專利名稱：一種管線液體監(jiān)測智能夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及一種管線液體監(jiān)測智能夾。
背景技術(shù)：
管線液體的智能檢測或監(jiān)測據(jù)發(fā)明人所知，目前還是一個(gè)比較不引人關(guān)注的技術(shù) 領(lǐng)域。發(fā)明人曾以“液體監(jiān)測、液體檢測”作為關(guān)鍵詞在國家專利局?jǐn)?shù)據(jù)庫進(jìn)行了檢索，未 見發(fā)現(xiàn)相關(guān)報(bào)道；又以“管線液體監(jiān)測”作為關(guān)鍵詞，進(jìn)行了專利數(shù)據(jù)庫檢索，仍然未見發(fā)現(xiàn) 相關(guān)報(bào)道；再以“液體檢測裝置”作為關(guān)鍵詞再一次進(jìn)行了專利數(shù)據(jù)庫檢索，獲得10篇發(fā)明 專利2篇實(shí)用新型的公開資料，但是與本發(fā)明的主題比較，未發(fā)現(xiàn)相同主題的報(bào)道。最后以 “靜脈滴注裝置”作為關(guān)鍵詞，再一次進(jìn)行了專利數(shù)據(jù)庫檢索，仍然未發(fā)現(xiàn)相同主題的報(bào)道。 在管線液體流動(dòng)中斷或者反之中斷后又突然流動(dòng)的監(jiān)測中有許多案例可以反映出液體監(jiān) 測使用上的不方便。例如靜脈滴注又稱“輸液”，俗稱“掛水”。是應(yīng)用輸液管線，將大量液 體和藥物通過靜脈輸入體內(nèi)的方法。滴注部位一般在手背和上臂部淺表靜脈。相信幾乎任 何人都有輸液的經(jīng)歷，而滴液的時(shí)候需要時(shí)刻密切注意輸液剩余量，以免滴液完畢時(shí)發(fā)生 靜脈輸液滴空現(xiàn)象而造成不必要的后果，甚至危害到患者的身體健康。另一方面，在一些腐 蝕性、可燃性、揮發(fā)性液體的管線液體流動(dòng)中，作為安全防范也是需要液體監(jiān)測的，例如在 實(shí)驗(yàn)室工作狀態(tài)的酒精液體的滴漏或滲出等。本發(fā)明應(yīng)用于醫(yī)用一類的管線液體監(jiān)測智能監(jiān)測夾可以實(shí)現(xiàn)檢測滴液完成狀態(tài) 并報(bào)警?？偣卜譃閮煞N類型，一類是不帶無線發(fā)射裝裝置的，可以使設(shè)備造價(jià)低廉，適宜于 社區(qū)衛(wèi)生醫(yī)院或個(gè)人使用。另一類監(jiān)測夾在以上功能的基礎(chǔ)上增加了無線傳輸功能，叫做 帶無線發(fā)射裝置的管線液體監(jiān)測智能夾。當(dāng)檢測器檢測到滴液完成之后除了自身提醒患者 以外，還將信息傳輸至監(jiān)護(hù)人員的手持接收端上。一個(gè)接收端可以同時(shí)接收多個(gè)檢測器發(fā) 來的信息。此類設(shè)備更具有靈活性，便于管理，工作效率更高，適用范圍更廣。對減小護(hù)士、 患者或陪護(hù)人員的負(fù)擔(dān)和患者的心理壓力是頗有意義的。另一方面，從安全防范及生產(chǎn)安 全的角度講，對一些腐蝕性、可燃性、揮發(fā)性液體的管線流動(dòng)的液體實(shí)時(shí)監(jiān)測也是非常必要 的，作為安全生產(chǎn)的手段也是需要管線液體智能監(jiān)測裝置的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一就是設(shè)計(jì)出一種能實(shí)時(shí)監(jiān)測輸液狀態(tài)的管線液體監(jiān)測裝置，目 的之二就是設(shè)計(jì)出靜脈輸液操作時(shí)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測輸液狀態(tài)的靜脈滴液智能夾，護(hù)士、患者或 陪護(hù)人員不需要隨時(shí)隨地時(shí)刻密切注意輸液剩余量、不會(huì)發(fā)生靜脈輸液滴空現(xiàn)象甚至導(dǎo)致 空氣栓塞等差錯(cuò)事故的發(fā)生。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的的技術(shù)解決方案是這樣的一種管線液體監(jiān)測智能夾，包括能夾住管線的夾子1以及嵌裝在夾子內(nèi)的PCB電 路板2，接收無線信號(hào)的手持接收端3 ；其特征在于，所說的電路板2上帶有MCU單片機(jī)2. 