输液报警器及输液报警系统的制作方法

本申请涉及电子医疗器械技术领域，尤其涉及一种输液报警器及输液报警系统。

背景技术：

静脉输液是临床护理工作中最常用、最重要的医疗手段。目前，大部分医院采用护士巡视方法，医护人员一对多护理监测病人输液进度，这样护士工作强度较大，服务质量得不到保证，也极易出错。少部分医院会采用人工肉眼监控的方式，但人工肉眼监控，受到人精力的影响和制约，容易出现贻误，一旦出现贻误，极有可能出现医疗事故。为此，少部分医院采用的是将针插入输液管内去感知输液情况的报警器，这种报警器的缺点是针头会对药液造成污染，并且在发出报警后，医护人员距离较远可能处理不及时。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种输液报警器及输液报警系统，以解决以上技术问题。

本申请的目的是通过以下技术方案实现的：

一种输液报警器，安装在输液管管壁外，包括：发光模块、纯电阻、光敏电阻、振荡电路、扬声器模块、断液模块、数据处理模块、无线传输模块；其中：

所述发光模块和所述光敏电阻分别安装在所述输液管相对的两侧壁上；其中，所述发光模块的出光侧朝向所述光敏电阻；

所述纯电阻的第一端连接电源正极，第二端分别连接所述光敏电阻的第一端和所述振荡电路的第一端；

所述光敏电阻的第二端用于连接电源负极；

所述振荡电路的第二端连接所述扬声器模块的第一端；

所述扬声器模块的第二端用于连接电源正极，第三端用于连接所述电源负极；

所述振荡电路，用于在所述振荡电路的第一端输入电压高于预设阈值时，产生振荡并发送给所述扬声器模块；

所述扬声器模块，用于在接收所述振荡电路的振荡后，发出声音以报警；

所述断液模块，包括电机、第一夹板和第二夹板；所述第一夹板和第二夹板分别安装在所述输液管相对的两侧壁上；所述电机固定设置在所述第一夹板上；所述电机连接所述振荡电路，所述电机通过力臂连接所述第二夹板；所述电机用于在接收到所述振荡电路的振荡后，通过所述力臂带动所述第二夹板向所述第一夹板方向移动以挤压所述输液管；

所述数据处理模块分别连接所述振荡电路和所述无线传输模块，用于接收到所述振荡电路的振荡后，通过所述无线传输模块向主机发送报警信号。

较佳的，所述发光模块为红外光发射器。

较佳的，所述光敏电阻为光敏三极管或者光敏二极管。

具体的，所述振荡电路包括：稳压电路、一个由二极管和振荡单元组成的串联结构；其中：

所述二极管的正极与所述振荡单元的第一端连接；

所述稳压电路的第一端连接所述纯电阻的第二端，第二端连接所述二极管的负极；

所述扬声器模块的第一端连接所述振荡单元的第二端；

当所述二极管反向偏置时，所述振荡单元起振。

具体的，所述振荡电路包括：稳压电路、N个由二极管和振荡单元组成的串联结构；N为大于1的正整数；

每个所述串联结构中，所述二极管的正极与所述振荡单元的第一端连接；

N个所述串联结构之间按预设顺序依次串联；其中，串联时，第n个所述所述串联结构中的所述振荡单元的第二端连接第n+1个所述串联结构中的所述二极管的负极；其中，n为正整数，n小于N；

