一种输液控制装置及方法与流程

本发明主要涉及医疗领域，更具体地说，设计一种输液控制装置及方法。

背景技术：

静脉输液，俗称“打点滴”或“挂水”，是一种最常用的临床治疗方法，是护理专业的一项常用给药治疗技术。在输液过程中不仅要控制输液速度，还要对输液量进行监控。输液的时间通常比较长，重病患者甚至要一整天进行输液，而医护人员并不能时时刻刻都陪在患者身边，陪护人员在长时间陪护的情况下也会疲倦，若没有看护好输液管的输液情况，容易产生液体流净而导致血液回流至输液管的情况发生，因此，提供一种输液控制装置，能够检测输液管中液位的警戒线，当输液管中的液位低于警戒线时，驱动控制夹将输液管夹紧不让液体继续下降，同时自动进行报警提醒，提醒患者以及医护人员及时进行处理。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种输液控制装置及方法，能够检测输液管中液位的警戒线，当输液管中的液位低于警戒线时，驱动控制夹将输液管夹紧不让液体继续下降，同时自动进行报警提醒，提醒患者以及医护人员及时进行处理。

为解决上述技术问题，本发明一种输液控制装置包括第一分流管夹、第二分流管夹、控制盒，能够检测输液管中液位的警戒线，当输液管中的液位低于警戒线时，驱动控制夹将输液管夹紧不让液体继续下降，同时自动进行报警提醒，提醒患者以及医护人员及时进行处理。

其中，所述第一分流管夹、第二分流管夹分别夹在不同的分流管上；所述控制盒位于输液管上；所述控制盒包括液位检测模块、主控制器、截流阀、报警模块、电源模块、充电接口、开关按键，所述液位检测模块的输出端通过导线连接着主控制器的输入端；所述充电接口的输出端通过导线连接着电源模块的输入端；所述电源模块的输出端通过导线连接着主控制器的输入端；所述主控制器的输出端通过导线连接着截流阀的输入端；所述主控制器的输出端通过导线连接着报警模块的输入端；所述主控制器的输出端通过导线连接着第一分流管夹的输入端；所述主控制器的输出端通过导线连接着第二分流管夹的输入端；所述开关按键的输出端通过导线连接着主控制器的输入端。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述控制盒的右端设有圆形通孔，且圆形通孔的位置与液位检测模块的位置相对应。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述控制盒上设有通孔，且所述通孔在控制盒的正面是开口，输液管穿过圆形通孔。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述控制盒的顶端设有圆孔，所述圆孔为导线孔，所述第一分流管夹和第二分流管夹的导线通过圆孔与控制盒中的主控制器相连接。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述液位检测模块采用st178光电传感器。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述主控制器采用stc89c52单片机。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述第一分流管夹、第二分流管夹及截流阀均采用p25常开型电磁夹管阀。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述充电接口采用usb接口。

作为本发明的进一步优化，本发明一种输液控制装置所述报警模块包括蜂鸣器和led指示灯。

一种输液控制的方法，包括以下步骤：

将分流管分别放入第一分流管夹和第二分流管夹的夹口里，将输液管放入控制盒上的通孔中，且将输液管放入控制盒中的截流阀的夹口里；

步骤二：通过充电接口对电源模块进行充电；

步骤二：按下开关按键，系统上电，主控制器使第一分流管夹和第二分流管夹获得高电平，夹紧分流管；

步骤三：当只进行一种药液的输入时：主控制器使第一分流管夹或者第二分流管夹获得低电平信号，第一分流管夹或者第二分流管夹打开，对应的药液流入输液管；当进行两种可混合的药液进行输液时：主控制器使第一分流管夹和第二分流管夹同时获得低电平信号，第一分流管夹和第二分流管夹均打开，药液流入输液管；

步骤三：主控制器驱动液位检测模块发送和接收红外光；

步骤四：液位检测模块检测红外光电平信号，电平信号未变化，则继续进行检测，若电平信号变化，则控制截流阀上电夹紧输液管进行截流；

步骤五：报警模块进行声光报警；

步骤六：输液完毕，按下开关按键，系统关闭

控制效果：本发明一种输液控制装置，能够检测输液管中液位的警戒线，当输液管中的液位低于警戒线时，驱动控制夹将输液管夹紧不让液体继续下降，同时自动进行报警提醒，提醒患者以及医护人员及时进行处理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明一种输液控制装置的结构示意图。

