基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法及系统，输入参数：输入输注参数，所述输注参数包括输注液体总量和流速；获取控制参数：根据所述输注参数确定输注时间，根据公式确定驱动电压的频率；驱动压电振子：向压电振子以确定的驱动电压的频率和输注时间输入驱动电压，该驱动电压驱动压电振子工作；输注液体：压电振子的振动控制腔体扩展和压缩从而完成进液和出液。本发明专利技术通过压电振子的振动控制从而完成进液和出液，既方便进行智能控制，又确保输注的精确，实现液体的精确输注控制。

Liquid infusion method and system based on piezoelectric control of cantilever beam one-way valve

The invention relates to a piezoelectric cantilever check valve control system based on liquid transport and injection method, input parameters: input parameters of infusion, the infusion parameters including liquid infusion volume and flow rate; access control parameters: according to the infusion parameters determine the infusion time, according to the formula to determine the driving voltage driving frequency; piezoelectric oscillator: the frequency of the driving voltage to the piezoelectric vibrator to determine the infusion time and input driving voltage, the driving voltage of piezoelectric vibrator; liquid infusion: vibration control of cavity expansion and compression to complete the liquid inlet and the liquid outlet of the piezoelectric vibrator. The invention realizes the liquid feeding and the liquid discharging through the vibration control of the piezoelectric vibrator, which is not only convenient for intelligent control, but also ensures the accurate infusion, and realizes the accurate infusion control of the liquid.

【技术实现步骤摘要】
基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法及系统
本专利技术涉及一种液体输注方法及系统，尤其涉及一种基于压电、能精确控制的液体输注方法及系统。
技术介绍
输注泵已经普遍适用于临床治疗，在国内已广发用于麻醉、镇痛、抗生素治疗、肿瘤化疗、心脑血管疾病治疗、高血压、糖尿病的治疗。输注泵的应用，降低了治疗的患者的治疗风险，减少了护理工作人员的工作量，大大的降低了传统输注方法在重病患者治疗过程中产生的给药风险。医疗器械质量安全是医院管理的重中之重，因此希望有一种高性能、智能化的自动输注装置。智能输注泵具有传统重力输注无法比拟的优点，它可以精确测量和控制输注速度，输注量流线良好，能对气泡、阻塞、漏血等异常进行检测，并具有报警功能和自动切断输注通路。确保了患者的安全，减少了医疗事故的发生。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：构建一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法及系统，克服现有技术液体输注不方便进行智能控制、液体输注不精确的技术问题。本专利技术的技术方案是：提供一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，包括如下步骤：输入参数：输入输注参数，所述输注参数包括输注液体总量和流速；获取控制参数：根据所述输注参数确定输注时间，根据确定驱动电压的频率，其中：Q表示每分钟输入流量，C表示流量系数，ΔP表示阀门两侧压力差(Pa)，ρ表示液体密度(kg/m3)，E表示悬臂梁阀门弹性模量(Pa)，b表示悬臂梁阀门宽度(mm)，h表示阀门厚度(mm)，l表示阀门总长度(mm)，f表示压电振子的振动频率(Hz)；驱动压电振子：在确定的输注时间向压电振子施以驱动电压，该驱动电压驱动压电振子以确定的振动频率工作；输注液体：压电振子的振动控制腔体扩展通过进液阀进液，压电振子的振动控制腔体压缩通过出液阀出液。本专利技术的进一步技术方案是：还包括监测输液工作状态。本专利技术的进一步技术方案是：还包括输出输注参数，所述输注参数包括输注液体总量、输注液体流速、液体输注时间、输注液体剩余时间、输注异常状态提示信息、电池电量提示信息、网络状态信息、输注液体类型、液体输注流速列表中的一种或多种。本专利技术的进一步技术方案是：还包括在输注液体异常时报警。本专利技术的进一步技术方案是：驱动压电振子的驱动电压为方波电压。本专利技术的技术方案是：构建一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注系统，包括输入装置、容纳液体的腔体、压电振子、压电驱动模块、控制单元，所述腔体的至少一个端面为弹性端面,所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀和所述出液阀为悬臂梁单向阀门，所述压电振子设置在所述腔体的弹性端面上，所述控制单元连接所述压电驱动模块，所述压电驱动模块连接所述压电振子，所述输入装置输入输注参数，所述输注参数包括输注液体总量和流速，所述控制单元根据所述输注参数确定输注时间，根据确定压电振子的振动频率，其中：其中：Q表示每分钟输入流量，C表示流量系数，ΔP表示阀门两侧压力差(Pa)，ρ表示液体密度(kg/m3)，E表示悬臂梁阀门弹性模量(Pa)，b表示悬臂梁阀门宽度(mm)，h表示阀门厚度(mm)，l表示阀门总长度(mm)，f表示压电振子的振动频率(Hz)，所述控制单元控制所述压电驱动模块在确定的输注时间向压电振子施以驱动电压，该驱动电压驱动所述压电振子以确定的振动频率工作，所述压电振子的振动控制所述腔体扩展通过所述进液阀进液，所述压电振子的振动控制所述腔体压缩通过所述出液阀出液。本专利技术的进一步技术方案是：驱动所述压电振子的驱动电压为方波电压。本专利技术的进一步技术方案是：驱动所述压电振子的驱动电压的频率为0—1000Hz。本专利技术的进一步技术方案是：所述腔体包括进液阀和出液阀，所述进液阀连接所述进液口，所述出液阀连接所述出液口。本专利技术的进一步技术方案是：所述进液阀和所述出液阀为单向阀门。本专利技术的技术效果是：构建一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法及系统，输入参数：输入输注参数，所述输注参数包括输注液体总量和流速；获取控制参数：根据所述输注参数确定输注时间，根据确定压电振子的振动频率，其中：其中：Q表示每分钟输入流量，C表示流量系数，ΔP表示阀门两侧压力差(Pa)，ρ表示液体密度(kg/m3)，E表示悬臂梁阀门弹性模量(Pa)，b表示悬臂梁阀门宽度(mm)，h表示阀门厚度(mm)，l表示阀门总长度(mm)，f表示压电振子的振动频率(Hz)，驱动压电振子：在确定的输注时间向压电振子施以驱动电压，该驱动电压驱动压电振子以确定的振动频率工作；输注液体：压电振子的振动控制腔体扩展通过进液阀进液，压电振子的振动控制腔体压缩通过出液阀出液。本专利通过压电振子的振动控制从而完成进液和出液，既方便进行智能控制，又确保输注的精确，实现液体的精确输注控制。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术压电振子结构示意图。图3为本专利技术悬臂梁受力示意图。图4为本专利技术阀门分析原理图。图5为本专利技术悬臂梁受力分析示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术技术方案进一步说明。如图1所示，本专利技术的具体实施方式是：提供一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，包括如下步骤：输入参数：输入输注参数，所述输注参数包括输注液体总量和流速。具体实施过程是：通过输入装置输入输注参数，包括输入输注液体总量和输注液体的流速。获取控制参数：根据所述输注参数确定输注时间，根据确定驱动电压的频率，其中：Q表示每分钟输入流量，C表示流量系数，ΔP表示阀门两侧压力差(Pa)，ρ表示液体密度(kg/m3)，E表示悬臂梁阀门弹性模量(Pa)，b表示悬臂梁阀门宽度(mm)，h表示阀门厚度(mm)，l表示阀门总长度(mm)，f表示压电振子的振动频率(Hz)。驱动压电振子4：在确定的输注时间向压电振子4施以驱动电压，该驱动电压驱动压电振子4以确定的振动频率工作。驱动压电振子4的驱动电压为方波电压。输注液体：压电振子4的振动控制腔体3扩展通过进液阀7进液，压电振子4的振动控制腔体3压缩通过出液阀8出液。具体实施过程如下：所述腔体3包括进液阀7和出液阀8，所述进液阀7和所述出液阀8为悬臂梁单向阀门，所述进液阀7连接所述进液口1，所述出液阀8连接所述出液口2。压电振子4在交变电压的作用下，产生弯曲变形从而形成腔体3内的容积和压力的变化从而实现流体的单向流动。当压电振子4在电压的驱动下向外弯曲形变时，腔体3内产生一定的真空度，促使所述进液阀7开启，所述出液阀8关闭，将液体吸入所述腔体3内。当压电振子4向内运动时，所述进液阀7关闭，压电振子4推动流体使所述出液阀8打开，所述腔体3中的液体从所述出液口2向外输出。如图1所示，所述压电驱动模块5驱动所述压电振子4振动，所述压电振子4是由压电陶瓷晶片和基板衬底组成，压电陶瓷晶片设置在基板衬底上，所述压电振子4的基板衬底为弹性材料，所述压电陶瓷晶片包括但不仅限于压电生物陶瓷，如LiNbO3单晶(铌酸锂)、PZT(锆钛酸铝)和BaTiO3(钛酸钡)压电陶瓷等。具体实施过程如下：当外电场作用于所述压电振子4的基板衬底两端时材料发生形变，其形变量正比于与外电场强度，对其极化方向上的两个端面施加正负相反的交变电压，所述压电振子4会进行上凸或下凹的变形。如图2、图3、图4所示，如何根据输注参数确定驱动电压的频率，具体过程如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，其特征在于，包括如下步骤：输入参数：输入输注参数，所述输注参数包括输注液体总量和流速；获取控制参数：根据所述输注参数确定输注时间，根据

