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【完美升级版】基于单片机的液体点滴速度监控装置设计_大学毕业论文设计

来源:用户分享 时间:2025/5/30 20:32:02 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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滴速度监控装置,利用该装置可以通过电机控制输液管的松紧来达到控速点滴速度的目的,通过传感系统来确定点滴速度和药液输完后的报警,通过键盘设置液体点滴速度。本系统能实现液体点滴速度的智能化控制。

1.2 国内外研究现状

国外对智能型输液装置的研究较早,如日本、美国和德国等国家上世纪八十年代末就进行了智能型输液装置的研制。早在几年前,发达国家许多住院床位就已经配备了输液泵。输液泵是一种多功能输液控制器,能够较为精确地控制输液速度,并实现输液阻塞、气泡混入和输液完成报警。我国只是在一些大医院才有部分配备,且大多是国外产品,类型多样,性能较好,如日本 JMS 株式会社的 OT -601型输液泵(控制精度为10% )和 SP-500型注射泵,美国、德国、以色列等国家也有性能较好的产品。但是价格普遍比较昂贵,在两万元人民币左右,使大部分三级甲等以下医院望尘莫及。国内对输液装置的研制起步较晚,大都在九十年代中期开始研究,市场上也有一些国产输液装置,如北京科力丰高科技发展有限责任公司的 ZNB系列产品。不过总体来说其功能也只是侧重于精确输液控制,种类较少,性能也需改进,加上不菲的价格,所以也只能是和进口输液泵争一点市场份额,未能在各级医院大面积的推广普及。由于规范操作下,输液阻塞、气泡混入是可以避免的,因此输液速度的控制和输液完成报警成为了人们更为关心的问题。而且输液完成报警器的研制也成为近年来的一个热门课题,根据前年对国家知识产权局专利信息的查询,已有 67 种输液完成报警器专利技术,但由于各专利技术或多或少都存在着这样或那样的缺陷,诸如安全性、可靠性、成本及可操作性等问题,致使真正转化为产品的专利并不多。作为一种医疗器械,安全性、可靠性是基础,作为一种只有普及到每一位

输液病人才有实际意义的产品,使用方便和足够低的价格又是一种基本要求,所以,这种产品即便安全性、可靠性得到了充分保证,但如果没有简便的操作和足够低的价格作支撑,想要顺利推广也是不可能的。

我国是世界上拥有医院最多的国家,具有庞大的消费群体。近几年来,由于政府的支持,医疗器械发展迅速。医疗器械是壁垒较高的行业,并且属于国家重点鼓励发展的行业。按照原国家经贸委指定的《医疗器械行业“十五”发展规划》,到 2010年我国医疗器械总产值将达到1000亿元,在世界医疗器械市场上的份额将占到 5%;到 2050 年这一份额将达到 25%,成为世界一流的医疗器械制造强国。

目前医院普遍使用的是人工监控点滴输液装置器,将液体容器挂在一定高度,利用势差将液体输入病人体内,用软管夹对软管夹紧和放松控制滴速, 医护人员按药剂特性对滴速进行控制。如何使这种手工操作走向自动化或半自动化, 让护理人员监控病人打点滴的进程时间得到充分利用, 使能自理的病人自己能掌握点滴的速度, 这就要求医疗器械加速自动化与半自动化进程,提高医护质量。目前国内尚未完全解决输液时的自动监控问题。因此,将嵌入式系统技术应用于输液监控装置的研究势在必行!

1.3 本文主要研究内容

本系统是以单片机作为控制核心,及其外围输入输出系统组成的液体点滴速度监控装置,核心控制为AT89C52单片机,输入系统是以独立式按键键盘系统及水速控制系统组成。输出系统以智能控制吊瓶移动的步进电机、蜂鸣报警电路共同组成。本系统是基于AT89C52单片机的液体点滴速度监控装置,硬件电路采用步进电机的升降来控制液滴速度,以及检测储液瓶内余液量并报警。通过键盘输入控制设置点滴速度,步进式电动机控制吊瓶移动改变点滴滴速,单片机驱动减速电机带动螺旋

压紧机构控制药液的滴速滴注,显示检测滴速值。系统主要包括单片机主控制模块、滴速检测模块、滴速显示模块、滴速控制模块、报警电路等几大部分。

第 2 章 系统方案选择与论证

2.1 各模块方案选择和论证

2.1.1 液体点滴速度及储液瓶液面检测

方案一:利用光透射原理。使用红外对管实现液体点滴检测。当没有点滴下落的时候,检测系统输出一个比较低的电压而当有点滴经过红外检测电路就会产生一个比较高的电压。如此就可以产生脉冲信号。但检测到的电压变动比较小,所以必须加一个电压放大电路。经过放大的信号在通过一个电压比较器就可以得到单片机可以识别的脉冲信号,从而实现点滴滴数的计数。实现框图如图2-1。图中的转换电路由放大电路和比较电路两部分组成。

光源接收转换电路发送脉冲信号单片机

图2-1光透射原理检测电路

方案二:利用光的反射原理。使用反射式红外光电传感器检测。红外发光二极管垂直于漏斗壁发送红外光,红外接收管依据接收到的红外光信号的强弱产生脉冲信号,先通过放大电路的处理再通过电压比较电路的处理就可以得到单片机可以处理的脉冲信号。实现原理框图如图2-2。其中整形电路包括放大电路和比较电路。

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