CN107990963A - 一种注射泵流量检定装置及检定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注射泵流量检定装置及检定方法，该装置包括：注射泵；双通道流量检定模块，每个通道包含进水管道、排水管道、蓄水玻璃管、一个进水电磁阀、一个排水电磁阀、一个CIS接触式图像传感器、一组LED光源；单片机控制模块；上位机。利用移液器与CIS接触式图像传感器标定好蓄水玻璃管的体积；通过上位机控制得到注射泵运行的时间间隔；利用体积与时间间隔之比求得待测注射泵的平均流量。根据检定规程测量多次并进行数据处理，判断是否合格。本发明的主要特点为，流量的检定精度可以提高到0.005mL/h；该检定装置可以同时对两台注射泵进行检定并对检定数据进行分析并给出检定报告，节约了大量的时间、人力和成本。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器材领域，特别是涉及一种注射泵流量检定装置及检定方法。
背景技术
在医疗及工业仪器设备中，经常用到注射泵设备，注射泵是通过其机械装置推动注射器，实现平稳无脉动的液体传输，而在传输的过程中，对注射器所输出的注射液的输出流量有较高要求。因注射器是受注射泵控制的，所以对注射泵进行严格的检定保证其输出流量符合国家标准是非常必要的。
传统的注射泵流量检定方案需人工监测注射过程手工采集注射速度数据，基本操作是将注射器充满液体安装于注射泵上，注射器出水端连接到天平中的容器内，操作注射泵设定参数运行注射泵控制注射器注射。注射过程中天平测量容器内液体的重量值，一定时间段内通过数据线将当前重量值传送到计算机的测试软件内，软件通过数值进行对比计算得出此次注射过程的精度，人工对数据进行判断和校准。
可以看出，传统的检定方案需工作人员全程监控，且数据采集具有手工化的特点，整体检定方案不仅要消耗很大的时间及人力导致成本过高，且检测精度存在人为读书误差，效率低等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注射泵流量检定装置及鉴定方法，解决技术背景存在的检定缺陷。
一种注射泵流量检定装置，其特征在于，包括：
注射泵，用于夹持注射器并推动注射器输液；
双通道流量检定模块，双通道皆可通过进水管道与注射器相连，可以两个单通道独立工作，也可以同时对两台注射泵进行检定；
电磁阀，采用24V供电常闭工作模式，通过继电器与单片机控制模块相连，用于接受单片机控制开闭；
CIS接触式图像传感器，与蓄水玻璃管以及LED光源在装配时应保持轴心在同一平面上，CIS接触式图像传感器的感光面应与蓄水玻璃管的管壁相切，LED光源也应与蓄水玻璃管的管壁相切并与CIS接触式图像传感器关于蓄水玻璃管对称，且与单片机控制模块相连，用于读取蓄水玻璃管内的液位高度；
单片机控制模块通过串口与上位机相连，用于接收上位机发出的指令，用以控制电磁阀开闭，控制注射泵的启动与关闭，控制定时测得注射泵工作的时间间隔，读取CIS接触式图像传感器返回的液位高度，向上位机返回测量数据，且在标定和检定时需载入不同的程序，标定时程序设置为连续采集CIS接触式图像传感器返回的液位高度，且利用移液器注入蒸馏水的频率应低于CIS接触式图像传感器的采样频率，检定时程序设置为开启注射泵时同时开启定时，关闭注射泵时同时停止定时并读取CIS接触式图像传感器返回的液位高度并返回给上位机；
上位机由计算机编写程序，用于搭建人机界面，向单片机发送指令，接收返回的检定数据并进行分析及处理。
一种注射泵流量检定方法，该方法包括以下步骤：
（1）将电磁阀关闭，将单片机控制模块设置为连续采集CIS接触式图像传感器返回的液位高度，通过移液器向蓄水玻璃管内注入蒸馏水；
（2）每注入0.005mL蒸馏水读取一次当前CIS接触式图像传感器返回的图像得到当前的液位高度h；
（3）根据注入蒸馏水的体积以及体积所对应的液位高度拟合出V-h曲线，完成对蓄水玻璃管体积的标定；
（4）重复步骤1～3分别完成对双通道的标定；
（5）将待测注射泵接入通道内，将单片机控制模块设置为开启注射泵时同时开启定时，关闭注射泵时同时停止定时并读取CIS接触式图像传感器返回的液位高度并返回给上位机；