图2为本发明一种输液控制装置的控制盒的结构图。

图3为本发明一种输液控制装置的控制盒的正视图。

图4为本发明一种输液控制装置的控制盒的右视图。

图5为本发明一种输液控制装置的控制盒的左视图。

图6为本发明一种输液控制装置的控制盒的俯视图。

图7为本发明一种输液控制装置的硬件结构图。

图8为本发明一种输液控制装置的主控制器的电路图。

图9为本发明一种输液控制装置的液位检测模块的电路图。

图10为本发明一种输液控制装置的开关按键的电路图。

图11为本发明一种输液控制装置的充电接口的电路图。

图12为本发明一种输液控制装置的电源模块的电路图。

图13为本发明一种输液控制装置的报警模块的电路图。

图14为本发明一种输液控制装置的截流阀的电路图。

图15为本发明一种输液控制装置的第一分流管夹的电路图。

图16为本发明一种输液控制装置的第二分流管夹的电路图。

图中：第一分流管夹1；第二分流管夹2；控制盒3；圆形通孔3-1；通孔3-2；圆孔3-3；电源模块4；充电接口5；开关按键6；主控制器7；报警模块8；截流阀9；液位检测模块10。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，本实施方式所述一种输液控制装置包括第一分流管夹1、第二分流管夹2、控制盒3，能够检测输液管中液位的警戒线，当输液管中的液位低于警戒线时，驱动控制夹将输液管夹紧不让液体继续下降，同时自动进行报警提醒，提醒患者以及医护人员及时进行处理。

其中，所述第一分流管夹1、第二分流管夹2分别夹在不同的分流管上；

所述控制盒3位于输液管上；

所述控制盒3包括电源模块4、充电接口5、开关按键6、主控制器7、报警模块8、截流阀9、液位检测模块10，所述开关按键6和充电接口5位于控制盒3的左侧，液位检测模块10、主控制器7、截流阀9、报警模块8、电源模块4位于控制盒3的内部；

所述液位检测模块10的输出端通过导线连接着主控制器7的输入端，液位检测模块采用st178光电传感器，利用光在不同媒质界面的折射或反射原理，通过光电传感器接收光信号实现液面检测功能。光电传感器检测出信号为直流电平，当液面高度下降到警戒线时，光电传感器检测到反射光信号，从而产生高低电平的变化，检测信号通过电压比较器lm339输入到主控制器7中，通过主控制器7检测采样到的电平，能判断输液管中的液面是否达到警戒线。当输液管内没有液体时，红外光在输液管表面发生全反射，光敏三极管导通，比较器输出低电平到主控制器7；当输液管内有液体时，红外光在穿过液体时，有散射现象发生，光敏三极管只能接收微弱的光信号，光敏三极管截止，比较器输出高电平到主控制器7。液位检测模块10的out1端与主控制器的11的p1.0引脚相连接。

所述充电接口5的输出端通过导线连接着电源模块4的输入端，充电接口5采用usb接口，usb接口的vcc端连接至ltc4053充电芯片的vcc端，经过ltc4053充电芯片对电源模块4中的电池进行充电，充电电流大小是由ltc4053的prog引脚上的电阻r6来设定，充电时间由timer引脚上的电容c79来设定，当ltc4053无电压输入时，电路能自动截止，反向漏电流小于5ua，无需外加二极管来防止电池漏电，避免了电池的损耗。

所述电源模块4的输出端通过导线连接着主控制器7的输入端，电源模块4采用mc34063芯片，mc34063芯片由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，r-s触发器和大电流输出开关电路等组成，用于将5v锂电池的+5v电压转换为+12v电压。

