专利名称：集团式病房静脉注射监护仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种静脉注射监护仪器，尤其是一种由单片机控制的集团式病房静脉注射监护仪。
现有的有关病房中静脉注射护理技术还是延用传统的方法，当给病人进行静脉注射时，由护理员或病人陪人观察注射情况，注射完毕由护理员处理，处理不及时容易造成输液管回血现象，给病人造成不必要的心理负担，也影响到医院的服务质量，同时也给护理人员增加工作负担。
现有的单片机应用已很广泛，但是没有发现单片机在静脉注射监护上的应用。
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种由单片机控制的集团式病房静脉注射监护仪，由病房办公室或护士办公室的微电脑监护仪主机对本病区所有病床进行循环监护，病床上的分机把有关工作情况实时地传给主机，主机把所有病床上信息经过处理，将处理结果送往发光管视板，用声光的形式向值班人员报告各有关病床的情况，包括未注射、正常注射、注射即将完毕、注射完毕并能自动截止输液管和病人紧急呼叫。
本发明集团式病房静脉注射监护仪是以如下方式实现的，它涉及到主机和视板，主机含有基本单片机电路、显示电路和输入输出接口电路，输入输出接口电路的输入电路由电流电压转换电路和电压比较器构成，输出电路由向外输出的光电耦合放大电路以及发光管和蜂鸣器构成，视板为发光管矩阵，视板与主机用排线联接。该监护仪还设置有分机、红外检测装置和输液管截止阀，分机通过主机上的输入输出接口电路与主机相连。分机由电源开关电路、红外线电流脉冲发生器、红外信号处理电路、译码电路、信号分配电路和同步电路构成，由主机引入的电源通过两个电源开关回路与分机相通，控制分机的工作电源通否。红外线电流脉冲发生器由时基电路及外围元件组成；红外信号处理电路由运算放大器比较器、非门及外围阻容元件构成；译码电路由计数器和数据比较器构成，计数器通过光耦与主机发来的计数编码脉冲CLOCK时钟脉冲信号相连，数据比较器的输出打开信号分配电路；信号分配电路是由与门、非门构成的逻辑电路和运放构成，对不同工作状态输出不同电流输入到主机以使主机作出相应反应；同步电路由D触发器和电压比较器构成，保证计数器与主机发送的计数编码脉冲同步；红外检测装置由红外线发射管和红外线传感器构成，红外线发射管接红外线电流脉冲发生器的输出端，红外线传感器接红外信号处理电路的输入端，由两者监测静脉注射液面情况；输液管截止阀连接在分机的一个D触发器输出端上，该触发器在静脉注射完毕后产生动作从而使输液管截止阀截止输液管。
根据各病房床位多少不同这一特点，所需视板的大小也应不同，但如果整个视板由主机输出的行、列线矩阵构成，在使用安装过程中有诸多不便，因此采用拼接方法，用多个小视板联接成大视板，以满足不同需要和提高小视板的互换性。在主机显示电路和发光管矩阵之间设置矩阵分块电路，由选择开关、与门、或非门、开关管构成，与门的一个输入端接一根行线，另一个输入端通过选择开关接电源正极，与门的数量根据需要选择行线的数量而定，该组与门的选择开关闭合，则该组与门的行线被选中，与门的输出分别接或非门的输入端，或非门的输出端接开关管的基极，该组行线经过开关管输出，与列线形成一个小视板。
输液瓶中药液液面的检测是利用红外光在水平液面上反射光能的监测实现的。将红外线从输液瓶的一侧射向药液表面，由输液瓶另一侧的红外线传感器捕捉表面反射的红外线信号。液面高度的变化使捕捉到的红外线信号强度也发生变化，并通过红外信号处理电路得到不同的控制方式。在中部为锥形口的环形外壳两侧的锥形壁上安装红外线发射管和红外线传感器，二者都被不透光材料包裹着，红外线发射管前端有红外线发射导光孔，红外线传感器前端有红外线传感器导光孔，两个导光孔的轴线与垂直方向上形成的夹角一致，并且二者在外壳锥形壁上的高度一致，在外壳内部设置有按钮开关，按钮开关的传动臂高出外壳的锥形壁，红外线发射管与红外线传感器分别接在红外线电流脉冲发生器的输出端和红外信号处理电路的输入端上。
输液管截止阀由壳体、电磁铁、截止阀片、衔铁、阀片垂直导向限位块、弹簧和阀片水平导向限位块构成，在壳体的上端右侧设置电磁铁，在其下方设置截止阀片，电磁铁的衔铁的右端卡在截止阀片的挂钩上，截止阀片右端的导向柱上套有被压缩的弹簧，弹簧被压缩在壳体右壁与截止阀片右端之间，阀片垂直导向限位块设置在截止阀片前后两侧，阀片水平导向限位块设置在截止阀片上侧，二者使阀片沿直线左右移动，在截止阀片上有一个能放入输液管的缺口。电磁铁通电将衔铁吸回，截止阀片在弹簧的作用下向左移动，其缺口将输液管挤在阀片垂直导向限位块上，将输液管截止，注射时用手向右推动截止阀片，衔铁又卡在其挂钩上，又可将输液管放入截止阀片的缺口中。
