JPH0534466A - 点滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、点滴筒内の状態に変化及び
点滴状態の変化に敏速に追従して確実に液滴を検出でき
る点滴検出装置を提供することのある。 【構成】 落下する水滴を検知する点滴検出装置であつ
て、光源と該光源近傍で光を取り入れ前記点滴の落下方
向に対してほぼ垂直方向に光を発する放光口とを有する
光放射手段と、前記光を受光するイメージセンサを備え
る受光側センサ手段と、点滴が通過していない時の信号
量の和を基準値として取り込み、この基準値に対してあ
る値以上の変化が信号量の和に生じた時に液滴通過と判
断する液滴認識手段とを備えることを特徴とする。前記
液滴認識手段は、液滴認識後の一定時間液滴の認識を停
止し、前記基準値は液滴の通過毎に更新される。更に、
所定期間中の前記信号量の変化に基づいて、流れ放しを
検出する流れ放し検出手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は落下する水滴を検知する
点滴検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の点滴検出は、発光ダイオードとフ
オトダイオード（あるいはフオトトランジスタ）とを組
み合わせて、レンズにより平行光を作り、レンズで点滴
筒を通過した光を集光し、その光量の変化による点滴筒
内を通過した水滴の検出に基づくものであつた。すなわ
ち、図７（ａ）のようにフオトダイオード５４の出力値
が所定スレツシユレベルを越えた場合に、水滴の通過と
認識するように動作する。しかしながら、受光側の半導
体が１個で光量が集光されたものであるため、長時間使
用する時に水のはね返り等で点滴筒内壁に水滴が付着し
た場合、又は気温の変動等により内壁がくもつた場合に
は、受光素子の受ける光量は減衰し、例えば図７（ｂ）
のように水滴が通過中である時の電圧レベルと通過中で
ない時の電圧レベルの差が小さくなり（Ｓ／Ｎ比が低下
し）、水滴の検出が難しくなるという問題点があつた。
また、受光素子に直接太陽光等の強い外乱光が入射する
ことにより、誤検出が発生するという問題点もあつた。

【０００３】そこで、イメージセンサを用いて像とし
て、液滴を認識することが提案された。ところで、イメ
ージセンサを用いた点滴検出装置では、図８（ａ）に示
すように、センサ・出力を積分し（Ｓ1 ）、この値が基
準値（Ｓ0）を越えた時に液滴通過と判断していた。し
かしながら、この方式だと点滴筒内に薬液が付着してく
ると、図８（ｂ）のように積分値が増大し（Ｓ2 ）、液
滴が落下していない時でも基準値（Ｓ0 ）を越えてしま
い、液滴認識ができなくなることがあつた。すなわち、
点滴筒内に薬液が付着すると、イメージセンサの信号出
力が増大し、液滴通過の判断をセンサ信号の積分で行
い、通過判断の基準レベルが固定の場合、薬液付着等の
外乱ノイズが混入した場合、正常に液滴認識ができなく
なり、検出できなくなる可能性がでてくる。

【０００４】そこで本発明者は、図９（ａ）〜（ｃ）に
示すように、基準（液滴のない）のイメージセンサより
の入力値（図９（ａ））を測定値（図９（ｂ））から差
引くことにより、図９（ｃ）のように薬液付着等の影響
をなくした液滴の認識方法を提案した（特願平２−２５
１２８号）。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】ところが、前記液
滴の認識方法にも次のような問題点がある。

【０００６】（１）図９（ｃ）のように、液滴をイメー
ジセンサよりの信号のレベルにより認識するので、液体
のキラメキや外光等のノイズ信号により、誤って液滴を
検出する場合がある。

【０００７】（２）液滴の落下後にははね返り等で基準
値が替わるため、誤って液滴を検出する場合がある。

【０００８】（３）液滴の存在のみを検出しているの
で、液滴でなく流れ放しになつてもそれを判断できな
い。

【０００９】本発明は、前記従来の欠点を除去し、点滴
筒内の状態に変化及び点滴状態の変化に敏速に追従して
確実に液滴を検出できる点滴検出装置を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の点滴検出装置は、落下する水滴を検知する
点滴検出装置であつて、光源と該光源近傍で光を取り入
れ前記点滴の落下方向に対してほぼ垂直方向に光を発す
る放光口とを有する光放射手段と、前記光を受光するイ
メージセンサを備える受光側センサ手段と、点滴が通過
していない時の信号量の和を基準値として取り込み、こ
の基準値に対してある値以上の変化が信号量の和に生じ
た時に液滴通過と判断する液滴認識手段とを備える。

【００１１】ここで、前記液滴認識手段は、液滴認識後
の一定時間、液滴の認識を停止する。また、前記基準値
は、液滴の通過毎に更新される。また、前記液滴の認識
に基づいて、設定流量に対して早すぎる場合及び遅すぎ
る場合を検出する流量検出手段を備える。更に、所定期
間中の前記信号量の変化に基づいて、流れ放しを検出す
る流れ放し検出手段を備える。

