專利名稱：實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫療輔助器械，具體來說是具有實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置。
背景技術：
靜脈點滴輸液是醫護人員對患者進行治療護理的常用方法。目前，傳統的靜脈點滴輸液具有以下兩個方面的不足:一是傳統的靜脈點滴輸液方法是靠醫護人員通過人工計算一分鐘之內的點滴滴數，從而通過點滴管上的滴速調節裝置將點滴的滴數控制在最佳的范圍內，這種方法不僅誤差大，而且浪費醫護人員的時間。二是靜脈點滴輸液所需要的時間相當長，而患者通常又處于昏睡或者睡著狀態，為了防止點滴輸液完成后發生血液流入點滴輸液管和空氣經輸液管進入人體，危及患者的生命安全，不論輸液時間多長，都需要醫護人員全程陪護或者對患者進行定時巡視。因此，急需一種能夠實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置。目前，公知的點滴報警裝置具備的功能都比較單一，一般僅具有檢測點滴是否完成功能或者檢測點滴滴速功能，還沒有同時具有檢測點滴是否完成功能、檢測點滴滴速功能和防止回流功能的點滴報警裝置存在。在公知的點滴報警裝置中，一般都采用紅外發射與接收技術對點滴信號進行檢測，紅外發光二極管的發射方向與點滴運動的夾角一般設置為90度，由于紅外發光二極管的發散角較大，而且透明的點滴不僅體積小且對紅外光的損耗也小，因此由點滴有或者無所引起的電信號差別較小，需要引入比較器電路、波形整形電路對由點滴有無引起的電信號進行處理，這無疑增加點滴檢測報警裝置的制造成本和體積。另外，雖然公知的點滴報警裝置都具有報警功能，但都沒有自動關閉點滴輸液器的功能。當醫護人員在聽到點滴報警聲的條件下，由于某種原因在點滴輸液完成之前沒趕到患者旁邊，這將發生血液流入點滴輸液管，并與空氣經輸液管再進入人體，危及患者的生命安全，因此要求醫護人員在聽到點滴報警聲必須放在手中的活，并及時的趕到患者旁邊將點滴針拔出，這就給醫護人員提出了更高的要求。在公知的具有防止回流的點滴止流裝置中，一般都采用改進傳統的點滴輸液器結構，在點滴輸液壺中置于一個浮球閥。當點滴壺中有藥液存在時，浮球閥漂浮于藥液表面，隨著點滴壺中的藥液下降，浮球閥也隨之下降進而切斷輸液通道，達到自動關閉點滴輸液器的目的。但由于需要在點滴壺中置于浮球閥，點滴輸液器的制造企業必須改變生產工藝；另外，浮球閥的作用是截流，因此浮球閥的制造精度要求較高；最后，雖然公知的自動關閉點滴輸液器的止流裝置能夠自動關閉點滴輸液器，但是都不具備提醒醫護人員的功能，當醫護人員長時間沒有給患者拔出點滴輸液器的針頭時，點滴管中剩下的藥液將長時間的暴露在空氣中，這可能導致藥液被污染或者發生反應，進而影響患者的生命安全。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是，針對現存技術的缺陷，設計一種結構簡單，體積小，制造成本低，使用安全可靠的實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置。本實用新型的目的是這樣實現的:一種實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置，包括實時檢測點滴滴速的點滴報警器和防止回流的止流閥。使用時，分別將實時檢測點滴滴速的點滴報警器安裝在點滴壺上，將防止回流的止流閥安裝在點滴滴管上。由于透明點滴不僅體積小而且對紅外光的損耗也小，且紅外發光二極管的發散角較大，當采用傳統的紅外發射與接收技術(紅外發光二極管的發射方向與點滴運動方向的夾角為90度)時，由點滴有或者無所產生的電信號差別較小，需要增加比較器電路、波形整形電路對電信號進行處理，這將增加制造成本和體積，因此本實用新型采用紅外光折射原理實現對點滴滴速信號的檢測，紅外光由紅外發光二極管產生并且由紅外光電二極管接收，紅外光的發射方向與點滴運動的夾角設置為小于90度，并且在紅外發光二極管的頭部套上一個套筒來平行化紅外發光二極管發出的紅外光。