Сенсорная система
Изобретение относится к медицине, а именно к сенсорной системе для определения положения створки в волюметрическом насосе для непрерывных инфузий. Сенсорная система для волюметрического насоса содержит по меньшей мере один сенсорный блок, по меньшей мере один сенсорный передающий блок, а также блок обработки выходных сенсорных сигналов. Сенсорный передающий блок выполнен с возможностью подачи переменной детектирования, изменяющейся в зависимости от положения хода, на сенсорный блок вдоль заданного пути, вдоль которого неподвижно установленный сенсорный блок и подвижно установленный сенсорный передающий блок или подвижно установленный сенсорный блок и неподвижно установленный сенсорный передающий блок перемещаются относительно друг друга. Сенсорный блок выполнен с возможностью выдачи детектирующего сигнала, соответствующего конкретному положению хода, на основе изменяющейся переменной детектирования. Блок обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью приема детектирующего сигнала, выданного сенсорным блоком, и различения по меньшей мере трех положений хода на основе принятого детектирующего сигнала. Достигается идентификация положения передней створки волюметрического насоса, по меньшей мере, в открытом состоянии, полузакрытом состоянии и закрытом состоянии. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к сенсорной системе для определения положения створки в волюметрическом насосе для непрерывных инфузий.
Волюметрические насосы (известные также под названием «дозировочные насосы» или «перистальтические насосы» и соответственно «инфузоматы»), такие как инфузионный насос, представляют собой электрические приборы для непрерывного внутривенного введения инфузионных растворов. Известны, например, инфузионные насосы, содержащие перистальтический насос с электронным управлением на инфузионной трубке, обеспечивающий возможность точного дозирования инфузионной текучей среды в единицу времени.
Принцип подачи в насосах вышеупомянутого типа, также именуемых «управляемыми по объему» или «волюметрическими» насосами, основан на системе с использованием скользящего «звена перистальтического назначения», с помощью которого можно генерировать равномерный поток со слабой пульсацией и переменной мощностью. Один поворот звена перистальтического назначения соответствует одному рабочему этапу, на котором определенное количество инфузионного раствора подается в инфузионную систему путем сжатия заданной области трубки.
В основном применяется «линейная перистальтика», при которой трубка прижимается, по меньшей мере, к одному подвижному пальцу перистальтического назначения посредством створки или передней створки, к которой имеется доступ и которой можно управлять, например, на передней стороне прибора. Это призвано устранить нерегулируемый поток, при этом подача текучей среды путем перемещения пальцев перистальтического назначения должна быть контролируемой. Таким образом, положение створки является существенно важным для работы прибора. В упрощенном виде створка, например, может принимать ОТКРЫТОЕ, ПОЛУЗАКРЫТОЕ и ЗАКРЫТОЕ положения.
ОТКРЫТОЕ состояние подразумевает, что звено перистальтического назначения не создает преграды, т.е. нерегулируемый поток не устраняется звеном перистальтического назначения. ЗАКРЫТОЕ состояние подразумевает, что нерегулируемый поток не может иметь место, поскольку в этом положении передней створки последняя сдавливает трубку, прижимая к звену перистальтического назначения, при этом только перемещение звена перистальтического назначения, контролируемое пальцами перистальтического назначения, способно создать поток доставляемой текучей среды.
Известные сенсорные системы распознают ОТКРЫТОЕ и ЗАКРЫТОЕ положения передней створки посредством одного или более датчиков и содержат бесконтактные переключатели, имеющие схемы с бинарной логикой, большинство которых выполнены с возможностью включения в свой состав электромеханических переключателей и соленоидных переключателей.
В то время как пользователи знакомы с понятиями открытого и соответственно закрытого состояния створки, а потому они могут допустить соответственно надлежащее функционирование насоса, не представляющее опасности для пациента, ПОЛУЗАКРЫТОЕ состояние создает угрозу безопасности пациента, т.к. в этом состоянии насос может не обладать возможностью управлять потоком. Таким образом, следует избежать того, чтобы пользователи позволяли передней створке оставаться в этом состоянии в процессе работы насоса и соответственно при приведении его в действие.
Ранее известные сенсорные системы не способны надежно идентифицировать ПОЛУЗАКРЫТОЕ положение створки, так что прибор, содержащий известную сенсорную систему, не может реагировать на такое критическое состояние.
На фоне этого уровня техники задача изобретения заключается в создании сенсорной системы, идентифицирующей положение передней створки волюметрического насоса, по меньшей мере, в открытом состоянии, полузакрытом состоянии и закрытом состоянии.
Данная функция должна быть реализована при минимальном использовании аппаратного обеспечения и минимальных расходах, а также минимальных усилиях по калибровке.
Кроме того, предполагается, что сенсорная система должна быть способна выдавать сигнал тревоги, если передняя створка остается в полузакрытом состоянии, например, больше заданного периода времени.
