JPH06307343A - 輸液ポンプ装置 - Google Patents

輸液ポンプ装置

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JPH06307343A
JPH06307343A JP5099556A JP9955693A JPH06307343A JP H06307343 A JPH06307343 A JP H06307343A JP 5099556 A JP5099556 A JP 5099556A JP 9955693 A JP9955693 A JP 9955693A JP H06307343 A JPH06307343 A JP H06307343A
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JP
Japan
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liquid
tube
liquid feeding
finger
ultrasonic transducer
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JP5099556A
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Inventor
Toshio Furukawa
登志夫 古川
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Original Assignee
Sharp Corp
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  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 輸液ポンプにおいて、送液チューブ31を介
在して送液部フィンガー25の先端部と圧力プレート2
9間に発信側若しくは受信側超音波振動子センサー1
5,16を設置し、送液部のスリットセンサーのスリッ
ト数またはモータに印加したパルス数を計数することに
より、受信側超音波センサーのレベルが変化し、送液チ
ューブ31と超音波振動子15,16との密着度が変化
した時点のフィンガーの位置を検出し、この位置により
送液速度を補正することを特徴とするものである。 【効果】 装置の形状をほとんど変えることなく、流量
精度の向上をはかることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、送液チューブを押え、
液体を送り出す輸液ポンプ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】輸液ポンプにおいて、送液チューブを替
えずに長時間使用した場合、送液チューブの経時変化等
で送液チューブの弾性力が減少し、送液部(リニアペリ
スティック方式ではフィンガー)において送液チューブ
を最大限まで解放した時に、送液チューブが完全に戻ら
ず解放途中で外径が変化して復帰しなくなる。これによ
って、送液チューブ内の容積が変化し、液が100%送
られなくなり、輸液容量に誤差が発生する。
【0003】そこで、従来、輸液ポンプの送液部に温度
センサーを設置し、温度と輸液時間の関係から、予め補
正量を設定しておき流量精度を向上させていた。また、
輸液バッグの重量を測定し、設定流量で計算された輸液
バッグの計算量と、実際に測定された重量の誤差をなく
すように、送液速度を補正して流量精度を保っていた
(参照:実開平1−124086号公報,特開昭64−
37961号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記輸液ポンプの送液
部に温度センサーを設置した場合は、輸液される液体の
温度、送液速度等により、送液チューブの温度が変化
し、送液チューブの外側で温度測定しても温度が平衡に
達するまでに時間がかかり、予め設定された補正量では
流量に誤差が生じた。また、輸液バッグの重量を測定す
る場合は、装置が大型化し重量測定部分が増えて装置が
高価になり、この装置を移動させるときには重量を測定
する秤にノイズが入り、流量誤差が生じる等の問題があ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の輸液ポンプ装置
