in FIG. 2, the control device 6 includes a signal processing unit 10 that processes signals output from the upper first light receiving element 3, the upper second light receiving element 4, and the lower light receiving element 5. The signal processing unit 10 includes a first differential amplifier 11, a second differential amplifier 12, a first filter 13, a second filter 14, and a determination unit 15.

図３に示すように、第１差動増幅器１１には、上側第１受光素子３及び上側第２受光素子４から出力された信号が入力される。第１差動増幅器１１は、上側第２受光素子４の信号から上側第１受光素子３の信号を差し引いて一定の増幅率で増幅する。尚、第１差動増幅器１１は、上側第１受光素子３の信号から上側第２受光素子４の信号を差し引くように構成されたものであってもよい。 As shown in FIG. 3, signals output from the upper first light receiving element 3 and the upper second light receiving element 4 are input to the first differential amplifier 11. The first differential amplifier 11 subtracts the signal of the upper first light receiving element 3 from the signal of the upper second light receiving element 4 and amplifies the signal with a constant amplification factor. The first differential amplifier 11 may be configured to subtract the signal of the upper second light receiving element 4 from the signal of the upper first light receiving element 3.

また、第２差動増幅器１２は、上側第１受光素子３及び下側受光素子５から出力された信号が入力される。第２差動増幅器１２は、上側第１受光素子３の信号から下側受光素子５の信号を差し引いて一定の増幅率で増幅する。 Further, the second differential amplifier 12 receives signals output from the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5. The second differential amplifier 12 subtracts the signal of the lower light receiving element 5 from the signal of the upper first light receiving element 3 and amplifies the signal with a constant amplification factor.

第１フィルタ１３は、第１差動増幅器１１から出力された特定期間における信号から中央値を求める処理を行うものであり、詳細は後述する。上記と同様に、第２フィルタ１４は、第２差動増幅器１２から出力された特定期間における信号から中央値を求める処理を行うものであり、詳細は後述する。 The first filter 13 performs processing for obtaining a median value from a signal in a specific period output from the first differential amplifier 11, and details thereof will be described later. Similarly to the above, the second filter 14 performs processing for obtaining a median value from a signal in a specific period output from the second differential amplifier 12, and details thereof will be described later.

点滴筒１０１内で液滴Ａ（図４、図６に示す）が落下した場合、液滴Ａは投光素子２と上側第１受光素子３との間を通過した後、投光素子２と下側受光素子５との間を通過する。図６（ａ）に示すように点滴筒１０１内で液滴Ａが投光素子２と上側第１受光素子３との間を通過する前は、第２差動増幅器１２から出力される信号が、図５にａで示す領域のように、上側第１受光素子３の信号から下側受光素子５の信号を差し引いた値を所定の増幅率で増幅した大きさとなる。 When the droplet A (shown in FIGS. 4 and 6) falls in the drip tube 101, the droplet A passes between the light projecting element 2 and the upper first light receiving element 3, and then the light projecting element 2 and It passes between the lower light receiving element 5. As shown in FIG. 6A, before the droplet A passes between the light projecting element 2 and the upper first light receiving element 3 in the drip tube 101, a signal output from the second differential amplifier 12 is received. 5, the value obtained by subtracting the signal of the lower light-receiving element 5 from the signal of the upper first light-receiving element 3 is amplified by a predetermined amplification factor, as indicated by an area a in FIG.

点滴筒１０１内で液滴Ａが通過する間は、まず、図６（ｂ）に示すように液滴Ａが投光素子２と上側第１受光素子３との間を通過することになり、この瞬間に投光素子２からの光が遮られて上側第１受光素子３から出力される信号電圧が瞬間的に低下する。これにより、図５に矢印ｂで示すように、第２差動増幅器１２から出力される信号は低下する。次いで液滴Ａが図６（ｃ）に示すように上側第１受光素子と下側受光素子５との間を落下している場合には、液滴Ａが投光素子２の光を遮らないので、第２差動増幅器１２から出力される信号は図５のａの領域と同じになる（図５に矢印ｃで示す）。 While the droplet A passes through the drip tube 101, first, the droplet A passes between the light projecting element 2 and the upper first light receiving element 3 as shown in FIG. At this moment, the light from the light projecting element 2 is blocked, and the signal voltage output from the upper first light receiving element 3 instantaneously decreases. Thereby, as shown by the arrow b in FIG. 5, the signal output from the 2nd differential amplifier 12 falls. Next, when the droplet A falls between the upper first light receiving element 5 and the lower light receiving element 5 as shown in FIG. 6C, the droplet A does not block the light of the light projecting element 2. Therefore, the signal output from the second differential amplifier 12 is the same as the region a in FIG. 5 (indicated by an arrow c in FIG. 5).

