电子测量中的一种医用智能型氧气流量计设计与实现
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2020-11-07
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电子测量中的一种医用智能型氧气流量计设计与实现电子测量中的一种医用智能型氧气流量计设计与实现
O 引言 长期以来我国医疗系统在病人吸氧时，采用浮球式氧气流量计监测病人吸氧的流量大小。该流量只
是医疗的依据，而不能作为计费的依据，对病人则按吸氧时间计费。这种计费方式客观上存在着很大的不合理
性，在医院和病人之间造成了一定的矛盾，随着医疗改革的推进，这种矛盾日益突出，急需一种方便可靠、成
本较低能够自动记录病人吸氧量的医用氧气流量计，以解决按病人吸氧量计费的问题。 利用现代传感器技
术似乎不难做到吸氧量的自动计量和记录，但是，传感器元件和封装材料对病人健康的影响则是一个很大的问
题，需要经过大量的论证和实验，并且需要专门的机构*估和认证，这就使得设备的成本增加，给普及推广工作
带来一定的困
O 引言
长期以来我国医疗系统在病人吸氧时，采用浮球式氧气流量计监测病人吸氧的流量大小。该流量只是医疗的依据，而不能
作为计费的依据，对病人则按吸氧时间计费。这种计费方式客观上存在着很大的不合理性，在医院和病人之间造成了一定的矛
盾，随着医疗改革的推进，这种矛盾日益突出，急需一种方便可靠、成本较低能够自动记录病人吸氧量的医用氧气流量计，以
解决按病人吸氧量计费的问题。
利用现代传感器技术似乎不难做到吸氧量的自动计量和记录，但是，传感器元件和封装材料对病人健康的影响则是一个很
大的问题，需要经过大量的论证和实验，并且需要专门的机构*估和认证，这就使得设备的成本增加，给普及推广工作带来一
定的困难。
通过对医院现有吸氧系统的研究发现：现有吸氧系统中监测氧气流量的浮球式流量计的阀门开关手柄的位置(旋转角度)决
定氧气流量的大小，手柄位置和氧气流量有一定的对应关系。通过自动读取开关手柄的旋转角度就可以得到氧气的瞬时流量，
利用单片机进行计时和计算就可以得出病人吸氧过程中的累计吸氧量。
1 系统构成和基本原理
本设计是一款简单、可靠、实用的医用氧气流量计量系统，它利用现有吸氧系统中金属浮球式氧气流量计阀门开关手柄旋
转角度和氧气流量的相关性进行计量。
在阀门手柄上安装一个编码盘，将编码盘沿径向等分为4等份，沿圆周方向等分为16个面积相等的扇区，将这16个扇区依
顺时针方向对径向的4个相等区域按二进制数规则进行编码，并分别涂上黑色和白色(黑色代表“O”白色代表“1”)这样在编码盘上
就形成了以OH～15H表示的16个手柄转动角度的不同位置，分别代表不同的氧气流量。在编码盘的一侧安装4对红外光发射和
接收管，试其分别对准编码盘径向的4个编码区，当阀门手柄转动时红外接收管就能接收到一个编码序列，并将其传送到
AT89C55单片机。AT89C55单片机对这些编码进行分析比较就能确定手柄的旋转方向、角度、旋转圈数和最终停止位置，从
而计算出相应的氧气流量，同时记录吸氧的开始时间和结束时间，最终计算出病人的总计吸氧量。在吸氧过程中显示吸氧时
间、流量、吸氧量等信息并提供查询功能。吸氧结束时通过RS 232串行接口将吸氧信息传送到上位计费计算机。
系统由编码盘、红外光读码装置、氧气流量记录和计算装置、显示装置、操作面板和RS 232串行接口和应用系统软件等
组成。其系统设计框图如图1所示。
2 硬件实现方案
2．1 编码盘
如图2所示编码盘是由厚度为2 mm直径为80 mm塑料园板制成，编码盘安装于浮球氧气流量计的阀门手柄上，编码盘
的“0H”位置对应于阀门的关闭状态，其余16个位置对应于不同的氧气流量。
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