基于射频法的静脉输液监测传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种基于射频法的静脉输液监测传感器，包括振荡器、滤波电路和检波电路，所述的振荡器采用电容三点式振荡器，以电容三点式振荡器中的任意一个电容作为液体状态检测器，作为液体状态检测器的电容采用平行板电容，使输液管夹在平行板电容两极之间；所述的振荡器产生某一设定频率信号，该信号经滤波电路滤波后，再被检波电路检波，检波电路输出的电压值变化反映输液管中的药液状态。本发明专利技术的检测准确度显著提高，且传感器不易受环境因素影响，成本低，寿命长，灵敏度高，使用方便，且检测过程为非接触测量，不会对药液产生污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种静脉输液监测传感器。
技术介绍
静脉输液是一种利用液体静压原理使液体下滴，经静脉输入大量无菌溶液或药物的治疗方法，它在临床的应用可作为抢救和治疗疾病的重要手段之一。目前在发达国家医院输液比例约为45％，在我国医院输液比例更高，有些医院已达90％。医院静脉输液时，需要对输液进度进行实时监控，如果输液瓶内液体输完而未及时发现，由于输液管连接着空输液瓶，待马菲氏滴管内液体输完时，空气将进入输液管，可能造成病人回血、凝血等异常情况，给继续输液造成不便，甚至发生医疗事故。目前普遍采用人工监控，据初步统计，这至少占据护士日常工作量的75％以上。随着电子技术、计算机技术、网络和信息技术的迅猛发展，加快了临床医学的发展，要求医院实现信息化、自动化和智能化建设。在智能医疗输液监控领域实现信息化、智能化，已成为科技发展的必然。现代科技的高度发展为智能医疗输液监控技术提供了坚实的技术基础。世界上目前的状况是医疗监控设备和技术的发展仍不能满足病人、家庭、医院和社会等方面的需求。从我国现在的状况来看，我国拥有的医院数量在世界上是最多的，消费群体非常庞大，由于政府的支持，这些年我国医疗设备发展迅速，但是市场份额还不到世界医疗设备的5％，国家经贸委要求到2050年这一市场份额要达到25％，成为世界医疗器械制造强国。由此看来智能医疗输液监控系统具有非常广阔的发展空间和良好的市场前景。随着电子技术、计算机技术、网络和信息技术的迅猛发展，加快了临床医学的发展，要求医院实现信息化、自动化和智能化建设。在智能医疗输液监控领域实现信息化、智能化，已成为科技发展的必然。专利技术内容为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于射频法的静脉输液检测传感器，具有成本低、寿命长、体积小、灵敏度高、使用方便、无污染且不易受所使用药剂类型影响等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：包括振荡器、滤波电路和检波电路，所述的振荡器采用电容三点式振荡器，以电容三点式振荡器中的任意一个电容作为液体状态检测器，作为液体状态检测器的电容采用平行板电容，使输液管夹在平行板电容两极之间；所述的振荡器产生某一设定频率信号，该信号经滤波电路滤波后，再被检波电路检波，检波电路输出的电压值变化反映输液管中的药液状态。所述滤波电路采用无源高通滤波电，输液管无液体时的谐振频率落在滤波电路的通带内，输液管有液体时的谐振频率落在滤波电路的阻带内。所述检波电路采用二极管包络检波电路。所述的液体状态检测器安装在输液瓶和滴壶之间的输液管管壁上。本专利技术的有益效果是：利用射频电路电容三点式谐振原理，当输液管内有液体时，传感器谐振频率处于滤波电路的阻带，经检波电路后输出电压接近为零，而当输液管无液体时，传感器谐振频率处于滤波电路的通带，经检波电路后，输出为固定直流电压值。因此，可以通过对检波电路输出电压值的实时检测，实现对静脉输液实时监测。本专利技术所设计传感器与传统的静脉输液检测传感器相比，将输液管内液体有无信息转换成检波电路输出电压值，使检测更为容易，检测准确度得到显著提高，且传感器不易受环境因素影响，成本低、寿命长、灵敏度高、使用方便，且检测过程为非接触测量，不会对药液产生污染。附图说明图1为本专利技术传感器安装示意图图2为本专利技术电容三点式振荡器原理图图3为本专利技术三阶高通滤波器原理图图4为本专利技术检波器原理图图中，CC是隔直电容，L为电感，C为电容，R为电阻，C1是检波电容，R为电阻。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术所述的静脉输液监测传感器由三部分构成：振荡器、滤波电路和检波电路，振荡器产生某一频率信号，信号频率受平行板电容中间药液介电常数影响(有药液的时候输液管中是药液，介电常数大于40，无药液的时候输液管中是空气，介电常数为1，由于介电常数的改变，平行板电容值改变，从而导致振荡器输出频率发生改变)，该信号经滤波电路进行滤波后，再通过检波电路进行检波，检波后输出电压值即可反应输液管内药液的有无，即振荡器的输出接滤波电路的输入，滤波电路的输出接检波电路的输出，检波电路的输出反应药液状态。