Заявка на настоящий патент является непредварительной, международной заявкой, поданной согласно Договору о патентной кооперации, по которой испрашивается приоритет следующих:This patent application is a non-provisional, international application filed under the Patent Cooperation Treaty, claiming priority from the following:
предварительной патентной заявки США № 61/578,649, поданной 21 декабря 2011 г., под названиемU.S. Provisional Patent Application No. 61/578,649, filed December 21, 2011, entitled
System, Method, and Apparatus for Infusing Fluid (номер в реестре патентного поверенного J02);System, Method, and Apparatus for Infusing Fluid (Attorney File Number J02);
предварительной патентной заявки США № 61/578,658, поданной 21 декабря 2011 г., под названием System, Method, and Apparatus for Estimating Liquid Delivery (номер в реестре патентного поверенного J04);U.S. Provisional Patent Application No. 61/578,658, filed December 21, 2011, entitled System, Method, and Apparatus for Estimating Liquid Delivery (Attorney Docket No. J04);
предварительной патентной заявки США № 61/578,674, поданной 21 декабря 2011 г., под названием System, Method, and Apparatus for Dispensing Oral Medications (номер в реестре патентного поверенного J05);U.S. Provisional Patent Application No. 61/578,674, filed December 21, 2011, entitled System, Method, and Apparatus for Dispensing Oral Medications (Attorney Docket No. J05);
предварительной патентной заявки США № 61/651,322, поданной 24 мая 2012 г., под названием System, Method, and Apparatus for Electronic Patient Care (номер в реестре патентного поверенного J46); и предварительной патентной заявки США № 61/679,117, поданной 3 августа 2012 г., под названием System, Method, and Apparatus for Monitoring, Regulating, or Controlling Fluid Flow (номер в реестре патентного поверенного J30), каждая из которых, таким образом, включена в данное описание изобретения посредством ссылки в полном объеме.U.S. Provisional Patent Application No. 61/651,322, filed May 24, 2012, entitled System, Method, and Apparatus for Electronic Patient Care (Attorney Docket No. J46); and U.S. Provisional Patent Application No. 61/679,117, filed August 3, 2012, entitled System, Method, and Apparatus for Monitoring, Regulating, or Controlling Fluid Flow (Attorney Docket No. J30), each of which is hereby incorporated by reference in its entirety.
По данной заявке испрашивается приоритет и также она является частичным продолжением следующего:This application claims priority and is also a partial continuation of the following:
патентной заявки США №р 13/333,574, поданной 21 декабря 2011 г., под названием System, Method, and Apparatus for Electronic Patient Care, ныне, опубликованная заявка США № US-2012-0185267-A1, опубликованный 19 июля 2012 г. (номер в реестре патентного поверенного 197), и заявки PCT № PCT/US11/66588, поданной 21 декабря 2011 г., под названием System, Method, and Apparatus for Electronic Patient Care (номер в реестре патентного поверенного. I97WO), которые обе, таким образом, включены в данное описание изобретения посредством ссылки в полном объеме.U.S. Patent Application No. P13/333,574, filed December 21, 2011, entitled System, Method, and Apparatus for Electronic Patient Care, now U.S. Published Application No. US-2012-0185267-A1, published July 19, 2012 (Attorney Docket No. 197), and PCT Application No. PCT/US11/66588, filed December 21, 2011, entitled System, Method, and Apparatus for Electronic Patient Care (Attorney Docket No. I97WO), both of which are hereby incorporated by reference in their entirety.
Данная заявка также может быть связана с одной или более из следующих патентных заявок, поданных того же числа, которые все, таким образом, включены в данное описание изобретения посредством ссылки в полном объеме:This application may also be related to one or more of the following patent applications filed on the same date, all of which are hereby incorporated by reference in their entirety:
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для ограничения (номер в реестре патентного поверенного J47);non-provisional application for a system, method and device for limitation (patent attorney's register number J47);
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для раздачи пероральных лекарственных препаратов (номер в реестре патентного поверенного J74);non-provisional application for a system, method and device for dispensing oral medications (patent attorney's register number J74);
заявки PCT на систему, способ и устройство для раздачи пероральных лекарственных препаратов (номер в реестре патентного поверенного J74WO);PCT applications for a system, method and device for dispensing oral medications (patent attorney's number J74WO);
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для оценивания доставки жидкости (номер в реестре патентного поверенного J75);non-provisional application for a system, method and apparatus for evaluating fluid delivery (Patent Attorney Register Number J75);
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для инфузии текучей среды (номер в реестре патентного поверенного J76);non-provisional application for a system, method and device for infusing a fluid medium (patent attorney's register number J76);
заявки PCT на систему, способ и устройство для инфузии текучей среды (номер в реестре патентного поверенного J76WO);PCT applications for a system, method and device for infusing a fluid (patent attorney's number J76WO);
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для электронного ухода за пациентом (номер в реестре патентного поверенного J77);non-provisional application for a system, method and device for electronic patient care (patent attorney's register number J77);
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для электронного ухода за пациентом (номер в реестре патентного поверенного J78);non-provisional application for a system, method and device for electronic patient care (patent attorney's register number J78);
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для контроля, регулирования или управления расходом текучей среды (номер в реестре патентного поверенного J79);non-provisional application for a system, method and device for monitoring, regulating or controlling the flow of a fluid (patent attorney's register number J79);
непредварительной заявки на систему, способ и устройство для оценивания доставки жидкости (номер в реестре патентного поверенного J81);non-provisional application for a system, method and apparatus for evaluating fluid delivery (Patent Attorney Register Number J81);
заявки PCT на систему, способ и устройство для оценивания доставки жидкости (номер в реестре патентного поверенного J81WO); и непредварительной заявки на систему, способ и устройство для электронного ухода за пациентом (номер в реестре патентного поверенного J85).PCT application for a system, method and apparatus for assessing fluid delivery (Attorney File Number J81WO); and a non-provisional application for a system, method and apparatus for electronic patient care (Attorney File Number J85).
Предпосылки изобретенияBackground of the invention
Область техникиField of technology
Настоящее изобретение относится к контролю, регулированию или управлению расходом текучей среды. В частности, настоящее изобретение относится к системе, способу и устройству для контроля, регулирования или управления расходом текучей среды, например, для использования таких медицинских областях применения, как внутривенная инфузионная терапия, диализ, трансфузионная терапия, перитонеальная инфузионная терапия, доставка болюсов, терапия энтерального питания, терапия парэнтернального питания, гемоперфузионная терапия, жидкостная реанимация или доставка инсулина, и пр.The present invention relates to monitoring, regulating, or controlling the flow of a fluid. In particular, the present invention relates to a system, method, and device for monitoring, regulating, or controlling the flow of a fluid, for example, for use in medical applications such as intravenous infusion therapy, dialysis, transfusion therapy, peritoneal infusion therapy, bolus delivery, enteral nutrition therapy, parenteral nutrition therapy, hemoperfusion therapy, fluid resuscitation, or insulin delivery, etc.
- 1 043431- 1 043431
Уровень техникиState of the art
Во многих медицинских установках, один общий режим медицинского лечения предусматривает введение текучих сред пациенту, например, человеку, животному или домашнему животному. Может возникать необходимость быстро производить инфузию текучей среды в тело пациента, точно производить инфузию текучей среды в тело пациента, и/или медленно производить инфузию текучей среды в тело пациента. Физиологический раствор и лактат Рингера являются примерами широко используемых текучих сред. Такие текучие среды можно использовать для поддержания или повышения кровяного давления и усиления адекватного кровоснабжения. В условиях травматического шока или септического шока, жидкостная реанимация часто является неотложной терапией для поддержания или повышения кровяного давления.In many medical settings, a common treatment regimen involves administering fluids to a patient, such as a human, animal, or pet. There may be a need to rapidly infuse a fluid into the patient, accurately infuse a fluid into the patient, and/or slowly infuse a fluid into the patient. Saline and Ringer's lactate are examples of commonly used fluids. These fluids can be used to maintain or increase blood pressure and enhance adequate perfusion. In the setting of traumatic shock or septic shock, fluid resuscitation is often an emergency therapy to maintain or increase blood pressure.
Доставку текучей среды в тело пациента можно облегчать с использованием самотечной линии (или трубки) вставленной в тело пациента. Обычно резервуар для текучей среды (например, пакет для внутривенного вливания) вешается на штатив и присоединяется к трубке для текучей среды. Трубка для текучей среды иногда присоединяется к капельнице для захвата воздуха и оценивания расхода текучей среды. Под трубкой для текучей среды может располагаться клапан, приводимый в действие вручную, используемый для регулировки расхода текучей среды. Например, отсчитывая количество капель, образующихся в капельнице за определенный промежуток времени, лицо, осуществляющее уход, может вычислять расход текучей среды, которая течет через капельницу, и регулировать клапан (при необходимости) для достижения желаемого расхода.Fluid delivery to the patient can be facilitated using a gravity-fed line (or tube) inserted into the patient's body. Typically, a fluid reservoir (such as an IV bag) is suspended from a stand and connected to the fluid tubing. The fluid tubing is sometimes connected to an IV set to trap air and measure fluid flow. A manually operated valve may be located beneath the fluid tubing and used to regulate fluid flow. For example, by counting the number of drops produced in the IV set over a given period of time, a caregiver can calculate the fluid flow through the IV set and adjust the valve (if necessary) to achieve the desired flow rate.
Определенные методы лечения требуют, чтобы система доставки текучей среды строго следовала расходу, установленному лицом, осуществляющим уход. Обычно такие применения предусматривают использование инфузионного насоса, но такие насосы могут использоваться не во всех ситуациях или условиях.Certain treatments require the fluid delivery system to strictly adhere to the flow rate set by the caregiver. These applications typically involve the use of an infusion pump, but these pumps may not be appropriate in all situations or settings.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Кратко, и в общих словах, настоящее изобретение относится к системе, способу и устройству для контроля, регулирования или управления расходом текучей среды, например, для использования таких медицинских областях применения, как внутривенная инфузионная терапия, диализ, трансфузионная терапия, перитонеальная инфузионная терапия, доставка болюсов, терапия энтерального питания, терапия парэнтернального питания, гемоперфузионная терапия, жидкостная реанимация или доставка инсулина, и пр. В частности, настоящее изобретение относится к прибору для измерения расхода текучей среды для контроля расхода текучих сред, связанных с пациентом, клапану для регулирования расхода текучей среды, связанной с пациентом, и/или прибору для измерения расхода текучей среды подключенному к клапану (например, в конфигурации замкнутого цикла, открытого цикла или обратной связи) для контроля, регулирования и/или управления использованием текучей среды, связанной с пациентом.Briefly and generally, the present invention relates to a system, method and device for monitoring, regulating or controlling the flow of a fluid, such as for use in medical applications such as intravenous infusion therapy, dialysis, transfusion therapy, peritoneal infusion therapy, bolus delivery, enteral nutrition therapy, parenteral nutrition therapy, hemoperfusion therapy, fluid resuscitation or insulin delivery, etc. In particular, the present invention relates to a fluid flow meter for monitoring the flow of fluids associated with a patient, a valve for regulating the flow of fluid associated with a patient, and/or a fluid flow meter connected to a valve (e.g., in a closed-loop, open-loop or feedback configuration) for monitoring, regulating and/or controlling the use of fluid associated with a patient.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя один или более оптических датчиков для контроля расхода текучей среды в трубке, например, с использованием датчика изображения для контроля капель в капельнице, присоединенной к трубке. Расходомер может быть самостоятельным устройством, может использоваться совместно с насосом или клапаном или обоими вместе, и/или может использоваться для обеспечения обратной связи с любым электронным устройством. Расходомер допускает дистанционное управление, например, с помощью клиента контроля, удаленного коммуникатора, смартфона, компьютера и т.д. Расходомер может измерять средний расход, мгновенный расход, объем капли, скорость роста капли, или другой параметр, связанный с потоком текучей среды.In some embodiments of the present invention, a flow meter includes one or more optical sensors for monitoring the flow rate of a fluid in a tube, for example, using an image sensor to monitor droplets in a dripper attached to the tube. The flow meter may be a standalone device, may be used in conjunction with a pump or valve, or both, and/or may be used to provide feedback to any electronic device. The flow meter allows for remote control, for example, via a control client, a remote communicator, a smartphone, a computer, etc. The flow meter may measure average flow rate, instantaneous flow rate, droplet volume, droplet growth rate, or another parameter related to fluid flow.
