輸液監護報警電路設計方案

我們試制了一種輸液監護器，患者輸液時(shí)將小探頭夾在輸液器的液斗上，吊瓶藥液滴盡時(shí)，液斗里藥液平面下降，液斗里液面下降到一定值時(shí)監護器即發(fā)出報警聲，提醒醫護人員換藥。經(jīng)實(shí)驗，靈敏度和準確性都很好。

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側貼兩片銅片組成液位傳感器，見(jiàn)圖1。輸液時(shí)，輸液器的液斗夾在兩個(gè)銅片之間。我們知道，電容的容量與兩個(gè)極板中間的介質(zhì)有關(guān)，液體介質(zhì)就比空氣介質(zhì)容量大。從而用測量?jì)蓚€(gè)銅片之間電容量的方法取得液位信號。

圖1是用有機玻璃片制成外殼(用膠粘成)。正面敞開(kāi)，卡在液斗上，還能直接看見(jiàn)液斗液位。兩個(gè)銅片的電容量與液位高低成比例。液位下降則電容減小，監護器測得的電壓也減小，通過(guò)放大和比較，小于設定值時(shí)，揚聲器就發(fā)出提醒聲音(輕微的救護車(chē)的聲響)。

輸液自動(dòng)監護器電路見(jiàn)圖2。非門(mén)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是液位傳感器內側兩個(gè)銅片組成的電容。振蕩器的交流信號通過(guò)C2和C3耦合到二極管VD1整流，得到直流信號。

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(lái)設定比較電壓(即報警電壓)。設定的報警電壓為滿(mǎn)電壓(與銅片上邊線(xiàn)相等的液位產(chǎn)生的電壓定為滿(mǎn)電壓)的800/0左右。

當藥液少時(shí)，直流信號也低。低于設定的報警電壓時(shí)，IC5就輸出高電位。經(jīng)IC6、IC7反相(它使報警更準確，經(jīng)實(shí)驗，不加IC6、IC7報警臨界點(diǎn)就不穩定)，使三極管VT1導通。IC8是四聲音樂(lè )集成塊接成救護車(chē)音樂(lè )(見(jiàn)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(chē)聲音。改變R9的數值可以調節揚聲器聲音的大小。VD3是穩壓管，與R7、C5接成穩壓電路。使電源電壓下降到4.1V時(shí)電路仍能維持工作。

二、元器件選擇

圖2虛線(xiàn)框中的電路焊在一塊50mm×22mm的小電路板上,印制電路板圖見(jiàn)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(gè)小盒內組成監護器的報警部分一控制盒。這樣做可使探頭與控制盒連線(xiàn)延長(cháng)到1.2m。監護器要采用兩塊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(cháng)液斗探頭與控制盒連線(xiàn)，減小干擾，X1、X2和X3采用兩芯屏表1蔽線(xiàn)，屏蔽層要做地線(xiàn)，由三線(xiàn)插件連接。揚聲器BL用高度小于10mm的超薄內磁型小揚聲器。

X為耳塞插孔。插上耳塞，就只有監護人員能聽(tīng)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(xiàn)大于40mm時(shí)要用屏蔽線(xiàn)。

三、調試

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(mǎn)電位也不會(huì )完全相同?，F在舉一個(gè)我們調試中較為理想的實(shí)例，供參考。

當液斗里的液位與銅片高度相同時(shí)，測試K1點(diǎn)的電位。如果為1000mV。這時(shí)調整電位器RP，使K2點(diǎn)電壓為800mV。調整輸液器液斗液位;使液位慢慢下降，下降到原來(lái)液位80%左右時(shí)，開(kāi)始報警。

如果將每個(gè)輸液監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(shí)知道第幾號病床輸液完畢。