智能輸液控制器的製作方法

2023-06-18 04:14:26

專利名稱：智能輸液控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能精確控制輸液滴速的裝置，屬於醫療器械技術領域。
背景技術：
目前，國內臨床輸液中，由於經費和條件的限制，很多醫院仍使用一次性輸液器上 的手動滾輪控制滴速。眾所周知，一次性輸液器上的手動滾輪很難精確地控制滴速，而輸 液泵，注射泵等控制輸液流量的儀器由於價格昂貴，體積大，操作複雜等原因未能在我國普 及應用。現有的輸液控制儀器由於其機械控制結構和電路設計上的局限性，無法對控制的 輸液管閉合狀態進行智能識別，結果在控制滴速時進入工作調節狀態慢，誤差率大，特別是 臨床上對於要求控制較慢滴速在「1 8滴/分鐘」範圍時，現有的輸液控制儀器誤差率更 大，需要工作調節的時間更長或者無法控制。另外目前的輸液控制儀器一般都固定在輸液 架上，使用不方便，有的雖也採用了繩子吊掛，但其抗移動幹擾能力差，機器移動或受外力 幹擾時，就會出現搖擺晃動現象，這樣影響到機器上光電傳感器對滴液信號的正常接收，從 而使機器無法正常控制速度，出現滴速過快或過慢不準現象。
發明內容為克服現有的輸液控制儀器在控制滴速時進入調節狀態慢，誤差率大，使用不方 便等不足，本實用新型採用了由掛環、塑料掛件組成的懸掛裝置和機體上的鎖鉤相配合的 方式，將機器方便、牢靠地懸掛住，移動時能保證機器不左右搖擺；在電子電路和機械控制 結構設計上，科學合理，它們相互配合，智能地檢測輸液管的閉合狀態，準確地判斷控制閥 門的位置，從而在控制輸液管的滴速時能精確快速地控制輸液速度。本實用新型提供了一 種設計科學合理，控制精度極高的智能輸液控制器。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是本實用新型由機體(5)、懸掛 裝置00)、電路系統和機械控制部分(6)組成，機體( 正面有信號燈(1)、顯示器(2)和 按鍵(3)，機體(5) —側有U形狀的墨菲氏管固定室(10)，墨菲氏管固定室(1 0)內有「凹」 槽狀光電傳感器，墨菲氏管固定室(10)正下方是「斧狀」控制閥門(7)；機體背後設有鎖鉤 (19)，與懸掛裝置00)配合，通過掛環將機體懸掛在輸液架上；機體內有電路系統和 機械控制部分，其特徵是紅外發光管(1 和紅外接收管(11)分別裝在「凹」槽狀光電傳 感器的兩側；機械控制包括電機(16)、減速器(15)、矩形滑道(14)、控制閥門(13)，其中減 速器上的長軸為一螺杆(18)，與螺杆配合轉動的螺帽(17)嵌在塑料件控制閥門(1 內， 控制閥門前端為「斧狀」(7)，矩形滑道固定在減速器(1 的鐵板上，控制閥門在減速器軸 的轉動下在矩形滑道內來回平穩移動；控制閥門前面為輸液管(9)，輸液管前相對應位置 處有一壓力傳感器(8)，控制閥門後端有一位置傳感器G)，紅外發光管(12)、紅外接收管 (11)、電機(16)、壓力傳感器⑶和位置傳感器⑷均與電路板相連接。本實用新型主要由滴液信號輸入部分，電路控制部分和機械控制部分組成，其中 滴液信號輸入部分包括接收滴液信號的光電傳感器和信號濾波放大整形電路；電路控制部分包括限位自檢電路、液晶顯示電路、電源電路、按鍵輸入電路、聲光報警電路、電機驅動電 路和單片微處理器電路；機械控制部分包括電機以及機械控制結構。機體背後設有鎖鉤，與 懸掛裝置配合，通過掛環將機體懸掛在輸液架上。紅外發光管和紅外接收管分別裝在「凹」 槽狀光電傳感的兩側。機械控制部分減速器上的長軸螺杆與嵌在控制閥門內的螺帽配合， 在電機轉動時由於減速器上的螺杆螺帽工作帶動控制閥門在矩形滑道內平穩移動。控制閥 門前端形狀為「斧狀」，它的前面放置輸液管，輸液管前端有一壓力傳感器，控制閥門後端有 一位置傳感器。本實用新型的有益效果是由於本實用新型採用了懸掛裝置和機體上的鎖鉤相配 合的方式，將機器靈活、牢靠地懸掛在輸液架和天軌掛鈎上，可以隨意移動，臨床上給醫護 人員和患者帶來極大的方便；電路和機械控制結構的設計科學，在輸液管的前端相對應位 置處設有一壓力傳感器，控制閥門後端設有一位置傳感器，它們智能地檢測輸液管的閉合 狀態，準確地判斷控制閥門的位置，從而在控制輸液管的滴速時能精確快速地控制輸液速 度。本實用新型設計科學合理，控制輸液速度精度極高。