所述稳压电路的第一端连接所述纯电阻的第二端，第二端连接第1个所述串联结构中的所述二极管的负极；

所述扬声器模块的第一端连接第N个所述串联结构中的所述振荡单元的第二端；

当各所述二极管反向偏置时，各所述振荡单元起振。

较佳的，所述断液模块还包括电源模块；

所述电源模块连接所述电机，为所述电机供电。

较佳的，还包括具有遮光性的外壳，所述发光模块和光敏电阻设置于所述外壳内。

较佳的，所述数据处理模块为单片机。

较佳的，所述无线传输模块为蓝牙模块。

一种输液报警系统，包括至少一个输液报警器和主机；其中，所述输液报警器为如以上任一项所述的输液报警器；

所述主机，用于接收各所述输液报警器发出的报警信号，并在接收到报警信号时，发出警报。

本申请的实施例提供的技术方案的有益效果如下：

本申请的实施例提供的技术方案中，输液报警器的发光模块和光敏电阻分别安装在输液管相对的两侧壁上，发光模块的出光侧朝向光敏电阻；输液管内部有无液体，会影响光敏电阻接收的发光模块的出光侧发射光束的光强，从而影响光敏电阻的阻值。当输液管的被检测部位从内部有液体变到内部无液体的状态时，输液管对于光的折射作用强度不同，造成了光敏电阻接收的光强不同，使得光敏电阻的阻值不同。纯电阻和光敏电阻构成分压电路，光敏电阻的阻值的变化，影响分压结果，即影响纯电阻和光敏电阻之间的连接点处的电压。振荡电路的第一端连接纯电阻和光敏电阻之间的连接点，第二端连接扬声器模块。由于振荡电路是否振荡，受到两端电压大小的影响，又由于振荡电路与扬声器模块的连接一端的电压基本不变，所以振荡电路是否振荡受电路是否振荡，受到纯电阻和光敏电阻之间的连接点处，即第一端的电压的影响。振荡电路的第一端输入电压高于预设阈值时，产生振荡并发送给扬声器模块、断液模块和数据处理模块。扬声器模块在接收振荡电路的振荡后，发出声音以报警；断液模块接收到接收振荡电路的振荡后，电机带动第二夹板向第一夹板移动，挤压输液管，减缓药液的流速；数据处理模块接收到接收振荡电路的振荡后，向无线传输模块传送报警信号，无线传输模块在收到报警信号后，向主机发送报警信号。从该方案中可以看出，该输液报警器的各模块都设置在输液管的外侧，就可以完成对输液情况的监控并可以适时发出警报，无需伸入输液管内部，不会对药液造成污染；自动断液，减缓了药液流速，增加了医务人员反应时间，可以及时处理；采用无线传输功能发送报警信号，避免了采用传输线连接，简化了线路。

附图说明

图1为根据一示例性实施例示出的一种输液报警器的结构示意图；

图2为根据一示例性实施例示出的一种输液报警器的电路结构示意图；

图3为根据一示例性实施例示出的另一种输液报警器的电路结构示意图；

图4为根据一示例性实施例示出的一种输液报警系统结构示意图。

附图标记：

1-发光模块；2-纯电阻；3-光敏电阻；4-振荡电路；41-稳压电路；42-振荡单元；43-二极管；5-扬声器模块；6-断液模块；7-数据处理模块；8-无线传输模块；9-输入模块；10-主机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请提供的一种输液报警器及输液报警系统进行详细的说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种输液报警器，安装在输液管管壁外，如图1所示，包括：发光模块1、纯电阻2、光敏电阻3、振荡电路4、扬声器模块5、断液模块6、数据处理模块7、无线传输模块8；其中：

发光模块1和光敏电阻3分别安装在输液管相对的两侧壁上；其中，发光模块1的出光侧朝向光敏电阻3；

纯电阻2的第一端连接电源正极，第二端分别连接光敏电阻3的第一端和振荡电路4的第一端；

光敏电阻3的第二端用于连接电源负极；

振荡电路4的第二端连接扬声器模块5的第一端；

扬声器模块5的第二端用于连接电源正极，第三端用于连接电源负极；

振荡电路，用于在振荡电路的第一端输入电压高于预设阈值时，产生振荡并发送给扬声器模块；

扬声器模块5，用于在接收振荡电路4的振荡后，发出声音以报警。

断液模块，包括电机、第一夹板和第二夹板；第一夹板和第二夹板分别安装在输液管相对的两侧壁上；电机固定设置在第一夹板上；电机连接振荡电路，电机通过力臂连接第二夹板；电机用于在接收到振荡电路的振荡后，通过力臂带动第二夹板向第一夹板方向移动以挤压输液管；

数据处理模块分别连接振荡电路和无线传输模块，用于接收到振荡电路的振荡后，通过无线传输模块向主机发送报警信号。

其中，发光模块1和光敏电阻3为光电感应部分，采用的是光折射式原理设计。发光模块1和光敏电阻3形成槽形光电耦合器，输液管设置在槽路中。当输液管中有液体和没有液体时，对发光模块发射的光有不同的折射系数。

