非接触液面感应输液系统、输液瓶及感知装置的制作方法

本发明涉及一种非接触输液系统，还涉及带有非接触式输液液位感知装置的输液瓶，以及非接触式输液液位感知装置。

背景技术：

一般而言，对液位的监控方式主要是接触式的，例如通过浮子，即在容器内投入一个浮球，通过浮球跟随液位的高低随动，来实现对液位的判断以及做后续的控制动作。最简单而典型的例子，就是抽水马桶里的水位控制，就是通过浮子及其联动的杠杆来控制进水阀门的开闭。但输液操作有其特殊性，即，药水瓶都经过无菌消毒处理，不适合通过在瓶内放置浮子的方式来判断液位。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种非接触输液系统、带有非接触式输液液位感知装置的输液瓶，以及非接触式输液液位感知装置。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种非接触式输液液位感知装置，包括：

红外发射模块；

红外接收模块，所述红外发射模块和所述红外接收模块用于相对地安装在输液瓶瓶身的外壁上，所述红外接收模块接收所述红外发射模块发射的红外信号；

无线发射模块，所述无线发射模块与所述红外接收模块电连接，用于根据所述红外接收模块接收到的红外线向外发送传感信息。

无线发射模块可将红外发射/接收模块产生的红外传感信号以无线形式向外传输，不需要另外布线，方便部署。

根据本发明的一个实施例，所述非接触式输液液位感知装置的瓶身分别与所述红外发射模块和所述红外接收模块机械连接或一体设置。一体设置可使得红外发射/接收光路更精确，减少调试时间，提高医疗工作效率；机械连接使得红外发射/接收模块不需要随输液瓶一同生产，使得红外发射/接收模块可在一次输液过程完成之后与输液瓶分离并循环使用，大大降低非接触式液位感知输液瓶或非接触液位感知输液系统的使用成本。

根据本发明的一个实施例，所述无线发射模块为蓝牙模块、wifi模块或zigbee模块。蓝牙、wifi和zigbee模块体积小、功耗低，便于安装在输液瓶上实现液位监控信息的发送，且使用内置电源时不需经常更换电源。

本发明还提供了一种带有非接触式输液液位感知装置的输液瓶，包括：

用于盛放药液的、可透射红外线的瓶身；以及

如上所述的非接触式输液液位感知装置，其中：

所述红外发射模块与所述红外接收模块相对地安装在所述透明瓶身上。

根据本发明的一个实施例，所述红外发射模块与所述红外接收模块相对地安装在所述透明瓶身上低液位位置。红外发射/接收模块安装在透明瓶身上的低液位位置，可在透明瓶身内液面位置降低到警戒位置时感知液面位置，减少药液浪费、节省医务人员时间。

本发明还提供了一种非接触液位感知输液系统，包括至少一个以上所述的输液瓶，以及：

无线接收模块，用于接收所述无线发射模块所发射的传感信息；

监控装置，所述监控装置与所述无线接收模块有线通信或无线通信。

根据本发明的一个实施例，所述非接触液位感知输液系统还包括转发模块，所述监控装置与所述无线接收模块经所述转发模块通信，并且所述监控装置与所述转发模块有线通信或无线通信，所述转发模块与所述无线接收模块有线通信或无线通信。转发模块可延长监控装置与无线接收模块之间的通信距离，减少系统中部件安装位置对系统通信的影响，大大增强系统的适应性，且便于集中监控在输液场所中布置的输液瓶。

根据本发明的一个实施例，所述监控装置与所述无线接收模块通过wifi连接。由于wifi技术已经普及，监控装置与无线接收模块通过wifi连接可使系统在当前网络基础上运行，进一步降低了系统开发和部署成本。

根据本发明的一个实施例，所述无线发射模块、所述红外发射模块和所述红外接收模块中通过内置电源供电。内置电源供电的各个模块无需设置电源线，能够减少线缆缠绕，从而避免对医护人员正常工作的开展产生影响。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

1)通过红外发射/接收模块对输液瓶内液面进行感知，在监控液面位置的同时不会引起输液瓶内药液的污染；

2)本发明提供的非接触式输液液位感知装置便于安装在当前已有的输液瓶上，从而实现对普通输液瓶内液面的监控，便于推广，且该非接触式输液液位感知装置可重复利用，成本低廉；

3)本发明提供的非接触式输液液位感知装置通过无线发射模块向外接发送有关液面位置的传感信息，无需增加线缆，因此不会影响病房内的医疗活动；

4)本发明提供的非接触液位感知输液系统能够通过监控装置同时监控多个房间内的多个输液瓶，便于统一管理，能极大地提高医务人员的工作效率，减轻他们的工作压力。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的一种带有非接触式输液液位感知装置的输液瓶的结构示意图；

图2和图3分别示出图1中输液瓶在高液位和低液位时的工作状态；

图4示出根据本发明另一个实施例的一种在输液瓶瓶身上固定红外线发射模块的方式；

图5示出根据本发明另一个实施例的一种非接触液位感知输液系统；

图6示出图5中系统的一种工作流程；

图1至图6中，1-瓶身，11-药水液位，21-红外发射模块，211-双面胶，22-红外接收模块，23-红外线，3-蓝牙模块，4-接收及转发装置，5-监控装置。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例一

