的可靠性。
[0036]參見圖5(a)莫菲式滴管與水平成垂直狀態(tài)，液滴收到重力作用自然下落，液滴形狀規(guī)則，下側(cè)的圖5(b)圖為其紅外接收管采集到得信號(hào)波形。圖中紅外發(fā)射管的發(fā)散角剛好能覆蓋到滴管，保證液滴在任意傾角都能夠被檢測到。由于液滴和滴嘴之間會(huì)出現(xiàn)粘滯現(xiàn)象，當(dāng)液滴下落時(shí)會(huì)拖拽下一液滴，在下側(cè)信號(hào)波形圖中的波峰6即為其表現(xiàn)。波峰5和7則為正常液滴滴落時(shí)，近似凸透鏡聚焦產(chǎn)生信號(hào)增強(qiáng)引起的變化。
[0037]參見圖6(a)，為墨菲式滴管與水平成45°角狀態(tài)，該狀態(tài)下紅外接收管采集的信號(hào)波形如圖6(b)所示。由于粘滯效應(yīng)，液滴形成過程中時(shí)的產(chǎn)生不規(guī)則形狀。
[0038]設(shè)備開機(jī)后，將按照一定周期采集紅外接收管得到的信號(hào)，參見圖5和圖6中所對(duì)應(yīng)的信號(hào)波形圖，由于粘滯效應(yīng)，波形中除了主峰5、7、8、10以外產(chǎn)生了副峰6和9。相比較圖5(b)的垂直狀態(tài)，圖6(b)的與水平成45°角的狀態(tài)在整體幅值、波形、主副峰比都產(chǎn)生了明顯的變化。
[0039]參見圖7，為本實(shí)施例應(yīng)用上述裝置進(jìn)行液滴檢測的邏輯框圖，本實(shí)施例中具體參數(shù)為 T = 20ms、NUM = 150、VerAMP = 100mV、PerA = 0.08，PerB = 0.125，Speed 標(biāo)準(zhǔn)為 25滴/s — 60滴/s，場幅明顯變化標(biāo)準(zhǔn)是20mV。具體包括如下步驟:
[0040]1)液滴檢測裝置安裝完畢，并開機(jī)后，處理器將以固定時(shí)間T(ms)對(duì)紅外接收管接收到的信號(hào)進(jìn)行離散采樣，并將數(shù)據(jù)根據(jù)先進(jìn)先出原則存入數(shù)組DATA[n]中，即新數(shù)據(jù)存入隊(duì)列末尾，數(shù)組滿序之后隊(duì)首數(shù)據(jù)自動(dòng)被擠出隊(duì)列。
[0041]2)當(dāng)數(shù)組序列累計(jì)到NUM個(gè)，算法將遍歷數(shù)組，取得信號(hào)的最大值MAX，及其在數(shù)組中對(duì)應(yīng)的序號(hào)Nmax，還有最小值MIN，及其在數(shù)組中對(duì)應(yīng)的序號(hào)Nmin。如已經(jīng)檢測到新的液滴產(chǎn)生的波峰，則將當(dāng)前新液滴的峰值CurMax賦值給MAX，并在每次遍歷后更新其在數(shù)組中對(duì)應(yīng)的序號(hào)Nmax，同理當(dāng)前新液滴的谷值CurMin賦值給最小值MIN，并在每次遍歷后更新其在數(shù)組中對(duì)應(yīng)的序號(hào)Nmin。如序號(hào)Nmax、Nmin已被擠出隊(duì)列，則重新遍歷數(shù)組取得最大值MAX和最小值MIN，及其對(duì)應(yīng)的數(shù)組序號(hào)Nmax、Nmin。
[0042]3)根據(jù)最大值MAX和最小值MIN，計(jì)算該場的幅度AMP = MAX-MIN。所述“場”來自于攝像頭采集圖像，一副圖像為一場，這里把數(shù)組中記錄的波形數(shù)據(jù)看做一副圖像，圖像的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之差稱為場幅。然后根據(jù)自適應(yīng)經(jīng)驗(yàn)值判斷AMP是否過小，如果過小則說明，信號(hào)波形平緩無明顯變化，從而判定滴速過快、過慢或停止(滴速過快時(shí)可以想象成形狀接近于水柱而非液珠，所以信號(hào)波動(dòng)很小，場幅很小)，進(jìn)而向外輸出警報(bào)。如果AMP取值在正常范圍內(nèi)則求得校正值DIFF。所述自適應(yīng)經(jīng)驗(yàn)值是垂直平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)場幅值VerAmp乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)PerA，所述校正值DIFF是當(dāng)前場幅AMP乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)PerB。
