点滴报警装置

在医院输液的病人经常没有家人或护士的陪伴，病人输完液后若不能及时拔除针管，就会导致血液倒流，引起不必要的危险。因此我设计了点滴自动报警装置。

一、工作原理

通过固定在输液瓶或输液管上的光电传感器，利用液面下降到预定位置时对光的反射或折射情况的变化判断药液是否输完。

将特制的红外光电传感器紧靠输液瓶口卡于输液管上，当瓶内液体未输完时，管内充满液体，光电传感器发光管发出的光线可直接射于对面的光敏接收管上，接收管处于导通状态。

当瓶内液体输完、液面下降到输液管中时，由于毛细现象及管内液体层流作用，液面向下凹陷，发光管发出的光线在弯曲液面上发生折射，致使光敏接收管失去光照而停止工作。

当液面通过光电传感器后，光线又可直接照射光敏接收管，接收管恢复导通状态。瓶内药液输完后，液面通过光电传感器时，光敏接收管将经历一次导通-停止-导通的状态，即输液完成的信息。

输液时一般使用透明塑料管， 当管内有液体时， 管壁和管内柱形液体相当于一个柱形透镜，如图1所示，光线不仅能通过， 而且还能聚集到某一片区域。

管内无药水时，管内气体使光线形成散射， 光线主要集中在管壁内， 仅有很少一部分溢出。光敏器件能把这种光信号的变化转变成电信号的变化，再经控制电路处理使装置在无药水的情况下发出警报。

光敏电阻的阻值随光照强度的减小而变小，而且在光照强度较小时，电阻阻值的变化更明显，所以使用光敏电阻作报警装置的光敏器件在管内有液体时阻值小，无液体时阻值大。利用在两种情况下光敏电阻阻值的不同，就可以判断输液是否完成。电路设计框图如图2。

二、测试过程

最初测试时，发现电路并没有按预期的模式工作，LED灯一直处于工作状態。经过分析，可能是电阻阻值不合适导致的。重新调试后装置依旧不能正常工作，检查分析电路板后发现，电路管脚接点不正确，导致电路的功能受影响。

接着我又调试了PCB板，并使用备用的面包板重新搭线，安装模型，调节电阻阻值等参数，在接通电源后最终达到了理想的效果。

三、结论分析

实验成品可准确判断输液是否完成，具有较高的灵敏度。同时，在外界光线强度不大的情况下亦可正常工作，具有一定的抗干扰能力。如果要求不高，还可直接将LED接入比较器，有利于节约成本，扩大适用范围。

四、应用效果

将点滴报警装置安装在输液管上，启动报警装置。等输液瓶里的液体慢慢滴完时，会突然发出刺耳的蜂鸣声。如此反复试验多次，没有发生误报或报警装置失效的状况，说明该装置的报警效果好，误报率低。