一种医用输液器报警系统的制作方法

本发明涉及一种医疗用具，更具体地说，它涉及一种医用输液器报警系统。
背景技术：
：在医院输液的时候病人与医护人员总是关心输液何时结束问题：当病人输液时，可能因为病人医生的疏忽，没有能够及时发现输液结束，并进行适当的处理，如果处理不及时妥当血液就会回流进入输液管的情况，长时间会使扎针处发生水肿。如果处理早了，药水没有完全用完，白白浪费药水。病人发生血液回流或者浪费患者的钱财，这样让医生和病人关系更加糟糕，如果设计一个输液报警器，在输液即将完成的时候发出声音警报，提醒医生和病人，一举两得，上述问题迎刃而解。目前静脉输液是一种很常见的输液方法，而静脉输液的滴速控制也很关键。现在没有设备器材来检测药液滴速，都是靠医生根据经验调制滑轮控制输液管横截面积，从而达到控制药水滴速的目的。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种解决上述问题的医用输液器报警系统。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种医用输液器报警系统，包括由单片机控制的滴速检测报警装置，该滴速检测报警装置包括用于测量药水滴落速度的红外线对射传感器；用于控制药水滴落速度的调速机构；用于显示药水滴落速度的LED显示屏；用于向患者和护士站提示的报警器。本发明进一步设置为：所述红外线对射传感器包括红外线发射传感器和红外线接受传感器，两者均连接于输液管上，红外线发射传感器发出的红外光垂直照射于输液管的剖面中心线上，当药物水滴落时，红外光发生折射和散射，红外线接收传感器接收不到发射端发出的红外光信号，红外线发射传感器的发射端产生一个电压跳变，且通过该电压跳变测量药水滴落速度。本发明进一步设置为：所述调速机构包括固定座、步进电机、螺旋杆及齿轮，所述固定座连接在输液管上，所述齿轮、螺旋杆及步进电机均置于固定座内，齿轮固定连接在步进电机的转子上，螺旋杆一端与齿轮啮合，另一端随步进电机的转子转动而前后伸缩，加紧输液管，控制输液管内药水滴落的速度。本发明进一步设置为：所述调速机构包括滑槽，该滑槽内设有滑轮，滑槽相对的两侧内壁上均开设有导向槽，导向槽与滑槽的底壁形成30°～45°的夹角，所述滑轮与导向槽滑移滚动连接，输液管从滑轮与滑槽的底壁之间穿过。本发明进一步设置为：所述单片机为AT89C52单片机，其具有8字节FLASH闪速存储器，256字节内部RAM,32个I/O口线，3个16位的定时器和计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。本发明进一步设置为：所述计时器为555定时器。本发明进一步设置为：所述报警器包括发光二级管和蜂鸣器，所述发光二级管和蜂鸣器均与单片机通讯连接。通过采用上述技术方案，利用AT89C52单片机控制的输液报警，解决了输液结束的不能及时发现输液完成的问题。通过报警提醒医生患者，减少了医生护士的压力。红外光的波长较长，线性灵敏度较好，对人体的机能无影响，适合用于医疗测量。基于单片机AT89C52设计的医用输液流速监测、声音报警，对输液状况可以实时监测，当出现流速异常情况和液面低于警戒值时会有声音报警。药水水滴的外表面对红外光的散射和水滴对红外光吸收,是红外传感器接收管的检测信号值的变化，并对信号的幅值波动进行有效地处理，产生稳定的滴数信号；通过步进电机来控制输液药水滴速，更加准确的进行滴速调整；利用发光二极管和蜂鸣器进行声光报警；通过555定时器进行信号处理；用AT89C52单片机控制，其内部的EEPROM可保存设置滴速，断电后信息不丢失，从而避免了每次打开装置需设置数据的繁琐工作。并且，本发明还具有占用资源少和操作简单的特点。附图说明图1为本发明中调速机构实施例的示意图；图2为本发明中555定时器实施例的电路结构图；图3为本发明中滴液检测实施例的示意图。图中：1、调速机构；11、固定座；12、步进电机；13、螺旋杆；14、齿轮。具体实施方式参照附图和实施例对本发明医用输液器报警系统做进一步说明。