输液管截止阀也可以是电机带动蜗轮式的，在外壳内设置由直流电动机带动的蜗杆、蜗轮系统，固定在蜗轮中心的螺杆上通过螺纹联接有主动活塞，主动活塞通过夹紧弹簧支撑有被动活塞，主动活塞和被动活塞周向限位，在外壳上设置输液管仓门，位置在被动活塞的上方，输液时，打开输液管仓门，将输液管放在被动活塞与输液管仓门之间，关闭仓门，此时被动活塞、主动活塞和蜗轮、蜗杆都在初始位置。当注射完毕，截止阀收到截止控制信号，直流电动机正转，与其同轴的蜗杆带动蜗轮正转，蜗轮带动螺杆转动，与螺杆配合的主动活塞向上移动，后退开关闭合，同时推动夹紧弹簧从而推动被动活塞向上移动，靠进输液管，并且其上的顶尖将输液管挤压变形靠近在输液管仓门上直至截流，此时主动活塞继续上移压缩夹紧弹簧，直至打开夹紧限位开关，切断直流电动机电源，输液管截止完成。在下一次使用前，按动后退按钮，让直流电动机反转，回到初始位置。
为了防止电干扰造成单片机工作失常，在主机上设置了由二进制计数器、单稳态触发器和外围元件构成的看门狗电路，当单片机电路受到外界电干扰，使程序不能正常工作时，由单片机输出固定频率的脉冲信号的那一端不能输出脉冲信号，不对计数器清零操作，使计数器对单片机工作时钟脉冲计数计满并溢出到单稳态触发器使之进入单稳状态，单稳的高电平接入主机中央处理器的复位端上使之复位，迫使主机又从内部工作程序的开始处正常运行。
本发明集团式病房静脉注射监护仪，对病人静脉注射集中进行了自动监护，并能辅助护理人员进行必要处理，便于医护人员随时了解病房中病员的治疗情况，减少了医护人员工作强度，对一般病人无须频繁循视，减小了病人的心理负担，增加了对医院的信认感和安全感，提高了医院的医护管理水平，整体结构为总线型，整套监护仪安装方便、灵活。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的主机电原理图。
图2是本发明的视板分块电路电原理图。
图3是本发明的视板发光管矩阵接线图。
图4是本发明的红外线检测装置示意图。
图5是本发明的分机电原理图。
图6是本发明的一种输液管截止阀的主视图。
图7是图6输液管截止阀的俯视图。
图8是本发明的另一种输液管截止阀的主视图。
图9是图8的输液管截止阀沿A--A线的剖视图。
图10是图8的输液管截止阀沿B--B线的剖视图。
图11是图8的输液管截止阀上电机控制电路图。
图12是本发明的总体连接示意图。
本发明集团式病房静脉注射监护仪由主机、视板、分机、红外线检测装置和输液管截止阀构成，下面分别加以介绍。
参见图1主机电原理图，以MCS-51系列单片机为主控制单元，通过向分机发送选通计数编码脉冲，选定某个分机，实时检测来自分机的状态信息并对此进行逻辑运算，将结果送往视板单元声光显示。8751单片机U101、数据锁存器U102、程序或数据存储器U103与晶体振荡器C101和复位开关W101等外围元件组成了基本单片机电路，U102选用74LS273，U103选用2764。U104是计算机显示扩展接口电路，选用8279，其输入端12-19端是数据线，接着U101的数据线32-39端。U104的8根输出线24-31端经三极管阵列U110、U111驱动，U110、U111、选用MC1416，输出8条发光管LED位线DD0-DD7，由J101接口17-24端输出。U104的另外4条输出线32-35是四位二进制码B0、B1、B2、B3，经四-十六译码器U109译码输出16条LED行线，经非门U107、U112、U113反相后，由J101的1-16端输出OUT1-OUT16，U109选用74LS154，U107、U112、U113选用74LS04。由分机传来的反映病床状态信息的不同电流信号，经J104的3端，由电阻R102、电容C105组成的I/V转换后，同时进入运算放大器U106、U114、U115等元件组成的电压比较器的同相端，这三路电压比较器选用LM741，它们的输出电压均从各自的6端输出到光电耦合器O102、O103、O104进行电平转换和光电隔离，经P12、P11、P10引入单片机U101的I/O的P1口，U101对这些信号进行逻辑运算，并将运算的结果通过U104输出到视板进行声光操作。由J104-3输入的电流信号，本机设计输入电流分别是0mA、5mA、10mA、15mA，与U101的P1口相应位的逻辑关系为输入电流0mA，P12、P11、P10为低电平，表示分机未工作；输入电流5MA，P12、P11为低电平，P10为高电平，输液正常；输入电流10MA，P12为低电平，P11、P10为高电平，输液即完，请来处理；输入电流15MA，P12、P11、P10都为高电平，表示两种情况一是病人紧急呼叫，二是停止输液，截止管路，请速来处理。