一种点滴输液器检测报警电路及系统的制作方法_2

文档序号:8792602阅读:来源:国知局
3]检测报警电路利用光信号的幅度变化来判断是否开启呼叫装置,为了精确测量光信号的幅度大小,本方案中选用光电二极管。它是一种进行光能和电能相互转换的器件,PN结型光电二极管对PN结的光敏特性进行了充分利用,将从光源接收到的光线变化转换成了电流变化。
[0034]—种点滴输液器检测报警电路,包括一个激光二极管和与其并联设置的两个光电二极管,点滴输液器的输液管或滴壶设置在激光二极管和两个光电二极管之间;其中一个光电二极管接收激光二极管发出并穿过输液管的射线,产生电流并经过电流/电压变换作用转换为电压VI,另一个光电二极管接收环境光线,产生电流并经过电流/电压作用转换为电压V2,将V1、V2经过差动放大器输出电压V3,V3与设定的临界电压值VT比较,通过比较值控制报警装置是否开启。
[0035]如图1所示,本方案中给出了更为具体的检测报警电路的电路图,在该图中:
[0036]激光二极管为Dl,两个光电二极管为D2、D3,差动放大器为ARl,报警装置为蜂鸣器Ul ;所述的报警电路还包括电阻Rl?R9,电源VCC,三极管Ql、Q2以及放大器AR2,其中:
[0037]Rl与Ql的基极连接,Ql的集电极通过Dl接地,Ql的发射极接电源VCC ;D2、D3的上端接VCC,下端分别通过R2、R3接地,ARl的负输入端通过R4连接在D2、R2之间,ARl的正输入端通过R5连接在D3、R3之间,ARl的输出端一方面连接在AR2的负输入端上,另一方面通过R6连接ARl的负输入端;AR1和AR2之间设置有R7和R8,R7上端接VCC,R7下端连R8上端,R8的下端接地,而AR2的正输入端连接在R7、R8之间;AR2的输出端通过R9连接Q2的基极,Q2的发射极接VCC,U1的一端接Q2的集电极,Ul的另一端接地;所述的ARl、AR2还分别接VCC和接地。
[0038]在上述的电路中,激光二极管与光电二极管分别位于点滴输液管的两侧,这里使用一个激光二极管发射光线,使用两个光电二极管接收光线。采用的两个光电二极管,其中一个用来接收激光二极管发出的射线,另一个用来接收环境光线(日常照射光线)。激光二极管发出的射线通过点滴输液管的折射作用后被一个光电二极管接收,从而产生光电流,再经过电流/电压变换作用转换为电压VI。与此同时,环境光被另一个光电二极管接收,从而产生另一不同光电流,同样经过电流/电压变换作用转换为另一电压V2,此电压可作为参考信号使用。再将电压Vl与电压V2通过差动放大器进行输出,那么经过差动放大器的输出电压V3就不受背景光线这个因素的影响,从而使得光电检测装置不受背景光线的干扰,提高了光电检测装置的使用稳定性。紧接着使用比较器对差动放大器的输出电压V3与临界电压VT进行比较,比较器的电压临界值可设定为2.3V (实验测定值),最终使用输出来驱动PNP型三极管的导通状态或者截止状态,从而实现开启报警装置进行报警。
[0039]本实用新型进一步提出一种点滴输液器检测报警系统,如图9所示,包括单片机,在单片机上连接有检测报警电路和显示屏,所述的检测报警电路设置在一个可环绕点滴输液器输液管固定的卡紧夹中。它是以单片机为主控单元,将激光二极管与光电二极管共同构成的检测报警电路放置于点滴输液管上,通过点滴输液的液体对激光二极管发出激光的折射和散射作用来检测点滴输液的液体有无,从而针对输液过程即将结束的情形或输液过程出现异常的状况及时开启呼叫功能。
[0040]卡紧夹包括两部分,如图8所示,为第一固定器2和第二固定器4,第一固定器2中设置有第一通孔1,第一通孔I中安装激光二极管;第二固定器4设置在第一固定器2的一侦牝两者之间有间隙3 ;第二固定器4可分为两半,第二固定器4是由两个部分通过合页铰接的,而另一端可相对固定,第二固定器4中设置有用于通过点滴输液器输液管的圆孔6,第二固定器4分为两半时,圆孔6分为两个半圆孔6 ;第二固定器4靠近第一固定器2的一侧设置有第二通孔7,第二固定器4远离第一固定器2的一侧设置有第三通孔5,第二通孔7、第三通孔5均与圆孔6贯通;接收激光二极管射线的光电二极管设置在第三通孔5中。
