一种超声波气泡探测方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种超声波气泡探测方法及系统，该方法为在血液管路的两侧分别相对设置超声波发射端和超声波接收端，由控制端发出脉冲驱动信号驱动超声波发射端发送超声波，超声波接收端接收通过血液管路后的超声波，将超声波接收端接收的信号进行放大处理，然后对放大处理后的信号进行脉冲比较，控制端将脉冲比较后的信号进行周期性的脉冲计数，得到脉冲数，将脉冲数发送至控制端；控制端根据所述脉冲数判断血液管路中是否存在气泡，当所述脉冲数与控制端发出的脉冲数的差值达到了设置报警值，判断血液管路中存在气泡。该超声波气泡探测方法采用脉冲比较的方式实现对血液管路中气泡的检测，相对于整流滤波方式，本方法的反应速度更快，准确性更高。准确性更高。准确性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波气泡探测方法及系统


[0001]本专利技术涉及医疗机械领域，具体涉及一种超声波气泡探测方法及系统。

技术介绍

[0002]现有的超声波气泡检测一般包括CPU模块、激励模块和AD转换模块；CPU模块信号控制激励模块驱动超声波晶片，超声波传感器接收端的输出端连接AD转换模块输入端，AD转换模块输出端连接CPU模块输入端，当AD转换模块采集的信号值较参考值存在衰减时，CPU模块发出存在气泡报警信号，即当超声波信号幅值低于报警设定值时，即触发气泡报警。
[0003]但是在血液净化治疗过程中，血液管路上常常会附着细密小气泡，这些管路上附着的小气泡，或其他干扰因素对超声波信号造成持续影响时，会对我们的探测结果造成很大的干扰，引起误判。因为超声波信号受管路气泡附着等影响时，信号幅值就会持续向报警设定值靠近，甚至低于报警设定值，就会触发报警，造成误判。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种超声波气泡探测方法及系统。
[0005]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种超声波气泡探测方法，在血液管路的两侧分别相对设置超声波发射端和超声波接收端，由控制端发出脉冲驱动信号驱动超声波发射端发送超声波，超声波接收端接收通过血液管路后的超声波，还包括以下步骤：
[0006]将超声波接收端接收的信号进行放大处理，然后对放大处理后的信号进行脉冲比较，控制端将脉冲比较后的信号进行周期性的脉冲计数，得到脉冲数；所述控制端根据所述脉冲数判断血液管路中是否存在气泡，当所述脉冲数与控制端发出的脉冲数的差值达到了设置报警值，判断血液管路中存在气泡。
[0007]该超声波气泡探测方法采用脉冲比较的方式实现对血液管路中气泡的检测，相对于整流滤波方式，本方法的反应速度更快，准确性更高。
[0008]该超声波气泡探测方法的优选方案：对放大处理后的信号还进行整流滤波，对整流滤波后的信号进行AD数据采集，并将采集的AD值发送至控制端；所述控制端根据所述AD值及脉冲数判断血液管路中是否存在气泡。
[0009]该优选方案将脉冲比较和整流滤波相结合，不仅能达到反应速度更快的效果，还能极大的提高气泡检测的灵敏度和准确性。
[0010]优选的，当所述AD值小于报警门限区间时，判断血液管路中存在气泡；当所述AD值位于报警门限区间内时，如果所述脉冲数与控制端发出的脉冲数的差值达到了设置报警值，判断血液管路中存在气泡。
[0011]该超声波气泡探测方法的优选方案：根据实时采集的AD值计算当前实时接收信号的基准值，根据实时接收信号的基准值的大小设置报警门限和脉冲比较时的比较电压，实
现闭环的反馈调节。该优选方案根据当前实时接收信号的基准值来设置报警门限和比较电压，进一步提高了气泡检测的灵敏度和准确性，避免了误判。
[0012]优选的，所述报警门限为k*实时接收信号的基准值
±
m，所述比较电压为j*实时接收信号的基准值,所述k，m，j均为正实数。
[0013]优选的，对实时采集的AD值采用中位值平均滤波法得到当前实时接收信号的基准值。
[0014]本专利技术还提出了一种超声波气泡探测系统，包括CPU模块、驱动电路、超声波发射端和超声波接收端，所述CPU模块与驱动电路连接，所述驱动电路输出端连接所述超声波发射端，所述CPU模块发出脉冲驱动信号给驱动电路，驱动超声波发射端发送超声波，所述超声波发射端设置于血液管路的一侧，所述超声波接收端设置于血液管路的另一端，与所述超声波发射端相对设置，所述超声波接收端的信号输出端连接信号放大电路，所述信号放大电路的信号输出端连接脉冲比较电路，所述脉冲比较电路的输出端与CPU模块连接，向CPU模块发送脉冲比较后的信号，所述CPU模块将脉冲比较后的信号进行周期性的脉冲计数，得到脉冲数，并根据脉冲数判断血液管路中是否存在气泡，当所述脉冲数与CPU模块发出的脉冲数的差值达到了设置报警值，判断血液管路中存在气泡。
