液体点滴速度监控装置的设计

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1、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊液体点滴速度监控装置的设计【摘要】随着电子技术的发展，医疗设备也在发生着一些变化，而传统的人工式监护方式显然已经越来越不能满足当今的监护需要了。目前，我国医疗机构在进行输液治疗时，输液速度的控制还是采用人工方。常规临床输液，普遍采用挂瓶式输液，并用眼睛直接观察，依靠手动夹子来控制输液速度，这样的操作方式不能精确控制输液的速度，而且工作也量大。因此，就需要既廉价又实用的医疗输液检测监控装置来满足现今的医疗需求。本系统的设计是以单片机AT89C51为核心，以键盘及光电传感器作为输入系

2、统，以数码管及电动机作为输出系统的智能化输液控制及监测系统。键盘系统为独立式按键系统，光电传感器的功能为液体点滴的速度以及输液瓶页面高度的可靠检测。当液面低于警戒值时，系统发出警报，并可以手动除去警报。电动机具有转速可控功率大及输入脉冲不变时可保持大力矩等优点，这样就可以通过控制吊瓶的上、下缓慢移动达到智能控制液体点滴速度的目的。【关键字】单片机光电传感器步进电机第1章系统方案选择与论证11.1各模块方案选择和论证11.1.1液体点滴速度检测11.1.2输液瓶液面检测21.1.3键盘方案31.1.4显示方案31.1.5电动机系统方案31.1.6点滴速度控制

3、方案51.2方案确定51.3基本系统框图6第2章系统的硬件设计与实现72.1系统硬件的基本组成部分72.1.1液体点滴速度检测电路72.2.2储液瓶液面检测电路82.2.3键盘电路92.2.4显示电路92.2.5步进电机驱动电路102.3原件说明102.3.1AT89C5110共Ⅲ页第II页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.3.2NE555132.3.3数码管14第3章系统软件设计163.1液体点滴速度检测子程序163.2储液瓶液面检测子程序163.3点滴速度检测子程序173.4键盘显示子程序183.5系统的

4、主程序设计19第4章总结20致谢21参考文献22共Ⅲ页第II页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章系统方案选择与论证1.1各模块方案选择和论证1.1.1液体点滴速度检测红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线[1]。人眼可见的波长为380nm-78mm，发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线，红外线光电传感器，它是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，由同步回路选通电路而检测物体的有无，其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可检测，而且检测距离可近可远，根据具体情况选择自己合适的传感器即

5、可。接收光源方案一：利用光透射原理。使用红外对管实现对液体点滴速度的检测。当没有点滴落下的时候,检测系统输出一个比较低的电压，而当有点滴滴下，经过红外对管，检测电路就会产生一个比较高的电压。如此就可以产生脉冲信号。但检测到的电压变动比较小，所以必须加一个电压放大电路。经过放大的信号在通过一个电压比较器就可以得到单片机可以识别的脉冲信号，从而实现对点滴滴数的计数。实现框图如图1-1。图中的转换电路由放大电路和比较电路两部分组成。------------------发送单片机脉冲信号转换电路图1-1光透射原理检测电路方案二：利用光的反射原理。使用反射式红外光电

6、传感器检测。红外发光二极管垂直于漏斗壁发送红外光，红外接收管依据接收到的红外光信号的强弱产生脉冲信号，先通过放大电路的处理再通过电压比较电路的处理就可以得到单片机可以处理的脉冲信号。实现原理框图如图1-2。其中整形电路包括放大电路和比较电路。共22页第21页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前置电路发送--------------------------------------单片机脉冲信号产生整形接收图1-2光反射原理检测电路方案三：使用电容式接近开关。电路集成度高，使用继电器输出，输出信号标准，电路简单。但其

7、工作原理是根据电容中介质的改变对外产生开关量。1.1.2输液瓶液面检测方案一：采用金属电极检测储液瓶液面信号。原理如图1-3，利用药液的导电特性实现液滴速度及储液瓶液面信号的检测，通常电极采用不锈钢等耐腐蚀材料制成。图1-3金属电极检测储液瓶液面信方案二：采用光电传感器检测点储液瓶液面信号。原理如图1-4所示。发光二极管发射的平行光束穿过茂菲氏滴管投射到光敏三极管的感光面上，在没有液体时，光敏三极管接收到的光照度最大，产生的光电流也最大，当有液体时，由于液滴对红外光的吸收特性，使平行光束发散，投射到光敏三极管上的光照度将减弱，从而使光敏三极管产生的光电流减

8、小。在低液面（2cm-4cm）的情况下，进气所形成上升气泡在液面的