その後、図６（ｄ）に示すように、液滴Ａが投光素子２と下側受光素子５との間を通過する。この瞬間に投光素子２からの光が遮られて下側受光素子５から出力される信号電圧が瞬間的に低下する。これにより、図５に矢印ｄで示すように、第２差動増幅器１２から出力される信号は上昇する。従って、第２差動増幅器１２から出力される信号電圧、即ち、上側第１受光素子３及び下側受光素子５から出力される信号電圧は、液滴の落下が繰り返される度に上下に変動し、連続した信号となる。 Thereafter, as shown in FIG. 6 (d), the droplet A passes between the light projecting element 2 and the lower light receiving element 5. At this moment, the light from the light projecting element 2 is blocked, and the signal voltage output from the lower light receiving element 5 instantaneously decreases. As a result, the signal output from the second differential amplifier 12 rises as indicated by the arrow d in FIG. Accordingly, the signal voltage output from the second differential amplifier 12, that is, the signal voltage output from the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5, fluctuates up and down each time the droplet is repeatedly dropped. , It becomes a continuous signal.

信号処理部１０は、第２差動増幅器１２から出力された信号電圧が所定の滴落判定範囲を越えた場合に液滴の落下があったと判定するように構成されている。滴落判定範囲とは、一般に液滴の落下が起こった場合に第２差動増幅器１２から出力される信号電圧の変動よりも狭い範囲で、かつ、ノイズ等によって変動する小さな信号電圧よりも広い範囲であり、図５において上側の破線と下側の破線とで示す範囲である。 The signal processing unit 10 is configured to determine that a droplet has fallen when the signal voltage output from the second differential amplifier 12 exceeds a predetermined drop detection range. The drop determination range is generally a range narrower than the fluctuation of the signal voltage output from the second differential amplifier 12 when a drop of the drop occurs, and wider than a small signal voltage that fluctuates due to noise or the like. This is a range indicated by the upper broken line and the lower broken line in FIG.

制御装置６は、信号処理部１０によって液滴の落下があったと判定した場合には、外部に報知するように構成されている。例えば、ＬＥＤ等の発光体や音声を発する装置等を制御装置６に接続しておき、信号処理部１０が液滴の落下があったと判定した場合に、発光体を発光させたり、音声を発生させたりする。 The control device 6 is configured to notify the outside when the signal processing unit 10 determines that a droplet has dropped. For example, when a light emitting body such as an LED or a device that emits sound is connected to the control device 6 and the signal processing unit 10 determines that a droplet has dropped, the light emitting body emits light or generates sound. I will let you.

図７は、第２差動増幅器１２から出力される信号電圧の実際の波形を示した図であり、第２差動増幅器１２から出力される信号電圧は、滴落の有無を示す信号であるため、滴落信号というものとする。滴落信号は、図５に拡大して模式的に示すように、液滴通過前の信号と液滴通過中の信号との繰り返しで構成されており、液滴の落下が無くなると、液滴通過前の信号のみで平坦な形状となる。 FIG. 7 is a diagram showing an actual waveform of the signal voltage output from the second differential amplifier 12, and the signal voltage output from the second differential amplifier 12 is a signal indicating the presence or absence of dropping. Therefore, it will be called a drip signal. As shown schematically in an enlarged view in FIG. 5, the drop-drop signal is composed of repetition of a signal before passing the droplet and a signal during passage of the droplet. It becomes a flat shape only with the signal before passing.

上記第２フィルタ１４は、周知の信号処理フィルタを用いて構成することができ、この実施形態では、滴落信号のうち、液滴通過中の信号を除去し、液滴通過前（図５のａ、ｅの領域）の信号電圧を連続させる処理を行う。これにより、フィルタ処理後の滴落信号には、図５の符号ｂ、ｄで示すような明確なピークが無くなり、図８に示すような平坦に近い信号となる。 The second filter 14 can be configured using a well-known signal processing filter. In this embodiment, the signal during droplet passage is removed from the droplet signal, and before the droplet passes (see FIG. 5). The process of making the signal voltage in the areas a and e) continuous is performed. As a result, the drop signal after filtering does not have a clear peak as indicated by symbols b and d in FIG. 5, and becomes a signal that is nearly flat as shown in FIG.

