高中物理知识揭秘医疗中的滴液现象

静脉滴注是临床上最常用的一种治疗与护✿理操作,患者通常情况下都是“跟着感觉走”,自始至终不太在意滴速的快慢。实际情况是,随着输液瓶内液面的降低,滴速也越来越慢,这其中的奥秘在哪里呢?又该如何控制达到“匀速滴液&r♀dquo;的良好效果呢?

一、静脉滴注的医疗常识

1.输液器的滴系数

2.滴斗内液体高度

3.静脉滴注

静脉输液是利用液体静压的物理原理,将液体输入体内,即靠药液水柱压与静脉压的压力差,将瓶内液体输入静脉。当药液水柱压力一定时,由于静脉压的降低,使压力差加大,输液速度则相对较快,随着血容量的增加静脉压升高,压力差缩小,输液速度则有所减慢。静脉压和测量的位置有关,坐姿下肘前静脉压约为10cm水柱,也就是通常我们看到的 “回血”状态下输液管内血液的高度。

二、物理现象分析

通常,输液过程开始以后,吊瓶的高度和调节阀的开度就❦保持不变。在t1时刻瓶内液柱液面最高、压强最大;随着时间的增加,液面逐渐下降、压强逐渐减小,显然滴速会越来越慢。如果希望在整个过程中滴速不变,则可以通过提升输液瓶高度来达到提升液面、保持液柱压强不变,从而达到预期的“匀速滴液”的目的。

t2至t3时间段:该区域内,可以将液柱看作非均匀变化的圆椎体,液面的高度变化呈非线性。设R为瓶体圆柱部分的半径、L为椎体的高度,同时忽略瓶塞部分不规则形状的影响,则有:

三、检测与控制方案设计

滴速的检测。在本设计中滴液速度信号的采集使用红外线光电传感器进行检测,该装置安装在滴斗上。

正常状态下,红外线发光二极管发出平行的红外光束,穿过滴斗对射到另一侧的红外光敏二极管上。当有液滴滴下时,由于液滴对红外光线有吸收和散射的作用,红外线光敏二极管只能接收部分的红外线,使接收光敏二极管接收到的光通量不足,红外接收管的导通能力不同程度地下降,外围电路♚的状态也随之发生跳变。主控器件CPU就是依此信号来判断液滴的有无并记录液滴的数量、计算滴速与实时检测元件安装示意图体积的,并依此来控制液面高度、实现匀速滴液。

控制电机的选择。由于在滴速控制过程中,要求输液瓶随着时间的变化非常缓慢的提升, 在设计过程中必须充分考虑这一点。之所以选择步进电机作为执行装置,是因为步进✡电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电动机的输入量是脉冲序列,输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下,它每转一周具有固定的步数;做连续步进运动时,其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受电压波动和负载变化的影响。同时,目前的步进电机驱动技术已经非常成熟,只要做好程序设计工作,就能方便的控制电机,使其按照设计要求完成预期的动作。

四、结束语

由于我们的知识结构的局限性,致使本次设计还存在许多不足和待完善的地方,我们有兴趣、有信心继续探索,设计出更好的产品来造福人类。