Согласно изобретению эта задача решается с помощью сенсорной системы, содержащей признаки по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно идеи изобретения сенсорная система, выполненная с возможностью определения и соответственно надежной идентификации, по меньшей мере, положений створки, расположенной на передней поверхности (положений передней створки), именуемых ОТКРЫТЫМ, ПОЛУЗАКРЫТЫМ и ЗАКРЫТЫМ положениями, занимаемыми передней створки волюметрического насоса, предназначенного, в частности, для медицинского прибора, реализуется посредством аналоговой измерительной системы, определяющей поворотное положение передней створки и рычага управления створкой, а также посредством динамической оценки измерительного сигнала. Предпочтительно передняя створка расположена на передней поверхности. Предпочтительно с этой целью измерительная система включает в себя аналоговый датчик, например датчик Холла.
Предпочтительно передняя створка волюметрического насоса содержит управляемый вручную запорный рычаг и закрывающий механизм, управляемый упомянутым запорным рычагом. ПОЛУЗАКРЫТОЕ состояние, т.е. полузакрытое состояние створки, расположенной между закрытым положением и открытым положением, представляет собой положение, в котором створка уже вошла в зацепление с закрывающим механизмом, однако запорный рычаг еще не полностью переместился в концевое положение, а потому закрывающий механизм еще не полностью закрыт.
В ОТКРЫТОМ положении или состоянии створки створка находится за пределами заданного диапазона обнаружения аналогового датчика, так что створка является невидимой для датчика, а значит, датчик выдает нулевой сигнал. В ЗАКРЫТОМ положении или состоянии створки створка находится близко к аналоговому датчику, при этом створка является видимой для датчика как расположенная очень близко, так что датчик выдает сильный сигнал или сигнал высокого уровня. ПОЛУЗАКРЫТОЕ положение в данной конфигурации становится очевидным из того факта, что датчик обнаруживает створку в положении, близком к звену перистальтического назначения насоса, но еще не в полностью конечном положении, соответствующем закрытому положению, а значит, выдает слабый сигнал, который сильнее нулевого сигнала, соответствующего открытому состоянию, но слабее сильного сигнала, соответствующего закрытому положению.
Вышеупомянутые различимые значения сигнала или уровни сигнала предпочтительно реализуются аналоговым датчиком Холла, например, расположенным в основном корпусе волюметрического насоса, и соленоидом, расположенным на передней створке. При такой конфигурации в ОТКРЫТОМ положении створки датчик не обнаруживает соленоид и соответственно не выдает сигнал или выдает нулевой сигнал, в ПОЛУЗАКРЫТОМ положении створки датчик обнаруживает соленоид в отдаленном положении и соответственно выдает слабый сигнал, а в ЗАКРЫТОМ положении створки датчик обнаруживает соленоид в близком положении и соответственно выдает сильный сигнал.
Предпочтительно распознавание датчиком и соответственно аналоговый сигнал связаны не только с поворотным положением передней створки, но также дополнительно связаны с положением запорного рычага. В этом случае, только когда створка закрыта и запорный рычаг находится в своем заданном конечном положении, соответствующем закрытому положению створки, ранее распознанное ПОЛУЗАКРЫТОЕ состояние аннулируется, т.е. прекращается, и выносится заключение о том, что состояние более не является критическим.
В случае ранее описанного образования пары из датчика Холла и соленоида соленоид может располагаться, например, на рычаге управления или запорной штанге, механически регулируемой на своем месте рычагом створки. Одна из конструкций может быть такой, что сигнал аналогового датчика изменяется, например, от сильного при открытой створке к слабому при полузакрытой створке, а затем к сильному при полностью закрытой створке.
Кроме того, может использоваться поведение аналогового сигнала во времени для проверки достоверности или подтверждения оценки сигнала. Например, датчик может быть выполнен с возможностью оценки, осуществляемой на основе поведения во времени, положения створки, опираясь на согласование динамики изменения сигнала с моделью поведения во времени. В этом случае оценку посредством пороговых значений, подлежащих калибровке, предпочтительно можно исключить.
Как описано ранее, посредством сенсорной системы согласно изобретению можно идентифицировать и распознать, по меньшей мере, три положения створки, а именно ОТКРЫТОЕ, ПОЛУЗАКРЫТОЕ и ЗАКРЫТОЕ. Благодаря аналоговой конструкции для идентификации упомянутых, по меньшей мере, трех состояний предпочтительно требуется всего лишь один датчик. В качестве альтернативы возможен вариант использования бинарных датчиков и в этом случае потребуется расположить, по меньшей мере, два датчика, чтобы различить ПОЛУЗАКРЫТОЕ и ЗАКРЫТОЕ состояния. Оценка динамического поведения во времени предпочтительно позволяет отказаться от калибровки, а значит, существенно сократить усилия по калибровке. Оценка динамического поведения во времени дополнительно предпочтительно обеспечивает возможность проверки достоверности сигналов датчика и, принимая во внимание аспекты безопасности, контроля корректной работы датчика.