【００１２】

【実施例】図１は本実施例の点滴検出装置の概略構成図
であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図であ
る。尚、輸液ポンプは図示されていない。

【００１３】ケース１には、センサ光源用ＬＥＤ２，レ
ンズ３，イメージセンサ５及び点滴制御部６が内蔵され
ている。ケース１はスライド可能で、点滴筒４を両側か
ら挟み込む構造になつている。ＬＥＤ２は点滴制御部６
からの指令により点灯される。ＬＥＤ２から放射された
光はレンズ３を通り、ほぼ平行光線に近い形となつて放
光され、点滴筒４を照射する。一方、イメージセンサ５
からのデータは点滴制御部６へ取り込まれ、そのデータ
に基づいて水滴が通過中か否かの判断をする。そして、
流量に応じた点滴間隔時間と実際に検出された点滴間隔
時間との比較をして、輸液ポンプの制御を行う。

【００１４】図２は点滴制御部６の構成を示したブロツ
ク図である。

【００１５】イメージセンサ５からのデータは、入力イ
ンターフエース６２を介してデジタルデータとしてＲＡ
Ｍ６４内のイメージ記憶部６４ａに記憶される。ＣＰＵ
６１はタイマ群６２０，カウンタ群６１０，ＲＯＭ６３
のしきい値群６３０及びＲＡＭ６４内のＳ0 フラグ６４
ｂとを使用して、ＲＯＭ６３に格納された制御プログラ
ムに従つて、点滴量を検知し、点滴量を制御する信号を
出力インターフエース６５を介して図示されない輸液ポ
ンプに出力する。

【００１６】ここで、カウンタ群６１０としては、連続
エラーカウンタ６１１と５倍エラーカウンタ６１２と１
／５倍エラーカウンタ６１３とがある。タイマ群６２０
としては、Ｓ0 検出タイマ６２１と５倍間隔タイマ６２
２と、１／５倍間隔タイマ６２３とがある。しきい値群
６３０としては、しきい値Ａ（６３１）としきい値Ｂ
（６３２）としきい値Ｃ（６３３）とがある。これら
は、以下の本実施例の制御プログラムに必要とされるも
ので、制御プログラムの手順によつて変更されるもので
あり、これに限定されない。

【００１７】図３は点滴制御部６の基本的制御手順を示
したフローチヤートである。

【００１８】点滴検出装置の電源が入ると、ステツプＳ
３１でＣＰＵ６１はＲＯＭ６３，ＲＡＭ６４のテストを
行い、ハードウエアイニシヤライズ，ソフトウエアイニ
シヤライズを行う。その後、ステツプＳ３２で輸液ポン
プからの動作状態信号を受け取り、停止中であればルー
プを形成し、開始又は早送りであればステツプＳ３３に
進んで以下の処理を行う。

【００１９】開始又は早送り状態になると、ステツプＳ
３３で輸液ポンプの流量測定が終了したか否かを判定
し、未だされていなければステツプＳ３４で行い、され
ていれば何もしないでステツプＳ３５にジャンプする。

【００２０】次に、ステツプＳ３５で液滴がつながつて
いるかどうかの判断を行い、次にステツプＳ３６で現在
通過判断及び点滴間隔のチエツクに移る。ステツプＳ３
７では液滴がつながつている場合あるいは点滴間隔が異
常である場合には、ステツプＳ３８に分岐して輸液ポン
プを停止させる。

【００２１】液滴連続判断及び点滴間隔チエツクの詳細
なフローチヤートを図４及び図５，図６に示す。

【００２２】センサからの信号は約３ｍｓ毎に液滴の断
層像がとり込まれ、液滴がつながつた場合に像はきらめ
いて流体の不均一性により振動する。このわずかな振動
をとらえることによつて、液滴連続の判断を可能にす
る。

【００２３】図４に示される処理は、センサからの信号
出力毎（ここでは３ｍｓ毎）に通過する。ステツプＳ４
１で過去５回分のセンサ出力の変化分の和を算出し、和
がしきい値Ａを越えた時、ステツプＳ４３でエラーカウ
ントを１つ増し、そうでない時はステツプＳ４６でエラ
ーカウントをクリアする。エラーカウントがインクリメ
ントされた場合、ステツプＳ４４でこれが連続Ｂ回以上
続いたかを判断し、その場合は連続であると判断され、
ステツプＳ４５でエラーフラグをセツトする。次に、図
５，図６の点滴間隔のチエツクの詳細なフローチヤート
を示す。最初にステツプＳ５１でＳ0 検出済の条件判断
を行う。尚、Ｓ0 は滴が通過していない時のセンサ信号
の積分値である。

