专利名称：实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医疗辅助器械，具体来说是具有实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置。
背景技术：
静脉点滴输液是医护人员对患者进行治疗护理的常用方法。目前，传统的静脉点滴输液具有以下两个方面的不足:一是传统的静脉点滴输液方法是靠医护人员通过人工计算一分钟之内的点滴滴数，从而通过点滴管上的滴速调节装置将点滴的滴数控制在最佳的范围内，这种方法不仅误差大，而且浪费医护人员的时间。二是静脉点滴输液所需要的时间相当长，而患者通常又处于昏睡或者睡着状态，为了防止点滴输液完成后发生血液流入点滴输液管和空气经输液管进入人体，危及患者的生命安全，不论输液时间多长，都需要医护人员全程陪护或者对患者进行定时巡视。因此，急需一种能够实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置。目前，公知的点滴报警装置具备的功能都比较单一，一般仅具有检测点滴是否完成功能或者检测点滴滴速功能，还没有同时具有检测点滴是否完成功能、检测点滴滴速功能和防止回流功能的点滴报警装置存在。在公知的点滴报警装置中，一般都采用红外发射与接收技术对点滴信号进行检测，红外发光二极管的发射方向与点滴运动的夹角一般设置为90度，由于红外发光二极管的发散角较大，而且透明的点滴不仅体积小且对红外光的损耗也小，因此由点滴有或者无所引起的电信号差别较小，需要引入比较器电路、波形整形电路对由点滴有无引起的电信号进行处理，这无疑增加点滴检测报警装置的制造成本和体积。另外，虽然公知的点滴报警装置都具有报警功能，但都没有自动关闭点滴输液器的功能。当医护人员在听到点滴报警声的条件下，由于某种原因在点滴输液完成之前没赶到患者旁边，这将发生血液流入点滴输液管，并与空气经输液管再进入人体，危及患者的生命安全，因此要求医护人员在听到点滴报警声必须放在手中的活，并及时的赶到患者旁边将点滴针拔出，这就给医护人员提出了更高的要求。在公知的具有防止回流的点滴止流装置中，一般都采用改进传统的点滴输液器结构，在点滴输液壶中置于一个浮球阀。当点滴壶中有药液存在时，浮球阀漂浮于药液表面，随着点滴壶中的药液下降，浮球阀也随之下降进而切断输液通道，达到自动关闭点滴输液器的目的。但由于需要在点滴壶中置于浮球阀，点滴输液器的制造企业必须改变生产工艺；另外，浮球阀的作用是截流，因此浮球阀的制造精度要求较高；最后，虽然公知的自动关闭点滴输液器的止流装置能够自动关闭点滴输液器，但是都不具备提醒医护人员的功能，当医护人员长时间没有给患者拔出点滴输液器的针头时，点滴管中剩下的药液将长时间的暴露在空气中，这可能导致药液被污染或者发生反应，进而影响患者的生命安全。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是，针对现存技术的缺陷，设计一种结构简单，体积小，制造成本低，使用安全可靠的实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置。本实用新型的目的是这样实现的:一种实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置，包括实时检测点滴滴速的点滴报警器和防止回流的止流阀。使用时，分别将实时检测点滴滴速的点滴报警器安装在点滴壶上，将防止回流的止流阀安装在点滴滴管上。