多袋输液监测仪的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体的，涉及多袋输液监测仪。


背景技术：

2.输液是当前治疗疾病的一种最基本的医疗方法之一，医院在对病人进行输液治疗过程中，需要根据输液的药物和患者的病情选择合适的静脉输液滴流速度。
3.传统的对静脉输液的监控普遍采用人工方式，由护士根据经验，将速度调至合适值。当液体输完时，进行换药或拔针处理。如床旁无陪护或医护人员未及时换药或拔针头，将会出现空气进入血管内形成空气栓塞、凝血堵针头等情况。轻则延误治疗，给病人造成痛苦，重则会严重危及患者的身心健康，发生不可弥补的医疗事故。
4.现有的输液监测仪只能对单个输液袋进行监测，无法满足对多个输液袋的监测。


技术实现要素：

5.本发明提出多袋输液监测仪，解决了现有技术中无法满足对多个输液袋的监测的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.多袋输液监测仪，包括外壳，所述外壳具有安装孔，且借助所述安装孔与输液杆连接，所述外壳内部具有空腔，所述空腔内设有多个测重传感器和电控系统，所述测重传感器与所述电控系统电连接，每个所述测重传感器的下方通过连接臂设有挂钩，所述外壳上还设有吊装孔，所述挂钩从所述吊装孔穿出设置在所述外壳外部。
8.进一步，所述外壳包括上壳和下壳，所述安装孔包括安装孔一和安装孔二，所述安装孔一设置在所述上壳上，所述安装孔二设置在所述下壳上。
9.进一步，所述下壳包括从上到下同轴设置的第一壳体、第三壳体和第二壳体，所述第一壳体为环状结构，所述第三壳体一端连接所述第一壳体的内环，另一端连接所述第二壳体，所述安装孔二设置在所述第二壳体上，所述电控系统包括主板，所述主板设置在第三壳体与第二壳体内形成空腔内，所述测重传感器数量为四个，且所述四个测重传感器均匀设置在所述第一壳体的四周，每个所述测重传感器与所述第一壳体连接。
10.进一步，所述电控系统还包括电连接的电池、显示屏、开关按键、充电接口和电源板，所述第三壳体上设有显示窗、按键孔和充电孔，所述显示屏设置在所述显示窗处，所述开关按键设置在所述按键孔处，所述充电接口设置在所述充电孔处。
11.进一步，所述上壳设有多根限位柱，多根所述限位柱的第一端连接所述上壳，第二端分别用于与所述电池、主板和电源板卡接。
12.进一步，所述上壳与下壳通过中框连接，所述安装孔还包括安装孔三，所述安装孔三设置在所述中框上。
13.进一步，所述上壳和下壳均设有多根加强筋。
14.进一步，所述主板包括主控单元、通讯单元、信号采集单元、报警单元，所述电源板
包括供电单元、充电单元、开关机控制单元、电量检测单元。
15.进一步，所述开关机控制单元包括三极管q9、双二极管d5、mos管q8，所述三极管q9的基极作为所述开关机控制单元的输入端连接所述主控单元，所述三极管q9的发射极接地，所述三极管q9的集电极通过电阻r30连接所述电池的正极b ，所述开关按键一端接地，另一端连接所述双二极管d5的阴极，所述双二极管d5的第一阳极连接所述mos管q8的栅极，所述双二极管d5的第二阳极作为所述开关机控制单元的输出端连接所述主控单元，所述开关机控制单元的输出端还通过电阻r31连接vdd电压源，所述mos管q8的源极连接所述电池的正极b ，所述mos管q8的漏极连接vdd电压源。
16.进一步，所述开关机控制单元还包括mos管q5、二极管d8和电阻r14，所述mos管q5串联在mos管q8与vdd电压源之间，所述mos管q5的漏极连接所述mos管q8的漏极，所述mos管q5的源极连接vdd电压源，所述mos管q5的栅极连接所述充电接口，mos管q5的栅极还通过电阻r14接地，所述二极管d8的阳极连接所述充电接口，所述二极管d8的阴极连接所述vdd电压源。
17.本发明的工作原理及有益效果为：
18.1、本发明中测重传感器和电控系统设置在外壳内部的空腔内，封装为一体，不会外漏电线，使用更加安全便捷。测重传感器下方通过连接臂设置有挂钩，连接臂和挂钩均从下壳上的吊装孔穿出。使用时，通过将输液袋悬挂在挂钩上，输液袋的重力通过挂钩传递给测重传感器，测重传感器将检测到的重力信号转化为电信号发送给电控系统，再由电控系统发送给护士站。在护士站的值班人员可以及时有效的了解到病人的输液情况，避免了因为监护不到位耽误了输液病人的拔针时间，从而给病人造成更严重的后果。