Расходомер может использовать расход или параметр, связанный с потоком текучей среды, для: (1) отображения расхода или параметра на экране, (2) обеспечения обратной связи, например, по расходу или параметру, связанному с потоком текучей среды (в беспроводном режиме или по проводам, с инфузионным насосом, например, перистальтическим насосом, (3) обеспечения обратной связи с клиентом контроля или клиентом дистанционного контроля, например смартфоном, (4) выдачи предупреждающих сигналов, когда расход или параметр, связанный с потоком текучей среды, выходит за пределы заранее определенного диапазона, (5) выдачи предупреждающего сигнала, когда расход или параметр, связанный с потоком текучей среды, превышает заранее определенный порог, (6) выдачи предупреждающего сигнала при обнаружении свободного потока, (7) передачи предупреждающих сигналов на насос, клиент контроля или клиент дистанционного контроля, (8), предписания клапану останавливать поток текучей среды при обнаружении свободного потока, выдаче предупреждающего сигнала, и/или когда расход или параметр, связанный с потоком текучей среды, превышает порог или выходит за пределы заранее определенного диапазона, и/или (9) рассылки расхода или параметра, связанного с потоком текучей среды.The flow meter may use the flow rate or a parameter associated with the fluid flow to: (1) display the flow rate or parameter on a screen, (2) provide feedback, such as on the flow rate or parameter associated with the fluid flow (wirelessly or by wire, to an infusion pump, such as a peristaltic pump, (3) provide feedback to a monitoring client or a remote monitoring client, such as a smartphone, (4) issue warning signals when the flow rate or parameter associated with the fluid flow goes beyond a predetermined range, (5) issue a warning signal when the flow rate or parameter associated with the fluid flow exceeds a predetermined threshold, (6) issue a warning signal when free flow is detected, (7) transmit warning signals to a pump, monitoring client, or remote monitoring client, (8), instruct a valve to stop the flow of fluid when free flow is detected, issue a warning signal, and/or when the flow rate or parameter associated with the fluid flow exceeds a threshold or goes beyond a predetermined range, and/or (9) distributing a flow rate or parameter related to the flow of a fluid.
В некоторых описанных здесь вариантах осуществления, клапан регулирует расход текучей среды, связанный с пациентом. Раскрытые здесь клапаны могут приводиться в действие вручную или с помощью привода (или обоими способами). Клапан можно использовать с насосом или без него, с расходомером или без него, и/или он может быть самостоятельным устройством. Клапан допускает дистанционное управление, например, с помощью клиента контроля, удаленного коммуникатора, смартфона, компьютера и т.д. Клапан может сжимать трубку на протяжении участка, который существенно больше диаметраIn some embodiments described herein, a valve regulates the flow rate of a fluid connected to a patient. The valves disclosed herein may be manually or actuator-actuated (or both). The valve may be used with or without a pump, with or without a flow meter, and/or may be a standalone device. The valve may be remotely controlled, such as by a control client, remote communicator, smartphone, computer, etc. The valve may compress the tubing over a section substantially larger than the diameter.
- 2 043431 трубки, например, в 2 раза больше, в 5 раз больше, в 10 раз больше и т.д.- 2 043431 tubes, for example, 2 times larger, 5 times larger, 10 times larger, etc.
Клапан может быть выполнен из двух или более частей, которые сжимают трубку, или может быть выполнен из одной части, которая сжимает трубку, когда часть перемещается или деформируется. Две или более части и/или одну часть можно получить с использованием инжекционного формования, ультразвуковой сварки, с использованием множественных частей, склеенных или сформованных друг с другом, и т.п. Каждую из двух или более частей можно получить из одной или более деталей, которые могут соединяться друг с другом либо постоянно, либо временно. Одну часть можно получить из одной или более деталей, которые соединяются друг с другом либо постоянно, либо временно, например, с использованием ультразвуковой сварки, склеивания, защелкивания, или другим методом. Части могут состоять из пластика, металла, сплава, полимера или другого материала.The valve may be made of two or more parts that compress the tube, or it may be made of a single part that compresses the tube when the part is moved or deformed. Two or more parts and/or a single part may be produced using injection molding, ultrasonic welding, multiple parts bonded or molded together, etc. Each of the two or more parts may be made of one or more parts that may be connected to one another either permanently or temporarily. A single part may be made of one or more parts that are connected to one another either permanently or temporarily, for example, using ultrasonic welding, adhesive bonding, snap-fitting, or another method. The parts may be composed of plastic, metal, alloy, polymer, or another material.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер подключен к клапану для регулировки расхода текучей среды, например, расхода текучей среды, вводимой пациенту. Расходомер, подключенный к клапану, можно использовать вместо насоса, например перистальтического инфузионного насоса, или может служить заменой инфузионному насосу. Комбинация расходомера и клапана допускает дистанционное управление, например, с помощью клиента контроля, удаленного коммуникатора, смартфона, компьютера и т.д., или дистанционный контроль. Клиент контроля может управлять расходомером или клапаном, может быть посредником между расходомером и клапаном, может контролировать работу расходомера или клапана, могут передавать информацию, связанную с расходомером или клапаном, на сервер, и/или может не использоваться в системе.In some embodiments of the present invention, a flow meter is connected to a valve to regulate the flow rate of a fluid, such as the flow rate of a fluid administered to a patient. A flow meter connected to a valve can be used in place of a pump, such as a peristaltic infusion pump, or can serve as a replacement for an infusion pump. The combination of the flow meter and valve allows for remote control, such as by a control client, remote communicator, smartphone, computer, etc., or remote monitoring. The control client can control the flow meter or valve, can act as an intermediary between the flow meter and the valve, can monitor the operation of the flow meter or valve, can transmit information related to the flow meter or valve to a server, and/or may not be used in the system.
Расходомер может контролировать расход текучей среды и регулировать, прямо или косвенно, работу клапана или насоса (например, инфузионного насоса). Расходомер может выдавать предупреждающий сигнал, когда он обнаруживает условия свободного потока, определяет, что расход превышает заранее определенный порог или выходит за пределы заранее определенного диапазона, и/или обнаруживает любое аномальное поведение. Расходомер, в ответ на предупреждающий сигнал или условие, может предписывать расходомеру останавливать поток текучей среды, предписывать клапану останавливать поток текучей среды, предписывать предохранительному клапану останавливать поток текучей среды, извещать клиент контроля или удаленный коммуникатор, рассылать обнаруженное условие или осуществлять заранее заданную процедуру или алгоритм.A flow meter can monitor the flow of fluid and directly or indirectly control the operation of a valve or pump (e.g., an infusion pump). A flow meter can generate an alarm when it detects free-flow conditions, determines that the flow rate exceeds a predetermined threshold or falls outside a predetermined range, and/or detects any abnormal behavior. In response to an alarm or condition, the flow meter can instruct the flow meter to stop fluid flow, instruct a valve to stop fluid flow, instruct a relief valve to stop fluid flow, notify a monitoring client or remote communicator, broadcast the detected condition, or execute a predetermined procedure or algorithm.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя искривленную, удлиненную опорную деталь и противоположную опорную деталь. Искривленная, удлиненная опорная деталь является упруго деформируемой и имеет первый и второй концы. Противоположная опорная деталь выполнена с возможностью размещения трубки напротив искривленной, удлиненной опорной детали между первым и вторым концами, таким образом, что деформация искривленной, удлиненной опорной детали за счет перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу уменьшает внутренний объем трубки. Противоположная опорная деталь может быть другой искривленной, удлиненной опорной деталью.In some embodiments of the present invention, a fluid flow control device includes a curved, elongated support member and an opposing support member. The curved, elongated support member is elastically deformable and has first and second ends. The opposing support member is configured to accommodate a tube opposite the curved, elongated support member between the first and second ends, such that deformation of the curved, elongated support member by moving the first and second ends toward each other reduces the internal volume of the tube. The opposing support member may be another curved, elongated support member.
Устройство может включать в себя привод, присоединенный к искривленной, удлиненной опорной детали для деформации искривленной, удлиненной опорной детали за счет перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу путем активации привода. В некоторых таких вариантах осуществления, приводом может быть ходовой винт, и к ходовому винту может быть присоединен маховичок для приведения в движение ходового винта.The device may include an actuator connected to the curved, elongated support member for deforming the curved, elongated support member by moving the first and second ends toward each other upon activation of the actuator. In some such embodiments, the actuator may be a lead screw, and a handwheel may be connected to the lead screw for driving the lead screw.
Привод, искривленная, удлиненная опорная деталь и противоположная опорная деталь могут быть выполнены с возможностью регулировки расхода текучей среды путем активации привода в соответствии с кривой Гомперца. Привод может быть дополнительно выполнен с возможностью, в некоторых вариантах осуществления, приведения в движение первого и второго концов навстречу друг к другу на протяжении заранее определенного участка кривой Гомперца. Например, привод может активировать привод только на протяжении участка активируемого диапазона искривленной, удлиненной опорной детали и противоположной опорной детали.The actuator, the curved, elongated support member, and the opposing support member may be configured to regulate the fluid flow rate by activating the actuator in accordance with a Gompertz curve. The actuator may further be configured, in some embodiments, to drive the first and second ends toward each other over a predetermined portion of the Gompertz curve. For example, the actuator may activate the actuator only over a portion of the actuation range of the curved, elongated support member and the opposing support member.
Привод, искривленная, удлиненная опорная деталь и противоположная опорная деталь могут быть выполнены с возможностью регулировки расхода текучей среды путем активации привода в соответствии с сигмоидальной кривой. Привод может быть дополнительно выполнен с возможностью приведения в движение первого и второго концов навстречу друг к другу на протяжении заранее определенного участка сигмоидальной кривой.The actuator, the curved, elongated support member, and the opposing support member may be configured to regulate the fluid flow rate by activating the actuator in accordance with a sigmoid curve. The actuator may further be configured to move the first and second ends toward each other along a predetermined portion of the sigmoid curve.
