本實(shí)用新型屬于醫(yī)療輸液領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)間距的氣泡檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氣泡檢測(cè)廣泛應(yīng)用于工業(yè)，制藥工程以及醫(yī)院使用的各種醫(yī)療器械中。尤其是醫(yī)療器械中，比如輸注系統(tǒng)、透析系統(tǒng)或心肺機(jī)，其可靠性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到人的生命安全。

目前的檢測(cè)原理都是基于超聲波在空氣和液體中的傳播特性不同來(lái)檢測(cè)氣泡的。超聲波信號(hào)在液體中和在空氣中的傳播速度和衰減特性不同。通常由2個(gè)超聲傳感器組成，一個(gè)發(fā)射，一個(gè)接收。發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波，超聲波通過(guò)液體傳送管壁和內(nèi)部藥液(或內(nèi)部氣泡)然后傳送給接收傳感器，然后經(jīng)由信號(hào)處理電路(主要是放大)處理后，再傳送給控制器或控制電路做出判斷。

很顯然，傳感器的間距，傳輸管路的尺寸(影響和超聲傳感器的接觸面積，以及信號(hào)傳播路徑長(zhǎng)度)，傳輸管路材質(zhì)特性都會(huì)影響到達(dá)接收傳感器的時(shí)間和大小。而目前市場(chǎng)上的傳感器均為固定間距，而液體傳送管路(比如輸液管)生產(chǎn)廠家眾多，規(guī)格尺寸眾多，材質(zhì)特性差異很大，這使得接收傳感器接收的信號(hào)非常復(fù)雜，很難設(shè)定一個(gè)判斷閾值來(lái)區(qū)分有無(wú)氣泡。比如很粗很硬的管路，即使有氣泡時(shí)，到達(dá)接收傳感器的信號(hào)時(shí)間仍較短，幅度仍較大，達(dá)到有液體時(shí)程度。而有的管路較細(xì)較軟，即使內(nèi)部沒(méi)有氣泡，但傳到接收傳感器的時(shí)間仍然較長(zhǎng)，信號(hào)幅度較小，和有氣泡時(shí)信號(hào)特性相同。

這樣不同醫(yī)院使用不同的輸液管路時(shí)，有無(wú)氣泡的區(qū)分邊界重疊，后面的檢測(cè)電路不能正確區(qū)分有無(wú)氣泡，這給醫(yī)療器械的安全使用造成巨大風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提成一種可調(diào)間距的氣泡檢測(cè)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下：

一種可調(diào)間距的氣泡檢測(cè)系統(tǒng)，包括：一超聲波發(fā)射傳感器與一超聲波接收傳感器、與超聲波接收傳感器電連接的信號(hào)處理電路、與超聲波接收傳感器活動(dòng)連接的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、一控制器；所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)兩傳感器間的相對(duì)距離；所述控制器分別與信號(hào)處理電路及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接。

較佳地，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一電機(jī)、及一與超聲波接收傳感器固定的滑塊、與滑塊配合的滑軌，所述滑塊在其滑動(dòng)方向上與電機(jī)輸出軸螺旋連接；所述電機(jī)與控制器電連接。

較佳地，該檢測(cè)系統(tǒng)還包括一顯示屏與一鍵盤，二者均與控制器電性連接，用于手動(dòng)調(diào)整兩傳感器的相對(duì)距離。

本實(shí)用新型的氣泡檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)改善兩傳感器的連接，二者間的間距動(dòng)態(tài)可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)靈活檢測(cè)，而不局限于某一尺寸、某些材質(zhì)的輸液管，并大大提高了檢測(cè)的可信度。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型的信號(hào)發(fā)送原理框圖；

圖3為本實(shí)用新型的信號(hào)接收處理原理框圖；

圖4為本實(shí)用新型的信號(hào)發(fā)射電路圖；

圖5為本實(shí)用新型的信號(hào)接收處理電路圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種可調(diào)間距的氣泡檢測(cè)系統(tǒng)，包括：一超聲波發(fā)射傳感器1與一超聲波接收傳感器2、與超聲波接收傳感器2電連接的信號(hào)處理電路3、與超聲波接收傳感器2活動(dòng)連接的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)4、一控制器5；所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)4可以調(diào)節(jié)兩傳感器1、2間的相對(duì)距離；所述控制器5分別與信號(hào)處理電路3及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)4電連接。

