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白衣天使之翼:報警輸液監(jiān)護器的電流設計與方案

發(fā)布時間:2014-03-28 責任編輯:xiongjianhua

【導讀】是否還在為"患者輸液必須有人盯住吊瓶,手術后的患者,夜間要換幾瓶藥,給護理人員造成很大的工作負擔"這樣的問題而無奈呢?沒關系,我們試制了一種報警輸液監(jiān)護器,患者輸液時將小探頭夾在輸液器的液斗上,吊瓶藥液滴盡時,液斗里藥液平面下降,液斗里液面下降到一定值時監(jiān)護器即發(fā)出報警聲,提醒醫(yī)護人員換藥。經(jīng)實驗,靈敏度和準確性都很好。這不就給醫(yī)護人員方便插上飛翔的翅膀。 

一、電路原理

      
本設計采取了非接觸性的取樣方式——電容法。它是在透明有機玻璃框架內(nèi)側貼兩片銅片組成液位傳感器,見圖1。輸液時,輸液器的液斗夾在兩個銅片之間。我們知道,電容的容量與兩個極板中間的介質(zhì)有關,液體介質(zhì)就比空氣介質(zhì)容量大。從而用測量兩個銅片之間電容量的方法取得液位信號。
 

非接觸性的取樣方式——電容法


 圖1是用有機玻璃片制成外殼(用膠粘成)。正面敞開,卡在液斗上,還能直接看見液斗液位。兩個銅片的電容量與液位高低成比例。液位下降則電容減小,監(jiān)護器測得的電壓也減小,通過放大和比較,小于設定值時,揚聲器就發(fā)出提醒聲音(輕微的救護車的聲響。
     
輸液自動監(jiān)護器電路見圖2。

監(jiān)護器控制盒電路

非門IC1、IC2、IC3與電阻R1、R2及電容C1組成振蕩器,產(chǎn)生交流振蕩信號。C3是液位傳感器內(nèi)側兩個銅片組成的電容。振蕩器的交流信號通過C2和C3耦合到二極管VD1整流,得到直流信號。輸液自動監(jiān)護器電路C3的容量隨藥液液位而變化,所以,直流信號的大小就代表了液斗液位的高低。運算放大器IC4、電阻R4和R5組成同相運算放大器。由于監(jiān)護器的工作電壓很低,C3容量很小,直流信號就很微弱。

所以,要經(jīng)IC4放大2倍左右送到IC5。IC5與電位器RP、電阻R6連接成比較器。由電位器RP來設定比較電壓(即報警電壓)。設定的報警電壓為滿電壓(與銅片上邊線相等的液位產(chǎn)生的電壓定為滿電壓)的800/0左右。

當藥液少時,直流信號也低。低于設定的報警電壓時,IC5就輸出高電位。經(jīng)IC6、IC7反相(它使報警更準確,經(jīng)實驗,不加IC6、IC7報警臨界點就不穩(wěn)定),使三極管VT1導通。IC8是四聲音樂集成塊接成救護車音樂(見圖3),VT1導通等于接通IC8電源負極。IC8就使揚聲器BL發(fā)出救護車聲音。改變R9的數(shù)值可以調(diào)節(jié)揚聲器聲音的大小。VD3是穩(wěn)壓管,與R7、C5接成穩(wěn)壓電路。使電源電壓下降到4.1V時電路仍能維持工作。
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二、元器件選擇

圖2虛線框中的電路焊在一塊50mm×22mm的小電路板上,印制電路板圖見圖4,與液都傳感器外殼固定在一起。最好固定在液斗傳感器殼的后背上,組成液斗探頭。

其他元器件裝在一個小盒內(nèi)組成監(jiān)護器的報警部分一控制盒。這樣做可使探頭與控制盒連線延長到1.2m。監(jiān)護器要采用兩塊TC4069UBP集成電路,IC1、IC2、IC3共用一塊。IC6和IC7用另一塊。

液斗探頭信號很微弱,容易受干擾,為了延長液斗探頭與控制盒連線,減小干擾,X1、X2和X3采用兩芯屏表1蔽線,屏蔽層要做地線,由三線插件連接。揚聲器BL用高度小于10mm的超薄內(nèi)磁型小揚聲器。
      
X為耳塞插孔。插上耳塞,就只有監(jiān)護人員能聽到聲音。不影響患者的休息。C1、C2必須用云母電容,C3兩端連接線大于40mm時要用屏蔽線。

三、調(diào)試由于探頭液位傳感器為有機玻璃框架,尺寸加工不易精確地控制,傳感器滿電位也不會完全相同?,F(xiàn)在舉一個我們調(diào)試中較為理想的實例,供參考。

當液斗里的液位與銅片高度相同時,測試K1點的電位。如果為1000mV。這時調(diào)整電位器RP,使K2點電壓為800mV。調(diào)整輸液器液斗液位;使液位慢慢下降,下降到原來液位80%左右時,開始報警。

如果將每個輸液監(jiān)護器的報警信號都送到病房的護士中心,護士中心就能及時知道第幾號病床輸液完畢。

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