Искривленная, удлиненная опорная деталь может быть полужесткой и/или может состоять, по существу, из растяжимого материала. Искривленная, удлиненная опорная деталь может быть дугообразной, удлиненной опорной деталью и/или может быть C-образной.The curved, elongated support member may be semi-rigid and/or comprised substantially of an extensible material. The curved, elongated support member may be arc-shaped, elongated, and/or C-shaped.
Устройство может дополнительно содержать удлиненную соединительную деталь, оперативно присоединенную к первому и второму концам искривленной, удлиненной опорной детали.The device may further comprise an elongated connecting member operatively connected to the first and second ends of the curved, elongated support member.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство может содержать привод, присоединенный к удлиненной соединительной детали и искривленной, удлиненной опорной детали, для приложения раздвигающей силы, чтобы, таким образом, деформировать первый и второй концы искривленных, удлиненных опорных деталей навстречу друг к другу.In some embodiments of the present invention, the device may comprise an actuator connected to the elongated connecting member and the curved, elongated support member for applying a spreading force to thereby deform the first and second ends of the curved, elongated support members towards each other.
- 3 043431- 3 043431
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, искривленная, удлиненная опорная деталь располагается приблизительно параллельно другой искривленной, удлиненной опорной детали напротив существенного ее участка. Например, искривленная, удлиненная опорная деталь образует длину, и другая искривленная, удлиненная опорная деталь образует длину, и длина другой искривленной, удлиненной опорной детали располагается приблизительно параллельно длине искривленной, удлиненной опорной детали.In some embodiments of the present invention, a curved, elongated support member is positioned approximately parallel to another curved, elongated support member, opposite a significant portion thereof. For example, a curved, elongated support member forms a length, and another curved, elongated support member forms a length, and the length of the other curved, elongated support member is positioned approximately parallel to the length of the curved, elongated support member.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство включает в себя привод, оперативно присоединенный к искривленной, удлиненной опорной детали на первом и втором концах и к другой искривленной, удлиненной опорной детали на первом и втором концах. Активация привода вынуждает первый и второй концы искривленной, удлиненной опорной детали сближаться друг с другом и также вынуждает первый и второй концы другой искривленной, удлиненной опорной детали сближаться друг с другом, таким образом, приводя к уменьшению расстояния между искривленной, удлиненной опорной деталью и другой искривленной, удлиненной опорной деталью для сжатия, таким образом, трубки.In some embodiments of the present invention, the device includes an actuator operatively connected to a curved, elongated support member at its first and second ends and to another curved, elongated support member at its first and second ends. Activation of the actuator causes the first and second ends of the curved, elongated support member to move closer together and also causes the first and second ends of the other curved, elongated support member to move closer together, thereby reducing the distance between the curved, elongated support member and the other curved, elongated support member, thereby compressing the tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, искривленная, удлиненная опорная деталь образует длину, и противоположная опорная деталь располагается ортогонально длине на протяжении ее участка.In some embodiments of the present invention, the curved, elongated support member forms a length, and the opposite support member is located orthogonally to the length along its portion.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, искривленная, удлиненная опорная деталь включает в себя множество расположенных на ней ребер для сопряжения с трубкой.In some embodiments of the present invention, the curved, elongated support member includes a plurality of ribs located thereon for mating with the tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, противоположная опорная деталь включает в себя множество расположенных на ней ребер, выполненных с возможностью сопряжения с трубкой.In some embodiments of the present invention, the opposite support member includes a plurality of ribs located thereon that are configured to mate with the tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, искривленная, удлиненная опорная деталь включает в себя гребень, проходящий от ее длины, выполненный с возможностью удержания трубки. Противоположная опорная деталь может включать в себя другой гребень, проходящий от ее длины, выполненный с возможностью удержания трубки, таким образом, что гребень и другой гребень располагаются приблизительно параллельно друг другу и приблизительно параллельно центральной оси, заданной трубкой, когда трубка располагается между ними.In some embodiments of the present invention, the curved, elongated support member includes a ridge extending from its length, configured to support a tube. The opposite support member may include another ridge extending from its length, configured to support the tube, such that the ridge and the other ridge are approximately parallel to each other and approximately parallel to the central axis defined by the tube when the tube is positioned between them.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую удлиненную опорную деталь, вторую удлиненную опорную деталь и привод. Первая удлиненная опорная деталь образует длину, и вторая удлиненная опорная деталь также образует свою собственную длину, таким образом, что длина второй удлиненной опорной детали располагается на некотором удалении от длины первой удлиненной опорной детали чтобы, совместно с первой удлиненной опорной деталью, сжимать трубку. Привод механически сопряжен с по меньшей мере одной из первой и второй удлиненных опорных деталей для приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке таким образом, что активация привода приводит в движение первую и вторую удлиненные опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствии с приближенной сигмоидальной кривой.In some embodiments of the present invention, a device for regulating the flow rate of a fluid includes a first elongated support member, a second elongated support member, and an actuator. The first elongated support member defines a length, and the second elongated support member also defines its own length, such that the length of the second elongated support member is located at a certain distance from the length of the first elongated support member in order to, together with the first elongated support member, compress the tube. The actuator is mechanically coupled to at least one of the first and second elongated support members for driving the first and second elongated support members towards each other to thereby compress the tube located between them, to regulate the flow rate of a fluid in the tube in such a way that activation of the actuator sets the first and second elongated support members in motion to regulate the flow rate of a fluid in the tube in accordance with an approximate sigmoid curve.
Длина второй удлиненной опорной детали может располагаться приблизительно параллельно длине первой удлиненной опорной детали. Первая и вторая удлиненные опорные детали могут быть выполнены с возможностью действовать совместно друг с другом для сжатия трубки на протяжении длины трубки, по меньшей мере, существенно большей диаметра трубки. Привод может быть выполнен с возможностью приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей для сжатия трубки для регулировки расхода текучей среды в трубке на протяжении заранее определенного участка сигмоидальной кривой.The length of the second elongated support member may be approximately parallel to the length of the first elongated support member. The first and second elongated support members may be configured to cooperate with one another to compress the tube over a length of the tube at least substantially greater than the diameter of the tube. The actuator may be configured to drive the first and second elongated support members to compress the tube to regulate the flow rate of the fluid in the tube over a predetermined portion of the sigmoid curve.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую удлиненные опорные детали. Первая удлиненная опорная деталь образует длину, и вторая удлиненная опорная деталь образует длину. Длина второй удлиненной опорной детали располагается на некотором удалении от длины первой удлиненной опорной детали чтобы, совместно с первой удлиненной опорной деталью, сжимать трубку. Привод механически сопряжен с по меньшей мере одной из первой и второй удлиненных опорных деталей для приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке таким образом, что активация привода приводит в движение первую и вторую удлиненные опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствии с приближенной кривой Гомперца.In some embodiments of the present invention, a device for regulating the flow rate of a fluid includes first and second elongated support members. The first elongated support member forms a length, and the second elongated support member forms a length. The length of the second elongated support member is located at a certain distance from the length of the first elongated support member in order to, together with the first elongated support member, compress the tube. An actuator is mechanically coupled to at least one of the first and second elongated support members for driving the first and second elongated support members towards each other to thereby compress the tube located between them, to regulate the flow rate of a fluid in the tube in such a way that activation of the actuator causes the first and second elongated support members to move to regulate the flow rate of a fluid in the tube in accordance with an approximate Gompertz curve.
Длина второй удлиненной опорной детали может располагаться приблизительно параллельно длине первой удлиненной опорной детали. Первая и вторая удлиненные опорные детали могут быть выполнены с возможностью действовать совместно друг с другом для сжатия трубки на протяжении длины, по меньшей мере, существенно большей диаметра трубки.The length of the second elongated support member may be approximately parallel to the length of the first elongated support member. The first and second elongated support members may be configured to cooperate with each other to compress the tube over a length at least substantially greater than the diameter of the tube.
Привод может быть выполнен с возможностью приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей для сжатия трубки для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствииThe drive may be configured to drive the first and second elongated support members to compress the tube to adjust the flow rate of the fluid in the tube in accordance with
- 4 043431 с заранее определенным участком кривой Гомперца.- 4 043431 with a predetermined section of the Gompertz curve.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую удлиненные опорные детали. Первая удлиненная опорная деталь образует длину, и вторая удлиненная опорная деталь образует длину таким образом, что длина второй удлиненной опорной детали располагается на некотором удалении от длины первой удлиненной опорной детали чтобы, совместно с первой удлиненной опорной деталью, сжимать трубку. Привод механически сопряжен с по меньшей мере одной из первой и второй удлиненных опорных деталей для приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке таким образом, что активация привода приводит в движение первую и вторую удлиненные опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствии с приближенной обобщенной логистической функцией.In some embodiments of the present invention, a device for regulating the flow rate of a fluid includes first and second elongated support members. The first elongated support member forms a length, and the second elongated support member forms a length such that the length of the second elongated support member is located at a certain distance from the length of the first elongated support member in order to, together with the first elongated support member, compress the tube. An actuator is mechanically coupled to at least one of the first and second elongated support members for driving the first and second elongated support members towards each other to thereby compress the tube located between them, to regulate the flow rate of a fluid in the tube in such a way that activation of the actuator sets the first and second elongated support members in motion to regulate the flow rate of a fluid in the tube in accordance with an approximate generalized logistic function.
Длина второй удлиненной опорной детали может располагаться приблизительно параллельно длине первой удлиненной опорной детали. Первая и вторая удлиненные опорные детали могут быть выполнены с возможностью действовать совместно друг с другом для сжатия трубки на протяжении длины трубки, по меньшей мере, существенно большей диаметра трубки. Привод может быть дополнительно выполнен с возможностью приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей для сжатия трубки для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствии с заранее определенным участком обобщенной логистической функции.The length of the second elongated support member may be approximately parallel to the length of the first elongated support member. The first and second elongated support members may be configured to cooperate with one another to compress the tube over a length of the tube at least substantially greater than the diameter of the tube. The actuator may further be configured to drive the first and second elongated support members to compress the tube to adjust the flow rate of the fluid in the tube in accordance with a predetermined portion of the generalized logistic function.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую опорные детали и привод. Первая опорная деталь образует по меньшей мере одну из дуги, множества дуг, кривой, множества кривых, дугообразной формы, множества дугообразных форм, S-образной формы, С-образной формы, выпуклой формы, множества выпуклых форм, вогнутой формы и множества выпуклых форм. Вторая опорная деталь располагается на некотором удалении от первой опорной детали, чтобы, совместно с первой опорной деталью, сжимать трубку на протяжении длины трубки, по меньшей мере, существенно большей диаметра трубки. Привод механически сопряжен с по меньшей мере одной из первой и второй опорных деталей для приведения в движение первой и второй опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке таким образом, что активация привода приводит в движение первую и вторую опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствии с приближенной нелинейной функцией.In some embodiments of the present invention, a device for regulating the flow rate of a fluid includes first and second support members and an actuator. The first support member forms at least one of an arc, a plurality of arcs, a curve, a plurality of curves, an arc-shaped form, a plurality of arc-shaped forms, an S-shaped form, a C-shaped form, a convex form, a plurality of convex forms, a concave form, and a plurality of convex forms. The second support member is located at a certain distance from the first support member in order, together with the first support member, to compress the tube along a length of the tube at least substantially greater than the diameter of the tube. The actuator is mechanically coupled to at least one of the first and second support members for driving the first and second support members towards each other to thereby compress the tube located between them to regulate the flow rate of the fluid in the tube in such a way that activation of the actuator sets the first and second support members in motion to regulate the flow rate of the fluid in the tube in accordance with an approximate nonlinear function.
