一种自动检测输液装置液体剩余量并报警的电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自动检测输液装置液体剩余量并报警的电路，包括光发射电路、光接收电路、放大电路、微控制器、报警电路、电源；光发射器一与光敏元件一组合成光对管一，光发射器二与光敏元件二组合成光对管二，输液装置依次从光对管一、光对管二中间通过；两路光发射电路、两路光接收电路均与微控制器电连接，两路光接收电路与放大电路电连接；放大电路与微控制器电连接；微控制器与报警装置电连接；微控制器与电源电连接；该电路能自动检测药液剩余量，对输液药液类别无要求、功耗小，位置放置灵活，与输液装置形状兼容性高，方便医护人员使用。
【专利说明】一种自动检测输液装置液体剩余量并报警的电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动检测液体剩余量的电路，尤其是医疗输液时自动检测输液装置液体剩余量并根据残余量报警的电路。
【背景技术】
[0002]输液设备是医院必不可少的医疗装置，现当代普通输液设备在进行输液时，为了及时更换药水，防止输液完毕后未将输液针头及时拔出致使血液倒流回输液管，常常需要有人在旁边监护和观察残余的液量，增加了监护人员的工作量。
[0003]当代关于液体的检测包括对液体的浓度、杂质的检测以及在工业生产中对液体容量的控制，而在液体剩余量检测【技术领域】中大都采用压力传感技术，通过压力传感器检测液体剩余量而控制外围电路，这类装置往往用于工业生产中，不适合用于医疗设备输液管内液体剩余量的检测。
[0004]在医疗输液时液体剩余量的检测中，大多采用单路红外光对管技术，红外光发射器与对应的红外光接收器组合成红外对管，其对液体容量或者液滴滴速进行检测和控制，检测方法一般是根据红外光在液体的折射或散射的原理对液体在输液管的液位高度或是液滴的速度进行测量，微处理器进行后续处理。
[0005]如一篇来源于广电电器网名为“基于MSP430的DW-301医用无线输液监护系统设计”文章中，此文章是利用一路红外光线通过输液管液体的折射改变光线传播方向，进而测量有无液体，其存在的问题如下所述:该设计电路复杂，功耗大，且总是要换电池或者充电，由于利用红外光通过液体折射而改变光的方向来判断有无液体，使得输液管的形状有相应的要求，它的截面必须是梯形，并且对梯形的内角角度有要求，而我们日常用的输液管大都是柱形的，这使得上述装置在普通输液管上的使用受到限制；若要安装此装置必须在输液管上再增加相应梯形管道，不仅增加了成本，还不方便；另外光透过率与液体的种类有关，输一些药液时该装置就不能使用。
[0006]再如一篇来源于《电子设计技术》名为“液体点滴速度检测装置”文章中，是由一路红外对管、压力传感器、放大电路、V/F转换电路、步进电机装置组成。存在如下问题:该装置中的红外对管放置于输液管的缓冲管位置，是根据光在液滴滴落时是否发生折射而使光强度改变的原理来检测液滴滴速，不同的液体反射率和透过率不一样，输一些特殊的液体时仍然不能使用；其中压力传感器是对液体剩余量的检测，放置位置只能处于输液瓶的底部，因而使用不方便，该装置使用了过多的电路元件，导致功耗过大。
[0007]现阶段，自动检测输液装置内残余液体量的技术中，存在的问题是:不能在普通圆柱型输液管上使用，需要增加辅助管道导致使用不便；对一些特殊的药液不能使用；放置位置不灵活；电路功耗较大，电源消耗过快。
[0008]需要解决上述问题，提供一种能在普通输液管上使用，不需要增加辅助管道或改变管道，对各种药液都能检测，位置放置灵活、低功耗的液体剩余量自动检测并报警电路。
【发明内容】
[0009]为了解决上述问题，本实用新型公开了一种自动检测输液装置液体剩余量并报警的电路，该电路能够实现自动检测医疗输液设备中输液液体剩余量并根据其剩余量来控制报警装置的功能。
[0010]本实用新型为解决上述问题采用的技术方案是:
[0011]电路包括两路光发射电路、两路光接收电路、放大电路、微控制器、报警电路、电源；光发射电路分别包含光发射器一、光发射器二，光接收电路分别包含光敏元件一、光敏兀件二 ；光发射器一与光敏兀件一组合成光对管一，光发射器二与光敏兀件二组合成光对管二，输液装置从光对管一中间通过，经过一段距离后再从光对管二中间通过；两路光发射电路都与微控制器电连接，两路光接收电路都与放大电路电连接，放大电路与微控制器电连接，微控制器与报警装置电连接，微控制器与电源电连接。
[0012]通过微控制器的输出引脚为光发射电路、光接收电路、放大器供电，微控制器周期性地发出检测信号，在检测的瞬间提供电能，其余时间及时关闭，降低了能量消耗。