は、上記のような課題を解決するため、輸液ポンプにお
いて、送液チューブをモータに連動した複数のフィンガ
ーで押え送液する送液部と、該送液チューブを介在して
該フィンガーの先端部と圧力プレートに設けた発信側若
しくは受信側超音波振動子センサーと、上記モータに印
加したパルス数を計数する手段と、送信時に発信側超音
波振動子から超音波を発生させ送液チューブ通過後の超
音波を受信側超音波振動子で受信する手段と、該受信側
超音波振動子で受信した信号から送液チューブ通過時の
超音波の減衰レベルを算出する手段と、上記モータに印
加したパルス数を計数することにより、受信側超音波振
動子の受信レベルが変化した時点のフィンガーの位置を
検出する手段と、を有し、該フィンガーの位置により送
液速度を補正することを特徴とするものである。
【0006】また、上記モータに印加したパルス数を計
数する手段に替えて、送液部に連動したスリットセンサ
ーのスリット数を計数する手段を有し、フィンガーの位
置により送液速度を補正することを特徴とするものであ
る。
【0007】
【作用】本装置は、送液チューブを通過する超音波信号
のレベルを検出し、信号レベルの変化した時点の送液チ
ューブを押圧する、超音波振動子を有するフィンガーの
位置を検出して送液速度を補正し流量精度を上げ得るも
のである。
【0008】
【実施例】本発明の輸液ポンプ装置の実施例は、リニア
ペリスタルティック方式の輸液ポンプで、フィンガー
と、このフィンガーの一部の反対側に超音波振動子を設
置し、送液チューブの解放途中における受信部超音波セ
ンサーのレベル変化を検出することによって、送液チュ
ーブの復帰位置(チューブ外径)により送液速度を補正
するものである。
【0009】以下図面と共に本発明を説明すると、図1
は本装置のブロック回路図であり、符号1は輸液制御,
送液速度補正等の処理を行うマイクロコンピュータ(L
SI)であり、2は液晶を駆動させる液晶ドライバー、
3は輸液流量等を表示する液晶表示板であり、4は上記
マイクロコンピュータ1の周辺回路用I/Dドライバー
である。5はエアー検出などの輸液ポンプに備わってい
るセンサーであり、6は輸液開始,停止,流量設定等を
行うためのキー及びスイッチである。7はアラーム発生
時等に鳴らすブザーであり、8はエンコーダーのスリッ
トを検出するためのスリットセンサー(フォトセンサ
ー)である。9はモータドライバーであり、10は送液
部を駆動するためのステッピングモータである。11は
モータ駆動用パルスの出力時間等に使用するタイマーで
ある。
【0010】また、12はプログラムの入っているRO
Mであり、13は圧力データ等を記憶するRAMであ
る。14は超音波振動子15に超音波信号を発生させる
ための発信回路であり、17は超音波振動子16で受信
した信号波形を上記マイクロコンピュータ1で読み込め
るように波形成形する、A/D変換回路を含む受信回路
である。
【0011】図2は本装置の送液部の概略図であり、モ
ータ10は400パルスで1回転し、歯付きベルト18
によって、この回転が5分の1に分周されて送液部19
に伝わる。この送液部19に連接されたスリットセンサ
ー8のスリット板20は円周を100等分して孔が穿設
されており、一個所だけ隣り合うスリットがつながり、
そのスリットの3倍の長さになっている。上記スリット
板20を両面から対峙するように設けられたフォトセン
サー21の出力は、スリット部分でLOWになり、スリ
ットのない部分でHIGHになるよう設定されている。
従って、モータ10にモータドライー9から2000発
のパルスが加わると送液部19のスリット板20が一回
転し、例えばモータ11に10発のパルスが加わるとフ
ォトセンサー21を通常スリット部分が通過し、その1
0発のパルスでスリットのない部分が通過する。また、
スリット板20のスリット中で一個所だけスリット幅が
大きい部分は、モータ10に30発のパルスが加わると
通過するようになっている。
【0012】図3及び図4は、リニアペリスタメテイッ
ク方式の送液部の平面図及び側面断面図でその動作所望
について説明する。
【0013】先ず、上記送液部19においては、相互に
平行な内壁22a,23aを有する案内部22,23は
基準面24を基に対峙する如く並設され、この案内部2
2,23間に例えば10個のフィンガー25a,25
b,…,25jが並列に嵌挿され長手方向に摺動される
