专利名称：静脉输液滴速和药液温度自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及辅助医疗器具领域，具体涉及一种静脉输液滴速和药液温度自动控制装置。
背景技术：
静脉注射是临床治疗常用的给药方式，随着科学的发展，对药液滴速控制的要求也越来越高。医学中常用的输液管虽然也能进行滴速的控制，但调节不准确，不易控制，而且常因为疏忽大意发生血液回流现象，有时速度过快还会对病人造成不良反应。目前多数医院使用的静脉输液装置都是莫菲氏滴管输液法，病人输液时，输液器要悬挂在病人的头 顶上方。这对输液速度有严格要求的病人显然是不方便的，同时滴速的不准确也直接影响病人的生命安全。目前常用的输液泵是解决输液速度的一种有效方法，它的工作原理是动力挤压输液，在一定时间内输液量是一定的，但输液期间点滴数目并不均勻；而且输液泵的耗材成本很高，只适用于急救和重症情况，不适宜普及。为了满足医疗机构对输液速度和输液量准确度控制的越来越高的要求，提供一种既实用又廉价的输液检测装置势在必行。
实用新型内容为了解决现有技术存在的输液速度和输液量不能准确控制的问题，本实用新型提供一种静脉输液滴速和药液温度自动控制装置，其灵敏度高，输液可控，成本低。本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下静脉输液滴速和药液温度自动控制装置包括键盘单元、药液滴速检测单元、药液温度检测单元、单片机、药液滴速调节单元、药液温度调节单元和显示单元；所述键盘单元与单片机相连，其用于输入预置的药液滴速数值和药液温度，并将预置的滴速和温度数值传送给单片机；所述药液滴速检测单元与单片机相连，其用于检测输液管的药液滴速，并将检测到的药液滴速数值传送给单片机；所述药液温度检测单元与单片机相连，其用于检测输液管的药液温度，并将检测到的药液温度数值传送给单片机；所述单片机分别与药液滴速调节单元和温度调节单元相连，单片机用于将检测到的药液滴速数值与预置的药液滴速数值相比较，判断药液滴速是否合理，并将药液滴速调节指令传送给药液滴速调节单元；药液滴速调节单元用于调节输液管内的药液滴速；同时单片机也用于将检测到的药液温度数值与预置的药液温度数值相比较，判断药液温度是否合理，并将温度调节指令传送给药液温度调节单元；药液温度调节单元用于调节输液管内药液温度；所述显示单元与单片机相连，其用于显示由键盘单元输入的预置药液滴速数值和预置的药液温度数值，以及显示单片机接收到的药液滴速检测数值和药液温度检测数值。上述的单片机为STC89C52单片机；药液滴速检测单元为红外传感器。所述的药液滴速调节单元由步进电机和步进电机驱动的凸轮泵构成，步进电机由PID控制器控制其转速。所述的药液温度检测单元为DS18B20数字温度传感器，测温范围为-55°C +125°C;所述的药液温度调节单元是电阻丝。[0007]本实用新型的有益效果是I、实现了药液滴速的自动控制，不但能够实时地检测滴速，还可以根据患者体位变化，或者燥动病人的人为因素改变滴速的情况，也能实现由于液面下降改变滴速的情况，进行自动控制调节；采用PID闭环控制器，使响应速度加快，控制精度提高。2、实现了药液温度的控制，提高了病人输液过程中的舒适程度。3、该系统成本低，性价比高，便于普及。
图I是本实用新型静脉输液滴速和药液温度自动控制装置原理框图。图2是本实用新型中的红外传感器电路原理图。 图3是本实用新型中的药液温度控制电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。如图I所示，本实用新型静脉输液滴速和药液温度自动控制装置包括键盘单元、药液滴速检测单元、药液温度检测单元、单片机、药液滴速调节单元、药液温度调节单元和显示单元。药液滴速检测单元采用红外传感器实现，药液滴速调节单元采用步进电机和由步进电机驱动的凸轮泵实现，这部分电路是用于把点滴的滴速检测回来同原设定的滴速进行比较，然后单片机通过PID算法调整步进电机的转速，使输液装置能够保持设定的滴速，不发生变化。步进电机每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。用单片机控制步进电机，控制信号为数字信号，不再需要数/模转换，可快速实现启动或停止，且步距角降低小，延时短，定位准确，精度高，可操作性强。通过控制步进电机的转速进而控制凸轮泵的转速，凸轮泵的转速大小决定了药液滴速的快慢。根据红外传感器接收到的光强的强弱判断是否有液滴滴下。由于红外光波比可见光长，因此受可见光的影响较小。采用红外传感器的方案成本低，电路简单，且不受可见光的干扰，稳定性好。如图2所示的红外传感器电路原理图，当有药液滴下时，由于液滴会阻碍红外线的传播，红外线接收端不会收到红外信号，接收端的输出信号就会变成高电平，再经过施密特触发器的信号整形，可以输出标准的电平信号。