紅外傳感器測(cè)量液位報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)

摘要：為了防止病人在無(wú)人看護(hù)輸液的狀態(tài)下，因不能及時(shí)停止輸液給病人帶來(lái)很大的麻煩甚至生命危險(xiǎn)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)用的需要采用紅外傳感器無(wú)損無(wú)污染探測(cè)的方法，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)獲得了最佳的數(shù)據(jù)和制作方案。成功制作出了一種紅外輸液測(cè)量和報(bào)警裝置的系統(tǒng)，得到了簡(jiǎn)單實(shí)用的紅外傳感系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及制作原理，很好地解決了輸液報(bào)警的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：紅外傳感器；單片機(jī)系統(tǒng)；非接觸式探測(cè)；液位測(cè)量；報(bào)警

0 引言
隨著社會(huì)的發(fā)展，21世紀(jì)的人們?cè)絹?lái)越重視安全問(wèn)題，特別是醫(yī)療和醫(yī)用安全問(wèn)題，目前，醫(yī)院給病人輸液一般采用護(hù)士專(zhuān)人值守，或者病人家屬專(zhuān)門(mén)監(jiān)控。在這種情況下，一旦人工值守監(jiān)護(hù)不到位，就可能導(dǎo)致瓶裝輸液在液體輸完后氣體由輸液管路進(jìn)入人體，既通常所謂氣體栓塞，會(huì)對(duì)患者造成嚴(yán)重的身體傷害，甚至造成死亡。而輸液報(bào)警裝置可以解決這個(gè)問(wèn)題，社會(huì)上輸液報(bào)警器采用各種各異的原理與制作方法，主要的測(cè)試方法有利用壓力傳感器測(cè)量瓶?jī)?nèi)液體的重力，進(jìn)而將重力這一物理量轉(zhuǎn)化為瓶?jī)?nèi)液體高度的物理量。這種方法，思路清晰簡(jiǎn)單明了，但是操作困難。主要是因?yàn)槠績(jī)?nèi)液體一般不是純凈物，密度不好確定；另外瓶?jī)?nèi)液體是否混合均勻也是影響測(cè)量的一個(gè)重要因素，因此這種方法實(shí)際上并不可取。
利用光的直線(xiàn)傳播與折射原理，用紅外探頭照射液面并用相應(yīng)的接收裝置接收信號(hào)，根據(jù)接收到的模擬信號(hào)來(lái)檢測(cè)液面并報(bào)警，裝置簡(jiǎn)單，但由于光的折射、散射、透射導(dǎo)致精度不高；而利用紅外傳感器加載在輸液管兩端來(lái)記錄滴數(shù)的方法，不僅裝置和原理簡(jiǎn)單，精度高，最重要的是成本低，且具有便攜式，方便護(hù)士的拆裝和藥物利用同時(shí)也不污染藥物，達(dá)到非接觸式測(cè)量，很好地解決了輸液報(bào)警的問(wèn)題，既減少了醫(yī)護(hù)人員的時(shí)間和精力，又保證了患者的生命安全。

1 設(shè)計(jì)原理與方法
1．1 設(shè)計(jì)原理
本設(shè)計(jì)原理主要采用測(cè)量下落水滴的滴數(shù)來(lái)確定液位的高度及報(bào)警。其工作原理如下：通過(guò)輸液器使水一滴滴落下，在輸液管的滴管兩側(cè)分別放置紅外發(fā)光二極管和光敏二極管，當(dāng)有水滴落下時(shí)，光敏二極管接收到的光將減少，從而導(dǎo)致光敏二極管兩端的電壓增大，將該電壓與電壓比較器設(shè)定的初始電壓進(jìn)行比較，電壓比較器將會(huì)在高低電平間轉(zhuǎn)化，通過(guò)記錄轉(zhuǎn)化的次數(shù)就能確定下落水滴的滴數(shù)，從而確定液位及實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。
實(shí)驗(yàn)裝置框圖如圖1所示，電路圖如圖2所示，實(shí)物圖如圖3所示。