當紅外發光二極管產生的紅外光在傳輸過程中遇到近似橢圓形的點滴滴下時將發生折射，紅外光電二極管接收不到紅外光信號；當紅外發光二極管產生的紅外光在傳輸過程中沒有遇到點滴滴下時，紅外光電二極管能夠接收紅外光信號。當前一滴點滴滴下時開始計時，下一滴點滴滴下時停止計時，得到前后兩滴點滴之間的時間差，以此來計算I分鐘內發生的點滴滴數并進行顯示。如果前后兩滴點滴之間的時間差超過預先設定的前后兩滴點滴的最大時間差參數時，發出報警信號提醒醫護人員點滴已經完成，達到實時檢測點滴滴速和點滴是否完成之目的。當實時檢測點滴滴速的點滴報警器沒有發出報警時，防止回流的止流閥中的電磁鐵回路中處于斷路狀態，電磁鐵不會產生磁力，因此點滴管不會被電磁鐵夾斷；當實時檢測點滴滴速的點滴報警器檢測到點滴完成并發出報警時，防止回流的止流閥中的電磁鐵回路接通，電磁鐵產生磁力，因此點滴管將會被電磁鐵夾斷，進而關閉輸液通路。本實用新型的主體結構包括實時檢測點滴滴速的點滴報警器和防止回流的止流閥。實時檢測點滴滴速的點滴報警器包括固定裝置和檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的自動報警控制電路。該固定裝置的作用是將實時檢測點滴滴速的點滴報警器固定在點滴壺上，以免滑落，并且作為檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的自動報警控制電路的載體。該檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的自動報警控制電路主要由電源、參數調大開關、參數調小開關、紅外發光二極管、紅外光電二極管、微控制器芯片、揚聲器、顯示裝置和功能選擇開關組成。其中電源是給實時檢測點滴滴速的點滴報警器和防止回流的止流閥提供正常工作的工作電源，由電源開關控制。參數調大開關和參數調小開關是調整微控制器芯片中預先設定的前后兩滴點滴之間的最大時間差參數，當微控制器芯片中的定時器的值大于預先設定的前后兩滴點滴之間的最大時間差參數時，微控制器芯片驅動揚聲器發出報警聲。紅外發光二極管和紅外光電二極管是將點滴有無轉換成相應的脈沖信號并傳輸給微控制器芯片，微控制器芯片將根據紅外光電二極管輸出的脈沖信號來計算點滴的滴速，并在顯示裝置中進行實時地顯示。功能選擇開關選擇實時檢測點滴滴速的點滴報警器是工作在參數調整模式還是工作在檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的報警模式。防止回流的止流閥主要包括固定裝置和該固定裝置上的自動關閉點滴輸液器的控制電路。該固定裝置的作用是將防止回流的止流閥固定在點滴管上，以免滑落，并且作為自動關閉點滴輸液器的控制電路的載體。該自動關閉點滴輸液器的控制電路主要由電磁自動閥、脈沖信號檢測模塊組成。電磁自動閥主要由電磁鐵構成，其作用是當電磁自動閥接通電源時，通過磁力關閉點滴管的輸液通道；而當電磁自動閥沒有接通電源時，保持點滴管的輸液通道順暢。脈沖信號檢測模塊的主要作用是檢測點滴報警電信號是否產生并輸出控制信號來控制電磁自動閥的動作。當脈沖信號檢測模塊檢測到實時檢測點滴滴速的點滴報警器產生的報警信號時(表明點滴將要完成)，脈沖信號檢測模塊輸出控制信號驅動電磁自動閥工作，以便切斷輸液通路。本實用新型不僅同時具有檢測點滴是否完成功能、檢測點滴滴速功能和防止回流功能，而且結構簡單，體積小，制造成本低，使用安全可靠，可廣泛用于醫院或者家庭環境的靜脈點滴輸液場合。