U101的P16是一根输出线，经U111的4端进入三极管阵列放大后，驱动蜂鸣器S102发出声音与发光管L101亮。U101的P17端是U101的输出线，经U111的7端放大，光电耦合器O101隔离和电平转换再经放大器U108、三极管P101，三极管N103组成的电压源电路形成恒压编码脉冲经J104-2端输出至母线的计数编码脉冲扫描线。P17输出的一个计数编码序列脉冲由三部分组成首先在计数编码脉冲序列的开始是一个长达1秒的低电平，叫起始码，通知分机的计数单元做好计数准备；然后是N个计数脉冲，如N为128，各分机计数器对N个脉冲进行计数，当计数值等于设定的分机编码时，该分机被选中；N个计数脉冲发送完毕，最后是一个长达1秒的高电平，叫结束码，把分机的计数器清为零，为下一个脉冲序列从头计数作准备。二进制计数器U116A、U116B单稳态触发器U117和外围元件组成了一个看门狗电路，防止由电干扰造成单片机工作失常，U116A、U116B选用74LS393、U117选用74LS123。P15是单片机U101的P1口输出线，在监护仪正常工作时，P15由单片机程序规定输出固定频率的脉冲信号给U116A、U116B的清零端2和12，即以固定频率对计数器清零。U116A-1接受来自U101-18的系统时钟脉冲，并对其进行计数。当系统正常工作时，等不到由U116A和U116B组成的加法计数器计满并从U116B-8溢出就被P15清为零，又从零开始计数，这样往复循环，使整个系统正常运行。当单片机电路受到外界干扰，使程序不能正常工作时，P15就不能输出脉冲信号，不对计数器清零操作，使计数器计满并从U116B-8溢出，经单稳态触发器U117A-1使之进入单稳状态，U117A-13输出一个高电平脉冲，接在U101-9复位端上，对U101进行复位操作。因此，U101又从内部工作程序的开始处正常运行，保证了整个监护仪能在干扰环境中正常工作。
视板的结构参照图2、图3，视板可直接将从主机输出来的16行8位LED动态显示扫描线经接口J301引入本电路，OUT1-OUT16为16条行线，DD0-DD7为每行的8条列线，然后将行线与列线制成LED显示矩阵，该矩阵便为一个大的视板，但这样对小规模病房势必造成浪费，所以可以根据病房规模选择视板的组合，针对不同病房其视板可以由一至四块或更多的小视板拼接而成，每块小视板显示4行8列即32个床位，完全相同的四块小视板可以满足128个床位的病房使用。为了视板分割，引入了如图2所示的视板分块电路，选择开关K是四联板号选择开关，根据多板拼接的板的顺序号将K对应的开关号接通电源Vcc，其余开关均为开路状态，使每块板可与16条行线中的四条相连接，因此，小视板不受板号和床号的限制，提高了各板之间的互换性。另外床号也可以任意调整，只要将床位线与视板面板上的对应床号的LED连通即可。如果小视板为第一号板，则将K-1与K-8接通，与非门U301A-1、U301B-4、U301C-9、U301D-12接通Vcc，U301选用74LS09。本板将选择行线OUT1、OUT5、OUT9、OUT13的行线信号，其余的12条行线均被封锁。被选择的四条行线信号分别通过上述四个与门输出到四个或非门U305A-1、U305B-9、U306A-1、U306B-9，U305、U306选用74LS25，四个或非门输出端分别控制四个LED行驱动器开关管P301、P302、P303、P304等元件组成的电路，并从开关管的集电极输出四行LED的阳极母线，由J311、J312、J313、J314引出，每行的8个LED的阳极接在对应的行线上，每行的8个LED阴极分别接在DD0-DD7上，参见图3。同理，第二号小视板K-2与K-7接通，选择OUT2、OUT6、OUT10、OUT14行；第三行小视板K-3与K-6接通，选择OUT3、OUT7、OUT11、OUT15行；第四块小视板K-4与K-5接通，选择OUT4、OUT8、OUT12、OUT16行，四块小视板拼成大视板。图2中，J301和J302为并联的两个同样的接口，用于接收主机或前一视板的行列信号，另一个用于向后一视板转接行列信号。J311、J312、J313、J314为小视板的四条行输出线，分别接至每行对应的LED阳极上，J303-J310为8条列线，分别接至每行对应的LED阴极上。
