CN110787341B - 非侵入输液管路阻塞检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开非侵入输液管路阻塞检测器，包括壳体、第一触动传感器和第二触动传感器和控制模块；壳体上设有U型槽，U型槽的两个侧面上分别安装有第一触动传感器和第二触动传感器，控制电路板安装在所述壳体内部；第一触动传感器和所述第二触动传感器的信号输出端与控制模块的信号输入端连接；控制模块的信号输出端与LED报警灯的信号输入端连接。本申请的阻塞检测器中两个传感器分别置于传感器内部的两侧，管路在两传感器中间，并有弧形微凹槽固定，输液管路更稳定，避免管路前后偏移；感应更灵敏，即使管路有横向拉力也能准确检测，避免单传感器方案管路安装不好影响检测灵敏度的问题，可在500ms内迅速判定是否由阻塞发生。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域。具体地说是非侵入输液管路阻塞检测器。
背景技术
静脉输液是利用大气压和液体静压原理将大量无菌液体、电解质、药物由静脉输入体内的方法。临床上在重症监控室也通过采用蠕动泵控制不同的输液速度和输液总量。但是由于蠕动泵在泵送过程中，会存在不稳定的情况，从而造成输液流速不稳定，而不稳地的输液会对危重症病人造成致命的危害，为此需要密切监控输液过程因蠕动泵不稳定或管路磨损造成输液速度不稳定或输液管路阻塞的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用触动传感器差值计算检测输液管路是否阻塞的非侵入输液管路阻塞检测器。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
非侵入输液管路阻塞检测器，包括壳体、第一触动传感器和第二触动传感器和控制模块；所述壳体上设有U型槽，所述U型槽的两个侧面分别设有弧形微凹槽，在两个所述弧形微凹槽内分别安装有所述第一触动传感器和第二触动传感器，所述控制模块安装在所述壳体内部；所述第一触动传感器和所述第二触动传感器的信号输出端与所述控制模块的信号输入端连接；所述控制模块的信号输出端与LED报警灯的信号输入端连接。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，控制模块包括双运算放大器、微控制器、监控器和晶振；所述第一触动传感器和所述第二触动传感器的信号输出端与所述双运算放大器的信号输入端连接，所述双运算放大器的信号输出端与所述微控制器的信号输入端连接；所述监控器的信号输出端与所述微控制器的信号输入端通信连接；所述晶振的信号输出端与所述微控制器的信号输入端连接；所述微控制器的信号输出端与所述LED报警灯的信号输入端连接。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，所述双运算放大器为AD8426A；所述第一触动传感器的管腿1接5V电压，所述第一触动传感器的管腿3接地，所述第一触动传感器的管腿2的信号输出端通过电阻R1与所述双运算放大器AD8426A的管腿9连接，所述第一触动传感器的管腿4的信号输出端通过第一电阻R3与所述双运算放大器AD8426A的管腿12连接，电阻R1与第一电阻R3之间连接有电容C2，电阻R1与电容C2的接点通过电容C1接地，第一电阻R3和电容C2的接点通过电容C3接地。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，所述第二触动传感器的管腿1接5V电压，所述第二触动传感器的管腿3接地，所述第二触动传感器的管腿2的信号输出端通过第一电阻R4与所述双运算放大器AD8426A的管腿4通信连接，所述第二触动传感器的管腿4的信号输出端通过电阻R6与所述双运算放大器AD8426A的管腿1连接；第一电阻R4与电阻R6之间连接有电容C7，第一电阻R4与电容C7的接点通过电容C6接地，电阻R6和电容C7的接点通过电容C8接地。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，双运算放大器AD8426A的管腿10通过电阻R2与双运算放大器AD8426A的管腿11连接，双运算放大器AD8426A的管腿2通过电阻R5与双运算放大器AD8426A的管腿3连接，双运算放大器AD8426A的管腿6、管腿7、管腿8和管腿13接地；双运算放大器AD8426A的管腿5和管腿16接5V电压；双运算放大器AD8426A的管腿14通过电阻R9和双运算放大器AD8426A的管腿15通过电阻R10与所述微控制器的信号输入端连接。