一种输液器液滴测量装置的制作方法

本发明涉及医疗测量领域，更具体地说，它涉及一种输液器液滴测量装置。

背景技术

测量输液器滴壶中的液滴，用于输液过程中的监视，或者对输液滴速进行控制。

现有的测量方案是使用光元件发射与接收，当有液滴经过时，会在接收部件产生一下扰动，使用硬件或软件的方法识别这个扰动，就能判断是否有液滴滴下。

当滴壶倾斜时，滴壶内的液体会将测量元件进行遮挡，从而使测量结果产生偏差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种输液器液滴测量装置，能够对滴壶内液滴的滴速进行精确测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种输液器液滴测量装置，包括用于夹持滴壶的夹持装置、以及用于测量滴壶内液滴流速的测量系统，所述夹持装置包括用于夹持滴壶的让位槽、以及与外界设备相卡接的卡接槽，所述测量系统包括：

检测模块，设置在让位槽内，用于检测滴壶内的液滴；当液滴向下滴落时，监测模块输出检测信号；

信号处理模块，连接于检测模块，用于接收来自检测模块的检测信号；当接收到检测信号时，输出数字序列信号；

信号输出模块：连接于信号处理模块，用于连接外部设备；当接收到数字序列信号时，通过信号输出模块将数字序列信号传输至外界设备。

通过采用上述技术方案，通过夹持装置的让位槽将滴壶夹紧，再通过卡接槽将输液器液滴测量装置与外部设备进行卡接，随后检测模块对滴壶内的液滴进行检测；当液滴向下滴落时对检测模块的检测情况造成扰动，从而使检测模块向信号处理模块输出检测信号；当信号处理模块接收到检测信号时，对检测信号进行处理，输出数字序列信号，并通过信号输出模块将数字序列信号输出给外部设备，完成对液滴流速的检测；通过夹持装置的夹持，能够对滴壶的位置进行限定，避免滴壶倾斜过多而影响检测，从而保证了检测的精确度。

较佳的，所述检测模块包括：

启动单元，设置在夹持装置外表面，用于输出启动信号；

控制输出单元，连接于启动单元，用于接收启动信号；当接收到启动信号时，间歇性输出控制信号；

液滴检测单元，连接于控制输出单元，用于接收控制信号；当接收到控制信号时，对滴壶内的液滴进行检测，当有液滴滴落时输出检测信号。

通过采用上述技术方案，按下启动单元，从而使检测系统开始工作，并通过启动单元向控制输出单元输出启动信号，当控制输出单元接收到启动信号时间歇性输出控制信号，当液滴检测单元接收到控制信号时，对滴壶内的液滴进行检测，当有液滴滴落时输出检测信号；由于控制输出单元间歇性的输出控制信号，使液滴检测单元间歇性的对液滴进行检测，从而减少了功耗。

较佳的，所述检测模块还包括信号放大单元，所述信号放大单元包括：

第一放大单元，连接于红外接收模块，用于接收检测信号；当接收到检测信号时，对检测信号进行放大，并输出一级放大信号；

第二放大单元，连接于第一放大单元，用于接收以及放大信号；当接收到以及放大信号时，输出检测放大信号。

通过采用上述技术方案，检测信号经两级放大能够使信号放大的更加精确和稳定，从而提高检测的精度。

较佳的，所述控制输出单元设置为555振荡输出电路。

通过采用上述技术方案，555振荡输出电路能够输出方波脉冲，从而控制液滴检测单元，使液滴检测单元间接性的对滴壶内的液滴进行检测，从而降低了功耗。

较佳的，所述信号处理模块设置为单片机。

通过采用上述技术方案，单片机能够产生数字序列，通过对数字序列的分析实现对漏测或不测的判定，提高测量精度。

较佳的，所述液滴检测单元包括若干依次排列用于发射红外光的红外发光二极管和用于接收红外光的接收二极管。

通过采用上述技术方案，若干依次排列的红外发光二极管能够增大信号发射范围，接收二极管能够增大信号接收范围，从而减少因滴壶倾斜使滴壶内的液体对红外发光二极管造成的遮挡，提高了测量精度。

