一種智能的吸氧用計(jì)量儀器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能的吸氧用計(jì)量儀器，主要由基座(1)、流量開關(guān)(2)、界面控制鍵(3)、顯示屏(4)、氧氣輸入接口(5)、氧氣輸出接口(6)、氧氣濕化裝置(7)、外殼(8)、集成電路(9)、單片機(jī)(10)、錐度管(11)、浮子(12)、發(fā)光二極管(13)、光敏二極管／或光敏三極管(14)、氧氣連接管路(15)、氧氣輸入孔(16)、氧氣輸出孔(17)組成。其優(yōu)點(diǎn)是采用光輻射掃描技術(shù)確定浮子位置并采用集成電路與單片機(jī)計(jì)算并讀出對(duì)應(yīng)的流量，準(zhǔn)確度高，可以大大提高吸氧計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性、公正性，減少醫(yī)患矛盾的產(chǎn)生；同時(shí)更方便快捷，減少護(hù)士工作量。
【專利說明】一種智能的吸氧用計(jì)量儀器
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能的吸氧用計(jì)量儀器，屬于吸氧治療時(shí)計(jì)算氧氣流量、吸氧時(shí) 間、吸氧費(fèi)用等使用的醫(yī)療器械和計(jì)量器具。
【背景技術(shù)】
[0002]吸氧是醫(yī)院最常用的搶救或治療手段之一。流量計(jì)是吸氧過程中調(diào)節(jié)和觀察氧氣 流量必備的器械和計(jì)量器具之一。目前國內(nèi)醫(yī)院普遍采用浮子流量計(jì)，其原理是利用流經(jīng) 的氧氣氣流吹起錐度管內(nèi)的浮子，目測浮子的位置所對(duì)應(yīng)的流量刻度計(jì)算流量，但這類產(chǎn) 品的缺陷是誤差大、讀數(shù)不方便，數(shù)據(jù)無法存儲(chǔ)。
[0003]近幾年來，國內(nèi)也出現(xiàn)采用各種氣體流量傳感器與單片機(jī)結(jié)合的技術(shù)方案制備電 子式流量計(jì)，但由于吸氧過程中流量要求精度高(國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求誤差不超過4% )，而 精密氣體流量傳感器的價(jià)格很高，僅氣體流量傳感器的單價(jià)高達(dá)數(shù)據(jù)百元至上千元不等， 引起產(chǎn)品整體造價(jià)過高，因此無法在醫(yī)院普及使用。
[0004]為此，本發(fā)明在提出了一種智能的吸氧用計(jì)量儀器全新技術(shù)方案，體積小、精度 高、造價(jià)低，功能齊全，有利于普及推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要由基座、流量開關(guān)、界面控制鍵、顯示屏、氧氣輸入接口、氧氣輸出接 口、氧氣濕化裝置、外殼、集成電路、單片機(jī)、錐度管、浮子、發(fā)光二極管、光敏二極管/或光 敏三極管、氧氣連接管路、氧氣輸入孔、氧氣輸出孔組成。
[0006]所述的基座是指能將各部件直接或間接集成安裝的底座平臺(tái)，內(nèi)部有供氧氣輸入 或輸出的通路，同時(shí)可設(shè)有若干個(gè)氧氣輸入孔和氧氣輸出孔；基座一般采用銅、鋁合金或者 高強(qiáng)度高分子材料等材質(zhì)制成。
[0007]所述的流量開關(guān)固定在基座上,應(yīng)能輕松順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時(shí)能調(diào)節(jié)氧 氣流量并使流量相對(duì)應(yīng)地減少或增大；當(dāng)完全關(guān)閉流量開關(guān)時(shí)，氧氣輸入或輸出通路被關(guān) 閉。
[0008]所述的錐度管是透明或半透明的、內(nèi)徑帶有錐度的透明管子；錐度自上而下內(nèi)徑 逐步由大變小，一般可采用玻璃或PE等硬質(zhì)透明材料制成圓柱形管子。錐度管固定于基座 的任意一個(gè)側(cè)面，優(yōu)選的是固定于基座的正上方；錐度管的小口徑一端與基座的一個(gè)氧氣 輸入孔密閉連通、錐度管的大口徑一端直接或間接與氧氣輸出接口連通。
[0009]所述的錐度管內(nèi)設(shè)有浮子，浮子能在錐度管兩端自由順滑移動(dòng)，錐度管的小口徑 一端有氣流輸入時(shí)，浮子能在氣流作用下向上漂浮，而且氣流強(qiáng)度越大浮子漂浮越高，氣流 強(qiáng)度減弱時(shí)浮子緩慢回落，氣流關(guān)閉后浮子回到起始點(diǎn)。
