一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法技术

本发明专利技术涉及输液信息采集技术领域，公开了一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，包括以下步骤：步骤S1，在输液管表面引入变化电场；步骤S2，使用双电容采集板电路进行双电容检测，检测到电容数据；步骤S3，对检测的电容数据使用递推法均值算法进行递推排列和复位索引；步骤S4，对递推排列和复位索引后的电容数据进行数据滤波获取有效的电容数据；步骤S5，对滤波后的电容数据进行电容变化量分布计算，分析输液管状态。本发明专利技术引入变化电场提高了输液管表面感应电容的电容值，并且优化了传统电容采集的方式，通过双电容板对比电容变化量提高采集精度。电容变化量提高采集精度。电容变化量提高采集精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法


[0001]本专利技术涉及输液信息采集
，具体地说，是一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法。

技术介绍

[0002]在现有输液报警器或者输液泵等输液监测产品中，存在超声波检测输液方式，光电检测输液方式和传统电容检测方式。
[0003]针对超声波检测输液方式，其通常应用于输液泵产品中，通常具有成本较高，传感器工艺要求高，设备体积较大，数据采集电路复杂，设备功耗较高等缺点，不适于体积较小，成本较低的输液报警类设备。
[0004]针对光电检测输液方式，虽然具有较小的体积和成本，但是其对外界光干扰具有先天的缺陷，同样对于带颜色的输液管或者输液液体，同样需要较复杂的滤波和算法压力，同样也具有检测稳定性的隐患。
[0005]针对传统电容检测方式，其主要目的是为了检测输液管中的液体变化，针对一些特殊液体及特殊材质的输液管，其表面电容变化很微小的时候，其检测能力会受限制，同时其抗外界干扰能力也有一定的局限性。
[0006]现有的上述传统输液管电容采集技术，主要采集输液管表面的电容值变化，当输液管中液体稳定流动或者不流动的时候，采集到的输液管表面电容值为一个稳定值，虽然有无液体电容值的大小不同，但是不容易区分或者对于某些液体或者输液管材质，电容值的在有无液体时候大小差异不大，不能用于数据判断。而当输液管中液体从有到无或者从无到有的时候，输液管表面电容值会短时间感应出一个较大的变化量，从而可以判断输液状态的变化。针对传统输液管电容采集技术，只能判断液体变化，无法有效区分液体有无，同时，对于外界出现强电磁干扰，如其它带电机类医疗器械的干扰或者特殊输液管材质或者输液液体，传统输液管电容采集方案就可能出现误判断。传统输液管电容采集技术同样无法应用于复杂的输液报警器或者输液泵设备，其自我干扰会失去采集稳定性。
[0007]基于现有技术并考虑到电容采集方式具有低成本、低功耗以及抗干扰能力强的优点，本专利技术基于传统电容采集方案做了进一步的研发，引入变化电场提高了输液管表面感应电容的电容值，并且优化了传统电容采集的方式，通过双电容板对比电容变化量提高采集精度。除了硬件方案和电路特性的提升，本专利技术同时优化了和改变了数据算法，进一步提高了检测的稳定性。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，具有严格的数据滤波和电容数据算法，分辨率高，稳定性高的效果。
[0009]本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1，在输液管表面引入变化电场；
[0011]步骤S2，使用双电容采集板电路进行双电容检测，检测到电容数据；
[0012]步骤S3，对检测的电容数据使用递推法均值算法进行递推排列和复位索引；
[0013]步骤S4，对递推排列和复位索引后的电容数据进行数据滤波获取有效的电容数据；
[0014]步骤S5，对滤波后的电容数据进行电容变化量分布计算，分析输液管状态。
[0015]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤S1包括：
[0016]在输液管表面引入一个变化电场电路，所述变化电场电路包括两个运算放大器。
[0017]为了更好地实现本专利技术，进一步地，步骤S2包括：
[0018]所述双电容采集板电路包括主电容采集板电路和副电容采集板电路；
[0019]所述主电容采集板电路用于高频采集，所述副电容采集板电路用于低频采集；
[0020]所述主电容采集板电路计算分析输液管路中的液体情况；
[0021]所述副电容采集板电路采集电容数据并和主电容采集板电路采集的电容数据作对比分析，判断主电容采集板是否损坏。
[0022]为了更好地实现本专利技术，进一步地，副电容采集板电路同时在需要输液报警的时候做二次验证。
[0023]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述双电容采集板电路采用同样的采集板。
[0024]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤S3包括：