（6）通过上位机开启接入待测注射泵的通道的进水电磁阀，设定待测注射泵的速度，通过上位机控制启动待测注射泵并同时开启定时；
（7）一段时间后通过上位机关闭待测注射泵同时关闭定时，得到单片机控制模块返回的时间间隔ΔT和CIS接触式图像传感器返回的液位高度H，通过上位机关闭进水电磁阀，开启排水电磁阀排空蓄水玻璃管，完成一次检定；
（8）根据V-h曲线与当前的液位高度H得到当前的液体体积V，根据公式q=得到平均流量Q(mL/h);
（9）Q为同一个注射泵在同一个设定流量下检定一次的结果，根据注射泵国家检定规程《JJF 1259-2010》需按照步骤5～8对同一个注射泵在同一个设定流量下检定四次，并计算误差，根据公式S=计算重复性等以判断待检定注射泵是否合格并给出检定报告，其中，（n=4）；
（10）宜可按照步骤5～9对两台注射泵同时进行检定。
本发明有益效果在于：通过移液器与CIS接触式图像传感器标定得到的体积可以精确到0.005mL，通过单片机控制模块测得的时间间隔可以精确到0.01s，从而使流量的检定精度提高到0.005mL/h；该检定装置可以同时对两台注射泵进行检定并对检定数据进行分析并给出检定报告，节约了大量的时间、人力和成本。
附图说明
图 1 为注射泵流量检定装置结构示意图。
具体实施方式
如图 1 所示，注射泵流量检定装置包括：
注射泵，用于夹持注射器并推动注射器输液；
双通道流量检定模块，双通道皆可通过进水管道与注射器相连，可以两个单通道独立工作，也可以同时对两台注射泵进行检定；
电磁阀，采用24V供电常闭工作模式，通过继电器与单片机控制模块相连，用于接受单片机控制开闭；
CIS接触式图像传感器，与蓄水玻璃管以及LED光源在装配时应保持轴心在同一平面上，CIS接触式图像传感器的感光面应与蓄水玻璃管的管壁相切，LED光源也应与蓄水玻璃管的管壁相切并与CIS接触式图像传感器关于蓄水玻璃管对称，且与单片机控制模块相连，用于读取蓄水玻璃管内的液位高度；
单片机控制模块通过串口与上位机相连，用于接收上位机发出的指令，用以控制电磁阀开闭，控制注射泵的启动与关闭，控制定时测得注射泵工作的时间间隔，读取CIS接触式图像传感器返回的液位高度，向上位机返回测量数据，且在标定和检定时需载入不同的程序，标定时程序设置为连续采集CIS接触式图像传感器返回的液位高度，且利用移液器注入蒸馏水的频率应低于CIS接触式图像传感器的采样频率，检定时程序设置为开启注射泵时同时开启定时，关闭注射泵时同时停止定时并读取CIS接触式图像传感器返回的液位高度并返回给上位机；
上位机由计算机编写程序，用于搭建人机界面，向单片机发送指令，接收返回的检定数据并进行分析及处理。
一种注射泵流量检定方法，该方法包括标定及检定步骤：
（1）将电磁阀关闭，将单片机控制模块设置为连续采集CIS接触式图像传感器返回的液位高度，通过移液器向蓄水玻璃管内注入蒸馏水；
（2）每注入0.005mL蒸馏水读取一次当前CIS接触式图像传感器返回的图像得到当前的液位高度h；
（3）根据注入蒸馏水的体积以及体积所对应的液位高度拟合出V-h曲线，完成对蓄水玻璃管体积的标定；
（4）重复步骤（1）～（3）分别完成对双通道的标定；
（5）将待测注射泵接入通道内，将单片机控制模块设置为开启注射泵时同时开启定时，关闭注射泵时同时停止定时并读取CIS接触式图像传感器返回的液位高度并返回给上位机；
（6）通过上位机开启接入待测注射泵的通道的进水电磁阀，设定待测注射泵的速度，通过上位机控制启动待测注射泵并同时开启定时；
（7）一段时间后通过上位机关闭待测注射泵同时关闭定时，得到单片机控制模块返回的时间间隔ΔT和CIS接触式图像传感器返回的液位高度H，通过上位机关闭进水电磁阀，开启排水电磁阀排空蓄水玻璃管，完成一次检定；
（8）根据V-h曲线与当前的液位高度H得到当前的液体体积V，根据公式q=得到平均流量Q(mL/h);
（9）Q为同一个注射泵在同一个设定流量下检定一次的结果，根据注射泵国家检定规程《JJF 1259-2010》需按照步骤（5）～（8）对同一个注射泵在同一个设定流量下检定四次，并计算误差，根据公式S=计算重复性等以判断待检定注射泵是否合格并给出检定报告，其中，（n=4）；