ようになっている。この個々のフィンガー25a,25
b,…,25jの形状は同一形状であり、例えば扁平な
日字状枠部から構成され、この枠部で形成された矩形状
孔26にフィンガーシャフト27が貫挿され、このフィ
ンガーシャフト27に対しカム28a,28b,…,2
8jを例えば2mm偏心させ、且つ中心軸に36°
(度)ずつずらせて固定される。また、上記案内部2
2,23の基準面24の部分に案内部22,23を誇い
で圧力プレート29がスプリング30で押圧されて装着
され、この圧力プレート29の中央部に、受信回路17
に接続された超音波振動子16が埋設され、この超音波
振動子16に対向したフィンガー28eの先端部に、発
信回路14に接続された超音波振動子15が埋設され
る。また、超音波振動子15,16に対向し、且つ圧力
プレート29と各フィンガー25a,25b,…,25
jに亙って送液チューブ31が配設される。
【0014】上記送液部19は上記のような構成である
から、フィンガーシャフト27に対し2mm偏心させた
カム28a,28b,…,28jが回転することによ
り、各フィンガー25a,25b,…,25jは4mm
の間隔で往復運動される。
【0015】カム28はフィンガーシャフト27の回転
により上死点に達する時、図4においては、チューブ3
1はフィンガー25a,25b,…,25jによって閉
塞される。図3においては実線で示す状態である。
【0016】次に、カム28はフィンガーシャフト27
の回転が進み、下死点に達する時、図4においては、送
液チューブ31はフィンガー25eが最大長退くことに
よって閉塞状態から最大限に解放される。図3において
は破線で示す状態である。
【0017】上記のように作動するカム28a,28
b,…,28jがフィンガーシャフト27に36°ずつ
ずらせて固定され、そのカム28a,28b,…,28
jにそれぞれ#1〜#10のフィンガー25a,25
b,…,25jを対応させると、各フィンガー25a,
25b,…,25jで順次送液チューブ31が閉塞さ
れ、この送液チューブ31内の薬液が矢印方向に吐出さ
れポンプ動作が行われる。
【0018】以上のようにして送液チューブ31内の薬
液を送り出すことができ、#5のフィンガー25eの動
作時に、送液チューブ31とフィンガー25eの密着度
を超音波振動子15,16で検出される。また、上記ス
リット板20のスリットの中で一箇所だけ幅の大きい部
分(マーカ部分)は、#5のフィンガー25eが送液チ
ューブ31が解放状態から最大限に閉塞した時(カム2
8eが下死点に達した時)、フォトセンサ21の位置に
来るようになされている。本実施例では、送液チューブ
31を介在して1個のフィンガー25eに超音波振動子
15を設置したが、他に複数のフィンガーとその反対側
に受信側の超音波振動子を設置するか、若しくは送信側
の超音波振動子の超音波が送液チューブ31を介して受
信側の超音波振動子に伝わるため、送信側と受信側の超
音波振動子の数が違っていてもよく、また、送信側と受
信側の超音波振動子の位置をずらして設置する等の手段
もある。
【0019】本実施例の動作を図5のフローチャートと
共に説明する。
【0020】先ず、ポンプを動作させるかどうかをチェ
ックする(ステップ1,ステップを以下「S」と略
す)。ポンプ動作開始時は流量を補正せずにあらかじめ
設定された流量に従ったモータ駆動パルスの出力時間が
記憶されているROM上のテーブルデータをRAM(C
TM)にセットする(S2)。次に、スリット板のスリ
ット幅を測定するための、出力したモータパルス数をカ
ウントするRAM(CT)と、超音波レベルの最大値を
記憶するRAM(MS)をクリアーする(S3)。次
に、モータ駆動パルスの出力時間を測定するためのタイ
マーをリセットし(S4)、タイマーの値をRAM(T
M)に読み込み(S5)、タイマーの値(TM)が流量
に従ったモータ駆動パルスの出力時間(CTM)をオー
バーしたか否かをチェックし(S6)、オーバーしてい
れば、モータパルスを出力し、パルスを計数するカウン
ターCTを1アップさせ、フォトセンサーからの入力を
RAM(PH)に保存する(S7)。フォトセンサーの
状態が変化したか否かをチェックするため、PHが0か
ら1に変化したか否かをチェックする(S7)。状態が
変化していれば、フィンガーシャフトの位置を検出する
ために、スリット幅のおおきいマーカー部分がフォトセ
ンサーを通過したか否かをチェックする。CTが10以
