[發(fā)明專利]輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611198170.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN106693113A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小利;王詩(shī)林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): A61M5/168
• 分類號(hào): A61M5/168
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所37202
• 代理人: 王元生

1.一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，設(shè)有茂菲氏滴管和報(bào)警夾持體，所述茂菲氏滴管上包覆有報(bào)警夾持體，其特征在于所述報(bào)警夾持體內(nèi)設(shè)有終端節(jié)點(diǎn)控制裝置，所述終端節(jié)點(diǎn)控制裝置包括報(bào)警電路模塊、充電電路模塊、液滴終端微處理模塊、檢測(cè)電路模塊和開關(guān)電路模塊，所述報(bào)警電路模塊、檢測(cè)電路模塊和開關(guān)電路模塊分別與液滴終端微處理模塊相連接，所述液滴終端微處理模塊經(jīng)充電電路模塊供電，通過(guò)液滴終端微處理模塊統(tǒng)一管理報(bào)警電路模塊、檢測(cè)電路模塊和開關(guān)電路模塊的供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述液滴終端微處理模塊是由電容C1、電容C2、電容C3 、電容 C10、電容C11，芯片U1和晶振Y1、Y2構(gòu)成MCU工作系統(tǒng)，所述電容C3負(fù)責(zé)芯片U1的內(nèi)部供電穩(wěn)壓，電容C1，C2，晶振Y1構(gòu)成外源晶振系統(tǒng)Ⅰ，供給32.768K的標(biāo)準(zhǔn)震蕩頻率，電容C10，C11，晶振Y2構(gòu)成外源晶振系統(tǒng)Ⅱ，供給32M的標(biāo)準(zhǔn)震蕩頻率；所述電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電感L1、電感L2、電感L3和電感L4構(gòu)成巴倫之匹配電路，調(diào)節(jié)發(fā)射天線的阻抗匹配，信號(hào)經(jīng)由PCB天線E1發(fā)射與接收。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述檢測(cè)電路包括紅外線發(fā)射電路和紅外線接收電路，所述茂菲氏滴管一側(cè)的報(bào)警夾持體內(nèi)設(shè)有紅外線發(fā)射電路，另一側(cè)的報(bào)警夾持體內(nèi)設(shè)有紅外線接收電路，使紅外線發(fā)射電路與紅外線接收電路形成對(duì)射來(lái)采集茂菲氏滴管內(nèi)的液滴信息，所述紅外線發(fā)射電路包括NPN三極管Q1、紅外發(fā)射管D2、電阻R3和電阻R1，所述紅外線接收電路包括電阻R2、紅外接收管D1和電容C4，所述三極管Q1的集電極接VCC供電，當(dāng)三極管Q1的基極接P10管腳為高電平時(shí)，Q1的發(fā)射極為高電壓，電流經(jīng)由電阻R3導(dǎo)通至紅外發(fā)射管D2，紅外發(fā)射管D2工作，發(fā)射出紅外線，電阻R2與紅外接收管D1串聯(lián)分別接由VCC與GND兩端，當(dāng)紅外接收管D1接受到的紅外線強(qiáng)度不同時(shí)，其自身阻值發(fā)生變化，其K極接P07管腳，并由MCU進(jìn)行ＡＤ轉(zhuǎn)換采樣，判斷數(shù)據(jù)，電容Ｃ４為濾波電容，抑制Ｄ１產(chǎn)生的尾峰沖擊電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述報(bào)警電路是由電阻Ｒ６、ＮＰＮ三極管Ｑ２和蜂鳴器ＬＳ１組成，ＮＰＮ三極管Ｑ２基極接P11口，射級(jí)接蜂鳴器正引腳，集電極接電阻R6，電阻R6另一端接VCC，當(dāng)P11為高電平時(shí)，NPN三極管Q2導(dǎo)通，電流經(jīng)過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器啟動(dòng)工作，發(fā)出警報(bào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述開關(guān)穩(wěn)壓電路由芯片U2，電阻R8，LED二極管D4和高腳開關(guān)S1組成，高腳開關(guān)一端接電池正極，一端接U2芯片第3引腳，U2芯片第1引腳接地，第2引腳接Ｄ４正極，Ｄ４負(fù)極接電阻Ｒ８，Ｒ８另一端接地；當(dāng)高腳開關(guān)閉合時(shí)，Ｕ２第３引腳與電池正極導(dǎo)通，獲得最高３.７Ｖ電壓，經(jīng)自身ＤＣ－ＤＣ穩(wěn)壓，獲得３.３Ｖ電壓，作為ＶＣＣ對(duì)外供應(yīng)，由第二引腳輸出；此時(shí)第二引腳為高電位，帶動(dòng)LED正常工作，LED發(fā)光，指示系統(tǒng)正常工作。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述充電電路是由USB接口USB1，芯片U3，電容C12，電阻R5，R7，發(fā)光二極管D3構(gòu)成， USB接口接外源USB插頭時(shí)，USB接口的第1腳為5V高電平，USB接口的第5腳為地電位，USB接口USB1的第1腳接芯片U3第4腳，USB接口USB1的第5腳接芯片U2的第2腳，芯片U2的第2腳與第5腳之間接電阻R7，R7控制編程充電電流大小；電容C2接入芯片U3的第3腳和第4腳之間，起穩(wěn)壓作用,電池的正極接如芯片的第4腳，負(fù)極接地；電阻R5接入芯片U3的第4腳，另一端接發(fā)光二極管正極，發(fā)光二極管D3的負(fù)極接地；當(dāng)USB插頭接入時(shí)，芯片U3的第4腳為5V電壓，5V電壓經(jīng)由R5和D3構(gòu)成一個(gè)通路，在電流的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)光二極管D3工作發(fā)光，起到指示充電的作用；芯片U3在第4腳為5V高電平時(shí)，啟動(dòng)工作，第3引腳輸出4.2V電壓，電流大小由第5腳對(duì)地電流大小控制，即由R5阻值大小控制，完成對(duì)接入芯片第4腳與第2腳的聚合物電池的充電功能。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述電池為3.7V鋰電池供電。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述所述液滴終端微處理模塊的MCU采用TI公司的CC2540。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輸液監(jiān)測(cè)報(bào)警器，其特征在于所述液滴終端微處理模塊的監(jiān)測(cè)算法包括輸液速度計(jì)時(shí)系統(tǒng)和報(bào)警計(jì)時(shí)系統(tǒng)，所述輸液速度計(jì)時(shí)系統(tǒng)的算法采用門限濾波和遺忘算法處理，其步驟為：紅外對(duì)管采集茂菲氏滴管和藥液滴落的漫反射和折射效應(yīng)的信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，液滴終端微處理模塊在充電電路供電情況下上下波動(dòng)為0.1-0.3V，即檢測(cè)到電壓變化為2-8%，由于每一液滴信號(hào)都存在一個(gè)沖擊尾峰，對(duì)于這個(gè)信號(hào)的處理采用直接將信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將采集到的電信號(hào)數(shù)值放大，并設(shè)定兩個(gè)門限值，當(dāng)突破上限值時(shí)，標(biāo)志位置TRUE，突破下限值時(shí)標(biāo)志位置FALSE，標(biāo)志位經(jīng)過(guò)兩次變換時(shí)，記為檢測(cè)到一個(gè)液滴；若檢測(cè)到信號(hào)的尾峰沖擊，則根據(jù)液滴的時(shí)間戳信息比對(duì)，判斷液滴頻率，小于一定時(shí)間間隔的液滴信息予以忽略；

