CN210170584U - 一种静脉输液辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种静脉输液辅助装置，包括套设在输液管上的壳体，壳体的顶部安装有供电装置，壳体的底部安装有LED灯，壳体内部开设有通孔，通孔的内壁上安装有超声波检测单元，壳体内还设置有微控制器，微控制器的前面板上安装有OLED显示屏；OLED显示屏的下方安装有复位按键和蜂鸣器；微控制器与超声波检测单元、LED灯、蜂鸣器、供电装置、OLED显示屏和复位按键电连接。本实用新型基于超声多普勒效应以及超声波在不同介质中衰减速度不同的原理，通过设置超声波检测单元和微控制器，从而对输液管状态进行实时监测，结构设计合理、功能齐全，且自动化程度高，操作方便。

Description

一种静脉输液辅助装置

技术领域

本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种静脉输液辅助装置。

背景技术

在目前的医院中，无论是门诊还是住院部都不可避免且大量需要对病人进行静脉滴注，俗称吊水。每个人病情不同，静脉滴注的药品与药量也不同，有的人很快结束，有的人则需要很长一段时间。然而，任何一个人都无法绕开的问题是，如果药水输送接近尾声而没有及时更换药品或者去除针头，极有可能导致大量空气进入病人静脉，引起危险，哪怕只是少量也会造成一定的损害，为此病人或者护士必须经常抬头观察所剩药量，防止上述情况发生。而这，不仅给病人带来极大的麻烦，也给护士添加了很多工作量。这种问题在夜晚尤其突出，病人或者其陪护人员经常因为担心药量而不能安心入睡或安心做其他的事情。

专利号CN 202342592 U静脉滴注监视报警装置，它通过一个探测器接入药水管道中感知是否存在药水以及血液回流，但是这种装置必须放置于贴近人体血管的位置，如果药水用完即使报警，患者也难以及时反应，况且接触式的传感器可能对药水的效果有一定影响；专利号CN 207429467 U一种静脉滴注完成自动提醒装置，也可以实现功能，但是其结构复杂，体积较大，实用性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种静脉输液辅助装置，用于临床输液使用，当输液完毕会自动报警，提醒病患和医护人员及时停止输液进程。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种静脉输液辅助装置，包括套设在输液管上的壳体，所述壳体的顶部安装有供电装置，所述壳体的底部安装有LED灯，所述壳体内部沿其长度方向开设有贯穿的通孔，所述通孔的孔径与输液管的直径相匹配；所述通孔的内壁上安装有超声波检测单元，所述超声波检测单元包括第一超声波接收器A1、超声波发射器A0和第二超声波接收器A2，所述A0安装在通孔的内壁中部，A1和A2对称安装在超声波发射器的两侧，所述A1与A0的连线与水平线形成的锐角夹角≤60°，以保证A1和A2能够正常接收到A0发射的信号；

所述壳体内还设置有微控制器，所述微控制器的前面板上安装有OLED显示屏；所述OLED显示屏的下方安装有复位按键和蜂鸣器；OLED显示屏用于显示电量、输液管内液体流速、状态等信息；复位按键用于停止蜂鸣器报警。

所述微控制器与超声波检测单元、LED灯、蜂鸣器、供电装置、OLED显示屏和复位按键电连接；所述A0、A1和A2均与微控制器电连接，微控制器首先控制A0每隔一定时间发送一次超声波信号；然后A1和A2接收到超声波信号并将信号传送给微控制器，微控制器获取并计算A1和A2接收到信号的时间差△T以及信号的幅度差△VP，微控制器根据△T和△VP的变化情况从而控制LED灯和蜂鸣器工作状态。由于超声波在液体和气体中的传播速度以及衰减程度均不一样，所以△T和△VP随着输液管中空气段的增加而有所变化。随着输液管中空气段的增加，△T的值先增加，当A1与A0之间全是空气段时，△T值达到最大，然后△T减小直至为0；同时△VP的值随着空气段的增加一直增加。根据上述△T和△VP的变化规律，首先在微控制器里对参数初始化，装置在检测过程中，若△T和△VP值均在较小范围内波动，则LED灯亮绿色，属于安全期；当微控制器检测到△T增加、△VP值增加，则控制LED灯亮黄色，属于预警期；当微控制器检测到△T减小、△VP值增加，则控制LED灯亮红色，当△T减小至0时，则蜂鸣器工作发出报警。

