[发明专利]一种血液气泡监测模块及方法

权利要求书

1.一种血液气泡监测模块，其特征在于，包括：超声波信号产生子模块、超声波信号接收处理子模块、收、发独立的超声波换能器；

所述超声波信号产生子模块包括有源晶振、驱动器、数字电位器、发送换能器，所述驱动器输入引脚通过与门分别与所述有源晶振、单片机的第一GPIO输出引脚连接，输出引脚与数字电位器的一端连接，所述数字电位器的另一端与所述发送换能器连接，所述数字电位器的控制引脚与单片机的第二、三、四GPIO输出引脚连接；

所述超声波信号接收处理子模块包括片上ADC前级电路、第一运算放大器、第一比较器、第二比较器、接收换能器，所述片上ADC前级电路的一端与所述接收换能器连接，另一端通过所述第一运算放大器分别与所述第一比较器、第二比较器连接，所述第一比较器、第二比较器分别与单片机第一外部中断引脚、单片机第二外部中断引脚连接。

2.根据权利要求1所述的一种血液气泡监测模块，其特征在于：所述有源晶振的频率为3MHz，输出脉冲波形到所述驱动器的输入引脚。

3.根据权利要求1所述的一种血液气泡监测模块，其特征在于：所述数字电位器通过单片机控制来调节数字电位器的阻值，改变所述发送换能器的驱动信号幅值。

4.根据权利要求1所述的一种血液气泡监测模块，其特征在于：所述片上ADC前级电路包括依次连接的一级放大电路、二级放大电路、半波整流电路，所述一级放大电路与所述接收换能器连接，所述半波整流电路与所述第一运算放大器的同相输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种血液气泡监测模块，其特征在于：所述一级放大电路与接收换能器之间、所述一级放大电路与二级放大电路之间、所述二级放大电路与半波整流电路之间均设置有一个隔直通交电容。

6.根据权利要求5所述的一种血液气泡监测模块，其特征在于：所述超声波信号接收处理子模块还包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，反相输入端与单片机片上ADC的电压采集引脚连接。

7.根据权利要求6所述的一种血液气泡监测模块，其特征在于：所述第一运算放大器的输出端与所述第一比较器的反相输入端连接，所述第一比较器的输出端接电阻到自身的同相输入端，形成回滞比较器，并与单片机第一外部中断引脚连接，所述第一比较器的同相输入端设置成固定电压。

8.根据权利要求7所述的一种血液气泡监测模块，其特征在于：所述第一运算放大器的输出端与所述第二比较器的同相输入端连接，所述第二比较器的输出端接电阻到自身的反相输入端，形成回滞比较器，并与单片机第二外部中断引脚连接，所述第二比较器的反相输入端设置成固定电压。

9.一种血液气泡监测方法，采用如权利要求1～8任一项所述的血液气泡监测模块对血液中的气泡进行监测，包括以下步骤：

S1：血液气泡监测模块通过单片机控制监测功能打开；

S2：当管路中出现单个气泡时，所述第二比较器的输出端电平会出现变化，单片机根据电平的变化以及单片机片上ADC读取的电压值，对气泡大小进行初步判别，并存储当前ADC值；

S3：当判别管路中出现多个小气泡时，单片机对多个ADC值进行累加；当判别管路中出现大气泡时，所述第一比较器的输出端电平会出现变化，单片机根据电平的变化判别为出现大气泡。

10.根据权利要求9所述的一种血液气泡监测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述小气泡为血液中混入的大于0.3uL、小于10uL的气泡，所述大气泡为血液中混入的体积大于20uL的气泡。