JPH06269495A - Air bubble detector - Google Patents
Air bubble detectorInfo
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- JPH06269495A JPH06269495A JP5056865A JP5686593A JPH06269495A JP H06269495 A JPH06269495 A JP H06269495A JP 5056865 A JP5056865 A JP 5056865A JP 5686593 A JP5686593 A JP 5686593A JP H06269495 A JPH06269495 A JP H06269495A
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- ultrasonic
- signal
- circuit
- timing
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は例えば人工透析装置にお
けるチューブ内を流れる血液中の気泡を検出する気泡検
出器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bubble detector for detecting bubbles in blood flowing through a tube in an artificial dialysis machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば透析器の返血路を構成するチュー
ブ内を流れる血液中に混入した気泡を検出する気泡検出
器として、前記チューブの外側に当該チューブをはさん
で対向するように１対の超音波振動子を接触させ、一方
の超音波振動子から一定レベルの連続超音波を発信し、
この発信された超音波を他方の超音波振動子がチューブ
内を流れる血液を介して受信し、血液中の気泡に超音波
が当たることによって前記受信信号のレベルが低下する
ので、このレベルの低下を検出することによって、気泡
を検出する気泡検出器が知られている。2. Description of the Related Art For example, as a bubble detector for detecting bubbles mixed in blood flowing through a tube constituting a blood return path of a dialyzer, a pair of tubes are placed outside the tube so as to face each other with the tube sandwiched therebetween. The ultrasonic transducers are brought into contact with each other, and a continuous ultrasonic wave of a certain level is transmitted from one ultrasonic transducer,
The transmitted ultrasonic wave is received by the other ultrasonic transducer through the blood flowing in the tube, and the ultrasonic wave hits the bubbles in the blood to reduce the level of the received signal. A bubble detector that detects a bubble by detecting is known.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような気泡検出器においては、次のような問題がある。
すなわち、一方の超音波振動子が連続超音波を発信して
いるので、超音波の発信および受信が並行して連続的に
行われる。また、１対の超音波振動子には検出に使用さ
れる電気信号を流すための１対のケーブルが接続されて
おり、これらは互いに接近している。このため、一方の
超音波振動子にケーブルを介して発信用の超音波周波数
の電気信号を送り、同振動子を駆動すると、１対のケー
ブル同士のカップリングによって、発信用の信号が受信
側の（すなわち他方の超音波振動子に接続された）ケー
ブルに混入する。同様な混入が、発信および受信の電気
的処理を行う回路基板内でのカップリングによっても生
じる。他方の超音波振動子からの本来の受信信号のレベ
ルは非常に微弱であるので、この混入は無視できないレ
ベルとなる。However, the bubble detector as described above has the following problems.
That is, since one ultrasonic transducer emits continuous ultrasonic waves, ultrasonic waves are continuously transmitted and received in parallel. In addition, a pair of cables for flowing an electric signal used for detection are connected to the pair of ultrasonic transducers, and these cables are close to each other. For this reason, when an electric signal of the ultrasonic frequency for transmission is sent to one ultrasonic transducer via a cable and the same transducer is driven, the signal for transmission is transmitted to the receiving side due to the coupling of a pair of cables. Of the cable (that is, connected to the other ultrasonic transducer). Similar contamination occurs due to coupling within the circuit board that provides the electrical processing of transmission and reception. Since the level of the original received signal from the other ultrasonic transducer is very weak, this mixing becomes a level that cannot be ignored.
【０００４】したがって、受信信号を処理する回路にお
いては、気泡検出の有無にかかわらず、前記混入による
一定レベルの信号が重畳された受信信号を処理すること
になり、気泡によって本来は低下すべき受信信号のレベ
ルが十分には低下せず、検出感度が劣化してしまう。こ
のようなケーブル，回路基板を介しての超音波信号の混
入を防ぐためには、ケーブルにシールドを施すことも考
えられるが、これによって、ケーブル自体が太く、柔軟
性に欠けてしまうので、操作性等が悪化してしまう。ま
た、回路基板においても混入を防ぐようにするために
は、例えば大型化しなければならず、実用的でない。Therefore, in the circuit for processing the reception signal, the reception signal on which the signal of a constant level due to the mixing is superimposed is processed regardless of the presence or absence of the detection of the air bubble, and the reception signal which should originally be lowered by the air bubble. The signal level does not decrease sufficiently and the detection sensitivity deteriorates. In order to prevent the ultrasonic signal from being mixed in via such a cable or circuit board, it is conceivable to shield the cable, but this makes the cable itself thick and lacks flexibility, so operability Etc. will get worse. Further, in order to prevent the mixture also in the circuit board, for example, the size must be increased, which is not practical.