圖1、本實用新型的工作原理方框圖圖2、本實用新型的正面結構示意圖圖3、本實用新型的機械控制裝置結構圖圖4、本實用新型機體和懸掛裝置配合使用圖圖5、本實用新型的電路圖
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型的工作過程作進一步描述工作原理方框圖說明如下控制器主要由滴液信號檢測輸入部分，電路控制部分 和機械控制三部分組成。其中滴液信號檢測輸入部分工作原理介紹如下滴液信號檢測輸 入部分主要包括光電傳感器、濾波、整形、放大電路和信號指示電路，光電傳感器由一對紅 外發光管和一對紅外接收管組成，由於紅外接收管的光電特徵，它的電阻阻值隨著接收光 的強弱變化而變化，因此與它組成的偏值電路u處的電壓值也受到接收光強弱的影響。輸 液時，輸液器的墨菲氏管安裝在光電傳感器上，當有一滴液體經過發光管和接收管之間，接 收管受到滴液的遮擋，接收的光強度發生改變，其阻值也發生改變，在偏值電路u處的電壓 值也發生改變，從而形成了一個脈衝波形，若有連續幾滴液體滴下，在U處也就形成了幾個 脈衝波形。該處形成的脈衝進入集成塊IC555第②腳，經過濾波，整形後從第③腳輸出，形 成一個矩形方波，再輸入反相器IC2003，經反相放大後，獲得了一個抗幹擾的完整的計數脈 衝信號。這時將該信號直接輸入單片機的外部計數脈衝輸入端P3. 3腳。同時經反相放大 後的脈衝為低電平，送往信號指示電路中的發光二極體一腳，使其發光。這樣墨菲氏管內在 光電傳感器處每一滴液體滴下時，單片機CPU獲得一個計數脈衝，信號指示電路中的發光 二極體都應閃亮一次，表示滴液信號正常接收。電路控制部分介紹如下電路控制部分包括電源電路、自檢電路、按鍵輸入電路、 顯示電路、報警電路、電機驅動電路和單片微處理機電路。[0015]電源電路控制器採用220V50HZ交流電源供電，其機內配置一充電電池組 (4. 8V/800Ah)，充電時接上電源並開機，這時交流電源一邊給主機供電，同時也給電池充 電，當停電時，機內電池自動工作給控制器供電，當內置電池將耗盡時，電壓在4. 3V以下， 電池欠壓指示」出現閃爍，同時報警，機器內部電路電壓在+5V左右。自檢電路輸液時通過壓力傳感器和位置傳感器來對輸液管的閉合狀態進行檢測 和對控制閥門的位置進行確定，壓力傳感器在輸液管前端，工作時，控制閥門向前擠壓輸液 管，輸液管受到「斧狀」閥門外力擠壓處於閉合狀態後，再繼續擠壓壓力傳感器，當擠壓力增 大一定時，壓力傳感器發出電頻信號傳遞給單片機CPU，單片機發出指令，電機停止工作，控 制閥門也停止擠壓；位置傳感器設在控制閥門的後端，開機時，系統進行自檢，電機反轉，控 制閥門向後移動回到原始位置，並觸發位置傳感器後，單片機發出指令，電機停止工作。按鍵輸入電路主要是設置各項輸液參數，實現人機對話功能，由按鍵鍵盤及外圍 電路組成，與單片機相連接，可以設定輸液滴速、總量、時間、管型數值大小。顯示電路由顯示器，背光源及驅動模塊組成，顯示的內容為各項輸液參數，包括 輸液滴速、總量、時間、輸液管型、電源符號、電池符號、工作狀態、輸液完成提示及各種輸液 故障代碼等，與單片機相連接完成上述功能。報警電路採用聲光同時報警，當系統自檢、輸液中出現阻塞、輸液完成、電池欠壓 及輸液中有異常狀況發生、指示燈發出紅光、喇叭發出報警聲音。電機驅動電路主要由放大器及驅動晶片及外圍電路組成，工作時，CPU發出電平 脈衝經反相放大後驅動IC3晶片，IC3驅動晶片輸出兩組電流來控制步進電機的轉動。單片微處理機電路是控制器的大腦，程序控制的核心部分，所有的數據在這裡收 集比較處理後，然後再發出指令控制相關程序。它主要由40腳的89C52系列及外圍電路組 成。機械控制部分介紹如下機械控制部分包括電機及機械控制結構。電機為步進電 機，機械控制結構由減速器、矩形滑道、控制閥門組成。其中減速器上的長軸為一螺杆，與螺 杆配合轉動的螺帽嵌在塑料件控制閥門內，控制閥門前端為「斧狀」，矩形滑道固定在減速 器鐵板上，控制輸液速度時，電機正反轉動帶動減速器上的齒輪組工作轉動，通過螺杆與螺 帽工作，帶動控制閥門在矩形滑道內來回平穩移動。