[0013]本实用新型的有益效果:能与普通输液管形状相兼容，无需更改输液管形状或增加其他辅助设备，且结构简单，体积小，降低了成本；对各种药液都能使用；可以放在输液管上，也可以放在输液瓶上，放置位置灵活；电路功耗较小。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
[0015]图1为本实用新型的原理框图
[0016]图2为一个电路实施例的原理图
[0017]图中I第一路光发射电路，2第二路光发射电路，3第一路光接收电路，4第二路光接收电路，5输液装置，6放大电路，7微控制器，8报警装置，9电池。
[0018]【具体实施方式】:
[0019]通过结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0020]如图1所示原理框图，包括:第一路光发射电路、第二路光发射电路、第一路光接收电路、第二路光接收电路、放大电路、微控制器、报警装置。
[0021]本电路采用两路光，两路光接收电路输出的电压用Vl和V2表示，当药液较多时，液面在两路光上方，液体对两路光的作用完全一致，Vl和V2几乎相同，当药液较少时，液面在两路光线中间，只有一路光受液体影响，另一路光不受液体影响，受空气影响，Vl和V2相差较大，通过放大电路差分放大后输出给单片机，单片机检测到电压变化，可以确定液面在两路光之间。无论药液是否透明，对光的反射率、折射率、吸收率如何，当液面在中间位置时，都会被检测到，因而本电路适合各种药液。
[0022]两路光发射器和对应的两路光接收器组成两对简单的光对管，该部分电路的设计好处是对输液管的形状没有特殊要求，只要使用普通的透明输液管或输液瓶就可以了，不必更换输液管或添加管道就能使该装置与现有的输液装置相契合，能直接得到液体剩余量检测结果，检测装置既简单又方便。
[0023]图2为一个电路实施例的原理图，其中放大器采用的型号为0PA890，此放大器工作时，工作电流小，只需要一个正电压，通过单片机一个引脚可以提供，工作温度为-40到85摄氏度，满足通常输液时的温度。
[0024]放大器4号引脚接地，两个输入引脚2、3分别接收来自两个光接收器产生的两个电信号，输出引脚I输出结果V3。
[0025]由于放大器输出信号为模拟信号，需转换成数字信号用于对后续电路的控制，故需选择带有A/D功能的微控制器，这里采用单片机型号为STC12C5620AD芯片，其引脚为28个，满足实际连接时对单片机引脚数的要求，工作电压可在2.2V-3.6V低压范围内，功耗小，其初始状态为:第14号引脚为低电平，第28号引脚接高电平，具体过程为:由单片机P2.6引脚与放大器的7号引脚电连接，用以提供放大器的正电源；单片机的P2.2、P2.3、P3.0和P3.1引脚分别与两个光发射器、两个光接收器电连接，用于为两个光发射器和两个光接收器提供电源；单片机P3.2引脚与放大器的第I号引脚电连接，用于接收放大器输出的V3信号。
[0026]单片机的定时器周期性地唤醒单片机，使单片机依次给放大电路、光接收电路、光发射电路供电；两路光发射电路发出光，经输液装置后被两路光接收电路所接收并转换成两路电信号，两路电信号再经放大电路后得到一个电信号送给单片机，单片机自带A/D将模拟电信号转换成数字信号，单片机将此信号和系统上电时测得的初始信号作比较，来判断输液装置液位变化，如果液位变化满足条件就通知报警装置报警，否则单片机再次进入休眠状态，并停止给外围电路供电，等待定时器再次唤醒单片机。
[0027]本实用新型可由本领域的技术人员在不脱离本实用新型创造构思的前提下作出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种自动检测输液装置液体剩余量并报警的电路，其特征是: 电路包括两路光发射电路、两路光接收电路、放大电路、微控制器、报警电路、电源；光发射电路分别包含光发射器一、光发射器二，光接收电路分别包含光敏元件一、光敏元件二 ；光发射器一与光敏兀件一组合成光对管一，光发射器二与光敏兀件二组合成光对管二，输液装置从光对管一中间通过，经过一段距离后再从光对管二中间通过；两路光发射电路都与微控制器电连接，两路光接收电路都与放大电路电连接，放大电路与微控制器电连接，微控制器与报警装置电连接，微控制器与电源电连接。
【文档编号】A61M5/168GK203619997SQ201320863508
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】陈瑾, 田丽伟, 郝文良, 朱家俊, 王程, 朱向冰 申请人:安徽师范大学