Согласно изобретению задача конкретно решается с помощью сенсорной системы для волюметрического насоса, работающего согласно принципу линейной перистальтики, содержащей, по меньшей мере, один сенсорный блок; по меньшей мере, один сенсорный передающий блок; а также блок обработки выходных сенсорных сигналов, при этом сенсорный передающий блок выполнен с возможностью подачи переменной детектирования, изменяющейся в зависимости от положения хода, на сенсорный блок вдоль заданного пути, вдоль которого неподвижно установленный сенсорный блок и подвижно установленный сенсорный передающий блок или подвижно установленный сенсорный блок и неподвижно установленный сенсорный передающий блок перемещаются относительно друг друга; при этом сенсорный блок выполнен с возможностью выдачи детектирующего сигнала, соответствующего положению хода, на основе изменяющейся переменной детектирования; при этом блок обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью приема детектирующего сигнала, выданного сенсорным блоком, и различения, по меньшей мере, трех положений хода на основе принятого детектирующего сигнала. Таким образом, предпочтительно можно определить положение створки инфузионного насоса, в котором окклюзия вставленной трубки не обеспечивается.
Предпочтительно, по меньшей мере, три положения хода включают в себя закрытое положение, в котором участок трубки, вставленный в насос, окклюдирован, открытое положение, в котором трубка, вставленная в насос, не окклюдирована, и промежуточное положение, находящееся между закрытым положением и открытым положением. Предпочтительно, таким образом, между постоянно закрытым состоянием и постоянно открытым состоянием створки можно распознать промежуточное положение створки инфузионного насоса, в котором окклюзия вставленной трубки не обеспечивается.
Предпочтительно сенсорный блок установлен в корпусе насоса, а сенсорный передающий блок установлен на блоке с переменным положением хода, шарнирно соединенным с возможностью регулировки с корпусом, либо сенсорный блок установлен на блоке с переменным положением хода, шарнирно соединенным с возможностью регулировки с корпусом, а сенсорный передающий блок установлен в корпусе насоса. Таким образом, предпочтительно предусматриваются различные степени свободы для расположения датчика в качестве сенсорного блока и передающего элемента в качестве сенсорного передающего блока, а также для выбора составной части схемы насос-створка, обеспечивающие относительное перемещение между первыми, а значит, обеспечивающие изменение детектирующего сигнала в зависимости от положения и, соответственно, пути. Степени свободы упомянутого типа подробно определены в нижеследующих аспектах.
Предпочтительно блок с переменным положением хода представляет собой блок створки насоса, выполненный в виде закрывающего устройства и приспособленный для окклюдирования участка трубки, вставленного в насос, в закрытом состоянии, противодействуя элементу перистальтического назначения, расположенному в насосе и осуществляющему передачу текучей среды на этом участке трубки, а также приспособленный не создавать окклюзию, противодействуя ему, в открытом положении, либо блок с переменным положением хода представляет собой шарнирный блок на створочном устройстве для шарнирного соединения створочного устройства с корпусом регулируемым или складываемым образом, либо средство с переменным положением хода представляет собой запорную штангу, подвижно соединенную со створочным устройством насоса, либо блок с переменным положением хода представляет собой запорный рычаг, соединенный со створочным устройством и/или с корпусом насоса.
Например, датчик может располагаться в насосе, а ответная часть датчика (например, соленоид) может располагаться в створочном устройстве, выполненном, например, в виде передней створки, датчик может располагаться в передней створке, а ответная часть датчика может располагаться в насосе, датчик может располагаться в шарнире передней створки, а ответная часть датчика может располагаться в насосе, датчик может располагаться в подвижной запорной штанге, а ответная часть датчика может располагаться в насосе, датчик может располагаться в запорном рычаге, а ответная часть датчика может располагаться в насосе, ответная часть датчика (например, соленоид) может располагаться на запорной штанге, а датчик может располагаться в насосе, ответная часть датчика (например, соленоид) может располагаться на запорном рычаге, а датчик может располагаться в насосе и/или ответная часть датчика (например, соленоид) может быть неподвижно установлена на передней створке, а датчик может располагаться в насосе.
Предпочтительно детектирующий сигнал сенсорного блока связан с поворотным положением створочного устройства, образующим первое положение хода, и с положением запорного рычага, образующим второе положение хода, при этом блок обработки выходных сенсорных сигналов выполнен так, что ранее распознанное состояние промежуточного положения аннулируется только тогда, когда первое положение хода указывает, что передняя створка полностью закрыта, а второе положение хода указывает, что запорный рычаг находится в заданном конечном положении, соответствующем закрытому положению створочного устройства.
