專利名稱：輸液報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種報警器，具體為輸液報警器。
背景技術(shù)：
目前，輸液是醫(yī)院治療疾病最常用的手段之一，輸液治療過程主要由人工監(jiān)視，當(dāng) 藥液快輸完或需要換藥瓶時，由監(jiān)視者呼叫護(hù)士來處理，一旦監(jiān)視者失職，可能會因為無法 及時呼叫而耽誤治療或造成事故；其次，由于病人個體不同，輸液的速度也有些不同，如果 通過數(shù)滴數(shù)的方法確定滴速雖然簡單，但準(zhǔn)確度不高；另外，夜晚輸液時病房開大燈會影響 其它病友休息，如何讓病人能看到液滴也是需要考慮的人性化的細(xì)節(jié)。在公開號為CN101112629A的中國發(fā)明專利中公開了一種液滴報警器，該專利利 用光電探頭和感應(yīng)探頭對輸液容器和輸液觀察器中的液體進(jìn)行監(jiān)視，由控制單元控制聲音 報警單元發(fā)出聲音報警，由控制單元控制閃光報警單元發(fā)出閃光報警。由于輸液容器有多 種材質(zhì)和型號，因此對輸液容器中藥液的監(jiān)視效果不理想；其次該發(fā)明未考慮與目前醫(yī)院 現(xiàn)有的呼叫系統(tǒng)接口。在公開號為CN2671037Y的中國實用新型專利中公開了液滴檢測記 數(shù)器，它包括激光發(fā)射器、激光接收器、555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、單片機(jī)處理電路和顯示器。該 實用新型未包含報警電路，對于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工程技術(shù)人員來說，這些技術(shù)是成熟可靠 的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠顯示實時滴速、根據(jù)輸入的藥液容量值提前 2 3分鐘向醫(yī)院現(xiàn)有的呼叫系統(tǒng)自動發(fā)出呼叫信號，更為人性化的輸液報警器。本實用新型是采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的在一次性輸液器的輸液觀察器外部 套液滴檢測模塊，該液滴檢測模塊有一對紅外發(fā)射、接收管，發(fā)射管發(fā)出一束紅外光線射向 接收管，該光線剛好通過輸液觀察器中液滴的位置，當(dāng)沒有液滴擋住光線時，紅外接收管由 于接收到較強(qiáng)的紅外光而呈低阻抗，當(dāng)有液滴時，液滴擋住紅外光線，使光線發(fā)生散射和折 射，此時紅外接收管接收到較弱的紅外光而呈高阻抗，將該紅外接收管與一固定電阻相串 連后連接在電源與地之間，由于紅外接收管在有沒有液滴時呈現(xiàn)不同的阻抗，因此，在紅 外接收管的兩端的分壓也隨之不同，該分壓信號經(jīng)過施密特觸發(fā)器整形，變成方波脈沖后 送入控制模塊的單片機(jī)進(jìn)行處理。液滴檢測模塊還用一只白光LED燈通過限流電阻連接到 電源和地，指示電源的狀況并對輸液觀察器部位進(jìn)行局部輔助照明?？刂颇K中的單片機(jī)接收液滴檢測模塊的脈沖信號，對液滴進(jìn)行計數(shù)同時計時， 將每10秒鐘的液滴數(shù)折算成每分鐘的滴數(shù)，通過數(shù)碼管顯示出來；藥液的容量從控制模塊 的按鍵輸入電路中的輕觸按鈕選擇輸入，每按一次變化一個容量并在數(shù)碼管上顯示2秒該 容量值，按照50ml，100ml, . . . 500ml循環(huán)變化。護(hù)士在扎好針或更換藥瓶后按該選擇按鈕 輸入容量值，單片機(jī)累計滴數(shù)，由于事先將上述容量所對應(yīng)的滴數(shù)存入單片機(jī)的存儲器，當(dāng) 計數(shù)到還剩200滴時，控制模塊向聲音報警、LED燈光報警和繼電器電路發(fā)出報警控制信