由于透明点滴不仅体积小而且对红外光的损耗也小，且红外发光二极管的发散角较大，当采用传统的红外发射与接收技术(红外发光二极管的发射方向与点滴运动方向的夹角为90度)时，由点滴有或者无所产生的电信号差别较小，需要增加比较器电路、波形整形电路对电信号进行处理，这将增加制造成本和体积，因此本实用新型采用红外光折射原理实现对点滴滴速信号的检测，红外光由红外发光二极管产生并且由红外光电二极管接收，红外光的发射方向与点滴运动的夹角设置为小于90度，并且在红外发光二极管的头部套上一个套筒来平行化红外发光二极管发出的红外光。当红外发光二极管产生的红外光在传输过程中遇到近似椭圆形的点滴滴下时将发生折射，红外光电二极管接收不到红外光信号；当红外发光二极管产生的红外光在传输过程中没有遇到点滴滴下时，红外光电二极管能够接收红外光信号。当前一滴点滴滴下时开始计时，下一滴点滴滴下时停止计时，得到前后两滴点滴之间的时间差，以此来计算I分钟内发生的点滴滴数并进行显示。如果前后两滴点滴之间的时间差超过预先设定的前后两滴点滴的最大时间差参数时，发出报警信号提醒医护人员点滴已经完成，达到实时检测点滴滴速和点滴是否完成之目的。当实时检测点滴滴速的点滴报警器没有发出报警时，防止回流的止流阀中的电磁铁回路中处于断路状态，电磁铁不会产生磁力，因此点滴管不会被电磁铁夹断；当实时检测点滴滴速的点滴报警器检测到点滴完成并发出报警时，防止回流的止流阀中的电磁铁回路接通，电磁铁产生磁力，因此点滴管将会被电磁铁夹断，进而关闭输液通路。本实用新型的主体结构包括实时检测点滴滴速的点滴报警器和防止回流的止流阀。实时检测点滴滴速的点滴报警器包括固定装置和检测点滴滴速和检测点滴是否完成的自动报警控制电路。该固定装置的作用是将实时检测点滴滴速的点滴报警器固定在点滴壶上，以免滑落，并且作为检测点滴滴速和检测点滴是否完成的自动报警控制电路的载体。该检测点滴滴速和检测点滴是否完成的自动报警控制电路主要由电源、参数调大开关、参数调小开关、红外发光二极管、红外光电二极管、微控制器芯片、扬声器、显示装置和功能选择开关组成。其中电源是给实时检测点滴滴速的点滴报警器和防止回流的止流阀提供正常工作的工作电源，由电源开关控制。参数调大开关和参数调小开关是调整微控制器芯片中预先设定的前后两滴点滴之间的最大时间差参数，当微控制器芯片中的定时器的值大于预先设定的前后两滴点滴之间的最大时间差参数时，微控制器芯片驱动扬声器发出报警声。红外发光二极管和红外光电二极管是将点滴有无转换成相应的脉冲信号并传输给微控制器芯片，微控制器芯片将根据红外光电二极管输出的脉冲信号来计算点滴的滴速，并在显示装置中进行实时地显示。功能选择开关选择实时检测点滴滴速的点滴报警器是工作在参数调整模式还是工作在检测点滴滴速和检测点滴是否完成的报警模式。防止回流的止流阀主要包括固定装置和该固定装置上的自动关闭点滴输液器的控制电路。该固定装置的作用是将防止回流的止流阀固定在点滴管上，以免滑落，并且作为自动关闭点滴输液器的控制电路的载体。该自动关闭点滴输液器的控制电路主要由电磁自动阀、脉冲信号检测模块组成。电磁自动阀主要由电磁铁构成，其作用是当电磁自动阀接通电源时，通过磁力关闭点滴管的输液通道；而当电磁自动阀没有接通电源时，保持点滴管的输液通道顺畅。脉冲信号检测模块的主要作用是检测点滴报警电信号是否产生并输出控制信号来控制电磁自动阀的动作。当脉冲信号检测模块检测到实时检测点滴滴速的点滴报警器产生的报警信号时(表明点滴将要完成)，脉冲信号检测模块输出控制信号驱动电磁自动阀工作，以便切断输液通路。本实用新型不仅同时具有检测点滴是否完成功能、检测点滴滴速功能和防止回流功能，而且结构简单，体积小，制造成本低，使用安全可靠，可广泛用于医院或者家庭环境的静脉点滴输液场合。