Приближенная нелинейная функция может быть приближенной обобщенной логистической функцией, приближенной сигмоидальной кривой и/или приближенной кривой Гомперца. Привод может быть выполнен с возможностью активации, чтобы, таким образом, регулировать расход текучей среды в трубке в соответствии с заранее определенным участком приближенной нелинейной функции.The approximate nonlinear function may be an approximate generalized logistic function, an approximate sigmoid curve, and/or an approximate Gompertz curve. The actuator may be configured to be activated to thereby regulate the fluid flow rate in the tube according to a predetermined portion of the approximate nonlinear function.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, первая опорная деталь образует дугу, имеет форму, состоящую, по существу, из дуги, образует множество дуг, имеет форму, состоящую, по существу, из множества дуг, образует кривую, имеет форму, состоящую, по существу, из кривой, образует множество кривых, имеет форму, состоящую, по существу, из множества кривых, образует дугообразную форму, имеет форму, состоящую, по существу, из дугообразной формы, образует множество дугообразных форм, имеет форму, состоящую, по существу, из множества дугообразных форм, образует S-образную форму, имеет форму, состоящую, по существу, из S-образной формы, образует С-образную форму, имеет форму, состоящую, по существу, из С-образной формы, образует выпуклую форму, имеет форму, состоящую, по существу, из выпуклой формы, образует множество выпуклых форм, имеет форму, состоящую, по существу, из множества выпуклых форм, образует вогнутую форму, имеет форму, состоящую, по существу, из вогнутой формы, образует множество вогнутых форм и/или имеет форму, состоящую, по существу, из множества вогнутых форм.In some embodiments of the present invention, the first support member forms an arc, has a shape consisting essentially of an arc, forms a plurality of arcs, has a shape consisting essentially of a plurality of arcs, forms a curve, has a shape consisting essentially of a curve, forms a plurality of curves, has a shape consisting essentially of a plurality of curves, forms an arcuate shape, has a shape consisting essentially of an arcuate shape, forms a plurality of arcuate shapes, has a shape consisting essentially of a plurality of arcuate shapes, forms an S-shape, has a shape consisting essentially of an S-shape, forms a C-shape, has a shape consisting essentially of a C-shape, forms a convex shape, has a shape consisting essentially of a convex shape, forms a plurality of convex shapes, has a shape consisting essentially of a plurality of convex shapes, forms a concave shape, has a shape consisting essentially of concave in shape, forms a plurality of concave shapes and/or has a shape consisting essentially of a plurality of concave shapes.
Длина второй опорной детали может располагаться приблизительно параллельно длине первой опорной детали. Первая и вторая опорные детали могут быть выполнены с возможностью действовать совместно друг с другом для сжатия трубки на протяжении длины трубки, по меньшей мере, существенно большей диаметра трубки.The length of the second support member may be approximately parallel to the length of the first support member. The first and second support members may be configured to cooperate with each other to compress the tube over a length of the tube at least substantially greater than the diameter of the tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя искривленную, удлиненную опорную деталь и противоположную опорную деталь. Искривленная, удлиненная опорная деталь является упруго деформируемой и имеет первый и второй концы. Противоположная опорная деталь выполнена с возможностью образовывать трубопровод с искривленной, удлиненной опорной деталью таким образом, что трубопровод образуется между искривленной, удлиненной опорной деталью и противоположной деталью; деформация искривленной, удлиненной опорной детали за счет перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу уменьшает внутренний объем трубопровода. В некоторых вариантах осуществления, трубопровод может быть выполнен с возможностью приема трубки. В других дополнительных вариантах осуществления, трубопровод гидравлически изолирован, и устройство дополнительно содержит первый и второй порты, гидравлически связанные с трубопроводом таким образом, что каждый порт выполнен с возможIn some embodiments of the present invention, a device for regulating the flow of a fluid includes a curved, elongated support member and an opposing support member. The curved, elongated support member is elastically deformable and has first and second ends. The opposing support member is configured to form a pipeline with the curved, elongated support member such that the pipeline is formed between the curved, elongated support member and the opposing member; deformation of the curved, elongated support member due to movement of the first and second ends towards each other reduces the internal volume of the pipeline. In some embodiments, the pipeline may be configured to receive a tube. In other additional embodiments, the pipeline is hydraulically isolated, and the device further comprises first and second ports hydraulically connected to the pipeline such that each port is configured to
- 5 043431 ностью присоединения к трубке.- 5 043431 connection to the tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, система для регулирования расхода текучей среды включает в себя гибкую трубку и обратный клапан трубки Бурдона. Гибкая трубка для текучей среды имеет проточный канал и выполнена с возможностью пропускания текучей среды. Обратный клапан трубки Бурдона присоединен к гибкой трубке для текучей среды для регулировки текучей среды, текущей через проточный канал гибкой трубки для текучей среды. Привод может быть присоединен к обратному клапану трубки Бурдона для приведения в действие обратного клапана трубки Бурдона для регулировки текучей среды, текущей через проточный канал гибкой трубки для текучей среды. Обратный клапан трубки Бурдона действует противоположно трубке Бурдона в том смысле, что деформация проточного канала приводит к изменению потока текучей среды, а не поток текучей среды приводит к деформации проточного канала.In some embodiments of the present invention, a system for regulating fluid flow includes a flexible tube and a Bourdon tube check valve. The flexible fluid tube has a flow channel and is configured to pass fluid. The Bourdon tube check valve is connected to the flexible fluid tube to regulate the fluid flowing through the flow channel of the flexible fluid tube. An actuator can be connected to the Bourdon tube check valve to actuate the Bourdon tube check valve to regulate the fluid flowing through the flow channel of the flexible fluid tube. The Bourdon tube check valve operates in the opposite manner to a Bourdon tube in that deformation of the flow channel leads to a change in the fluid flow, rather than the fluid flow leading to deformation of the flow channel.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, система для регулирования расхода текучей среды включает в себя трубку для текучей среды, клапан и привод. Трубка для текучей среды образует проточный канал, выполненный с возможностью пропускания текучей среды. Клапан оперативно присоединен к трубке для текучей среды и включает в себя первую и вторую гибкие детали. Вторая гибкая деталь оперативно присоединена к первой гибкой детали. Трубка для текучей среды располагается между первой и второй гибкими деталями, и первая и вторая гибкие детали выполнены с возможностью изгибания, чтобы, таким образом, регулировать расход текучей среды, проходящей через трубку для текучей среды. Привод присоединен к, по меньшей мере, первому концу первой гибкой детали и второму концу первой гибкой детали. Приводом может быть ходовой винт, и может быть предусмотрен электродвигатель, присоединенный к ходовому винту для вращения ходового винта.In some embodiments of the present invention, a system for regulating the flow rate of a fluid includes a fluid conduit, a valve, and an actuator. The fluid conduit forms a flow channel configured to pass a fluid. The valve is operatively connected to the fluid conduit and includes first and second flexible parts. The second flexible part is operatively connected to the first flexible part. The fluid conduit is located between the first and second flexible parts, and the first and second flexible parts are configured to bend to thereby regulate the flow rate of a fluid passing through the fluid conduit. The actuator is connected to at least the first end of the first flexible part and the second end of the first flexible part. The actuator may be a lead screw, and an electric motor may be provided, connected to the lead screw for rotating the lead screw.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, система может включать в себя маховичок, присоединенный к ходовому винту таким образом, что маховичок выполнен с возможностью вращения ходового винта. Маховичок может приводиться в действие моторизованным приводом.In some embodiments of the present invention, the system may include a handwheel connected to the lead screw such that the handwheel is configured to rotate the lead screw. The handwheel may be driven by a motorized drive.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, привод присоединен к первому концу первой гибкой детали и второму концу первой гибкой детали, и привод выполнен с возможностью по меньшей мере одного из изгибания первого и второго концов навстречу друг к другу и изгибания первого и второго концов друг от друга. Привод может изгибать первый и второй концы друг от друга, и/или привод изгибает первую и вторую гибкие детали таким образом, что первый и второй концы сближаются друг с другом. Первая и вторая гибкие детали могут быть, в общем случае, прямоугольными. Первая деталь и/или вторая деталь могут натягиваться, чтобы, по меньшей мере, существенно останавливать поток текучей среды, когда привод прекращает прилагать силу.In some embodiments of the present invention, an actuator is connected to a first end of the first flexible member and a second end of the first flexible member, and the actuator is configured to at least one of bending the first and second ends toward each other and bending the first and second ends away from each other. The actuator can bend the first and second ends away from each other, and/or the actuator bends the first and second flexible members such that the first and second ends approach each other. The first and second flexible members can be generally rectangular. The first member and/or the second member can be tensioned to at least substantially stop the flow of fluid when the actuator stops applying force.
Система может включать в себя расходомер, присоединенный к капельнице, которая присоединена к трубке для текучей среды таким образом, что расходомер оценивает расход текучей среды через капельницу и, таким образом, также оценивает расход текучей среды через трубку для текучей среды. Расходомер может представлять собой расходомер на основе датчика изображений.The system may include a flow meter connected to a dripper, which is connected to a fluid tube such that the flow meter estimates the fluid flow through the dripper and, thus, also estimates the fluid flow through the fluid tube. The flow meter may be an image sensor-based flow meter.