进一步方案，所述壳体的下部设置有夹紧装置；所述夹紧装置包括分别安装在输液管两侧的电磁铁和金属夹，所述金属夹的下端为锥体，所述电磁铁与微控制器电连接，所述金属夹与壳体弹性连接。当装置进去报警期后，微控制器开始计时，5s内没有工作人员解除报警，则微控制器控制夹紧装置工作，对电磁铁通电，电磁铁吸引金属夹从而将输液管夹紧，停止输液，防止危害发生，且蜂鸣器继续发出警报，直至人为按下复位按键。

进一步方案，所述金属夹的顶部设置有滑块；所述壳体内开设有与滑块相适配的滑轨，所述滑轨内安装有弹簧，所述弹簧的一端与滑块固定连接，所述弹簧的另一端固定在滑轨上远离输液管的一侧；当解除报警后，电磁铁断电，此时通过弹簧的弹力将金属夹拉回，使金属夹复位。

进一步方案，所述供电装置为能够充电的蓄电池，所述蓄电池具有充电接口。

进一步方案，所述微控制器采用的是STM32F103C8T6，该款芯片技术成熟、功能齐全、体积小、成本低。

本实用新型的工作原理：

(1)超声多普勒效应

声音频率在20KHZ以上的为超声波，超声波具有方向性好，穿透能力强，衰减快等特点。超声波具有折射与反射现象，而其传播速度在固体中最快，液体中次之，空气中最慢。另外超声波还遵循声波的多普勒效应，其在药水中的传播速度受药水流速和流向的影响，当超声波传播方向与药水流向一致时，超声波传播速度加快，反之传播速度减慢。本装置的头部和尾部分别安装有第一超声波接收器A1和第二超声波接收器A2，两个超声波接收器的中间位置安装有超声波发射器A0，A0每隔一定时间发送一次超声波信号，该信号在输液管中传播，向头部传播时由于超声传播方向与液体流向相反，故速度慢，到达A1时间的时间较大，向尾部传播则刚好相反，到达A2的时间较小。则A1与A2的输出信号的起始点，具有一个时间差值。微控制器首先控制A0每隔一定时间发送一次超声波信号；然后A1和A2接收到超声波信号并将信号传送给微控制器，微控制器获取并计算A1和A2接收到信号的时间差△T。

(2)获取超声强度差

超声波在空气中衰减较快，在液体固体中衰减较慢。当输液管内充满液体时，A1、A2的输出信号幅度较大，当输液管内充满空气时，A1、A2的输出信号幅度较小。当微控制器发现A1、A2的输出信号幅度差△VP达到一定程度，再判断△T的大小是否为0，两者同时成立时认为可以发出警报，控制LED灯亮红色，并发出警报，直至人为按下复位按键，停止报警。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型基于超声多普勒效应以及超声波在不同介质中衰减速度不同的原理，通过设置超声波检测单元和微控制器，并通过微控制器控制超声波检测单元、LED灯、蜂鸣器、供电装置等设备的工作状态，从而对输液管进行实时监测。通过OLED显示屏能够了解电量、输液流速以及相关状态等信息，通过LED灯的亮灯颜色，在较远范围内即能够获取输液管中的液体状态，结构简单且测量精确；当输液管中全是气体时，则微控制器控制蜂鸣器报警，及时提醒病人和医护人员，有利于医护人员及时对其进行处理，从而减轻了医护人员和患者的压力。本装置还设置有自动夹紧装置，当装置发出报警还没有相关人员对其进行处理时，通过自动夹紧装置能够将输液管夹紧，停止输液，防止危害发生，且蜂鸣器继续发出警报，直至人为按下复位按键，结构设计合理、功能齐全。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型中壳体内部结构示意图；