[0043]4)將新采集的、處于數(shù)組隊(duì)尾的離散數(shù)據(jù)DATA [NUM]與該場最大值MAX和最小值MIN比較，如果數(shù)據(jù)值走勢上升(即波形走勢為上升)，且隊(duì)尾數(shù)據(jù)在最大值MAX上下DIFF區(qū)間內(nèi)，則判定為信號(hào)波峰，F(xiàn)lagPeak置1，并記錄其峰值CurMax ;同理，如果數(shù)據(jù)值走勢下降，且隊(duì)尾數(shù)據(jù)在最小值MIN上下DIFF區(qū)間內(nèi)，則判定為信號(hào)波谷，F(xiàn)lagTrough置1，并記錄其谷值CurMin。
[0044]5)當(dāng)FlagPeak和FlagTrough的狀態(tài)值都為1時(shí)，或當(dāng)前場幅AMP明顯有別于前場幅PreAMP，則判定液滴數(shù)DripNum加一。進(jìn)而計(jì)算滴速Speed:
[0045]當(dāng)FlagPeak 先于 FlagTrough 置 1，則 Speed = 60000/ (NUM-Nmin) /T ；
[0046]當(dāng)FlagPeak 后于 FlagTrough 置 1，則 Speed = 60000/ (NUM-Nmax) /T ；
[0047]Speed的單位為滴/分鐘，NUM-Nmax表示兩波峰之間的序列間隔，NUM-Nmin表示兩波波谷之間的序列間隔；
[0048]余量=總量_(DripNum/15)*lml (按照醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)，15滴為1ml)。
[0049]計(jì)算結(jié)束后將標(biāo)志位FlagPeak和FlagTrough置0，將當(dāng)前場幅AMP賦值前場幅PreAMPο
[0050]上述Speed的計(jì)算方法中，由于場幅的最高點(diǎn)可認(rèn)為是當(dāng)前幅中主峰(即液滴聚焦最大值)其數(shù)組中序號(hào)是Nmax，如新數(shù)據(jù)進(jìn)棧被識(shí)別為新的液滴峰值，則將新數(shù)據(jù)的序號(hào)NUM減去前一峰的序號(hào)Nmax即為兩峰之間的間隔；由于采樣周期是確定的T ms，則60秒內(nèi)的滴速便能確定，如 T = 15ms，Nmax = 50，NUM = 150，則 60000/100/15 = 40 滴 /min。該計(jì)算方法好處在于實(shí)時(shí)性好，而傳統(tǒng)方法是根據(jù)滴數(shù)累計(jì)后除以定時(shí)器所設(shè)定時(shí)間，相對(duì)測算周期較長。
[0051]6)當(dāng)Speed值與正常值不符時(shí)設(shè)備會(huì)輸出警報(bào)，所述正常值根據(jù)應(yīng)用場景要求不同而設(shè)定。當(dāng)余量到達(dá)設(shè)定值時(shí)，設(shè)備同樣會(huì)輸出警報(bào)信號(hào)。
[0052]上述實(shí)施例中，步驟4)判斷峰值的方法需要2個(gè)因素決定:一個(gè)是判斷數(shù)據(jù)的走勢(數(shù)據(jù)值在上升或者下降，另一個(gè)是當(dāng)前數(shù)據(jù)值到達(dá)預(yù)設(shè)值。在其它實(shí)施例中，也可以不判斷數(shù)據(jù)的走勢，而直接將DATA[NUM]與最大值MAX和最小值MIN比較從而判定波峰或波谷，然后只需將步驟5)得到的DripNum的累計(jì)數(shù)據(jù)除以2即可得到最終的液滴數(shù)DripNum。
[0053]上述檢測方法在未經(jīng)硬件電路信號(hào)處理的情況下，能夠在莫菲式滴管搖晃、傾斜及管壁透光性改變等外界環(huán)境影響下做出準(zhǔn)確的檢測；具體來說，該檢測方法具有以下優(yōu)點(diǎn):a)為了保證傳感器能夠捕獲液滴，紅外對(duì)管的水平高度和滴嘴水平高度非常接近，這就不可避免地會(huì)受到液滴的粘滯效應(yīng)的干擾，除了主峰以外，會(huì)出現(xiàn)由粘滯效應(yīng)帶來的副峰；該方法利用場幅來作為判斷依據(jù)，有效規(guī)避了液滴粘滯效應(yīng)的影響山)該方法依據(jù)場幅頂部和底部的標(biāo)志位，來判斷是否檢測到一滴完整液滴，對(duì)實(shí)際應(yīng)用中有很好的防抖功能；c)該方法還能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中多變的情況，自適應(yīng)調(diào)整場幅AMP和校正區(qū)間DIFF，并且在每次變化都會(huì)做補(bǔ)償處理；對(duì)滴液過程中的傾斜、搖晃及透明度改變等導(dǎo)致誤檢測的情況，有很強(qiáng)的抗干擾性。