3號，繼電器開關(guān)電路的引出線并聯(lián)連接到醫(yī)院現(xiàn)有的呼叫系統(tǒng)的拉線開關(guān)，相應(yīng)電路動作 提示病房的監(jiān)視者并呼叫護(hù)士，當(dāng)護(hù)士來后按下按鍵輸入電路中的復(fù)位輕觸按鈕可停止報 警和呼叫，當(dāng)輸液時出現(xiàn)意外情況導(dǎo)致滴速為零時，控制模塊也發(fā)出上述報警控制信號。

圖1是本實用新型實施示意圖。圖中1.藥瓶，2.輸液觀察器，3.液滴檢測模塊盒，4.紅外發(fā)射管，5.滴下的一滴 藥液，6.輸液觀察器中的藥液，7.白光LED燈，8.紅外接收管，9.報警指示燈，10.蜂鳴器聲 音輸出口，11.輕觸按鈕，12.數(shù)碼顯示管，13.控制模塊盒，14. 220V電源插頭，15.拉線開 關(guān)，16.到現(xiàn)有呼叫系統(tǒng)的呼叫信號線，17.液滴信號線及電源線。圖2是本實用新型的液滴檢測模塊電路原理圖。圖中Jl.脈沖信號輸出連接器，Dl.白光LED燈，D2.紅外發(fā)光管，Ql.紅外接收 管，Ul. 555集成電路，Rl R3.電阻，C1、C2、C4.電容。圖3是本實用新型的電源電路和繼電器開關(guān)電路原理圖。圖中J5. 220V電源連接器，S5.電源開關(guān)，F(xiàn)l.保險管，Tl.變壓器，D3.整流橋，C5、 C7、C8、C10.濾波電容，U2.三端穩(wěn)壓集成電路，JPl.到現(xiàn)有呼叫系統(tǒng)的呼叫信號連接器， Kl.電磁繼電器，D4. 二極管，C6.儲能電容，R4、R5.限流電阻，Q2. PNP型三極管，J2.控制 模塊的電源及繼電器控制信號連接器。圖4是本實用新型的控制模塊電路原理圖。圖中Sl S4.輕觸按鈕，C3、C9、ClU C12.電容，R6 R12.限流電阻， Yl. 11. 0592MHz晶振，U3.單片機(jī)，U4.蜂鳴器，J3.連接到圖2中Jl的連接器，J4.連接到 圖3中J2的連接器，D5.報警指示LED燈，D6.電源指示LED燈，D7.四位共陰極七段數(shù)碼 管，Q4 Q7. PNP型驅(qū)動三極管。
具體實施方式
圖1所示輸液報警器的實施示意圖，盛裝靜脈注射液的藥瓶1，通過一次性靜脈注 射器給病人輸液，一次性靜脈注射器的輸液觀察器2的下端1/2 2/3處存有部分藥液6、 上端1/3 1/2部分為空，液滴5從該處的滴管滴下，液滴檢測模塊的紅外發(fā)光管4和紅外 接收管8正對液滴的位置，液滴檢測模塊3通過夾持或卡住等方式包裹在輸液觀察器2上， 液滴檢測模塊3的輔助照明燈7位于輸液觀察器2的下端1/2 2/3處，照亮此處藥液6， 液滴檢測模塊3通過導(dǎo)線17連接到控制模塊盒13，控制模塊13輸出的呼叫報警信號通過 導(dǎo)線16并聯(lián)連接到醫(yī)院現(xiàn)有的呼叫報警系統(tǒng)的拉線開關(guān)15的兩端，控制模塊13上設(shè)置報 警指示燈9、蜂鳴器聲音輸出口 10、輕觸按鍵11和數(shù)碼顯示管12，并通過導(dǎo)線和插頭14連 接到市電220V的插座，控制模塊盒13可以安裝在病床床頭或其它病人和醫(yī)務(wù)人員方便觀 察和操作的地方。本實用新型的電子元件電阻可選擇1/4W金屬膜或炭膜電阻，電容IuF以下的采 用瓷片電容，IuF以上采用鋁電解電容，PNP三極管可選擇SA1015、8050、9015或9012等型號。圖2中液滴檢測模塊通過三根導(dǎo)線VCC、GND、OUT與控制模塊相連接，阻值為560歐的限流電阻Rl與直徑為3mm的高亮度白光LED燈Dl組成的串連電路連接在VCC和GND 之間，組成輔助照明電路，為輸液觀察器提供局部照明，阻值為220歐的限流電阻R2與直徑 為3mm的紅外發(fā)射管D2組成的串連電路連接在VCC和GND之間，組成紅外發(fā)射電路，D2發(fā) 出照射到輸液觀察器中液滴的紅外光，D2可選擇I R204等型號，1. 