为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”与附图本身的左、右方向一致，但并不对本实用新型的结构起限定作用。图1是本实用新型的原理示意图。图2是本实用新型的结构原理示意图。图3是本实用新 型的控制流程框图。图4是本实用新型的一实施例的电路原理图。图5是本实用新型的脉冲信号检测模块的电路原理图。图6是本实用新型的电磁自动阀的第一实施方式的原理图。图7是本实用新型的电磁自动阀的第二实施方式的原理图。图中:1、点滴壶2、点滴3、红外光电二极管 4、红外发光二极
管5、套筒6、固定装置I 7、电源开关8、扬声器9、显示装置 10、电源指示灯 11、功能选择开关 12、参数调大开关13、参数调小开关14、电源15、微控制器芯片 16、右边电磁铁的铁芯17、右边电磁铁的线圈18、左边电磁铁的铁芯19、左边电磁铁的线圈20、点滴管21、电源端口 Pl 22、控制端口 P223、固定装置224、脉冲信号检测模块 25、加法计数器 26、逻辑非门27、多输入逻辑与门28、两输入逻辑与门
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步描述:本实用新型的主体结构包括实时检测点滴滴速的点滴报警器和防止回流的止流阀两个部分。实时检测点滴滴速的点滴报警器包括固定装置I (6)以及由红外光电二极管(3)、红外发光二极管(4)、电源开关(7)、扬声器(8)、显示装置(9)、电源指示灯(10)、功能选择开关(11)、参数调大开关(12)、参数调小开关(13)、电源(14)和微控制器芯片(15)构成的检测点滴滴速和检测点滴是否完成的自动报警控制电路。固定装置I (6)为正方形截面的长方体结构，其内部制有安装点滴壶(I)的固定结构。在固定装置1(6)的右端外制有电源开关(7)、扬声器(8)、显示装置(9)和电源指示灯(10)，而右端内制有红外光电二极管(3)和微控制器芯片(15);在固定装置1(6)的左端外制有功能选择开关(11)、参数调大开关
(12)和参数调小开关(13)，而左端内制有红外发光二极管(4)、套筒(5)以及电源(14)，红外发光二极管(4)的发射方向与点滴运动的夹角一般小于90度。当微控制器芯片(15)中预先设定的前后两滴点滴之间的最大时间差参数的默认值不能满足当前要求时，首先通过功能选择开关(11)选择进入参数调整功能模式，接着，通过参数调大开关(12)或者参数调小开关(13)对两滴点滴之间的最大时间差参数的默认值进行增大或减小调整，每按一次参数调大开关(12)或者参数调小开关(13)，微控制器芯片(15)中前后两滴点滴之间的最大时间差参数增加或者减小I秒。当将前后两滴点滴之间的最大时间差参数调整到适当值时，通过功能选择开关(11)选择进入检测点滴滴速和检测点滴是否完成功能模式，在检测点滴滴速和检测点滴是否完成功能模式下，当没有点滴(2)滴下时，经套筒(5)平行化之后的平行红外光通过点滴壶⑴直接照射到红外光电二极管⑶上；当有点滴⑵滴下时，平行红外光被点滴(2)折射，不能照射到红外光电二极管(3)上。当前一滴点滴(2)滴下时开始计时，下一滴点滴(2)滴下时停止计时，得到前后两滴点滴之间的时间差，以此来计算I分钟内发生的点滴滴数并进行显示。如果前后两滴点滴(2)之间的时间差未超过预先设定的前后两滴点滴的最大时间差参数时，微控制器芯片(15)计算点滴滴速，并驱动显示装置(9)显示该点滴滴速；如果前后两滴点滴(2)之间的时间差超过微控制器芯片(15)中预先设定的前后两滴点滴(2)的最大时间差参数时，微控制器芯片(15)发出报警信号提醒医护人员点滴已经完成，并接通防止回流的止流阀中的电磁自动阀(16，17，18，19)的电路回路，点滴管(20)将会被电磁铁夹断，进而关闭输液通路。