[0054]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于，包括液滴探測單元和供電單元；所述液滴探測單元包括主電路、滴管容納槽和紅外對(duì)管，所述紅外對(duì)管設(shè)于所述滴管容納槽的兩側(cè)并連接所述主電路；所述供電單元包含充電電池和電源管理電路；所述供電單元與所述液滴探測單元通過榫卯結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)扣合或分離，在扣合時(shí)所述供電單元通過電源接口為所述液滴探測單元供電。2.如權(quán)利要求1所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:在所述供電單元和所述液滴探測單元扣合時(shí)，所述滴管容納槽封閉或者呈半開放結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:所述紅外對(duì)管與所述滴管容納槽內(nèi)滴管的滴嘴口保持固定距離，使紅外發(fā)射管的發(fā)散角覆蓋該滴嘴口。4.如權(quán)利要求1所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:所述榫卯結(jié)構(gòu)中，卯結(jié)構(gòu)設(shè)于所述液滴探測單元上，榫結(jié)構(gòu)設(shè)于所述供電單元上。5.如權(quán)利要求1所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:所述榫卯結(jié)構(gòu)中，榫結(jié)構(gòu)設(shè)于所述液滴探測單元上，卯結(jié)構(gòu)設(shè)于所述供電單元上。6.如權(quán)利要求1所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:所述電源接口的公頭和母頭分別設(shè)置在所述供電單元和所述液滴探測單元的扣合處。7.如權(quán)利要求1所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:所述供電單元為一個(gè)或者至少兩個(gè)。8.如權(quán)利要求1所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:所述主電路包括處理器、穩(wěn)壓電路、LED指示燈和開關(guān)。9.如權(quán)利要求8所述的分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置，其特征在于:所述主電路還包括無線通信模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種分離式結(jié)構(gòu)的液滴檢測裝置。該液滴檢測裝置包括液滴探測單元和供電單元；所述液滴探測單元包括主電路、滴管容納槽和紅外對(duì)管，所述紅外對(duì)管設(shè)于所述滴管容納槽的兩側(cè)并連接所述主電路；所述供電單元包含充電電池和電源管理電路；所述供電單元與所述液滴探測單元通過榫卯結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)扣合或分離，在扣合時(shí)所述供電單元通過電源接口為所述液滴探測單元供電。本實(shí)用新型通過去除傳統(tǒng)電路設(shè)計(jì)中的信號(hào)處理單元降低了生產(chǎn)成本和產(chǎn)品功耗；分離的探測單元和供電單元通過榫卯結(jié)構(gòu)來進(jìn)行連接扣合，能夠?qū)⒛剖降喂芊庋b起來，提高了檢測可靠性；同時(shí)有別于傳統(tǒng)一體式設(shè)計(jì)的設(shè)備分離式設(shè)計(jì)使得供電單元替換變得更為便捷。
【IPC分類】A61M5/172
【公開號(hào)】CN204995920
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520564852
【發(fā)明人】陳威
【申請(qǐng)人】陳威
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日