[0015]该超声波气泡探测系统的反应速度更快，血液管路中气泡的检测出气泡的准确性更高。
[0016]该超声波气泡探测系统的优选方案：所述信号放大电路的信号输出端还连接整流滤波电路，所述整流滤波电路输出端连接一AD采集模块，所述AD采集模块与CPU模块连接，向所述CPU模块发送其采集的AD值；所述CPU模块根据所述AD值和脉冲数基于上述的超声波气泡探测方法判断血液管路中是否存在气泡。
[0017]该优选方案将脉冲比较和整流滤波相结合，不仅能达到反应速度更快的效果，还能极大的提高气泡检测的灵敏度和准确性，避免了误判。
[0018]该超声波气泡探测系统的优选方案：所述脉冲比较电路包括双电压比较器，所述信号放大电路的输出端连接所述双电压比较器的正相端，所述双电压比较器的反相端连接CPU模块的比较电压输出端，所述双电压比较器的输出端连接至所述数据处理单元的信号输入端。
[0019]所述整流滤波电路包括整流二极管和RC滤波电路，所述信号放大电路的输出端连接所述整流二极管的输入端，所述整流二极管的输出端连接所述RC滤波电路，所述RC滤波电路输出端连接所述AD采集模块的信号输入端。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用脉冲比较和整流滤波相配合的方式，使得反应速度更快，能极大的极高气泡检测的灵敏度和准确性，克服了由于整流滤波电路含有阻容元件，电容具有贮能功能，且阻容元件电路存在时间常数，导致反应速度较慢的问题。且本专利技术还通过实时反馈的超声波信号AD值，通过中位值平均滤波，消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差，计算出当前实时接收信号的基准值，并且根据实时接收信号的基准值的大小设置合适的报警门限和脉冲比较电路的比较电压，实现闭环的反馈调节，进一步提高了气泡检测的灵敏度和准确性，避免了误判。
[0021]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是实施例三的原理框图；
[0024]图2是实施例四的原理框图；
[0025]图3是信号放大电路的电路原理图；
[0026]图4是脉冲比较电路的电路原理图；
[0027]图5是整流滤波电路的电路原理图。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波气泡探测方法，在血液管路的两侧分别相对设置超声波发射端和超声波接收端，由控制端发出脉冲驱动信号驱动超声波发射端发送超声波，超声波接收端接收通过血液管路后的超声波，其特征在于，还包括以下步骤：将超声波接收端接收的信号进行放大处理，然后对放大处理后的信号进行脉冲比较，控制端将脉冲比较后的信号进行周期性的脉冲计数，得到脉冲数；所述控制端根据所述脉冲数判断血液管路中是否存在气泡，当所述脉冲数与控制端发出的脉冲数的差值达到了设置报警值，判断血液管路中存在气泡。2.根据权利要求1所述的超声波气泡探测方法，其特征在于，对放大处理后的信号还进行整流滤波，对整流滤波后的信号进行AD数据采集，并将采集的AD值发送至控制端；所述控制端根据所述AD值及脉冲数判断血液管路中是否存在气泡。3.根据权利要求2所述的超声波气泡探测方法，其特征在于，当所述AD值小于报警门限区间时，判断血液管路中存在气泡；当所述AD值位于报警门限区间内时，如果所述脉冲数与控制端发出的脉冲数的差值达到了设置报警值，判断血液管路中存在气泡。4.根据权利要求2或3所述的超声波气泡探测方法，其特征在于，根据实时采集的AD值计算当前实时接收信号的基准值，根据实时接收信号的基准值的大小设置报警门限和脉冲比较时的比较电压，实现闭环的反馈调节。5.根据权利要求4所述的超声波气泡探测方法，其特征在于，所述报警门限为k*实时接收信号的基准值
±
m，所述比较电压为j*实时接收信号的基准值,所述k，m，j均为正实数。6.根据权利要求4所述的超声波气泡探测方法，其特征在于，对实时采集的AD值采用中位值平均滤波法得到当前实时接收信号的基准值。7.一种超声波气泡探测系统，包括CPU模块、驱动电路、超声波发射端和超声波接收端，所述C...

【专利技术属性】
技术研发人员：高光勇，赵斌雲，童锦，胡代洲，
申请(专利权)人：重庆山外山血液净化技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：