静脉输液液位自动检测系统的研究

【摘要】：医学静脉输液是临床医学中一个重要的治疗手段，在输液过程中，若药液接近滴完或 因某种事故使输液速度过高或过低时，都要医务人员及时处理。目前由于没有有效、经济 的自动检测装置，在输液时病人需要专人监护，加重了病人的思想负担和护理人员的劳动 负担，也不利于病区的综合管理，为此我们研制医用输液液位和输液速度实时检测系统， 该系统可以自动检测输液液位，并能将各床位液位和输液速度信号传送至护办室，在护办 室对多个病房各个床位的输液情况进行巡回检测和显示。当液位低于设定下限值、输液速 度过高或过低时，在护办室和相应床位处都能发出声光报警，提醒护理人员及时处理。 为实现输液液位的自动、准确和非接触测量，设计一种变介电常数型电容式液位传感 器。通过对不同宽度电极下传感器电容与对应液位的实验数据分析，发现液位处于输液瓶 上部圆柱段时电容与液位高度之间有很好的线性关系，而在下部呈现非线性；传感器灵敏 度随电极宽度的增加而近似线性提高。同时发现传感器灵敏度与液位下降速度相关。进而 建立了传感器数学模型，分析影响传感器灵敏度的因素和机理。研究结果表明，以范德华 力附着在瓶壁内侧的吸附水在电场作用下容易被极化，会引起其介电常数超常增大；瓶壁 内侧的吸附水对传感器的灵敏度有直接影响。从而为传感器的正确设计与测量数据的修正 提供了理论依据。 本检测装置主要由电容式传感器、本地信号转换和报警模块、集中采样模块(从站) 等部分组成，其中本地模块亦可单独使用。 通过传感器理论设计、制作及具体电路设计和调试，发现该检测装置能基本满足实际 需要，从而初步开发出一套静脉输液液位检测系统。