适用于免悬挂压力式输液的智能流量计及输液器的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种适用于免悬挂压力式输液的智能流量计及输液器。


背景技术：

2.众所周知，医疗中传统的重力式输液，存在着必须垂直悬挂一定高度，无法精准设定和控制输液流量的严重缺陷，以及无法适应现代医疗数字信息化的要求。
3.目前，例如zl2008201267772和zl2018208104483是将输液袋装在加压盒内，利用盒内弹簧压力机构，将药液压入输液软管。而这只是仅仅解决了重力输液的悬挂缺陷，仅做到了免悬挂输液。要想精准控制输液流量和数字信息化，运用单片机控制执行机构，使电机驱动凸轮轴机构循环压缩软管，实现按定量微量“容积”均匀精准地输出药液是最佳选择。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种能够适用于压力式输液的数字信息化智能流量计和和输液器。
5.本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种适用于免悬挂压力式输液的智能流量计，其特征在于，包括外壳，在外壳下端设置有端盖，端盖朝向外壳下端的内壁上开有供输液软管通过的通槽，输液软管卡在通槽内；在外壳内设置有旋转电机，旋转电机输出轴驱动连接有依次同轴设置的进口凸轮、顶杆轮和出口凸轮，所述外壳下端对应进口凸轮、出口凸轮和顶杆凸轮的位置开有通孔，在对应的通孔处分别悬挂安装有进液阀板、出液阀板和顶杆，对应进口凸轮与顶杆轮设置有光耦传感器，在进口凸轮与顶杆轮的黑色轮缘上设置有白色标记，通过所述光耦传感器采集黑白反光面的周期变化计算旋转圈数；所述旋转电机带动进口凸轮、出口凸轮和顶杆轮同步转动，进液阀板、顶杆和出液阀板在与进口凸轮、顶杆轮和出口凸轮轮缘的滚动配合下升降：
7.在0到90
°
时，进液阀板在进口凸轮的作用下从关断状态转变为打开状态再回到关断状态；90
°
到360
°
保持关断状态；
8.在0到90
°
时，出液阀板在出口凸轮的作用下保持关断状态；90
°
到304
°
时，出液阀板从关断状态转变为打开状态再回到关断状态；304
°
到360
°
保持关断状态；
9.在0到90
°
时，顶杆在顶杆轮的作用下保持开启状态；90
°
时顶杆开始下压并在180
°‑
270
°
时保持挤压输液软管状态；270
°
时开始解除挤压状态。
10.优选地，所述进液阀板、出液阀板和顶杆的宽度大于通槽的宽度，通槽对应进液阀板、出液阀板和顶杆的尺寸开有让位豁口。
11.优选地，所述端盖铰接在外壳的下端，端盖通过设置在远离铰接轴一侧的卡接件与外壳锁定或解除锁定；当端盖与外壳处于锁定状态时，所述端盖开有通槽的面与外壳下端之间存在间隙。
12.优选地，所述端盖滑动安装在外壳的下端，所述端盖开有通槽的面朝向外壳下端靠近或远离。
13.优选地，在通槽两端开口处的槽壁上开卡槽，所述卡槽将输液软管上对应的鲁尔接头卡住，防止输液软管沿通槽走向窜动。
14.优选地，还包括单片机、单片机控制元件、电源和压力传感器组件，所述电源分别为旋转电机和单片机供电；在所述外壳上开有供单片机电源接口与外接电源连接的开口，所述光耦传感器、压力传感器组件和旋转电机通过单片机控制元件与单片机通信连接，压力传感器组件采集输液软管的压力变化并输出至单片机。
15.与智能流量计配合使用的输液器，包括依次连接的：
16.装在压力盒内的贮液袋、三通连接头、减压调节器以及两端均安装有鲁尔接头的输液软管、所述输液软管卡在所述智能流计的通槽内。
17.优选地，所述装夹在智能流量计通槽内的输液软管两端的鲁尔接头上加工有凸缘或凹槽，所述凸缘或凹槽与所述智能流量计的卡槽凹凸配合。
18.优选地，在三通连接头和输液软管之间的输液管路上依次安装有减压调节器和止水夹，三通连接头的加药口通过堵头封闭。
19.优选地，所述外壳面板设置有显示屏和操作按钮。