為了敘述方便，下文中所稱的“左”、“右”與附圖本身的左、右方向一致，但并不對本實用新型的結構起限定作用。圖1是本實用新型的原理示意圖。圖2是本實用新型的結構原理示意圖。圖3是本實用新 型的控制流程框圖。圖4是本實用新型的一實施例的電路原理圖。圖5是本實用新型的脈沖信號檢測模塊的電路原理圖。圖6是本實用新型的電磁自動閥的第一實施方式的原理圖。圖7是本實用新型的電磁自動閥的第二實施方式的原理圖。圖中:1、點滴壺2、點滴3、紅外光電二極管 4、紅外發光二極
管5、套筒6、固定裝置I 7、電源開關8、揚聲器9、顯示裝置 10、電源指示燈 11、功能選擇開關 12、參數調大開關13、參數調小開關14、電源15、微控制器芯片 16、右邊電磁鐵的鐵芯17、右邊電磁鐵的線圈18、左邊電磁鐵的鐵芯19、左邊電磁鐵的線圈20、點滴管21、電源端口 Pl 22、控制端口 P223、固定裝置224、脈沖信號檢測模塊 25、加法計數器 26、邏輯非門27、多輸入邏輯與門28、兩輸入邏輯與門
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步描述:本實用新型的主體結構包括實時檢測點滴滴速的點滴報警器和防止回流的止流閥兩個部分。實時檢測點滴滴速的點滴報警器包括固定裝置I (6)以及由紅外光電二極管(3)、紅外發光二極管(4)、電源開關(7)、揚聲器(8)、顯示裝置(9)、電源指示燈(10)、功能選擇開關(11)、參數調大開關(12)、參數調小開關(13)、電源(14)和微控制器芯片(15)構成的檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的自動報警控制電路。固定裝置I (6)為正方形截面的長方體結構，其內部制有安裝點滴壺(I)的固定結構。在固定裝置1(6)的右端外制有電源開關(7)、揚聲器(8)、顯示裝置(9)和電源指示燈(10)，而右端內制有紅外光電二極管(3)和微控制器芯片(15);在固定裝置1(6)的左端外制有功能選擇開關(11)、參數調大開關
(12)和參數調小開關(13)，而左端內制有紅外發光二極管(4)、套筒(5)以及電源(14)，紅外發光二極管(4)的發射方向與點滴運動的夾角一般小于90度。當微控制器芯片(15)中預先設定的前后兩滴點滴之間的最大時間差參數的默認值不能滿足當前要求時，首先通過功能選擇開關(11)選擇進入參數調整功能模式，接著，通過參數調大開關(12)或者參數調小開關(13)對兩滴點滴之間的最大時間差參數的默認值進行增大或減小調整，每按一次參數調大開關(12)或者參數調小開關(13)，微控制器芯片(15)中前后兩滴點滴之間的最大時間差參數增加或者減小I秒。當將前后兩滴點滴之間的最大時間差參數調整到適當值時，通過功能選擇開關(11)選擇進入檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成功能模式，在檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成功能模式下，當沒有點滴(2)滴下時，經套筒(5)平行化之后的平行紅外光通過點滴壺⑴直接照射到紅外光電二極管⑶上；當有點滴⑵滴下時，平行紅外光被點滴(2)折射，不能照射到紅外光電二極管(3)上。當前一滴點滴(2)滴下時開始計時，下一滴點滴(2)滴下時停止計時，得到前后兩滴點滴之間的時間差，以此來計算I分鐘內發生的點滴滴數并進行顯示。如果前后兩滴點滴(2)之間的時間差未超過預先設定的前后兩滴點滴的最大時間差參數時，微控制器芯片(15)計算點滴滴速，并驅動顯示裝置(9)顯示該點滴滴速；如果前后兩滴點滴(2)之間的時間差超過微控制器芯片(15)中預先設定的前后兩滴點滴(2)的最大時間差參數時，微控制器芯片(15)發出報警信號提醒醫護人員點滴已經完成，并接通防止回流的止流閥中的電磁自動閥(16，17，18，19)的電路回路，點滴管(20)將會被電磁鐵夾斷，進而關閉輸液通路。