5K電阻R3與直徑為3mm 的紅外接收管Ql組成的串連電路連接在VCC和GND之間，組成紅外接收電路，用于探測紅 外光的強(qiáng)度，Ql可選擇PT202等型號，R3與Ql公共連接點(diǎn)輸出隨Ql接收到的紅外光強(qiáng)度 變化的電壓信號，該電壓信號輸入到施密特觸發(fā)器Ul的輸入端，Ul可選擇NE555等集成電 路，經(jīng)Ul整形后變成方波信號送往控制模塊的外部中斷0的輸入引腳P32。一個方波脈沖 對應(yīng)一滴藥液，程序設(shè)計人員可以編寫計算機(jī)程序，根據(jù)方波脈沖的周期計算滴速，如果滴 速接近于0，則認(rèn)為藥液滴完或異外停止，0. OluF的電容C4連接到Ul的電壓比較端和GND 之間，0. IuF電容Cl和IOuF電容C2并聯(lián)連接在VCC和GND之間，組成液滴檢測模塊電源的 高低頻濾波電路。 圖3中，控制模塊中的單片機(jī)U3，可選擇具有2KB程序存儲器的MCS-51系列單片 機(jī)，如STC89C52RC、AT89C52等，共陰極數(shù)碼管D7的字形引腳與U3的PO 口的8只引腳相連 接，D7可選擇型號為5461AH等，為提高顯示字符的亮度，將PO 口通過4. 7K*8的排阻RlO 連接到VCC，D7的字位引腳連接到PNP型三極管Q4 Q7的發(fā)射極，Q4 Q7的集電極接 GND、基極串連1Κ*4的電阻R8連接到U3的Ρ2 口的低4位(Ρ20 Ρ23)，D7工作時用于顯 示實時的滴速，設(shè)置藥液容量時顯示容量數(shù)值；三個輕觸型按鍵S2 S4，其一端連接GND， 另一端連接到U3的Ρ2 口的三只的輸入引腳(Ρ25 Ρ27)，并通過10Κ*4的排阻R9連接到 VCC，也可以不用R9，程序設(shè)計人員可編程，使用S2 S4選擇藥液的容量，每按一次變化一 個容量并在數(shù)碼管上顯示2秒該容量值，按照50ml，100ml, . . . 500ml循環(huán)變化。護(hù)士在扎 好針或更換藥瓶后按該選擇按鈕輸入容量值，單片機(jī)累計滴數(shù)，由于事先將上述容量所對 應(yīng)的滴數(shù)存入單片機(jī)的存儲器，計算機(jī)程序根據(jù)選擇的藥液容量和對方波脈沖的記數(shù)值， 測算出是否藥液快滴完，并自動選擇時機(jī)發(fā)出報警信號；可見光LED燈D6與560歐的電阻 R12串連后連接到VCC和GND之間，組成電源指示電路指示控制模塊的電源；可見光LED燈 D5的陽極連接560歐的電阻Rll再連接VCC、D5的陰極連接到U3的PlO腳，組成LED燈光 報警電路。在正常工作時，也可以將D5用于指示液滴是否在滴，程序設(shè)計人員可以根據(jù)檢 測到的方波脈沖的高低電平，控制U3的PlO輸出高電平或低電平，從而控制D5的亮和滅， 病人可通過D5間接觀察到液滴的情況，而不用費(fèi)力查看輸液觀察器里難以觀察到的藥液； 在控制模塊啟動報警時D5快速閃亮，提示進(jìn)入了呼叫報警狀態(tài)；蜂鳴器U4的其正極連接到 VCC、負(fù)極連接PNP型三極管Q3的發(fā)射極，Q3的集電極接GND、基極通過IK電阻R6連接到 U3的P33輸出引腳，組成聲音報警電路，蜂鳴器U4用于在藥液快滴完時報警，發(fā)出輕微、間 歇、短促的BIBI聲提示病人，U4可選擇工作電壓為6V的通電可自動發(fā)聲的蜂鳴器，如HXD 型等；控制模塊從U3的Pll引腳輸出一路控制信號到繼電路開關(guān)電路，如圖3，該控制信 號通過IK電阻R5連接到PNP型三極管Q2的基極，Q2的集電極接GND、發(fā)射極接電磁繼電 器Kl的一只線圈引腳，Kl的另一只線圈引腳通過阻值為10歐/IW電阻R4連接到VCC、還 通過470uF電容C6連接到GND，Kl可選擇工作電壓為直流5V的繼電器，如SRD-05VDC-SL-C 型等，R4和C6組成儲能電路，為Kl吸合的瞬間提供較大的吸合電流，而穩(wěn)定工作時提供較 