所述主控制器7的输出端通过导线连接着截流阀9的输入端，截流阀9采用p25常开型电磁夹管阀，主控制器7通过p2.0引脚连接至电阻r7的一端，即pv1端，电阻r7的另一端连接至三极管q1的基极，三极管q1的集电极连接继电器k3的5引脚，继电器k3的3引脚接到+12v电源vcc上，继电器k3的4引脚和5引脚两端并联二极管d1，用于消除继电器k3停电时引发的反向电动势，避免反向电势击坏三极管、扰乱其他电路；电阻r8和发光二极管led1相串联后并联在继电器k3的4引脚、5引脚两端，电阻r8和发光二极管led1构成继电器k3的状态彩灯。主控制器7通过p2.0引脚向pv1端发送高电平信号，三极管q1导通，继电器k3得电，led1发光，继电器k3常开触点闭合，截流阀9p1通电，使电磁夹管阀夹紧输液管，实现液体的截流工作；主控制器7通过p2.0引脚向截流阀9的pv1端发送低电平信号，三极管q1截止，继电器k3两端由于无法产生电位差，使得继电器k3的常开触点断开，led1熄灭，截流阀9p1断电，停止截流工作。

所述主控制器7的输出端通过导线连接着报警模块8的输入端，报警模块8包括led指示灯和蜂鸣器，led指示灯的驱动电流小，因此可以使用主控制器7的i/o口进行直接驱动，报警模块8的led端与主控制器7的p1.1引脚相连接，当主控制器7的p1.1引脚输出高电平时，led导通发光；由于蜂鸣器是直流电压驱动器件，只需要给蜂鸣器供上额定的电压就能驱动蜂鸣器发声，蜂鸣器的工作电流比较大，因此主控制器7通过npn三极管将电流放大来驱动蜂鸣器发声，主控制器7的p1.2引脚与报警模块8的ls1端相连接，通过一个电阻r18接到npn三极管q9的基极，电阻r18为限流电阻，防止流过npn三极管q9基极电流过大损坏三极管，电阻r17有两个作用，第一个作用是r17相当于npn三极管q9基极的下拉电阻，如果ls1输入端悬空，则由于r17的存在能够使npn三极管q9保持在可靠的关断状态，第二个作用是r17可提升高电平的门槛电压；c17为电源滤波电容，用于滤除电源高频杂波；电容c18可以在有强干扰环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声；主控制器7的p1.2引脚向报警模块8的ls1端发送高电平时，npn三极管q9导通，蜂鸣器进行发声提醒。

所述主控制器7的输出端通过导线连接着第一分流管夹1的输入端，第一分流管夹1采用p25常开型电磁夹管阀，主控制器7通过p2.1引脚连接至电阻r10的一端，即pv2端，电阻r10的另一端连接至三极管q2的基极，三极管q2的集电极连接继电器k4的5引脚，继电器k4的3引脚接到+12v电源vcc上，继电器k4的4引脚和5引脚两端并联二极管d2，用于消除继电器k4停电时引发的反向电动势，避免反向电势击坏三极管、扰乱其他电路；电阻r9和发光二极管led2相串联后并联在继电器k4的4引脚、5引脚两端，电阻r9和发光二极管led2构成继电器k4的状态彩灯。主控制器7通过p2.1引脚向pv2端发送高电平信号，三极管q2导通，继电器k4得电，led2发光，继电器k4常开触点闭合，第一分流管夹1p2通电，使电磁夹管阀夹紧输液管，实现液体的截流工作；主控制器7通过p2.1引脚向第一分流管夹1的pv2端发送低电平信号，三极管q2截止，继电器k4两端由于无法产生电位差，使得继电器k4的常开触点断开，led2熄灭，第一分流管夹1p2断电，停止截流工作。