19.2、本发明中外壳借助安装孔与输液杆实现硬性连接，在使用时套设在输液杆上。增强了输液监测仪的稳定性，避免多个输液袋之间相互影响发生晃动、在保证测重传感器测试数据准确的情况下，实现多个输液袋的同时监测。
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
21.图1为本发明的立体结构示意图；
22.图2为本发明的仰视图；
23.图3为本发明中上壳的立体示意图；
24.图4为本发明中下壳的立体示意图；
25.图5为本发明中中框的立体示意图；
26.图6为本发明中开关机控制单元的电路图；
27.图7为本发明中报警单元的电路图；
28.图8为本发明中主控单元的电路图；
29.图9为本发明中通讯单元的电路图；
30.图10为本发明中供电单元的电路图；
31.图11为本发明中充电单元的电路图；
32.图12为本发明中充电保护电路的电路图；
33.图13为本发明中信号采集单元的电路图；
34.图中：1、上壳，2、下壳，301、安装孔一，302、安装孔二，4、测重传感器，5、挂钩，6、吊装孔，7、连接臂，201、第一壳体，202、第二壳体，203、第三壳体，8、电池，9、显示屏，10、开关按键，11、充电接口，12、主板，13、电源板，14、显示窗，15、按键孔，16、充电孔，17、限位柱，18、中框，303、安装孔三，19、加强筋。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
36.实施例1
37.如图1～图4所示，本实施例提出了多袋输液监测仪，
38.包括相连接的上壳1和下壳2，上壳1设有安装孔一301，下壳2设有安装孔二302，安装孔一301与安装孔二302相对设置，上壳1与下壳2内部形成空腔，空腔内设有多个测重传感器4和电控系统，测重传感器4与电控系统电连接，每个测重传感器4的下方均设有挂钩5，下壳2上还设有吊装孔6，挂钩5从吊装孔6穿出设置在空腔外部。挂钩5与测重传感器4之间通过连接臂7连接。
39.本实施例中，上壳1与下壳2分别借助安装孔一301和安装孔二302与输液杆实现硬性连接，在使用时套设在输液杆上，因此安装孔一301和安装孔二302的尺寸与现有输液杆的粗细尺寸大致相同，使连接更稳定。测重传感器4和电控系统设置在上壳1与下壳2连接形成的空腔内，封装为一体，不会外漏电线，使用更加安全便捷。测重传感器4下方通过连接臂7设置有挂钩5，连接臂7和挂钩5均从下壳2上的吊装孔6穿出，位于外壳外，便于悬挂输液袋。
40.本实施例中，在下壳2的四周均匀的设置四个测重传感器4，每个测重传感器4都通过螺丝与下壳2紧固连接，并且每个测重传感器4与电控系统电连接，可以同时采集四个输液袋的重力信号发送给电控系统，通过电控系统将信号处理后发送给护士站，在护士站的值班人员可以及时有效的了解到病人的输液情况，避免了因为监护不到位耽误了输液病人的拔针时间，从而给病人造成更严重的后果。
41.进一步，如图1和图5所示，
42.基于实施例1的基础上，在上壳1与下壳2通过中框18连接，中框18上设有安装孔三303。通过中框18将上壳1和下壳2连接在一起，起到对空腔内部测重传感器4以及电控系统的固定作用，同时在中框18上也设置有安装孔三303，并且与安装孔一301和安装孔二302相连通，当向输液杆上套设的时候能够起到导向作用。
43.进一步，如图4所示，
44.基于实施例1的基础上，下壳2包括从上到下同轴设置的第一壳体201、第三壳体203和第二壳体202，第一壳体201为环状结构，第三壳体203一端连接第一壳体201的内环，另一端连接第二壳体202，安装孔二302设置在第二壳体202上，测重传感器4数量为四个，且四个测重传感器4均匀设置在第一壳体201的四周，每个测重传感器4与第一壳体201连接。
45.电控系统包括电连接的电池8、显示屏9、开关按键10、充电接口11、主板12和电源
板13，第三壳体203上设有显示窗14、按键孔15和充电孔16，显示屏9设置在显示窗14处，开关按键10设置在按键孔15处，充电接口11设置在充电孔16处。