1、 紅外線發(fā)射接收裝置2. 2、無線通訊模塊2. 3、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器2. 4以及主控程序模塊2. 6 ；所述MCU單片機(jī)2. 1通過引腳RAO、RA2端與紅外線發(fā)射接收裝置2. 2連接，通過引腳RC0、 RCURC2端與無線通訊模塊2. 3連接，通過引腳0SC2端與蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器2. 4連接，手持接收 端3通過無線信號(hào)與無線通訊模塊2. 3連接，主控程序模塊2. 6設(shè)置在MCU單片機(jī)2. 1的 ROM區(qū)里。—種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征在于，所述的紅外線發(fā)射接收裝置2. 2包括嵌 裝在夾子前舌部分的檢測端塊體2. 21，該塊體2. 21帶有U型槽2. 22以及與U型槽呈斜線 交叉方式鑿洞穿越U型槽的圓形管道2. 23，圓形管道2. 23兩端分別裝有紅外發(fā)射管2. 24 與紅外接收管2. 25。一種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征還在于，所述的紅外發(fā)射管2. 24的正極連接至 單片機(jī)2. 1的RAO端口，負(fù)極連接至IK限流電阻后連接地，紅外接收管2. 25的正極連接至 RA2端口，負(fù)極連接至VCC，負(fù)極連接到一滑動(dòng)變阻器上滑動(dòng)變阻器的另一端接地。一種管線液體監(jiān)測智能夾，所述的MCU單片機(jī)2. 1選用PIC16F676芯片。一種管線液體監(jiān)測智能夾，所述的無線通訊模塊2. 3選用NRF24L01芯片。一種管線液體監(jiān)測智能夾，所述的手持接收端3選用PIC16F73-201SP芯片并帶有 LCD液晶顯示電路，實(shí)時(shí)顯示無模塊線發(fā)送的信息。一種管線液體監(jiān)測智能夾，所述的主控程序模塊2. 6包含有控制各個(gè)部件協(xié)調(diào)工 作的指令。帶無線發(fā)射裝置的管線液體監(jiān)測智能夾的工作原理單片機(jī)通過紅外線對管線和 特制的檢測端部分來檢查管中是否還有液體存在，如果沒有的話，意味著表面滴液馬上就 要完成了，此時(shí)將驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)將啟動(dòng)無線發(fā)射模塊發(fā)送信息至手持接收端。手持接收端的主要功能是接收檢測端發(fā)過來的信號(hào)，將相應(yīng)的檢測端編號(hào)依次顯 示出來，同時(shí)還會(huì)通過蜂鳴器或震動(dòng)的方式提醒醫(yī)護(hù)人員。工作流程如下持續(xù)等待發(fā)送端 發(fā)送信號(hào)，如果接收到了信號(hào)，將從無線數(shù)據(jù)中解析到發(fā)送端的編號(hào)，顯示在LCD屏幕上。 同時(shí)提醒醫(yī)護(hù)人員。如果持續(xù)7秒鐘左右沒有收到檢測端發(fā)送過來的信號(hào)，將會(huì)把對應(yīng)的 檢測端的編號(hào)停止顯示，如果一個(gè)無線信號(hào)都沒有收到，則重新進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。以上二者的 區(qū)別僅僅在于有無無線發(fā)射模塊，即有無無線功能。需要指出的是，本發(fā)明正常使用與主控 程序模塊的支撐是密切相關(guān)的。主控程序模塊的主要功能就是首先啟動(dòng)發(fā)送紅外線，并持 續(xù)一段時(shí)間，如果此時(shí)還有液體的話，由于液體對紅外線的阻擋和折射，紅外線接收管不會(huì) 觸發(fā)中斷，如果已經(jīng)沒有液體了，紅外接收管接收到紅外線之后將會(huì)方向?qū)?，則負(fù)極上的 電平將會(huì)變高，接收管的負(fù)極是和中斷INT引腳相連接的，并且設(shè)置成了低電平到高電平 即上升沿觸發(fā)。當(dāng)中斷觸發(fā)之后，程序?qū)?huì)進(jìn)入中斷處理程序，首先將會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào) 警，在有無線模塊的情況下還將啟動(dòng)無線模塊，將本智能夾檢測的編號(hào)發(fā)送至接收端。