红外线检测装置参见图4，本检测装置的实质是利用红外线光的介质表面反射原理，实时检测注射液面反射红外线信号的强度变化。在中部为锥形口的环形外壳401两侧的锥形壁上安装红外线发射管404和红外线传感器405，二者被不透光材料包裹着，红外线发射管404前端有一红外线发射导光孔409，红外线传感器405前端有一红外线传感器导光孔410，两个导光孔的轴线与垂直方向上形成的夹角一致，并且二者在外壳401锥形壁上的高度一致，在外壳401内部设置有按钮开关406，即分机电路上的SW，开关的转动臂高出外壳401的锥形壁，红外线发射管405接分机的红外线脉冲发生器的输出端，红外线传感器405接分机的红外信号处理电路的输入端，按钮开关406接分机的电源开关电路SW。将输液瓶402放置在环形外壳401的锥形口时，瓶壁按下按钮开关406，接通病床上分机的电源开关SW，分机开始工作。从分机发出的红外线电流脉冲信号驱动红外线发射管404发射红外线脉冲，并通过红外线发射导光孔409将红外线光射入瓶中的液体中，红外线在液体中折射、反射，红外线传感器405时刻都在捕捉由红外线传感器导光孔410传入的红外线，在瓶中所有红外光的折射反射中，只有液体水平表面反射的红外线能量最强，其余的反射光折射光可视为散射光，能量不大，透过红外线传感器导光孔410的红外线的分量就更小。当液面在红外线发射导光孔409发出的红外光束与红外线传感器导光孔410的受光束的高端交点水平面即应处理液面水平线407以上时，液体表面反射的红外线光束集中在红外线传感器导光孔410上方，红外线传感器405接受不到反射光束，只能传入微弱的散射红外信号，这时表示本床位正在进行正常注射，瓶中还有足够的药液，不需护理员前来视察或护理。当液面下降到应处理液面水平线407以下时，表面反射的红外线光束开始逐渐进入红外线传感器导光孔410，红外线传感器405开始接收表面反射的红外光束，这时表明瓶中的液体已接近用完，需要扩理人员前来处理。红外线传感器405把收到的较强的红外线光电转换后送到分机的的红外信号处理电路。随着液面的继续下降，到检测水平中心线411，红外线传感器405检测到的红外信号增强到最大，而液面下降到需紧急处理液面水平线408的过程中，红外线传感器405检测到的信号又从最大到最小，当液面在应处理液面水平线407到需紧急处理液面水平线408之间时，可以检测到被液面反射的红外线信号，分机开始通知主机请护理人员前来处理，结束输液。如果没人前来处理且液面继续下降到需紧急处理液面水平线408以下时，红外反射光束射到红外线传感器导光孔410的下方，红外线传感器405又收不到反射的红外光束，第二次检测不到反射光束，说明瓶中的液体已经用完，不用再滴了，否则可能使输液管进气，这时分机会立即发出控制信号，控制输液管截止阀截止输液管，强制停止输液，同时通知主机，紧急呼叫护理人员前来处理。当输液完毕，将输液瓶从壳体401上取下时，按钮开关406复位，断开分机电源停止工作。
分机的电原理图见图5，分机包括电源开关电路、红外线脉冲发生器、红外信号处理电路、译码电路、信号分配电路和同步电路，下面分别加以介绍。
(1)电源开关电路分机是在稳压器P506工作并提供工作电压Vc时才开始工作的。由J504-1引入的电源V+没有直接与P506的输入端1相连，而是分别通过两个开关回路与之相通。第一路未进行注射时，除了电阻R507、R505与输入电源V+连接外，其余电路均不带电，分机不工作。而R505、R507的阻值较高，电路消耗的电流几乎为零。当按钮S501被按下紧急呼叫时，V+通过二极管D502引到电源稳压器P506-1从P506-2输出Vc使分机工作。这时运放U506D组成的电压比较器“+”输入端的电压V+大于R507与R505的分压电压，即U506D的“-”输入端电压，使U506D-14输出高电平，打开开关三极管N506、P502、N508，V+通过N508向P506-1继续提供输入电压V+，即使放开按钮S501，P506仍能维持Vc的输出，因为电容C508与U506D的输入电阻组成的放电回路有较长的时间常数，大约20秒才能将U506D-12的电压放到U506D-13以下，U506D输出低电平，关闭N506、P502、N508切断V+与P506的联系，使电路又恢复不工作状态。因此，当按钮按下去，分机要工作至少20秒钟，以便向主机发送急呼信息。第二回路当输液时，输液瓶把红外检测装置上的按钮开关406即SW按下，V+经过SW经J501-1通过电路中电阻R523、R524使开关管N507导通，开关管P503、N518使V+与P506-1接通，P506为电路提供工作电压Vc。当输液完毕且将输液瓶取下时，按钮开关406即SW断开V+，分机停止了工作。绿色发光管L503是分机工作时的电源指示。