46.本实施例中，下壳2由三部分组成，形成帽子状的结构，将电控系统设置在第二壳体202和第三壳体203形成的空腔内，测重传感器4设置在第一壳体201上，第一壳体201的直径最大，可以固定更多的测重传感器4，且多个测重传感器4均匀设置在第一壳体201的四周，每个测重传感器4与电控系统的距离相当、接线长度相当，保证每个测重传感器4的工作条件一致、测量结果误差小。同时也可以借助第三壳体203很方便的对显示屏9、开关按键10和充电接口11进行交互操作。
47.本实施例中显示屏9用于实时显示当前输液的情况以及预计输液完成的时间，病人、护士和家属都能直观的了解到并做好提醒，开关按键10用于控制输液监测仪的运行状态，在不用时及时关闭，节省电量，充电接口11通过电源板13连接电池8，外接usb线可以对电池8进行充电。
48.进一步，如图3所示，
49.基于实施例1的基础上，上壳1设有多根限位柱17，多根限位柱17的第一端连接上壳1，第二端分别用于与电池8、主板12和电源板13卡接。当上壳1与下壳2扣接在一起时，上壳1上的限位柱17均卡接在电池8、主板12和电源板13上，使其在空腔内处于一个稳定的状态，避免来回晃动。
50.进一步，如图3和图4所示，
51.基于实施例1的基础上，在上壳1和下壳2均设有多根加强筋19。加强筋19为略微凸起的棱台结构，目的是为了增强上壳1和下壳2的强度，提升整个产品的质量。
52.实施例2，
53.在实施例1的基础上，本实施例提出了电控系统的实施方式，
54.在本实施例中，主板12包括主控单元、通讯单元、信号采集单元、报警单元，电源板13包括供电单元、充电单元、开关机控制单元、电量检测单元。显示屏9、信号采集单元、通讯单元、报警单元、开关机控制单元、电量监测单元均与主控单元连接，充电接口11连接充电单元再连接电池8，为电池8充电，电池8连接供电单元为其他单元提供所需直流电。
55.其中，如图6所示，
56.开关机控制单元包括三极管q9、双二极管d5、mos管q8，三极管q9的基极作为开关机控制单元的输入端连接主控单元，三极管q9的发射极接地，三极管q9的集电极通过电阻r30连接电池8的正极b ，开关按键10一端接地，另一端连接双二极管d5的阴极，双二极管d5的第一阳极连接mos管q8的栅极，双二极管d5的第二阳极作为开关机控制单元的输出端连接主控单元，开关机控制单元的输出端还通过电阻r31连接vdd电压源，mos管q8的源极连接电池8的正极b ，所述mos管q8的漏极连接vdd电压源。
57.开机过程：
58.其中开关按键10为非自锁按键，按下开关按键10时，双二极管d5的两个二极管全部导通，开关机控制单元形成b
→
r30
→
d5
→
key
→
gnd的回路。双二极管d5的导通压降按0.7计算，mos管q8的vs》vg，q8导通，形成b
→
q8
→
vdd回路，为整个电控系统供电，主控单元上电后，给三极管q9的基极输出一个高电平ctrl，三极管q9导通，mos管q8的栅极通过三极管q9接地，此时松开开关按键10，mos管q8的导通条件未发生改变，电路仍然正常工作。
59.关机过程：
60.系统正常工作过程中，r31为上拉电阻，test为主控单元的检测信号。
61.此时按下按键，在d5的作用下，test为低电平，主控单元检测到此脚的电平发生改变后，在ctrl脚输出低电平，使q9截止，断开q8栅极
→
q9
→
gnd的通路，但此时因为开关按键10处于按下状态，所以，mos管q8的栅极仍可保持为低电平，系统还正常工作。此状态下，松开开关按键10，mos管q8的栅极两路接地通路全部断开了，在r30上拉作用下，vg＝vs,无法形成导通条件，mos管q8截止，整个系统断电，完成关机动作。
62.进一步，所述开关机控制单元还包括mos管q5、二极管d8和电阻r14，所述mos管q5串联在mos管q8与vdd电压源之间，所述mos管q5的漏极连接所述mos管q8的漏极，所述mos管q5的源极连接vdd电压源，所述mos管q5的栅极连接所述充电接口11，mos管q5的栅极还通过电阻r14接地，所述二极管d8的阳极连接所述充电接口11，所述二极管d8的阴极连接所述vdd电压源。
63.此时开机过程变为：
64.按下开关按键10时，双二极管d5的两个二极管全部导通，开关机控制单元形成b
→
r30
→
d5
→
key
→
