技术领域
[0001] 本实用新型涉及医疗设备领域，具体地说，涉及一种输液器报警装置。
背景技术
[0002] 在临床医学中，静脉输液虽然应用广泛，但目前普遍使用的输液工具仍然是传统的茂菲氏输液器，且以人工监控为主。输液时需要将输液瓶（袋）悬挂在输液架上或者高于患者的穿刺部位，利用势差将药液输入患者体内，护士凭借肉眼观察茂菲氏管中的液滴并估计输液滴速，根据经验手动调节输液器上的
滑轮来控制输液速度。输液过程中护士需要不停地巡检，并由患者或陪护人员观察剩余药液量，当药液即将输完或者滴速出现异常时，通知值班护士前来处理。这样不仅增加了医护人员的劳动强度，导致差错率大为上升，而且不利于患者的休息，影响了
治疗质量。实用新型内容
[0003] 为了解决上述
现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种输液器报警装置，以克服现有技术中的
缺陷。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种输液器报警装置，包括控制单元、滴速检测模
块、滴速控
制模块、
温度检测与加热模块和报警模块；控制单元与滴速检测模块、液量检测模块、滴速
控制模块、温度检测与加热模块和报警模块分别连接；滴速检测模块对应设置在输液管路中的茂菲氏管
位置，滴速检测模块中包括依次连接的滴速
采样器、
电压比较器和矩形波发生器，矩形波发生器与控制单元相连接，滴速采样器为红外光电对管，红外光电对管的发射部和接收部分别设置在茂菲氏管的两侧；滴速控制模块对应输液管设置，压迫输液管发生形变以改变输液管内液体流速；温度检测与加热模块加热并保持输液管路内的液体温度；报警模块包括声音报警装置和发光报警装置，由控制单元控制工作。
[0005] 本实用新型还可以采用以下技术措施：
[0006] 所述的控制单元为德州仪器公司的MSP430F149芯片。
[0007] 所述的滴速检测模块中的电压比较器为德州仪器公司的LM393芯片。
[0008] 所述的矩形波发生器为意法
半导体公司的HCF4047B芯片。
[0009] 所述的滴速控制模块包括步进
电机、偏心
舵轮和
挡板，步进电机与控制单元相连接并由控制单元控制运转，偏心舵轮由步进电机驱动旋转，输液管设置在偏心舵轮与挡板之间，偏心舵轮的工作面为螺旋曲面，工作面压迫输液管；步进电机所选驱动芯片为意法半导体公司的L298电机驱动芯片。
[0010] 所述的温度检测与加热模块包括温度检测模块和加热模块，温度检测模块包括液体温度采集单元和人体温度采集单元，加热模块又包括继电器和加热片，温度采集单元、人体温度采集单元与控制单元相连接，控制单元控制继电器动作，而继电器控制加热片工作。
[0011] 所述的滴速控制模块包括步进电机、
丝杆、
挤压块和挡板，步进电机通过丝杆带动挤压块运动，输液管设置在挤压块和挡板之间，挤压块的顶端压迫输液管；步进电机所选驱动芯片为意法半导体公司的L298电机驱动芯片。
[0012] 所述的报警模块包括蜂鸣器和示警灯。
[0013] 对应于茂菲氏管中的警戒位置设置液量检测模块，液量检测模块与控制单元相连接，液量检测模块包括红外光电对管，红外光电对管的发射部和接收部分别对应设置在茂菲氏管中间的位置。
[0014] 本实用新型的输液器报警装置还包括：壳体，构成输液器报警装置的整体外部结构，内部设置空间容纳各元件；凹槽，设置在壳体
正面，输液管路由凹槽内穿过，茂菲氏管放置于凹槽中；滴速检测模块设置在对应于凹槽内茂菲氏管的位置；滴速控制模块设置在凹槽的一侧，压迫输液管；温度检测与加热模块对应设置在凹槽位置；声音报警装置和发光报警装置报警模块设置在壳体内。
[0015] 本实用新型具有以下有益效果：
[0016] 本实用新型的输液器报警装置，滴速检测模块检测茂菲氏管中液滴的速度并将采集到的
信号传输至控制单元MSP430，控制单元控制滴速控制模块压迫输液管以改变液通量，温度检测与加热模块控制药液的温度；当滴速发生异常、液温发生异常或液量不足时，报警模块发出声光报警，以提醒护理人员注意。本实用新型自动监测输液的滴速、温度状况，无需护理人员定时巡查，极大地减轻了护理人员的工作负担，解放了人