[0041]如图8所示,激光二极管放置于第一固定器2的第一通孔I内,并将激光二极管的发射端朝向第二固定器4中的第二通孔7中,当激光二极管发出的较粗光束通过第二通孔7中之后,光束将进一步变细,这将有利于提高光电检测装置的检测质量。而接收激光二极管发出射线的一个光电二极管放置于第二固定器4的带有倾斜角度的第三通孔5中,即第三通孔5的轴心线与第二通孔7的轴心线交错(第二固定器4未打开时)。
[0042]第三通孔5倾斜角度的设置原则为,当点滴输液的液体下降到报警液面位置以下的时候,光路发生改变,第三通孔5内光电二极管原先能够接收到的激光照射发生偏移,变得完全接收不到激光的照射,此时第三通孔5内光电二极管仅能接收到背景光照射,从而光信号的幅度急剧降低,导致光电流急剧下降,最终通过报警电路开启呼叫装置进行报警。
[0043]另外,本实用新型中还提出了一种单独的滴速检测电路,该滴速检测电路可与上述的单片机连接,可与检测报警电路、单片机共同构成功能更为多样的系统,例如滴速检测的同时进行报警,并通过显示屏实时输送滴速等情况。滴速检测电路如图2所示:
[0044]点滴输液的液体在滴管内一滴滴的落下,光源发出的光线垂直照射滴管,并射入输液滴管内而没有折射发生,直接沿着滴管的直径方向射出,其光线走向如图6所示。而点滴输液的液体滴落的过程中要经过滴管的中央区域,当点滴输液的液滴经过光源和光电接收器件之间的时候,光源的光线会发生折射与散射,从而导致光电接收器件瞬间无法接收到光源发出的光信号,此时光电接收器件的输出端就会产生电平的跳变,利用此电平跳变就可以实现对点滴输液的液滴数目进行计数的目的,光电滴速检测过程如图7所示。
[0045]滴速检测部分也是利用点滴输液的液体对激光二极管发出激光的折射和散射作用,对点滴输液管内通过的液滴进行计数。当有液滴通过光电检测装置的时候,激光二极管Q3与光电二极管D5、D6之间为有液体与无液体状态的相互交替变化,从而引起运放AR3输入电压V4相应变化,随之也引起运放AR3输出电压V6的改变,运放输出电压V6与临界电压VT经比较器AR4进行比较,得到高低电平的变化序列。
[0046]具体的硬件实现过程中:
[0047]以AT89S52型单片机为控制核心。AT89S52型单片机是以8031型单片机为内核构成的8位微型控制器,因为与8051型单片机兼容,所以易于取代以8051型单片机为控制核心的系统。
[0048]其中AT89S52型单片机的引脚功能:
[0049](I)VCC接电源,并且GND接地。
[0050](2)XTALl为振荡器反相放大器与内部时钟发生电路的输入端,而XTAL2为振荡器反相放大器的输出端。
[0051](3)RST为复位输入,当输入的复位信号为持续2个机器周期以上的高电平时才是有效的,以此用来完成单片机的初始化操作。
[0052](4) ALE为地址锁存控制信号,当访问外部程序存储器的时候,用于低8位地址输出脉冲的锁存操作,而PROG为编程脉冲输入引脚。
[0053](5)PSEN为外部程序存储器选通信号,当从外部程序存储器读取指令的时候,在每个机器周期内,外部程序存储器选通信号被激活两次。
[0054](6)EA为访问外部程序存储器控制信号,EA需要与GND连接。
[0055](7)PO 口是8位漏极开路的双向输入/输出口。当访问外部程序存储器的时候,PO 口也被作为低8位地址/数据复用。
[0056](8) Pl 口是具有内部上拉电阻的8位双向输入/输出口。Pl 口引脚的特殊功能:Pl.0用于T2 (定时器/计数器T2的外部计数输入),Pl.1用于T2EX (定时器/计数器T2的捕
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