gnd的回路。双二极管d5的导通压降按0.7计算，mos管q8的vs》vg，q8导通,因未接入usb，在下拉电阻r14作用下，mos管q5的vg＝0v，因此mos管q5的寄生二极管导通，这样q5的vs》vg，mos管q5也导通，形成b
→
q8
→
q5
→
vdd回路，为整个电控系统供电，主控单元上电后，给ctrl输出一个高电平，三极管q9导通，mos管q8的栅极通过三极管q9接地，此时松开开关按键10，mos管q8的导通条件未发生改变，电路仍然正常工作。
65.mos管q5、二极管d8和电阻r14实现电源切换功能。
66.当充电接口11无usb接入时，电路工作如上描述，并且因为二极管d8的单向导通，电池8电流不会流向vbus。当充电接口11接入usb时，mos管q5的栅极电压vg＝5v，二极管d8导通，vs≈4.3v，vs《vg，mos管q5不导通，无论开关按键10有无动作，无论ctrl电平状态是高或低，此时b 都无法通过mos管q5与vdd电压源形成回路，此时系统的供电回路为vbus
→
d8
→
vdd。当接入usb时，若电控系统处于关机状态，会自动开机，并且无法通过按键进行关机。即：当接入usb时，q8、r30、d5、q9、开关按键10被屏蔽，不起作用。
67.供电单元不直接连接电池8的输出电压，而是将电池8的输出电压先通过开关机控制单元输出vdd电压源之后，再为其他单元供电，或者经过供电单元进一步处理为其他单元供电。
68.其中，如图7所示，
69.报警单元包括三极管q3、蜂鸣器bee1，三极管q3的基极连接主控单元，三极管q3的发射极接地，三极管q3的集电极连接蜂鸣器bee1的负极，蜂鸣器bee1的正极连接3.3v电压源，蜂鸣器bee1的正极与负极之间还并联有电容c7。
70.当主控单元采集到测重传感器4的电信号并进行处理后，判断此时输液袋的液体的重量达到阈值，需要进行拔针处理，向三极管q3输出高电平信号，驱动三极管q3导通，进一步蜂鸣器bee1导通，发声报警，及时提醒病人或者陪护家属，呼叫护士进行拔针，与护士站的提醒形成双重保障。其中电容c7起到滤波作用。
71.其中，如图8所示，
72.主控单元包括型号为stm32l053r8t6的单片机u1。
73.其中，如图9所示，
74.通讯单元包括物联网芯片u4、天线ant1、sim卡座ic1和二极管集成芯片ic2，物联网芯片u4的通讯引脚rxd和txd均连接控制单元，物联网芯片u4的rf_ant引脚连接天线ant1，物联网芯片u4的sim_data、sim_rst、sim_clk、sim_vdd引脚分别连接sim卡座ic1的io、rst、clk、vcc引脚，sim卡座ic1的io引脚还连接sim卡座ic1的vcc引脚，sim卡座ic1的io、rst、clk、vcc引脚均通过二极管集成芯片ic2接地。
75.使用时将sim卡放入sim卡座ic1中，物联网芯片u4借助sim卡和天线ant1与护士站主机的通讯单元建立通讯，可以实时监测输液袋的情况并远程及时反馈给护士站，值班护士能够及时了解当前病人的输液状况，采取相应措施。
76.其中，如图10所示，
77.供电单元包括主电源电路和通讯电源电路，主电源电路包括稳压芯片u2，稳压芯片u2的输入引脚vin连接电池8输出的电压源vdd，稳压芯片u2的使能引脚en连接电压源vdd，电压源vdd通过电容c8接地，稳压芯片u2的输出引脚vout输出电压源mcu_3v3，电压源mcu_3v3通过电容c5接地，电容c5上并联有电容c6；通讯电源电路包括三极管q6、mos管q5和稳压二极管d3，三极管q6的基极连接控制单元，三极管q6的发射极接地，三极管q6的集电极连接mos管q5的栅极，mos管q5源极连接电压源vdd，mos管q5的漏极连接稳压二极管d3的阴极，稳压二极管d3的阳极接地，mos管q5的漏极输出电压源nb_pow为通讯单元供电。
78.主电源电路通过稳压芯片u2将电池8的输出电源转化为3.3v的稳压电源给控制单元供电。通讯电源电路使通讯单元的供电状态受控于控制单元，当控制单元向三极管q6的基极发送高电平信号时，三极管q6导通，拉低mos管q5的栅极电压，mos管q6截止，通讯单元不得电，当控制单元向三极管q6的基极发送低电平信号时，三极管q6截止，此时mos管q5处于导通状态，通讯单元得电工作。降低功耗。