力，同时也提高了输液治疗效果。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型的输液器报警装置的架构示意图；
[0018] 图2是本实用新型的输液器报警装置中控制单元的引脚示意图；
[0019] 图3是本实用新型的输液器报警装置中滴速测量模块的
电路图；
[0020] 图4是本实用新型的输液器报警装置中步进电机的控制电路示意图；
[0021] 图5是本实用新型的输液器报警装置中温度采集单元的电路示意图；
[0022] 图6是本实用新型的输液器报警装置中继电器和加热片的电路示意图；
[0023] 图7是本实用新型的输液器报警装置中报警模块的电路示意图；
[0024] 图8是本实用新型的输液器报警装置的外部结构示意图；
[0025] 图9是本实用新型的输液器报警装置中一种滴速控制模块的结构示意图；
[0026] 图10是本实用新型的输液器报警装置中另一种滴速控制模块的结构示意图。
具体实施方式
[0027] 为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳
实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。
[0028] 输液器报警装置，包括控制单元、滴速检测模块、滴速控制模块、温度检测与加热模块和报警模块；控制单元与滴速检测模块、液量检测模块、滴速控制模块、温度检测与加热模块和报警模块分别连接；滴速检测模块对应设置在输液管路中的茂菲氏管位置，滴速检测模块中包括依次连接的滴速采样器、电压比较器和矩形波发生器，矩形波发生器与控制单元相连接，滴速采样器为红外光电对管，红外光电对管的发射部和接收部分别设置在茂菲氏管的两侧；滴速控制模块对应输液管设置，压迫输液管发生形变以改变输液管内液体流速；温度检测与加热模块加热并保持输液管路内的液体温度；报警模块包括声音报警装置和发光报警装置，由控制单元控制工作。
[0029] 控制单元为德州仪器公司的MSP430F149芯片，该芯片为16位
微处理器，具备6组共48个可定义的I/O引脚。
[0030] 滴速检测模块中的电压比较器为德州仪器公司的LM393芯片，矩形波发生器为意法半导体公司的HCF4047B芯片。红外光电对管可以采用亿光公司的IR204/PT202红外对管，红外光电对管之间的收发
波长为940nm，红外光电对管之间的茂菲氏管中没有液体滴落时，IR204发射的波长940nm 的红外线，使得PT202导通，矩形波发生器输出高电平。当有液体滴落时，由于药液对红外线的吸收和散射作用，到达PT202 的红外线很少，PT202 截止，矩形波发生器输出低电平。因此，每当有液体滴落矩形波发生器就会输出一个下降沿，控制单元捕获下降沿，通过两个下降沿之间的时间间隔便可计算出输液速度。
[0031] 一种实施例中，滴速控制模块包括步进电机7、偏心舵轮8和挡板，步进电机与控制单元相连接并由控制单元控制运转，偏心舵轮由步进电机驱动旋转，输液管9设置在偏心舵轮与挡板之间，偏心舵轮的工作面为螺旋曲面，工作面压迫输液管，在实施例中由于输液管由
外壳上的凹槽中穿过，此处的挡板即为凹槽的内
侧壁，通过挤压输液管改变输液管中的药液流通面积，起到控制药液流速的目的。步进电机所选驱动芯片为意法半导体公司的L298电机驱动芯片，由于控制单元与步进电机驱动芯片间工作电平差异较大，可以在两者之间接入亿光公司的光耦PC817进行电平转换，步进电机的控制采用的是二相四拍控制。如果用A 表示A 相通电、B 表示B 相通电、a 表示A 相断电、b 表示B 相断电，则为使步进电机正向旋转，各项的通电顺序为AB-Ab-ab-aB-AB；如果需要反转，则通电顺序为AB-aB-ab-Ab-AB。
