专利名称：医用智能输液气泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及将介质输入人体内的器械，具体是一种利用微计算机及传感技术对输液过程进行全面持久控制与监测的的智能化输液气泵。
临床护理中，静脉输液是治疗抢救病人的重要手段，输液速度完全取决于病人的基本病情及治疗的需要，因此输液速度是关系病人生死存亡的重要问题。近年来，医学科学技术在迅速发展。但是，输液这一传统而古老的方法基本上没有什么进展。其基本原理仍然是利用压力差来进行的。临床上输液速度的控制通常以两种方式实现一是利用夹子的压力控制输液管的口径；二是靠调整输液架及输液瓶的高度以改变压力差。当上述方法不能奏效时，就感到束手无策。如要加快速度，只有采取一些效力很低的办法，如用手去挤压输液皮管，或用输液器吸取液体加压注射。近些年来国外出现了输液泵，基本原理也是类似于用手挤压皮管，只不过是用一只电动机代替手指而已。这种进口泵价格昂贵，约5000多美元一只，一个省级大医院也只能买一两只，中小医院则不敢问津。国内也有仿制品，但质差价高，难于推广使用。
本实用新型的目的是提供一种结构合理，操作方便，性能优良，控制精确，且价格低廉的医用智能输液气泵。
本实用新型采用红外发射接收组件(MTR—C)对信号进行精确检测，(该组件已由本发明人向中国专利局申请专利，专利申请号为95106185.2)。
以下结合附图及附图所示的一个实施例，对本实用新型的内容作详细描述，但本实用新型的内容不限于附图所示。
图1为本实用新型面板的示意图；图2为本实用新型机械执行部分示意图；图3为夹持式液滴检测器工作原理示意图；图4为夹持式液滴检测器结构示意图；图5为卡环式液面检测器示意图；图6液漏检测传感器示意图；图7为本实用新型的电路联结框图；图8为驱动电路与继电器之间的接口示意图；图9为本实用新型驱动电路原理图。
充电电池组(1)，整流、稳压、充电电路板(2)，电压变压器(3)，三通阀(4)，调节螺杆(5)，活塞外套(6)，活塞(7)，活塞杆(8)，标尺(9)，活动限位片(10)，衔铁(11)，固定限位片(12)，驱动弹簧(13)，铁芯(14)，电磁铁(15)，继电器(16)，红外接受管(17)，红外发射管(18)，莫菲式滴管(19)，药液面(20)，定位环卡(21)，金属定位杆(22)，弹簧(23)，弹簧碰珠(24)，卡环(25)，输液瓶(26)，压力传感器(27)，静脉穿刺针(28)，静脉血管(29)，微量气泵(30)，液滴液面检测接头(31)，液漏检测接头(32)，气泵接头(33)。
本实用新型由1、检测部分，2、计算机部分，3、驱动执行部分三个部分所组成，其中的检测部分包括①液滴检测器，②液面检测器，③液漏检测器，液滴检测是用一只透射式红外光传感器(17、18)，安装在输液管中部的莫菲式滴管(19)上，液面检测是采用反射式红外传感器对输液瓶中的剩余液量进行检测，液漏检测采用电阻应变片对液体是否漏出血管外进行检测；其中的计算机部分由单片微处理机、键盘、声光报警电路、液晶显示及驱动电路，液漏检测的放大电路及电压/频率变换电路；其中的驱动执行部分由继电器，驱动电路，电磁铁(15)，微量气泵(30)，驱动弹簧(13)，衔铁(11)，限位盘(10、12)，三通阀(4)，调节螺杆(5)组成，三通阀上安装有两只单向阀(A、B)，调节螺杆上装有固定限位片(12)和活动限位片(10)，微量气泵(30)由活塞外套(6)，活塞(7)及活塞杆(8)组成。