在春、秋、冬季输液过程中，大量的药液从体外直接通过输液器进入病人血管，因药液温度偏低，常常导致病人出现四肢发冷、麻木、疼痛、寒颤等不适感，严重时会出现血管痉挛等症状。采用药液温度检测单元和药液温度调节单元的目的就是让药液有一个合适的温度，让病人输液过程更舒适，该部分的加热及保温温度为20 30°C。药液的温度控制电路如图3所示，对药液的加热属于低温加热，能让病人感觉舒适即可，所以选用简单的电阻丝加热，成本低，容易实现。用数字温度传感器DS18B20检测温度的变化，温度传感器测温范围为_55°C +125°C，精度为±0. 5°C，完全能够满足药液的保温及加热范围和精度，其供电电压为直流3 5. 5V，同单片机供电电压相同，可以共用同一个电源电路，电源设计简单。显示单元选用四个LED数码管来显示滴速的设定与滴速的实时显示，键盘单元采用四个按键来设定滴速值，成本低，且硬件电路简单。本实用新型静脉输液滴速和药液温度自动控制装置的工作原理是键盘单元输入预置的药液滴速数值和药液温度，并将预置的滴速和温度数值传送给单片机；药液滴速检测单元检测输液管的药液滴速，并将检测到的药液滴速数值传送给单片机；药液温度检测单元检测输液管的药液温度，并将检测到的药液温度数值传送给单片机；单片机将检测到的药液滴速数值与预置的药液滴速数值相比较，判断药液滴速是否合理，并将药液滴速调节指令传送给药液滴速调节单元，控制药液滴速调节单元调节输液管内的药液滴速；同时单片机也将检测到的药液温度数值与预置的药液温度数值相比较，判断药液温度是否合 理，并将温度调节指令传送给药液温度调节单元，控制药液温度调节单元调节输液管内药液温度；显示单元将由键盘单元输入的预置药液滴速数值和预置的药液温度数值，以及单片机接收到的药液滴速检测数值和药液温度检测数值进行显示。本实用新型的静脉输液滴速和药液温度自动控制装置能够代替人工监视进行输液，用单片机实现输液速度控制和实时显示，不仅保证了给药速度的自动控制，而且实现了远程护士站对重病患者给药的实时监控，在很大程度上减轻护士的工作强度，将会给病人和医生带来极大的方便，是一种性能价格比很高的医用设备。
权利要求1.静脉输液滴速和药液温度自动控制装置，其特征在于该装置包括键盘单元、药液滴速检测单元、药液温度检测单元、单片机、药液滴速调节单元、药液温度调节单元和显示单元； 所述键盘単元与单片机相连，其用于输入预置的药液滴速数值和药液温度，并将预置的滴速和温度数值传送给单片机； 所述药液滴速检测单元与单片机相连，其用于检测输液管的药液滴速，并将检测到的药液滴速数值传送给单片机； 所述药液温度检测单元与单片机相连，其用于检测输液管的药液温度，并将检测到的药液温度数值传送给单片机； 所述单片机分别与药液滴速调节单元和温度调节单元相连，单片机用于将检测到的 药液滴速数值与预置的药液滴速数值相比较，判断药液滴速是否合理，并将药液滴速调节指令传送给药液滴速调节单元；药液滴速调节单元用于调节输液管内的药液滴速；同时单片机也用于将检测到的药液温度数值与预置的药液温度数值相比较，判断药液温度是否合理，并将温度调节指令传送给药液温度调节单元；药液温度调节单元用于调节输液管内药液温度； 所述显示単元与单片机相连，其用于显示由键盘单元输入的预置药液滴速数值和预置的药液温度数值，以及显示单片机接收到的药液滴速检测数值和药液温度检测数值。
2.如权利要求I所述的静脉输液滴速和药液温度自动控制装置，其特征在于所述的单片机为STC89C52单片机；药液滴速检测单元为红外传感器。
3.如权利要求I所述的静脉输液滴速和药液温度自动控制装置，其特征在于所述的药液滴速调节单元由步进电机和步进电机驱动的凸轮泵构成，步进电机由PID控制器控制其转速。
4.如权利要求I所述的静脉输液滴速和药液温度自动控制装置，其特征在于所述的药液温度检测单元为DS18B20数字温度传感器，测温范围为_55°C +125°C;所述的药液温度调节单元是电阻丝。
专利摘要本实用新型静脉输液滴速和药液温度自动控制装置涉及辅助医疗器具领域，该自动控制装置包括单片机、键盘单元、显示单元、药液滴速检测单元、药液滴速调节单元、药液温度检测单元和药液温度调节单元。该系统采用STC89C52单片机作为CPU，采用红外线光电传感器检测滴速，通过步进电机控制滴速，并采用PID控制算法，滴速调节过程具有控制准确，响应快，灵敏度高的优点；为了提高输液舒适性，系统还设计了药液加热功能；该系统成本低，性价比高。
文档编号A61M5/44GK202446581SQ201220013728
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者张格格, 李慧 申请人:长春工业大学