图3是本实用新型的电路方框图；

附图标记：1-输液管，2-壳体，3-供电装置，31-充电接口，4-LED灯，5-通孔，A1-第一超声波接收器，A0-超声波发射器，A2-第二超声波接收器，6-微控制器，7-OLED显示屏，8-复位按键，9-蜂鸣器，11-电磁铁，12-金属夹，13-滑块，14-滑轨，15-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种静脉输液辅助装置，包括套设在输液管1上的壳体2，所述壳体2的顶部安装有供电装置3，所述供电装置3为能够充电的蓄电池，所述蓄电池具有充电接口31；所述壳体2的底部安装有LED灯4；所述壳体2内部沿其长度方向开设有贯穿的通孔5，所述通孔5的孔径与输液管1的直径相匹配；所述通孔5的内壁上安装有超声波检测单元，所述超声波检测单元包括第一超声波接收器A1、超声波发射器A0和第二超声波接收器A2，所述A0安装在通孔5的内壁中部，A1和A2对称安装在超声波发射器A0的两侧，所述A1与A0的连线与水平线形成的锐角夹角≤60°，以保证A1和A2能够正常接收到A0发射的信号。

所述壳体2内还设置有微控制器6，微控制器6采用的是STM32F103C8T6，该款芯片技术成熟、功能齐全、体积小、成本低。所述微控制器6的前面板上安装有OLED显示屏7；所述OLED显示屏7的下方安装有复位按键8和蜂鸣器9；OLED显示屏7用于显示电量、输液管内液体流速、状态等信息；复位按键8用于停止蜂鸣器报警9。

如图3所示，所述微控制器6与超声波检测单元、LED灯4、蜂鸣器9、供电装置3、OLED显示屏7和复位按键8电连接；所述供电装置3与超声波检测单元、LED灯4、蜂鸣器9、OLED显示屏7、电磁铁11相连接为其供电，所述A0、A1和A2均与微控制器6电连接，微控制器6首先控制A0每隔一定时间发送一次超声波信号；然后A1和A2接收到超声波信号并将信号传送给微控制器6，微控制器6获取并计算A1和A2接收到信号的时间差△T以及信号的幅度差△VP，微控制器根据△T和△VP的变化情况从而控制LED灯4和蜂鸣器9工作状态。由于超声波在液体和气体中的传播速度以及衰减程度均不一样，所以△T和△VP随着输液管中空气段的增加而有所变化。随着输液管中空气段的增加，△T的值先增加，当A1与A0之间全是空气段时，△T值达到最大，然后△T减小直至为0；同时△VP的值随着空气段的增加一直增加。根据上述△T和△VP的变化规律，首先在微控制器里对参数初始化，装置在检测过程中，若△T和△VP值均在较小范围内波动，则LED灯亮绿色，属于安全期；当微控制器检测到△T增加、△VP值增加，则控制LED灯亮黄色，属于预警期；当微控制器检测到△T减小、△VP值增加，则控制LED灯亮红色，当△T减小至0时，则蜂鸣器工作发出报警，属于报警期。

如图2所示，所述壳体2的下部设置有夹紧装置；所述夹紧装置包括分别安装在输液管两侧的电磁铁11和金属夹12，所述金属夹12的下端为锥体，所述电磁铁11与微控制器6电连接。所述金属夹12的顶部设置有滑块13；所述壳体2内开设有与滑块13相适配的滑轨14，所述滑轨14内安装有弹簧15，所述弹簧15的一端与滑块13固定连接，所述弹簧15的另一端固定在滑轨14上远离输液管1的一侧，所述金属夹12通过弹簧15与壳体2弹性连接。当装置进去报警期后，微控制器开始计时，5s内没有工作人员解除报警，则微控制器控制夹紧装置工作，对电磁铁通电，电磁铁吸引金属夹从而将输液管夹紧，停止输液，防止危害发生，且蜂鸣器继续发出警报，直至人为按下复位按键。当解除报警后，电磁铁断电，此时通过弹簧的弹力将金属夹拉回，使金属夹复位。