20.综上所述，本实用新型的有益技术效果为：
21.本实用新型的智能流量计由于采用单片机处理系统，控制输液精度高，能定时、准确，定量输出药液，由于执行机构是由单片机自动控制，使旋转电机驱动凸轮机构循环压缩输液软管，实现微量均匀地输出药液时间持久，效果好，使用安全可靠，整机结构新颖、体积小、便携、耗电小、自动化程度高、操作简便，特别适用于压力式输液。
22.本实用新型输液器软胶管，其中被流量计夹持循环挤压的输液软管的外径，内径，高弹性三要素参数是与流量计系统结构执行机构及预设控制程序等唯一对应的，该段输液软管两端设有鲁尔接头用以连接与输液软管三要素不一致或有差异的其他软管，以确保精准安全输液。
23.输液器为一次性无菌使用医疗器械，与流量计系统配套使用，高弹性是其匹配三要素之一，即输液软管在受到外力时压缩，在去除外力时能随外力的减小或消失迅速恢复至原始状态，具体的材质可选用硅胶软管。硅胶材料相较于当前使用的pvc或非pvc材料的弹性非常差的软管优势明显。而如果将输液器整体均换成硅胶软管，那么在成本上的增加太大。因此本实用新型输液器用仅占管路全长3％的硅胶软管，其内径、外径和高弹性三要素与流量计系统结构执行机构及预设控制程序等实现唯一对应匹配，以保证输液的精准安全。利用输液软管两端的鲁尔接头连接内径、外径、高弹性并不匹配的pvc或非pvc材料软管，极大的降低了输液器的整体成本，且有利于规模化生产和推广压力式输液的应用，经济收益非常可观。
附图说明
24.图1是本实用新型智能流量计的结构示意图；
25.图2是本实用新型智能流量计的外壳和端盖设置形式一的结构示意图；
26.图3是图2的的侧视图；
27.图4是本实用新型智能流量计的外壳和端盖设置形式二的结构示意图
28.图5是鲁尔接头与卡槽的一种配合结构示意图；
29.图6是鲁尔接头与卡槽的另一种配合结构示意图；
30.图7是展示智能流量计外壳内执行机构的结构示意图。
31.图中，1、外壳；2、端盖；3、通槽；4、旋转电机；5、进口凸轮；6、顶杆轮；7、出口凸轮；8、进液阀板；9、顶杆；10、出液阀板；11、压力传感器组件；12、卡槽；13、贮液袋；14、输液管路；15、鲁尔接头；16、针头；17、输液软管；18、三通连接头；19、减压调节器；20、止水夹；21、自排气药液过滤器；22、轴。
具体实施方式
32.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
33.如图1和图7所示，一种适用于免悬挂压力式输液的智能流量计及输液器，流量计由外壳1和端盖2两部分组成，两部分之间通过铰接或推拉式配合实现打开或闭合。流量计包括外壳、设置在外壳内的单片机、单片机控制元件和与单片机控制元件连接的执行机构，执行机构在本技术中主要为旋转电机4以及通过旋转电机4同轴驱动的进口凸轮5、顶杆轮6和出口凸轮7，在外壳1表面设有显示器和操作按钮。
34.在端盖2朝向外壳1底端的内壁上开有供输液软管17通过的通槽3，输液软管17卡在通槽3内；在外壳1下端固定设置旋转电机4以及旋转电机4输出轴上同轴且依次设置的进口凸轮5、顶杆轮6和出口凸轮7，所述旋转电机4带动进口凸轮，推杆，出口凸轮同步转动。
35.外壳1底端对应进口凸轮5、出口凸轮7和顶杆轮6的位置开有通孔，进口凸轮5、出口凸轮7和顶杆轮6与对应的通孔中设置有进液阀板8、顶杆9和出液阀板10，进液阀板8、顶杆9和出液阀板10的顶沿与对应的进口凸轮5、顶杆轮6和出口凸轮7的轮缘实时接触(具体可通过弹簧悬挂安装的方式，使进液阀板8、顶杆9和出液阀板10在弹力作用下始终有上升的趋势)。
36.单片机控制元件主要包括运算放大器，运算放大器接光耦传感器和压力传感器组件11；单片机控制元件还包括时钟电路、键盘电路以及按钮设置电路；单片机的输出端还连接有显示电路和控制执行电路。压力传感器组件11及其附属组件与运算放大器共同组成放大电路。运算放大器的输入端连接一比较器的正端。比较器的输入负端连接基准电压源。比较器的输出端与单片机的输入口相连。