Расходомер может быть оперативно подключен к двигателю для приведения в действие клапана, и система может включать в себя управляющий компонент для управления двигателем для приведения в действие клапана для достижения желаемого расхода, оцененного расходомером.The flow meter may be operatively connected to a motor for actuating the valve, and the system may include a control component for controlling the motor for actuating the valve to achieve a desired flow rate estimated by the flow meter.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую детали С-образной формы. Первая деталь Собразной формы образует внутреннюю и внешнюю поверхности, и вторая деталь С-образной формы образует внутреннюю и внешнюю поверхности. По меньшей мере одна из внешней поверхности первой детали С-образной формы и внутренней поверхности второй детали С-образной формы выполнена с возможностью приема трубки. Внутренняя поверхность второй детали С-образной формы располагается на некотором удалении от внешней поверхности первой детали С-образной формы. Существенная область внутренней поверхности второй детали C-образной формы, в некоторых конкретных вариантах осуществления, может примыкать к внешней поверхности первой детали С-образной формы.In some embodiments of the present invention, a fluid flow control device includes first and second C-shaped parts. The first C-shaped part defines inner and outer surfaces, and the second C-shaped part defines inner and outer surfaces. At least one of the outer surface of the first C-shaped part and the inner surface of the second C-shaped part is configured to receive a tube. The inner surface of the second C-shaped part is located at a certain distance from the outer surface of the first C-shaped part. A significant region of the inner surface of the second C-shaped part, in some specific embodiments, may adjoin the outer surface of the first C-shaped part.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, вторая деталь С-образной формы является гибкой, и первая деталь С-образной формы является полужесткой, является жесткой, и/или является эластомером.In some embodiments of the present invention, the second C-shaped part is flexible, and the first C-shaped part is semi-rigid, is rigid, and/or is an elastomer.
Гибкая деталь может быть сформирована из материала, выбранного из группы, состоящей из пластика, полимера, мономера, полипропилена, термопластического полимера, керамики, поливинилхлорида и полиэтилена.The flexible part may be formed from a material selected from the group consisting of plastic, polymer, monomer, polypropylene, thermoplastic polymer, ceramic, polyvinyl chloride, and polyethylene.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую гибкие пластины. Вторая гибкая пластина оперативно присоединена к первой гибкой пластине. Первая и вторая гибкие пластины выполнены с возможностью приема трубки для текучей среды между ними, и первая и вторая гибкие пластины также выполнены с возможностью изгибания, чтобы, таким образом, регулировать расход текучей среды, проходящей через трубку для текучей среды.In some embodiments of the present invention, a fluid flow control device includes first and second flexible plates. The second flexible plate is operatively connected to the first flexible plate. The first and second flexible plates are configured to receive a fluid tube between them, and the first and second flexible plates are also configured to bend to thereby control the flow rate of fluid passing through the fluid tube.
Устройство может включать в себя привод, присоединенный к первому концу первой гибкой пластины и второму концу первой гибкой пластины. Привод может быть выполнен с возможностью поThe device may include an actuator connected to the first end of the first flexible plate and the second end of the first flexible plate. The actuator may be configured to
- 6 043431 меньшей мере одного из изгибания первого и второго концов навстречу друг к другу и изгибания первого и второго концов друг от друга.- 6 043431 at least one of bending the first and second ends towards each other and bending the first and second ends away from each other.
Устройство может включать в себя ходовой винт, присоединенный к первому концу первой гибкой пластины и второму концу первой гибкой пластины, и маховичок, присоединенный к ходовому винту таким образом, что вращение маховичка приводит к вращению ходового винта. Маховичок может быть выполнен с возможностью сопряжения с моторизованным приводом, благодаря чему, моторизованный привод приводит в движение маховичок.The device may include a lead screw connected to the first end of the first flexible plate and the second end of the first flexible plate, and a handwheel connected to the lead screw such that rotation of the handwheel causes rotation of the lead screw. The handwheel may be configured to be coupled to a motorized drive, whereby the motorized drive causes the handwheel to move.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую детали искривленной формы. Первая деталь искривленной формы образует внутреннюю и внешнюю поверхности, и вторая деталь искривленной формы также образует внутреннюю и внешнюю поверхности. Внутренняя поверхность второй детали искривленной формы располагается на некотором удалении от внешней поверхности первой детали искривленной формы.In some embodiments of the present invention, a fluid flow control device includes first and second curved components. The first curved component defines an inner and outer surface, and the second curved component also defines an inner and outer surface. The inner surface of the second curved component is located at a distance from the outer surface of the first curved component.
По меньшей мере одна из первой и второй деталей искривленной формы может быть выполнена с возможностью размещения трубки для текучей среды между ними. Первая деталь искривленной формы может быть по меньшей мере одной из полужесткой и жесткой. Вторая деталь искривленной формы может быть гибкой. Вторая деталь искривленной формы может содержать эластомер. Первая и вторая детали искривленной формы могут быть гибкими.At least one of the first and second curved-shaped parts may be configured to accommodate a fluid tube therebetween. The first curved-shaped part may be at least one of semi-rigid and rigid. The second curved-shaped part may be flexible. The second curved-shaped part may comprise an elastomer. The first and second curved-shaped parts may be flexible.
Устройство может содержать соединительную деталь, оперативно присоединенную к по меньшей мере одному из первого конца первой детали искривленной формы и первого конца второй детали искривленной формы таким образом, что соединительная деталь также оперативно присоединена к по меньшей мере одному из второго конца первой детали искривленной формы и второго конца второй детали искривленной формы. Соединительная деталь может быть гибкой, может быть жесткой и/или может быть полужесткой.The device may comprise a connecting part operatively connected to at least one of the first end of the first curved part and the first end of the second curved part such that the connecting part is also operatively connected to at least one of the second end of the first curved part and the second end of the second curved part. The connecting part may be flexible, rigid, and/or semi-rigid.
Устройство может включать в себя привод, расположенный между соединительной деталью и второй деталью искривленной формы для приложения силы между ними в случае его активации. Приводом может быть ходовой винт.The device may include an actuator positioned between the connecting part and the second curved part to apply force between them when activated. The actuator may be a lead screw.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую детали искривленной формы. Первая деталь искривленной формы образует внутреннюю и внешнюю поверхности. Первая деталь искривленной формы имеет первую и вторую приемные детали на противоположных концах первой детали искривленной формы. Вторая деталь искривленной формы образует внутреннюю и внешнюю поверхности. Вторая деталь искривленной формы имеет первое и второе крепления на противоположных концах второй детали искривленной формы. По меньшей мере одно из первого и второго креплений может представлять собой крюк. Первая приемная деталь первой детали искривленной формы выполнена с возможностью сопряжения с первым креплением второй детали искривленной формы, и вторая приемная деталь первой детали искривленной формы выполнена с возможностью сопряжения со вторым креплением второй детали искривленной формы.In some embodiments of the present invention, a device for regulating the flow of a fluid includes first and second curved-shaped parts. The first curved-shaped part forms an inner and an outer surface. The first curved-shaped part has first and second receiving parts at opposite ends of the first curved-shaped part. The second curved-shaped part forms an inner and an outer surface. The second curved-shaped part has first and second fasteners at opposite ends of the second curved-shaped part. At least one of the first and second fasteners may be a hook. The first receiving part of the first curved-shaped part is configured to mate with the first fastener of the second curved-shaped part, and the second receiving part of the first curved-shaped part is configured to mate with the second fastener of the second curved-shaped part.
По меньшей мере одна из приемных деталей может представлять собой деталь цилиндрической формы, например, цилиндрическую гайку, выполненную с возможностью присоединения к крюку.At least one of the receiving parts may be a cylindrical part, for example a cylindrical nut, designed to be attached to a hook.
По меньшей мере одна из приемных деталей может быть оперативно присоединена к приводу. Одна или более из приемных деталей может быть оперативно присоединена к электродвигателю.At least one of the receiving components may be operatively connected to the drive. One or more of the receiving components may be operatively connected to the electric motor.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство дополнительно включает в себя электродвигатель, присоединенный к первой приемной детали таким образом, что: (1) электродвигатель вращает ротор, присоединенный к валу, имеющему резьбы на своей внешней поверхности; (2) вторая приемная деталь образует резьбовое отверстие, выполненное с возможностью приема вала; и (3) резьбовое отверстие и вал действуют совместно для по меньшей мере одного из увеличения или уменьшения расстояния между первой и второй приемными деталями, когда электродвигатель вращает ротор, чтобы, таким образом, вращать вал.In some embodiments of the present invention, the device further includes an electric motor connected to the first receiving part such that: (1) the electric motor rotates a rotor connected to a shaft having threads on its outer surface; (2) the second receiving part forms a threaded hole adapted to receive the shaft; and (3) the threaded hole and the shaft act together for at least one of increasing or decreasing the distance between the first and second receiving parts when the electric motor rotates the rotor to thereby rotate the shaft.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя первую и вторую искривленные, удлиненные опорные детали. Первая искривленная, удлиненная опорная деталь является упруго деформируемой и имеет первый и второй концы. Вторая искривленная, удлиненная опорная деталь является упруго деформируемой и имеет первый и второй концы. Вторая искривленная, удлиненная опорная деталь выполнена с возможностью размещения трубки напротив первой искривленной, удлиненной опоры таким образом, что деформация первой и второй искривленных, удлиненных опорных деталей за счет перемещения первого и второго концов первой искривленной, удлиненной опорной детали навстречу друг к другу уменьшает внутренний объем трубки.In some embodiments of the present invention, a fluid flow control device includes first and second curved, elongated support members. The first curved, elongated support member is elastically deformable and has first and second ends. The second curved, elongated support member is elastically deformable and has first and second ends. The second curved, elongated support member is configured to accommodate a tube opposite the first curved, elongated support such that deformation of the first and second curved, elongated support members due to movement of the first and second ends of the first curved, elongated support member toward each other reduces the internal volume of the tube.
Первый соединитель присоединен к первому концу первой искривленной, удлиненной опорной детали и также присоединен к первому концу второй искривленной, удлиненной опорной детали. Второй соединитель присоединен ко второму концу первой искривленной, удлиненной опорной детали и также присоединен ко второму концу второй искривленной, удлиненной опорной детали. Второй соединительThe first connector is attached to the first end of the first curved, elongated support member and is also attached to the first end of the second curved, elongated support member. The second connector is attached to the second end of the first curved, elongated support member and is also attached to the second end of the second curved, elongated support member. The second connector
- 7 043431 образует отверстие. Соединительная деталь имеет конец, присоединенный к первому соединителю, и другой конец, выполненный с возможностью введения в отверстие второго соединителя. Соединительная деталь образует резьбовую шпильку, по меньшей мере, на протяжении ее участка. Маховичок имеет храповик, выполненный с возможностью пошагового продвижения к детали соединителя при перемещении от другого конца соединительной детали к концу детали соединителя. Маховичок дополнительно выполнен с возможностью сопряжения с резьбовой шпилькой соединительной детали. Маховичок может включать в себя множество пальцев, выполненных с возможностью сопряжения с резьбовой шпилькой соединительной детали. Маховичок образует внешнюю периферию и включает в себя отверстие, образованное в центре внешней периферии маховичка. Отверстие выполнено с возможностью приема резьбовой шпильки. Каждый из множества пальцев изогнут для сопряжения с резьбовой шпилькой на соответствующем конце каждого из множества пальцев.- 7 043431 forms an opening. The connecting part has an end connected to the first connector and another end configured to be inserted into the opening of the second connector. The connecting part forms a threaded stud, at least along its section. The handwheel has a ratchet configured to step toward the connector part when moving from the other end of the connecting part to the end of the connector part. The handwheel is further configured to mate with the threaded stud of the connecting part. The handwheel may include a plurality of fingers configured to mate with the threaded stud of the connecting part. The handwheel forms an outer periphery and includes an opening formed in the center of the outer periphery of the handwheel. The opening is configured to receive the threaded stud. Each of the plurality of fingers is curved to mate with the threaded stud at the corresponding end of each of the plurality of fingers.
