一种可自动调节的镇痛泵及工作方法技术

本公开提供了一种可自动调节的镇痛泵及工作方法，包括输液管、微控制器、压水器、液‑液转换器、流量检测装置和流量调节装置；所述压水器用于提供带压力的液体通过流量调节装置后输入到流量检测装置，所述流量检测装置用于实时检测液体流量并传输给微控制器；所述流量调节装置包括微型减速电机、螺杆、螺母滑块、滑杆、定卡件、动卡件和硅胶管，微控制器根据检测到的输液流量值，实时控制微型减速电机旋转螺杆移动螺母滑块带动动卡件，进而带动硅胶管的伸缩使管子的直径和长度变化，实现了镇痛泵输液流量的自动调节，极大的提高了输液泵的控制精度。

A self-adjusting analgesic pump and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种可自动调节的镇痛泵及工作方法
本公开涉及镇痛泵
，特别涉及一种可自动调节的镇痛泵及工作方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。一次性使用镇痛泵是目前医疗界使用很普遍的医疗器械，主要是通过患者进行静脉施药，来达到治疗和快速止痛的目的。本公开专利技术人发现，(1)现有的一次性镇痛泵的实际注液速度受药液的种类、药液粘度、温度的影响，弹力储液装置的物理性能也会引起注入速度的变化(如在最开始硅胶的弹性大，流速会较标称的流速快)，其限流装置(即流量调节装置)的自动调节性能差，并且一次性使用费用相对较高；(2)目前的流量计的最小检测流量值较大，市场上常用的流量计最小流量检测值大约为十几毫升/小时，而目前镇痛泵在2ml/h调节，即目前的流量计完全无法满足输液过程中的流量检测的需求，因此也无法实现对输液量的闭环控制；(3)常规的小流调节阀都是靠移动阀芯来调节阀门的开口大小，对微小流量很小的移动行程也会产生很大的流量变化，即目前的微小流量调节阀完全无法满足输液过程中的流量调节需要；(4)目前的气泡传感器可采用超声检测和光电检测，超声检测成本相对较高，并且传感器与输液管要求紧密接触(减少管子表面反射和声阻抗)，而光电检测结构简单，成本低，输液管与光电检测装置的配合要求低，其原理是利用气泡产生的光强变化进行检测的，但是光电检测的方式容易受输液管和被输液体透光率(如不同的药液透光不同)、光源变化、灰尘及光敏元件对温度变化敏感等因素的影响，同时其不易采用增加光强的办法来减少上述因素的影响，因为增加光强会降低探测气泡的分辨率(灵敏度低)，即不利于对小气泡的检测，并且还会对某些药液产生光污染，因而限制了其实际应用。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种可自动调节的镇痛泵及工作方法，实现了镇痛泵输液流量的自动调节，极大的提高了输液泵的控制精度。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：本公开第一方面提供了一种可自动调节的镇痛泵。一种可自动调节的镇痛泵，包括输液管、微控制器、压水器、液-液转换器、流量检测装置和流量调节装置；所述压水器用于提供带压力的液体通过流量调节装置后输入到流量检测装置，所述流量检测装置用于实时检测液体流量并传输给微控制器；所述液-液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液-液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于存储药液，第二腔室用于存储普通液体，所述第一腔室的端口与输液管连接，所述第二腔室的端口与流量检测装置的出水口连接；所述流量调节装置包括微型减速电机、螺杆、螺母滑块、滑杆、定卡件、动卡件和硅胶管，所述硅胶管的一端与第一硅胶管连接件连接，所述第一硅胶管连接件通过定卡件固定，所述空芯杆的一端开口且穿过第一硅胶管连接件后通过水路连接管与压水器连接，所述空芯杆的另一端闭合且深入到硅胶管中，所述空芯杆上开有出液孔，所述空芯杆的外径小于硅胶管的内径；所述硅胶管另一端与第二硅胶管连接件连接，所述第二硅胶管连接件与动卡件固定连接，所述动卡件与螺母滑块固定连接并能够沿螺杆和滑杆移动，所述第二硅橡胶连接件的出水端与流量检测装置的入水口连接；微控制器根据检测到的输液流量值，实时控制微型减速电机旋转螺杆移动螺母滑块带动动卡件，进而带动硅胶管的伸缩使管子的直径和长度变化，当流量大于给定值时，控制硅胶管伸长使流阻增大使其流量减小，反之当流量小于给定值时，控制硅胶管缩短使流阻减小使其流量增大，调节硅胶管伸缩使流量稳定在给定值上。作为可能的一些实现方式，所述流量检测装置包括毛细管和设于毛细管两端的同型号的压力传感器，所述毛细管的一端与第二腔室的端口连接，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测。作为可能的一些实现方式，所述输液管上靠近针头端口接头的位置上设有检测用光纤式气泡传感器，所述检测用光纤式气泡传感器包括设置在输液管一侧的多根沿输液管方向并排设置的发射光纤和设置在输液管另一侧的与发射光纤相对的接收光纤，所述接收光纤的出光端口与第一光敏二极管相对设置，所述第一光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器根据第一光敏二极管的亮度变化情况判断是否有气泡产生。作为进一步的限定，还包括设置在输液管上检测用光纤式气泡传感器的位置之后的参比用光纤式气泡传感器，所述参比用光纤式气泡传感器内的光纤设置与检测用光纤式气泡传感器完全相同，所述参比用光纤式气泡传感器和检测用光纤式气泡传感器内的发射光纤共用一个光源，所述参比用光纤式气泡传感器的发射光纤与第二光敏二极管相对设置，所述第二光敏二极管与微控制器通信连接，所述微控制器用于根据第一光敏二极管和第二光敏二极管的明暗程度对比判断是否有气泡产生。