また、点滴筒１０１内で液滴Ａが落下した場合、液滴Ａは、投光素子２と上側第１受光素子３との間を通過することになる一方、投光素子２と上側第２受光素子４との間は通過しない。従って、液滴Ａが投光素子２と上側第１受光素子３とを通過する瞬間に、投光素子２からの光が遮られて上側第１受光素子３から出力される信号電圧が瞬間的に低下するが、上側第２受光素子４から出力される信号電圧は変化しない。 When the droplet A falls in the drip tube 101, the droplet A passes between the light projecting element 2 and the upper first light receiving element 3, while the light projecting element 2 and the second upper light receiving element 3 pass. It does not pass between the light receiving element 4. Therefore, at the moment when the droplet A passes through the light projecting element 2 and the upper first light receiving element 3, light from the light projecting element 2 is blocked and the signal voltage output from the upper first light receiving element 3 is instantaneous. However, the signal voltage output from the upper second light receiving element 4 does not change.

第１差動増幅器１１から出力される信号は、図９に拡大して模式的に示すような波形が繰り返されることになる。第１フィルタ１３は、周知の信号処理フィルタを用いて構成することができ、この実施形態では、図９に示す信号波形のうち、液滴通過中の信号（下に凸となった領域）を除去し、液滴通過前（平坦の領域）の信号電圧を連続させる処理を行う。これにより、フィルタ処理後の信号には、明確なピークが無くなる。この第１フィルタ１３から出力される信号（即ち、フリーフロー信号）は、図１０に中央値のみが示されるように、フリーフローが発生した際の変化を除けば、平坦に近い形状となる。 The signal output from the first differential amplifier 11 has a waveform that is enlarged and schematically shown in FIG. The first filter 13 can be configured by using a well-known signal processing filter. In this embodiment, the signal passing through the droplet (region protruding downward) in the signal waveform shown in FIG. 9 is used. Removal is performed, and the signal voltage before passing through the droplet (flat region) is made continuous. This eliminates a clear peak in the filtered signal. The signal output from the first filter 13 (that is, the free flow signal) has a nearly flat shape except for the change when free flow occurs, as shown only in the median value in FIG.

信号処理部１０の判定部１５は、第１フィルタ１３による処理で得られた信号（フリーフロー信号）と、第２フィルタ１４による処理で得られた信号（フィルタ処理後の滴落信号）との電圧差に基づいて点滴筒１０１内でフリーフローが起こっているか否かを判定するように構成されている。図１０に示すように、第２フィルタ１４による処理で得られたフィルタ処理後の滴落信号の波形も平坦に近い形状となる。第１フィルタ１３による処理で得られた信号は、フリーフローの有無を確認できるフリーフロー信号である。図１０に示すように、滴落している状態では、第２フィルタ１４で処理されて得られた信号電圧値（即ち、フィルタ処理後の滴落信号）と、第１フィルタ１３で処理されて得られた信号電圧値（フリーフロー信号）とを比較した場合、差異は小さいが、フリーフローが発生した場合には、両者（フィルタ処理後の滴落信号とフリーフロー信号）との電圧差は顕著となる。 The determination unit 15 of the signal processing unit 10 includes a signal (free flow signal) obtained by the processing by the first filter 13 and a signal (droplet signal after the filter processing) obtained by the processing by the second filter 14. Based on the voltage difference, it is configured to determine whether or not free flow is occurring in the infusion tube 101. As shown in FIG. 10, the waveform of the drop signal after the filter processing obtained by the processing by the second filter 14 also has a nearly flat shape. The signal obtained by the processing by the first filter 13 is a free flow signal that can confirm the presence or absence of free flow. As shown in FIG. 10, in the state of dropping, the signal voltage value obtained by processing by the second filter 14 (that is, the dropping signal after filtering) and the first filter 13 are obtained. When the measured signal voltage value (free flow signal) is compared, the difference is small, but when free flow occurs, the voltage difference between the two (filtered drop signal and free flow signal) is significant. It becomes.