所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括一電機(jī)41、及一與超聲波接收傳感器2固定的滑塊42、與滑塊42配合的滑軌43，所述滑塊42在其滑動(dòng)方向上與電機(jī)41輸出軸螺旋連接；所述電機(jī)41與控制器5電連接。

該檢測(cè)系統(tǒng)還包括一顯示屏6與一鍵盤7，二者均與控制器5電性連接，用于手動(dòng)調(diào)整兩傳感器1、2的相對(duì)距離。

本實(shí)用新型中，超聲波發(fā)射傳感器1的位置固定，超聲波接收傳感器2由電機(jī)輸出軸帶動(dòng)左右移動(dòng)，而電機(jī)41由控制器5控制旋轉(zhuǎn)方向和位移大小。當(dāng)然，發(fā)射和接收傳感器的位置也可相互調(diào)換，接收傳感器位置固定，發(fā)射傳感器可移動(dòng)。

圖4所示為傳感器的驅(qū)動(dòng)電路一實(shí)施例，Y2為晶振，U1為信號(hào)產(chǎn)生及驅(qū)動(dòng)IC，L1、L2、C1、C2、R1為濾波網(wǎng)絡(luò)，US2為超聲波發(fā)射傳感器。Y2和U1產(chǎn)生超聲波信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波網(wǎng)絡(luò)后，傳送給超聲波發(fā)射傳感器，超聲波法身傳感器把電信號(hào)轉(zhuǎn)化成超聲波發(fā)送出去。

圖5所示為超聲信號(hào)放大處理一實(shí)施例，US1為超聲接收傳感器，C34和R33為濾波電路，USsig+/USsig-為電信號(hào)，U6A、U6B為運(yùn)算放大器，QP-SIG為處理后的輸出信號(hào)。US1接收到超聲波信號(hào)，然后轉(zhuǎn)化成電信號(hào)USsig+/USsig-，經(jīng)過(guò)RC濾波，然后再經(jīng)過(guò)兩級(jí)運(yùn)算放大器放大，最后傳給后面控制器或控制電路。

本實(shí)用新型的氣泡檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)送和接收傳感器1、2之間的間隙大小可調(diào)，調(diào)節(jié)原理如下：

當(dāng)使用較細(xì)和較軟的輸液管路8，如果間隙較大，輸液管路8與兩傳感器1、2接觸面積較小，接觸也不緊密，信號(hào)較難傳遞，到達(dá)超聲波接收傳感器2時(shí)，無(wú)論有無(wú)氣泡的，信號(hào)幅度均較小，后面信號(hào)處理電路3較難區(qū)分。此時(shí)，如果減小發(fā)送和接收傳感器1、2的間隙，使得輸液管路8與兩傳感器1、2接觸面積增大，接觸更緊密，則大大有利于信號(hào)傳遞，使得有液體(無(wú)氣泡)的信號(hào)到達(dá)接收傳感器的時(shí)間大大縮短，幅度大大增加。而對(duì)于有氣泡時(shí)的信號(hào)，由于信號(hào)還要被氣泡延長(zhǎng)傳遞時(shí)間和衰減，使得到達(dá)接收傳感器的時(shí)間無(wú)明顯縮短，信號(hào)幅度無(wú)明顯增大。這樣，相對(duì)于間隙大的傳感器，間隙小的傳感器有無(wú)氣泡的差異大大增加，非常有利于后面信號(hào)處理電路3的區(qū)分。

