文浙江省寧波市鄞州職業(yè)教育中心學校王愛國

創(chuàng)造天地

點滴報警裝置

文浙江省寧波市鄞州職業(yè)教育中心學校王愛國

在醫(yī)院輸液的病人經常沒有家人或護士的陪伴，病人輸完液后若不能及時拔除針管，就會導致血液倒流，引起不必要的危險。因此我設計了點滴自動報警裝置。

一、工作原理

通過固定在輸液瓶或輸液管上的光電傳感器，利用液面下降到預定位置時對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，當瓶內液體未輸完時，管內充滿液體，光電傳感器發(fā)光管發(fā)出的光線可直接射于對面的光敏接收管上，接收管處于導通狀態(tài)。

當瓶內液體輸完、液面下降到輸液管中時，由于毛細現象及管內液體層流作用，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，接收管恢復導通狀態(tài)。瓶內藥液輸完后，液面通過光電傳感器時，光敏接收管將經歷一次導通-停止-導通的狀態(tài)，即輸液完成的信息。

輸液時一般使用透明塑料管,當管內有液體時,管壁和管內柱形液體相當于一個柱形透鏡,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

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

光敏電阻的阻值隨光照強度的減小而變小，而且在光照強度較小時，電阻阻值的變化更明顯，所以使用光敏電阻作報警裝置的光敏器件在管內有液體時阻值小，無液體時阻值大。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。電路設計框圖如圖2。

圖2

二、測試過程

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

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

三、結論分析

實驗成品可準確判斷輸液是否完成，具有較高的靈敏度。同時，在外界光線強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，擴大適用范圍。

四、應用效果

將點滴報警裝置安裝在輸液管上，啟動報警裝置。等輸液瓶里的液體慢慢滴完時，會突然發(fā)出刺耳的蜂鳴聲。如此反復試驗多次，沒有發(fā)生誤報或報警裝置失效的狀況，說明該裝置的報警效果好，誤報率低。