文浙江省寧波市鄞州職業(yè)教育中心學(xué)校王愛國

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點(diǎn)滴報(bào)警裝置

文浙江省寧波市鄞州職業(yè)教育中心學(xué)校王愛國

在醫(yī)院輸液的病人經(jīng)常沒有家人或護(hù)士的陪伴，病人輸完液后若不能及時(shí)拔除針管，就會(huì)導(dǎo)致血液倒流，引起不必要的危險(xiǎn)。因此我設(shè)計(jì)了點(diǎn)滴自動(dòng)報(bào)警裝置。

一、工作原理

通過固定在輸液瓶或輸液管上的光電傳感器，利用液面下降到預(yù)定位置時(shí)對(duì)光的反射或折射情況的變化判斷藥液是否輸完。

將特制的紅外光電傳感器緊靠輸液瓶口卡于輸液管上，當(dāng)瓶內(nèi)液體未輸完時(shí)，管內(nèi)充滿液體，光電傳感器發(fā)光管發(fā)出的光線可直接射于對(duì)面的光敏接收管上，接收管處于導(dǎo)通狀態(tài)。

當(dāng)瓶內(nèi)液體輸完、液面下降到輸液管中時(shí)，由于毛細(xì)現(xiàn)象及管內(nèi)液體層流作用，液面向下凹陷，發(fā)光管發(fā)出的光線在彎曲液面上發(fā)生折射，致使光敏接收管失去光照而停止工作。

當(dāng)液面通過光電傳感器后，光線又可直接照射光敏接收管，接收管恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)。瓶內(nèi)藥液輸完后，液面通過光電傳感器時(shí)，光敏接收管將經(jīng)歷一次導(dǎo)通-停止-導(dǎo)通的狀態(tài)，即輸液完成的信息。

輸液時(shí)一般使用透明塑料管,當(dāng)管內(nèi)有液體時(shí),管壁和管內(nèi)柱形液體相當(dāng)于一個(gè)柱形透鏡,如圖1所示，光線不僅能通過,而且還能聚集到某一片區(qū)域。

圖1光電檢測截面圖

管內(nèi)無藥水時(shí)，管內(nèi)氣體使光線形成散射，光線主要集中在管壁內(nèi)，僅有很少一部分溢出。光敏器件能把這種光信號(hào)的變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的變化，再經(jīng)控制電路處理使裝置在無藥水的情況下發(fā)出警報(bào)。

光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的減小而變小，而且在光照強(qiáng)度較小時(shí)，電阻阻值的變化更明顯，所以使用光敏電阻作報(bào)警裝置的光敏器件在管內(nèi)有液體時(shí)阻值小，無液體時(shí)阻值大。利用在兩種情況下光敏電阻阻值的不同，就可以判斷輸液是否完成。電路設(shè)計(jì)框圖如圖2。

圖2

二、測試過程

最初測試時(shí)，發(fā)現(xiàn)電路并沒有按預(yù)期的模式工作，LED燈一直處于工作狀態(tài)。經(jīng)過分析，可能是電阻阻值不合適導(dǎo)致的。重新調(diào)試后裝置依舊不能正常工作，檢查分析電路板后發(fā)現(xiàn)，電路管腳接點(diǎn)不正確，導(dǎo)致電路的功能受影響。

接著我又調(diào)試了PCB板，并使用備用的面包板重新搭線，安裝模型，調(diào)節(jié)電阻阻值等參數(shù)，在接通電源后最終達(dá)到了理想的效果。

三、結(jié)論分析

實(shí)驗(yàn)成品可準(zhǔn)確判斷輸液是否完成，具有較高的靈敏度。同時(shí)，在外界光線強(qiáng)度不大的情況下亦可正常工作，具有一定的抗干擾能力。如果要求不高，還可直接將LED接入比較器，有利于節(jié)約成本，擴(kuò)大適用范圍。

四、應(yīng)用效果

將點(diǎn)滴報(bào)警裝置安裝在輸液管上，啟動(dòng)報(bào)警裝置。等輸液瓶里的液體慢慢滴完時(shí)，會(huì)突然發(fā)出刺耳的蜂鳴聲。如此反復(fù)試驗(yàn)多次，沒有發(fā)生誤報(bào)或報(bào)警裝置失效的狀況，說明該裝置的報(bào)警效果好，誤報(bào)率低。