作为可能的一些实现方式，所述压水器包括压水器壳体、活塞、电动推杆、片状的第一磁铁和片状的第二片状磁铁，所述活塞与压水器壳体构成第三腔室，所述第一磁铁贴合在活塞远离第三腔室的一侧，所述电动推杆的端部设有与第一侧位置相对的第二磁铁，所述第一磁铁与第二磁铁同极性相对设置，所述微型电动推杆的微型电机与微控制器通信连接，根据微控制器的指令推动活塞运动。作为可能的一些实现方式，所述第一腔室的端口通过加液三通阀与输液管连接，所述第二腔室的端口通过四通换向阀与毛细管的一端连接，所述四通换向阀还设有手动四通换向阀凸形口，用于排液。作为可能的一些实现方式，所述第二腔室的端口通过柱形密封塞与加水口帽连接，所述加水口帽上设有凸形接口。本公开第二方面提供了一种可自动调节的镇痛泵的工作方法，利用本公开第一方面所述的可自动调节的镇痛泵，当毛细管中有液体流动时，毛细管两端的压力传感器把相应的压力信号转换成电信号传输给微控制器，所述微控制器根据泊肃叶定律，得到毛细管中液体的流量Q为：Q＝K(p2-p1)/η其中，(p2-p1)为毛细管两端的压力差，η为液体的粘滞系数，K为毛细管的几何常数，K＝πR4/8L，R为毛细管内半径，L是毛细管长度，π为圆周率，通过查表得到参比液体其粘度η，进而计算得到毛细管中流动的液体的流量。作为可能的一些实现方式，当电动推杆使两个磁铁靠近时，由于磁铁的极性相同，电动推杆停止推动活塞还会受到持续的作用力，使得驱动电机不用连续工作活塞也能得到连续的推力，从而保证连续不断的输液；当推力减弱且超出了微小流量调节器调节范围时，微控制器控制电动推杆工作使两磁铁距离变小，同时微小流量调节器向流量减小处调节，如此反复使推力保持稳定，进而使输液量保持稳定。作为可能的一些实现方式，当输液出现异常时电动推杆收缩使两磁铁脱离进而使活塞失去推力，此时停止输液。与现有技术相比，本公开的有益效果是：1、本公开所述的微控制器根据检测到的输液流量值，实时控制微型减速电机旋转螺杆移动螺母滑块带动动卡件，进而带动硅胶管的伸缩使管子的直径和长度变化，当流量大于给定值时，控制硅胶管伸长使流阻增大使其流量减小，反之当流量小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可自动调节的镇痛泵，其特征在于，包括输液管、微控制器、压水器、液-液转换器、流量检测装置和流量调节装置；所述压水器用于提供带压力的液体通过流量调节装置后输入到流量检测装置，所述流量检测装置用于实时检测液体流量并传输给微控制器；/n所述液-液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液-液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于存储药液，第二腔室用于存储普通液体，所述第一腔室的端口与输液管连接，所述第二腔室的端口与流量检测装置的出水口连接；/n所述流量调节装置包括微型减速电机、螺杆、螺母滑块、滑杆、定卡件、动卡件和硅胶管，所述硅胶管的一端与第一硅胶管连接件连接，所述第一硅胶管连接件通过定卡件固定，所述空芯杆的一端开口且穿过第一硅胶管连接件后通过水路连接管与压水器连接，所述空芯杆的另一端闭合且深入到硅胶管中，所述空芯杆上开有出液孔，所述空芯杆的外径小于硅胶管的内径；所述硅胶管另一端与第二硅橡胶连接件连接，所述第二硅胶管连接件与动卡件固定连接，所述动卡件与螺母滑块固定连接并能够沿螺杆和滑杆移动，所述第二硅橡胶连接件的出水端与流量检测装置的入水口连接；/n微控制器根据检测到的输液流量值，实时控制微型减速电机旋转螺杆移动螺母滑块带动动卡件，进而带动硅胶管的伸缩使管子的直径和长度变化，当流量大于给定值时，控制硅胶管伸长使流阻增大使其流量减小，反之当流量小于给定值时，控制硅胶管缩短使流阻减小使其流量增大，调节硅胶管伸缩使流量稳定在给定值上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可自动调节的镇痛泵，其特征在于，包括输液管、微控制器、压水器、液-液转换器、流量检测装置和流量调节装置；所述压水器用于提供带压力的液体通过流量调节装置后输入到流量检测装置，所述流量检测装置用于实时检测液体流量并传输给微控制器；
所述液-液转换器内设有柔性隔离膜，用于将液-液转换器分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于存储药液，第二腔室用于存储普通液体，所述第一腔室的端口与输液管连接，所述第二腔室的端口与流量检测装置的出水口连接；
所述流量调节装置包括微型减速电机、螺杆、螺母滑块、滑杆、定卡件、动卡件和硅胶管，所述硅胶管的一端与第一硅胶管连接件连接，所述第一硅胶管连接件通过定卡件固定，所述空芯杆的一端开口且穿过第一硅胶管连接件后通过水路连接管与压水器连接，所述空芯杆的另一端闭合且深入到硅胶管中，所述空芯杆上开有出液孔，所述空芯杆的外径小于硅胶管的内径；所述硅胶管另一端与第二硅橡胶连接件连接，所述第二硅胶管连接件与动卡件固定连接，所述动卡件与螺母滑块固定连接并能够沿螺杆和滑杆移动，所述第二硅橡胶连接件的出水端与流量检测装置的入水口连接；
微控制器根据检测到的输液流量值，实时控制微型减速电机旋转螺杆移动螺母滑块带动动卡件，进而带动硅胶管的伸缩使管子的直径和长度变化，当流量大于给定值时，控制硅胶管伸长使流阻增大使其流量减小，反之当流量小于给定值时，控制硅胶管缩短使流阻减小使其流量增大，调节硅胶管伸缩使流量稳定在给定值上。