参考图1示出的带有非接触式输液液位感知装置的输液瓶，瓶身1内装有用于输液治疗的药液。瓶身1外壁上安装有红外发射模块21和红外接收模块22，红外发射模块21和红外接收模块22相对设置，以便红外接收模块22接收红外发射模块21发射的红外线23。红外接收模块22还通过信号线缆与无线发射模块3相连，从而无线发射模块3可根据红外接收模块22接收的红外线向外发送传感信息，该传感信息用于感知瓶身1内药水液位11。无线发射模块3可采用蓝牙模块、wifi模块或zigbee模块，其中蓝牙模块具有体积小、功耗低、价格低廉的优点。当然，本领域技术人员应能理解，上述无线发射模块仅为举例，其他现有的或今后可能出现的无线发射模块如能适用于本发明，也应包含在本发明的保护范围内。

参考图2，当输液瓶的瓶身1中液位较高时，红外发射模块21发射的红外线23穿过瓶身1和瓶内药水被红外接收模块22接收，红外线23可以脉冲形式发射。随着输液进程继续，参考图3，瓶身1中药水减少，药水液位11逐渐降低。由于药水表面张力使得药液液面下凹，当液面到达红外线23位置时，红外线23会发生全反射，红外线23由于光路变化无法到达红外接收模块22。红外接收模块22根据能否接收到红外线23(有时可能是脉冲形式)向无线发射模块3发送不同的数据，供无线发射模块3向外发送编码的传感信息，外部设备接收到无线发射模块3所发送的传感信息后进行解码即可确定红外接收模块22是否接收到了红外线23，进而可判断当前液位是否已经与红外发射模块21齐平。为了尽可能减少药液浪费以及尽可能提高医务人员的工作效率，红外发射模块21、红外接收模块22可尽量低地设置在瓶身1的低液位位置，只要能满足二者相对设置、红外线23能够到达红外接收模块22即可。

为了在瓶身1上安装红外发射模块21、红外接收模块22，可在瓶身1上设置连接件(未示出)。连接件可基于螺纹连接(例如，连接件是带有螺孔的安装座)、卡箍连接(例如，连接件为卡箍，红外发射/接收模块安装在该卡箍上)，或采用其他连接手段，例如卡接、插接、胶接等。参考图4示出的胶接方案，双面胶211为“口”字镂空的框形，中间的镂孔供红外线23穿过。胶接相比于其他固定形式可适应更多类型的输液瓶，例如玻璃瓶、塑胶瓶、塑胶袋等，尤其可适用于输液瓶形状不固定、难以安装支架的情形。

实施例二

参考图5，在实施例一中带有非接触式输液液位感知装置的输液瓶的基础上，非接触液位感知输液系统包括多个上述输液瓶。这些输液瓶分布于多个病房中的多个输液位(例如病房中的多个床位)旁。每个病房设置一个接收及转发装置4，用于接收每个输液瓶上无线发射模块3所发送的传感信号并转发至监控装置5。监控装置5可以是网络计算机，为了快速响应可设置于护士台。接收及转发装置4与监控装置5有线连接(例如通过双绞线)或无线连接(例如通过wifi)。接收及转发装置4包括接收模块和转发模块，接收模块用于接收每个输液瓶发送的无线信号，转发模块用于向监控装置5发送该无线信号。接收及转发装置4可以是一台独立的设备，也可由多台设备分布式地组成，例如多台设备中其中一些提供接收无线信号的功能，另一些则提供发送该无线信号的功能。

红外发射模块、红外接收模块和无线发射模块可采用内置电池供电。考虑到系统的小巧方便，红外模块和无线发射模块使用纽扣电池。这就不得不考虑系统的能耗水平，以避免出现每使用1小时就电池耗尽需要更换的尴尬局面。以常用的cr2032纽扣锂电池为例，输出3v电压，标称容量在210mah。以基于蓝牙通讯的无线发射模块为例，这样的电池容量不足以支撑过于密集频繁的红外收发以及蓝牙报文的通讯。考虑到输液本身是个液面下降极其缓慢的过程，一般情况下，成人输液速度为40-60滴/分钟，儿童为20-40滴/分钟，老人不应超40滴/分钟。每毫升的滴数(滴/毫升)为滴系数，临床上常用滴系数有10、15、20、50等，一般默认为15。输液瓶有玻璃的、塑料瓶、塑料袋的,但容量规格一般有100ml、250ml、500ml三种。所以输液瓶的液面下降速度范围为：输液所用时间(分钟)＝液体总量(100ml-500ml计算)×滴系数(15滴/毫升)÷每分钟滴数(20-60滴/分)，即最小瓶100ml以最快的速度滴注，需要25分钟滴完；最大瓶500ml以最慢速度滴注，需要5小时滴完。最短瓶身高度120mm，液面下降1mm所需的时间最快至少要12.5秒。因此每10s收发一次红外信号脉冲，每30s收发一次蓝牙报文是一个时效性和耗能相平衡的间隔。

参考图6，基于以上系统，从系统上电开始，可先依次检查系统中各部分工作是否正常，例如蓝牙模块等无线发射模块工作是否正常、红外发射模块/红外接收模块工作是否正常、接收及转发装置(有时为hub(集线器)形式)工作是否正常，若不正常需对相应模块进行调试，随后即可开始正常工作，当液面降低到红外接收模块无法接受红外线时在监控装置5触发警报，提示医务人员进行相应处理；处理完毕后复位警报信息即可对输液瓶中药水液位进行下一次监控。

以上详细描述了本发明的具体实施例。

应当理解，本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。