Первая искривленная, удлиненная опорная деталь образует первое отверстие рядом с первым концом первой искривленной, удлиненной опорной детали. Отверстие выполнено с возможностью удержания трубки для текучей среды.A first curved, elongated support member defines a first opening adjacent to the first end of the first curved, elongated support member. The opening is configured to retain a fluid-carrying tube.
Первая искривленная, удлиненная опорная деталь может образовывать первое углубление рядом с первым концом первой искривленной, удлиненной опорной детали таким образом, что углубление выполнено с возможностью приема трубки для текучей среды. Углубление может включать в себя горловину, выполненную с возможностью приема трубки для текучей среды, и круглую область, выполненную с возможностью удержания трубки для текучей среды.The first curved, elongated support member may form a first recess adjacent to the first end of the first curved, elongated support member such that the recess is configured to receive a fluid tube. The recess may include a neck configured to receive the fluid tube and a circular region configured to retain the fluid tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя основание, множество пальцев и кольцо. Основание образует отверстие, выполненное с возможностью приема трубки для текучей среды. Каждый из множества пальцев имеет конец, присоединенный к основанию. Кольцо выполнено с возможностью скольжения от основания и вдоль множества пальцев. Перемещение кольца от основания к пальцам прижимает пальцы к трубке. Кольцо выполнено с возможностью фрикционной фиксации на множестве пальцев. Каждый палец включает в себя удлиненный конец, присоединенный к основанию, и искривленный конец, присоединенный к противоположному концу относительно основания.In some embodiments of the present invention, a fluid flow control device includes a base, a plurality of fingers, and a ring. The base defines an opening configured to receive a fluid tube. Each of the plurality of fingers has an end connected to the base. The ring is configured to slide from the base and along the plurality of fingers. Movement of the ring from the base to the fingers presses the fingers against the tube. The ring is configured to frictionally lock onto the plurality of fingers. Each finger includes an elongated end connected to the base and a curved end connected to the opposite end relative to the base.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя деталь конической формы, ответную деталь и привод. Деталь конической формы имеет поверхность для обматывания трубки вокруг нее. Ответная деталь выполнена с возможностью сопряжения с деталью конической формы для сжатия трубки, привод выполнен с возможностью прижатия детали конической формы к ответной детали для сжатия, таким образом, трубки.In some embodiments of the present invention, a fluid flow control device includes a conical member, a mating member, and an actuator. The conical member has a surface for wrapping a tube around it. The mating member is configured to mate with the conical member to compress the tube, and the actuator is configured to press the conical member against the mating member to thereby compress the tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, набор для внутривенного введения включает в себя гибкую трубку для направления потока текучей среды внутри нее; первый порт на первом конце гибкой трубки; второй порт на втором конце гибкой трубки; искривленную, удлиненную опорную деталь, упруго деформируемую и имеющую первый и второй концы; и противоположную опорную деталь, выполненную с возможностью размещения гибкой трубки напротив искривленной, удлиненной опорной детали между первым и вторым концами, таким образом, что деформация искривленной, удлиненной опорной детали за счет перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу уменьшает внутренний объем трубки.In some embodiments of the present invention, an intravenous administration kit includes a flexible tube for directing a fluid flow within it; a first port at a first end of the flexible tube; a second port at a second end of the flexible tube; a curved, elongated support member that is elastically deformable and has first and second ends; and an opposite support member configured to accommodate the flexible tube opposite the curved, elongated support member between the first and second ends, such that deformation of the curved, elongated support member due to movement of the first and second ends towards each other reduces the internal volume of the tube.
Набор для внутривенного введения может дополнительно включать в себя капельницу, присоединенную к гибкой трубке, другой порт, выполненный с возможностью приема шприца для инжекции текучей среды в поток текучей среды в гибкой трубке, и/или скользящий заградитель, присоединенный к гибкой трубке, выполненный с возможностью сопряжения с гибкой трубкой для создания препятствия потоку текучей среды через нее.The intravenous administration set may further include a dropper attached to the flexible tube, another port configured to receive a syringe for injecting a fluid into the fluid flow in the flexible tube, and/or a sliding barrier attached to the flexible tube, configured to mate with the flexible tube to create an obstacle to the flow of fluid through it.
Первый конец искривленной, удлиненной опорной детали может образовывать первое отверстие для приема гибкой трубки, и второй конец искривленной, удлиненной опорной детали может образовывать второе отверстие для приема гибкой трубки.The first end of the curved, elongated support member may form a first opening for receiving the flexible tube, and the second end of the curved, elongated support member may form a second opening for receiving the flexible tube.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, первый и второй датчики изображения и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Первый датчик изображения имеет первое поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали. Первый датчик изображения располагается для наблюдения капельницы в первом поле зрения. Второй датчик изображения имеет второе поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали. Второй датчик изображения располагается для наблюдения капельницы во втором поле зрения.In some embodiments of the present invention, the flow meter includes a connecting device, a support member, first and second image sensors, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to the dripper. The support member is operatively connected to the connecting device. The first image sensor has a first field of view and is operatively connected to the support member. The first image sensor is positioned to view the dripper in the first field of view. The second image sensor has a second field of view and is operatively connected to the support member. The second image sensor is positioned to view the dripper in the second field of view.
По меньшей мере один процессор оперативно подключен к первому и второму датчикам изображения. По меньшей мере один процессор принимает первые данные изображения от первого датчика изображения и вторые данные изображения от второго датчика изображения, и по меньшей мере один процессор оценивает по меньшей мере один параметр жидкости в капельнице с использованием первых и вторых данных изображения.At least one processor is operatively connected to the first and second image sensors. At least one processor receives first image data from the first image sensor and second image data from the second image sensor, and at least one processor estimates at least one parameter of the fluid in the IV using the first and second image data.
По меньшей мере один параметр может представлять собой один из типа формации жидкости, объ- 8 043431 ема жидкости и формы жидкости. По меньшей мере один процессор может определять наличие условия свободного потока с использованием по меньшей мере одного из первого и второго наборов данных изображения.At least one parameter may be one of a fluid formation type, a fluid volume, and a fluid shape. At least one processor may determine the presence of a free-flow condition using at least one of the first and second sets of image data.
Расходомер может дополнительно включать в себя фоновый рисунок, расположенный в поле зрения первого датчика изображения таким образом, что капельница находится между первым датчиком изображения и фоновым рисунком.The flow meter may further include a background image located in the field of view of the first image sensor such that the dropper is located between the first image sensor and the background image.
По меньшей мере один процессор расходомера может оценивать по меньшей мере один параметр с использованием первого набора данных изображения, анализируя искажение фонового рисунка, вызванное жидкостью в первом поле зрения, при наблюдении первым датчиком изображения. Фоновым рисунком может быть массив линий, имеющих по меньшей мере один угол относительно отверстия капельницы при наблюдении от первого датчика изображения в первом поле зрения с использованием первого набора данных изображения.At least one flow meter processor can estimate at least one parameter using a first set of image data by analyzing the distortion of a background pattern caused by the liquid in the first field of view, as observed by the first image sensor. The background pattern can be an array of lines having at least one angle relative to the drip opening, as observed by the first image sensor in the first field of view, using the first set of image data.
По меньшей мере один процессор может определить, что условие свободного потока существует, когда жидкость заставляет массив линий изменять углы за счет искажения, вызванного жидкостью, для которой выполняется условие свободного потока, при наблюдении в первом поле зрения от первого датчика изображения.At least one processor may determine that a free flow condition exists when the fluid causes the array of lines to change angles due to distortion caused by the fluid for which the free flow condition is satisfied when viewed in a first field of view from the first image sensor.
По меньшей мере один процессор может сравнивать по меньшей мере одни из первых и вторых данных изображения с изображением фона для оценивания по меньшей мере одного параметра.At least one processor may compare at least one of the first and second image data with the background image to estimate at least one parameter.
По меньшей мере один процессор может сравнивать по меньшей мере одни из первых и вторых данных изображения с изображением фона, вычисляя по меньшей мере одну из разности между по меньшей мере одними из первых и вторых данных изображения с изображением фона, абсолютной разности между по меньшей мере одними из первых и вторых данных изображения с изображением фона, и/или квадрата абсолютной разности между по меньшей мере одними из первых и вторых данных изображения с изображением фона.At least one processor can compare at least one of the first and second image data with the background image, calculating at least one of a difference between at least one of the first and second image data with the background image, an absolute difference between at least one of the first and second image data with the background image, and/or a square of the absolute difference between at least one of the first and second image data with the background image.
Расходомер может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, оперативно связанную с по меньшей мере одним процессором, таким образом, что в памяти хранится оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, конфигурированных для выполнения по меньшей мере одним процессором. Оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, при выполнении по меньшей мере одним процессором, управляет работой по меньшей мере одного процессора.The flow meter may include a non-volatile, processor-readable memory operatively coupled to at least one processor, such that the memory stores an operational set of processor-executable instructions configured for execution by the at least one processor. The operational set of processor-executable instructions, when executed by the at least one processor, controls the operation of the at least one processor.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, фоновый рисунок, и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали. Датчик изображения располагается для наблюдения капельницы в поле зрения. Фоновый рисунок располагается в поле зрения датчика изображения. Фоновый рисунок располагается таким образом, что капельница находится между фоновым рисунком и датчиком изображения. По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения для приема от него данных изображения. По меньшей мере один процессор выполнен с возможностью оценивания по меньшей мере одного параметра жидкости в капельнице с использованием искажения фонового рисунка, вызванного жидкостью, как указано данными изображения. Искажение может наблюдаться в поле зрения датчика изображения датчиком изображения. По меньшей мере один параметр представляет собой по меньшей мере один из типа формации жидкости, объема жидкости и формы жидкости. Фоновым рисунком может быть массив линий, имеющих по меньшей мере один угол относительно отверстия капельницы при наблюдении от датчика изображения с использованием данных изображения.In some embodiments of the present invention, the flow meter includes a connecting device, a support part, a background pattern, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to the dropper. The support part is operatively connected to the connecting device. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the support part. The image sensor is positioned to observe the dropper in the field of view. The background pattern is positioned in the field of view of the image sensor. The background pattern is positioned such that the dropper is located between the background pattern and the image sensor. At least one processor is operatively connected to the image sensor to receive image data from it. At least one processor is configured to estimate at least one parameter of the liquid in the dropper using the distortion of the background pattern caused by the liquid, as indicated by the image data. The distortion can be observed in the field of view of the image sensor by the image sensor. At least one parameter represents at least one of the type of liquid formation, the volume of liquid, and the shape of the liquid. The background pattern can be an array of lines having at least one angle relative to the dropper opening when observed from the image sensor using the image data.
