[发明专利]一种无针注射射流压力的测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于压力测量领域，具体来说，涉及一种无针注射射流压力的测量装置及其测量方法。

背景技术

无针注射是一种全新的注射方式，可以不使用传统注射器的针头，进行针对皮内、皮下等部位的给药。无针注射的原理是通过高压射流射穿表皮，将药液送入皮内或皮下等部位。射流压力是决定无针注射成功与否最为关键的因素。

目前国内外测量无针注射射流压力时所采用的方法是通过测量射流的冲击力，再转换成射流的压力。射流压力属于高频信号，这要求力传感器的测量频率与之相适应，然而普通的力传感器只能测量低频力信号，高频力传感器价格相当昂贵，比较难以获得。因此，本领域的技术人员迫切要求一种既能满足测量要求，实现简单，价格又较为低廉的测量手段。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种无针注射射流压力的测量装置，该测量装置结构简单，成本低廉，且利用加速度传感器将加速度换算成射流冲击力，加速度传感器的测量频率非常高，完全能够满足测量高频射流冲击力的要求；同时，本发明还提供该测量装置的测量方法，该方法简单易操作，可以满足测量高频射流冲击力的要求。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种无针注射射流压力的测量装置，该测量装置包括支架、具有弹性的悬臂梁、质量块、加速度传感器和注射器，悬臂梁的一端固定连接在支架上，悬臂梁的另一端固定连接在质量块的侧部，加速度传感器固定连接在质量块的底部，注射器位于质量块上方，且注射器喷嘴的轴线与质量块的顶面垂直。

进一步，所述的悬臂梁为两根，且两根悬臂梁相互平行，处于同一竖直面内。

进一步，所述的悬臂梁为金属片。

上述无针注射射流压力的测量装置的测量方法，该测量方法包括以下步骤：

第一步：安装测量装置：将悬臂梁的一端固定连接在支架上，悬臂梁的另一端固定连接在质量块的侧部，将加速度传感器固定连接在质量块的底部，将注射器置于质量块上方，且注射器喷嘴的轴线与质量块的顶面垂直，质量块的顶面处于水平状态；

第二步：进行压力测量：打开注射器，注射器的喷嘴处形成射流，该射流喷向质量块的顶面，质量块和加速度传感器受迫振动，利用加速度传感器测量质量块的加速度，根据式（1）测算射流的冲击力F，

F=MX··+CX·+KX]]>式（1）

式（1）中，X表示质量块的位移，表示质量块的加速度，表示质量块的速度，M表示质量块和加速度传感器的总质量，C表示该装置的阻尼，K表示悬臂梁的刚度；

根据式（2）测得射流压力P：

P=F2A]]>式（2）

式（2）中，A表示注射器喷嘴的截面积。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案的有益效果在于：

（1）成本低廉。现有技术中，测量射流压力通常采用高频力传感器。而本发明采用加速度传感器进行射流压力测量。利用加速度传感器将质量块的加速度换算成射流冲击力。本发明用加速度传感器代替了高频力传感器，使得本发明所使用设备的成本仅为使用高频力传感器测量成本的1/10左右，大大降低了设备的总成本。

（2）测量精度高。本发明的无针注射射流压力的测量装置，包括支架、悬臂梁、质量块、加速度传感器和注射器。支架、悬臂梁、质量块和加速度传感器组成了弹簧振子系统。质量块和加速度传感器可以自由振动。利用加速度传感器测量质量块的加速度，并转换成射流压力。该测量装置中，悬臂梁采用金属片，其质量与质量块相比可以忽略。整个测量过程简单，且测量准确，适用于测量高频微小力的场合。