本發(fā)明在實(shí)施中表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)與積極效果是檢測手段先進(jìn)，體積小巧，功耗較低， 使用方便，成本較低，便于推廣。能實(shí)時(shí)監(jiān)測輸液狀態(tài)的靜脈滴液效果并報(bào)警。護(hù)士、患者或 陪護(hù)人員不需要時(shí)刻密切注意輸液剩余量，可減輕輸液者或醫(yī)務(wù)人員的壓力以及負(fù)擔(dān)。避 免了靜脈輸液滴空現(xiàn)象甚至導(dǎo)致空氣栓塞事故的發(fā)生。


圖1為本發(fā)明所述的液體監(jiān)測智能夾電路系統(tǒng)總體方框圖示意圖。
圖2為本發(fā)明所述的液體監(jiān)測智能夾電路原理圖示意圖。圖3為本發(fā)明所述的液體監(jiān)測智能夾檢測端塊體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施所需的主控程序模塊流程框圖示意圖。圖5為本發(fā)明所述的監(jiān)測智能夾的一個(gè)實(shí)施例。圖6為本發(fā)明所述的監(jiān)測智能夾應(yīng)用過程的一個(gè)實(shí)施例。附圖中的符號(hào)與數(shù)字表示1、能夾住管線的夾子；2、PCB電路板；3、接收無線信號(hào) 的手持接收端；2. 1、MCU單片機(jī)；2. 2、紅外線發(fā)射接收裝置；2. 3、無線通訊模塊；2. 4、蜂鳴 器驅(qū)動(dòng)器；2. 6、主控程序模塊；2. 21、檢測端塊體；2. 22、U型槽；2. 23、圓形管道；2. 24、紅 外發(fā)射管；2. 25、紅外接收管。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖與實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的具體說明。從圖1、圖2可以看出，本硬件 電路系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成紅外線發(fā)射接收裝置2. 2、單片機(jī)電路2. 1、蜂鳴器驅(qū)動(dòng) 電路2. 4、無線通信模塊2. 3等部分組成。所說的電路板上帶有MCU單片機(jī)2. 1、紅外線發(fā) 射接收裝置2. 2、無線通訊模塊2. 3、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器2. 4以及主控程序模塊2. 6 ；所述的MCU 單片機(jī)2. 1通過引腳RAO、RA2端與紅外線發(fā)射接收裝置2. 2連接，通過引腳RCO、RCU RC2 端與無線通訊模塊2. 3連接，通過引腳0SC2端與蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器2. 4連接，手持接收端3通 過無線信號(hào)與無線通訊模塊2. 3連接。主控程序模塊2. 6設(shè)置在MCU單片機(jī)2. 1的ROM區(qū) 里。本發(fā)明獨(dú)到之一的是將整個(gè)電路板設(shè)計(jì)成夾子形狀鑲嵌在能夾住輸液管線的夾子里， 即為了能夠縮小整個(gè)檢測器的體積，將檢測端的電路板2設(shè)計(jì)成和夾子1的尾部一樣，這樣 可以把電路板2放在夾子里面，大大利用了現(xiàn)有空間。獨(dú)到之二是紅外線發(fā)射接收裝置2. 2 中的液體檢測端塊體2. 21的設(shè)計(jì)。該塊體2. 21帶有U型槽2. 22以及與U型槽呈斜線交 叉方式鑿洞穿越U型槽的圓形管道2. 23，圓形管道2. 23兩端分別裝有紅外發(fā)射管2. 24與 紅外接收管2. 25。所述的紅外發(fā)射管2. 24的正極連接至單片機(jī)的RAO端口，負(fù)極連接至 IK限流電阻后連接地，紅外接收管2. 25的正極連接至RA2端口，負(fù)極連接至VCC，負(fù)極連接 到一滑動(dòng)變阻器上滑動(dòng)變阻器的另一端接地。從圖3圖4可以看出，若需得知管線滴液是否馬上結(jié)束，就需要檢測滴液管線中是 否還有液體。這需要一個(gè)特殊的裝置來檢測。