一种医用智能型氧气流量计的设计与实现一种医用智能型氧气流量计的设计与实现
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。
长期以来我国医疗系统在病人吸氧时,采用浮球式
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评估和认证,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
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 硬件实现方案硬件实现方案
2..1 编码盘编码盘
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。
2..2 红外光读码装置红外光读码装置
红外光读码装置是由4对反射式红外开关管组成,利用编码盘上黑色和白色区域对红外光的不同反射率识别不同的编码。
黑色对红外光的反射很弱,接收管处于截止状态,白色对红外光的反射很强,接收管处于饱和状态。信号直接,接入
AT89C55的P1口。其主体电路如图3所示。