[0010]錐度管外周至少設(shè)有10對(duì)發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管構(gòu)成的光掃 描點(diǎn)(一對(duì)是指一只發(fā)光二極管與一只光敏二極管/或光敏三極管組成的發(fā)射與接收元件 的組合)，發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管組成的光掃描點(diǎn)在錐度管外周的分布排列方式不限，可以呈正面相對(duì)排列，也可以是環(huán)形、圓形排列。優(yōu)選的方案是采用20-40對(duì)發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管組成的光掃描組，在錐度管外周分成兩列成正面分布排列，一列為發(fā)光二極管光組成的光發(fā)射組，另一列為光敏二極管/或光敏三極管組成的光接收組；發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管最好是一一對(duì)應(yīng)排列，其工作時(shí)產(chǎn)生的光輻射掃描和接收區(qū)域能覆蓋錐度管內(nèi)浮子的有效移動(dòng)范圍(注:浮子的有效移動(dòng)范圍是指工作流量產(chǎn)生時(shí)浮子在錐度管內(nèi)的位移距離或漂移范圍)。發(fā)光二極管光、光敏二極管/或光敏三極管采用導(dǎo)線與單片機(jī)或集成電路連接，集成電路對(duì)光信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，獲取清晰的信號(hào)，輸送到單片機(jī)。
[0011]本發(fā)明至少應(yīng)設(shè)有至少一個(gè)單片機(jī)用于完成光輻射掃描信號(hào)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、發(fā)送等功能，單片機(jī)與集成電路連接。優(yōu)選的方案是本發(fā)明設(shè)置有二個(gè)單片機(jī)，一個(gè)為主單片機(jī)、一個(gè)為副單片機(jī)。副單片機(jī)用于高速掃描光輻射信號(hào)、浮子位置動(dòng)態(tài)信號(hào)的接收和預(yù)處理等，并通過SPI通訊方式發(fā)送給主單片機(jī)；主單片機(jī)接收到上述信號(hào)后，根據(jù)內(nèi)置的“浮子位置-對(duì)應(yīng)流量”數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析計(jì)算，得出瞬時(shí)流量值，并完成數(shù)據(jù)讀出、存儲(chǔ)、費(fèi)用結(jié)算、工作異常報(bào)警及通訊等功能的實(shí)現(xiàn)。
[0012]所述的顯示屏是指能夠顯示單片機(jī)或集成電路輸出的氧氣流量、吸氧時(shí)間、費(fèi)用結(jié)算等數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，一般采用液晶顯示屏制成，顯示屏與集成電路連接。
[0013]所述的界面控制鍵是指吸氧過程中用于讀取流量、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)算時(shí)間或費(fèi)用等功能實(shí)現(xiàn)的操作界面按鈕，一般可設(shè)置“確定”、“計(jì)費(fèi)模式(包含T模式按鈕、L模式按鈕)”、“停止”等各種功能性控制開關(guān)。
[0014]所述的氧氣輸入接口是指能與氧氣源連通的部件，氧氣輸入接口的一端與基座密閉固定，另一端能與供氧端口(如壁式中心供氧終端、氧氣瓶等)快速密閉連接。
[0015]所述的氧氣輸出接口是指與吸氧管等醫(yī)用耗材連接的端口，一端與基座密閉固定，另一端能與一次性濕化裝置、吸氧管、吸氧面罩、霧化器等產(chǎn)品緊密連接。
[0016]基座下端還可以設(shè)有氧氣濕化裝置或者設(shè)有氧氣濕化裝置的連接端口。
[0017]所述的電源是維持本發(fā)明正常工作需要的能源，一般可采用DC電源(2?4節(jié)5號(hào)電池)電池工作，當(dāng)然也可以將AC變壓至適合電壓供電(一般可采用12V左右)不間斷供電。
[0018]本發(fā)明是通過以下方式工作的:
[0019]1、接通電源并開啟流量開關(guān)后，氧氣經(jīng)過氧氣輸入接口、基座、氧氣輸入孔進(jìn)入錐度管內(nèi)，錐度管內(nèi)的浮子在氣流的作用下開始漂移；錐度管外周的發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管通過光輻射掃描方式檢測到浮子漂移信號(hào)后，將浮子的動(dòng)態(tài)漂移位置信息發(fā)送給集成電路預(yù)處理后輸送到單片機(jī)，單片機(jī)將獲取的浮子信息與內(nèi)置的“浮子位置-對(duì)應(yīng)流量”數(shù)據(jù)模型進(jìn)行計(jì)算分析，計(jì)算出此時(shí)浮子位置所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)流量值，并自動(dòng)輸出到顯示屏中進(jìn)行讀出。