輸液監(jiān)護(hù)報(bào)警電路設(shè)計(jì)方案

我們?cè)囍屏艘环N輸液監(jiān)護(hù)器，患者輸液時(shí)將小探頭夾在輸液器的液斗上，吊瓶藥液滴盡時(shí)，液斗里藥液平面下降，液斗里液面下降到一定值時(shí)監(jiān)護(hù)器即發(fā)出報(bào)警聲，提醒醫(yī)護(hù)人員換藥。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，靈敏度和準(zhǔn)確性都很好。

一、電路原理

本設(shè)計(jì)采取了非接觸性的取樣方式——電容法。它是在透明有機(jī)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(shí)，輸液器的液斗夾在兩個(gè)銅片之間。我們知道，電容的容量與兩個(gè)極板中間的介質(zhì)有關(guān)，液體介質(zhì)就比空氣介質(zhì)容量大。從而用測(cè)量?jī)蓚€(gè)銅片之間電容量的方法取得液位信號(hào)。

圖1是用有機(jī)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(gè)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(hù)器測(cè)得的電壓也減小，通過放大和比較，小于設(shè)定值時(shí)，揚(yáng)聲器就發(fā)出提醒聲音(輕微的救護(hù)車的聲響)。

輸液自動(dòng)監(jiān)護(hù)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(hào)。C3是液位傳感器內(nèi)側(cè)兩個(gè)銅片組成的電容。振蕩器的交流信號(hào)通過C2和C3耦合到二極管VD1整流，得到直流信號(hào)。

C3的容量隨藥液液位而變化，所以，直流信號(hào)的大小就代表了液斗液位的高低。運(yùn)算放大器IC4、電阻R4和R5組成同相運(yùn)算放大器。由于監(jiān)護(hù)器的工作電壓很低，C3容量很小，直流信號(hào)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(shè)定比較電壓(即報(bào)警電壓)。設(shè)定的報(bào)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(dāng)藥液少時(shí)，直流信號(hào)也低。低于設(shè)定的報(bào)警電壓時(shí)，IC5就輸出高電位。經(jīng)IC6、IC7反相(它使報(bào)警更準(zhǔn)確，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，不加IC6、IC7報(bào)警臨界點(diǎn)就不穩(wěn)定)，使三極管VT1導(dǎo)通。IC8是四聲音樂集成塊接成救護(hù)車音樂(見圖3)，VT1導(dǎo)通等于接通IC8電源負(fù)極。

IC8就使揚(yáng)聲器BL發(fā)出救護(hù)車聲音。改變R9的數(shù)值可以調(diào)節(jié)揚(yáng)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(shí)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(gè)小盒內(nèi)組成監(jiān)護(hù)器的報(bào)警部分一控制盒。這樣做可使探頭與控制盒連線延長(zhǎng)到1.2m。監(jiān)護(hù)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(hào)很微弱，容易受干擾，為了延長(zhǎng)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(yáng)聲器BL用高度小于10mm的超薄內(nèi)磁型小揚(yáng)聲器。

X為耳塞插孔。插上耳塞，就只有監(jiān)護(hù)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(shí)要用屏蔽線。

三、調(diào)試

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

當(dāng)液斗里的液位與銅片高度相同時(shí)，測(cè)試K1點(diǎn)的電位。如果為1000mV。這時(shí)調(diào)整電位器RP，使K2點(diǎn)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(shí)，開始報(bào)警。

如果將每個(gè)輸液監(jiān)護(hù)器的報(bào)警信號(hào)都送到病房的護(hù)士中心，護(hù)士中心就能及時(shí)知道第幾號(hào)病床輸液完畢。