フリーフローが発生した場合に、何故フィルタ処理後の滴落信号とフリーフロー信号の電圧差が顕著となるかは、以下のような作用機構で説明することができる。即ち、正常に液が滴落している際には、上側第１受光素子３と下側受光素子５から出力されるのは、液滴による非遮断時の受光による信号電圧がメインである。つまり、フィルタ処理後の滴落信号の電圧値は、非遮断時のものとなる。一方、滴落の影響を受けない上側第２受光素子４も、液滴による非遮断時の受光による信号電圧となるため、上側第１受光素子３から出力される信号電圧と、上側第２受光素子４から出力される信号電圧を差動増幅し、その中央値を求めるフリーフロー信号電圧値と前記フィルタ処理後の滴落信号電圧値は差異が小さい。 The reason why the voltage difference between the filtered drop signal and the free flow signal becomes significant when free flow occurs can be explained by the following mechanism. That is, when the liquid is dropping normally, the main signal voltage that is output from the upper first light-receiving element 3 and the lower light-receiving element 5 when light is not blocked by the liquid droplets is main. That is, the voltage value of the drop signal after the filter processing is that at the time of non-blocking. On the other hand, since the upper second light receiving element 4 that is not affected by the drop also has a signal voltage due to light reception when the liquid droplet is not blocked, the signal voltage output from the upper first light receiving element 3 and the upper second light receiving element 4 The difference between the free flow signal voltage value obtained by differentially amplifying the signal voltage output from the element 4 and obtaining its median value and the drop signal voltage value after the filter processing is small.

ところが、フリーフローが発生すると、糸を引くように薬液が流下するため、上側第１受光素子３と下側受光素子５はいずれも、遮断時の受光による信号電圧がメインとなるのに対し、上側第２受光素子４は非遮断の受光による信号電圧であるので、上側第１受光素子３と上側第２受光素子４とから出力される信号電圧の差が大きくなる。従って、フリーフロー信号の電圧値は、フリーフローが発生すると、滴落時とフリーフロー発生時の信号電圧の差異の少ない（フィルタ処理後の）滴落信号の電圧値との差が顕著となる。 However, when free flow occurs, the chemical solution flows down like pulling a thread. Therefore, the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5 both have a main signal voltage due to light reception when shut off. Since the upper second light receiving element 4 has a signal voltage due to non-blocking light reception, the difference between the signal voltages output from the upper first light receiving element 3 and the upper second light receiving element 4 becomes large. Accordingly, when the free flow occurs, the voltage value of the free flow signal is significantly different from the voltage value of the drop signal (after filtering) with little difference between the signal voltage at the time of the drop and the free flow. .

このフリーフロー信号とフィルタ処理後の滴落信号との電圧差を継続して検出し、電圧差が所定未満の場合には液滴が正常に落下していると判定する一方、電圧差が所定以上となったときにはフリーフローが起こっていると判定する。所定の電圧差とは、フィルタ処理後の滴落信号がノイズ等によって変動した際に、誤ってフリーフローと判定してしまわないようにノイズレベルよりも大きな値となっている。 The voltage difference between the free flow signal and the filtered drop signal is continuously detected, and if the voltage difference is less than a predetermined value, it is determined that the droplet is falling normally, while the voltage difference is a predetermined value. When it becomes above, it determines with the free flow having occurred. The predetermined voltage difference is a value larger than the noise level so that when the filtered drop signal changes due to noise or the like, it is not erroneously determined as free flow.

また、制御装置６は、液滴を検出した場合や、フリーフローを検出した場合に輸液ポンプ１０６に信号を出力するように構成することができる。例えば、制御装置６からの信号を得た輸液ポンプ１０６は、単位時間当たりの液滴の落下数が正常範囲にあるか否かを判定して正常範囲を逸脱した場合に警報を発し、また、フリーフローが起こった場合に警報を発するように構成することができる。 Further, the control device 6 can be configured to output a signal to the infusion pump 106 when a droplet is detected or when a free flow is detected. For example, the infusion pump 106 that has obtained a signal from the control device 6 determines whether or not the number of drops per unit time falls within the normal range and issues an alarm when the normal range is exceeded. It can be configured to issue an alarm when a free flow occurs.

次に、上記のように構成された液滴検出装置１の使用要領について説明する。まず、液滴検出装置１の投光素子２、上側第１受光素子３、上側第２受光素子４及び下側受光素子５を図３及び図４に示すように点滴筒１０１に取り付ける。 Next, how to use the droplet detection device 1 configured as described above will be described. First, the light projecting element 2, the upper first light receiving element 3, the upper second light receiving element 4 and the lower light receiving element 5 of the droplet detecting apparatus 1 are attached to the drip tube 101 as shown in FIGS.