所述振荡器采用电容三点式振荡器，用电容三点式振荡器中的任意一个电容作为液体状态检测器，作为液体状态检测器的电容采用平行板电容，使输液管夹在平行板电容两极之间。所述滤波电路采用无源高通滤波电，设计高通滤波器的参数，使输液管无液体时的谐振频率落在高通滤波器的通带内，有液体时，谐振频率减小并落在滤波器阻带内。所述检波电路采用二极管包络检波电路，由二极管和RC低通滤波器相串接构成电路。本专利技术的实施例安装在输液管管壁上，放置于输液瓶和滴壶之间，利用电容三点式振荡器中的一个电容作为液体状态监测器，可通过无线装置实时传递监测状态，安装示意图如图1所示，输液管被夹在平行板电容的两极之间，当输液管内液体从有到无变化时，监测区域的相对介电常数也发生变化，即常用的药液相对介电常数大于40，而空气的相对介电常数是1，从而使作为液体状态监测器的电容值发生变化，最终导致电容三点式谐振电路的谐振频率发生偏移(偏移要大于噪声，或者说是误差。这个噪声包括电路自身噪声和外来噪声影响。在满足这个条件下的偏移均可，但偏移越大，测量精度越高，选取适当即可)，无液体时的谐振频率刚好落在滤波电路的通带，经检波后即可输出明显直流电压信号，而有液体时的谐振频率落在滤波电路的阻带，经检波后输出电压接近为零。本专利技术的实施例包括振荡器、滤波电路和检波电路。所述振荡器采用电容三点式振荡器，也叫考毕兹振荡器，是自激振荡器的一种。这种电路的优点是输出波形好，振荡频率可达100兆赫兹以上。用电容三点式振荡器中的一个电容作为液体状态检测器，使输液管夹在该电容两极之间，由于输液管有无液体将对电容值产生较大影响，故有无液体也将对振荡器的输出信号频率产生较大影响。所述滤波电路采用无源高通滤波电。输液管内为空气时的振荡器的谐振频率高于输液管内有液体时的谐振频率，基于这一特性，合理的设计高通滤波器的参数，使输液管无液体时的谐振频率落在高通滤波器的通带内，而有液体时，由于电容值的变化，谐振频率减小，谐振频率将落在滤波器阻带内。所述检波电路采用二极管包络检波电路，它是由二极管和RC低通滤波器相串接而构成的电路，检波电路的输出电压可以不失真地反映输入信号的包络变化，即信号幅度的变化。电容三点式振荡器的电路原理图如图2所示。图中，RB1、RB2和RE为分压式偏置电阻，Cc、Cb和Ce为旁路和隔直电容，RC为集电极直流负载电阻，RL为输出负载电阻，L、C1和C2为并联谐振回路。电路中，作为可变增益器件的三极管，必须由偏置电路设置合适的静态工作点，以保证起振时工作在放大区，提供足够的增益，满足振幅起振条件。起振后，振荡振幅增长，直到三极管开始呈现非线性放大特性时，放大器的增益将随振荡振幅增大而减小。同时，偏置电路产生的自给偏移效应又进一步加速放大器增益的下降。工程估算时，可近似认为电容三点式振荡器的振荡角频率其中C'2＝C2+Cb'e。根据电容三点式振荡器的振荡角频率计算公式，选取合适的L、C1和C2的值，即可设定振荡器的振荡频率。振荡器振荡频率的选取应尽可能大一些，一般在100MHz左右，这样谐振频率将对电容值的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于射频法的静脉输液监测传感器，包括振荡器、滤波电路和检波电路，其特征在于：所述的振荡器采用电容三点式振荡器，以电容三点式振荡器中的任意一个电容作为液体状态检测器，作为液体状态检测器的电容采用平行板电容，使输液管夹在平行板电容两极之间；所述的振荡器产生某一设定频率信号，该信号经滤波电路滤波后，再被检波电路检波，检波电路输出的电压值变化反映输液管中的药液状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于射频法的静脉输液监测传感器，包括振荡器、滤波电路和检波电路，其特征在于：所述的振荡器采用电容三点式振荡器，以电容三点式振荡器中的任意一个电容作为液体状态检测器，作为液体状态检测器的电容采用平行板电容，使输液管夹在平行板电容两极之间；所述的振荡器产生某一设定频率信号，该信号经滤波电路滤波后，再被检波电路检波，检波电路输出的电压值变化反映输液管中的药液状态。2.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱朕宾，张申达，韩贺飞，王敏，李佳成，曹元熙，任亮，韦高，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61