Предпочтительно сенсорный блок представляет собой датчик Холла, а сенсорный передающий блок представляет собой соленоид, воздействующий на датчик Холла, либо сенсорный блок представляет собой емкостный датчик, а сенсорный передающий блок выполнен с возможностью вызывать изменение емкости, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, либо сенсорный блок представляет собой индуктивный датчик, а сенсорный передающий блок выполнен с возможностью вызывать изменение магнитного поля, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, в сенсорном блоке, либо сенсорный блок представляет собой оптический датчик, а сенсорный передающий блок выполнен с возможностью вызывать изменение падения света, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, на сенсорный блок, либо сенсорный блок представляет собой элемент с переменным сопротивлением, предпочтительно типа потенциометра, а сенсорный передающий блок выполнен с возможностью вызывать изменение сопротивления, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, в сенсорном блоке.
Например, предпочтительно может быть создана конфигурация посредством аналоговых датчиков Холла, конфигурация посредством емкостных или индуктивных датчиков, конфигурация посредством оптических датчиков и/или конфигурация посредством компонентов с переменным сопротивлением, таких как потенциометр и т.п.
Предпочтительно в первом положении хода, соответствующем неокклюдированному открытому состоянию, сенсорный блок не обнаруживает присутствие сенсорного передающего блока и выдает нулевой сигнал в качестве первого детектирующего сигнала в блок обработки выходных сенсорных сигналов; в третьем положении хода, соответствующем окклюдированному закрытому состоянию, сенсорный блок обнаруживает близкое присутствие сенсорного передающего блока посредством сильного воздействия со стороны переменной детектирования и выдает сильный сигнал датчика, соответствующий сильному воздействию, в качестве третьего детектирующего сигнала в блок обработки выходных сенсорных сигналов; при этом во втором положении хода, соответствующем промежуточному состоянию между окклюдированным закрытым состоянием и неокклюдированным открытым состоянием, сенсорный блок обнаруживает отдаленное присутствие сенсорного передающего блока посредством воздействия со стороны переменной детектирования, которое слабее сильного воздействия, но выше соответствующего нулевому сигналу, и выдает более слабый выходной сигнал датчика, соответствующий более слабому воздействию, в качестве второго детектирующего сигнала в блок обработки выходных сенсорных сигналов.
Предпочтительно блок обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью динамической оценки первого, второго и/или третьего детектирующих сигналов вдоль заданного пути в виде аналоговых сигналов.
Предпочтительно блок обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью проведения проверки достоверности детектирующего сигнала на основе поведения во времени детектирующего сигнала.
Предпочтительно блок обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью оценки положения хода путем согласования динамики изменения детектирующего сигнала с моделью поведения во времени.
Предпочтительно блок обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью выдачи сигнала тревоги, когда обнаруживается, что промежуточное положение, находящееся между закрытым положением и открытым положением, сохраняется больше заданного периода времени.
Блоки, конструкции, конфигурации и/или компоненты, составляющие сенсорную систему, представленную в настоящем описании, могут быть выполнены с возможностью создания множества модификаций, включающих в себя в той или иной степени предустановленные конфигурации и/или отдельные части, которые должны находиться в надлежащем месте и связываются или соединяются в ходе применения/в работе.
Ниже изобретение будет описано подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, представленные схематично и в упрощенной форме, где
на Фиг. 1 показан вид спереди волюметрического насоса, например инфузионного насоса, содержащего сенсорную систему согласно одному варианту осуществления;
на Фиг. 2 показан вид сбоку волюметрического насоса по Фиг. 1.
Одинаковые или схожие детали, показанные на чертежах, могут иметь одинаковые ссылочные позиции либо могут не иметь ссылочных позиций, при этом их подробное описание или пояснение не повторяется. Кроме того, части и/или компоненты, не являющиеся существенно важными для описания изобретения, могут быть опущены или скрыты на чертежах, чтобы повысить визуальную доступность более важных деталей.
На виде с торца или спереди волюметрического насоса, показанного на Фиг. 1, который содержит сенсорную систему согласно одному варианту осуществления, в корпусе 10 насоса размещены функциональные блоки, детали и компоненты, необходимые для работы насоса. Они сами по себе известны, а потому в настоящем документе дополнительно не описываются.
Концевая створка или створка передней стороны (передняя створка) 12 шарнирно соединена с корпусом 10 с возможностью складывания. Створка 12 предпочтительно продолжается по существу по всей ширине корпуса насоса, поскольку одна из ее функций заключается в открытии доступа для введения трубки или участка трубки, транспортирующего текучую среду, например инфузионный раствор, в насос путем соответствующего складывания или откидывания. Снаружи створки расположены рабочие элементы 14 (обозначенные кружками, причем только одному из них присвоена ссылочная позиция), по меньшей мере, индикатора 16 для передачи сигналов о рабочих условиях (обозначенного скругленными прямоугольниками, причем только одному из них присвоена ссылочная позиция), выполненные, например, в виде ламп, а также устройство 18 отображения, которое может быть выполнено, например, в виде жидкокристаллического дисплея, например, для прогона программы и связи с пользователем.