点滴筒１０１内で液滴が落下すると、上側第１受光素子３及び下側受光素子５から出力される信号が変化し、これら信号が第２差動増幅器１２に入力される。第２差動増幅器１２では、上側第１受光素子３の信号から下側受光素子５の信号を差し引く。このとき、上側第１受光素子３及び下側受光素子５の信号にはノイズが含まれていることがあるが、上側第１受光素子３及び下側受光素子５は同一の点滴筒１０１に取り付けられていて両者がそれほど離れていないので、上側第１受光素子３及び下側受光素子５には殆ど同じノイズが入ってくる。よって、第２差動増幅器１２において上側第１受光素子３のノイズから下側受光素子５のノイズが差し引かれて殆ど目立たなくなる。このようにして得られた信号を一定の増幅率で増幅するようにしているので、ノイズの影響を抑制することが可能になり、図７に示すように液滴の落下を明確に把握することのできる滴落信号を得ることができる。 When a droplet falls in the drip tube 101, signals output from the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5 change, and these signals are input to the second differential amplifier 12. In the second differential amplifier 12, the signal of the lower light receiving element 5 is subtracted from the signal of the upper first light receiving element 3. At this time, the signals of the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5 may contain noise, but the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5 are attached to the same drip tube 101. Since both are not so far away, almost the same noise enters the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5. Therefore, in the second differential amplifier 12, the noise of the lower light receiving element 5 is subtracted from the noise of the upper first light receiving element 3, so that it is hardly noticeable. Since the signal obtained in this way is amplified at a constant amplification factor, it becomes possible to suppress the influence of noise and to clearly grasp the drop of the droplet as shown in FIG. A drop signal can be obtained.

また、信号処理部１０の第２フィルタ１４は、第２差動増幅器１２から出力される信号を処理して図１０に示すフィルタ処理後の滴落信号を得る。一方、第１フィルタ１３は、第１差動増幅器１１から出力される信号を処理してフリーフロー信号を得る。 Also, the second filter 14 of the signal processing unit 10 processes the signal output from the second differential amplifier 12 to obtain a filtered drop signal shown in FIG. On the other hand, the first filter 13 processes a signal output from the first differential amplifier 11 to obtain a free flow signal.

図１１に示すように点滴筒１０１内で薬液が連続して糸を引くように流れるフリーフローが起こることがある。フリーフローが起こった場合には、上側第１受光素子３と下側受光素子５とが同時に連続して薬液を検出することになるので、図１０に示すようにフリーフロー信号の電圧は、フリーフローの発生を起点として、液滴が正常に落下している状態と比べて異なる電圧となる。判定部１５は、フィルタ処理後の滴落信号と、フリーフロー信号の電圧を比較し、その差が所定以上であれば、フリーフローが発生していると判定する。このとき、例えば、点滴筒１０１の周囲の明るさが変化した場合を想定すると、上側第１受光素子３、上側第２受光素子４及び下側受光素子５は同じ点滴筒１０１に設けられるものなので、点滴筒１０１の周囲の明るさが変化したとしても、滴落が継続していれば、上側第１受光素子３、上側第２受光素子４及び下側受光素子５の信号電圧が同じように上下するだけであり、フリーフロー信号の電圧と、フィルタ処理後の滴落信号の電圧との相対差は維持されることになる。 As shown in FIG. 11, a free flow may occur in which the chemical solution continuously pulls the thread in the drip tube 101. When the free flow occurs, the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5 detect the chemical solution continuously and continuously, so the voltage of the free flow signal is free as shown in FIG. Starting from the occurrence of the flow, the voltage is different from that in a state where the droplet is falling normally. The determination unit 15 compares the drop signal after filtering and the voltage of the free flow signal, and determines that a free flow has occurred if the difference is equal to or greater than a predetermined value. At this time, for example, assuming that the brightness around the infusion tube 101 changes, the upper first light receiving element 3, the upper second light receiving element 4, and the lower light receiving element 5 are provided in the same infusion tube 101. Even if the brightness around the drip tube 101 changes, the signal voltage of the upper first light receiving element 3, the upper second light receiving element 4, and the lower light receiving element 5 is the same as long as dripping continues. It only moves up and down, and the relative difference between the voltage of the free flow signal and the voltage of the drop signal after filtering is maintained.