较佳的，所述测量系统还包括存储模块：连接于信号处理模块，用于接收来自信号处理模块的数字序列信号；当接收到数字序列信号时，将数字序列进行存储。

通过采用上述技术方案，当存储模块接收到数字序列信号时，将数字序列进行存储，方便对信号波形进行对比，从而方便工作人员对液滴流速进行分析调整。

较佳的，所述存储模块设置为型号为al422b的存储器。

通过采用上述技术方案，能够提高存储精度和存储效果，保证了存储结果的精确性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过设置若干依次排列的红外发光二极管和接收二极管，能够在滴壶处于倾斜状态时保证对滴壶内的液滴进行测量，从而提高了测量精度；

2、通过设置控制输出模块能够对液滴检测单元进行控制，从而降低了功耗；

3、通过设置信号处理模块，能够产生数字序列，通过对数字序列的分析实现对漏测或不测的判定，提高测量精度；

4、通过将测量系统设置在夹持装置内部，能够减少外界对测量信号的干扰，提高了测量精度。

附图说明

图1为一种输液器液滴测量装置结构示意图；

图2为一种输液器液滴测量装置结构剖视图；

图3为一种输液器液滴测量装置结构爆炸图;

图4为测量系统电路图；

图5为检测模块电路图；

图6为信号放大模块电路图；

图7为模数转换模块电路图；

图8为信号处理模块电路图；

图9为存储模块电路图；

图10为信号处理模块的信号处理流程图。

附图标记：1、滴壶；11、上滴管；12、下滴管；2、夹持装置；22、让位槽；221、左夹持块；222、右夹持块；224、测量口；225、卡定条；23、卡接槽；3、测量系统；31、检测模块；311、启动单元；312、控制输出单元；313、液滴检测单元；33、信号放大单元；331、第一放大单元；332、第二放大单元；34、模数转换模块；35、信号处理模块；36、存储模块；37、信号输出模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种输液器液滴测量装置，如图1及图3所示，包括用于夹持滴壶1的夹持装置2，所述夹持装置2包括用于夹持滴壶1的让位槽22、以及与外界设备相卡接的卡接槽23；让位槽22夹持滴壶1，从而方便将滴壶1从让位槽22上取下。

如图1及图2所示，滴壶1的顶端与底部分别连接有上滴管11和下滴管12，上滴管11、滴壶1以及下滴管12的中心轴线始终处于同一直线上，从而保证液滴能迅速从上滴管11滴入滴壶1，并从滴壶1经下滴管12流出；上滴管11方便液体从外部滴入滴壶1，下滴管12使滴壶1内的液体流出。

如图1及图2所示，让位槽22还包括设置在让位槽22左侧的左夹持块221、以及与左夹持块221一体化连接的右夹持块222，左夹持块221与右夹持块222配合构成c形让位槽22，滴壶1卡接在让位槽22内，并通过左夹持块221与右夹持块222一体化连接的部分保持滴壶1的壶身呈竖直状态。

如图1及图2所示，让位槽22垂直于滴壶1竖直轴线方向的长度长于底座21垂直于滴壶1竖直轴线方向的长度，因而让位槽22与底座21形成开口背离右夹持块222的c形卡接槽23，夹持装置2通过卡接槽23与外界设备相卡接。

如图4所示，该输液器液滴测量装置还包括用于测量滴壶1内液滴的滴落情况的测量系统3，测量系统3包括：

检测模块31，设置在让位槽22内，用于检测滴壶内的液滴；当液滴向下滴落时，监测模块输出检测信号；

信号处理模块35，连接于检测模块31，用于接收来自检测模块31的检测信号；当接收到检测信号时，输出数字序列信号；

信号输出模块37，连接于信号处理模块35，用于连接外部设备；当接收到数字序列信号时，通过信号输出模块37将数字序列信号传输至外界设备。

当液滴向下滴落时，液滴对检测模块31的检测情况造成扰动，从而使检测模块31向信号处理模块35输出检测信号；当信号处理模块35接收到检测信号时，对检测信号进行处理，输出数字序列信号，并通过信号输出模块37将数字序列信号输出给外部设备，完成对液滴流速的检测。

