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CN105944183A - 一种电容式输液传感器 - Google Patents

一种电容式输液传感器 Download PDF

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CN105944183A
CN105944183A CN201610465562.2A CN201610465562A CN105944183A CN 105944183 A CN105944183 A CN 105944183A CN 201610465562 A CN201610465562 A CN 201610465562A CN 105944183 A CN105944183 A CN 105944183A
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周汉秦
白元龙
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Jiangsu Shun Yuan Group Co Ltd
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Jiangsu Shun Yuan Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电容式输液传感器，包括设置在输液管上部的电容极板对I和设置在输液管下部的电容极板对II，所述电容极板对I和/或电容极板对II包括两块相对设置的电容极板，每块所述电容极板呈圆弧形贴在输液管的外侧壁上，所述两块相对设置的电容极板的端部不接触。本发明电容式输液传感器安装在输液管上，测量过程不受输液管倾斜度影响；其敏感度高，可同时对输液进程和输液余量做精确检测；另外，利用电容感应原理，功耗低；最后，无辐射能量，不对药液产生负面影响。

Description

一种电容式输液传感器
技术领域
本发明涉及一种电容式输液传感器，属于医用设备技术领域。
背景技术
当病人在医院输液时，通常需要护士或家人看护。当液体输完时，如果无人看护，会造成回血给病人带来很大的麻烦甚至危险。输液传感器是静脉注射监护感应系统的重要组成部分，通过该传感器检测病人输液进度，实现输液过程的实时感应及监控，用电子化信号在护士站终端显示输液进度和输液报警信息。根据此信息，在输液过程中，监测药物按照医嘱规定的速率注射，保证使用安全和使用效果；并且在输液结束时发出报警，提示看护人拔掉输液管，减少病人和陪护者的负担。
现有的输液传感器有利用重力测量原理的传感器，该类传感器敏感度较差，无法对剩余量和输液进程做较精确的测量。只能根据预设的空瓶/空袋重量来简易判断输液过程是否接近结束。还有利用光电测量的传感器，将该类传感器夹在输液观测管上，利用液滴下落对光电信号的扰动作为计数测量的依据，可根据滴速推算药液已注射量。当无光电信号变化时即判断输液结束发出报警。该方案的局限是要求当输液观测管相对地面不垂直时可能发生误报，此外严格意思来说入射光线的能量可能会对敏感药物造成影响。因此一种敏感度高、能对输液进程和输液余量做精确判断的输液传感器的开发很有必要。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种电容式输液传感器，该输液传感器敏感度高、能对输液进程和输液余量做精确判断，且不受输液管倾斜度影响。
为达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种电容式输液传感器，包括设置在输液管上部的电容极板对I和设置在输液管下部的电容极板对II，所述电容极板对I和/或电容极板对II包括两块相对设置的电容极板，每块所述电容极板呈圆弧形贴在输液管的外侧壁上，所述两块相对设置的电容极板的端部不接触。
进一步优选，每块所述电容极板呈圆弧形卡在输液管上。
进一步优选，每块所述电容极板为金属薄片。
其中，所述电容极板对I和电容极板对II与外界电容检测电路连接。
其中，所述两块相对设置的电容极板的端部之间的距离为输液管直径的1/12～1/10。
与现有技术相比，本发明电容式输液传感器具有的有益效果是：
首先，本发明电容式输液传感器安装在输液管上，测量过程不受输液管倾斜度影响；
其次，本发明电容式输液传感器敏感度高，可同时对输液进程和输液余量做精确检测；
再次，本发明电容式输液传感器利用电容感应原理，功耗低；
最后，本发明电容式输液传感器无辐射能量，不对药液产生负面影响。
附图说明
图1为本发明电容式输液传感器的使用状态图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明电容式输液传感器的系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明技术方案作进一步的说明。
如图1～2所示，本发明电容式输液传感器，包括设置在输液管1上部的电容极板对I2和设置在输液管下部的电容极板对II3，电容极板对I2和/或电容极板对II3包括两块相对设置的电容极板4，每块电容极板4呈圆弧形贴在输液管1的外侧壁上，电容极板对I2和/或电容极板对II3可通过夹子夹在输液管1上，从而方便拆卸，每块电容极板4呈圆弧形也可通过自身弧度卡在输液管1上，每块电容极板4为金属薄片，两块相对设置的电容极板4的端部不接触。
如图3所示，本发明电容式输液传感器的电容极板对I2和电容极板对II3与外界电容检测电路连接，电容检测电路包括信号调理电路和A/D采集电路，电容检测电路与微处理器连接，微处理器连接显示告警界面。本发明电容式输液传感器同时采用交流检测(滴速)和直流检测(液位/报警)。
本发明电容式输液传感器系统配置有双电容极板对，上部的电容极板I2用来检测液滴滴落并计数，进而检测输液进程，测量滴速；下部的电容极板对II3在输液结束时，输液管1中液位开始下降时会有较大的电容变化，用于紧急报警(并防止计数不准确或初始量输入不准)。
当本发明电容式输液传感器电容极板4的高度h＝1cm，输液管1管径d＝2cm，则电容极板对I2和/或电容极板对II3的电容值为：
C = ϵ 0 ϵ r A d = 8.85 × 10 - 12 × 3.14 × 10 - 2 × 10 - 2 2 × 10 - 2 ϵ r ;
其中，E0为真空介电常数，Er为相对介电常数，d为两块相对设置的电容极板之间的距离，空气的相对介电常数接近于真空值约等于1，玻璃介电常数为3.7，水的介电常数为80。
上部电容极板I2的电容C1在输液管1无液滴落下时，考虑输液管1测管的玻璃壁，其相对介电常数为E[A1空气+A2玻璃]，当有液滴落下时，其相对介电常数变化为E[A1空气+A2玻璃+A3液滴]，其中A1、A2、A3为组分系数，由于液滴引起相对介电常数的变化，导致电容极板I2的电容值C1发生变化，由此可检测到液滴的滴速。
下部电容极板对II3的电容C2在输液进行过程中保持不变，输液结束液位下降时会发生很大变化，将下降到静态值的1/80(相对介电常数从80下降到1)，这个信号将用来做报警，提示输液已经结束需要马上处理。
本发明电容式输液传感器采用电容式测量，信号读出处理电路成熟，且鲁棒性高、功耗低、不易受干扰。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种电容式输液传感器，其特征在于：包括设置在输液管上部的电容极板对I和设置在输液管下部的电容极板对II，所述电容极板对I和/或电容极板对II包括两块相对设置的电容极板，每块所述电容极板呈圆弧形贴在输液管的外侧壁上，所述两块相对设置的电容极板的端部不接触。
2.根据权利要求1所述的电容式输液传感器，其特征在于：每块所述电容极板呈圆弧形卡在输液管上。
3.根据权利要求1所述的电容式输液传感器，其特征在于：每块所述电容极板为金属薄片。
4.根据权利要求1所述的电容式输液传感器，其特征在于：所述电容极板对I和电容极板对II与外界电容检测电路连接。
5.根据权利要求1所述的电容式输液传感器，其特征在于：所述两块相对设置的电容极板的端部之间的距离为输液管直径的1/12～1/10。
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