一种医用输液器报警系统，包括由单片机控制的滴速检测报警装置，该滴速检测报警装置包括用于测量药水滴落速度的红外线对射传感器；用于控制药水滴落速度的调速机构1；用于显示药水滴落速度的LED显示屏；用于向患者和护士站提示的报警器。红外线对射传感器包括红外线发射传感器和红外线接受传感器，两者均连接于输液管上，红外线发射传感器发出的红外光垂直照射于输液管的剖面中心线上，红外光线照过滴管并没有折射现象发生，但当药物水滴落时，红外光发生折射和散射，红外线接收传感器接收不到发射端发出的红外光信号，红外线发射传感器的发射端产生一个电压跳变，且通过该电压跳变测量药水滴落速度。药水滴落速度是由输液管横截面积决定的。调速机构1有两种实施例：实施例1调速机构1包括固定座11、步进电机12、螺旋杆13及齿轮14，固定座11连接在输液管上，所述齿轮14、螺旋杆13及步进电机12均置于固定座11内，齿轮14固定连接在步进电机12的转子上，螺旋杆13一端与齿轮14啮合，另一端随步进电机12的转子转动而前后伸缩，加紧输液管，控制输液管内药水滴落的速度。单片机控制步进电机12转动，达到自动控制输液管内药液的滴落速度。实施例2调速机构1包括滑槽，该滑槽内设有滑轮，滑槽相对的两侧内壁上均开设有导向槽，导向槽与滑槽的底壁形成30°～45°的夹角，所述滑轮与导向槽滑移滚动连接，输液管从滑轮与滑槽的底壁之间穿过。滑轮通过导向轮自身的结构加紧从滑轮与滑槽的底壁之间穿过的输液管，达到手动控制输液管内药液滴落速度。单片机为AT89C52单片机，AT89C52提供以下标准功能：8字节FLASH闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位的定时器和计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电上作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。控制器是用来统一指挥和控制计算机进行工作的部件，它由控制逻辑、内部振荡电路OSC、指令寄存器及其译码器、程序计数器PC及其增量器、程序地址寄存器、程序状态字寄存器PSW、RAM地址寄存器、数据指针DPTR、堆栈指针SP等组成。AT89C52单片机的功能及引脚：AT89C52单片机配备了40个引脚，32个外部双向输出/输入（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个可以读写的口线，AT89C52单片机可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。外围采用两片串行输入显示驱动接口芯片MAX7219，其硬件开销小，且编程简单。采用串行E2PROM24LC01用于工况参数的设定，这些参数设定后，在24LC01中分3个区域存放，以3中取2方式读取，以保证正确率。串行器件的选用，系统的硬件简单，调试方便。中断寄存器：AT89C52有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中断源的每一个可定为2个优先级。定时器/计数器（T/C）。定时和计数功能由工作方式寄存器TMOD进行选择。TMOD只能进行字节操作，不能位寻址。位D7D6D5D4D3D2D1D0字节地址TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M089HGATE：门控制位。GATE=0时，只要软件使TR0或TR1置1就可以启动定时器。GATE=1时，只有INT0或INT1引脚为高电平且TR0或TR1由软件置1后，才能启动定时器。C/T：定时或计数功能选择位。C/T=0时，用于定时。C/T=1时，用于计数。M1和M0位：T1和T0工作方式选择位。定时器/计数器有4种工作方式，由M1和M0进行设置M1M0工作方式功能选择00方式013位定时器/计数器01方式116位定时器/计数器10方式28位定时器/计数器11方式3T0分为两个独立的8位定时器/计数器。T1此时停止计数AT89C52单片机中断系统，中断是使CPU暂停当前的工作，去处理当前中断事件，执行完当前中断服务，再回到原程序的过程。