如图5所示，检测模块31包括：

启动单元311，设置在右夹持块222的外表面，用于输出启动信号；优化的，启动单元311设置为按钮sw；

控制输出单元312，连接于启动单元311，用于接收启动信号；当接收到启动信号时，输出控制信号；如图5所示，控制输出单元312设置为555计时器，555计时器的trl管脚和con相并联，并经直流变换器与启动单元311连接，直流变换器向控制输出单元312供电；555计时器的thr管脚和gnd管脚接地，vcc管脚和res管脚与电源相连接，dis管脚和vcc管脚之间连接有电阻r1，dis管脚和con管脚之间连接有电阻r2，电阻r1与电阻r2并联，out管脚输出脉冲信号；

液滴检测单元313，连接于控制输出单元312，，用于接收控制信号；当接收到控制信号时，对滴壶内的液滴进行检测，当有液滴滴落时输出检测信号；优化的，如图5所示，液滴检测单元313设置为若干依次排列的红外发光二极管da1~dan和若干依次排列并相互并联的接收二极管db1~dbn；每个红外发光二极管分别与一个限流电阻ra1~ran串联，然后再整体并联，并联后再通过一个可调电流采样电阻rc接地，通过调整可调电流采样电阻rc1，可以调整发射强度；接收二极管并联后通过外接一个可调电阻rc2而接地。

先通过调整可调电流采样电阻rc1，调整液滴检测单元313的信号发射强度，按下按钮sw，直流变换器开始工作，并向控制输出单元312和液滴检测单元313供电，并输出启动信号；当控制输出单元312接收到启动信号时间接性的输出脉冲信号，从而降低了功耗；红外发光二极管da1~dan发射红外光，并通过接收二极管db1~dbn接收红外光，当有液滴落下时，接收二极管输出检测信号。

如图6所示，检测模块31还包括信号放大单元33，信号放大单元33包括：

第一放大单元331，连接于红外接收模块32，用于接收检测信号；第一放大单元包括依次串接的集成运算放大器u1a、npn型的三极管n1，集成运算放大器u1a的同相输入端连接红外接收模块32的输出端，集成运算放大器u1a的反相输入端接地，集成运算放大器u1a的输出端连接三极管n1的基级，三极管n1的集电极通过一保护电阻r4连接电源正极，三极管n1的发射极接地，三极管n1的集电极与保护电阻r4连接的节点耦接集成运算放大器的同相输入端，当集成运算放大器u1a的正向输入端接收到检测信号时，集成运算放大器u1a对检测信号进行放大，并通过反向输出端输出一级放大信号；

第二放大单元332，连接于第一放大单元331，用于接收以及放大信号；第二放大单元332包括依次串接的集成运算放大器u1b、以及pnp型的三极管p1，集成运算放大器u1b的反相输入端耦接24v直流电源的正极，集成运算放大器u1b的输出端连接三极管p1的基级，三极管p1的发射极连接24v直流电源的正极，三极管p1的集电极通过以背离三极管p1的单向二极管dc1连接上述数模转换模块34；当集成运算放大器u1b的正向输入端接收到一级放大信号时，通过反向输出端输出检测放大信号；检测信号经两级放大后能够使信号放大的更加精确和稳定，从而提高检测的精度。

如图7所示，检测模块31还包括模数转换模块34，模数转换模块34设置为型号为ads7818的模数转换器u2，模数转换器u2的in+管脚与单向二极管dc1的输出端相连接，模数转换器u2的in-管脚、gnd管脚、以及conv管脚接地，vref管脚经电容c1外接有电源，以提供参考电压，同时vref管脚所接电源两端经电容c1接地；vcc管脚外接电源，clk管脚和data管脚与上述信号处理模块35相连接；模数转换模块34连接于信号放大模块33，当管脚in+接收到检测放大信号时，对检测放大信号进行模数转换，并通过clk管脚和data管脚输出数字信号。