防止回流的止流阀包括固定装置2 (23)以及由电磁自动阀(16，17，18，19)和脉冲信号检测模块(24)构成的自动关闭点滴输液器的控制电路。该固定装置2(23)为正方形截面的长方体结构，其内部制有安装点滴管(20)的固定结构。在固定装置2 (23)的右端内制有圆柱形的电磁铁结构(16，17)，在固定装置2 (23)的左端内也制有圆柱形的电磁铁结构(18，19)，左右两端的电磁铁结构放置在同一直线上且可在磁力的作用下做水平直线运动，左右两端电磁铁结构的铁芯直径相同且略大于点滴管(20)的直径。在固定装置2 (23)的左端内制有脉冲信号检测模块(24)，而在固定装置2 (23)的上端面外制有两个与实时检测点滴滴速的点滴报警器相连接的电器输入端口，其中一个为电源端口 Pl (21)，与电源(14)相连接，为防止回流的止流阀提供电源，另一个为控制端口 P2 (22)，与实时检测点滴滴速的点滴报警器的报警输出端口相连接。当脉冲信号检测模块(24)检测到控制端口 P2 (22)有脉冲信号出现时，脉冲信号检测模块(24)输出高电平信号使得三极管VTls导通，进而接通电磁自动阀(16，17，18，19)的电路回路，使得水平放置在点滴管(20)两侧的电磁铁产生相互吸引的磁力，从而切断点滴通路；当脉冲信号检测模块(24)没有检测到控制端口 P2 (22)有脉冲信号出现时，脉冲信号检测模块(24)输出低电平信号使得三极管VTls不导通，因此电磁自动阀(16，17，18，19)的电路回路断开，使得水平放置在点滴管两侧的电磁铁不产生相互吸引的磁力，从而保持点滴通路畅通。其中，电阻Rls主要是限流作用，三极管VTls为NPN型。如果实时检测点滴滴速的点滴报警器的控制器为单片机且硬件条件允许，可通过稍微的修改软件程序使实时检测点滴滴速的点滴报警器在产生点滴报警电信号的同时，利用闲置的一个单片机管脚输出控制信号来驱动电磁自动阀(16，17，18，19)工作，而可省去脉冲信号检测模块(24)。在附图4的电路中Ktl为电源开关^为功能选择开关；K2为参数调大开关；Κ3为参数调大开关！IC1为微控制器,VD1为红外发光二极管,VD2为红外光电二极管,SPK为扬声器，RT为晶体振荡器，D1, D2和D3为三个共阳极的数码管。当电源开关Ktl闭合时，如果微控制器IC1中预先设定的前后两滴点滴之间的最大时间差参数的默认值不能满足当前要求时，首先通过功能选择开关K1选择进入参数调整功能模式,接着,通过参数调大开关K2或者参数调小开关K3对两滴点滴之间的最大时间差参数的默认值进行增大或减小调整，每按一次参数调大开关K2或者参数调小开关K3，微控制器IC1中前后两滴点滴之间的最大时间差参数增加或者减小I秒。当将微控制器IC1中前后两滴点滴之间的最大时间差参数调整到适当值时，通过功能选择开关K1选择进入检测点滴滴速和检测点滴是否完成的功能模式，在检测点滴滴速和检测点滴是否完成的功能模式下，当没有点滴(2)滴下时红外光电二极管VD2受红外发光二极管VD1的平行红外光的照射，呈现低阻状态，因此微控制器IC1的Ρ3.1管脚为低电平；当有点滴(2)滴下时红外光电二极管VD2接收不到红外发光二极管VD1的平行红外光的照射，呈现高阻状态，因此微控制器IC1的Ρ3.1管脚为高电平。当微控制器IC1检测到Ρ3.1管脚产生低电平到高电平变化时，微控制器IC1中的定时器进行定时工作直到下一次Ρ3.1管脚产生低 电平到高电平变化时停止计时，此时微控制器IC1中的定时器的内容就是前后两滴点滴之间的时间差，微控制器IC1利用得到的时间差通过计算可得到I分钟内点滴的滴数，并将I分钟内点滴的滴数的个位、十位、百位分别送至微控制器IC1的PO、Pl和Ρ2管脚驱动数码管Dp D2和D3进行显示。