小的工作電流，從而減少能耗，在Kl的兩只線圈引腳之間連接續(xù)流二極管D4，D4可選擇整流二極管，如1N4001等，用于保護(hù)Q2，Kl的兩個常開觸點(diǎn)通過導(dǎo)線與病房現(xiàn)有的拉線開關(guān) 式病房呼叫系統(tǒng)的拉線開關(guān)并聯(lián)，一旦控制模塊檢測到需要報警呼叫護(hù)士時，U3的Pll引 腳輸出低電平，使Q2導(dǎo)通電磁繼電器Kl吸合，病房呼叫系統(tǒng)隨即發(fā)出呼叫信號，相關(guān)醫(yī)務(wù) 人員會及時來處理；晶體振蕩器Yl連接到U3的晶體振蕩器專用連接端，Yl的兩端分別通 過27pF電容Cll、C12連接到GND，Yl可選擇11. 0592MHz的無源晶體振蕩器；U3的復(fù)位端 通過8. 2K電阻R7連接到GND、還通過IOuF電容C 3和輕觸開關(guān)Sl組成的并聯(lián)電路連接 到VCC，組成上電復(fù)位和手動復(fù)位電路；220V市電通過插頭J5輸入到控制模塊，由電源開 關(guān)S5、隔離變壓器Tl的初級線圈和保險管Fl組成的串聯(lián)電路連接到J5的兩端，組成市電 回路，S5可選擇便于安裝到控制模塊盒上的船形開關(guān)，F(xiàn)l可選擇0. 5A保險管，Tl可選擇 220V/6V/3. 5W的工頻隔離變壓器；Tl的次級線圈連接到橋式整流器D3的輸入端，D3可選 擇IA的整流橋堆，也可用4個1N4001搭成橋式整流電路，D3將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源， D3的輸出端并聯(lián)連接470uF電容C5、0. Iuf電容C7，經(jīng)該電容濾波后送三端集成穩(wěn)壓電路 U2的輸入端和接地端，U2可選擇7805，U2的輸出端連接0. IuF電容C8、10uF電容C10，經(jīng) 該電容濾波后得到控制模塊和液滴檢測模塊所需的+5V工作電源VCC。 本實用新型控制模塊中選擇使用單片機(jī)U3的并行口是具有靈活性的，U3擁有多 個并行口，其地位相同，可以改變并行口的分配關(guān)系；限流電阻、濾波電容可以在較寬范圍 內(nèi)取值，如士 30%或更多；顯示電路可選擇共陽極數(shù)碼顯示管或LCD液晶顯示器，對上述電 路參數(shù)的簡單改變均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種輸液報警器，包括液滴檢測模塊和控制模塊，該液滴檢測模塊套在一次性輸液器的輸液觀察器上，其特征在于所述的液滴檢測模塊包括由一對紅外發(fā)射、接收管、施密特觸發(fā)器組成的液滴檢測電路和白光LED燈輔助照明電路；所述的控制模塊包括MCS 51單片機(jī)、按鍵輸入、數(shù)碼管顯示、聲音報警、LED燈光報警、繼電器開關(guān)外圍電路和電源電路。
專利摘要本實用新型提供一種輸液報警器，包括液滴檢測模塊和控制模塊。液滴檢測模塊的紅外發(fā)射管射出紅外光穿過輸液觀察器液滴的位置射向紅外接收管，液滴會對紅外光產(chǎn)生散射和折射，紅外接收管接收的光強(qiáng)隨之不同，其阻值會發(fā)生變化從而得到相應(yīng)的電信號，該電信號經(jīng)施密特電路整形后送入控制模塊的單片機(jī)處理。預(yù)先將幾組藥液容量對應(yīng)的滴數(shù)存于系統(tǒng)。輸液開始時，通過按鍵輸入藥液容量，單片機(jī)對液滴計數(shù)并計時，將計算得到的每分鐘滴數(shù)顯示到數(shù)碼管，當(dāng)累計滴下的藥液與輸入的藥液容量相差200滴或檢測到滴速為零時發(fā)出聲、光、電報警信號。本實用新型設(shè)計有與醫(yī)院現(xiàn)有呼叫系統(tǒng)的接口和輸液觀察器局部輔助照明燈，更適用和人性化。
文檔編號A61M5/36GK201701576SQ201020154519
公開日2011年1月12日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者陳善榮 申請人:吉首大學(xué)