【技术特征摘要】
1.一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，其特征在于，包括如下步骤：输入参数：输入输注参数，所述输注参数包括输注液体总量和流速；获取控制参数：根据所述输注参数确定输注时间，根据确定压电振子的振动频率f，其中：Q表示每分钟输入流量，C表示流量系数，ΔP表示阀门两侧压力差(Pa)，ρ表示液体密度(kg/m3)，E表示悬臂梁阀门弹性模量(Pa)，b表示悬臂梁阀门宽度(mm)，h表示阀门厚度(mm)，l表示阀门总长度(mm)，f表示压电振子的振动频率(Hz)；驱动压电振子：在确定的输注时间向压电振子施以驱动电压，该驱动电压驱动压电振子以确定的振动频率工作；输注液体：压电振子的振动控制腔体扩展通过进液阀进液，压电振子的振动控制腔体压缩通过出液阀出液。2.根据权利要求1所述基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，其特征在于，还包括监测输液工作状态。3.根据权利要求1所述基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，其特征在于，还包括输出输注参数，所述输注参数包括输注液体总量、流速、输注液体时间、电池容量、运行状态以及输注液体剩余时间。4.根据权利要求1所述基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，其特征在于，还包括在输注液体异常时报警。5.根据权利要求1所述基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注方法，其特征在于，驱动压电振子的驱动电压为方波电压。6.一种基于悬臂梁单向阀压电控制的液体输注系统，其特征在于，包括输入装置、容纳液体的腔体、压电振子、压电驱动模块、控制单元，所述腔体的至少一个端面为弹性端...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志鹏，
申请(专利权)人：深圳市一体太赫兹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44