使用时，将输液管1穿设在通孔5内，输液开始前，首先对微控制器6参数初始化，输液过程中，微控制器控制A0每隔10ms发送一次超声波信号；然后A1和A2接收到超声波信号并将信号传送给微控制器6，微控制器6获取信号，并计算A1和A2接收到信号的时间差△T以及信号的幅度差△VP，10ms后重新计算得到△T和△VP，以此规律每隔10ms重新计算得到△T和△VP，微控制器能够实时存储△T、△VP值并将其显示在OLED显示屏7上；微控制器6对△T、△VP的数值变化进行判断，从而确定当前输液管内的状态。当△T和△VP值均在较小范围内波动时，表示输液管内无空气段，微控制器6控制LED灯亮绿色；当△T增加、△VP值增加时，表示输液管A1与A0内出现部分空气段，微控制器控制LED灯亮黄色；当△T减小、△VP值增加，表示输液管A0与A2内出现部分空气段，微控制器控制LED灯亮红色；当△T≈0时，表示A0与A2之间全是空气段，则微控制器6控制蜂鸣器9报警，同时微控制器6开始计时，若5s内没有工作人员按下复位按键8，则在微控制器的控制下，则供电装置3给电磁铁11通电，电磁铁11吸引金属夹12从而夹紧输液管1，停止输液。本装置自动化程度高，并且装置简单，操作方便。

Claims (6)

1.一种静脉输液辅助装置，包括套设在输液管(1)上的壳体(2)，所述壳体(2)的顶部安装有供电装置(3)，所述壳体(2)的底部安装有LED灯(4)，其特征在于：所述壳体内部沿其长度方向开设有贯穿的通孔(5)，所述通孔(5)的孔径与输液管(1)的直径相匹配；所述通孔(5)的内壁上安装有超声波检测单元，所述超声波检测单元包括第一超声波接收器(A1)、超声波发射器(A0)和第二超声波接收器(A2)，所述超声波发射器(A0)安装在通孔(5)的内壁中部，第一超声波接收器(A1)和第二超声波接收器(A2)对称安装在超声波发射器(A0)的两侧，所述第一超声波接收器(A1)与超声波发射器(A0)的连线与水平线形成的锐角夹角≤60°；

所述壳体(2)内还设置有微控制器(6)，所述微控制器(6)的前面板上安装有OLED显示屏(7)；所述OLED显示屏(7)的下方安装有复位按键(8)和蜂鸣器(9)；

所述微控制器(6)与超声波检测单元、LED灯(4)、蜂鸣器(9)、供电装置(3)、OLED显示屏(7)和复位按键(8)电连接。

2.根据权利要求1所述的静脉输液辅助装置，其特征在于：所述壳体(2)的下部设置有夹紧装置。

3.根据权利要求2所述的静脉输液辅助装置，其特征在于：所述夹紧装置包括分别安装在输液管两侧的电磁铁(11)和金属夹(12)，所述金属夹(12)的下端为锥体，所述电磁铁(11)与微控制器(6)电连接，所述金属夹(12)与壳体(2)弹性连接。

4.根据权利要求3所述的静脉输液辅助装置，其特征在于：所述金属夹(12)的顶部设置有滑块(13)；所述壳体内开设有与滑块相适配的滑轨(14)，所述滑轨(14)内安装有弹簧(15)，所述弹簧(15)的一端与滑块(13)固定连接，所述弹簧(15)的另一端固定在滑轨(14)上远离输液管的一侧。

5.根据权利要求1所述的静脉输液辅助装置，其特征在于：所述供电装置(3)为能够充电的蓄电池，所述蓄电池具有充电接口(31)。

6.根据权利要求1所述的静脉输液辅助装置，其特征在于：所述微控制器(6)采用的是STM32F103C8T6。

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