輸液監(jiān)護報警電路設計方案

我們試制了一種輸液監(jiān)護器，患者輸液時將小探頭夾在輸液器的液斗上，吊瓶藥液滴盡時，液斗里藥液平面下降，液斗里液面下降到一定值時監(jiān)護器即發(fā)出報警聲，提醒醫(yī)護人員換藥。經(jīng)實驗，靈敏度和準確性都很好。

一、電路原理

本設計采取了非接觸性的取樣方式——電容法。它是在透明有機玻璃框架內(nèi)側(cè)貼兩片銅片組成液位傳感器，見圖1。輸液時，輸液器的液斗夾在兩個銅片之間。我們知道，電容的容量與兩個極板中間的介質(zhì)有關，液體介質(zhì)就比空氣介質(zhì)容量大。從而用測量兩個銅片之間電容量的方法取得液位信號。

圖1是用有機玻璃片制成外殼(用膠粘成)。正面敞開，卡在液斗上，還能直接看見液斗液位。兩個銅片的電容量與液位高低成比例。液位下降則電容減小，監(jiān)護器測得的電壓也減小，通過放大和比較，小于設定值時，揚聲器就發(fā)出提醒聲音(輕微的救護車的聲響)。

輸液自動監(jiān)護器電路見圖2。非門IC1、IC2、IC3與電阻R1、R2及電容C1組成振蕩器，產(chǎn)生交流振蕩信號。C3是液位傳感器內(nèi)側(cè)兩個銅片組成的電容。振蕩器的交流信號通過C2和C3耦合到二極管VD1整流，得到直流信號。

C3的容量隨藥液液位而變化，所以，直流信號的大小就代表了液斗液位的高低。運算放大器IC4、電阻R4和R5組成同相運算放大器。由于監(jiān)護器的工作電壓很低，C3容量很小，直流信號就很微弱。

所以，要經(jīng)IC4放大2倍左右送到IC5。IC5與電位器RP、電阻R6連接成比較器。由電位器RP來設定比較電壓(即報警電壓)。設定的報警電壓為滿電壓(與銅片上邊線相等的液位產(chǎn)生的電壓定為滿電壓)的800/0左右。

當藥液少時，直流信號也低。低于設定的報警電壓時，IC5就輸出高電位。經(jīng)IC6、IC7反相(它使報警更準確，經(jīng)實驗，不加IC6、IC7報警臨界點就不穩(wěn)定)，使三極管VT1導通。IC8是四聲音樂集成塊接成救護車音樂(見圖3)，VT1導通等于接通IC8電源負極。

IC8就使揚聲器BL發(fā)出救護車聲音。改變R9的數(shù)值可以調(diào)節(jié)揚聲器聲音的大小。VD3是穩(wěn)壓管，與R7、C5接成穩(wěn)壓電路。使電源電壓下降到4.1V時電路仍能維持工作。

二、元器件選擇

圖2虛線框中的電路焊在一塊50mm×22mm的小電路板上,印制電路板圖見圖4，與液都傳感器外殼固定在一起。最好固定在液斗傳感器殼的后背上，組成液斗探頭。其他元器件裝在一個小盒內(nèi)組成監(jiān)護器的報警部分一控制盒。這樣做可使探頭與控制盒連線延長到1.2m。監(jiān)護器要采用兩塊TC4069UBP集成電路，IC1、IC2、IC3共用一塊。IC6和IC7用另一塊。

液斗探頭信號很微弱，容易受干擾，為了延長液斗探頭與控制盒連線，減小干擾，X1、X2和X3采用兩芯屏表1蔽線，屏蔽層要做地線，由三線插件連接。揚聲器BL用高度小于10mm的超薄內(nèi)磁型小揚聲器。

X為耳塞插孔。插上耳塞，就只有監(jiān)護人員能聽到聲音。不影響患者的休息。C1、C2必須用云母電容，C3兩端連接線大于40mm時要用屏蔽線。

三、調(diào)試

由于探頭液位傳感器為有機玻璃框架，尺寸加工不易精確地控制，傳感器滿電位也不會完全相同。現(xiàn)在舉一個我們調(diào)試中較為理想的實例，供參考。

當液斗里的液位與銅片高度相同時，測試K1點的電位。如果為1000mV。這時調(diào)整電位器RP，使K2點電壓為800mV。調(diào)整輸液器液斗液位;使液位慢慢下降，下降到原來液位80%左右時，開始報警。

如果將每個輸液監(jiān)護器的報警信號都送到病房的護士中心，護士中心就能及時知道第幾號病床輸液完畢。