智能輸液控制器控制輸液速度的過程如下首先將控制器主機與懸掛裝置配合懸掛在輸液架上，再接上電源，打開電源開關， CPU及相關電路工作，顯示屏出現顯示後，系統進行自檢，機器進入設定狀態，當按要求設定 好輸液滴速後，再安裝輸液器，安裝時，要求墨菲氏管滴液能被光電傳感器正常接收到。按 「復位」鍵後，控制閥門自動向前檢測輸液管並關閉後停止，這時再放開輸液器上的手動滾 輪，按「運行」鍵後，機器開始自動控制輸液速度。這時，電機開始反轉，帶動控制閥門慢慢向 後移動，緊開輸液管，讓其正常滴下液體，根據光電傳感器檢測到的滴液信號，單片機計算 出每分鐘滴速數值後與存儲器的設定值進行比較，比較後，根據正負誤差，由單片機發出脈 衝信號使步進電機正反轉，帶動控制閥門前進或後退，其前端的輸液皮管受到壓緊或放鬆， 使其精確地按照設定的參數進行輸液。若輸液速度在「1 8滴/分鐘」時，採用了另外種 控制方式，平時控制閥門一直關閉輸液管，當達到一定時間時，才打開一次輸液管，讓其滴 下一滴液體後，馬上關閉，直到等下一滴時間時再打開一次輸液管，如此就能精確快速地控
5制住輸液速度。輸液過程中，當出現阻塞、排空、輸液完成時，控制器出現聲光報警，並停止 輸液。
權利要求1.一種智能輸液控制器，它由機體(5)、懸掛裝置(20)、電路系統和機械控制部分(6) 組成，機體(5)正面有信號燈(1)、顯示器(2)和按鍵(3)，機體(5) —側有U形狀的墨菲 氏管固定室(10)，墨菲氏管固定室(10)內有「凹」槽狀光電傳感器，墨菲氏管固定室(10) 正下方是「斧狀」控制閥門(7)；機體背後設有鎖鉤(19)，與懸掛裝置(20)配合，通過掛環 (21)將機體懸掛在輸液架上；機體內有電路系統和機械控制部分，其特徵是紅外發光管 (12)和紅外接收管(11)分別裝在「凹」槽狀光電傳感器的兩側；機械控制包括電機(16)、 減速器(15)、矩形滑道(14)、控制閥門(13)，其中減速器上的長軸為一螺杆(18)，與螺杆配 合轉動的螺帽(17)嵌在塑料件控制閥門(13)內，控制閥門前端為「斧狀」(7)，矩形滑道固 定在減速器(15)的鐵板上，控制閥門在減速器軸的轉動下在矩形滑道內來回平穩移動；控 制閥門前面為輸液管(9)，輸液管前相對應位置處有一壓力傳感器(8)，控制閥門後端有一 位置傳感器(4)，紅外發光管(12)、紅外接收管(11)、電機(16)、壓力傳感器(8)和位置傳 感器(4)均與電路板相連接。
2.根據權利要求1所述的智能輸液控制器，其特徵是智能輸液控制器主要由滴液信 號輸入部分，電路控制部分和機械控制部分組成，其中滴液信號輸入部分包括接收滴液信 號的光電傳感器和信號濾波放大整形電路；電路控制部分包括自檢電路、液晶顯示電路、電 源電路、按鍵輸入電路、聲光報警電路、電機驅動電路和單片微處理器電路；機械控制部分 包括電機以及機械控制結構。
3.根據權利要求1所述的智能輸液控制器，其特徵是機體背後設有鎖鉤，與懸掛裝置 配合，通過掛環將機體懸掛在輸液架上。
4.根據權利要求1所述的智能輸液控制器，其特徵是紅外發光管和紅外接收管分別 裝在「凹，，槽狀光電傳感器的兩側。
5.根據權利要求1所述的智能輸液控制器，其特徵是機械控制部分減速器上的長軸 螺杆與嵌在控制閥門內的螺帽配合，在電機轉動時由於減速器上的螺杆螺帽工作帶動控制 閥門在矩形滑道內平穩移動。
6.根據權利要求1所述的智能輸液控制器，其特徵是控制閥門前端形狀為「斧狀」，它 的前面放置輸液管，輸液管前端有一壓力傳感器，控制閥門後端有一位置傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種智能輸液控制器。屬於醫療器械領域，它包括機體、懸掛裝置，機體背後設有鎖鉤，與懸掛裝置上的掛鈎相配合，將機體方便牢靠地懸掛住，機體內有光電傳感器、顯示器、電路板、電機、機械傳動裝置及控制閥門，控制閥門前端相對位置處設一個壓力傳感器，後端設一個位置傳感器，用於檢測輸液管閉合狀態及閥門的位置。本實用新型設計科學，使用方便靈活，是一種能精確快速地控制輸液速度，準確地完成所設定的各種輸液要求的智能輸液控制器。
文檔編號A61M5/175GK201862070SQ20102062630
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月17日 優先權日2010年11月17日
發明者賈微微 申請人:賈微微