37.当进行静脉输液治疗时，打开端盖2并在通槽3内卡入输液软管17后，关闭端盖2与外壳1，使两者卡紧固定。通过外壳1上的控制键和设定按钮，设定药液输入量。通过控制电路和传感器采样放大电路，向单片机输入信号，经单片机处理后，向执行机构发出信号。进液时，进液阀板8打开，药液注入软管，此时出液阀板10封闭，使输液软管17内充满药液。当出液时，出液阀板10开启，进液阀板8关闭，顶杆9压缩输液软管17。按此循环压缩输液软管17，使药液在单片机的控制下，自动均匀精准定量缓慢输出。关于智能流量计：
38.参见图7，一种适用于免悬挂压力式输液的智能流量计，包括外壳1和设置在外壳1内的单片机，在外壳1下端设置有端盖2，端盖2朝向外壳1下端的内壁上开有供输液软管17通过的通槽3，输液软管17卡在通槽3内；在外壳1内设置有旋转电机4，旋转电机4输出轴驱动连接有依次同轴设置的进口凸轮5、顶杆轮6和出口凸轮7，所述外壳1下端对应进口凸轮
5、出口凸轮7和顶杆轮6的位置开有通孔，在对应的通孔处分别安装有进液阀板8、出液阀板10和顶杆9，对应进口凸轮5与顶杆轮6设置有光耦传感器，在进口凸轮5与顶杆轮6的黑色轮缘上设置有白色标记，通过所述光耦传感器采集黑白反光面的周期变化计算旋转圈数；所述旋转电机4带动进口凸轮5、出口凸轮7和顶杆轮6同步转动，进液阀板8、顶杆9和出液阀板10在与进口凸轮5、顶杆轮6和出口凸轮7轮缘的滚动配合下升降。
39.采用蠕动泵的送药方式，通过进口凸轮5和出口凸轮7驱动进液阀板8和出液阀板10交替升降配合顶杆9来完成药液的输送，同时根据光耦传感器计数，经滤波、放大及模数转换后上传至单片机，单片机向旋转电机4发送控制信号控制其运转，旋转电机带动进口凸轮5、顶杆轮6和出口凸轮7转动。
40.为输液时的安全考虑，本智能流量计设置有气泡和堵塞报警结构，气泡和堵塞报警结构在本实施例中包括一压力传感器组件11。压力传感器组件11包括一压力传感器以及置于压力传感器和输液软管17之间的可垂直上下浮动的压块，压力传感器固定安装在外壳内的下端，其尾部通过电导线与电路板相连接，头部向下朝向端盖2，压力传感器的头部中心设置有弹性钢珠，弹性钢珠受压时向上移动，减压时向下移动；压块的下部为长方形，底面压着输液软管17；上部为圆柱形，顶端中心有一固定钢珠，该固定钢珠顶着压力传感器头部朝下的钢珠。具体的，当输液正常时为标准压力值；当输液软管17堵塞时，压力大于标准压力值，压块向上移动，实现堵塞报警；压力小于标准压力值，压块向下移动，实现气泡报警。
41.本智能流量计的端盖2与外壳1存在两种设置形式：
42.设置形式一(参见图2和图3)：
43.端盖2滑动安装在外壳1的下端，所述端盖2开有通槽3的面与外壳1下端之间存在间隙，该间隙随着端盖2和外壳1之间的相对滑动会改变大小。拉开端盖2时，通过端盖2和外壳1之间的间隙将输液软管17卡入通槽3内，然后合上端盖2，使端盖2与外壳1配合夹住输液软管17。为了能够在端盖2和外壳1夹住输液软管17时保持相对位置固定，可以通过连接件对两者进行锁定。连接件可选择挂钩、绑带、拉扣等，或者在端盖2和外壳1滑动配合的配合间隙设置阻尼件的方式使二者卡紧，从而能够在输液软管17受压时对输液软管17提供有效支撑(端盖2和外壳1不产生相对位移)。
44.设置形式二(参见图4)：
45.端盖2通过轴22铰接在外壳1的下端，端盖2通过设置在远离铰接轴一侧的卡接件与外壳1锁定或解除锁定；当端盖2与外壳1处于锁定状态时，所述端盖2开有通槽3的面与外壳1下端之间存在间隙。通过铰接的方式安装端盖2方便输液软管17与通槽3的装配，同时通过卡接件(卡接件可以是现有技术中的挂钩、绑带、拉扣等结构，只要能实现端盖2和外壳1的相对固定即可)的锁定能够保证在输液软管17受压时对输液软管17提供有效支撑(端盖2和外壳1不产生相对位移)。