На Фиг. 2 проиллюстрирован вид сбоку волюметрического насоса, показанного на Фиг. 1. Створка 12 может складываться или совершает поворот на шарнире или шарнирном блоке 22 (шарнире передней створки) в нижней части корпуса 10 вокруг оси, проходящей в продольном направлении корпуса 10, напротив корпуса 10 вдоль заданного пути.
Створка 12 может принимать ряд положений хода вдоль заданного пути.
Первое положение или положение хода представляет собой положение замыкания или закрытое положение, в котором створка 12 направлена близко к корпусу 10, обеспечивает прижатие трубки или участка 24 трубки, вставленного в насос и находящегося, например, на направляющих участках для трубки и/или посадочных местах для трубки, к непоказанному звену перистальтического назначения (пальцу перистальтического назначения, элементу перистальтического назначения) и окклюдирует трубку 24.
Второе положение или положение хода представляет собой открытое положение, в котором створка 12 откинута от корпуса (на Фиг. 2 показано пунктиром) и освобождает доступ к насосу. Вставленная трубка 24 в открытом положении створки 12 не окклюдирована.
Третье положение или положение хода представляет собой промежуточное положение между закрытым положением или первым положением хода и открытым положением. Хотя окклюдирующее усилие, передаваемое створкой 12, обычно генерируется и сохраняется, по меньшей мере, поддерживается, с помощью, например, подвижной запорной штанги и/или запорного рычага (не показаны), может иметь место неполная окклюзия трубки 24, когда запорная штанга и/или запорный рычаг находятся в промежуточном положении, а не в заданном концевом положении.
Другими словами, пользователь может закрыть створку 12 и привести в действие запорную штангу или запорный рычаг соответственно. Если осталось незамеченным то, что это выполнено не до конца, створка 12 может остаться в промежуточном положении (именуемом здесь также «полузакрытым» состоянием и соответствующем такому состоянию) и может не осуществить окклюзию в достаточной степени, хотя пользователь полагает, что проведена надлежащая закрывающая операция.
В то время как пользователи знакомы с понятиями открытого и соответственно закрытого состояния створки и, таким образом, в каждом из этих случаев они могут допустить надлежащее функционирование насоса, которое является безопасным для пациента, полузакрытое состояние является критическим для безопасности пациент, поскольку насос в этом состоянии не может надежно управлять потоком, переносимым через трубку или участок 24 трубки. Следовательно, пользователи не должны оставлять створку 12 в таком состоянии в процессе работы насоса и соответственно при приведении его в действие.
Для распознавания промежуточного состояния согласно вышеприведенному описанию, т.е. положения створки 12 между открытым положением и закрытым положением, согласно настоящему варианту осуществления в корпусе и в створке 12 расположены, по меньшей мере, один датчик 26 (сенсорный блок) и, по меньшей мере, один передающий элемент 27, воздействующий на датчик с использованием переменной детектирования (сенсорный передающий блок), которые связаны между собой так, что в соответствии с расстоянием между датчиком 16 и передающим элементом 18 можно определить и отличить друг от друга, по меньшей мере, закрытое состояние, открытое состояние и промежуточное положение между закрытым состоянием и открытым состоянием, т.е. первое, второе и третье положения хода створки 12.
Более конкретно, сенсорная система согласно этому варианту осуществления содержит, по меньшей мере, один датчик 26, по меньшей мере, один передающий элемент 27, а также, например, микроконтроллер или микропроцессор 28, имеющий надлежащую емкость запоминающего устройства и периферийное устройство (блок обработки выходных сенсорных сигналов), которые сами по себе известны, а потому дополнительно не описываются. Датчик 26 может быть неподвижно установлен в корпусе 10, а передающий элемент 27 может располагаться в створке 12 и перемещаться вместе с ней, как показано на Фиг. 2. В качестве альтернативы передающий элемент 27 может быть неподвижно установлен в корпусе 10, а датчик 26 может располагаться в створке 12 и перемещаться вместе с ней.
По существу нет конкретных ограничений в отношении места расположения датчика 26 и передающего элемента 27 при условии, что передающий элемент 27 и датчик 26 могут перемещаться относительно друг друга вдоль заданного пути, вдоль которого неподвижно установленный датчик 26 и подвижно установленный передающий элемент 27 или подвижно установленный датчик 26 и неподвижно установленный передающий элемент 27 совершают движение, и могут использовать переменную детектирования, изменяющуюся в зависимости от положения хода, т.е. первого, второго и третьего положений хода согласно вышеприведенному описанию.
В этом случае датчик 26 на основе переменной детектирования, изменяющейся в зависимости от пути, может выдавать в микроконтроллер или микропроцессор 28 детектирующий сигнал, соответствующий конкретному положению хода, который в настоящем варианте осуществления является аналоговым.