本申请的实施例提供的技术方案中，输液报警器的发光模块和光敏电阻分别安装在输液管相对的两侧壁上，发光模块的出光侧朝向光敏电阻；输液管内部有无液体，会影响光敏电阻接收的发光模块的出光侧发射光束的光强，从而影响光敏电阻的阻值。当输液管的被检测部位从内部有液体变到内部无液体的状态时，输液管对于光的折射作用强度不同，造成了光敏电阻接收的光强不同，使得光敏电阻的阻值不同。纯电阻和光敏电阻构成分压电路，光敏电阻的阻值的变化，影响分压结果，即影响纯电阻和光敏电阻之间的连接点处的电压。振荡电路的第一端连接纯电阻和光敏电阻之间的连接点，第二端连接扬声器模块。由于振荡电路是否振荡，受到两端电压大小的影响，又由于振荡电路与扬声器模块的连接一端的电压基本不变，所以振荡电路是否振荡受电路是否振荡，受到纯电阻和光敏电阻之间的连接点处，即第一端的电压的影响。振荡电路的第一端输入电压高于预设阈值时，产生振荡并发送给扬声器模块、断液模块和数据处理模块。扬声器模块在接收振荡电路的振荡后，发出声音以报警；断液模块接收到接收振荡电路的振荡后，电机带动第二夹板向第一夹板移动，挤压输液管，减缓药液的流速；数据处理模块接收到接收振荡电路的振荡后，向无线传输模块传送报警信号，无线传输模块在收到报警信号后，向主机发送报警信号。从该方案中可以看出，该输液报警器的各模块都设置在输液管的外侧，就可以完成对输液情况的监控并可以适时发出警报，无需伸入输液管内部，不会对药液造成污染；自动断液，减缓了药液流速，增加了医务人员反应时间，可以及时处理；采用无线传输功能发送报警信号，避免了采用传输线连接，简化了线路。

发光模块的种类有多种。较佳的，发光模块可以但不限于为红外光发射器。红外光发射器的种类也有多种。例如，红外光发射器可以为红外发光二极管。

光敏电阻的种类有多种。较佳的，光敏电阻可以但不限于为光敏三极管或者光敏二极管。

其中，光敏三极管或者光敏二极管的阻值随光强的增大而变小。

其中，振荡电路的具体结构有多种。下面列举其中可能的几种。

一些实施例中，如图2所示，振荡电路包括：稳压电路41、一个由二极管43和振荡单元组成的串联结构42；其中：

二极管43的正极与振荡单元41的第一端连接；

稳压电路1的第一端连接纯电阻的第二端，第二端连接二极管43的负极；

扬声器模块5的第一端连接振荡单元42的第二端；

当二极管43反向偏置时，振荡单元42起振。

一些实施例中，振荡电路包括：稳压电路、N个由二极管和振荡单元组成的串联结构；N为大于1的正整数；

每个串联结构中，二极管的正极与振荡单元的第一端连接；

N个串联结构之间按预设顺序依次串联；其中，串联时，第n个串联结构中的振荡单元的第二端连接第n+1个串联结构中的二极管的负极；其中，n为正整数，n小于N；

稳压电路的第一端连接纯电阻的第二端，第二端连接第1个串联结构中的二极管的负极；

扬声器模块的第一端连接第N个串联结构中的振荡单元的第二端；

当各二极管反向偏置时，各振荡单元起振。

这种采用多个振荡单元的结构，与前一种结构相比，电路的振荡更加稳定，可以对振荡进行调节从而改变响铃频率。

下面以N＝2为例，对电路结构进行具体说明：

如图3所示，振荡电路4包括：稳压电路41、2组二极管43和振荡单元42构成的串联结构。

其中，按图中从左向右的顺序，2组串联结构分别为第一组串联结构、第二组串联结构。

稳压电路41的第一端连接纯电阻2的第二端，第二端连接第一组串联结构中的二极管43的负极；第一组串联结构中的二极管43的正极连接振荡单元42的第一端；第一组串联结构中的振荡单元42的第二端，连接第二组串联结构中的二极管43的负极，第二组串联结构中二极管43的正极连接振荡单元42的第一端；第二组串联结构中振荡单元42中的第二端连接扬声器模块5的第一端。

其中，稳压模块41包括：第一电阻R1，第一反相器U1，第二反相器U2。稳压模块41的第一端连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接第一反相器U1的第一端，第一反相器U1的第二端连接第二反相器U2的第一端，第二反相器U2的第二端连接稳压模块41的第二端。