(2)红外线脉冲发生器由555时基电路U504及电阻R502、R503、R504、电容C501、二极管D501和开关管N501组成电流型脉冲发生器。脉冲电流经N501的开集电极经接口J501-OUT51送往红外线检测装置上的红外线发射管404。
(3)红外信号处理电路电阻R506、R508、R520、R509、电容C513、C502、二极管D510、运算放大器比较器U506B及非门U508E组成红外线脉冲检测信号比较整形电路。正常输液时，从J501-IN送来的红外线电脉冲信号的电压幅度较小，使U506B-7输出电压处于低电平，从而使U508E-10输出高电平。当输液接近完成时，红外传感器收到的红外脉冲信号强度增高，经J501-IN送到R506、C513滤波后加在U506B-5上，并大于6端比较电压时，7端输出高电平，由D510、R509、C502组成的积分器，对此高电平进行积分。有两种可能发生的情况(1)由于液面确实到达应处理液面水平线407以下，红外信号幅度增大，使比较器输出高电平，并能保持较长时间，积分器的积分电压逐渐升高，当达到非门U508E的开启电压时，U508E-10输出低电平。(2)由于外部干扰或输液瓶晃动而造成的检测信号幅度增大，使运放输出高电平，积分器电压增高，但由于干扰的持续时间一般较短，没等到积分器输出电压达到非门的开启电压，检测信号又变低，积分器输出电压也变低了，因此，干扰信号不会改变非门U508E-10输出端的电平，不会影响分机的正常工作。
(4)译码电路由主机发来的计数编码脉冲CLOCK时钟脉冲信号，经接口J504-2引入电阻R528、光耦O501，O501的发射极输出经电平转换的信号进入计数器U501-10计数端，U501对此进行计数。当U501输出端Q1-Q8的计数值与由数据比较器U502，编码开关K500、电阻排R501设定的分机编码相等时，U502-19输出低电平，经非门U508B变成高电平后作为分机的选通信号，用于打开信号分配电路。
(5)信号分配电路二极管D511、D503、电阻R517组成二与门；二极管D504、D505、D506、电阻R518组成三与门；二极管D507、D508、D509、电阻R519组成三与门。当分机被选通时，非门U508B-4同时将D511、D504、D509的阴极置成高电平，为各个与门接收状态信号做好准备。有四种需要接收的信号第一是紧急呼叫信号，当急呼按钮S501被按下时，电源V+给电容C508迅速充满电压，并接于电压比较器U506D-12，U506D、电阻R505、R507组成大约20秒的延时电路。因此，当按下S501时，U506D-14由低电平变为高电平，并打开开关管N506，使集电极输出低电平。放开S501后，这种状态还要保持20秒钟后U506D-14变为低电平时，才能把N506集电极恢复成高电平。N506集电极的低电平，封锁住D505和D507所在的与门使开关管N503、N504处于截止状态。经反向的N506集电极电平由U508A-2输出为高电平，使二与门的D511、D503的阳极为高电平，经二极管D520打开开关管N505。这时，电阻R513、R512、R510、R511、二极管D516、D517、三极管P501、运放U506A组成的15mA恒流源电路，通过接口J504-3向主机回送15mA电流，即紧急呼叫信号。第二，正常输液过程中，由于液面较高，传感器收到的红外信号强度较弱，U508E-10输出高电平，经非门U508D反向封锁D506所在的三与门。此时，如果S501未被按下，D503所在二与门也被U508A的低电平封锁，只有D508所在的三与门的阳极为高电平，经二极管D518打开开关管N503，这样由R513、R515等元件组成的恒流源电路经J504-3向主机回送5mA电流，即正常输液信号，此时U508E-10的高电平不会使D触发器U507A置位，因为它已经在分机接通电源时自动地被电容C504、电阻R521复位电路复位，即U507A-1为低电平，U507A-2为高电平，并且在上电的瞬间U508E-10就已经是高电平了。第三，当输液即将完成，液面达到应处理液面水平线407以下时，红外信号增强，导致U508E-10输出低电平，封锁了D508所在与门，并经非门U508D输出的高电平，开通D506所在与门，其阳极为高电平，经二极管D519打开开关管N504，此时由R513、R514等元件组成的恒流源电路经J504-3输出10mA电流，即需来人处理信号，同时，U508E-10的低电平打开电阻R535、开关管P505使分机上的红色发光二极管L502亮，提示病人，输液即将完成，做好思想准备。