所述報(bào)警計(jì)時(shí)系統(tǒng)的算法步驟為：液滴終端微處理模塊上每檢測(cè)到液滴信號(hào)時(shí)，報(bào)警標(biāo)志位復(fù)位，計(jì)時(shí)系統(tǒng)二清零；并通過(guò)設(shè)定報(bào)警時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)不到液滴信號(hào)時(shí)，計(jì)時(shí)系統(tǒng)二所計(jì)時(shí)長(zhǎng)超過(guò)設(shè)定的報(bào)警時(shí)長(zhǎng)，報(bào)警標(biāo)志位掛起，程序驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路模塊發(fā)出警報(bào)信息；當(dāng)再次檢測(cè)到液滴信號(hào)時(shí)，通過(guò)對(duì)報(bào)警標(biāo)志位復(fù)位，可以解除警報(bào)；

所述液滴終端微處理模塊的算法步驟為：液滴終端微處理模塊在檢測(cè)到液滴信號(hào)時(shí)，截取時(shí)間戳，并比對(duì)上一次時(shí)間戳，計(jì)算出兩液滴信號(hào)之間的時(shí)間差，并求取相鄰的十個(gè)液滴間隔時(shí)間的平均值，并有下列公式得出輸液速度：

（公式 3）

并將輸液總量信息與輸液速度以及終端節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)封裝到液滴終端微處理模塊中。