其中圖3所示的檢測端塊體2. 21是順著輸 液滴管的方向挖出一個(gè)U型的槽，用來放入滴液管線。2. 23所示的位置是一個(gè)紅外發(fā)射管， 2. 25所示位置是紅外接收管。在紅外發(fā)射和接收的方向上有一直徑很小的洞即圓形管道 2. 23，穿過整個(gè)檢測端塊體2. 21，并且當(dāng)?shù)我汗芫€放在U型槽的時(shí)候，這個(gè)圓形管道2. 23正 好穿過滴液管線。檢測原理如下檢測時(shí)紅外發(fā)射管2. 24將會(huì)發(fā)射紅外線，紅外線將穿過 檢測端塊體2. 21中的小洞2. 23到達(dá)2. 25的位置。當(dāng)?shù)我汗芫€放入U(xiǎn)型槽時(shí)，如果有液體 的話，將會(huì)對光線產(chǎn)生折射與阻擋作用，紅外接收管2. 25接收到的紅外光線相對沒有液體 的時(shí)候光線要弱一些。正是通過對接收管2. 25的監(jiān)測來判斷滴液管線中是否還有液體存 在。特別需要指出的是，貫穿這個(gè)檢測端塊體2. 21的圓形管道2. 23，是沿著虛線箭頭的方 向呈斜線交叉方式鑿洞斜穿過U型槽，這樣將會(huì)加長光線在管中的傳布距離，以提高檢測 的靈敏度。圖4也提供了為本發(fā)明實(shí)施所需的主控程序模塊流程框圖示意圖是對本發(fā)明圓 滿實(shí)施的支持系統(tǒng)。
所述的MCU單片機(jī)2. 1，本實(shí)施例選用PIC16F676芯片。該單片機(jī)有較寬工作電壓 范圍2.0V到5. 5V，單片機(jī)內(nèi)部集成高精度4MHz振蕩器，出廠時(shí)精度校準(zhǔn)為士 1%。單片 機(jī)為低功耗設(shè)計(jì)，在2. OV的工作電壓下，用IMhz的頻率運(yùn)行時(shí)的電流僅為lOOuA。方便的 是，通過兩個(gè)引腳可進(jìn)行在線串行編程。所述的無線通訊模塊2. 3，本實(shí)施例選用NRF24L01芯片。該芯片采用2. 4Ghz全 球開放ISM頻段免許可證使用，最高工作速率2Mbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。低功 耗1. 9-3. 6V工作，待機(jī)模式下狀態(tài)為22uA ；掉電模式下為900nA。由于單片機(jī)也采用低電 壓工作，所以接口之間電平可以完全匹配。所述的手持接收端3選用是PIC16F73-201SP芯片并帶有IXD液晶顯示電路，實(shí)時(shí) 顯示無模塊線發(fā)送的信息。設(shè)計(jì)時(shí)對元器件的高度進(jìn)行了精確的計(jì)算，自底向上分別為電 路板及元器件層、電池層，最上面是液晶顯示器。做到了體積小便于攜帶，易接收實(shí)用。圖 5圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。經(jīng)過實(shí)際測試，本智能夾的工作時(shí)間為55ms，之后休眠3290ms，工作時(shí)間占總周 期的1. 6%。采用的電池為40mAH的NIMH電池。工作電流約為IOma則能夠持續(xù)運(yùn)行的時(shí) 間為40/10/1. 6%結(jié)果約為243小時(shí)。若是一般情況下，每天使用時(shí)間為10小時(shí)的話，可以 用24天，可見是很節(jié)能的，采用充電器充電的話，僅僅幾個(gè)小時(shí)就夠了，是非常方便的。接收端的正常工作電流為20ma，若采用普通的IOOOmAH的鋰電池的話，可以連續(xù) 工作的時(shí)間為1000/20 = 50個(gè)小時(shí)，若平均每臺(tái)設(shè)備每天運(yùn)行10個(gè)小時(shí)，也只需每隔5天 充一次電，充電方法和普通手機(jī)充電方式相同。此次選用的NRF24L01模塊的穩(wěn)定通信距離可達(dá)到100M完全可以滿足一般的醫(yī)院 應(yīng)用。