在附图所示的实施例中，液面检测，液滴检测及液漏检传感测均采用通用超微型红外发射接收组件，发射部分是采用NE555构成的自激多谐振荡器，产生约30千赫兹的调制脉冲，使红外发射管D1发射红外光信号。采用红外接受集成电路CX20106，该电路具有前置放大，选频放大，脉冲整形电路，当光敏管D接受到相同频率的调制红外光信号时，就输出一个负脉冲，这些组件均能送出标准计算机接口信号。单片机采用80C31，软件用MCS—51机器语言编制，键盘为薄膜开关轻触式按键，与面板成为一体化结构。声光报警电路采用玩具、大哥大模拟语音电路，它有8种不同的模拟声可以使用，电路简单方便，效果较好。数字显示部分用4位液晶显示器，驱动电路模块为7211。驱动执行机构中，电磁铁，微量气泵，三通阀等装置为避免干扰，均装在一个铝铸铁外壳中，分上下两层，上层为计算机电路等弱电部分，下层为机械，驱动及电源等强电部分，所有元器件均采用贴片式微封装器件，与检测装置的连接器采用高质量的小型航空插头座。
本实用新型的工作原理与操作方法如下将输液瓶上的进气管与输液泵的气泵接头连接，气泵工作时，瓶内液体由于重力作用，使瓶内形成负压，液体不能从输液管流出。当静脉穿刺针进入血管后，开启输液泵，泵按每分钟5毫升的速度进行工作。根据经验，目前所用的一次性输液器1毫升大约为16—20滴，微量气泵每一行程注入0.1毫升空气，工作十次注入1毫升，50次5毫升。由于流出的液体是等于注入的空气量。因此，只要控制注入的空气量和速度就可以方便地控制输液速度，每分钟的输液速度可以由键盘方便的输入，单位为毫升。
液滴检测装置通过对液滴计数，计算出每分钟输液量，如速度与要求不符，可在计算机控制下调整气泵的工作频率，从而调整输液速度，每检测到一滴液体，就给出声光信号，按下消音键，则仅有光信号。
液面检测为安全保护装置，设一道最低液面的安全线，如检测到此线，则给出报警讯号，有两个作用，一是提醒更换液体；二是计算机自动减慢滴速为每分钟2毫升，如发现液面报警后，同时无液滴信号，则说明液体已全部输完，气泵停止工作，并给出紧急报警信号。以防止气体进入血管。如在液面报警线上，无液滴信号，说明液体堵塞，给出报警信号，气泵立即停止工作。
液漏检测传感器，由压力应变片构成，输液针头刺进血管并固定后，在针尖近心端皮肤表面，用胶布固定应变片，计算机对此时的压力信号给予调整。如在输液过程中液面漏出，局部皮肤将肿胀，压迫应变片变形，输出电压明显增高，经电压/频率变换后，频率增高，给出报警讯号，同时气泵停止工作。
本实用新型的气泵在脉冲电平控制下工作，计算机根据规定的输液速度，输出脉冲信号，脉冲经过功率放大后，驱动继电器，继电器使电磁铁按脉冲频率工作。当有电流通过电磁铁时，产生磁力，吸动微量气泵活塞杆顶部的衔铁，带动活塞作吸气动作，单向阀A阀关闭，B阀打开，空气进入泵内，同时驱动弹簧被压缩，当无电流通过电磁铁时，磁性消失，活塞杆受驱动弹簧等腾作用，推动活塞，A阀打开，B阀关闭，空气被推出气泵，进入输液瓶内，空气每次工作排出的气量由调节螺杆调节，范围在0.1—0.3毫升，一般调在0.1或0.2毫升，活动限位片又是调节指针，侧面的有机玻璃墙上印有刻度。
在附图所示的实施例中，液面检测，液滴检测及液漏检传感测均采用通用超微型红外发射接收组件，发射部分是采用NE555构成的自激多谐振荡器，产生约30千赫兹的调制脉冲，使红外发射管D1发射红外光信号。采用红外接受集成电路CX20106，该电路具有前置放大，选频放大，脉冲整形电路，当光敏管D接受到相同频率的调制红外光信号时，就输出一个负脉冲，这些组件均能送出标准计算机接口信号。单片机采用80C31，软件用MCS—51机器语言编制，键盘为薄膜开关轻触式按键，与面板成为一体化结构，本实用新型可通过无线方式与上位计算机通讯，并在上位计算机控制下工作。
