[实用新型]基于角位移传感器的注射泵运行监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种基于角位移传感器的注射泵运行监测装置。

背景技术

角位移传感器是位移传感器的一种型号，采用非接触式专利设计，与同步分析器和电位计等其它传统的角位移测量仪相比，有效地提高了长期可靠性。它的设计独特，在不使用诸如滑环、叶片、接触式游标、电刷等易磨损的活动部件的前提下仍可保证测量精度。

该传感器采用特殊形状的转子和线绕线圈，模拟线性可变差动传感器（LVDT）的线性位移，有较高的可靠性和性能，转子轴的旋转运动产生线性输出信号，此输出信号的相位指示离开零位的位移方向。转子的非接触式电磁耦合使产品具有无限的分辨率，即绝对测量精度可达到零点几度。

齿轮是指轮缘上有齿，能连续啮合传递运动和动力的机械元件。

齿条是具有一系列等距离分布齿的平板或直杆。齿条也分直齿齿条和斜齿齿条，分别与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮配对使用；齿条的齿廓为直线而非渐开线（对齿面而言则为平面），相当于分度圆半径为无穷大圆柱齿轮。

齿轮齿条传动是指当齿轮转动时，齿轮的一个齿与一条齿条相吻合，从而带动齿条左右直线运动或者齿轮沿固定的齿条做直线方向上的转动。

注射泵是一种以注射器为耗材的自动注射装置，与传统的手动注射方式相比，具有精度高、流速范围宽、能提供较大正向压力、具有较完备报警的特点。但在临床使用中，一直有一个安全问题在困扰着使用者和产品设计者。由于注射泵的动力部分—注射泵体是一个机械运动部件，在实际使用中必然存在磨损、老化等问题，加之注射器的批次差异，环境温度对注射器的影响等问题，使注射泵在实际工作中存在失控的安全隐患，由此引起的医疗事故已有报道。为了更全面实时地监控注射泵的运行状态，目前部分厂家主要采用线性位移传感器检测技术或光耦检测技术，并通过注射泵的控制系统构成反馈，从而及时发现失控的情况，很好解决了失控带来的安全风险。但这些技术同时存在另外一个问题：线性位移传感器行程不够长；光耦检测不均匀，精度不足，不能够实时检测。传感器频繁的误检测，给临床使用带来了很多额外的烦恼和负担。所以实际使用中该项技术还未得到广泛应用，这些技术仅仅停留在理论上提供注射泵安全风险的风险回避手段，而临床使用中失控的风险依然存在，患者依然受到潜在的威胁。

相关的现有技术是在注射泵泵体的半丝母滑动过程中设有光耦检测装置或线性位移传感器装置。光耦检测装置是通过在行程过程中对光耦的触发时间及时间差来检测泵体的运行情况，从而反馈给系统。线性位移传感器装置是通过在行程过程中对于电阻的变化值及变化频率来分析泵体的运行情况，反馈给系统。如上面提到的，检测运行情况，并通过注射泵的控制系统构成反馈，从而及时发现运行失控的情况。

现有技术之一：

如图1所示，在注射泵的泵体部分装入线性位移传感器1的情况，当泵体的传动机构14运行时，半丝母5带动线性位移传感器1滑动，半丝母滑块做直线运动，则可以通过线性位移传感器的阻值变化大小及变化的频率，实时检测半丝母滑块的运行情况。可以全程检测半丝母滑块的运行情况，即对泵体的工作做全程的监测。

线性位移传感器是电路中的一个重要元件，它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。

在实际使用中，下面一些因素会影响线性位移传感器的实际应用：

线性位移传感器的行程过长，市场上难以买到相应的行程的线性位移传感器；

行程过长的线性位移传感器造价过高，不适合批量生产中的应用；

当在潮湿或温度过高的情况下可能对线性位移传感器的数值造成影响，不稳定；

在长期使用过程中，容易受灰尘及污渍的影响，造成不准确，产生误报警；

线性位移传感器作为一个电子元件，在注射泵的泵体结构中还没有广泛应用。

现有技术之二：

如图2所示，光耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。