[發明專利]一種輸液監測裝置

有效

• 申請號: 202110396372.0
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113144339B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 宋可鑫;尹廣超;白政鋒;陳強
• 申請（專利權）人: 山東亞華電子股份有限公司
• 主分類號: A61M5/168
• 分類號: A61M5/168
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 董延麗

1.一種輸液監測裝置，其特征在于，所述監測裝置包括第一電容傳感器、第二電容傳感器、電容數字轉換器、處理器；

所述第一電容傳感器、第二電容傳感器分別附著在輸液滴壺表面，并呈上下排列分布；

所述電容數字轉換器用于采集所述第一電容傳感器、第二電容傳感器的當前電容值，并將采集到的電容值發送給所述處理器；

所述處理器用于根據所述第一電容傳感器的當前電容值、所述第二電容傳感器的當前電容值，得到所述第一電容傳感器環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值，與所述第二電容傳感器環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值之間的關系；以及用于根據所述關系，確定所述輸液滴壺中藥液的液位高度值；

所述處理器根據所述第一電容傳感器的當前電容值、所述第二電容傳感器的當前電容值，得到所述第一電容傳感器環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值，與所述第二電容傳感器環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值之間的關系，具體包括：

所述處理器對所述第一電容傳感器的電容值表達式與所述第二電容傳感器的電容值表達式相比，以消除所述輸液滴壺中藥液的介電常數，得到所述第一電容傳感器環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值與所述第二電容傳感器環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值之間的比值關系；

其中，所述第一電容傳感器的電容值表達式與所述第一電容傳感器的當前電容值有關；所述第二電容傳感器的電容值表達式與所述第二電容傳感器的當前電容值有關；

所述第一電容傳感器環繞輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值與第二電容傳感器環繞輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值之間的比值關系為：所述C₁為第一電容傳感器的當前電容值，C₂為第二電容傳感器的當前電容值，所述a₁為第一電容傳感器的環繞輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值，所述a₂為第二電容傳感器的環繞輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值；

根據所述關系，確定所述輸液滴壺中藥液的液位高度值，具體包括：

根據所述關系，確定所述第一電容傳感器環繞輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值；

若所述a₁大于0，對第一電容傳感器的環繞輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值、第二電容傳感器的環繞輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值、第一電容傳感器與第二電容傳感器之間的間距、第二電容傳感器的底邊與輸液滴壺底部之間的距離，進行相加，得到所述輸液滴壺中藥液的液位高度值；

所述第一電容傳感器與所述第二電容傳感器分別包括若干電極板；所述電極板包括：測量電極板、若干輔助測量電極板、激勵電極板與若干輔助激勵電極板；其中，所述測量電極板與所述激勵電極板相對分布于所述輸液滴壺的表面；所述若干輔助測量電極板與所述若干輔助激勵電極板相對分布于所述輸液滴壺的表面；

所述若干輔助測量電極板分別對稱設置于所述測量電極板的上下兩側；

其中，所述測量電極板與對應的所述電容傳感器的測量引腳進行連接，用于測量相應測量通道的當前電容值；所述若干輔助測量電極板通過接地引腳進行接地；

所述若干輔助激勵電極板分別對稱設置于所述激勵電極板的上下兩側；

其中，所述激勵電極板與所述若干輔助激勵電極板與對應的所述電容傳感器的激勵引腳進行連接，用于接收所述電容數字轉換器的激勵信號，以使所述測量電極板測量所述相應測量通道的當前電容值；

所述處理器獲取所述第一電容傳感器的當前電容值之后，還包括：

獲取預設周期內，所述第一電容傳感器的電容值的頻域信息；其中，所述第一電容傳感器附著在所述輸液滴壺表面的上半部分；所述輸液滴壺的上半部分靠近進液管；

在所述預設周期內，根據所述第一電容傳感器的電容值的頻域信息與所述輸液滴壺中藥液的液位高度值的變化，以使所述處理器確認所述輸液滴壺處于靜止狀態；

根據所述第一電容傳感器的電容值的頻域信息，確定所述輸液滴壺中藥液的滴速；

所述第一電容傳感器的電容值表達式為:

其中，C₁為所述第一電容傳感器的當前電容值，ε₀是真空介電常數，ε_r是所述輸液滴壺中藥液的介電常數，a₁為所述第一電容傳感器的環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值，b₁為所述第一電容傳感器的電極板的寬度，d₁為所述第一電容傳感器的電極板之間的直徑距離；

所述第二電容傳感器的電容值表達式為:

其中，C₂為所述第二電容傳感器的當前電容值，ε₀是所述真空介電常數，ε_r是所述輸液滴壺中藥液的介電常數；a₂為所述第二電容傳感器的環繞所述輸液滴壺表面范圍內的藥液的液位高度值，b₂為所述第二電容傳感器的電極板的寬度，d₂為所述第二電容傳感器的電極板之間的直徑距離；

所述監測裝置還包括電磁屏蔽模塊，所述電磁屏蔽模塊為金屬材質；所述電磁屏蔽模塊設置于所述輸液滴壺的外側，且所述電磁屏蔽模塊與所述輸液滴壺的徑向距離大于預設閾值；

其中，所述電磁屏蔽模塊通過接地引腳進行接地；

所述監測裝置還包括電容輔助安裝模塊，所述電容輔助安裝模塊的結構為圓柱形狀，環繞在所述輸液滴壺的外側；

其中，所述第一電容傳感器與所述第二電容傳感器分別設置于所述電容輔助安裝模塊的內側；所述電磁屏蔽模塊設置于所述電容輔助安裝模塊的外側；

所述監測裝置還包括調節滴速模塊，所述調節滴速模塊包括電機、電機驅動元件，所述電機與所述電機驅動元件連接，所述電機驅動元件與所述處理器連接，用于在所述處理器檢測到所述輸液滴壺中的藥液的液面高度下降到預設電容環繞所述輸液滴壺表面范圍內時，自動截止輸液；

所述監測裝置還包括姿態檢測模塊，所述姿態檢測模塊與所述處理器連接，所述姿態檢測模塊用于獲取所述輸液滴壺的姿態信息，以使所述處理器確認所述輸液滴壺處于靜止狀態。