（10）宜可按照步骤（5）～（9）对两台注射泵同时进行检定。
Claims (4)
1.一种注射泵流量检定装置，其特征在于，包括：
注射泵1；双通道流量检定模块，每个通道包含进水管道3、排水管道4、蓄水玻璃管5、一个CIS接触式图像传感器6、一组LED光源7、一个进水电磁阀8、一个排水电磁阀9；单片机控制模块10；上位机11；
注射泵1，用于夹持注射器2并推动注射器2输液，并与单片机控制模块10相连，用于接受控制启动与关闭；双通道流量检定模块皆可通过进水管道3与注射器2相连，可以同时接入两台注射泵1进行检定；电磁阀8、9与单片机控制模块10相连，用于接受单片机控制开闭；CIS接触式图像传感器6与LED光源7位于蓄水玻璃管5两侧紧贴蓄水玻璃管5相向安装，并与单片机控制模块10相连，用于读取蓄水玻璃管5内的液位高度；单片机控制模块10与上位机11相连，用于接收上位机11发出的指令，控制电磁阀8、9开闭，控制注射泵1的启动与关闭，控制定时测得注射泵1工作的时间间隔，读取CIS接触式图像传感器6返回的液位高度，向上位机11返回测量数据；上位机11由计算机编写程序，用于搭建人机界面，向单片机控制模块10发送指令。
2.一种基于权利要求1所述的注射泵流量检定装置的注射泵流量检定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将电磁阀8、9关闭，将单片机控制模块10设置成标定程序，通过移液器向蓄水玻璃管5内注入蒸馏水；
（2）每注入0.005mL蒸馏水读取一次当前CIS接触式图像传感器6返回的图像得到当前的液位高度h；
（3）根据注入蒸馏水的体积以及体积所对应的液位高度拟合出V-h曲线，完成对蓄水玻璃管5体积的标定；
（4）重复步骤（1）～（3）分别完成对双通道的标定；
（5）将待测注射泵接入通道内，将单片机控制模块10设置为检定程序；
（6）通过上位机11开启接入待测注射泵的通道的进水电磁阀8，设定待测注射泵的速度，通过上位机11控制启动待测注射泵并同时开启定时；
（7）一段时间后通过上位机11关闭待测注射泵同时关闭定时，得到单片机控制模块10返回的时间间隔ΔT和CIS接触式图像传感器6返回的液位高度H，通过上位机11关闭进水电磁阀8，开启排水电磁阀9排空蓄水玻璃管5，完成一次检定；
（8）根据V-h曲线与当前的液位高度H得到当前的液体体积V，根据公式q=得到平均流量Q(mL/h);
（9）Q为同一个注射泵在同一个设定流量下检定一次的结果，根据注射泵国家检定规程《JJF 1259-2010》需按照步骤（5）～（8）对同一个注射泵在同一个设定流量下检定四次，并计算误差，根据公式S=计算重复性等以判断待检定注射泵是否合格并给出检定报告，其中，（n=4）。
3.根据权利1所述的注射泵流量检定装置，其特征在于，CIS接触式图像传感器6与蓄水玻璃管5以及LED光源7在装配时应保持轴心在同一平面上，CIS接触式图像传感器6的感光面应与蓄水玻璃管5的管壁相切，LED光源7也应与蓄水玻璃管5的管壁相切并与CIS接触式图像传感器6关于蓄水玻璃管5对称；单片机控制模块10在标定和检定时需载入不同的程序，标定时程序设置为连续采集CIS接触式图像传感器6返回的液位高度，且利用移液器注入蒸馏水的频率应低于CIS接触式图像传感器6的采样频率，检定时程序设置为开启注射泵1时同时开启定时，关闭注射泵1时同时停止定时并读取CIS接触式图像传感器6返回的液位高度并返回给上位机11；双通道流量检定模块可以两个单通道独立工作，也可以同时对两台注射泵进行检定。
4.根据权利2所述的注射泵流量检定方法，其特征在于，双通道同时检定得到的时间数据是ΔT1和ΔT2，得到液位高度为H1和H2，最终得到双通道两台注射泵的流量分别为Q1和Q2，对两台注射泵同时检定四次后分别计算误差，重复性等以判断是否合格；通过移液器与CIS接触式图像传感器标定得到的体积可以精确到0.005mL，通过单片机控制模块测得的时间间隔可以精确到0.01s，从而使流量的检定精度提高到0.005mL/h；注射泵流量检定方法中所有数据的分析与处理全部由上位机的计算机程序完成。
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