医用智能输液报警器的设计

路新惠+罗志华

摘 要：我国目前的输液监控管理系统大多依靠人工监控输液进度。该方法不仅劳动强度大，还极易出错。本文介绍了一种简单易制、价格低廉并且非常实用的输液报警装置，该装置不仅能够实时监测液滴的速度，当液体余量低于设定值还会实现自动报警，这将会给护理带来更多的便利。

关键词：智能 滴速 传感器

一、市场前景

从医院的角度来说，目前，医院大多是依靠呼叫系统来处理输液报警问题，对于小规模的输液室及乡村级的医院，由于条件制约连呼叫系统也没有，但液体的监控都是完全依靠人工肉眼，一旦出现贻误，极有可能出现医疗事故。而医院里医护人员多数是一对多的护理，工作强度较大，极易出错。通过输液报警器智能监控，可完全代替人工，及时预警、报警，降低医护人员工作强度，减少护理出错，提高了服务质量，杜绝了医护人员肉眼监控的弊端，将大大降低医疗事故几率[1]。

从患者的角度来说，患者输液时病人或家属往往需要一直看着输液瓶，现行的呼叫又不能代替人的眼睛，病人是想睡不敢睡，家属是想走走不开。现行的塑料包装上印刷的字体，老人和眼睛不好的人无法看清，给病人和家属带来了很多的烦恼和精神负担，尤其是双独家庭结构的人员，更是无法两头兼顾。有了智能监控管理系统，患者家属可以不用再陪护，患者也可以安心休息，在一定程度上，降低患者的紧张度。

二、现状

目前，市面上存在的检测药液剩余量的报警装置很多。有的是利用机械、几何原理，通过称重的方法检测药液的剩余量。弹簧受力拉升，当不同质量的物体作用在弹簧上会使长度改变不同，从而巧妙的将弹簧秤进行改装。将输液瓶挂在弹簧拉力计的拉钩上，弹簧被拉下，随着瓶内输液量的减少，拉钩处的质量下降，弹簧逐渐缩回，直到最后质量接近空瓶，启动报警装置报警。这种方法结构简单，所用元器件少，但很明显的缺点是，需要预先设置好空瓶质量，也就是需要报警的阈值，当更换不同类型的输液瓶时，因质量不同，仍需要重新设置。因此，该方法精确度较低。

本文以单片机为核心，利用红外传感器对药液检测，实现以下功能：

1.利用四位一体的数码管显示点滴的滴速；

2.当药液余液少于设定值时报警提示；

3.能实现不同体积类型的药业瓶和不同类型的病人使用。

这种方法的特点是：精确度高，体积小，重量轻，任何类型的输液瓶使用时不用重新设置。并且该方案很灵活，在实际应用过程中可根据需要增加额外的功能，进一步完善系统。

三、系统设计

1.系统硬件设计

该系统采用89C51单片机作为处理器，外围电路由液滴检测、信号放大、信号比较、信号滤波，输液设置、滴速显示、声音报警等部分组成[2]。5V的蜂鸣器作为报警音乐的播放器，多种软件处理方法，保证系统的可靠性。成本低，不仅医院可以批量购买，而且病人或病人家属也可以自行购买。

（1）液滴检测

采用多对一的红外发射、接收管检测液滴。为防止输液器的漏斗倾斜引起水滴的偏移，导致不能正常检测，采用多个红外发射管、一个红外接收管组成如图2所示的采样传感器，将该传感器套在输液器的漏斗上，红外发射管和接收管同轴置于输液器的两边[3]。当液体经过时，就会引起红外接收管输出电压变化。

（2）信号放大

红外接收管输出电压变化，但这个电压变化十分微小，直接输入单片机无法识辨，所以需要将该信号放大，可采用廉价的三极管9014将信号放大。

（3）信号滤波

信号放大后杂波较多，所以可加上两级高频滤波电容。

（4）比较电路

滤波后得到的稳定电压值，送入LM393比较器，进行比较，从而得到相应的高低电平。比较器输出信号为双脉冲信号，所以再利用555定時器，将双脉冲滤掉变为单脉冲输出接到单片机外部中断口（INT0）进行实时采样。

（5）单片机电路

当液滴滴下时，液滴检测电路将检测到的信号经过前期处理电路处理后送到单片机外部中断端口，单片机经过处理将滴速显示在数码管上。并在液体总量低于设定报警值时，通过蜂鸣器发出声音报警信号。

2.系统软件设计

系统软件流程图如图4所示。

结语

本文设计了一种医用智能输液报警器，该装置不仅能够精确的显示液滴的滴速，同时在液体低于某一值时能够实现自动报警[4]。该装置提升了医护人员的服务质量，同时在一定程度上缓解了患者及患者家属的负担。

参考文献

[1]薛同泽.输液报警器[J].河北科技大学学报.

[2]基于单片机的输液报警器设计[J].微电子学.

[3]陈艳红.传感器与检测技术[M].南京大学出版社.张小林.

[4]周志敏.输液报警器的设计[J].电子质量.

作者简介

路新惠（1983-4）女，河南新乡人，讲师，河南工业贸易职业学院机电工程系教师。研究方向：检测与仿真。