Микроконтроллер или микропроцессор 28 выполнен с возможностью принимать и оценивать детектирующий сигнал, выданный датчиком 26, и, таким образом, определять, по меньшей мере, три положения хода, т.е. первое, второе и третье положения хода, указывающие соответствующее закрытое положение, в котором трубка или участок 24 трубки, вставленный в насос, находится в окклюдированном состоянии, соответствующее открытое положение, в котором трубка или участок 24 трубки, вставленный в насос, находится в неокклюдированном состоянии, и соответствующее промежуточное положение между закрытым положением и открытым положением.
Следует отметить, что хотя промежуточное положение по существу может представлять собой любое положение между открытым положением и закрытым положением, из такого диапазона возможных промежуточных положений полезно выбрать, по меньшей мере, одно заданное промежуточное положение, из которого закрытое состояние более не обнаруживается и/или открытое состояние еще не обнаруживается, чтобы образовать пороговое значение, используя, например, пороговые величины (принцип сравнения). Поскольку в настоящем варианте осуществления детектирование осуществляется с помощью аналогового сигнала, при необходимости можно определить соответствующие пороговые значения, при этом микроконтроллер или микропроцессор 28 может быть выполнен с возможностью обработки и детектирования произвольного числа промежуточных положений.
Когда микроконтроллер или микропроцессор 28 распознает промежуточное положение, которое является заданным между закрытым положением и открытым положением, он может выдавать сигнал тревоги, например, посредством индикатора 16 для передачи сигналов о рабочих условиях, блока 18 отображения и/или звукового сигнала из акустической системы (не показана), чтобы проинформировать пользователя об упомянутом состоянии и/или надлежащим образом ограничить работу насоса, например, остановить ее. Сигнал тревоги может выдаваться с задержкой, например не ранее чем по истечении заданного периода времени с момента обнаружения промежуточного положения.
В вышеприведенном контексте створка 12, таким образом, образует устройство изменения положения хода, шарнирно соединенное с возможностью регулировки с корпусом 10, и одновременно закрывающее устройство, окклюдирующее трубку или участок 24 трубки, вставленный в насос, в закрытом состоянии, прижимая к элементу перистальтического назначения, расположенному в насосе и переносящему текучую среду, такую как инфузионный раствор, в трубке или на участке 24 трубки, и не создающее окклюзию в результате прижатия к элементу перистальтического назначения в открытом состоянии.
В соответствующих альтернативных вариантах осуществления устройство изменения положения хода может представлять собой шарнир 22 створки 12, запорную штангу, подвижно соединенную со створкой 12 насоса, или запорный рычаг, соединенный со створкой 12 и/или корпусом 10 насоса.
Например, датчик 26 может располагаться в насосе, а передающий элемент 27 в качестве ответной части датчика, например соленоид, может располагаться в створке 12, датчик 26 может располагаться в створке 12, а передающий элемент 27 может располагаться в насосе, датчик 26 может располагаться в шарнире 22 створки 12, а передающий элемент 27 может располагаться в насосе, датчик 26 может располагаться в подвижной запорной штанге, а передающий элемент 27 может располагаться в насосе, датчик 26 может располагаться в запорном рычаге, а передающий элемент 27 может располагаться в насосе, передающий элемент 27 в качестве ответной части датчика, например соленоид, может располагаться на запорной штанге, а датчик 26 может располагаться в насосе и/или передающий элемент 27 в качестве ответной части датчика, например соленоид, может быть неподвижно установлен на створке 12, а датчик 26 может располагаться в насосе.
Предпочтительно детектирующие сигналы датчика 26 могут быть дополнительно связаны одновременно с положением створки 12, образующим положение хода створки в качестве первого положения хода, а также с положением запорного рычага, образующим положение хода запорного рычага в качестве второго положения хода. В этом случае микроконтроллер или микропроцессор 28 может быть выполнен с возможностью определения, что ранее распознанное состояние промежуточного положения аннулируется, только когда положение хода створки указывает, что створка 12 закрыта заданным образом, а положение хода запорного рычага указывает, что запорный рычаг находится в заданном концевом положении, соответствующем, например, закрытому положению створки 12.
Датчик 26 может представлять собой датчик Холла, а передающий элемент 27 может представлять собой соленоид, воздействующий на датчик Холла. В соответствующих альтернативных вариантах осуществления датчик 26 может представлять собой емкостный датчик, а передающий элемент 27 может создавать изменение емкости, соответствующее покрытому расстоянию хода створки 12, в датчике 26 либо датчик 26 может представлять собой индуктивный датчик, а передающий элемент 27 может создавать изменение магнитного поля, соответствующее покрытому расстоянию хода створки 12, в датчике 26, либо датчик 26 может представлять собой оптический датчик, а передающий элемент 27 может вызывать изменение падения света или количества падающего света, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, либо датчик 26 может представлять собой элемент с переменным сопротивлением, предпочтительно типа потенциометра, а передающий элемент 27 может инициировать изменение сопротивления, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, в датчике 26.
В сенсорной системе в настоящем варианте осуществления используются аналоговые сигналы, например, с датчиков Холла, емкостных или индуктивных датчиков, оптических датчиков и/или компонентов с переменным сопротивлением, таких как потенциометр и т.п.
