[发明专利]基于压电薄膜传感器的输液速度监测系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于输液泵系统的输液速度监测装置，尤其涉及一种基于压电薄膜传感器的输液速度监测系统及其方法。

背景技术

输液泵作为一种能够精确控制输液速度的医疗设备，已经在临床方面取得了广泛的应用。但是传统的输液泵只能使用步进电机对输液速度进行单一的开环控制，缺乏输液状态的全程监测，当出现管路堵塞异常情况时，不能及时发出报警。

近年来为了提高输液泵的安全性能，出现了输液速度的监控装置，该装置通常采用红外液滴感应技术，这种技术有一定的局限性，比如红外监测器的安放位置不能过高或者过低、滴斗内不能结水珠、不能有阳光和红外线照射红外监测器等，因此也有一些新技术应用于输液速度监测，专利CN200910030773提到一种采用电磁波监测液滴数量，该方法具有抗干扰能力强的特点，但是电磁波容易对患者产生辐射，且不适于在核磁共振医疗设备附近工作。专利CN200710168672提到一种机器视觉的医疗输液速度监测系统，基于图像处理技术计算输液速度，该方法克服了以上两种技术的弊端，但是图像处理技术较为复杂，硬件成本也比较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于压电薄膜传感器的输液速度监测系统及其方法。

基于压电薄膜传感器的输液速度监测系统包括支架、一次性医用输液袋、滴斗、输液泵、一次性输液管，还包括压电薄膜传感器、信号调理电路；一次性医用输液袋悬挂于支架上，滴斗上设有压电薄膜传感器，输液泵位于滴斗的下方并固定在支架上，一次性输液管穿过输液泵，信号调理电路通过吸盘固定在输液泵上部，压电薄膜传感器通过导线与信号调理电路连接，信号调理电路通过导线与输液泵连接。

所述的压电薄膜传感器采用聚偏氟乙烯薄膜或粗纤维压电复合薄膜制作。

所述的输液泵为蠕动式输液泵。

所述的信号调理电路为：运算放大器UA741的3脚位接压电薄膜传感器产生的电信号, 运算放大器UA741的2脚位与电阻R₁一端、电容C₅一端相连，电阻R₁另一端、电容C₅另一端经过电阻R₂接地，同时经过电阻R₃与运算放大器UA741的6脚位连接，运算放大器UA741的6脚位为信号输出，运算放大器UA741的4脚位接-15V电源，并通过并联的电容C₃和电容C₄接地，运算放大器UA741的7脚位接+15V电源，并通过并联的电容C₁和电容C₂接地。

基于压电薄膜传感器的输液速度监测方法是：基于压电薄膜传感器感应微弱振动的特点，将液滴滴落时产生的振动转化为压电薄膜传感器的电信号输出，通过压电薄膜传感器的正负电极引出电信号，经过信号调理电路的运算放大器UA741进行阻抗变换，将压电薄膜传感器的高内阻转换为低内阻，便于电信号的输出，同时经过运算放大器UA741外接电阻R₁、电阻R₂及电阻R₃组成的放大电路对电信号进行放大，由耦合电容C₅和旁路电容C₁、旁路电容C₂、旁路电容C₃和旁路电容C₄进行滤波，得到包含药物滴落数量的实时信号，该信号进入输液泵系统，换算得到输液速度信号，作为输液泵系统工作状态的指标。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1)压电薄膜传感器为无源结构，不需要供电电源，因此系统功耗小、结构简单；

2)压电薄膜传感器的信号只跟液滴产生的振动有关系，抗干扰能力强，使用范围广；

3)压电薄膜传感器的成本低廉，可以制作成一次性粘贴传感器，在使用一次或几次后丢弃。

附图说明

图1为基于压电薄膜传感器的输液速度监测系统结构示意图；

图2为本发明的压电传感器通过双面胶带贴在滴斗上的结构示意图；

图3为本发明的压电薄膜传感器通过卡具固定在滴斗上的结构示意图；

图4为本发明的信号调理电路结构示意图；

图5为本发明的信号调理电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明一下基于压电薄膜传感器的输液速度监测系统工作过程。