下であればフォトセンサーは通常スリットを検出したこ
とにより、CTが11〜30であればマーカー部分を検
出したことになる。これをCTが15以上か否かでチェ
ックする(S9)。CTが14以下のときはCTをクリ
アーして(S10)、再度S4から動作させる。CTが
15以上の時はマーカー部分を検出したことになり、超
音波レベル変化ポイントを検出するモードへ移行する。
【0021】超音波レベル変化点(送液チューブとフィ
ンガーの密着度が低下する点)まで出力したモータパル
ス数をカウントするためのRAM(MT)をクリアーす
る(S11)。次に、上記S4,S5,S6のタイマー
リセット,タイマー読み込み、出力時間オーバーチェッ
クの処理を行って、モータパルス出力時間がオーバーし
たか否かをチェックし(S12)、オーバーしていれ
ば、モーターパルスを出力し、MTを1アップし、送液
チューブとフィンガーの密着度を測定するための超音波
レベルをサンプルし、RAM(US)に記憶する(S1
3)。次にフィンガーが1回転したか否かをMTが20
00以上か否かでチェックし(S14)、以上であれ
ば、送液チューブの弾性力が経時変化しておらず、MT
=2000のテーブルデータで送液速度を補正し(S1
8)、以下であれば、1回転中の超音波レベルの最大値
をサンプルし、最大値をMSに記憶する(S15,S1
6)。次に、超音波レベルが最大値の2分の1以下にな
ったか否かで送液チューブとフィンガーとの密着度が低
下したか否かをチェックする(S17)。2分の1以下
になっていれば密着度が低下した(フィンガーが送液チ
ューブの外径まで移動した)と判断し、まず、流量に従
った補正されていないモータ駆動パルスの出力時間が記
憶されているROM以上のテーブルデータをRAM(C
TP)にセットし、パルス出力時間の補正比のデータが
入っているROMのテーブル部分からMTの値により、
データを読み出し、RAM(MTA)に保存する。MT
には超音波レベル変化点(送液チューブ外径)までステ
ッピングモータを駆動させたパルス数が入っている。M
Tが指し示す値と、フィンガー位置とは相関があり、R
OMテーブルには、MTが指し示す位置に従ったパルス
出力時間(モータ駆動スピード)の補正比の値が入って
いる。流量に従ったモータ駆動パルスの出力時間(CT
P)と、MTが指し示す位置に従ったパルス出力時間の
補正比(MTA)を乗算することで補正されたモータ駆
動パルスの出力時間(CTM)を算出できる。従って、
送液速度を補正でき(S18)、以後はポンプ停止の指
示があるまでS3以降の処理を行い、補正されたパルス
出力時間(CTM)でモータを駆動することにより、補
正された送液速度で輸液ポンプを駆動することができる
(S19)。これにより、送液チューブとフィンガー間
の密着度の変化(送液チューブ外径)で送液速度が補正
され、流量精度の経時変化をなくすことができる。 前
例はモータ駆動パルス数によって超音波レベル変化点の
位置検出を行ったが、モータパルス数の代わりに、フォ
トセンサー入力をチェックし、スリットの数を測定し、
スリットの数で超音波レベル変化点の位置検出をするこ
ともでき、次にその例の動作を図6のフローチャートと
共に説明する。
【0022】先ず、ポンプを動作させるかどうかをチェ
ックする(S21)。ポンプ動作開始時は流量補正せず
にあらかじめ設定された流量に従ったモータ駆動パルス
の出力時間が記憶されているROM上のテーブルデータ
をRAM(CTM)にセットする(S22)。次に、ス
リット板のスリット幅を測定するための、出力したモー
タパルス数をカウントするRAM(CT)と、超音波レ
ベルの最大値を記憶するRAM(MS)をクリアーする
(S23)。次に、モータ駆動パルスの出力時間を測定
するためのタイマーをリセットし(S24)、タイマー
の値をRAM(TM)に読み込み(S25)、タイマー
値(TM)が流量に従ったモータ駆動パルスの出力時間
(CTM)をオーバーしたか否かをチェックし(S2
6)、オーバーしていれば、モータパルスを出力し、パ
ルスを計数するカウンターCTを1アップさせ、フォト
センサーからの入力をRAM(PH)に保存する(S2
7)。
【0023】フォトセンサーの状態が変化したか否かを
チェックするため、PHが0から1に変化したか否かを
チェックする(S28)。フォトセンサーの状態が変化
していれば、フィンガーシャフトの位置を検出するため