Однако заявка этим не ограничивается. Сенсорная система в равной степени может быть реализована на основе датчиков, выдающих бинарные сигналы. В этом случае минимальное количество размещаемых датчиков увеличивается в соответствии с положениями хода, которые требуется различить. В случае трех положений хода, которые требуется различить на бинарной основе, следует иметь в наличии, например, по меньшей мере, два датчика 26, выдающие бинарные сигналы.
В настоящем варианте осуществления отдельные положения хода распознаются согласно нижеследующему описанию. В первом положении хода створки 12, соответствующем неокклюдированному открытому состоянию (расстояние 0 между датчиком 26 и передающим элементом 27 на Фиг. 2), датчик 26 не воспринимает или не обнаруживает присутствие передающего элемента 27, а значит, выдает нулевой сигнал в качестве первого детектирующего сигнала в микроконтроллер или микрокомпьютер 28. В третьем положении хода створки 12, соответствующем окклюдированному закрытому состоянию (расстояние G между датчиком 26 и передающим элементом 27 на Фиг. 2), датчик 26 воспринимает или обнаруживает передающий элемент 27 на коротком расстоянии или вблизи впереди себя благодаря сильному воздействию переменной детектирования на датчик, а значит, выдает в микроконтроллер или микрокомпьютер 28 сильный выходной сигнал датчика, соответствующий сильному воздействию, в качестве третьего детектирующего сигнала. Во втором положении хода, соответствующем промежуточному состоянию между окклюдированным закрытым состоянием и неокклюдированным открытым состоянием, датчик 26 воспринимает или обнаруживает передающий элемент 27 более отдаленно, чем в третьем положении хода, вследствие более слабого воздействия переменной детектирования на датчик по сравнению с сильным воздействием в третьем положении хода, однако с интенсивностью, превышающей ту, при которой выдается нулевой сигнал, и выдает в микроконтроллер или микрокомпьютер 28 выходной сигнал датчика, соответствующий более слабому воздействию, который является более слабым, чем второй детектирующий сигнал.
Первый, второй и/или третий детектирующие сигналы далее могут динамически оцениваться в виде аналоговых сигналов микроконтроллером или микрокомпьютером 28 вдоль заданного пути створки 12. Например, микроконтроллер или микрокомпьютер 28 может выполнять проверку достоверности детектирующего сигнала на основе поведения во времени одного или всех детектирующих сигналов, чтобы контролировать безопасность работы сенсорной системы. Положение хода может оцениваться, например, путем согласования динамики изменения детектирующего сигнала с моделью поведения во времени.
Хотя конкретные параметры, такие как вес, абсолютная длина, ширина и толщина, цвет, форма и несущественные детали не показаны, специалистам в данной области техники такие технические характеристики очевидны в объеме ранее описанного вариант осуществления изобретения. Кроме того, следует понимать, что в тексте описания последовательность и содержимое конфигураций и компонентов, представленных на чертежах и описанных в настоящем документе, носят лишь иллюстративный характер и приведены в качестве примера, при этом устройство и алгоритм его работы ими не ограничиваются.
Таким образом, изобретение не ограничивается описанным предпочтительным вариантом осуществления, при этом специалисты в данной области техники смогут предложить его модификации и комбинации, по меньшей мере, частей этого варианта осуществления, а также эквиваленты в объеме, определяемом прилагаемой формулой изобретения.
1. Сенсорная система с бесконтактными датчиками для волюметрического насоса, работающего согласно принципу линейной перистальтики, выполненная с возможностью детектирования положения передней створки и/или запорного рычага относительно корпуса (10) волюметрического насоса, содержащая
по меньшей мере один сенсорный блок (26);
по меньшей мере один сенсорный передающий блок (27); а также
блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов, при этом
сенсорный передающий блок (27) выполнен с возможностью подачи переменной детектирования, изменяющейся в зависимости от положения хода, на сенсорный блок (26) вдоль заданного пути, вдоль которого неподвижно установленный сенсорный блок (26) и подвижно установленный сенсорный передающий блок (27) или подвижно установленный сенсорный блок (26) и неподвижно установленный сенсорный передающий блок (27) перемещаются относительно друг друга;
сенсорный блок (26) выполнен с возможностью выдачи детектирующего сигнала, соответствующего конкретному положению хода, на основе изменяющейся переменной детектирования; при этом
блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью приема детектирующего сигнала, выданного сенсорным блоком (26), и различения по меньшей мере трех положений хода на основе принятого детектирующего сигнала, отличающаяся тем, что
указанные по меньшей мере три положения включают в себя закрытое положение, в котором участок (24) трубки, вставленный в насос, окклюдирован, открытое положение, в котором участок трубки (24), вставленный в насос, не окклюдирован, и промежуточное положение, находящееся между закрытым положением и открытым положением;
сенсорный передающий блок (27) установлен на запорной штанге, механически регулируемой на своем месте запорным рычагом.