其中，振荡单元42包括：第二电阻R2、第三电阻R3、第三反相器U 3、第四反相器U4、电容C。振荡单元42的第一端分别连接第二电阻R2第一端和第三反相器U3的第一端，第三反相器U3的第二端分别连接第三电阻R3的第一端和第四反相器U4的第一端，第四反相器U4的第二端连接振荡单元42的第二端和电容C的第一端，电容C的第二端分别连接第二电阻R2的第二端和第三电阻R3的第二端。

其中，扬声器模块5包括：扬声器HA、第四电阻R4、第一三极管M1、第二三极管M2。三极管以NPN型管为例，扬声器模块5的第一端连接第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端连接第一三极管M1的基极，第一三极管M1的发射极连接第二三极管M2的基极，第二三极管M2的发射极连接扬声器模块5的第三端，第一三极管M1的集电极和第二三极管M2的集电极分别连接扬声器HA的第一端，扬声器HA的第二端连接扬声器模块5的第二端。

如图2所示的振荡电路，采用了二极管控制振荡单元起振的方式，来达到控制振荡电路的振荡。其中当振荡电路的第一端的电压输入高电平时，各二极管反向偏置，各振荡单元起振，振荡电路振荡，第二振荡单元产生的振荡通过振荡电路第二端向扬声器模块传送，可以通过调节第二振荡单元中的各部件，来改变第二振荡单元产生的振荡的频率，从而改变接收该振荡的扬声器模块的响铃频率。

一些实施例提供的输液报警器中，断液模块还包括电源模块；

电源模块连接电机，为电机供电。

采用这种方式为电机供电，极大的提高了电机的稳定性。

一些实施例中，输液报警器还包括：具有遮光性的外壳，发光模块和光敏电阻设置于外壳内。这种具有遮光性的外壳，有效的避免了自然光对输液报警器光敏电阻的影响，提高了输液报警器的报警的正确率。

较佳的，数据处理模块可以但不限于单片机。具体的可以为51单片机，51单片机体积小，成本低。

较佳的，无线传输模块可以但不限于为蓝牙模块。蓝牙模块体积小，成本低。

较佳的，一些实施例提供的输液报警器，还包括输入模块9，输入模块9连接数据处理模块7，用于输入相关信息。其中，相关信息包括输液报警器所在的位置信息，比如，楼层号、房间号等等。

本申请实施例还提供一种输液报警系统，包括至少一个输液报警器和主机；其中，输液报警器为如以上任意实施例所述的输液报警器；主机，用于接收各输液报警器发出的报警信号，并在接收到报警信号时，发出警报。其中，主机接收来自各输液报警器的无线传输模块的信息，并发出警报，使得主机处的医务人员可以及时收到报警信息并处理。

下面以一具体输液报警系统为例，对本申请实施例提供的一种输液报警器及输液报警系统进行更加详细的说明。

一些实施例中，基于图1、图3和图4，输液报警系统包括：M个输液报警器和主机10。其中，输液报警器包括：发光模块、纯电阻、光敏电阻、振荡电路、扬声器模块、断液模块、数据处理模块、无线传输模块。

其中，图3中各串联结构按从左到右的顺序排序，如，从左到右为第一组串联结构、第二组串联结构。

当有患者需要输液时，在病人正常输液之后，医务人员将输液报警器安装在输液管上。

其中，发光模块为红外发光二极管；光敏电阻为光敏三极管。输液管内部有液体时光敏电阻的阻值为11千欧，输液管内部没有液体时光敏电阻的阻值为20千欧，本实施例纯电阻的阻值为63千欧。电源的电压为5V。

其中，发光模块和光敏电阻构成输液报警器的光电感应部分，采用一只型号为MOCH22A的槽形光电耦合器，在其槽路中卡入透明的输液管，当输液管中有液体和没有液体时，对其红外发射管发射的红外线有不同的折射系数。调整槽形光耦的位置，使有液体时其输出端的光敏三极管接收到的红外光最强，此时，光敏三极管呈低阻态，其等效电阻与纯电阻分压的结果使第一反相器U1输入低电平，输出高电平经第二反相器U2再次反相后使第二反相器U2输出低电平，第一组串联结构的二极管43正向偏置，第一组串联结构的振荡单元42因前第一组串联结构的二极管43的钳制作用而无法起振，第一组串联结构的第三反相器U3输入低电平，第四反相器U4输出低电平；同样，因第一组串联结构的第四反相器U4输出低电平使第二组串联结构的二极管43正向偏置，而使第二组串联结构的振荡单元42无法起振，扬声器5不发声。