【０００５】そこで本発明の目的は以上のような問題を
解消した気泡検出器を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a bubble detector which solves the above problems.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明はチューブ内を流れる血液中の気泡を超音波の透
過性を利用して検出する気泡検出器において、前記超音
波の発信および受信に用いる少なくとも１つの超音波振
動子と、該超音波振動子を駆動してパルス状超音波を間
欠的に発信させるための駆動手段と、前記超音波振動子
が受信した信号を増幅する増幅器と、該増幅器の出力信
号から気泡を検出する検波回路と、前記パルス状超音波
の各発信タイミングの中間であって、当該パルス状超音
波の受信タイミングで一定時間幅だけ前記増幅器の出力
信号を前記検波回路に入力する制御手段とを具えたこと
を特徴とする。To achieve the above object, the present invention relates to a bubble detector for detecting bubbles in blood flowing in a tube by utilizing the permeability of ultrasonic waves, and transmitting and receiving the ultrasonic waves. At least one ultrasonic transducer used for the above, a driving means for driving the ultrasonic transducer to intermittently emit pulsed ultrasonic waves, and an amplifier for amplifying a signal received by the ultrasonic transducer. A detection circuit for detecting bubbles from an output signal of the amplifier, and an output signal of the amplifier for a certain time interval at the reception timing of the pulsed ultrasonic wave, which is intermediate between each transmission timing of the pulsed ultrasonic wave And a control means for inputting to the detection circuit.
【０００７】[0007]
【作用】本発明によれば、超音波の発信タイミングと受
信タイミングとが時間的にずれるので、両者の干渉をな
くして、超音波受信信号のみから気泡検出が行われる。According to the present invention, since the ultrasonic wave transmission timing and the ultrasonic wave reception timing are deviated in time, interference between the two is eliminated, and bubble detection is performed only from the ultrasonic wave reception signal.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【０００９】図１は本発明の第１の実施例を示す。図２
は図１における各種信号のタイミングおよび波形を示
す。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. Figure 2
Shows timings and waveforms of various signals in FIG.
【００１０】図１において、１は血液が流れるチュー
ブ、２は発信および受信に共用する超音波振動子、３は
超音波を反射する反射板であって、これらの超音波振動
子２および反射板３は、チューブ１をはさんで対向する
ようにチューブ１に接触させる。超音波振動子２の発信
および受信面および反射板３の反射面は平行にする。In FIG. 1, 1 is a tube through which blood flows, 2 is an ultrasonic transducer used for both transmission and reception, and 3 is a reflection plate for reflecting ultrasonic waves. 3 makes the tube 1 contact with the tube 1 so as to be opposed to each other. The transmitting and receiving surfaces of the ultrasonic transducer 2 and the reflecting surface of the reflecting plate 3 are parallel to each other.
【００１１】４はタイミング回路であって、後述のよう
な信号を間欠的（周期的）に出力する。５はパルサーで
あって、タイミング回路４からの例えば１００μｓｅｃ
程度の周期のタイミング信号の入力によって、例えば２
〜３ＭＨｚ程度の周波数の１周期分のパルス信号をケー
ブル６を介して超音波振動子２に与え、これを駆動す
る。これに応答して超音波振動子２は２〜３ＭＨｚのパ
ルス状の超音波を一定周期で、間欠的に発信する。超音
波振動子２から発信された超音波は、チューブ１および
チューブ１内の血液中を伝搬し、反射板３に当って反射
し、再びチューブ１およびチューブ１内の血液中を伝搬
して超音波振動子２に受信される。これを受けた超音波
振動子２は、受信信号を出力し、これが発信時と共用の
ケーブル６を介してアンプ回路７に入力される。また、
図２に示すように、アンプ回路７には共用のケーブル６
を介して超音波発信時にパルサー５からの信号（駆動信
号）も入力される。アンプ回路７はこれらの入力信号を
増幅し、出力する。Reference numeral 4 denotes a timing circuit which intermittently (periodically) outputs a signal as described later. Reference numeral 5 is a pulsar, for example 100 μsec from the timing circuit 4.
By inputting a timing signal with a period of about 2
A pulse signal for one cycle having a frequency of about 3 MHz is applied to the ultrasonic transducer 2 via the cable 6 to drive it. In response to this, the ultrasonic transducer 2 intermittently transmits a pulsed ultrasonic wave of 2 to 3 MHz at a constant cycle. The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer 2 propagates in the tube 1 and the blood in the tube 1, is reflected by the reflection plate 3, and propagates in the tube 1 and the blood in the tube 1 again to generate an ultrasonic wave. It is received by the acoustic wave transducer 2. The ultrasonic transducer 2 receiving this outputs a reception signal, and this is input to the amplifier circuit 7 via the cable 6 which is also used at the time of transmission. Also,
As shown in FIG. 2, a common cable 6 is used for the amplifier circuit 7.