如图8所示，信号处理模块35设置为型号为at89c51的单片机u3，连接于模数转换模块34，用于接收来自模数转换模块34的数字信号；单片机u3的p1.0管脚与模数转换器u2的data管脚相连接，单片机u3的rst管脚与模数转换器u2的clk管脚相连接，单片机u3的vcc管脚与外部电源相连接，单片机u3的xtal1管脚与xtal2管脚分别经电容c2和电容c3接地，并通过晶振相并联，单片机u3的gnd管脚接地；当单片机u3的rst管脚和p1.0管脚接收到数字信号时，对数字信号进行处理，并通过管脚p0.0~p0.7和管脚p2.0~p2.7输出数字序列信号。

如图9所示，存储模块36设置为型号为al422b的存储器u4，连接于信号处理模块35，用于接收来自信号处理模块35的数字序列信号；存储器u4的gnd管脚和dec管脚均接地，tst管脚经电阻r6接地，vdd管脚经电容c5接地，管脚d00~d07分别与单片机u3的管脚p0.0~p0.7相连接，已接收来自单片机u3的数字序列信号；当存储器u4的d00~d07管脚接收到数字序列信号时，将数字序列进行存储。

如图3所示，信号输出模块37设置为若干插口，外界设备通过插口与信号输出模块37相连接，从而能够使外界设备接收到来自信号处理模块36的数字序列信号。

如图10所示，单片机u3对采集到的数字序列进行实时处理，经过波形对比，排除干扰脉冲，从而找到液滴滴下的时间。依据液滴时间标记序列，使用当前时间值与上一个时间值可以计算出液滴的瞬时速度，使用当前的时间值与之间数滴的时间值可以计算出平均速度。

优化的，如图3所示，在让位槽22内部固定有卡定条225，红外二极管和接收二极管分别卡定在卡定条225内，在左夹持块221和右夹持块222与夹持槽223重合的部分分别开设有测量口224，红外二极管和接收二极管分别通过测量口224发射和接收红外信号，从而实现对滴壶1内滴液的测量。

工作过程：先通过夹持槽223内将滴壶1卡接，并通过左夹持块221与右夹持块222一体化连接的部分保持滴壶1的壶身呈竖直状态，再将上滴管11与下滴管12与滴壶1的壶身相连接，并通过凹槽213将下滴管12限定；随后调整可调电流采样电阻rc1，从而调整液滴检测单元313的信号发射强度，按下按钮sw，直流变换器开始工作，并向控制输出单元312和液滴检测单元313供电，并输出启动信号；当控制输出单元312接收到启动信号时间歇性输出脉冲信号，从而使红外发光二极管da1~dan间歇性发射红外光，并通过接收二极管db1~dbn接收红外光，当有液滴落下时，接收二极管输出检测信号；当信号放大模块33接收到检测信号时，对检测信号进行放大，并输出检测放大信号；当模数转换模块34的in+管脚接收到检测放大信号时，通过clk管脚和data管脚输出数字信号；当单片机u3接收到数字信号时，单片机u3对采集到的数字序列进行实时处理，经过波形对比，排除干扰脉冲，从而找到液滴滴下的时间，再通过管脚p0.0~p0.7和管脚p2.0~p2.7输出数字序列信号；当存储器u4接收到数字序列信号时，将数字序列进行存储。

本发明通过设置若干依次排列的红外发光二极管和接收二极管，能够在滴壶1处于倾斜状态时保证对滴壶1内的液滴进行测量，从而提高了测量精度；通过设置控制输出单元312能够对液滴检测单元313进行控制，从而降低了功耗；通过设置信号处理模块35，能够产生数字序列，通过对数字序列的分析实现对漏测或不测的判定，提高测量精度；通过将测量系统3设置在夹持装置2内部，能够减少外界对测量信号的干扰，提高了测量精度。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。