如果需要更遠(yuǎn)的距離，可以通過增加模塊的發(fā)射功率的方法來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種管線液體監(jiān)測智能夾，包括能夾住管線的夾子(1)以及嵌裝在夾子內(nèi)的PCB電路板(2)，接收無線信號(hào)的手持接收端(3)；其特征在于，所說的電路板(2)上帶有MCU單片機(jī)(2.1)、紅外線發(fā)射接收裝置(2.2)、無線通訊模塊(2.3)、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器(2.4)以及主控程序模塊(2.6)；所述MCU單片機(jī)(2.1)通過引腳RA0、RA2端與紅外線發(fā)射接收裝置(2.2)連接，通過引腳RC0、RC1、RC2端與無線通訊模塊(2.3)連接，通過引腳OSC2端與蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器(2.4)連接，手持接收端(3)通過無線信號(hào)與無線通訊模塊(2.3)連接，主控程序模塊(2.6)設(shè)置在MCU單片機(jī)(2.1)的ROM區(qū)里。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征在于，所述的紅外線發(fā)射接收 裝置(2. 2)是包括嵌裝在夾子前舌部分的檢測端塊體(2. 21)，該塊體(2.21)帶有U型槽 (2. 22)以及與U型槽呈斜線交叉方式鑿洞穿越U型槽的圓形管道(2. 23)，圓形管道(2. 23) 兩端分別裝有紅外發(fā)射管(2. 24)與紅外接收管(2. 25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2的一種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征在于，所述的紅外發(fā)射管 (2. 24)的正極連接至單片機(jī)的RAO端口，負(fù)極連接至IK限流電阻后連接地，紅外接收管 (2. 25)的正極連接至RA2端口，負(fù)極連接至VCC，負(fù)極連接到一滑動(dòng)變阻器上滑動(dòng)變阻器的 另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征在于，所述的MCU單片機(jī)(2.1) 選用PIC16F676芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征在于，無線通訊模塊(2.3)選用 NRF24L01 芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征在于，手持接收端(3)選用 PIC16F73-201SP芯片并帶有IXD液晶顯示電路，實(shí)時(shí)顯示無模塊線發(fā)送的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種管線液體監(jiān)測智能夾，其特征在于，所述的主控程序模塊 (2. 6)包含有控制各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作的指令。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶無線發(fā)射裝置的管線液體監(jiān)測智能夾，特別是靜脈輸液用的一種管線液體監(jiān)測智能夾。包括能夾住管線的夾子以及嵌裝在夾子內(nèi)的PCB電路板，接收無線信號(hào)的手持接收端；電路板上帶有MCU單片機(jī)、紅外線發(fā)射接收裝置、無線通訊模塊、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器以及主控程序模塊；MCU單片機(jī)通過引腳RA0、RA2端與紅外線發(fā)射接收裝置連接，通過引腳RC0、RC1、RC2端與無線通訊模塊連接，通過引腳OSC2端與蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器連接，手持接收端通過無線信號(hào)與無線通訊模塊連接，主控程序模塊設(shè)置在MCU單片機(jī)的ROM區(qū)里。能實(shí)時(shí)監(jiān)測輸液狀態(tài)的靜脈滴液。護(hù)士、患者或陪護(hù)人員不需要時(shí)刻密切注意輸液剩余量，避免了靜脈輸液滴空現(xiàn)象甚至導(dǎo)致空氣栓塞事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)A61M5/36GK101884816SQ20101020551
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者劉生, 寧愛華, 寧茂, 楊憲澤 申請人:西南民族大學(xué)