に、スリット幅の大きいマーカー部分がフォトセンサー
を通過したか否かをチェックする。CTが10以下であ
ればフォトセンサーは通常スリットを検出したことによ
り、CTが11〜30であればマーカー部分を検出した
ことになる。これをCTが15以上か否かでチェックす
る(S29)。CTが14以下のときはCTをクリアー
して(S30)、再度S24から動作させる。CTが1
5以上のときはマーカー部分を検出したことになり、超
音波レベル変化ポイントを検出するモードへ移行する。
【0024】通過スリット数をカウントするためのRA
M(MT)をクリアーし、前回のフォトセンサーの値を
RAM(PM)に保存する(S31)。次に、上記S2
4,S25,S26のタイマーリセット、タイマー読み
込み、出力時間オーバーチェックの処理を行って、モー
タパルス出力時間がオーバーしたか否かをチェックし
(S32)、オーバーしていれば、モータパルスを出力
し、パルスを計数するカウターCTを1アップさせ、フ
ォトセンサーからの入力をRAM(PH)に保存する
(S33)。次に、スリットの状態が変化したか否かを
チェックするため、今回サンプルしたフォトセンサー入
力が前回と同じか否かをチェックする(S34)。同じ
であれば、スリットの状態が変化していないため、再度
(S32)からの処理を行い、同じでなければ、スリッ
トの状態が変わったものとして、スリットの通過回数M
Tを1アップし、PMにフォトセンサーの状態を保存
し、送液チューブとフィンガーの密着度を測定するため
の超音波レベルをサンプルし、RAM(US)に記憶
し、USの内容をRAM(US)アドレスMTに記憶す
る(S35)。次にフィンガーが1往復したか否かをC
Tが15以上か否か(マーカー部分がフォトセンサーを
通過したか否か)でチェックする(S36)。CTが1
4以下のときは1往復する間の超音波レベルの最大値を
サンプルし、最大値をMSに記憶する(S37,S3
8)。
【0025】以上であれば、1往復したものと判断し、
送液チューブとフィンガーの密着度を上昇した位置を求
めるために、まず、MTをクリアーした後(S40)、
MTを1アップし(S41)、次に、超音波レベルが最
大値の2分の1以上になったか否かで密着度が上昇した
か否かをチェックする(S42)。2分の1以上になっ
ていれば密着度が上昇した(フィンガーが送液チューブ
の外径まで移動した)と判断し、まず、流量に従った補
正されていないモータ駆動パルスの出力時間が記憶され
ているROM上のテーブルデータをRAM(CTP)に
セットし、パルス出力時間の補正比のデータが入ってい
るROMのテーブル部分から、MTの値により、データ
を読み出し、RAM(MTA)に保存する。MTには超
音波レベル変化点(送液チューブ外径)まで通過したス
リット数が入っており、MTが指し示す値と、フィンガ
ー位置とは相関があり、ROMテーブルには、送液速度
を補正するための、MTが指し示す位置に従ったパルス
出力時間(モータ駆動スピード)の補正比の値が入って
いる。流量に従ったモータ駆動パルスの出力時間(CT
P)と、MTが指し示す位置に従ったパルス出力時間の
補正比(MTA)を乗算することで補正されたモータ駆
動パルスの出力時間(CTM)を算出できる。従って、
送液速度を補正でき(S43)、以後はポンプ停止の指
示があるまで(S23)以降の処理を行い、補正された
パルス出力時間(CTM)でモータ駆動することによ
り、補正された送液速度で輸液ポンプを駆動することが
できる(S44)。
【0026】これにより、送液チューブとフィンガー間
の密着度の変化(チューブ外径)で送液速度が補正さ
れ、流量精度の経時変化をなくすことができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、輸液ポンプ装置での送
液時に、送液部分、送液部分の近傍若しくは反対側で超
音波振動子を使用し、送液チューブとフィンガーとの密
着度を検出するものであるから、チューブの密着時は超
音波の減衰量が少なく、チューブの密着度が低下する時
はチューブと送液部のフィンガーとの間に空気が入り込
み超音波の減衰量が増加する。これにより、チューブの
密着度低下時に受信部センサーのレベル変化が現れるこ
とから、この現象を利用してチューブと送液部の密着度
が低下した時点(送液部のフィンガーがチューブの外径
まで移動した時点)を超音波振動子で検出し、チューブ