當(dāng)用較粗和較硬的液體輸液管路8(管路壁較厚)，如果間隙較小，管路中的傳遞氣泡長(zhǎng)度會(huì)更小，傳遞截面積會(huì)更大，則信號(hào)通過(guò)氣泡時(shí)的時(shí)間較短，衰減也較小，與無(wú)氣泡時(shí)差異不大，后面信號(hào)處理電路很難區(qū)分有無(wú)氣泡。此時(shí)可把發(fā)送和接收傳感器間隙調(diào)大，管路中的氣泡長(zhǎng)度也變大，傳遞截面積變小，使得到達(dá)接收傳感器的時(shí)間相對(duì)于間隙小時(shí)大大延長(zhǎng)，幅度相對(duì)于間隙小時(shí)也大大減小。如果管路中無(wú)氣泡(有液體)時(shí)，由于信號(hào)在液體中的傳播速度很快，衰減很小。調(diào)整前后的信號(hào)時(shí)間和幅度變化很小，受間隙大小的調(diào)整影響很小。這使得間隙大時(shí)有無(wú)氣泡的差異變大，非常有利于后面信號(hào)處理電路3區(qū)分有無(wú)氣泡。

如上所訴，通過(guò)調(diào)節(jié)傳感器之間間隙大小可適應(yīng)尺寸及特性不同的輸液管路。

參照?qǐng)D1至圖5，工作時(shí)，超聲波發(fā)射傳感器1產(chǎn)生超聲波信號(hào)，信號(hào)通過(guò)液體傳輸管路和內(nèi)部藥液到達(dá)接收傳感器2，接收傳感器2再把超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)信號(hào)處理電路3后傳送給控制器5。

如果輸液管路較軟或尺寸較小，則控制器5接收到的電信號(hào)就會(huì)較小，即使有液體，信號(hào)幅度仍達(dá)不到控制器5認(rèn)為有液體的閾值。此時(shí)，控制器5就可控制電機(jī)41轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)41再通過(guò)滑塊42帶動(dòng)接收傳感器2向間隙變小的方向移動(dòng)。隨著兩傳感器1、2間的間隙變小，輸液管路8也會(huì)被擠壓而緊貼兩傳感器1、2，且與兩傳感器1、2的接觸面積也會(huì)變大，更多的超聲波振動(dòng)信號(hào)通過(guò)輸液管路8達(dá)到接收傳感器2，接收傳感器2會(huì)轉(zhuǎn)化出更大的電信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)處理電路3到達(dá)控制器5，控制器5接收到更大的電信號(hào)，當(dāng)信號(hào)到達(dá)控制器5認(rèn)為有水的閾值，即刻停止電機(jī)41轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，通過(guò)減小兩傳感器1、2間隙，氣泡檢測(cè)系統(tǒng)便可支持這種較軟或尺寸較小的輸液管路8。因?yàn)橛袣馀輹r(shí)信號(hào)會(huì)更小，檢測(cè)系統(tǒng)識(shí)別氣泡不受影響。

如果輸液管管路較粗，或較硬，信號(hào)傳遞面子很大，在管路空氣中傳遞的距離(衰減距離)會(huì)很短，信號(hào)很容易通過(guò)，則控制器接收到的信號(hào)會(huì)很大，以致即使有氣泡，仍可能由于信號(hào)大過(guò)有液體時(shí)的閾值，而不被識(shí)別出來(lái)。此時(shí)，控制器可控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)螺桿帶動(dòng)接收傳感器朝間隙變大的方向移動(dòng)，間隙變大，使得控制器接收到的信號(hào)變小，當(dāng)信號(hào)小過(guò)有液體時(shí)閾值，氣泡便被識(shí)別出來(lái)。而因?yàn)橛幸后w時(shí)的信號(hào)仍大過(guò)閾值，識(shí)別有液體不受影響。

如圖1所示，上述調(diào)節(jié)過(guò)程，可以系統(tǒng)自動(dòng)完成，也可加入顯示器6和鍵盤7，由人工操作完成。由人工操作時(shí)的好處是，操作員可根據(jù)顯示的反饋數(shù)據(jù)，反復(fù)調(diào)節(jié)傳感器間的間隙，兼顧有液體和氣泡，使兩者都有足夠的余量，工作更加穩(wěn)定。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。