[0032] 温度检测与加热模块包括温度检测模块和加热模块，温度检测模块包括液体温度采集单元和人体温度采集单元，加热模块又包括继电器和加热片，液体温度采集单元、人体温度采集单元分别与控制单元相连接，控制单元控制继电器动作，而继电器控制加热片工作。液体温度采集单元是利用10kΩ 的负温度系数热敏
电阻和10kΩ 的电阻
串联来进行输液温度检测的。当被测药液温度改变，
热敏电阻的阻值也会随之改变，从而导致输入MSP430F149 内部自带的12 位AD 转换器的电压发生改变，通过对AD 转换数据进行换算，既可得出被测药液温度。为了防止一些外界的扰动导致温度检测数据不稳定，在热敏电阻上并联一个0.1μF 的瓷片电阻，可以有效提高温度读数的
稳定性。实施例中通过继电器控制PTC加热片工作从而对输液管中液体进行加热，由于MSP430输出的信号强度较小无法
直接驱动继电器，在控制单元和继电器间可以接入达林顿管ULN2003。同样地，可以通过人体温度采集单元对人体即患者进行体温测量，通过控制单元控制加热模块工作，可以将输液液体温度与人体温度保持一致，从而使患者在输液时能够获得较为舒适的治疗体验。
[0033] 另一种实施例中，滴速控制模块包括步进电机7、丝杆10、挤压块11和挡板12，步进电机通过丝杆带动挤压块运动，输液管设置在挤压块和挡板之间，在实施例中由于输液管由外壳上的凹槽中穿过，挤压快由凹槽的一侧伸出，凹槽的另一侧槽壁就形成了挡板，而无需另行设置单独挡板来与挤压块进行配合，挤压块与凹槽的槽壁共同挤压输液管9，丝杆为步进电机的
输出轴，步进电机带动丝杆转动，挤压块设置内
螺纹，挤压块的
内螺纹与丝杆的
外螺纹相匹配，挤压块在步进电机的驱动下沿丝杆轴向运动，挤压块的顶端压迫输液管，从而改变输液管中的药液流通面积，起到控制药液流速的目的，为了保证挤压块运动方向的一致性，在挤压块的两端分别设置引导块13。此处步进电机所选驱动芯片为意法半导体公司的L298电机驱动芯片，与上述的实施例中步进电机的控制方式相同。
[0034] 报警模块包括蜂鸣器和示警灯，报警电路如图所示，声音报警装置通过蜂鸣器LS1发生，而发光报警装置由发光
二极管D1实现发光，当滴速、温度、液量等发生故障时，控制单元向报警模块发出执行指令，控制报警模块报警。
[0035] 对应于输液瓶位置设置液量检测模块，液量检测模块与控制单元相连接，液量检测模块包括红外光电对管，红外光电对管的发射部和接收部分别对应设置在茂菲氏管中设定的警戒线位置，通常可以将茂菲氏管的中间位置预设为警戒线位置。液量检测模块与滴速检测模块的电路图类似，红外光电对管与电压比较器相连，矩形波发生器与控制单元相连接，电压比较器为德州仪器公司的LM393芯片，矩形波发生器为意法半导体公司的HCF4047B芯片。红外光电对管可以采用亿光公司的IR204/PT202红外对管，红外光电对管之间的收发波长为940nm，液位于警戒线之上时，PT202截止，矩形波发生器输出低电平，当液位降至警戒线之下时，PT202导通，矩形波发生器输出高电平，控制单元接收到高电平即可知茂菲氏管中液量较低，从而判断出液量低，进而对报警模块发出相应信号，提醒护理人员更换或停止输液。
[0036] 本实用新型的输液器报警装置还包括：壳体1，构成输液器报警装置的整体外部结构，内部设置空间容纳各元件；凹槽2，设置在壳体正面，输液管路由凹槽内穿过，凹槽上对应茂菲氏管的位置扩张形成茂菲氏管放置位14，在茂菲氏管放置位内设置茂菲氏管，茂菲氏管放置位适应于多种不同型号的茂菲氏管；滴速检测模块的滴速采样器3和液量检测模块15设置在对应于凹槽内茂菲氏管的位置；滴速控制模块4设置在凹槽的一侧，压迫输液管；温度检测与加热模块中的温度采集单元5和加热片6对应设置在凹槽位置；声音报警装置和发光报警装置报警模块设置在壳体内。
[0037] 另外，还可以进一步在本实施例的
基础上通过加入通信部分进一步完善远程提醒和报警的功能。
[0038] 需要
声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种
修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附
权利要求书为准。