の密着度低下時点までのスリット数若しくはモータに印
加したフィンガー位置を検出する。
【0028】チューブの密着度低下時点がチューブ復帰
位置になるため、送液部が最大限にチューブを解放した
時点における、チューブの復帰位置(チューブの弾性力
の経時変化による復帰位置)が検出でき、チューブの復
帰位置によって送液速度を補正し、チューブの弾性力の
経時変化(チューブ外径の変化)による流量誤差をなく
すことができる。
【0029】従って、装置を大型化させることなく、流
量精度におけるチューブの弾性力の経時変化による誤差
要因を取り除き流量精度の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の輸液ポンプ装置のブロック回路図であ
る。
【図2】本発明の輸液ポンプ装置における送液部の構成
概略図である。
【図3】本発明の輸液ポンプ装置における送液部の要部
平面断面図である。
【図4】本発明の輸液ポンプ装置における送液部の要部
側面断面図である。
【図5】本装置の動作フローチャートである。
【図6】本装置の他の動作フローチャートである。
【符号の説明】
8 スリットセンサー 10 ステッピングモータ 15,16 超音波振動子 19 送液部 20 スリット板 21 フォトセンサー 25 フィンガー 27 フィンガーシャフト 28 カム 29 圧力プレート 31 送液チューブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 輸液ポンプにおいて、送液チューブをモ
    ータに連動した複数のフィンガーで押え送液する送液部
    と、該送液チューブを介在して該フィンガーの先端部と
    圧力プレートに設けた発信側若しくは受信側超音波振動
    子センサーと、上記モータに印加したパルス数を計数す
    る手段と、送液時に発信側超音波振動子から超音波を発
    生させ送液チューブ通過後の超音波を受信側超音波振動
    子で受信する手段と、該受信側超音波振動子で受信した
    信号から送液チューブ通過時の超音波の減衰レベルを算
    出する手段と、上記モータに印加したパルス数を計数す
    ることにより、受信側超音波振動子の受信レベルが変化
    した時点のフィンガーの位置を検出する手段とを有し、
    該フィンガーの位置により送液速度を補正することを特
    徴とする輸送ポンプ装置。
  2. 【請求項2】 輸送ポンプにおいて、送液チューブをモ
    ータに連動した複数のフィンガーで押え送液する送液部
    と、該送液チューブを介在して該フィンガーの先端部と
    圧力プレートに設けた発信側若しくは受信側超音波振動
    子センサーと、上記送液部に連動したスリットセンサー
    のスリット数を計数する手段と、送液時に発信側超音波
    振動子から超音波を発生させ送液チューブ通過後の超音
    波を受信側超音波振動子で受信する手段と、該受信側超
    音波振動子で受信した信号から送液チューブ通過時の超
    音波の減衰レベルを算出する手段と、上記スリットセン
    サーのスリット数を計数することにより、受信側超音波
    振動子の受信レベルが変化した時点のフィンガーの位置
    を検出する手段とを有し、該フィンガーの位置により送
    液速度を補正することを特徴とする輸液ポンプ装置。
JP5099556A 1993-04-26 1993-04-26 輸液ポンプ装置 Pending JPH06307343A (ja)

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JP (1) JPH06307343A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016503714A (ja) * 2013-01-21 2016-02-08 バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッドBaxter International Incorp0Rated 輸液ポンプ
JP2020060188A (ja) * 2014-07-25 2020-04-16 ケイピーアール ユーエス エルエルシー 流量制御システム、及び流量制御装置

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