第四，当液面继续下降到达需紧急处理液面水平线408以下时，红外信号又减弱，U508E-10的低电平重新返回到高电平，经非门U508D-8封锁D506所在与门，同时，U508E-10使D触发器U507A置位，即U507A-1为高电平，U507A-2为低电平，U507A-1经开关管N502、N509经J501-5输出OUT52到输液管截止阀，驱动截止阀完成截止输液管的动作。同时，U507A-2的低电平经D522、D521分别封锁D506、D509所在与门；U507A-1的高电平经二极管D523打开开关管N505，使恒流源输出15mA电流经J504-3回送给主机；U507A-2的低电平还通过电阻R537、开关管P504驱动L502继续发光。
以上的恒流源输出电流依据图中R512、R513、R514、R515的分压参数。
综上所述当本分机不被选通时，恒流源电路输出电流为零并且对母线呈高阻态。
(6)同步电路如果在主机发送计数脉冲过程中开始静脉注射操作，有误选通本分机的可能性，造成检测混乱。为确保一个脉冲只选通一个分机而设计同步电路。
开始注射操作时，一上电，D触发器U507B被电阻R533、电容C507自动复位即U507B-12为高电平，U507B-13为低电平。U507B-12的高电平经二极管D515将计数器U501的输出清为零。此时，即使正在接收计数脉冲，计数器也不计数。同时计数脉冲经二极管D512进入电阻R516、电容C503组成的积分器，而计数脉冲宽度不至于使积分电容C503两端电压升至电压比较器U506C-9的比较电压即电阻R526、R527的分压，U506C-8输出低电平。当主机的计数脉冲发送完毕，1秒的高电平结束码来到后，积分器积分电压逐渐升至大于比较电压，使U506C-8输出高电平，并分成两路一路经二极管D514维持U501的复位状态；一路使U507B置位，即U507B-13为高电平，U507B-12为低电平。由于D515的隔离，U501-11仍维持着由D514提供的复位高电平，计数器U501仍不计数。当下一个计数脉冲序列的起始码1秒低电平到来后，积分器开始放电，在1秒内将电容C503上的电压放至接近零，低于比较电压，使U506C-8输出低电平，取消了U501的复位信号，做好了计数准备，等待由主机发来的第一个计数脉冲并开始对所有计数脉冲计数，当本脉冲序列结束码到来后，又重复上述的复位操作，这样重复循环，保证了计数器与主机发送的计数编码脉冲的同步，保证了被选通的分机与主机要选择的分机相对应。
U501选用4040，U502选用74HC521，U506选用LM324，U507选用4013，U508选用4069。
本发明提供了两种输液管截止阀方案，第一种参见图6、图7，在壳体601的上端左侧设置电磁铁602，电磁铁的衔铁604，在其下方设置截止阀片603，电磁铁的衔铁604的右端卡在截止阀片603的挂钩上，截止阀片603右端的导向柱上套有弹簧606，弹簧606被压缩在壳体右壁与截止阀片603右端之间，阀片垂直导向限位块605设置在截止阀片603上下两侧，阀片水平导向限位块608设置在截止阀片603上侧，截止阀片上有一个放输液管607的缺口。输液时，将输液管607放入截止阀片603的缺口中，此时，截止阀片603的挂钩被衔铁604顶住，缺口处于开放位置，输液管607通行无阻。电磁铁602在分机控制下通电时将衔铁604吸住，截止阀片603与衔铁604脱钩，截止阀片603在弹簧606的推动下向左快速运动，其缺口将输液管607挤在阀片垂直导向限位块605上，将管子截止。用手推压截止阀片603左端的手柄，可将输液管607从阀片603缺口中取下或装入。
另一种输液管截止阀是蜗轮式的，参见图8、图9、图10、图11，在外壳614内设置直流电动机613，其轴上固定有蜗杆615，与蜗杆615啮合有蜗轮623，固定在蜗轮623中心上有螺杆625，螺杆625上部的螺纹连接有主动活塞624，主动活塞624通过夹紧弹簧626支撑被动活塞621，主动活塞624和被动活塞621通过凸台周向限位，被动活塞621与外壳614之间压缩有刚性比夹紧弹簧626弱得多的复位弹簧627，当然也可以不设置此弹簧，而在被动活塞621与主动活塞624之间设置拉杆，在被动活塞621的上方通过门轴619设置在外壳614上输液管仓门620，输液管622可放置在输液管仓门620与被动活塞621之间，在输液管仓门620左侧外壳614上通过门栓压板610设置门栓609，门栓609向右可锁住输液管仓门620，在外壳614上设置门栓弹簧617将门栓609拨向右方，在外壳614上从下向上设置后退限位开关616和夹紧限位开关618。