一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪

技术领域

本发明属于注射泵、输液泵检测设备技术领域，本发明涉及一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪。

背景技术

输液泵和注射泵是一种能够准确控制输液滴数或输液流速，保证药物能够速度均匀，药量准确并且安全地进入病人体内发挥作用的一种仪器，其设计出发点为实现高精度，平稳无脉动的液体传输。

现有的输液泵、注射泵检测装置，其实现液体流速测量方法有两种：一种为利用电子天平和秒表的称重法，通过称量一段时间内输液泵或注射泵排出的液体量，反向计算出输液泵或注射泵的平均流速；一种为采用定容玻璃管配合对射光电传感器方式，通过计算流体流过定容玻璃管两相邻红外对管的时间测出其平均流速。阻塞压力测量采用单独或集成在检测装置内的压力传感器测量。

对于称量法，其主要缺点为现场检测繁琐，需要多种设备，需人工计算得出检测数据，无法提供特定平台压力。对于定容玻璃管配合光电传感器类的设备，其主要缺点为抗污染、抗管路气泡能力弱，无法提供特定平台压力，内部有玻璃管抗震性一般。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪，可提供特定平台压力，符合注射泵、输液泵实际工作条件，具有瞬间流量变化评估能力、液体自动排空功能，具有平均流量、注入压力、阻塞压力、注入时间、丸剂体积、累计注入量等测量能力，具备温度修正能力，可根据工作介质特性及管路温度自动修正相应参数，具备喇叭图记录、输出能力，便于扩展通道数等优点，具有强抗污染、抗管路气泡、抗震动能力，耐腐蚀、耐酸碱能力，工作液体范围广。该检测仪体积便携，使用内置可充电锂电池时，可提供长时间独立工作能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪，包括依次顺序连接的注入口、单向计量泵模块、排出口，注入口、单向计量泵模块之间设有压力测量模块，压力测量模块依次按顺序连接有模数转换模块、主控模块；主控模块分别与温度测量模块、人机界面连接。

所述压力测量模块、注入口、单向计量泵模块通过连通管路连接，为液体注入端；排出口、单向计量泵模块通过连通管路连接，为液体排出端，注入端与排出端通过单向计量泵模块实现隔离，注入端压力与排出端压力不影响流量测量。

所述检测仪设有外壳，外壳上设有显示屏、旋转编码器及功能按键，其前面板设有排出口、注入口，后面板设有外接电源口、电源开关。

主控模块控制单向计量泵模块，包括控制单向泵转动，泵转动位置检测防止泵转动丢步或者堵转等异常；压力测量模块输出模拟电信号通过模数转换模块转换为数字量；主控模块控制模数转换模块采集压力量；主控模块连接人机界面，完成信息显示与功能选择等功能；

温度测量模块，温度测量精度0.1℃，采用数字温度传感器芯片SHT20实现，实际安装位置紧靠注入管路单向计量泵输入端，通过导热硅胶增强热耦合，与工作液体介质是隔离状态，用于测量单向计量泵体实际温度，用于修正单向计量泵因温度变化而引起的相关参数变化。

进一步的，注入口、排出口的接口为PE聚乙烯材质的鲁尔接口(抗酸碱盐溶液等腐蚀)，便于与输液泵或注射泵输出管路连接。

进一步的，所述压力测量模块包括压力传感器。

所述单向计量泵模块包括步进电机，步进电机连接有单向计量泵体、步进电机位置检测电路。通过单向计量泵模块的单向计量泵体实现关断功能。

所述主控模块包括单片机。单片机分别与模数转换模块、人机界面、温度测量模块、单向计量泵模块连接。

所述人机界面包括显示屏、旋转编码器、功能按键、蜂鸣器。

进一步的，压力测量模块采用恒压驱动方式的MPX-2200DP，差压量程200kPa，通过三通串入液体输入管路；模数转换模块为16位100k转换速度的模数转换器AD7683，配合精密2.5V电压基准ADR03；单向计量泵模块由42型步进电机、单向计量泵体(低脉动蠕动泵或单向柱塞泵)、丢步堵转位置检测电路、步进电机驱动器组成；主控模块包括ATMEGA128A单片机；人机界面包括OLED显示屏、旋转编码器、功能按键、蜂鸣器；检测仪还设有电源模块，电源模块提供隔离的数字电路、模拟电路、温度测量模块、步进电机驱动器工作电源。

温度测量模块由数字温度传感器芯片SHT20实现，包括电平转换功能，温度测量精度0.1℃，紧靠注入管路单向计量泵输入端，用于测量泵体实际温度，用于修正单向计量泵因温度变化而引起的相关参数变化。

被测输液泵或注射泵输出管路接入注入口，注入液体经压力测量模块、单向计量泵模块。压力测量模块检测注入管路内压力变化，压力测量模块输出量经模数转换模块转化为数字量。主控模块负责模数转换模块、人机界面、单向计量泵模块的控制，主控模块通过温度模块采集工作单向计量泵体温度，结合实际工作液体介质种类，完成温度修正，提升测量精度。

本发明提供的检测仪可应用于各大医疗机构在用的各类输液泵、注射泵的校准测试。本发明提供的检测仪可应用于医学计量，开展对医疗机构在用的输液泵、注射泵的校准；本发明提供的检测仪也可应用于医疗机构的设备科等器械维护部门，开展对本单位在用的输液泵、注射泵的测试与维护。

本发明提供的检测仪通过控制注入、排出液体容量的方式，使注入管路内压力达到特定值(平台压力值)，结合单向计量泵模块参数、压力变化量、注入时间等参数，可以完成平均流量、累计输液量、阻塞压力、提供特定平台压力、评估瞬时流量、自动排空等功能。