如果当前显示的点滴滴速不满足患者的要求，医护人员可通过点滴管上的滴速调节装置对点滴滴速进行调整，以便使数码管Dp D2和D3显示的滴速达到患者最需要的范围。当微控制器IC1中定时器的值大于微控制器IC1中设定的前后两滴点滴之间的最大时间差参数时，微控制器IC1的Ρ3.0管脚就会产生变化的脉冲报警信号驱动扬声器SPK发出“嘟嘟嘟”的警报声，以便提醒医护人员点滴将要完成，同时，脉冲信号检测模块(24)对微控制器IC1的Ρ3.0管脚上产生的脉冲报警信号进行处理，并输出高电平信号使得三极管VTls导通，进而接通电磁自动阀(16，17，18，19)的电路回路，使得水平放置在点滴管(20)两侧的电磁铁产生相互吸引的磁力，从而切断点滴通路。图5为本实用新型的脉冲信号检测模块(24)的电路原理图，主要由I个加法计数器(25)、I个二输入逻辑与门(28)、1个逻辑非门(26)和一个多输入逻辑与门(27)构成。实时检测点滴滴速的点滴报警器的脉冲报警信号作为加法计数器(25)的时钟信号，且加法计数器(25)的初始值为O。当加法计数器(25)内的值在00...00 11...10时，脉冲信号检测模块(24)输出为低电平；当加法计数器(25)内的值为全I时，脉冲信号检测模块
(24)输出为高电平，且通过二输入逻辑与门(28)关闭加法计数器(25)的时钟输入通路，并保持脉冲检测模块(24)输出一直为高电平，实现对脉冲信号的检测。由于只有当加法计数器(25)达到最大值之后，脉冲检测模块(24)的输出才能从低电平变成高电平，因此使得防止回流的止流阀切断输液通路的时间相对于实时检测点滴滴速的点滴报警器发出点滴报警信号的开始时间有一个小的延时。该延时与加法计数器(25)的最大值和实时检测点滴滴速的点滴报警器发出的脉冲报警信号周期成正比。考虑到硬件开销和性能的可靠性，一般将加法计数器(25)设置为模4加法计数器。如果实时检测点滴滴速的点滴报警器的控制器为单片机且存在闲置的输出管脚，可通过稍微的修改程序使在产生脉冲报警信号的同时，利用先前闲置的一单片机的管脚输出控制信号来驱动电磁自动阀(16，17，18，19)工作，而可省去脉冲信号检测模块(24)。图6为防止回流的止流阀的电磁自动阀的第一实施方式的原理图。该电磁自动阀主要由放置在同一直线上的两个电磁铁构成，左右两边电磁铁结构的铁芯直径相同且略大于点滴管的直径，左右两边电磁铁在电源接通时，所产生的磁力为吸引力。图7为防止回流的止流阀的电磁自动阀的第二实施方式的原理图。该电磁自动阀主要由放置在同一直线上的一个电磁铁和一个圆柱形铁构成，电磁铁结构的铁芯直径与圆柱形铁的直径相同且略大于点滴管的直径。本实用新型的微控制器IC1采用AT89C51型单片机，使用的管脚为XTAL1，XTAL2，RST,P3.0，Ρ3.1，Ρ3.2，Ρ3.3，Ρ3.4, Vss, Vcc, ΕΧ，P0.0 P0.7,PL O Ρ1.7 和 Ρ2.0 Ρ2.7。附图4中 个电路元件的型号及参数选择为=C1:30pf ；C2:30pf ；C3:22uf ；RT:晶体振荡器(12MHz) ;SPK:扬声器(8Ω) ;R1:lkQ ；R2:lkQ ；R3:100Ω ；R4:llkQ ；R5:360Ω ；R6:360 Ω ；R7:360 Ω ^D1:红外发光二极管；VD2:红外光电二极管；VT1:9013型三极管。上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型所述方案的基本原理，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，本实用新型所述方案还可进行各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求及其等效物界定。