防止回流的止流閥包括固定裝置2 (23)以及由電磁自動閥(16，17，18，19)和脈沖信號檢測模塊(24)構成的自動關閉點滴輸液器的控制電路。該固定裝置2(23)為正方形截面的長方體結構，其內部制有安裝點滴管(20)的固定結構。在固定裝置2 (23)的右端內制有圓柱形的電磁鐵結構(16，17)，在固定裝置2 (23)的左端內也制有圓柱形的電磁鐵結構(18，19)，左右兩端的電磁鐵結構放置在同一直線上且可在磁力的作用下做水平直線運動，左右兩端電磁鐵結構的鐵芯直徑相同且略大于點滴管(20)的直徑。在固定裝置2 (23)的左端內制有脈沖信號檢測模塊(24)，而在固定裝置2 (23)的上端面外制有兩個與實時檢測點滴滴速的點滴報警器相連接的電器輸入端口，其中一個為電源端口 Pl (21)，與電源(14)相連接，為防止回流的止流閥提供電源，另一個為控制端口 P2 (22)，與實時檢測點滴滴速的點滴報警器的報警輸出端口相連接。當脈沖信號檢測模塊(24)檢測到控制端口 P2 (22)有脈沖信號出現時，脈沖信號檢測模塊(24)輸出高電平信號使得三極管VTls導通，進而接通電磁自動閥(16，17，18，19)的電路回路，使得水平放置在點滴管(20)兩側的電磁鐵產生相互吸引的磁力，從而切斷點滴通路；當脈沖信號檢測模塊(24)沒有檢測到控制端口 P2 (22)有脈沖信號出現時，脈沖信號檢測模塊(24)輸出低電平信號使得三極管VTls不導通，因此電磁自動閥(16，17，18，19)的電路回路斷開，使得水平放置在點滴管兩側的電磁鐵不產生相互吸引的磁力，從而保持點滴通路暢通。其中，電阻Rls主要是限流作用，三極管VTls為NPN型。如果實時檢測點滴滴速的點滴報警器的控制器為單片機且硬件條件允許，可通過稍微的修改軟件程序使實時檢測點滴滴速的點滴報警器在產生點滴報警電信號的同時，利用閑置的一個單片機管腳輸出控制信號來驅動電磁自動閥(16，17，18，19)工作，而可省去脈沖信號檢測模塊(24)。在附圖4的電路中Ktl為電源開關^為功能選擇開關；K2為參數調大開關；Κ3為參數調大開關！IC1為微控制器,VD1為紅外發光二極管,VD2為紅外光電二極管,SPK為揚聲器，RT為晶體振蕩器，D1, D2和D3為三個共陽極的數碼管。當電源開關Ktl閉合時，如果微控制器IC1中預先設定的前后兩滴點滴之間的最大時間差參數的默認值不能滿足當前要求時，首先通過功能選擇開關K1選擇進入參數調整功能模式,接著,通過參數調大開關K2或者參數調小開關K3對兩滴點滴之間的最大時間差參數的默認值進行增大或減小調整，每按一次參數調大開關K2或者參數調小開關K3，微控制器IC1中前后兩滴點滴之間的最大時間差參數增加或者減小I秒。當將微控制器IC1中前后兩滴點滴之間的最大時間差參數調整到適當值時，通過功能選擇開關K1選擇進入檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的功能模式，在檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的功能模式下，當沒有點滴(2)滴下時紅外光電二極管VD2受紅外發光二極管VD1的平行紅外光的照射，呈現低阻狀態，因此微控制器IC1的Ρ3.1管腳為低電平；當有點滴(2)滴下時紅外光電二極管VD2接收不到紅外發光二極管VD1的平行紅外光的照射，呈現高阻狀態，因此微控制器IC1的Ρ3.1管腳為高電平。當微控制器IC1檢測到Ρ3.1管腳產生低電平到高電平變化時，微控制器IC1中的定時器進行定時工作直到下一次Ρ3.1管腳產生低 電平到高電平變化時停止計時，此時微控制器IC1中的定時器的內容就是前后兩滴點滴之間的時間差，微控制器IC1利用得到的時間差通過計算可得到I分鐘內點滴的滴數，并將I分鐘內點滴的滴數的個位、十位、百位分別送至微控制器IC1的PO、Pl和Ρ2管腳驅動數碼管Dp D2和D3進行顯示。