上述一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪的使用方法具体如下：

在平均流量测量时，单向计量泵模块无动作，由被测注射泵或输液泵、输入管路等构成一个具有一定弹性的液体腔(液体存储腔体)，液体腔内压力相同，为设定平台压力。注入口、压力测量模块、单向计量泵模块通过一个三通管路连接。工作液体通过注入口注入检测仪，液体经管路到三通，通过三通输出到压力测量模块、单向计量泵模块；管路、三通、压力测量模块及单向计量泵模块的内部工作空间、注射泵及输入管路部分构成一个具有一定弹性的液体存储空间，即具有一定弹性(管路为耐酸碱的聚乙烯管路)的液体腔。

被测输液泵或注射泵运行注入液体，随液体注入，液体腔内压力值增加，当压力测量模块检测到液体腔内压力高于设定平台压力值一定量时，主控模块控制单向计量泵模块动作，单向计量泵模块转动排出液体腔内液体，液体腔内压力随液体排出而降低，直到液体腔内压力恢复到设定平台压力，单向计量泵模块停止动作，液体腔内压力回复到开始的平台压力值的初始平衡态。通过液体注入时间t、排出液体体积量V，即可计算出t时间段内的平均流量V/t。单次测量工作时液体腔内压力-注入时间过程如图4示。液体注入时间t由主控模块获取，单向计量泵模块排出液体体积量V由单向计量泵模块本身参数及驱动步进电机转动步数得到。

在阻塞压力测量时，主控模块控制单向计量泵模块停止，被测输液泵或注射泵通过注入管路对压力测量模块加压。主控模块以短时间间隔采集压力数值，给出被测设备过压释压时最高压力值，记录该压力产生时间，即为对应的阻塞压力值。

对于设定平台压力，利用压力测量模块实时测量注入管路内压力，主控模块控制单向计量泵模块排出液体容量方式使注入管路内压力保持特定值方式进行。累计液体量通过计算单向计量泵模块累计排出液体量方式进行。对于评估瞬时流量，是通过单次测量的注入加压、排出释压的过程测量出来。

自动排空功能时，注入口与被测设备断开，主控模块控制单向计量泵模块持续动作至管路中液体排空，单向计量泵模块停止工作。当出现异常过压的情况时，主控模块控制单向计量泵模块持续工作将液体排出，防止设备损坏。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明提供的检测仪可对输液泵、注射泵进行校准测试。可完成平均流量、累计输液量、阻塞压力等常规测量项目，还能够提供特定平台压力，较真实的检测注射泵、输液泵实际工作情况。瞬时流量评估功能便于发现注入变化情况。比较固容玻璃管检测方案，本发明提供的检测仪具有结构简单、强抗污染、抗管路气泡、抗震动能力，耐腐蚀、耐酸碱能力，工作液体范围广等特性，自动排空功能等，更能简化实际校准检测过程中的准备工作与介质要求，提高检测效率，具备喇叭图记录、输出能力，可用于注射泵、输液泵流速波动性的评估工作。本发明提供的检测仪体积便携，使用内置可充电锂电池时，可提供长时间独立工作能力，方便现场校准检测工作进行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪内部结构图。

图2是本发明一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪主视图。

图3是本发明一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪后视图。

图4是液体腔压力-注入时间曲线图。

图中1.外壳，2.显示屏，3.排出口，4.注入口，5.旋转编码器及功能按键，6.电源开关，7.外接电源口，8.压力测量模块，9.模数转换模块，10.主控模块，11.人机界面，12.单向计量泵模块，13.温度测量模块。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

一种基于压力平衡方式的注射泵、输液泵检测仪结构图，如图1所示，包括依次顺序连接的注入口4、单向计量泵模块12、排出口3，注入口4、单向计量泵模块12之间设有压力测量模块8，压力测量模块8依次按顺序连接有模数转换模块9、主控模块10；主控模块10分别与温度测量模块13、人机界面11连接。

所述压力测量模块8、注入口4、单向计量泵模块12通过连通管路连接，为液体注入端；排出口3、单向计量泵模块12通过连通管路连接，为液体排出端，注入端与排出端通过单向计量泵模块12实现隔离，注入端压力与排出端压力不影响流量测量。

所述检测仪设有外壳1，外壳1上设有显示屏2和旋转编码器及功能按键5，前面板设有排出口3、注入口4，后面板设有电源开关6、外接电源口7。

注入口4、排出口3为PE聚乙烯材质的鲁尔接口(抗酸碱盐溶液等腐蚀)，便于与输液泵或注射泵输出管路连接。

进一步的，所述压力测量模块8包括压力传感器。

所述单向计量泵模块12包括步进电机，步进电机连接有单向计量泵体、步进电机位置检测电路。通过单向计量泵模块12的单向计量泵体实现关断功能。

所述主控模块10包括单片机。单片机分别与数模转换模块9、人机界面11、温度测量模块13、单向计量泵模块12连接。

所述人机界面11包括显示屏2、旋转编码器及功能按键5、蜂鸣器。

被测注射泵或输液泵准备好，通过管路连接到注入口4，排出口3接管路，将产生的废液排出到收集容器中，开启电源，通过按键选择校准测试项目，设定工作参数。启动注射泵或输液泵，读取显示屏2显示测得数值，完成相应测量。当测试结束后，断开被测设备与注入口4连接，启动排空功能，排空检测仪内存留液体，断开排出口3连接，关闭电源，完成测试。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。