【００２４】ステツプＳ５２でＳ0 取り込みタイマがタ
イムアツプすると、ステツプＳ５３でＳ0 をとり込み、
ステツプＳ５４でＳ0 検出済をセツトする。このため、
Ｓ0が取り込まれるまでに自動的に液滴認識を行なわな
いマスク時間が設定される。Ｓ0 が取り込まれると、ス
テツプＳ５１からＳ５５に進んで液滴認識判断に移る。

【００２５】ここでは、センサ出力信号の周期（３ｍ
ｓ）毎に出力信号を積分し、この値をＳとすると、ステ
ツプＳ５５で｜Ｓ−Ｓ0 ｜としきい値Ｃとを比較し、｜
Ｓ−Ｓ0 ｜≧Ｃの時液滴通過となつてステツプＳ６１に
進み、１／５倍間隔のチエツクに入る。｜Ｓ−Ｓ0 ｜＜
Ｃの時は、ステツプＳ５６に進み、５倍間隔のチエツク
を行う。

【００２６】｜Ｓ−Ｓ0 ｜≧Ｃが成立し、１／５倍間隔
タイマが０となつてない時は、ステツプＳ６２で点滴間
隔が早すぎるエラーの１／５倍間隔エラーカウンタをイ
ンクリメントし、これが連続３回続くとステツプＳ６３
からＳ６８に進んで点滴エラーをセツトする。ステツプ
Ｓ５６〜Ｓ６０の５倍間隔チエツクの時も上記１／５倍
間隔チエツクと同様である。

【００２７】液滴が通過し点滴間隔が正常であつた場合
は、ステツプＳ６４で１／５倍間隔エラーカウンタとク
リアし、ステツプＳ６５でＳ0 検出タイマ，１／５倍，
５倍間隔タイマを再セツトしスタートさせ、ステツプＳ
６６でＳ0 検出済フラグをクリアし、ステツプＳ６７で
Ｓ0 検出タイマをスタートさせて、次の液滴判断にうつ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、点滴筒内の状態に変化及
び点滴状態の変化に敏速に追従して確実に液滴を検出で
きる点滴検出装置を提供できる。

【００２９】すなわち、点滴筒内に薬液を付着した場合
でも、水滴落下前の受光像をＳ0 として取りこみ、水滴
落下時の受光像とを比較して点滴の有無を検出すること
により、点滴筒の曇りや点滴筒内に付着した水滴等の影
響を受けない点滴検出が可能となる。

【００３０】更に、液滴認識後は、数１００ｍｓ液滴の
検出を行なわない為、液滴のキラメキ，ハネカエリ等の
影響を受けない検出器を提供する。更に、点滴各々をチ
エツクするルーチン及び流れ放しを検出するルーチンを
含んでいる為、流量異常を検出でき、流量監視のできる
点滴検出装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の点滴検出装置の概略構成図である。

【図２】本実施例の点滴制御部の構成図である。

【図３】点滴制御部の概略フローチヤートである。

【図４】流れ放しを検出する手順を示すフローチヤート
である。

【図５】，

【図６】液滴認識，液滴間隔チエツクの手順を示すのフ
ローチヤートである。

【図７】〜

【図９】従来の液滴認識例を説明する図である。

【符号の説明】

１…ケース、２…ＬＥＤ、３…レンズ、４…点滴筒、５
…イメージセンサ、６…点滴制御部、６１…ＣＰＵ、６
２…入力インターフエース、６３…ＲＯＭ、６４…ＲＡ
Ｍ、６４ａ…イメージ記憶部、６４ｂ…Ｓ0 フラグ、６
５…出力インターフエース、６１０…カウンタ群、６２
０…タイマ群、６３０…しきい値群

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 落下する水滴を検知する点滴検出装置で
   あつて、 光源と該光源近傍で光を取り入れ前記点滴の落下方向に
   対してほぼ垂直方向に光を発する放光口とを有する光放
   射手段と、 前記光を受光するイメージセンサを備える受光側センサ
   手段と、 点滴が通過していない時の信号量の和を基準値として取
   り込み、この基準値に対してある値以上の変化が信号量
   の和に生じた時に液滴通過と判断する液滴認識手段とを
   備えることを特徴とする点滴検出装置。
2. 【請求項２】 前記液滴認識手段は、液滴認識後の一定
   時間、液滴の認識を停止する事を特徴とする請求項１記
   載の点滴検出装置。
3. 【請求項３】 前記基準値は、液滴の通過毎に更新され
   ることを特徴とする請求項１記載の点滴検出装置。
4. 【請求項４】 前記液滴の認識に基づいて、設定流量に
   対して早すぎる場合及び遅すぎる場合を検出する流量検
   出手段を備えることを特徴とす請求項１記載の点滴検出
   装置。
5. 【請求項５】 所定期間中の前記信号量の変化に基づい
   て、流れ放しを検出する流れ放し検出手段を更に備える
   ことを特徴とする請求項１又は４記載の点滴検出装置。