本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于靜脈注射輸液監(jiān)測(cè)的傳感器，具體地說(shuō)是涉及一種高精度的靜脈注射輸液傳感器。

背景技術(shù)：

當(dāng)患者輸液時(shí)，往往依靠護(hù)士人工巡視或病人及家屬監(jiān)視輸液瓶，這樣就導(dǎo)致患者不能安心休息，并需要家屬一直在旁邊陪護(hù)。為了使得輸液瓶的靜脈注射輸液監(jiān)視過(guò)程電子化、信息化和智能化，目前出現(xiàn)了利用重力測(cè)量原理、光電測(cè)量原理以及電容式等樣式的輸液監(jiān)測(cè)傳感器，通過(guò)使用這些傳感器可監(jiān)測(cè)輸液瓶的輸液進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)輸液過(guò)程的實(shí)時(shí)感應(yīng)及監(jiān)控，同時(shí)，輸液監(jiān)測(cè)傳感器也是靜脈注射監(jiān)護(hù)感應(yīng)系統(tǒng)的重要組成部分，其采用電子化信號(hào)在護(hù)士站終端顯示輸液進(jìn)度和輸液報(bào)警信息。

然而，現(xiàn)有的利用重力測(cè)量原理的輸液傳感器，無(wú)法對(duì)輸液瓶的剩余量和輸液進(jìn)程做較精確的測(cè)量，并在當(dāng)需要進(jìn)行精確輸液或藥物昂貴時(shí)，采用此輸液傳感器存在精度差而浪費(fèi)藥物的缺陷。而利用光電測(cè)量的輸液傳感器，在使用時(shí)是夾在輸液觀測(cè)管上，利用液滴下落對(duì)光電信號(hào)的擾動(dòng)作為計(jì)數(shù)測(cè)量的依據(jù)，從而可根據(jù)滴速推算藥液已注射量。當(dāng)無(wú)光電信號(hào)變化時(shí)即判斷輸液結(jié)束并發(fā)出報(bào)警。然而采用該種輸液傳感器的局限是要求當(dāng)輸液觀測(cè)管相對(duì)應(yīng)地面不垂直時(shí)可能發(fā)生誤報(bào)或失效。此外，嚴(yán)格意義上講，入射光線的能量可能會(huì)對(duì)敏感藥物造成影響。此外，簡(jiǎn)易的電容式傳感器夾在輸液管上端，當(dāng)輸液結(jié)束管內(nèi)沒(méi)有液體后，電容值發(fā)生較大的變化，由此可用作判斷報(bào)警的依據(jù)。但是這種傳感器只能提供開(kāi)關(guān)量變化測(cè)量，無(wú)法監(jiān)測(cè)輸液進(jìn)程。因此，迫切的需要一種新型的靜脈注射輸液傳感器來(lái)克服現(xiàn)有輸液傳感器所存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型靜脈注射輸液傳感器，該傳感器采用加速度計(jì)與氣體流量計(jì)組合的傳感測(cè)量方案，在輸液過(guò)程中，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸液瓶的輸液狀態(tài)，測(cè)量滴速，并可精確計(jì)算輸液進(jìn)程，監(jiān)測(cè)藥物按照醫(yī)囑規(guī)定的速率注射，保證使用安全和使用效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種新型靜脈注射輸液傳感器，包括傳感器單元和微控制器，所述傳感器單元通過(guò)數(shù)據(jù)線連接微控制器，所述傳感器單元包括加速度計(jì)和氣體流量計(jì)，所述加速度計(jì)夾持在輸液管的觀測(cè)瓶上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滴入輸液管觀測(cè)瓶中的每滴藥液的震動(dòng)信號(hào)，并將震動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為液滴電信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給微控制器，所述氣體流量計(jì)塞入至輸液瓶/袋的空氣補(bǔ)充口中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸液瓶/袋的空氣補(bǔ)充口的空氣補(bǔ)充脈沖信號(hào)，并將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為藥量電信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給微控制器；所述微控制器根據(jù)接收到的液滴電信號(hào)和藥量電信號(hào)綜合監(jiān)測(cè)輸液瓶/袋的輸液狀態(tài)，并最終產(chǎn)生輸液結(jié)束信號(hào)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)， 所述輸液傳感器還包括聲光報(bào)警單元，所述聲光報(bào)警單元的信號(hào)輸入端連接微控制器的信號(hào)輸出端，所述微控制器發(fā)送輸液結(jié)束信號(hào)給聲光報(bào)警單元，所述聲光報(bào)警單元接收到輸液結(jié)束信號(hào)后觸發(fā)聲光報(bào)警單元立即產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述輸液傳感器還包括供電電源，所述供電電源通過(guò)電源導(dǎo)線為加速度計(jì)、氣體流量計(jì)和微控制器進(jìn)行供電。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)， 所述供電電源通過(guò)電源導(dǎo)線為聲光報(bào)警單元進(jìn)行供電。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)， 所述供電電源采用可充電鋰電池，所述可充電鋰電池通過(guò)導(dǎo)線電連接充放電管理器，所述充放電管理器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接微控制器，所述充放電管理器外接有充電插頭。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)， 所述聲光報(bào)警單元包括LED燈和/或蜂鳴器，所述LED燈和/或蜂鳴器通過(guò)數(shù)據(jù)線分別連接微控制器的I/O口，當(dāng)聲光報(bào)警單元接收到微控制器發(fā)送來(lái)的輸液結(jié)束信號(hào)時(shí)觸發(fā)LED燈進(jìn)行閃爍提示的同時(shí)也驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行聲音提示。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述微控制器中設(shè)有有線/無(wú)線通信模塊，微控制器通過(guò)有線/無(wú)線通信模塊連接監(jiān)控上位機(jī)，將輸液監(jiān)控信息傳輸給監(jiān)控上位機(jī)。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述微控制器中設(shè)置有無(wú)線收發(fā)模塊，微控制器通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊連接監(jiān)控上位機(jī)，將輸液監(jiān)控信息實(shí)時(shí)傳送給監(jiān)控上位機(jī)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提出的輸液傳感器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，拆卸組裝維修更換方便，成本較低，監(jiān)測(cè)精度高，使用方便；在本輸液傳感器中一方面通過(guò)加速度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滴入輸液管觀測(cè)瓶中的每滴藥液的震動(dòng)信號(hào)，并將持續(xù)穩(wěn)定的震動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為持續(xù)穩(wěn)定的液滴電信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給微控制器，當(dāng)無(wú)液滴落入震動(dòng)（即震動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度為零）時(shí)，即為藥液輸完之時(shí)，另一方面通過(guò)氣體流量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸液瓶/袋的空氣補(bǔ)充口的空氣補(bǔ)充脈沖信號(hào)，并將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為藥量電信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給微控制器，微控制器根據(jù)藥量電信號(hào)（即與藥量電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的空氣補(bǔ)充的脈沖信號(hào)）計(jì)算輸液瓶/袋內(nèi)藥液的剩余量，并在當(dāng)空氣補(bǔ)充的量達(dá)到輸液瓶/袋的允許空氣量時(shí)，即為藥液輸完之時(shí)；由此通過(guò)加速度計(jì)和氣體流量計(jì)對(duì)輸液狀態(tài)進(jìn)行雙重監(jiān)測(cè)，有效提高了輸液監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)程度，并通過(guò)聲光報(bào)警單元在輸液結(jié)束之時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，從而及時(shí)地提示使用者或醫(yī)護(hù)人員藥液已經(jīng)輸完并更換輸液瓶/袋或停止輸液。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。

圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述和介紹。

如圖1和2所示，一種新型靜脈注射輸液傳感器，包括傳感器單元和微控制器，所述傳感器單元通過(guò)數(shù)據(jù)線連接微控制器，所述傳感器單元包括加速度計(jì)和氣體流量計(jì)，其中加速度計(jì)和氣體流量計(jì)均采用可拆換的方式通過(guò)數(shù)據(jù)線連接微控制器，使用時(shí)，將所述加速度計(jì)夾持在輸液管的觀測(cè)瓶上，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滴入輸液管觀測(cè)瓶中的每滴藥液的震動(dòng)信號(hào)，并將持續(xù)穩(wěn)定的震動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為持續(xù)穩(wěn)定的液滴電信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給微控制器。在當(dāng)微控制器接收到的液滴電信號(hào)發(fā)生改變時(shí)，即在當(dāng)無(wú)液滴落入震動(dòng)（即震動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度為零）時(shí)，即為藥液輸完之時(shí)。并將所述氣體流量計(jì)塞入至輸液瓶/袋的空氣補(bǔ)充口中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸液瓶/袋的空氣補(bǔ)充口的空氣補(bǔ)充脈沖信號(hào)，并將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為藥量電信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給微控制器。微控制器根據(jù)藥量電信號(hào)（即與藥量電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的空氣補(bǔ)充的脈沖信號(hào)）計(jì)算輸液瓶/袋內(nèi)藥液的剩余量，并在當(dāng)空氣補(bǔ)充的量達(dá)到輸液瓶/袋的允許空氣量時(shí)，即為藥液輸完之時(shí)。所述微控制器根據(jù)接收到的液滴電信號(hào)和藥量電信號(hào)綜合監(jiān)測(cè)輸液瓶/袋的輸液狀態(tài)，并最終產(chǎn)生輸液結(jié)束信號(hào)。