[0025]将电容数据输入到递推法均值算法公式中，根据实际传入的电容数据的大小对电容数据进行递推排列；
[0026]在电容数据的数量大于递推法均值算法公式中样本的样本窗数量后，按电容数据实际传入的大小递推，并进行复位索引。
[0027]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤S4包括：
[0028]对递推排列和复位索引后的电容数据采用加权平均滤波和限幅滤波结合的算法；
[0029]通过对N个电容数据的平均值进行加权计算，得出加权平均值y，表示为其中，y为n个电容数据的平均值的加权平均值，Xi为第i次电容数据的平均值，N为采样次数，Ci为加权系数；
[0030]加权后的数据y通过将两次相邻的数据相减，求出其增量，然后将增量的绝对值，与两次采样允许的最大差值A进行比较，A的大小由输液管路决定；
[0031]如果小于或等于允许的最大差值，则本次采样有效；
[0032]否则取上次采样值作为本次数据的样本。
[0033]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤S5包括：
[0034]对滤波后的电容数据进行电容变化量分布计算，分析输液管状态；
[0035]当采集到固定且变化量稳定的电容数据是，判断输液管中没有液体；
[0036]当采集到变化、变化量具有不规则的电容数据，且电容变化量比原有基准高时，判断输液管中有液体。
[0037]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0038](1)本专利技术具有低成本，低功耗，抗干扰能力强的优点；
[0039](2)本专利技术引入变化电场提高了输液管表面感应电容的电容值，并且本专利技术优化了传统电容采集的方式，通过双电容板对比电容变化量提高采集精度；
[0040](3)本专利技术同时优化了和改变了数据算法，进一步提高了检测的稳定性。
附图说明
[0041]本专利技术结合下面附图和实施例做进一步说明，本专利技术所有构思创新应视为所公开内容和本专利技术保护范围。
[0042]图1为本专利技术提供的一种一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法的结构原理图。
[0043]图2为本专利技术提供的一种一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法中变化电场产生电路图。
[0044]图3为本专利技术提供的一种一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法中单电容采集板电路的示意图。
[0045]图4为本专利技术提供的一种一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法中双电容采集板电路的示意图。
[0046]图5为本专利技术提供的一种一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法中感应电流示意图。
具体实施方式
[0047]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在输液管表面引入变化电场；步骤S2，使用双电容采集板电路进行双电容检测，检测到电容数据；步骤S3，对检测的电容数据使用递推法均值算法进行递推排列和复位索引；步骤S4，对递推排列和复位索引后的电容数据进行数据滤波获取有效的电容数据；步骤S5，对滤波后的电容数据进行电容变化量分布计算，分析输液管状态。2.根据权利要求1所述的一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，其特征在于，所述步骤S1包括：在输液管表面引入一个变化电场电路，所述变化电场电路包括两个运算放大器。3.根据权利要求2所述的一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，其特征在于，所述步骤S2包括：所述双电容采集板电路包括主电容采集板电路和副电容采集板电路；所述主电容采集板电路用于高频采集，所述副电容采集板电路用于低频采集；所述主电容采集板电路计算分析输液管路中的液体情况；所述副电容采集板电路采集电容数据并和主电容采集板电路采集的电容数据作对比分析，判断主电容采集板是否损坏。4.根据权利要求3所述的一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，其特征在于，包括：副电容采集板电路同时在需要输液报警的时候做二次验证。5.根据权利要求1所述的一种基于变化电场效应的用于输液管的双电容采集方法，其特征在于，所述双电容采集板电路采用同样...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁磊，邓欣，张晶，
申请(专利权)人：四川省慈予医疗科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：