所述主控制器7的输出端通过导线连接着第二分流管夹2的输入端，第二分流管夹2采用p25常开型电磁夹管阀，第二分流管夹2采用p25常开型电磁夹管阀，主控制器7通过p2.2引脚连接至电阻r12的一端，即pv3端，电阻r12的另一端连接至三极管q3的基极，三极管q3的集电极连接继电器k5的5引脚，继电器k5的3引脚接到+12v电源vcc上，继电器k5的4引脚和5引脚两端并联二极管d3，用于消除继电器k5停电时引发的反向电动势，避免反向电势击坏三极管、扰乱其他电路；电阻r11和发光二极管led3相串联后并联在继电器k5的4引脚、5引脚两端，电阻r11和发光二极管led3构成继电器k5的状态彩灯。主控制器7通过p2.2引脚向pv3端发送高电平信号，三极管q3导通，继电器k5得电，led3发光，继电器k5常开触点闭合，第二分流管夹2p3通电，使电磁夹管阀夹紧输液管，实现液体的截流工作；主控制器7通过p2.2引脚向第二分流管夹2的pv3端发送低电平信号，三极管q3截止，继电器k5两端由于无法产生电位差，使得继电器k5的常开触点断开，led3熄灭，第二分流管夹2p3断电，停止截流工作。

所述开关按键6的输出端通过导线连接着主控制器7的输入端，开关按键6采用st5.0lf160q型号独立按键，通过按键sw0向主控制器7的p1.7引脚输入中断信号，实现系统的开启或者关闭；当按下sw0时，q7和d5导通，dc-dc稳压芯片工作，接通主控制器7的vcc端为主控制器7供电。主控制器7马上将相应的p1.7引脚置为输出高电平，这时q6和q7导通，整个电路进入工作状态。然后主控制器7再将p1.7引脚设置为输入高电平状态，由于上拉电阻r13的存在，q6和q7一直导通。主控制器7一直扫描相应p1.7引脚的输入状态，如果sw0没有按下去，则p1.7引脚将始终为高电平。当sw0再次按下去时，d6导通，主控制器7检测到p1.7引脚输入为低电平，这时主控制器7就将p1.7引脚设置成输出为低电平的状态，q6截止，如果按键抬起，q7也会截止，dc-dc稳压芯片将不会为主控制器7提供电压，整个电路处于关断状态。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述所述控制盒3的右端设有圆形通孔3-1，且圆形通孔3-1的位置与液位检测模块10的位置相对应，避免影响液位检测模块10发射的红外光的传播。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述控制盒3上设有通孔3-2，且所述通孔3-2在控制盒的正面是开口，方便输液管放入通孔3-2，并放入截流阀9中。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述控制盒3的顶端设有圆孔3-3，所述圆孔3-3为导线孔，所述第一分流管夹1和第二分流管夹2的导线通过圆孔3-3与控制盒3中的主控制器7相连接。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述液位检测模块10采用st178光电传感器。所述st178光电传感器为单电源反射式光电传感器，内含有一个红外发光二极管，一个光敏三极管(用来接收反射回来的红外光)。当发光二极管发出的红外光大部分被光敏三极管接收时，接收端光敏三极管导通，光敏三极管接收到的反射红外信号微弱时，接收端光敏三极管截止。当输液管内没有液体时，红外光在输液管表面发生全反射，光敏三极管导通，比较器输出低电平到主控制器7；当输液管内有液体时，红外光在穿过液体时，有散射现象发生，光敏三极管只能接收微弱的光信号，光敏三极管截止，比较器输出高电平到主控制器7。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述主控制器7采用stc89c52单片机。所述stc89c52是stc公司生产的一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k字节系统可编程flash存储器。stc89c52使用经典的mcs-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位cpu和在系统可编程flash，具有以下标准功能：8k字节flash，512字节ram，32位i/o口线，看门狗定时器，内置4kbeeprom，max810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构)，全双工串行口。另外stc89c52可降至0hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止工作，允许ram、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35mhz，6t/12t可选。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述第一分流管夹1、第二分流管夹2及截流阀9均采用p25常开型电磁夹管阀。所述p25常开型电磁夹管阀采用12v直流电压供电，功率为4.0w，噪音小。其工作方式是电磁夹管阀体内的线圈通电，因为磁铁异形相吸的原理，使得和永磁铁相连接的夹紧机构进行夹管操作，实现对液体的截流。