输液时，打开输液管仓门620，将输液管622放入输液管仓门620中输液管位置，关闭输液管仓门620并被门栓609锁住。此时主动活塞624在松开位置，被动活塞621在复位弹簧627作用下与夹紧弹簧626和主动活塞624贴紧，也处于松开位置，如图中所示的位置。当截止阀收到控制信号，直流电动机613正向转动时，与直流电动机613同轴的蜗杆615拖动蜗轮623正转，且蜗轮623带着螺杆625转动。与螺杆625配合的主动活塞624被转动的螺杆625拖动向输液管622方向运动，即主动活塞624向输液管622运动，后退开关616闭合，同时主动活塞624推动夹紧弹簧626和被动活塞621向输液管622方向运动。直到被动活塞621的顶尖将输液管622挤压变形并紧靠在输液管仓门620上且截流，此时主动活塞的继续运动开始压缩夹紧弹簧626，一是确保输液管的截止，二是能够打开夹紧限位开关618，切断直流电动机613的正转电路，直流电动机613停止转动，此时输液管截止完成。向左拨动门栓609，使输液管仓门620与门栓609拖扣，即可打开输液管仓门620，取出输液管622。在下一次使用前，先按动后退按钮612，让直流电动机613反转，蜗轮623反转带动主动活塞624后退至原始位置时，主动活塞623断开后退限位开关616，切断直流电动机613反转电路，停止转动，同时复位弹簧627推动着被动活塞621跟随主动活塞624回到原始位置。所以主动活塞624的行程是受夹紧限位开关618和后退限位开关616限制的，不会造成因活塞超程使输液管或截止阀部件受到损伤。门栓压板610用于限制门栓609作直线运动。门栓弹簧617用于使门栓609复位。直流电动机采用微型玩具电机，后退开关611与直流电动机613组成的换向电路原理见图11。当直流电动机613正转带动主动活塞624完成输液管622截止后，取出输液管622，按动后退按钮612时，后退开关611的两个常闭触点断开直流电机613的正转回路，即Vc与OUT52。同时后退开关611的两个常开触点闭合接通直流电动机613的反转回路，即V+与Vss。由于直流电动机613正转电源由分机的开关管提供，且当完成截止输液管622动作后，此电源要自动延时关闭。所以直流电动机613反转时需用分机上稳压前的直流电源V+和Vss。直流电动机613正转使活塞到达输液管截止位置时，正转回路上的限位开关618的常闭触点断开正转回路。当直流电动机613反转使活塞退到限位开关616时，其常闭触点断开反转回路。
本监护仪在使用时，参照图12，适合床位固定病房的监护。以32个固定床位的病房为例，将监护仪主机701安置于工作人员值班室，与悬挂在墙壁上的住院病人视板702通过26线的电缆线相连接；主机输出的4根母线引到各个病床前的墙上，与固定在墙上的各分机703相连接，这四根母线是二根电源线、一根分机编码脉冲线、一根信号输出线。当某床进行静脉注射时，将红外线检测装置704的电缆线插头与分机703上对应的插口接上。输液管截止阀705的控制线是由红外线检测装置704上的一根截止阀控制线OUT52、二根电源线V+和Vc、一根地线Vss共四线与分机703连接的。因输液时，一定需要截止阀705，所以将红外线检测装置704与输液管截止阀705共用同一束七芯电缆。操作时，把输液瓶放在红外线检测装置704上使之能按下开关406即分机原理图上的SW接通电源；将输液针头插入瓶中，将输液管放入截止阀705的管仓中，使之穿过截止阀705。此时主机701便对本输液床位进行实时监测，当药液液面下降到应处理液面水平线407时，分机703开始向主机701发送报警信号，请求护理人员前来处理。如果没来人处理，液面继续下降至需紧急处理液面水平线408时，分机703向主机701发送紧急呼叫信号并控制截止阀705截止输液管。如果某床位按动了急呼按钮，主机701也会知道哪个床位在紧急呼叫并控制视板进行声光显示，提示医护人员。视板702上有32个病人卡片706，每个卡片上有与之对应的床号708和发光管707。因此，本实例可同时对32个床位的病人进行静脉注射和紧急呼叫的监护。将多块视板串接起来并增加分机数量改变床位编码可以扩大监护范围。
权利要求