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，所述微控制器为LPC1549JBD48，双运算放大器AD8426A的管腿14通过电阻R9输出端和双运算放大器AD8426A的管腿15通过电阻R10的输出端与微控制器LPC1549JBD48的管腿3和管腿4连接；微控制器LPC1549JBD48输出端管腿46与LED报警灯的输入端连接，LED报警灯通过第二电阻R4接3.3V电压。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，微控制器LPC1549JBD48的管腿30、管腿16、管腿14、管腿10、管腿27、管腿42和管腿39接3.3V电压，微控制器LPC1549JBD48的管腿5通过第二电阻R3接3.3V电压，微控制器LPC1549JBD48的管腿24通过电阻R39接3.3V电压，微控制器LPC1549JBD48的管腿17、管腿11、管腿20、管腿40和管腿41接地。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，所述晶振为12.000M晶振，所述晶振的输出端管腿3通过电阻R12与微控制器LPC1549JBD48的输入端管腿26连接；晶振的管腿4通过电感L11接3.3V电压，晶振的管腿2接地，晶振的管腿2与管腿4之间连接有电容C45。
上述非侵入输液管路阻塞检测器，所述监控器为ADM809SARTZ的输出端管腿2与微控制器LPC1549JBD48的输入端管腿34通信连接，监控器ADM809SARTZ的管腿2通过电阻R13接地；监控器ADM809SARTZ的管腿1接地，监控器ADM809SARTZ的管腿3接3.3V电压。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
当管路阻塞时，管路膨胀压迫触动传感器，触动传感器信号到双运算放大器上经放大传到微控制器，微控制器上的ADC模数转化器将信号转化为数字信号，微控制器读取该数据，每100ms计算该数据差值，如连续5次，差值均为正值且大于阈值，则可判定管路阻塞。通过设置阈值可调以调节检测灵敏度。
本申请的阻塞检测器中两个传感器分别置于U型槽两侧的弧形微凹槽内，管路在两传感器中间，并由弧形微凹槽固定，输液管路更稳定，避免管路前后偏移；双触动传感器，使感应更灵敏，即使待测管路有横向拉力也能准确检测，避免单传感器方案中，管路安装不好影响检测灵敏度的问题，可在500ms内迅速判定是否由阻塞发生。
附图说明
图1 本发明非侵入输液管路阻塞检测器的结构示意图；
图2 本发明非侵入输液管路阻塞检测器的双传感器与双运算放大器的电路图；
图3 本发明非侵入输液管路阻塞检测器的微控制器、监控器和晶振的电路图。
图中附图标记表示为：1-壳体；1-1-U型槽；1-2-弧形微凹槽；2-第一触动传感器；3-控制模块；4-第二触动传感器；5-待测输液管路。
具体实施方式
如图1所示，非侵入输液管路阻塞检测器，包括壳体1、第一触动传感器2和第二触动传感器4和控制模块3；所述壳体1上设有U型槽1-1，所述U型槽1-1的两个侧面分别设有弧形微凹槽1-2，在两个所述弧形微凹槽1-2内分别安装有所述第一触动传感器2和第二触动传感器4，所述控制模块3安装在所述壳体1内部；所述第一触动传感器2和所述第二触动传感器4的信号输出端与所述控制模块3的信号输入端连接；所述控制模块3的信号输出端与LED报警灯的信号输入端连接。使用本申请非侵入输液管路阻塞检测器，需要将待测输液管路5放入U型槽1-1内，并由弧形微凹槽固定，使待测输液管路5更稳定，避免管路前后偏移，双触动传感器，使感应更灵敏，即使管路有横向拉力也能准确检测。
为了使得触动传感器能够检测待测输液管路的阻塞情况，控制模块3包括双运算放大器、微控制器、监控器和晶振；所述第一触动传感器2和所述第二触动传感器4的信号输出端与所述双运算放大器的信号输入端通信连接，所述双运算放大器的信号输出端与所述微控制器的信号输入端通信连接；所述监控器的信号输出端与所述微控制器的信号输入端通信连接；所述晶振的信号输出端与所述微控制器的信号输入端通信连接；所述微控制器的信号输出端与所述LED报警灯的信号输入端通信连接。
