光电检测式输液报警器设计

在输液过程中,陪护者或者输液者本人必须随时监视药液是否输完,否则可能导致回血或者空气被注入体内。这一监视活动时间长,枯燥,是输液过程中的主要身心负担之一。
利用输液管中的液体对光线的折射现象,采用光电检测机制,可以很好的不接触式检测到液体是否已经输完。输液报警器的主要问题是面对无色药液、有色药液、血液等不同液体检测准确率和供电方式。
目前,市面上已有基于光电检测机制的输液报警器出售,其供电采用了锂电池+充电器的设计,充电时间约为3小时,使用时间约为70小时。充电时间长和使用时间短会影响使用效果和体验。另有采用有线供电的产品,其实用方式结合病床监视系统使用。
经过分析和试验,采用降低功耗的设计,输液报警器原理样机(图1)采用两节廉价5号碳性电池供电,经过30×24小时的连续工作后,电池电压仍在2.80V以上,而设备在2.5V以上即可正常工作。按照每天使用8小时计算,平均现场使用时间可以确保在2个月以上,完全可以满足实际需要。
图1 低功耗输液报警器原理样机
液体检测采用侧射式红外对管,发射管和检测管分别放置在输液管的两侧,检测管的输出送给单片机分析。当单片机分析到检测管的输出结果对应从有液体到无液体的状态变化时,触发报警信号。最简单的方式是声光报警,拉底蜂鸣器负极连接的GPIO使蜂鸣器鸣叫,提示使用者及时呼叫医护人员处理。其他状态时,单片机以节电状态工作,从而保证足够的电池续航时间。针对批量生产采用单品性能一致性保证措施后,这一最简设计的元器件成本仍可低至4元左右。
增强的报警功能采用蓝牙等无线方式传送状态信息,结合手机或者监控系统,将能提供更为多样化和系统化的监控能力。增加心率、体温等检测模块,则可以构成一个基本的输液过程监控系统,及时发现病患在输液过程的异常情况,自动提示医护人员予以处理,能有效降低输液过程中的护理成本和风险。
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