2. Сенсорная система по п.1, в которой
сенсорный блок (26) расположен в корпусе (10) насоса, а сенсорный передающий блок (27) расположен на блоке (12; 22) с переменным положением хода, шарнирно соединенном с возможностью регулировки с корпусом (10), или
сенсорный блок (26) расположен на блоке (12; 22) с переменным положением хода, шарнирно соединенном с возможностью регулировки с корпусом (10), а сенсорный передающий блок (27) расположен в корпусе (10) насоса.
3. Сенсорная система по п.2, в которой
блок (12; 22) с переменным положением хода представляет собой блок (12) створки насоса, выполненный в виде закрывающего устройства и приспособленный для окклюдирования участка (24) трубки, вставленного в насос, в закрытом состоянии, противодействуя элементу перистальтического назначения, расположенному в насосе и осуществляющему передачу текучей среды на этом участке (24) трубки, и выполненный с возможностью не создавать окклюзию, противодействуя ему, в открытом состоянии, или
блок (12; 22) с переменным положением хода образует шарнирный блок (22), расположенный на блоке (12) створки, который шарнирно соединяет с возможностью регулировки блок (12) створки с корпусом (10), или
блок с переменным положением хода представляет собой запорную штангу, подвижно соединенную с блоком (12) створки насоса, или
блок с переменным положением хода представляет собой запорный рычаг, соединенный с блоком (12) створки и/или с корпусом (10) насоса.
4. Сенсорная система по п.3, в которой
детектирующий сигнал сенсорного блока (26) связан с поворотным положением блока (12) створки, образующим первое положение хода, и с положением запорного рычага, образующим второе положение хода, при этом
блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов выполнен так, что только тогда, когда первое положение хода указывает, что блок (12) створки полностью закрыт, а второе положение хода указывает, что запорный рычаг находится в заданном конечном положении, соответствующем закрытому положению блока створки, ранее распознанное состояние промежуточного положения аннулируется.
5. Сенсорная система по п.1, в которой
сенсорный блок (26) представляет собой датчик Холла, а сенсорный передающий блок (27) представляет собой соленоид, воздействующий на датчик Холла, или
сенсорный блок (26) представляет собой емкостный датчик, а сенсорный передающий блок (27) выполнен с возможностью вызывать изменение емкости, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, в сенсорном блоке (26), или
сенсорный блок (26) представляет собой индуктивный датчик, а сенсорный передающий блок (27) выполнен с возможностью вызывать изменение магнитного поля, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, в сенсорном блоке (26), или
сенсорный блок (26) представляет собой оптический датчик, а сенсорный передающий блок (27) выполнен с возможностью вызывать изменение падения света, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства, на сенсорный блок (26), или
сенсорный блок (26) представляет собой элемент с переменным сопротивлением, а сенсорный передающий блок (27) выполнен с возможностью вызывать изменение сопротивления, соответствующее покрытому расстоянию хода закрывающего устройства.
6. Сенсорная система по п.1, в которой
в первом положении хода, соответствующем неокклюдированному открытому состоянию, сенсорный блок (26) не обнаруживает присутствие сенсорного передающего блока (27) и выдает нулевой сигнал в качестве первого детектирующего сигнала в блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов;
в третьем положении хода, соответствующем окклюдированному закрытому состоянию, сенсорный блок (26) обнаруживает близкое присутствие сенсорного передающего блока (27) посредством сильного воздействия со стороны переменной детектирования и выдает выходной сигнал датчика, соответствующий сильному воздействию, в качестве третьего детектирующего сигнала в блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов; при этом
во втором положении хода, соответствующем промежуточному состоянию между окклюдированным закрытым состоянием и неокклюдированным открытым состоянием, сенсорный блок (26) обнаруживает отдаленное присутствие сенсорного передающего блока (27) посредством воздействия со стороны переменной детектирования, которое слабее сильного воздействия, но выше соответствующего нулевому сигналу, и выдает более слабый выходной сигнал датчика, соответствующий более слабому воздействию, в качестве второго детектирующего сигнала в блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов.
7. Сенсорная система по п.6, в которой
блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью динамической оценки первого, второго и/или третьего детектирующих сигналов в виде аналоговых сигналов вдоль заданного пути.
8. Сенсорная система по п.1, в которой
блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью проведения проверки достоверности детектирующего сигнала на основе поведения во времени детектирующего сигнала, и/или
блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью оценки положения хода путем согласования динамики изменения детектирующего сигнала с моделью поведения во времени.
9. Сенсорная система по любому из пп.1–8, в которой
блок (28) обработки выходных сенсорных сигналов выполнен с возможностью выдачи сигнала тревоги, когда обнаруживается, что промежуточное положение, находящееся между закрытым положением и открытым положением, сохраняется больше заданного периода времени.