具体实施方式八：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述充电接口5采用usb接口。usb接口的vcc端连接至ltc4053充电芯片的vcc端，经过ltc4053充电芯片对电源模块4中的电池进行充电，充电电流大小是由ltc4053的prog引脚上的电阻r6来设定，充电时间由timer引脚上的电容c79来设定，当ltc4053无电压输入时，电路能自动截止，反向漏电流小于5ua，无需外加二极管来防止电池漏电，避免了电池的损耗。

具体实施方式九：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述报警模块8包括蜂鸣器和led指示灯。led指示灯的驱动电流小，因此可以使用主控制器7的i/o口进行直接驱动，报警模块8的led端与主控制器7的p1.1引脚相连接，当主控制器7的p1.1引脚输出高电平时，led导通发光；由于蜂鸣器是直流电压驱动器件，只需要给蜂鸣器供上额定的电压就能驱动蜂鸣器发声，蜂鸣器的工作电流比较大，因此主控制器7通过npn三极管将电流放大来驱动蜂鸣器发声，主控制器7的p1.2引脚与报警模块8的ls1端相连接，通过一个电阻r18接到npn三极管q9的基极，电阻r18为限流电阻，防止流过npn三极管q9基极电流过大损坏三极管，电阻r17有两个作用，第一个作用是r17相当于npn三极管q9基极的下拉电阻，如果ls1输入端悬空，则由于r17的存在能够使npn三极管q9保持在可靠的关断状态，第二个作用是r17可提升高电平的门槛电压；c17为电源滤波电容，用于滤除电源高频杂波；电容c18可以在有强干扰环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声；主控制器7的p1.2引脚向报警模块8的ls1端发送高电平时，npn三极管q9导通，蜂鸣器进行发声提醒。

具体实施方式十：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16说明本实施方式，所述本发明一种输液控制装置的方法，包括以下步骤：

步骤一：将分流管分别放入第一分流管夹1和第二分流管夹2的夹口里，将输液管放入控制盒3上的通孔3-2中，且将输液管放入控制盒3中的截流阀9的夹口里；

步骤二：通过充电接口5对电源模块4进行充电；

步骤二：按下开关按键6，系统上电，主控制器7使第一分流管夹1和第二分流管夹2获得高电平，夹紧分流管；

步骤三：当只进行一种药液的输入时：主控制器7使第一分流管夹1或者第二分流管夹2获得低电平信号，第一分流管夹1或者第二分流管夹2打开，对应的药液流入输液管；当进行两种可混合的药液进行输液时：主控制器7使第一分流管夹1和第二分流管夹2同时获得低电平信号，第一分流管夹1和第二分流管夹2均打开，药液流入输液管；

步骤三：主控制器7驱动液位检测模块10发送和接收红外光；

步骤四：液位检测模块10检测红外光电平信号，电平信号未变化，则继续进行检测，若电平信号变化，则控制截流阀9上电夹紧输液管进行截流；

步骤五：报警模块8进行声光报警；

步骤六：输液完毕，按下开关按键6，系统关闭。

本发明一种输液控制装置的工作原理为：本发明一种输液控制装置，将分流管分别放入第一分流管夹1和第二分流管夹2的夹口里，将输液管放入控制盒3上的通孔3-2中，且将输液管放入控制盒3中的截流阀9的夹口里；通过充电接口5对电源模块4进行充电，电源模块4将+5v电压转换为+12v电压给系统供电；按下开关按键6，系统上电，主控制器7使第一分流管夹1和第二分流管夹2获得高电平，夹紧分流管；当只进行一种药液的输入时：主控制器7使第一分流管夹1或者第二分流管夹2获得低电平信号，第一分流管夹1或者第二分流管夹2打开，对应的药液流入输液管；当进行两种可混合的药液进行输液时：主控制器7使第一分流管夹1和第二分流管夹2同时获得低电平信号，第一分流管夹1和第二分流管夹2均打开，药液流入输液管；主控制器7驱动液位检测模块10发送和接收红外光；液位检测模块10检测红外光电平信号，电平信号未变化，则继续进行检测，若电平信号变化，则控制截流阀9上电夹紧输液管进行截流；当液位检测模块10检测输液管中的液位达到警戒线以下时，主控制器7驱动报警模块8进行声光报警；输液完毕后，按下开关按键6，系统关闭。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。