調(diào)節(jié)至臨床需求流量后，流量開關(guān)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，氧氣通過流量基本穩(wěn)定，錐度管內(nèi)的浮子處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管將掃描檢測到的浮子信息發(fā)送給集成電路及單片機(jī)，單片機(jī)將獲取的浮子信號(hào)與內(nèi)置的“浮子位置-對(duì)應(yīng)流量”數(shù)據(jù)模型進(jìn)行比對(duì)分析，給出穩(wěn)定的流量值。流量調(diào)節(jié)結(jié)束后，按下界面控制鍵的“確定”按鈕，單片機(jī)或集成電路中設(shè)置的計(jì)時(shí)和累計(jì)流量程序啟動(dòng)，開始累計(jì)吸氧時(shí)間和氧氣流量，并將獲取的數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)。[0020]2、流量輸出異常報(bào)警:本發(fā)明設(shè)有流量動(dòng)態(tài)監(jiān)控裝置，調(diào)節(jié)至臨床需求流量后，發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管通過間歇性掃描方式不停監(jiān)控錐度管內(nèi)的浮子位置，為了降低功耗，一般可以采用15秒左右掃描一次并發(fā)送獲取的浮子位置信息。如果患者不慎將鼻氧管或吸氧面罩的管路折壓引起通氣不暢、錐度管內(nèi)的浮子位置偏離初始“確定”設(shè)置的臨床需求的流量值位置時(shí)(一般設(shè)定在偏離值大于15%?20%時(shí))，或者吸氧流量偏離初始設(shè)定值時(shí)，本發(fā)明集成電路或單片機(jī)上的報(bào)警裝置啟動(dòng)，發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)在顯示屏上提示“檢查管路”等警示信息。
[0021]3、本發(fā)明單片機(jī)或集成電路中內(nèi)置有兩套計(jì)費(fèi)系統(tǒng):
[0022]T計(jì)費(fèi)模式:是指按照吸氧時(shí)間(T)計(jì)費(fèi)，吸氧費(fèi)用=累計(jì)吸氧時(shí)間(小時(shí))X單價(jià)(元/小時(shí))，單價(jià)可以根據(jù)各醫(yī)療單位收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)將本發(fā)明連接到在上位機(jī)中設(shè)定。吸氧結(jié)束后，按下界面控制鍵計(jì)費(fèi)功能模塊中的“T模式”，本發(fā)明可根據(jù)吸氧累計(jì)時(shí)間自動(dòng)計(jì)算出本次吸氧的總費(fèi)用。
[0023]L計(jì)費(fèi)模式:是指按照吸氧流量(L)計(jì)費(fèi)，吸氧費(fèi)用=累計(jì)吸氧流量(升，L) X單價(jià)(元/L)，單價(jià)可以根據(jù)各醫(yī)療單位收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)將本發(fā)明連接到在上位機(jī)中設(shè)定，當(dāng)然也可以把各地區(qū)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)在集成電路(9)或單片機(jī)(10)的記憶模塊中，直接在集成電路
(9)或單片機(jī)(10)中設(shè)定。吸氧結(jié)束后，按下界面控制鍵計(jì)費(fèi)功能模塊中的“L模式”，本發(fā)明可根據(jù)吸氧累計(jì)流量自動(dòng)計(jì)算出本次吸氧的總費(fèi)用。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0025]1、采用光輻射掃描技術(shù)確定浮子位置并計(jì)算對(duì)應(yīng)的流量，準(zhǔn)確度高，徹底改變了現(xiàn)有技術(shù)肉眼判斷浮子位置、計(jì)量誤差大的技術(shù)缺陷。以計(jì)量范圍IL?10L、錐度管高度5cm、浮子的有效移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置20對(duì)發(fā)光二極管與光敏二極管/或光敏三極管為例，流量計(jì)量誤差不超過±2.5%，高于國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY1107-2003規(guī)定的±4%的基本誤差技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
[0026]2、采用液晶顯示屏將流量數(shù)據(jù)、吸氧時(shí)間等臨床需要的數(shù)據(jù)直觀給出，使用方便，大大減少護(hù)理工作量。