2.如权利要求1所述的可自动调节的镇痛泵，其特征在于，所述流量检测装置包括毛细管和设于毛细管两端的同型号的压力传感器，所述毛细管的一端与第二腔室的端口连接，所述压力传感器与微控制器通信连接，当液体通过毛细管时，所述微控制器根据泊肃叶定律利用毛细管两端液体的压力差进行输液流量检测。


3.如权利要求1所述的可自动调节的镇痛泵，其特征在于，所述输液管上靠近针头端口接头的位置上设有检测用光纤式气泡传感器，所述检测用光纤式气泡传感器包括设置在输液管一侧的多根沿输液管方向并排设置的发射光纤和设置在输液管另一侧的与发射光纤相对的接收光纤，所述接收光纤的出光端口与第一光敏二极管相对设置，所述第一光敏二极管与微控制器通信连接。


4.如权利要求3所述的高精度镇痛泵，其特征在于，还包括设置在输液管上检测用光纤式气泡传感器的位置之后的参比用光纤式气泡传感器，所述参比用光纤式气泡传感器内的光纤设置与检测用光纤式气泡传感器完全相同，所述参...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘克敬，丁海玲，张慧，瞿宝明，李浩，孔群，
申请(专利权)人：齐鲁理工学院，
类型：发明
国别省市：山东;37