当输液管中变为没有液体时，由于空气的折射系数要小于液体，改变了原来的折射体系，光敏三极管能够接收到的红外光强变小，输出高阻态，经过与纯电阻分压，使第一反相器U1输入高电平而使第二反相器U2输出高电平。第一组串联结构的二极管43反向偏置，从而解除了对第一组串联结构的振荡单元42的控制。第一组串联结构的控振荡单元42开始振荡，从而控制第一组串联结构的振荡单元42起振，输出间歇地音频信号，经由第一三极管M1、第二三极管M2组成的达林顿管放大后推动扬声器发声报警。

为了方便医务人员工作，考虑到医务人员的反应时间，输液报警器设置了断液模块，断液模块在接收到振荡单元的振荡信号后，会通过电机带动第二夹板向第一夹板移动，从而挤压输液管，达到减缓药液流速甚至断液的作用，来为医务人员争取更多的处理时间。

为了方便医务人员工作，各输液报警器还包括输入模块，用于方便医务人员输入使用该输液报警器所在的位置的楼层及床号。在输液报警器报警时，会发送该输液报警器所在的位置的楼层及床号，方便医务人员及时找到报警地点。

其中，输入模块可以为按键输入或者触摸屏输入。

其中，输液报警器还包括显示屏，显示屏可以为液晶显示屏，各输液报警器采用1602型号的液晶显示屏，这种1602型号的液晶显示屏的可以显示两行数据，第一行显示楼层以及房间号，第二行显示输液报警器的状态。

在输液报警系统中，主机10和各输液报警器可以选择单片机结构来进行数据处理，基于一种现有的单片机，采用的数据传输处理方案具体如下：

在数据传输方式上，输液报警器和主机10都采用蓝牙模块作为无线传输模块，使输液报警器和主机10都可以接收和发送数据。

为了便于数据传输，具体的，可以按如下方式进行设置：

将8个二进制位的数据的第一位设置为状态位，用于指示该输液报警器是否处于报警状态，例如，如果处于报警状态，状态位置1，反之状态位置0；第二位到第四位设置为楼层号，例如，0对应1楼，1对应2楼；末四位设置为房间号，例如房间号可以为1到16。其中，可以根据实际情况来分配各位的含义，上述设置只是其中一种设置方式。

当单片机输液报警器上机时，需要先设置楼层以及房间号，如果采用按键输入，可以通过设置P3.0、P3.1以及P3.2这三个按键实现此功能，按一次P3.0，设置楼层号，按一次P3.1，楼层号加1，按一次P3.2楼层号减1；按第二次P3.0，设置房间号，房间号的改变通过按键P3.1以及P3.2来实现；按第三次P3.0，完成输液报警器初始化。其中，这只是以一种输入方式为例说明，并非限定。

还需要预先将使用的输液报警器的地址存入主机10。其中，以输液报警器的地址存入主机10的顺序为输液报警器排序。主机10采用轮询的方式，来与各输液报警器进行数据交互，即主机10向各输液报警器发送第一个输液报警器的地址，各输液报警器接到该地址后，与自身地址比对，若相同则向外发送信号，与主机10建立数据联系。之后主机10发送下一个输液报警器的地址，各输液报警接收到该地址后，重复如上步骤。直到与所有输液报警器取得联系，主机10再次发送第一个输液报警器的地址，如此循环。

为主机10预设等待时间A秒，例如预设等待时间为3秒。当主机10发送某一个输液报警器的地址，持续3秒未取得联系，则报警，并默认已经取得联系。

本实施例中，单片机为51单片机，采用串行通信方式三进行通信。串行通信方式三为11位数据的异步通信方式。

较佳的，为防止主机10意外断电，主机10中包括：寄存器，每次轮询结束后，将各输液报警器地址数组保存寄存器中。当主机10上电后，先将寄存器中保存的各输液报警器地址数组转移到在地址数组中。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。