静脉输液报警器.doc

静脉输液报警器1.方案比较与选择查了一些资料，觉得现在市面上的静脉输液报警器都设计得不太合理，例如：(1)电极法它是从输液瓶口插入2根电极，利用药物的导电特性来检验瓶内药物是否用完毫无疑问，该技术具有较低的成本，但存在着安全隐患— —药物特性是否会因通电而受到影响，还有电极的消毒问题2)测重法它是利用弹簧秤或压力传感器或电磁感应开关(干簧管)根据药物重量变化来判断药液输完与否，方法虽然简便，但其可靠性和适应性(对袋装及塑料瓶装液体不宜)无疑受到质疑3)液滴计数法利用单片机通过预置液滴总量，再利用光电传感器对液滴计数或推算输液速度来判断输液完成时间，但单片机的引入必将带来较高的成本所以我想出了液面检测法下面是它的工作原理2.工作原理（1）通过固定在输液瓶或输液管上的光电传感器(有采用半导体激光的，也有采用红外光的)，利用液面下降到预定位置时对光的反射或折射情况的变化来判断药物输完与否将特制的红外光电传感器紧靠输液瓶口卡于输液管上，瓶内液体未用完的情况下，管内充满液体，光电传感器发光管发出的光线可直接射于对面的光敏接收管上，接收管处于导通状态；当瓶内液体用完液面下降到输液管中时，由于毛细现象及管内液体层流作用，液面将向下凹陷，发光管发出的光线将在弯曲液面上发生几次折射，致使光敏接收管失去光照而截止；当液面通过光电传感器后，光线又可直通照射光敏接收管。

接收管恢复导通状态这样，在瓶内药液输完，液面通过光电传感器时，光敏接收管将经历一次导通一截止一导通的状态翻转，这便是输液完成信息图1 静脉输液报警器中传感器的安装(2)输液完成信息的处理将所提取的输液完成信号，经简单处理(脉冲整形)后去触发一声光报警电路发出声光报警3)报警电路语音报警电路是本装置的核心部分主要由一块优质廉价的“傻瓜”式语音录放芯片PT一8820、三极管Q1、电压比较器LM31 1、反相器以及模拟电子开关CD4066等组成语音录放芯片PT一8820采用先进的多电平直接模拟闪速存储技术，可获得很高质量的录音效果断电后所存储的语音信息也不会丢失由于采用独特的双向模拟I／O语音转录技术扬声器和话筒“合二为一”， 外围电路极其简洁，使用非常方便图2为语音录放芯片PT一8820引脚图同时给出各引脚的功能描述 图2 语音录放芯片PT一8820引脚图语音报警器电路原理图如图3所示电路中的a1、b1端分别与光电耦合器引线相连当输液开始时瓶内装满液体a、b端导通相当于在电路中的a1、b1端接了一个阻值较少的电阻(a、b问液体的导电电阻)，这个电阻与R2并联，从而使三级管Q1没有足够的偏压而截止。

故A端的输出电压约为+5V，经压比较器LM31 1输出后为二值化的高电平再经反相器输出为低电压平模拟电子开关CD4066断开语音录放芯片PT一8820处于等待状态：当液面下降到刚好低于光电耦合器件安装的位极时a、b端断开即a1、b1端断开这时Q1便有了足够的偏压，而饱和导通A点的输出低电平经比较器LM311及反相器后，C端输出电平为高电平，使模拟电子开关CD4066接通，语音录放芯片PT一8820处于播音报警状态电路中的电阻R1的阻值必要时可以进行调节使整个电路能正常工作，SP可选用阻值为8欧的扬声器电压比较器LM311保证了电路的可靠性电路中需接入一个总的电源开关本电路图中从略关本电路图中从略LM111／211／311的电源电压范围大(±5V～±l5V)、偏置电流小、失调电流小、差分输入电压范围大(±30V)，其输出与TTL、DTL及MOS电路相容，并可驱动指示灯和继电器可以单电源供电，也可以双电源供电，有集电极输出和发射极输出两种形式该类比较器还具有外部平衡调节端和选通控制端，在使用时根据选择或调节9014是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是npn型小功率三极管。

以下是原理图用multisim仿真如下图，第一副是静脉输液还没有剩下到达那个输液管中光电耦合器的位置第二幅是报警时候的电路，此时点5的电压是5v，此时会触发报警电路图4 不报警时候电路仿真图5 报警时候电路仿真3.操作方式录制语音时候，要把开关K合上，让语音芯片的6脚接低电平此时LED亮，对着扬声器SP说话就可以录音，具体可以是：“xx床位输液完毕……….”电路可以录入20s的语音，如果超过20s，则LED会自动熄灭，表示录音已经完成完了可以断开开关K试听，如果不满意可以重新录4.优点与缺点分析优点：(1)体积小，功耗小，操作简便，报警准确，语音清晰 (2)对药液没有影响，可以放心使用；(3)输出声音可通对讲报开关直接传到护士值班室；(4)报警语句固化在语音集成电路里面，可按需随意更改 达临床实用目的， 大大降低了成本，也减轻病房护士的工作强度和复杂程度，有利于医院规范化管理，提高我国医疗护理水平 缺点有：一是墨菲氏滴管中存有一定量的液体可维持一段输液时间，二是输液管上都有一流量控制开关，可对病人或其陪护人事先作些交代，或在语音报警内容上作些适当提示．提请病人或其陪护人在医护人员未及时赶到的情况下，调小流量或关断流量开关，总之这一缺陷相对于该报警器的优势来说是微不足道的。

5.总结首先，这次课程设计我做得比较顺利，自己对医疗很感兴趣，所以我首先确定了范围，然后确立主题就比较容易了激光方向的我还接触不多，而且自己上了一个学期的激光原理与应用，学的都是很基础的，所以没有能力把它应用到医疗里面过程是充满喜悦的，因为自己认为，要设计一个性价比高的产品，尽量要避免用单片机，所以我用模电课本的知识，设计出了那个简单的电路图，虽然语音芯片用现成的，但是它的价格很便宜，所以这个产品的价钱不高，是很多医院能够接受的6.参考资料1王南阳．最新语音集成电路原理与应用(3)．电子世界，1994(4)2张永军太阳能热水器水位报警舞．电子技术．1994(9)3陈绵康.一种新颖的静脉输液报警器.医疗卫生设备.2004（12）4模拟电子技术基础 华成英 。