如果當前顯示的點滴滴速不滿足患者的要求，醫護人員可通過點滴管上的滴速調節裝置對點滴滴速進行調整，以便使數碼管Dp D2和D3顯示的滴速達到患者最需要的范圍。當微控制器IC1中定時器的值大于微控制器IC1中設定的前后兩滴點滴之間的最大時間差參數時，微控制器IC1的Ρ3.0管腳就會產生變化的脈沖報警信號驅動揚聲器SPK發出“嘟嘟嘟”的警報聲，以便提醒醫護人員點滴將要完成，同時，脈沖信號檢測模塊(24)對微控制器IC1的Ρ3.0管腳上產生的脈沖報警信號進行處理，并輸出高電平信號使得三極管VTls導通，進而接通電磁自動閥(16，17，18，19)的電路回路，使得水平放置在點滴管(20)兩側的電磁鐵產生相互吸引的磁力，從而切斷點滴通路。圖5為本實用新型的脈沖信號檢測模塊(24)的電路原理圖，主要由I個加法計數器(25)、I個二輸入邏輯與門(28)、1個邏輯非門(26)和一個多輸入邏輯與門(27)構成。實時檢測點滴滴速的點滴報警器的脈沖報警信號作為加法計數器(25)的時鐘信號，且加法計數器(25)的初始值為O。當加法計數器(25)內的值在00...00 11...10時，脈沖信號檢測模塊(24)輸出為低電平；當加法計數器(25)內的值為全I時，脈沖信號檢測模塊
(24)輸出為高電平，且通過二輸入邏輯與門(28)關閉加法計數器(25)的時鐘輸入通路，并保持脈沖檢測模塊(24)輸出一直為高電平，實現對脈沖信號的檢測。由于只有當加法計數器(25)達到最大值之后，脈沖檢測模塊(24)的輸出才能從低電平變成高電平，因此使得防止回流的止流閥切斷輸液通路的時間相對于實時檢測點滴滴速的點滴報警器發出點滴報警信號的開始時間有一個小的延時。該延時與加法計數器(25)的最大值和實時檢測點滴滴速的點滴報警器發出的脈沖報警信號周期成正比。考慮到硬件開銷和性能的可靠性，一般將加法計數器(25)設置為模4加法計數器。如果實時檢測點滴滴速的點滴報警器的控制器為單片機且存在閑置的輸出管腳，可通過稍微的修改程序使在產生脈沖報警信號的同時，利用先前閑置的一單片機的管腳輸出控制信號來驅動電磁自動閥(16，17，18，19)工作，而可省去脈沖信號檢測模塊(24)。圖6為防止回流的止流閥的電磁自動閥的第一實施方式的原理圖。該電磁自動閥主要由放置在同一直線上的兩個電磁鐵構成，左右兩邊電磁鐵結構的鐵芯直徑相同且略大于點滴管的直徑，左右兩邊電磁鐵在電源接通時，所產生的磁力為吸引力。圖7為防止回流的止流閥的電磁自動閥的第二實施方式的原理圖。該電磁自動閥主要由放置在同一直線上的一個電磁鐵和一個圓柱形鐵構成，電磁鐵結構的鐵芯直徑與圓柱形鐵的直徑相同且略大于點滴管的直徑。本實用新型的微控制器IC1采用AT89C51型單片機，使用的管腳為XTAL1，XTAL2，RST,P3.0，Ρ3.1，Ρ3.2，Ρ3.3，Ρ3.4, Vss, Vcc, ΕΧ，P0.0 P0.7,PL O Ρ1.7 和 Ρ2.0 Ρ2.7。附圖4中 個電路元件的型號及參數選擇為=C1:30pf ；C2:30pf ；C3:22uf ；RT:晶體振蕩器(12MHz) ;SPK:揚聲器(8Ω) ;R1:lkQ ；R2:lkQ ；R3:100Ω ；R4:llkQ ；R5:360Ω ；R6:360 Ω ；R7:360 Ω ^D1:紅外發光二極管；VD2:紅外光電二極管；VT1:9013型三極管。上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型所述方案的基本原理，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下，本實用新型所述方案還可進行各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求及其等效物界定。