A signal (driving signal) from the pulsar 5 is also input at the time of ultrasonic wave transmission via. The amplifier circuit 7 amplifies these input signals and outputs them.
【００１２】アンプ回路７からの出力信号は、ゲート回
路８に入力され、図２に示すように、タイミング回路４
からの、タイミング信号の出力タイミングから反射板３
から反射された超音波を超音波振動子２が受信するタイ
ミングに合わせて出力されるゲート信号の入力タイミン
グで同ゲート回路８が一定時間開くことによって、受信
信号のみがゲート回路８を通って検波回路９に入力さ
れ、ここで受信信号（パルス）のピークレベルの変化を
検波し、一定以上のレベル変化を検波したときに気泡検
出信号を出力する。The output signal from the amplifier circuit 7 is input to the gate circuit 8 and, as shown in FIG.
From the output timing of the timing signal from the reflector 3
Only the received signal is detected through the gate circuit 8 by opening the gate circuit 8 for a certain time at the input timing of the gate signal output in synchronization with the timing when the ultrasonic transducer 2 receives the ultrasonic wave reflected from the ultrasonic transducer 2. The change in the peak level of the received signal (pulse) is input to the circuit 9, and the bubble detection signal is output when the change in level above a certain level is detected.
【００１３】なお、超音波振動子２から発振され超音波
が、チューブ１およびチューブ１内の血液中を伝搬し、
反射板３に当って反射し、再び振動子２に最初に受信さ
れるまでの時間は、例えばチューブ１の径を４．５ｍｍ
φとすると、約６μｓｅｃである。したがって、例えば
ゲート信号の出力タイミングは、タイミング信号の出力
タイミングから６μｓｅｃずれたものとすればよい。一
方、超音波振動子２と反射板３との間では超音波発振か
ら最初の受信以後にも超音波の多重反射が生じ、この多
重反射による超音波は最初の受信から６μｓ毎に超音波
振動子２に受信されるが、そのレベルは順次低下するの
で、超音波振動子２の駆動信号の周期を１００μｓｅｃ
とすることによって、この多重反射による気泡検出への
影響は無視できる。The ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic oscillator 2 propagate through the tube 1 and the blood in the tube 1,
The time until it is reflected by the reflector 3 and is first received by the vibrator 2 is, for example, 4.5 mm for the diameter of the tube 1.
If φ, it is about 6 μsec. Therefore, for example, the output timing of the gate signal may be shifted from the output timing of the timing signal by 6 μsec. On the other hand, multiple reflection of ultrasonic waves occurs between the ultrasonic transducer 2 and the reflector 3 even after the first reception from the ultrasonic oscillation, and the ultrasonic waves due to the multiple reflection vibrate ultrasonic waves every 6 μs from the first reception. Although the signal is received by the child 2, its level gradually decreases, so the cycle of the drive signal of the ultrasonic transducer 2 is 100 μsec.
Therefore, the influence of this multiple reflection on the bubble detection can be ignored.
【００１４】以上のように、超音波の発信を一定周期で
間欠的に行い、その受信タイミングを発信タイミングか
らずらすことによって、両者を完全に分離して、互いの
干渉をなくすことができる。したがって、チューブ１内
を通過した超音波に関する受信信号のみから気泡検出を
行うことができる。また、ケーブル６は信号を伝送でき
ればよいので、他の条件に何ら限定されず、柔軟性のあ
るものを使用できる。As described above, by transmitting ultrasonic waves intermittently at a constant cycle and shifting the reception timing from the transmission timing, the two can be completely separated and the mutual interference can be eliminated. Therefore, bubble detection can be performed only from the received signal relating to the ultrasonic waves that have passed through the tube 1. Further, the cable 6 is only required to be able to transmit signals, and is not limited to other conditions, and a flexible one can be used.
【００１５】図３は本発明の第２の実施例を示す。図４
は図３における各種信号のタイミングおよび波形を示
す。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. Figure 4
Shows timings and waveforms of various signals in FIG.
【００１６】本実施例は、反射板を用いずに、発信およ
び受信に各々独立した超音波振動子２Ａおよび２Ｂを使
用し、これら２つの振動子２Ａおよび２Ｂを、チューブ
１をはさんで対向するようにチューブ１に接触させ、発
信用の超音波振動子２Ａには専用のケーブル６Ａを介し
てパルサー５からの信号を入力し、受信用の超音波振動
子２Ｂからは専用のケーブル６Ｂを介して受信信号をア
ンプ回路７に入力する。これ以外は第１の実施例と同一
である。ただし、超音波の反射波は使用しないので、上
述の例でいえば、タイミング信号からゲート信号までの
タイミングは約３μｓｅｃとなる。This embodiment uses independent ultrasonic transducers 2A and 2B for transmission and reception without using a reflector, and these two transducers 2A and 2B are opposed to each other with the tube 1 in between. As described above, the tube 1 is brought into contact with the ultrasonic transducer 2A for transmission, a signal from the pulsar 5 is input to the ultrasonic transducer 2A for transmission, and a dedicated cable 6B is received from the ultrasonic transducer 2B for reception. The received signal is input to the amplifier circuit 7 via the. Other than this, it is the same as the first embodiment. However, since the reflected wave of the ultrasonic wave is not used, the timing from the timing signal to the gate signal is about 3 μsec in the above example.