如图2所示，所述双运算放大器为AD8426A；所述第一触动传感器2的管腿1接5V电压，所述第一触动传感器2的管腿3接地，所述第一触动传感器2的管腿2的信号输出端通过电阻R1与所述双运算放大器AD8426A的管腿9通信连接，所述第一触动传感器2的管腿4的信号输出端通过第一电阻R3与所述双运算放大器AD8426A的管腿12通信连接；电阻R1与第一电阻R3之间连接有电容C2，电阻R1与电容C2的接点通过电容C1接地，第一电阻R3和电容C2的接点通过电容C3接地。
所述第二触动传感器4的管腿1接5V电压，所述第二触动传感器4的管腿3接地，所述第二触动传感器4的管腿2的信号输出端通过第一电阻R4与所述双运算放大器AD8426A的管腿4通信连接，所述第二触动传感器4的管腿4的信号输出端通过电阻R6与所述双运算放大器AD8426A的管腿1通信连接；第一电阻R4与电阻R6之间连接有电容C7，第一电阻R4与电容C7的接点通过电容C6接地，电阻R6和电容C7的接点通过电容C8接地。
双运算放大器AD8426A的管腿10通过电阻R2与双运算放大器AD8426A的管腿11连接，双运算放大器AD8426A的管腿2通过电阻R5与双运算放大器AD8426A的管腿3连接，双运算放大器AD8426A的管腿6、管腿7、管腿8和管腿13接地；双运算放大器AD8426A的管腿5和管腿16接5V电压；双运算放大器AD8426A的管腿14通过电阻R9和双运算放大器AD8426A的管腿15通过电阻R10与所述微控制器的信号输入端通信连接。
第一触动传感器2和第二触动传感器4的检测到的阻塞信号经过双运算放大器AD8426A进行放大，然后将放大信号传输给微控制器。双触动传感器，使感应更灵敏，即使待测管路有横向拉力也能准确检测，避免单传感器方案中，管路安装不好影响检测灵敏度的问题，可在500ms内迅速判定是否由阻塞发生。
如图3所示，所述微控制器为LPC1549JBD48，LPC1549JBD48自带16个ADC模数转换通道，可将双运算放大器AD8426A放大的信号转为数字信号，LPC1549JBD48读取该数据。
双运算放大器AD8426A的管腿14通过电阻R9输出端和双运算放大器AD8426A的管腿15通过电阻R10的输出端与微控制器LPC1549JBD48的管腿3和管腿4通信连接。
所述晶振为12.000M晶振，所述晶振的输出端管腿3通过电阻R12与微控制器LPC1549JBD48的输入端管腿26通信连接；晶振的管腿4通过电感L11接3.3V电压，晶振的管腿2接地，晶振的管腿2与管腿4之间连接有电容C45。晶振可以准确记录时间。控制每100ms计算微控制器LPC1549JBD48读取的数据差值。
所述监控器为ADM809SARTZ的输出端管腿2与微控制器LPC1549JBD48的输入端管腿34通信连接，监控器ADM809SARTZ的管腿2通过电阻R13接地；监控器ADM809SARTZ的管腿1接地，监控器ADM809SARTZ的管腿3接3.3V电压。监控器ADM809SARTZ进行监控，当连续5次，差值均为正值且大于阈值，可判定管路阻塞。
微控制器LPC1549JBD48输出端管腿46与LED报警灯的输入端通信连接，LED报警灯通过第二电阻R4接3.3V电压。微控制器LPC1549JBD48接收到监控器ADM809SARTZ的监控信号，并将信号传输给LED报警灯进行报警。
具体工作原理：
使用时，将待测输液管路5放入U型槽1-1内，并通过两侧壁上的弧形微凹槽1-2对待测输液管路5进行固定，位于弧形微凹槽1-2内的第一触动传感器2和第二触动传感器4开始对待测输液管路5进行检测。
当待测输液管路5阻塞时，待测输液管路5膨胀压迫第一触动传感器2和第二触动传感器4。
第一触动传感器2和第二触动传感器4的信号通过双运算放大器AD8426A，将信号进行放大；然后将放大的信号传输给微控制器LPC1549JBD48中自带的ADC模数转换模块，将放大的信号转换为数字信号。
微控制器LPC1549JBD48读取转换后的数字信号，并通过晶振精确控制时间，每100ms计算该数据差值，并对计算数据进行监控，如连续5次，差值均为正值且大于阈值，则可判定管路阻塞。
微控制器LPC1549JBD48控制LED报警灯进行报警，提示待测输液管路5有阻塞的情况。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (2)