По меньшей мере один процессор может определять наличие условия свободного потока с использованием искажения фонового рисунка, вызванного жидкостью, как указано данными изображения. По меньшей мере один процессор может определить, что условие свободного потока существует, когда жидкость заставляет массив линий изменять углы за счет искажения, вызванного жидкостью, для которой выполняется условие свободного потока, при наблюдении в поле зрения датчика изображения.At least one processor may determine the presence of a free-flow condition using background pattern distortion caused by the fluid, as indicated by the image data. At least one processor may determine that a free-flow condition exists when the fluid causes the line array to change angles due to the distortion caused by the fluid satisfying the free-flow condition when viewed within the field of view of the image sensor.
Расходомер может дополнительно включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, оперативно связанную с по меньшей мере одним процессором. В неизменяемой процессорносчитываемой памяти может храниться оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, конфигурированных для выполнения по меньшей мере одним процессором таким образом, что оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, при выполнении по меньшей мере одним процессором, управляет работой по меньшей мере одного процессора.The flowmeter may further include a non-volatile processor-readable memory operatively coupled to at least one processor. The non-volatile processor-readable memory may store an operational set of processor-executable instructions configured for execution by at least one processor such that the operational set of processor-executable instructions, when executed by at least one processor, controls the operation of at least one processor.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, датчик изображения и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали таким образом, что датчик изображения располагается для наблюдения капельницы в поле зрения. По меньшей мере один процессор оперативно подклю- 9 043431 чен к датчику изображения для приема от него данных изображения таким образом, что по меньшей мере один процессор сравнивает изображение данных изображения с опорным изображением для оценивания по меньшей мере одного параметра жидкости в капельнице. Опорное изображение может быть динамическим опорным изображением. По меньшей мере один процессор может обновлять опорное изображение, умножая каждый пиксель опорного изображения на первую константу и прибавляя соответствующий пиксель изображения, умноженный на вторую константу.In some embodiments of the present invention, the flow meter includes a connecting device, a support member, an image sensor, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to the dripper. The support member is operatively connected to the connecting device. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the support member such that the image sensor is positioned to observe the dripper in the field of view. At least one processor is operatively connected to the image sensor to receive image data from it such that the at least one processor compares the image of the image data with a reference image to estimate at least one parameter of the fluid in the dripper. The reference image may be a dynamic reference image. At least one processor can update the reference image by multiplying each pixel of the reference image by a first constant and adding the corresponding pixel of the image multiplied by the second constant.
Расходомер может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, оперативно связанную с по меньшей мере одним процессором. Неизменяемая процессорно-считываемая память может включать в себя оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, конфигурированных для выполнения по меньшей мере одним процессором таким образом, что оперативный набор процессорноисполнимых инструкций, при выполнении по меньшей мере одним процессором, управляет работой по меньшей мере одного процессора.The flow meter may include a non-volatile processor-readable memory operatively coupled to at least one processor. The non-volatile processor-readable memory may include an operational set of processor-executable instructions configured for execution by the at least one processor such that the operational set of processor-executable instructions, when executed by the at least one processor, controls the operation of the at least one processor.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, способ экспонирования датчика изображения реализованный посредством оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций, конфигурированных для выполнения по меньшей мере одним процессором, включает в себя этапы, на которых: выбирают область, представляющую интерес; определяют, находится ли пиксель в области, представляющей интерес; активируют источник света подсветки, если пиксель находится в области, представляющей интерес; и экспонируют пиксель, действие активации может активировать поднабор источников света, включающий в себя источник света подсветки. Источник света подсветки может формировать однородную подсветку. Датчик изображения может включать в себя область, представляющую интерес, и пиксель.In some embodiments of the present invention, a method for exposing an image sensor, implemented by an operational set of processor-executable instructions configured for execution by at least one processor, includes the steps of: selecting a region of interest; determining whether a pixel is in the region of interest; activating a backlight light source if the pixel is in the region of interest; and exposing the pixel, the activating action may activate a subset of light sources, including the backlight light source. The backlight light source may form a uniform backlight. The image sensor may include a region of interest and a pixel.
Оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций может храниться в неизменяемой процессорно-считываемой памяти, оперативно связанной с по меньшей мере одним процессором, таким образом, что по меньшей мере один процессор может осуществлять способ.The operational set of processor-executable instructions may be stored in a non-changeable processor-readable memory operatively associated with at least one processor, such that at least one processor can implement the method.
По меньшей мере один процессор может быть подключен к датчику изображения таким образом, что по меньшей мере один процессор осуществляет способ с использованием датчика изображения. Область, представляющая интерес, может быть областью датчика изображения, которая изображает капельницу. Область, представляющая интерес, может соответствовать капельнице.At least one processor may be connected to an image sensor such that the at least one processor performs a method using the image sensor. The region of interest may be a region of the image sensor that depicts an IV. The region of interest may correspond to the IV.
Способ может дополнительно включать в себя этапы, на которых: принимают полевой синхронизирующий сигнал от датчика изображения; и принимают строчный синхронизирующий сигнал от датчика изображения. По меньшей мере один процессор может принимать полевой и строчный синхронизирующие сигналы от датчика изображения. По меньшей мере один процессор может активировать источник света подсветки в соответствии с по меньшей мере одним из полевого и строчного синхронизирующих сигналов. Источником света может быть светодиод.The method may further include the steps of: receiving a field synchronization signal from the image sensor; and receiving a horizontal synchronization signal from the image sensor. At least one processor may receive the field and horizontal synchronization signals from the image sensor. At least one processor may activate a backlight light source in accordance with at least one of the field and horizontal synchronization signals. The light source may be an LED.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, датчик изображения, подсветку и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали таким образом, что датчик изображения располагается для наблюдения капельницы в поле зрения. Подсветка имеет по меньшей мере один источник света. Подсветка присоединена к опорной детали таким образом, что подсветка выполнена с возможностью освещения датчика изображения для экспонирования датчика изображения, причем поле зрения датчика изображения, по меньшей мере, частично изображает, по меньшей мере, участок капельницы. По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения для приема от него данных изображения.In some embodiments of the present invention, the flow meter includes a connecting device, a support member, an image sensor, a backlight, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to the dripper. The support member is operatively connected to the connecting device. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the support member such that the image sensor is positioned to observe the dripper in the field of view. The backlight has at least one light source. The backlight is connected to the support member such that the backlight is configured to illuminate the image sensor to expose the image sensor, wherein the field of view of the image sensor at least partially images at least a portion of the dripper. At least one processor is operatively connected to the image sensor to receive image data from it.
По меньшей мере один процессор выполнен с возможностью: выбирать область, представляющую интерес, датчика изображения; определять, находится ли пиксель датчика изображения в области, представляющей интерес; активировать источник света подсветки, если пиксель датчика изображения находится в области, представляющей интерес; и экспонировать пиксель датчика изображения.At least one processor is configured to: select an area of interest of the image sensor; determine whether a pixel of the image sensor is in the area of interest; activate a backlight light source if the pixel of the image sensor is in the area of interest; and expose the pixel of the image sensor.
Расходомер может дополнительно включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, считываемую по меньшей мере одним процессором. Неизменяемая процессорно-считываемая память включает в себя оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, хранящийся в ней, сконфигурированный предписывать по меньшей мере одному процессору, при выполнении: выбирать область, представляющую интерес, датчика изображения; определять, находится ли пиксель датчика изображения в области, представляющей интерес; активировать источник света подсветки, если пиксель датчика изображения находится в области, представляющей интерес; и экспонировать пиксель датчика изображения. По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью: принимать полевой синхронизирующий сигнал от датчика изображения; и принимать строчный синхронизирующий сигнал от датчика изображения. По меньшей мере один процессор может активировать источник света подсветки в соответствии с по меньшей мере одним из полевого и строчного синхронизирующих сигналов.The flow meter may further include a non-changeable processor-readable memory readable by at least one processor. The non-changeable processor-readable memory includes an operational set of processor-executable instructions stored therein, configured to instruct at least one processor, when executed, to: select an area of interest of the image sensor; determine whether a pixel of the image sensor is in the area of interest; activate a backlight light source if the pixel of the image sensor is in the area of interest; and expose the pixel of the image sensor. At least one processor may be further configured to: receive a field synchronization signal from the image sensor; and receive a line synchronization signal from the image sensor. The at least one processor may activate the backlight light source in accordance with at least one of the field and line synchronization signals.
По меньшей мере один процессор может выбирать область, представляющую интерес, и опреде- 10 043431 лять, находится ли пиксель датчика изображения в области, представляющей интерес, в соответствии с данными изображения. Область, представляющая интерес, является областью датчика изображения, которая изображает капельницу. Область, представляющая интерес, может соответствовать капельнице.At least one processor may select an area of interest and determine whether a pixel of the image sensor is within the area of interest according to the image data. The area of interest is an area of the image sensor that depicts an IV. The area of interest may correspond to an IV.
По меньшей мере один процессор может активировать поднабор источников света, включающий в себя источник света подсветки. Источник света подсветки может формировать однородную подсветку.At least one processor may activate a subset of light sources, including a backlight light source. The backlight light source may generate a uniform backlight.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, способ включает в себя этапы, на которых: захватывают изображение, включающее в себя изображение капельницы, с использованием датчика изображения, имеющего поле зрения, включающее в себя капельницу; вычитают изображение из изображения фона для генерации, таким образом, разностного изображения; преобразуют каждый пиксель разностного изображения к значению истина, если абсолютное значение соответствующего пикселя выходит за пределы заранее определенного порога или к значению ложь, если абсолютное значение соответствующего пикселя меньше заранее определенного порога; суммируют каждую строку преобразованного разностного изображения для генерации множества суммарных значений, причем каждое суммарное значение из множества суммарных значений соответствует соответствующей строке преобразованного разностного изображения; и проверяют множество суммарных значений.In some embodiments of the present invention, the method includes the steps of: capturing an image including an image of an IV drip using an image sensor having a field of view including the IV drip; subtracting the image from a background image to thereby generate a difference image; transforming each pixel of the difference image to a true value if the absolute value of the corresponding pixel is beyond a predetermined threshold or to a false value if the absolute value of the corresponding pixel is less than a predetermined threshold; summing each row of the transformed difference image to generate a plurality of sum values, wherein each sum value of the plurality of sum values corresponds to a corresponding row of the transformed difference image; and checking the plurality of sum values.
Способ можно реализовать посредством оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций, хранящихся в неизменяемой процессорно-считываемой памяти, оперативно связанной с по меньшей мере одним процессором, таким образом, что по меньшей мере один процессор осуществляет способ.The method can be implemented by means of an operational set of processor-executable instructions stored in an immutable processor-readable memory operatively connected to at least one processor, such that at least one processor implements the method.
Действие проверки множества суммарных значений может включать в себя определение, существует ли условие свободного потока в капельнице.The action of checking a set of total values may include determining whether a free flow condition exists in the dripper.
Действие определения, существует ли условие свободного потока может включать в себя определение, включает ли в себя множество суммарных значений множество непрерывных суммарных значений, превышающих другой заранее определенный порог.The act of determining whether a free flow condition exists may include determining whether the set of total values includes a set of continuous total values that exceed another predetermined threshold.
Действие проверки множества суммарных значений может включать в себя определение, сформировалась ли капля в капельнице.The act of checking a set of total values may include determining whether a drop has formed in a dropper.