46.如图5和图6所示，为了保证流量计与输液软管17之间的配合稳定性，在通槽3两端开口处的槽壁上开卡槽12，所述卡槽12将输液软管17上对应的鲁尔接头15卡住，防止输液软管17沿通槽3走向窜动。通过卡槽12与鲁尔接头15的配合使位于通槽3内的输液软管17相对进液阀板8、出液阀板10和顶杆9的位置保持固定，从而使每次泵送时的也要流量保持一致。
47.为了便于电源的更换，采用外接电源的方式对旋转电机4和单片机供电；在所述外壳1上开供单片机电源接口与电源连接的开口。通过外接电源的供电方式方便电源的更换，无需拆卸外壳1。
48.关于输液器：
49.一种输液器，包括装在压力盒内的贮液袋13、输液管路14和针头16，所述输液管路14两端分别连通贮液袋13和针头16，在输液管路14上截掉一段并替换为外径、内径、高弹性三要素技术参数与系统对应匹配的输液软管17，所述输液软管17两端的鲁尔接头15上加工有凸缘或凹槽，所述凸缘或凹槽能够卡入智能流量计端盖2上通槽3两端开出的卡槽12内，卡槽12的具体结构试配凸缘或凹槽，配合关系如图5和图6所示；在贮液袋13和与输液软管17之间的输液管路14上还设置有三通连接头18，且在所述三通连接头18和输液软管17之间的输液管路14上依次安装有减压调节器19和止水夹20，三通连接头18的加药口通过堵头封闭；在输液软管17与针头16之间的输液管路14上连接有自排气药液过滤器21。
50.输液器泵送药液方式：通过压力盒对其内的贮液袋13持续保持挤压，压力盒对贮液袋13的挤压能够保证药液一直充满管路；同时通过智能流量计的进液阀板8和出液阀板10完成对管路内药液的阻断，有效避免了由压力盒引起的管内压力影响智能流量计泵送药液时的泵送压力。且保证精准输液。
51.具体的，将带有输液软管17的输液器与智能流量计装配在一起，通过压力盒挤压贮液袋13，智能流量计的旋转电机旋转，带动进口凸轮5、顶杆轮6和出口凸轮7转动。
52.对应的进液阀板8、顶杆9和出液阀板10的动作时序如下：
53.在0到90
°
时，进液阀板8在进口凸轮5的作用下从关断状态转变为打开状态再回到关断状态；90
°
到360
°
保持关断状态；
54.在0到90
°
时，出液阀板10在出口凸轮7的作用下保持关断状态；90
°
到304
°
时，出液阀板10从关断状态转变为打开状态再回到关断状态；304
°
到360
°
保持关断状态；
55.在0到90
°
时，顶杆9在顶杆轮6的作用下保持开启状态；90
°
时顶杆9开始下压并在180
°‑
270
°
时保持挤压输液软管17状态；270
°
时开始解除挤压状态。
56.通过以上动作时序完成一次定量泵送药液及重新向输液软管17内补充药液的过程。通过重复循环以上步骤实现精准向人体组织内进行输液。
57.关于输液器上的配件功能如下：
58.减压调节器19：通过减压调节器19调节贮液袋13至输液软管17之间输液管路14以及输液软管17内的液体压力，防止输液软管17内的压力过高。当进液阀板8或出液阀板9需要封闭时，输液软管17内过高的压力可能导致进液阀板8或出液阀板9对输液软管17的作用力小于输液软管17内液体的压力，从而导致进液阀板8或出液阀板9不能完全封闭输液软管17而漏水，进而不能保证精准输液。当减压调节器19的滚轮沿斜坡轨道滚向下端时，可降低输液软管17内的液体压力，使其既能保证充分向输液软管17内泵入液体，又可以做到进液阀板8和出液阀板9完全封闭输液软管17。
59.装在压力盒(图中未示出)内的贮药袋13：通过压力盒中的弹簧机构压力盘直接接触贮液袋13挤压药液至输液管路14内。
60.自排气药液过滤器21：通过自排气药液过滤器21能够排除管路内的气泡，防止气泡进入到血管内，同时过滤药液内的杂质微粒。
61.止水夹20：快速完成对输液器内液体的关断。
62.此外，为了实现远程监控，可以在单片机的外围电路中增加4g或者5g模块，通过4g或者5g模块实现远程通讯功能。
63.本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。