权利要求1.一种实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置，包括实时检测点滴滴速的点滴报警器和防止回流的止流阀，实时检测点滴滴速的点滴报警器包括固定装置1(6)以及由红外光电二极管(3)、红外发光二极管(4)、电源开关(7)、扬声器(8)、显示装置(9)、电源指示灯(10)、功能选择开关(11)、参数调大开关(12)、参数调小开关(13)、电源(14)和微控制器芯片(15)构成的检测点滴滴速和检测点滴是否完成的自动报警控制电路，防止回流的止流阀包括固定装置2 (23)以及由电磁自动阀(16，17，18，19)和脉冲信号检测模块(24)构成的自动关闭点滴输液器的控制电路，其特征在于:所述参数调大开关(12)和参数调小开关(13)是调整微控制器芯片(15)中预先设定的前后两滴点滴之间的最大时间差参数，当微控制器芯片(15)中的定时器的值大于预先设定的前后两滴点滴之间的最大时间差参数时，微控制器芯片(15)驱动扬声器(8)发出报警声,所述红外发光二极管(4)和红外光电二极管(3)是将点滴有无转换成相应的脉冲信号并传输给微控制器芯片(15)，所述功能选择开关选择实时检测点滴滴速的点滴报警器是工作在参数调整模式还是工作在检测点滴滴速和检测点滴是否完成的报警模式，所述电磁自动阀(16，17，18，19)作用是当电磁自动阀接通电源时，通过磁力关闭点滴管(20)的输液通道，而当电磁自动阀(16，17，18，19)没有接通电源时，保持点滴管(20)的输液通道顺畅，所述脉冲信号检测模块(24)的作用是检测点滴报警电信号是否产生并输出控制信号来控制电磁自动阀的动作。
2.根据权利要求1所述的实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置，其特征在于，红外发光二极管(4)的发射方向与点滴运动的夹角小于90度。
3.根据权利要求1所述的实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置，其特征在于，红外发光二极管(4)的头部套上一个套筒(5)来平行化红外发光二极管(4)发出的红外光。
4.根据权利要求1所述的实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置，其特征在于，微控制器芯片(15)根据红外光电二极管(3)输出的脉冲信号来计算前后两滴点滴之间的时间差，以所得前后两滴点滴之间的时间差计算I分钟内所发生的点滴滴数，并在显示装置(9)中进行实时地显示。
专利摘要一种实时检测点滴滴速和防止回流的点滴报警装置，包括实时检测点滴滴速的点滴报警器和防止回流的止流阀。实时检测点滴滴速的点滴报警器包括固定装置1(6)以及由红外光电二极管(3)、红外发光二极管(4)、电源开关(7)、扬声器(8)、数码管(9)、电源指示灯(10)、功能选择开关(11)、参数调大开关(12)、参数调小开关(13)、电源(14)和微控制器芯片(15)构成的检测点滴滴速和检测点滴是否完成的自动报警控制电路。防止回流的止流阀包括固定装置2(23)以及由电磁自动阀(16，17，18，19)和脉冲信号检测模块(24)构成的自动关闭点滴输液器的控制电路。本实用新型结构简单，可广泛用于医院或者家庭环境的静脉点滴输液场合。
文档编号A61M5/14GK203060468SQ20132001088
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者周子雯, 周彬, 徐嘉星 申请人:徐嘉星