優(yōu)選的，所述輸液傳感器還包括聲光報(bào)警單元，所述聲光報(bào)警單元的信號(hào)輸入端連接微控制器的信號(hào)輸出端，所述微控制器發(fā)送輸液結(jié)束信號(hào)給聲光報(bào)警單元，所述聲光報(bào)警單元接收到輸液結(jié)束信號(hào)后觸發(fā)聲光報(bào)警單元立即產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述輸液傳感器還包括供電電源，所述供電電源通過(guò)電源導(dǎo)線為加速度計(jì)、氣體流量計(jì)、微控制器以及聲光報(bào)警單元進(jìn)行供電，這樣可大大提高輸液傳感器的使用便利性。

其中，所述供電電源采用可充電鋰電池，所述可充電鋰電池通過(guò)導(dǎo)線電連接充放電管理器，通過(guò)充放電管理器對(duì)可充電鋰電池的充放電狀態(tài)進(jìn)行有效管理，可有效提高可充電鋰電池的使用效果及使用壽命。所述充放電管理器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接微控制器，微控制器可對(duì)充放電管理器進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，從而使得供電電源在傳感器單元無(wú)輸液監(jiān)測(cè)工作時(shí)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，并在傳感器單元進(jìn)行輸液監(jiān)測(cè)工作時(shí)，重新啟動(dòng)供電狀態(tài)，這樣不僅能夠降低功耗，同時(shí)也有效節(jié)約了能源。所述充放電管理器外接有充電插頭，在可充電鋰電池需要充電時(shí)，通過(guò)充電插頭接入220V市電中進(jìn)行充電操作。

另外，所述聲光報(bào)警單元包括LED燈和/或蜂鳴器，所述LED燈和/或蜂鳴器通過(guò)數(shù)據(jù)線分別連接微控制器的I/O口，當(dāng)聲光報(bào)警單元接收到微控制器發(fā)送來(lái)的輸液結(jié)束信號(hào)時(shí)觸發(fā)LED燈進(jìn)行閃爍提示的同時(shí)也將驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行聲音提示。從而可及時(shí)地提示使用者或醫(yī)護(hù)人員藥液已經(jīng)輸完，并更換輸液瓶/袋或停止輸液。

為了便于收納或使用，可將微控制器、供電電源和聲光報(bào)警單元封裝在同一殼體內(nèi)，在殼體上設(shè)置有散熱口。為微控制器、供電電源和聲光報(bào)警單元在使用過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量盡快散發(fā)出去，從而可有效提高使用壽命和數(shù)據(jù)處理的時(shí)效性及精度。另外，加速度計(jì)和氣體流量計(jì)與微控制器之間的數(shù)據(jù)線可進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)它們與微控制器之間的連接長(zhǎng)度，并可通過(guò)在殼體內(nèi)部設(shè)置一彈性收放卷機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線的可伸縮調(diào)節(jié)功能，可有效保護(hù)數(shù)據(jù)線不受損壞，并也提高了輸液傳感器的整體美觀性。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述微控制器中設(shè)有有線/無(wú)線通信模塊，微控制器通過(guò)有線/無(wú)線通信模塊連接監(jiān)控上位機(jī)，將輸液監(jiān)控信息傳輸給監(jiān)控上位機(jī)。優(yōu)選的，在微控制器中設(shè)置一無(wú)線收發(fā)模塊，從而通過(guò)該無(wú)線收發(fā)模塊實(shí)時(shí)將輸液監(jiān)控信息反饋給監(jiān)控上位機(jī)，由監(jiān)控上位機(jī)記錄輸液傳感器的工作狀態(tài)。

在實(shí)際使用時(shí)，該傳感器中的加速度計(jì)可采用ST公司的三軸MEMS加速度計(jì)，具體可選用ADXL362，而氣體流量計(jì)采用ST公司的MEMS氣體質(zhì)量流量計(jì)，微控制器采用STM32單片機(jī)，供電電源采用3.7V可充電鋰電池，其充電電壓為5V，無(wú)線收發(fā)模塊采用藍(lán)牙、ZigBee或WIFI等集成功能模塊。通過(guò)加速度計(jì)和氣體流量計(jì)自動(dòng)采集輸液滴速信號(hào)及輸液進(jìn)程信號(hào)，并在積累一定數(shù)據(jù)量或周期后向微控制器發(fā)送采集的數(shù)據(jù)，最后通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機(jī)中。

在將該輸液傳感器用于靜脈注射輸液監(jiān)測(cè)時(shí)，先將加速度計(jì)和氣體流量計(jì)分別放置到輸液瓶/袋和輸液管上的指定位置，然后開(kāi)啟設(shè)置在微控制器上的啟動(dòng)按鈕，整個(gè)輸液傳感器開(kāi)始監(jiān)測(cè)工作，當(dāng)在加速度計(jì)和氣體流量計(jì)中的任一個(gè)使得微控制器產(chǎn)生輸液結(jié)束信號(hào)并傳送給聲光報(bào)警單元時(shí)，聲光報(bào)警單元被觸發(fā)并產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)，能夠及時(shí)地提示使用者或醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行及時(shí)處理。同時(shí)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊將輸液監(jiān)控信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機(jī)中。

本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。