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便携式智能输液器的研究

刘晓菲  
【摘要】:伴随着科技的发展,目前越来越多的领域需要对流体量或流速进行精确控制。特别是现代医疗领域对静脉输液流速和护理的要求越来越高。使用便携式智能输液器,病人可以在输液期间自由活动,消除了病人由于长期卧床或静坐给身体带来的不适,也避免了传统输液方式的诸多不便;在野外、战争、紧急救护等情况下使用简单方便可靠,可以大大减少人力资源的浪费。而且能精确控制药液的输液量和输液速度,能对输液过程中出现的异常情况进行监测报警,同时及时自动关断输液通路,防止输液事故的发生。便携式智输液器的应用有助于减轻医护人员的工作强度,提高输液的安全性、精确性以及医护人员的工作效率。 本文选择步进电机作为输液泵的驱动电机,通过对目前常用输液泵的优缺点的分析,选择DG-1盘状蠕动泵,提出一种新型设计方案。硬件电路采用C8051F005单片机作为控制核心,利用集成芯片L297和L298来驱动步进电机,并设计了驱动电路。通过按键控制步进电机的转速和转数实现对输液速度和输液量控制。步进电机与输液泵之间通过橡胶连接头实现连接,可缓解输液时由步进电机振动引起的脉动。 通过比较光电式、电容式和超声波式三种对输液过程中空气的检测方法,得出超声波检测法为输液管内空气检测的理想方法。根据超声波检测法的工作原理,针对输液管气泡检测的具体要求,选用超声波气泡探测器传感器进行气泡检测,并对其可行性进行了原理性的分析和论证。并设计了超声波换能器的结构和信号处理电路,能够实现二重气泡检测功能。 使用者通过控制键盘和LCD可以方便地对输液器进行参数设置;电源监测和报警提示功能提高了系统的可靠性和安全性;温度补偿功能减轻了药液温度过低时给输液者带来的不适;参数设置记忆功能显示了系统设计的人性化特点。


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