權利要求1.一種實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置，包括實時檢測點滴滴速的點滴報警器和防止回流的止流閥，實時檢測點滴滴速的點滴報警器包括固定裝置1(6)以及由紅外光電二極管(3)、紅外發光二極管(4)、電源開關(7)、揚聲器(8)、顯示裝置(9)、電源指示燈(10)、功能選擇開關(11)、參數調大開關(12)、參數調小開關(13)、電源(14)和微控制器芯片(15)構成的檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的自動報警控制電路，防止回流的止流閥包括固定裝置2 (23)以及由電磁自動閥(16，17，18，19)和脈沖信號檢測模塊(24)構成的自動關閉點滴輸液器的控制電路，其特征在于:所述參數調大開關(12)和參數調小開關(13)是調整微控制器芯片(15)中預先設定的前后兩滴點滴之間的最大時間差參數，當微控制器芯片(15)中的定時器的值大于預先設定的前后兩滴點滴之間的最大時間差參數時，微控制器芯片(15)驅動揚聲器(8)發出報警聲,所述紅外發光二極管(4)和紅外光電二極管(3)是將點滴有無轉換成相應的脈沖信號并傳輸給微控制器芯片(15)，所述功能選擇開關選擇實時檢測點滴滴速的點滴報警器是工作在參數調整模式還是工作在檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的報警模式，所述電磁自動閥(16，17，18，19)作用是當電磁自動閥接通電源時，通過磁力關閉點滴管(20)的輸液通道，而當電磁自動閥(16，17，18，19)沒有接通電源時，保持點滴管(20)的輸液通道順暢，所述脈沖信號檢測模塊(24)的作用是檢測點滴報警電信號是否產生并輸出控制信號來控制電磁自動閥的動作。
2.根據權利要求1所述的實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置，其特征在于，紅外發光二極管(4)的發射方向與點滴運動的夾角小于90度。
3.根據權利要求1所述的實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置，其特征在于，紅外發光二極管(4)的頭部套上一個套筒(5)來平行化紅外發光二極管(4)發出的紅外光。
4.根據權利要求1所述的實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置，其特征在于，微控制器芯片(15)根據紅外光電二極管(3)輸出的脈沖信號來計算前后兩滴點滴之間的時間差，以所得前后兩滴點滴之間的時間差計算I分鐘內所發生的點滴滴數，并在顯示裝置(9)中進行實時地顯示。
專利摘要一種實時檢測點滴滴速和防止回流的點滴報警裝置，包括實時檢測點滴滴速的點滴報警器和防止回流的止流閥。實時檢測點滴滴速的點滴報警器包括固定裝置1(6)以及由紅外光電二極管(3)、紅外發光二極管(4)、電源開關(7)、揚聲器(8)、數碼管(9)、電源指示燈(10)、功能選擇開關(11)、參數調大開關(12)、參數調小開關(13)、電源(14)和微控制器芯片(15)構成的檢測點滴滴速和檢測點滴是否完成的自動報警控制電路。防止回流的止流閥包括固定裝置2(23)以及由電磁自動閥(16，17，18，19)和脈沖信號檢測模塊(24)構成的自動關閉點滴輸液器的控制電路。本實用新型結構簡單，可廣泛用于醫院或者家庭環境的靜脈點滴輸液場合。
文檔編號A61M5/14GK203060468SQ20132001088
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者周子雯, 周彬, 徐嘉星 申請人:徐嘉星