79.其中，如图11所示，
80.充电单元包括充电芯片u6，充电芯片u6的输入引脚vin连接电压源vbus，充电芯片u6的bat引脚串联电阻r27后作为充电单元的输出端连接电池8的正极b ，充电芯片u6的sw引脚通过电感l4连接电池8的正极b ，充电芯片u6的test引脚通过电阻r25连接电池8的正极b ，充电芯片u6的ntc引脚通过电阻r28接地。
81.充电芯片u6的信号为ip2312u，充电芯片u6是一款5v输入，支持单节锂电池同步开关降压充电管理的ic。充电芯片u6集成功率mos，采用同步开关架构，使其在应用时仅需极少的外围器件，并有效减小整体方案的尺寸。充电芯片u6的升压开关充电转换器工作频率750khz，最大充电电流是3a，5v输入，3.7v/2a转换效率94％；可通过外部电阻设置充电电流。充电芯片u6内置软启动功能，防止在启动时的冲击电流过大引起故障，集成输入过压、欠压，过温等保护功能，确保系统稳定可靠的工作。在本实施例中充电芯片u6的输入引脚通过usb线连接5v电压源为电池8进行充电。
82.其中，如图12所示，
83.为进一步保证充电安全，电源板13还设有充电保护电路，
84.充电保护电路包括mos管q12、保护芯片u7和双mos管芯片u8，电池8的负极b-连接mos管q12的栅极，电池8的正极b 通过电阻r32连接mos管q12的漏极，mos管q12的源极连接保护芯片u7的vdd引脚，保护芯片u7的vss引脚还连接mos管q12的栅极，保护芯片u7的dout
引脚连接双mos管芯片u8的g1引脚，保护芯片u7的cout引脚连接双mos管芯片u8的g2引脚，双mos管芯片u8的s1引脚连接电池8的负极b-，双mos管芯片u8的两个d12引脚连接。
85.本实施例中u8为双通道串联nmos管。当保护芯片u7的5脚电压在2.3-4.4之间时，1、3脚全输出高电平，作用于u8的4、6、脚，此时，u8内部两个nmos全部导通，b-与gnd连接，整个供电系统可形成电回路，正常供电。当u7的5脚高于4.4v(过充)时，3脚为低电平。当u7的5脚低于2.3v(过放)时，1脚为低电平。这两种情况下，u8内部的两个nmos管只有一个是导通的，b-和gnd形不成回路，这样b-相当于悬空脚，整个系统就会断电。mos管q12为pmos管，作用为电池防反接。当电池正常接入时，q12的vs》vg，符合q12的导通条件，q12导通，正常工作。当电池接反时，q12的vg》vs，q12无法导通，u7无法正常供电，1、3脚输出低电平，u8内部的nmos管都不导通，b-(实际为b 了)与gnd不接通，电池8的一端在整个电路系统为悬空脚，系统无法供电，起到保护后级负载和前级充电电路。
86.其中，如图13所示，
87.信号采集单元包括四个重力传感器接口j1、j2、j3、j4和两个模数转换芯片u3、u5,重力传感器接口j1的输出端连接模数转换芯片u3的第一输入通道ainp1和ainn1，重力传感器接口j2的输出端连接模数转换芯片u3的第二输入通道ainp2和ainn2，重力传感器接口j1的供电端和重力传感器接口j2的供电端均连接模数转换芯片u3的refout引脚，重力传感器接口j3的输出端连接模数转换芯片u5的第一输入通道ainp1和ainn1，重力传感器接口j4的输出端连接模数转换芯片u5的第二输入通道ainp2和ainn2，重力传感器接口j3的供电端和重力传感器接口j4的供电端均连接模数转换芯片u5的refout引脚，模数转换芯片u3和模数转换芯片u5的时钟引脚sclk和数据引脚drdy/dout均连接控制单元。
88.本实施例中采用四个重力传感器，可以同时对四个输液袋进行检测，每两个重力传感器借助重力传感器接口通过一个模数转换芯片连接控制单元，将每个输液袋的重量参数转化成模拟电信号再转化成数字信号发送给控制单元进行处理，判断当前的输液袋是否处于输完状态。其中模数传感芯片的型号为cs1238，cs1238是一款高精度、低功耗模数转换芯片，两路差分输入通道，内置温度传感器和高精度振荡器，通过2线的spi接口sclk、drdy/dout与单片机进行通信，进行配置，例如通道选择、pga选择、输出速率选择等。
89.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。