1.非侵入输液管路阻塞检测器，其特征在于，包括壳体（1）、第一触动传感器（2）和第二触动传感器（4）和控制模块（3）；所述壳体（1）上设有U型槽（1-1），所述U型槽（1-1）的两个侧面分别设有弧形微凹槽（1-2），在两个所述弧形微凹槽（1-2）内分别安装有所述第一触动传感器（2）和第二触动传感器（4），所述控制模块（3）安装在所述壳体（1）内部；所述第一触动传感器（2）和所述第二触动传感器（4）的信号输出端与所述控制模块（3）的信号输入端连接；所述控制模块（3）的信号输出端与LED报警灯的信号输入端连接；
控制模块（3）包括双运算放大器、微控制器、监控器和晶振；所述第一触动传感器（2）和所述第二触动传感器（4）的信号输出端与所述双运算放大器的信号输入端连接，所述双运算放大器的信号输出端与所述微控制器的信号输入端连接；所述监控器的信号输出端与所述微控制器的信号输入端连接；所述晶振的信号输出端与所述微控制器的信号输入端连接；所述微控制器的信号输出端与所述LED报警灯的信号输入端连接；
所述双运算放大器为AD8426A；所述第一触动传感器（2）的管腿1接5V电压，所述第一触动传感器（2）的管腿3接地，所述第一触动传感器（2）的管腿2的信号输出端通过电阻R1与所述双运算放大器AD8426A的管腿9连接，所述第一触动传感器（2）的管腿4的信号输出端通过第一电阻R3与所述双运算放大器AD8426A的管腿12连接，电阻R1与第一电阻R3之间连接有电容C2，电阻R1与电容C2的接点通过电容C1接地，第一电阻R3和电容C2的接点通过电容C3接地；
所述第二触动传感器（4）的管腿1接5V电压，所述第二触动传感器（4）的管腿3接地，所述第二触动传感器（4）的管腿2的信号输出端通过第一电阻R4与所述双运算放大器AD8426A的管腿4连接，所述第二触动传感器（4）的管腿4的信号输出端通过电阻R6与所述双运算放大器AD8426A的管腿1连接；第一电阻R4与电阻R6之间连接有电容C7，第一电阻R4与电容C7的接点通过电容C6接地，电阻R6和电容C7的接点通过电容C8接地；
双运算放大器AD8426A的管腿10通过电阻R2与双运算放大器AD8426A的管腿11连接，双运算放大器AD8426A的管腿2通过电阻R5与双运算放大器AD8426A的管腿3连接，双运算放大器AD8426A的管腿6、管腿7、管腿8和管腿13接地；双运算放大器AD8426A的管腿5和管腿16接5V电压；双运算放大器AD8426A的管腿14通过电阻R9和双运算放大器AD8426A的管腿15通过电阻R10与所述微控制器的信号输入端连接；
所述微控制器为LPC1549JBD48，双运算放大器AD8426A的管腿14通过电阻R9输出端和双运算放大器AD8426A的管腿15通过电阻R10的输出端与微控制器LPC1549JBD48的管腿3和管腿4连接；微控制器LPC1549JBD48输出端管腿46与LED报警灯的输入端连接，LED报警灯通过第二电阻R4接3.3V电压；
所述晶振为用于准确记录时间并控制每100ms计算微控制器LPC1549JBD48读取的数据差值的12.000M晶振，所述晶振的输出端管腿3通过电阻R12与微控制器LPC1549JBD48的输入端管腿26连接；晶振的管腿4通过电感L11接3.3V电压，晶振的管腿2接地，晶振的管腿2与管腿4之间连接有电容C45；
所述监控器为ADM809SARTZ的输出端管腿2与微控制器LPC1549JBD48的输入端管腿34连接，监控器ADM809SARTZ的管腿2通过电阻R13接地；监控器ADM809SARTZ的管腿1接地，监控器ADM809SARTZ的管腿3接3.3V电压；监控器ADM809SARTZ进行监控，当连续5次，差值均为正值且大于阈值，可判定管路阻塞；
在待测管路有横向拉力的情况下，所述非侵入输液管路阻塞检测器能准确检测并在500ms内迅速判定是否有阻塞发生。
2.根据权利要求1所述的非侵入输液管路阻塞检测器，其特征在于，微控制器LPC1549JBD48的管腿30、管腿16、管腿14、管腿10、管腿27、管腿42和管腿39接3.3V电压，微控制器LPC1549JBD48的管腿5通过第二电阻R3接3.3V电压，微控制器LPC1549JBD48的管腿24通过电阻R39接3.3V电压，微控制器LPC1549JBD48的管腿17、管腿11、管腿20、管腿40和管腿41接地。
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