中断源是向CPU发出中断请求的事件。计时器为555定时器。555定时器是一种操作简单、价格低廉的多功能电路。在555定时器的外部装配上几个简单阻容元件就可以组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器，555定时器可适应的电源电压范围广阔，双极型555定时器工作电压为5～16V。可以提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。555定时器还可以输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器。它由电压比较器C1和C2（包括电阻分压器）、G1和G2组成的基本RS触发器、集电极开路的放电V和输出缓G3散步分组成。C1和C2为两个电压比较器，当CO端悬空时，它们的基准电压为Vcc经3个5kῼ电阻分压后提供。Ur1=2/3Vcc为比较器C1的基准电压，TH（阈值输入端)为其输入端。Ur2=1/3Vcc为比较器C2的基准电压，TR/(触发输入端）为其输入端。CO为控制端，当外接固定电压Uco时，则Ur1=Uco、Ur2=1/2Uco。Rd/为直接置0端，只要Rd/=0，输出uo便为低电平，正常工作时，Rd/端必须为高电平。步进电机12的驱动是由控制信号控制的，控制信号是由AT89C52单片机产生的。步进电机12基本控制原理如下：换相顺序控制，步进电机12当他通电的时候，相位会发生改变，这个过程称为脉冲分配。这里为了解释方便，举个三相步进电机12例子：他是三拍工作方式，每个相位的通电顺序我们设定为1-2-3－4，所以通电的时候，控制脉冲就需要按照通电顺序逐一控制1,2,3，4这4个相位的联通和断开。步进电机12的转向控制，如果正向顺序变换相位供电的话，步进电机12就会正向转动，如果反向顺序供电变换相位的话，那么步进电机12就会反向转动。步进电机12的速度控制，当步进电机12收到一个控制脉冲，步进电机12则会转动一次，如果再接收到一个控制脉冲，它就会再次转动一次。所以如果接收到的两个脉冲的时间间隔小的话，步进电机12转动的速度就是快的。所以只要调整单片机发射脉冲的频率，改变步进电机12接收脉冲信号的频率，步进电机12的转速就会有相应的改变。输液监控系统其中包含的主要模块有：输液信号采集单元、声光报警单元、电机锁死单元、液滴显示单元、液位检测单元和单片机外围电路等。输液信号采集单元将采集到的信号经过整形后发送给单片机，经单片机处理后在键盘上显示计算所得的液滴滴速，来调整控制电动机的正反转，实现控制滴速。当达到报警预设值时，蜂鸣器鸣，指示灯（发光二极管）亮。报警器只采用一个蜂鸣器和一个发光二极管来实现声光报警。当传感器检测到药液水位线低于设定值或传感器3秒内检测不到有液水滴落时，AT89C52单片机就发出信号控制蜂鸣器和发光二极管工作，发出声光报警提示医护人员和患者。发光二级管和蜂鸣器均与单片机通讯连接。步进电机12是机电数字控制系统中常用的执行元件之一。精度高、体积小、控制方便灵活，在智能仪表和位置控制得到了大量使用。大规模集成电路的发展以及单片机技术的迅速普及，为设计功能强、价格低的步进电机12机控制驱动器提供了先进的技术和足够的资源。本设计移永磁步进电机12为例介绍步进电动机控制器的设计。步进电动机根据工作原理分为反应式、永磁式、永磁感应式3类。以永磁式步进电动机为例，介绍步进电动机的基本结构和工作原理。永磁式步进电动机的转子是用永磁材料制成的，转子本身就是一个磁源，它的输出转矩大，倒台性能好。断电时有定位转矩，消耗功率低；转子的级数与钉子的级数相同，所以步矩角较大，启动和运行频率较低，并需要正负脉冲信号。但在其相应相序加上反向绕组，就不需要负脉冲。永磁式步进电动机有四相：A、B、C、D。工作方式有：单四拍：即A——B——C——D顺序通电；双四拍：即AB——BD——CD——DA顺序通电；八拍：即AA——BB——CC——DD顺序通电。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3