[发明专利]一种非接触式血液流量测量装置

权利要求书

1.一种非接触式血液流量测量装置,其特征在于：包括管架（2），所述管架（2）内设有第一超声探测槽（11）和第二超声探测槽（12），所述第一超声探测槽（11）和第二超声探测槽（12）之间还设有红外探测槽（13），所述第一超声探测槽（11）、第二超声探测槽（12）和红外探测槽（13）的轴心线处于同一平面上，所述管架（2）上还设置有管槽（14），所述管槽（14）与第一超声探测槽（11）垂直，并依次穿过第一超声探测槽（11）、第二超声探测槽（12）和红外探测槽（13），在所述第一超声探测槽（11）和管槽（14）交汇处，在所述第一超声探测槽（11）内位于管槽（14）两侧，分别设置有第一超声发射探头（10）和第一超声接收探头（3）；在所述红外探测槽（13）和管槽（14）交汇处，在红外探测槽（13）内位于管槽（14）两侧，分别设置有激光红外线发生模组（8）和红外线成像接收管（4）；在所述第二超声探测槽（12）和管槽（14）交汇处，在所述第二超声探测槽（12）内位于管槽（14）两侧，分别设置有第二超声发射探头（7）和第二超声接收探头（6）。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式血液流量测量装置，其特征在于，所述激光红外线发生模组（8）和管槽（14）之间设有第一级光学防尘镜片，所述红外线成像接收管（4）和管槽（14）之间设有第二级光学防尘镜片。

3.根据权利要求2所述的一种非接触式血液流量测量装置，其特征在于，所述管架（2）材质为铝合金，所述管架（2）内外表面采取发黑的表面处理工艺方法进行处理。

4.根据权利要求3所述的一种非接触式血液流量测量装置，其特征在于，所述第一超声发射探头（10）和第二超声发射探头（7）为相同结构和相同参数，所述第一超声接收探头（3）和第二超声接收探头（6）为相同结构和相同参数，所述超声发射探头和超声接收探头的性能参数为准 确 度： 0.1% 线性及重复性：0.5%FS 量程范围：0.3～8.0ml/s 。

5.根据权利要求4所述的一种非接触式血液流量测量装置，其特征在于，所述激光红外线发生模组（8）的激光功率小于2瓦，所述激光红外线发生模组（8）发射的红外线波长为580～620nm之间，所述红外线成像接收管（4）对红外线波长的感应精度应在±0.5%以内，所述红外线成像接收管（4）连接的接收电路采用高精度的A/D转换器，其精度达到±0.05V以内。

6.基于权利要求1-5任一权利要求所述的非接触式血液流量测量装置的一种非接触式血液流量测量方法，其特征在于，包括以下步骤:

测量元件连接：将各元件装入管架（2）中，将所述的超声发射探头和超声接收探头相应的接入电源，并将数据线接入处理器，以及红外线成像接收管和激光红外线发生模组接入电源，并将数据线接入处理器；

测量准备：将待测量管件（1）装入管架（2）中，保证管件（1）在管架（2）中平直，调整超声发射探头和超声接收探头的位置，使超声发射探头和超声接收探头与管件（1）内的血液流向不平行也不垂直，即形成一定的夹角，但所述的每一个超声发射探头和超声接收探头与血液流向的夹角应相等；

测量过程：启动测量装置时，当第一超声接收探头（3）和第二超声接收探头（6）分别接收从第二超声发射探头（7）和第一超声发射探头（10）发射的信号，如果两个接收探头接收到的信号是等同于声音速度的相同速度的波形能量，频率低于1MHz，可判断为空管，此时通过激光红外线发生模组（8）发出红外线测量信号，红外线成像接收管（4）会接收到上下外径，上下管壁厚度，上下内径吸收红外线后形成的曲线轮廓，通过接收管上的点阵可测出曲线底部对称弯曲部分的外切线距离为此段管件（1）的内径D，并通过A/D转换成数据值传送给处理器存入计算单元，取得该值后，激光红外线管径测量探测器元件停止工作，待装入下一根新空管时才开始工作；当两个超声波接收探头同时测到高于空气传播速度并且频率接近于2MHz高频超声波时，可判断采血管路中充满了血液，通过处理器主机系统分别记录到下一个空管状态出现前上游和下游接收到的超声波发出次数，应为相同次数M，以及超声波在正方向的传播时间T_up，和超声波在逆方向的传播时间T_down,将上述参数,代入下述公式可计算出这段时间周期内流过采血管路的血液流量V；

V=MD/sin2θ×ΔT/T_upT_down

θ—超声波声束与血液流动方向的夹角

M—超声波声束在血液的直线传播次数

D—采血管路的内径

T_up—超声波声束正方向上的传播时间

T_down—超声波声束逆方向上的传播时间

ΔT= T_up－T_down

所述正方向是指：上游→下游；

所述逆方向是指：下游→上游；

所述上游是指流动方向上位置在下游之前；

从而实现对管件（1）中血液流速的精确测量。