【００１７】以上のような構成によっても、超音波の発
信タイミングと受信タイミングとを完全に分離すること
ができ、図４に示すように、受信側（アンプ回路７の入
力）において、ケーブル６Ａ，６Ｂ、回路基板のカップ
リング等による発信タイミングでの混入信号があって
も、これが気泡検出に影響を与えることがない。また、
ケーブル６Ａ，６Ｂ、回路基板等に制限を受けない。Also with the above-mentioned configuration, the transmission timing and the reception timing of the ultrasonic waves can be completely separated, and as shown in FIG. 4, on the receiving side (input of the amplifier circuit 7), the cable 6A, 6B, even if there is a mixed signal at the transmission timing due to the coupling of the circuit board or the like, this does not affect the bubble detection. Also,
The cables 6A, 6B, the circuit board, etc. are not limited.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、極
めて正確な気泡検出が行え、しかも操作性に優れたもの
が得られる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an extremely accurate bubble detection and have excellent operability.
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】図１における各種信号のタイミングおよび波形
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing timings and waveforms of various signals in FIG.
【図３】本発明の第２の実施例のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
【図４】図３における各種信号のタイミングおよび波形
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing timings and waveforms of various signals in FIG.
１ チューブ ２ 超音波振動子 ３ 反射板 ４ タイミング回路 ５ パルサー ６ ケーブル ７ アンプ回路 ８ ゲート回路 ９ 検波回路 1 Tube 2 Ultrasonic Transducer 3 Reflector 4 Timing Circuit 5 Pulser 6 Cable 7 Amplifier Circuit 8 Gate Circuit 9 Detection Circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 健 岐阜県岐阜市上川手170番地の１ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ken Ito 1 of 170 Kamikawate, Gifu City, Gifu Prefecture
Claims (1)
波の透過性を利用して検出する気泡検出器において、 前記超音波の発信および受信に用いる少なくとも１つの
超音波振動子と、 該超音波振動子を駆動してパルス状超音波を間欠的に発
信させるための駆動手段と、 前記超音波振動子が受信した信号を増幅する増幅器と、 該増幅器の出力信号から気泡を検出する検波回路と、 前記パルス状超音波の各発信タイミングの中間であっ
て、当該パルス状超音波の受信タイミングで一定時間幅
だけ前記増幅器の出力信号を前記検波回路に入力する制
御手段とを具えたことを特徴とする気泡検出器。1. A bubble detector for detecting bubbles in blood flowing in a tube by utilizing the permeability of ultrasonic waves, comprising: at least one ultrasonic transducer used for transmitting and receiving the ultrasonic waves; Driving means for driving the ultrasonic wave oscillator to intermittently emit pulsed ultrasonic waves, an amplifier for amplifying a signal received by the ultrasonic wave oscillator, and a detection circuit for detecting bubbles from an output signal of the amplifier And a control means for inputting the output signal of the amplifier to the detection circuit for a certain time width at the reception timing of the pulsed ultrasonic wave, which is in the middle of each transmission timing of the pulsed ultrasonic wave. Characteristic bubble detector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056865A JPH06269495A (en) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | Air bubble detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056865A JPH06269495A (en) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | Air bubble detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06269495A true JPH06269495A (en) | 1994-09-27 |
Family
ID=13039322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056865A Pending JPH06269495A (en) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | Air bubble detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06269495A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313342A (en) * | 1996-11-22 | 2007-12-06 | Liebel Flarsheim Co | Medical fluid injector |
| CN105955322A (en) * | 2016-06-15 | 2016-09-21 | 江阴市第三印染机械制造有限公司 | Air blowing type liquid level detection and control system and method, and application of evenness padding machine |
| JP2016214793A (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-22 | 本多電子株式会社 | Liquid feed abnormality detection device and transfusion system with liquid feed abnormality detection function |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5056865A patent/JPH06269495A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313342A (en) * | 1996-11-22 | 2007-12-06 | Liebel Flarsheim Co | Medical fluid injector |
| JP2016214793A (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-22 | 本多電子株式会社 | Liquid feed abnormality detection device and transfusion system with liquid feed abnormality detection function |
| CN105955322A (en) * | 2016-06-15 | 2016-09-21 | 江阴市第三印染机械制造有限公司 | Air blowing type liquid level detection and control system and method, and application of evenness padding machine |
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