以上説明したように、この実施形態に係る液滴検出装置１によれば、上側第１受光素子３及び上側第２受光素子４によって、それぞれ特有の波形の信号を得て、さらに、上側第１受光素子３と下側受光素子５から出力された信号をフィルタ処理して中央値を得て、フリーフロー信号の電圧とフィルタ処理後の滴落信号の電圧との差が所定以上になったときに点滴筒１０１内でフリーフローが起こっていると判定することができる。これにより、点滴筒１０１の周囲の明るさが変化しても、点滴筒１０１内で起こるフリーフローを検出することができる。 As described above, according to the droplet detection device 1 according to this embodiment, the upper first light receiving element 3 and the upper second light receiving element 4 obtain signals having specific waveforms, respectively, When the median value is obtained by filtering the signals output from the light receiving element 3 and the lower light receiving element 5, and the difference between the voltage of the free flow signal and the voltage of the dropped signal after the filtering process becomes a predetermined value or more It can be determined that free flow is occurring in the drip tube 101. Thereby, even if the brightness around the infusion tube 101 changes, it is possible to detect a free flow that occurs in the infusion tube 101.

また、上側第１受光素子３及び下側受光素子５を上下方向に離して配置し、上側第１受光素子３及び下側受光素子５から出力された信号を第２差動増幅器１２に入力するようにしたので、ノイズの影響を抑制して液滴を正確に検出することができる。 Further, the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5 are arranged apart from each other in the vertical direction, and signals output from the upper first light receiving element 3 and the lower light receiving element 5 are input to the second differential amplifier 12. Since it did in this way, the influence of noise can be suppressed and a droplet can be detected correctly.

尚、上記実施形態では、投光素子２が１つの場合について説明したが、これに限らず、投光素子２は複数設けてもよい。 In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the light projection element 2 was one, not only this but two or more light projection elements 2 may be provided.

また、上記第１フィルタ１３及び第２フィルタ１４は、ハードウェアで構成することもできるし、ソフトウェアで構成することもできる。 The first filter 13 and the second filter 14 can be configured by hardware or can be configured by software.

また、上側第１受光素子３、上側第２受光素子４及び下側受光素子５は、単数の受光素子で構成してもよいし、複数の受光素子で構成してもよい。 In addition, the upper first light receiving element 3, the upper second light receiving element 4, and the lower light receiving element 5 may be formed of a single light receiving element or a plurality of light receiving elements.

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

以上説明したように、本発明に係る液滴検出装置は、例えば、輸液治療を行う場合に使用することができる。 As described above, the droplet detection device according to the present invention can be used, for example, when performing infusion therapy.

１液滴検出装置
２投光素子
３上側第１受光素子
４上側第２受光素子
５下側受光素子
６制御装置
１０信号処理部
１１第１差動増幅器
１２第２差動増幅器
１３第１フィルタ
１４第２フィルタ
１５判定部
１０１点滴筒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet detection apparatus 2 Light projection element 3 Upper side 1st light receiving element 4 Upper side 2nd light receiving element 5 Lower side light receiving element 6 Control apparatus 10 Signal processing part 11 1st differential amplifier 12 2nd differential amplifier 13 1st filter 14 Second filter 15 determination unit 101 drip tube

Claims

In a droplet detection device that detects a droplet falling in a drip tube,
A light projecting element for irradiating the drip tube with light;
A first light receiving element, a second light receiving element and a third light receiving element that receive light emitted from the light projecting element;
A signal processing unit that processes signals output from the first light receiving element, the second light receiving element, and the third light receiving element;
The first light receiving element and the second light receiving element are arranged apart from each other in a vertical direction where there is a change in the intensity of light received from the light projecting element due to a drop of a droplet,
The third light receiving element is disposed in a place that is affected by external light in the same manner as the installation place of the first light receiving element, and in which the intensity of light received from the light projecting element does not change due to a drop of a droplet. And
The signal processing unit includes a first differential amplifier to which signals output from the first light receiving element and the third light receiving element are input, and a median value from signals in a specific period output from the first differential amplifier. Obtained by a first filter that performs a process for obtaining a median value from signals in a specific period output from the first light receiving element and the second light receiving element, and a process by the first filter. And a determination unit that determines that a free flow is occurring in the infusion tube when the difference between the calculated median value and the median value obtained by the processing by the second filter is equal to or greater than a predetermined value. A droplet detection apparatus characterized by the above.

The droplet detection device according to claim 1,
The signal processing unit includes a second differential amplifier to which signals output from the first light receiving element and the second light receiving element are input, and the second filter is output from the second differential amplifier. A droplet detection apparatus that performs a process for obtaining a median from a signal in a specific period.