与现有技术相比，本实用新型具有有以下突出的优点1、本实用新型由于应用微计算机技术及传感技术，可对输液过程进行全面持久的智能化监测及控制，解决了长期以来在临床护理中，人们一直渴望解决，但始终未能获得成功的技术难题；2、用气压调节式输液泵代替机械挤压式，气泵动力是由电磁铁及弹簧产生，而不是传统的电动机产生；微量气泵以脉冲高频方式工作，准确；液面检测、液滴检测、液漏检测使用专用传感器组件。这些结构特点，使本实用新型安全可靠性大大提高，抗干扰能力强，操作使用方便；3、本实用新型构思巧妙，结构新颖，采用微电子元件，整个装置体积小、重量轻、功能强，价格低廉，售价仅为进口同类装置的百分之一，因此具有良好的市场前景和巨大的经济效益。
权利要求1.一种医用智能输液气泵，其特征是由检测部分，计算机部分，驱动执行三个部分所组成，其中的检测部分包括①液滴检测器②液面检测器③液漏检测器，液滴检测是用一只透射式红外光传感器(17、18)，安装在输液管中部的莫菲式滴管(19)上，液面检测是采用反射式红外传感器对输液瓶中的剩余液量进行检测，液漏检测采用电阻应变片对液体是否漏出血管外进行检测；其中的计算机部分由单片微处理机、键盘、声光报警电路、液晶显示及驱动电路，液漏检测的放大电路及电压/频率变换电路；其中的驱动执行部分由继电器，驱动电路，电磁铁(15)，微量气泵(30)，驱动弹簧(13)，衔铁(11)，限位盘(10、12)，三通阀(4)，调节螺杆(5)组成，三通阀上安装有两只单向阀(A、B)，调节螺杆上装有固定限位片(12)和活动限位片(10)，微量气泵(30)由活塞外套(6)，活塞(7)及活塞杆(8)组成。
2.根据权利要求1所述的一种智能输液气泵，其特征是液面检测，液滴检测及液漏检传感测均采用通用超微型红外发射接收组件，发射部分是采用NE555构成的自激多谐振荡器，红外接受集成电路为CX 20106，该电路具有前置放大，选频放大，脉冲整形电路，单片机采用80C31，软件用MCS—51机器语言编制，键盘为薄膜开关轻触式按键，与面板成为一体化结构，声光报警电路采用玩具、大哥大模拟语音电路，数字显示部分用4位液晶显示器，驱动电路模块为7211。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能输液气泵，其特征是驱动执行机构中，电磁铁，微量气泵，三通阀等装置均装在一个铝铸铁外壳中，分上下两层，上层为计算机电路等弱电部分，下层为机械，驱动及电源等强电部分，所有元器件均采用贴片式微封装器件，与检测装置的连接器采用高质量的小型航空插头座。
专利摘要本实用新型公开了一种利用微电子技术对输液过程控制与监测的智能输液气泵。它由检测部分，计算机部分，驱动执行三个部分所组成，检测部分包括(1)液滴检测器(2)液面检测器(3)液漏检测器，驱动执行机构中，电磁铁，微量气泵，三通阀等装置均装在一个铝铸铁外壳中，分上下两层，上层为计算机电路等弱电部分，下层为机械，驱动及电源等强电部分，所有元器件均采用贴片式微封装器件，与检测装置的连接器采用高质量的小型航空插头座。
文档编号A61M5/142GK2221418SQ95216520
公开日1996年3月6日 申请日期1995年7月5日 优先权日1995年7月5日
发明者陈国经, 何琼英, 陈英涛 申请人:陈国经, 何琼英