1.一种集团式病房静脉注射监护仪，涉及主机和视板，主机含有基本单片机电路、显示电路和输入输出接口电路，输入输出接口电路的输入电路由电流电压转换电路和电压比较器构成，输出电路由向外输出的光电耦合放大电路以及发光管和蜂鸣器构成，视板为发光管矩阵，视板与主机用排线连接，其特征在于该监护仪还设置分机、红外线检测装置和输液管截止阀，分机通过主机上的输入输出接口电路与主机相连，分机由电源开关电路、红外线电流脉冲发生器、红外信号处理电路、译码电路、信号分配电路和同步电路构成，由主机引入的电源通过两个电源开关回路与分机相通，红外线脉冲发生器由时基电路(U504)及外围元件组成，红外信号处理电路由运算放大器比较器(U506B)、非门(U508E)及外围阻容元件构成，译码电路由计数器(U501)和数据比较器(U502)构成，计数器(U501)通过光耦(O501)与主机发来的计数编码脉冲CLOCK时钟脉冲信号相连，数据比较器(U502)的输出打开信号分配电路，信号分配电路是由与门、非门构成的逻辑电路和运放(U506A)构成，对不同工作状态输出不同电流输入到主机，同步电路由D触发器(U507B)和电压比较器(U506C)构成，红外线检测装置由红外线发射管(404)和红外线传感器(405)构成，二者分别接在红外线电流脉冲发生器的输出和红外信号处理电路的输入上，输液管截止阀连接在分机的D触发器(U507A)的输出端上。
2.根据权利要求1所述的集团式病房静脉注射监护仪，其特征在于视板上还设置有矩阵分块电路，连接在主机显示电路和发光管矩阵之间，由选择开关(K)、与门(U301、U302、U303、U304)、或非门(U305、U306)和开关管(P301、P302、P303、P304)组成，与门(U301、U302、U303、U304)的一个输入端分别接16根来自主机的行线，另一个输入端通过选择开关(K)接电源正极，其输出端分别接或非门(U305、U306)输入端，或非门(U305、U306)的输出端接开关管(P301、P302、P303、P304)的基极，开关管(P301、P302、P303、P304)的输出端为选择的行线。
3.根据权利要求1或2所述的集团式病房静脉注射监护仪，其特征在于在中部为锥形口的环形外壳(401)两侧的锥形壁上安装红外线发射管(404)和红外线传感器(405)，二者都被不透光材料包裹着，红外线发射管(404)前端有红外线发射导光孔(409)，红外线传感器(405)前端有红外线传感器导光孔(410)，两个导光孔的轴线与垂直方向上形成的夹角一致，并且二者在外壳(401)锥形壁上的高度一致，在外壳(401)内部设置有按钮开关(406)，按钮开关(406)的传动臂高出外壳(401)的锥形壁，红外线发射管(404)与红外线传感器(405)分别接在红外线电流脉冲发生器的输出端和红外信号处理电路的输入端上。
4.根据权利要求1或2所述的集团式病房静脉注射监护仪，其特征在于输液管截止阀由壳体(601)、电磁铁(602)、截止阀片(603)、衔铁(604)，阀片垂直导向限位块(605)、弹簧(606)和阀片水平导向限位块(608)构成，在壳体(601)的上端左侧设置电磁铁(602)，在其下方设置截止阀片(603)，电磁铁的衔铁(604)的右端卡在截止阀片(603)的挂构上，截止阀片(603)右端的导向柱上套有弹簧(606)，弹簧(606)被压缩在壳体(601)右壁与截止阀片(603)右端之间，阀片垂直导向限位块(605)设置在截止阀片(603)前后两侧，阀片水平导向限位块(608)设置在截止阀片(603)上侧，截止阀片(603)上有一个放置输液管(607)的缺口。
5.根据权利要求1或2所述的集团式病房静脉注射监护仪，其特征在于输液管截止阀是由电机带动蜗轮式的，在外壳(614)内设置由直流电动机(613)带动的蜗杆(615)、蜗轮(623)，固定在蜗轮(623)中心的螺杆(625)上通过螺纹连接有主动活塞(624)，主动活塞(624)通过夹紧弹簧(626)支撑有被动活塞(621)，主动活塞(624)和被动活塞(621)周向限位，在外壳(614)上设置输液管仓门(620)，位置在被动活塞(621)的上方。
6.根据权利要求1或2所述的集团式病房静脉注射监护仪，其特征在于在主机上还设置了由二进制计数器(U116)，单稳态触发器(U117)和外围元件组成的防止电干扰造成单片机工作失常的看门狗电路。
全文摘要
本发明公开了一种集团式病房静脉注射监护仪，它由主机、视板、分机、红外检测装置和输液管截止阀构成。由主机对本病区所有病床进行循环监护，病床上的分机把有关工作情况实时地传递给主机，主机把所有病床上的信息处理后将结果送往视板，用声光形式显示各种情况。该监护仪用于床位固定的病房静脉注射情况集中监护。
文档编号G08C19/00GK1144697SQ9611568
公开日1997年3月12日 申请日期1996年2月15日 优先权日1996年2月15日
发明者郑君, 任丽 申请人:郑君