[0027]3、流量異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)，可以大大減少患者翻身時(shí)鼻氧管或吸氧面罩的管路折壓引起通氣不暢引發(fā)的缺氧隱患，提高臨床治療的有效性和安全性。
[0028]4、吸氧費(fèi)用自動(dòng)計(jì)算功能的實(shí)現(xiàn)可以大大提高吸氧計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性、公正性，減少醫(yī)患矛盾的產(chǎn)生；同時(shí)更方便快捷，減少護(hù)士工作量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)外觀示意圖。
[0030]圖2是本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3實(shí)施例一的示意圖
[0032]圖中所示:基座(I)、流量開關(guān)(2)、界面控制鍵(3)、顯示屏(4)、氧氣輸入接口
(5)、氧氣輸出接口(6)、氧氣濕化裝置(7)、外殼(8)、集成電路(9)、單片機(jī)(10)、錐度管
(11)、浮子(12)、發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)、氧氣連接管路(15)、氧氣輸入孔(16)、氧氣輸出孔(17)【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例具體地說明本發(fā)明。
[0034]實(shí)施例一:光掃描模塊的布局設(shè)計(jì)。主要技術(shù)參數(shù):錐度管(11)高度60mm,發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)呈正面相對(duì)排列，流量計(jì)算范圍IL~10L， 誤差值不超過±2.0%
[0035]本發(fā)明可以采用預(yù)先單獨(dú)生產(chǎn)各部件，然后采用模塊組裝方式生產(chǎn)，而且電子部件的組裝屬于通用技術(shù)，因此本發(fā)明實(shí)施例一僅對(duì)核心技術(shù)部分——光掃描模塊的布局設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說明。光掃描模塊包括基座(1)、錐度管(11)、浮子(12)、發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)、集成電路(9)等幾個(gè)部件。 [0036]1、米用PE材料開模具生產(chǎn)出長度為60mm、上端內(nèi)徑6.3mm、下端內(nèi)徑4.0mm錐度管(11);用不銹鋼材料制備圓球形浮子(12)，浮子(12)的直徑為3.8mm;采用銅質(zhì)材料生產(chǎn)基座(1)，外表電鍍鉻，備用。
[0037]2、將30對(duì)發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)等距離排列制成貼片式光掃描組，每一個(gè)發(fā)光二極管(13)與每一個(gè)光敏二極管/或光敏三極管(14)正面一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)發(fā)光二極管(13)或光敏二極管/或光敏三極管(14)排列的中心間距LI不超過2mm、每個(gè)發(fā)光二極管(13)與光敏二極管/或光敏三極管(14)之間的垂直間距L2為 8mm,備用。
[0038]3、將錐度管(11)密閉直立安裝在基座⑴的氧氣輸入孔(16)上方，浮子(12)位于錐度管(11)內(nèi)，將30對(duì)發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)貼片式光掃描組分別安裝在錐度管(11)外周，并且使浮子(12)有效移動(dòng)范圍涵蓋在發(fā)光二極管(13) 的光輻射掃描范圍內(nèi)，使浮子(12)的位移狀態(tài)能有效地被光輻射掃描跟蹤并獲得信號(hào)。
[0039]4、貼片式發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)光掃描點(diǎn)與集成電路
(9)連接。
[0040]5、其它部件根據(jù)附圖2的結(jié)構(gòu)示意圖，進(jìn)行模塊式安裝即可。
[0041]實(shí)施例二:本發(fā)明“浮子位置-對(duì)應(yīng)流量”數(shù)據(jù)模型建立
[0042]以本發(fā)明上述實(shí)施例一制備而成的產(chǎn)品為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的工作方式:
[0043]1、實(shí)施例一制備而成的產(chǎn)品錐度管(11)高度為60mm, 30對(duì)發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)光掃描點(diǎn)安裝在錐度管(11)外周，也就是說將最大流量計(jì)算范圍1-10L、浮子(12)有效移動(dòng)范圍60mm的錐度管(11)平均分為30等份的光柵，每一對(duì)光柵的掃描間距為2mm，每一對(duì)光柵對(duì)應(yīng)的流量標(biāo)尺為0.2L，因此計(jì)量誤差值不超過 ±2.0%。
[0044]2、取標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)一套，精度I級(jí)，將本發(fā)明的氧氣輸入接口(5)與氧氣源連接、氧氣輸出接口(6)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)輸入口連接；將集成電路(9)上的通訊端口與安裝有當(dāng)量參數(shù)等設(shè)置軟件的上位機(jī)(PC)連接。
[0045]3、在20°C、101325Pa室內(nèi)檢驗(yàn)條件下，打開流量開關(guān)(2)，將標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的流量分
別依次調(diào)節(jié)至lL/min、2L/min----, 10L/min,并在上位機(jī)(PC)中將不同流量值的浮子(12)
位置下輸出的光掃描信號(hào)參數(shù)進(jìn)行記錄，并以此標(biāo)定浮子(12)位置所對(duì)應(yīng)的流量參數(shù)；然后在每IL計(jì)量范圍內(nèi)以0.2L/min為計(jì)量單位再細(xì)分標(biāo)定5個(gè)對(duì)應(yīng)流量的浮子(12)位子， 比如將5L/min~6L/min之間的計(jì)量范圍內(nèi)，分別將流量設(shè)定為5L/min、5.2L/min、5.41/min、5.6L/min、5.8L/min、6L/min,記錄和保存光掃描獲得的浮子(12)位移參數(shù)，并將根據(jù)浮子(12)位移參數(shù)與對(duì)應(yīng)的流量值一一標(biāo)定，計(jì)算和建立該制備產(chǎn)品的“浮子位置-對(duì)應(yīng)流量”數(shù)據(jù)模型，并存儲(chǔ)在單片機(jī)中(10)或集成電路(9)中。“浮子位置-對(duì)應(yīng)流量”數(shù)據(jù)模型建立后，則浮子(12)在錐度管(11)內(nèi)的任何位置漂移，單片機(jī)(10)均可讀出對(duì)應(yīng)的流量值，并輸出到顯示屏(4)中顯示直觀數(shù)據(jù)。
[0046]上述附圖及實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種智能的吸氧用計(jì)量儀器，主要由基座(I)、流量開關(guān)(2)、界面控制鍵(3)、顯示屏(4)、氧氣輸入接口(5)、氧氣輸出接口(6)、氧氣濕化裝置(7)、外殼(8)、集成電路(9)、單片機(jī)(10)、錐度管(11)、浮子(12)、發(fā)光二極管(13)、光敏二極管/或光敏三極管(14)、氧氣連接管路(15)、氧氣輸入孔(16)、氧氣輸出孔(17)組成,其中: 所述的基座(I)是指能將各部件直接或間接集成安裝的底座平臺(tái)，內(nèi)部有供氧氣輸入或輸出的通路，流量開關(guān)(2)固定在基座(I)上； 所述的錐度管(11)固定于基座(I)的一個(gè)任意側(cè)面，錐度管(11)的小口徑一端與基座(I)的一個(gè)氧氣輸入孔密閉連通、錐度管(11)的大口徑一端直接或間接與氧氣輸出接口連通； 所述的錐度管(11)內(nèi)設(shè)有浮子(12)； 所述的錐度管(11)外周至少設(shè)有10對(duì)發(fā)光二極管(13)與光敏二極管/或光敏三極管(14)構(gòu)成的光掃描組合； 所述的發(fā)光二極管(13)組、光敏二極管/或光敏三極管(14)組采用導(dǎo)線與單片機(jī)(10)或集成電路(9)連接； 所述的單片機(jī)(10)與集成電路(9)連接； 所述的顯示屏⑷與集成電路(9)連接； 所述的氧氣輸入接口(5)的一端與基座(I)密閉周定，另一端能與供氧端口快速密閉連接； 所述的氧氣輸出接口(6) —端與基座(I)密閉固定，另一端能與一次性濕化裝置、吸氧管、吸氧面罩、霧化器產(chǎn)品緊密連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能的吸氧用計(jì)量儀器，其特征在于:錐度管(11)外周至少設(shè)有10對(duì)發(fā)光二極管(13)與光敏二極管/或光敏三極管(14)構(gòu)成的光掃描組合，發(fā)光二極管(13)與光敏二極管/或光敏三極管(14)在錐度管(11)外周的分布排列方式不限。
【文檔編號(hào)】A61M16/00GK203447596SQ201320328114
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】陳旭良, 劉曉曼 申請(qǐng)人:杭州萊克思大醫(yī)療用品有限公司