Действие определения, сформировалась ли капля в капельнице, может включать в себя определение, включает ли в себя множество суммарных значений множество непрерывных суммарных значений в заранее определенном диапазоне, который больше минимального значения и меньше максимального значения.The act of determining whether a droplet has formed in the dropper may include determining whether the plurality of total values includes a plurality of continuous total values in a predetermined range that is greater than a minimum value and less than a maximum value.
Способ может, в необязательном порядке, включать в себя сглаживание множества суммарных значений до действия проверки. Действие сглаживания может осуществляться в соответствии с по меньшей мере одной из сплайн-функции, функции кубического сплайна, функции В-сплайна, функции сплайна Безье, полиномиальной интерполяции, скользящего среднего, функции сглаживания данных, и функции типа кубического сплайна.The method may optionally include smoothing the plurality of summary values prior to the validation step. The smoothing step may be performed using at least one of a spline function, a cubic spline function, a B-spline function, a Bezier spline function, a polynomial interpolation, a moving average, a data smoothing function, or a cubic spline-type function.
По меньшей мере один процессор может, в необязательном порядке, быть подключен к датчику изображения, и по меньшей мере один процессор может осуществлять способ с использованием датчика изображения.At least one processor may optionally be connected to an image sensor, and at least one processor may perform a method using the image sensor.
Способ может, в необязательном порядке, включать в себя действие преобразования каждый пиксель разностного изображения в абсолютное значение каждого пикселя после действия вычитания и до действия преобразования.The method may optionally include the step of converting each pixel of the difference image into an absolute value of each pixel after the subtraction step and before the conversion step.
Способ может, в необязательном порядке, включать в себя действие преобразования каждый пиксель разностного изображения в квадрат значения каждого пикселя после действия вычитания и до действия преобразования.The method may optionally include the step of transforming each pixel of the difference image into a square of the value of each pixel after the subtraction step and before the transform step.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, источник света и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали таким образом, что датчик изображения располагается для наблюдения капельницы в поле зрения. Источник света присоединен к опорной детали и выполнен с возможностью освещения датчика изображения для экспонирования датчика изображения таким образом, что поле зрения датчика изображения, по меньшей мере, частично изображает, по меньшей мере, участок капельницы.In some embodiments of the present invention, the flow meter includes a connecting device, a support member, a light source, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to a dripper. The support member is operatively connected to the connecting device. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the support member such that the image sensor is positioned to observe the dripper within the field of view. The light source is connected to the support member and is configured to illuminate the image sensor to expose the image sensor such that the field of view of the image sensor at least partially depicts at least a portion of the dripper.
По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения для приема от него данных изображения, и по меньшей мере один процессор выполнен с возможностью: захватывать изображение, включающее в себя изображение капельницы, с использованием датчика изображения, имеющего поле зрения, включающее в себя капельницу; вычитать изображение из изображения фона для генерации, таким образом, разностного изображения; преобразовывать каждый пиксель разностного изображения к значению истина, если абсолютное значение соответствующего пикселя выходит за пределы заранее определенного порога или к значению ложь, если абсолютное значение соответствующего пикселя меньше заранее определенного порога; суммировать каждую строку преобразованного разностного изображения для генерации множества суммарных значений, причем каждое суммарное значение из множества суммарных значений соответствует соответствующей строке преобразованного разностно- 11 043431 го изображения; и проверять множество суммарных значений.At least one processor is operatively connected to an image sensor for receiving image data from it, and the at least one processor is configured to: capture an image including an image of an IV drip using an image sensor having a field of view including the IV drip; subtract the image from a background image to thereby generate a difference image; transform each pixel of the difference image to a true value if the absolute value of the corresponding pixel is beyond a predetermined threshold or to a false value if the absolute value of the corresponding pixel is less than a predetermined threshold; sum each row of the transformed difference image to generate a plurality of summary values, wherein each summary value from the plurality of summary values corresponds to a corresponding row of the transformed difference image; and check the plurality of summary values.
Расходомер может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, считываемую по меньшей мере одним процессором таким образом, что неизменяемая процессорно-считываемая память включает в себя оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, хранящийся в ней, сконфигурированный предписывать по меньшей мере одному процессору, при выполнении: захватывать изображение, включающее в себя изображение капельницы, с использованием датчика изображения, имеющего поле зрения, включающее в себя капельницу; вычитать изображение из изображения фона для генерации, таким образом, разностного изображения; преобразовывать каждый пиксель разностного изображения к значению истина, если абсолютное значение соответствующего пикселя выходит за пределы заранее определенного порога, или к значению ложь, если абсолютное значение соответствующего пикселя меньше заранее определенного порога; суммировать каждую строку преобразованного разностного изображения для генерации множества суммарных значений, причем каждое суммарное значение из множества суммарных значений соответствует соответствующей строке преобразованного разностного изображения; и проверять множество суммарных значений.The flow meter may include a non-changeable processor-readable memory readable by at least one processor in such a way that the non-changeable processor-readable memory includes an operational set of processor-executable instructions stored therein, configured to instruct the at least one processor, when executed: to capture an image including an image of a dropper, using an image sensor having a field of view including the dropper; to subtract the image from the background image to thereby generate a difference image; to transform each pixel of the difference image to a true value if the absolute value of the corresponding pixel goes beyond a predetermined threshold, or to a false value if the absolute value of the corresponding pixel is less than a predetermined threshold; to sum up each row of the transformed difference image to generate a plurality of total values, wherein each total value from the plurality of total values corresponds to a corresponding row of the transformed difference image; and to check the plurality of total values.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью определения, существует ли условие свободного потока в капельнице, когда процессор проверяет множество суммарных значений.At least one processor may be further configured to determine whether a free flow condition exists in the drip chamber when the processor checks a plurality of total values.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью определения, включает ли в себя множество суммарных значений множество непрерывных суммарных значений, превышающих другой заранее определенный порог, когда по меньшей мере один процессор определяет, существует ли условие свободного потока.At least one processor may be further configured to determine whether the plurality of total values includes a plurality of continuous total values exceeding another predetermined threshold when the at least one processor determines whether a free flow condition exists.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью определения, сформировалась ли капля в капельнице, когда по меньшей мере один процессор проверяет множество суммарных значений.At least one processor may be further configured to determine whether a drop has formed in the dropper when the at least one processor checks a plurality of total values.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью определения, что капля сформировалась, если множество суммарных значений включает в себя множество непрерывных суммарных значений в заранее определенном диапазоне, который больше минимального значения и меньше максимального значения, и положение непрерывных суммарных значений соответствует заранее определенному диапазону положений, в которых может формироваться капля.At least one processor may be further configured to determine that a droplet has been formed if the plurality of total values includes a plurality of continuous total values in a predetermined range that is greater than a minimum value and less than a maximum value, and the position of the continuous total values corresponds to a predetermined range of positions in which a droplet can be formed.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью сглаживать множество суммарных значений до того, как по меньшей мере один процессор проверит множество суммарных значений.At least one processor may be further configured to smooth the plurality of total values before the at least one processor checks the plurality of total values.
По меньшей мере один процессор может осуществлять сглаживание в соответствии с по меньшей мере одной из сплайн-функции, функции кубического сплайна, функции B-сплайна, функции сплайна Безье, полиномиальной интерполяции, скользящего среднего, функции сглаживания данных, и/или функции типа кубического сплайна.At least one processor can perform smoothing in accordance with at least one of a spline function, a cubic spline function, a B-spline function, a Bezier spline function, a polynomial interpolation, a moving average, a data smoothing function, and/or a cubic spline type function.
Расходомер может дополнительно включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, где хранится оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций.The flow meter may additionally include a non-volatile processor-readable memory that stores a running set of processor-executable instructions.
Неизменяемая процессорно-считываемая память оперативно связана с по меньшей мере одним процессором таким образом, что оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций управляет работой по меньшей мере одного процессора.The non-changeable processor-readable memory is operatively connected to at least one processor in such a way that the operational set of processor-executable instructions controls the operation of at least one processor.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью преобразования каждого пикселя разностного изображения в абсолютное значение каждого пикселя после действия вычитания и до преобразования.At least one processor may be further configured to convert each pixel of the difference image into an absolute value of each pixel after the subtraction action and before the conversion.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью преобразования каждого пикселя разностного изображения в квадрат значения каждого пикселя после действия вычитания и до преобразования.At least one processor may be further configured to transform each pixel of the difference image into a square of the value of each pixel after the subtraction action and before the transformation.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, способ включает в себя этапы, на которых: захватывают изображение капельницы с использованием датчика изображения; идентифицируют множество пикселей, представляющих интерес, в изображении; определяют поднабор пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, причем для каждого пикселя из множества пикселей определено, что он находится в поднаборе пикселей, когда существует путь к базовой линии, соответствующей капельнице; осуществляют операцию вращения на поднаборе пикселей; и оценивают объем капли в капельнице путем отсчета количества пикселей в повернутом поднаборе пикселей.In some embodiments of the present invention, the method includes the steps of: capturing an image of a dropper using an image sensor; identifying a plurality of pixels of interest in the image; determining a subset of pixels in the plurality of pixels of interest, wherein each pixel of the plurality of pixels is determined to be in the subset of pixels when there is a path to a baseline corresponding to the dropper; performing a rotation operation on the subset of pixels; and estimating the volume of the drop in the dropper by counting the number of pixels in the rotated subset of pixels.
Базовая линия может представлять собой заранее определенный набор пикселей в датчике изображения. Множество пикселей, представляющих интерес, можно идентифицировать, сравнивая изображение с изображением фона.A baseline can be a predefined set of pixels on an image sensor. The set of pixels of interest can be identified by comparing the image with the background image.
Способ может, в необязательном порядке, включать в себя один или более этапов, на которых: инициализируют изображения фона; обновляют изображение фона с использованием изображения, захваченного датчиком изображения; обновляют массив значений дисперсии с использованием изображения, захваченного датчиком изображения; и/или обновляют массив целых чисел в соответствии с изображением, захваченным датчиком изображения.The method may optionally include one or more steps of: initializing background images; updating the background image using an image captured by the image sensor; updating an array of variance values using the image captured by the image sensor; and/or updating an array of integers in accordance with the image captured by the image sensor.
- 12 043431- 12 043431
Изображение фона можно обновлять в соответствии с: р — Р fl — (Ύ + OL Р * background,i,j background,i,j ξ ^background / backgroundinput,i,jThe background image can be updated according to: p - P fl - (Ύ + OL P * background,i,j background,i,j ξ ^background / backgroundinput,i,j
Массив значений дисперсии можно обновлять вThe array of dispersion values can be updated in
Ισ2 = (Р . -Р . Ύ temp у background,г,J input,i,j J соответствии с:Ισ2 = (Р . -Р . Ύ temp y background,г,J input,i,j J according to:
^background,i,j ^background,i,j ^background ) /^background^temp^background,i,j ^background,i,j ^background ) /^background^temp
Каждое целое число массива целых чисел может соответствовать количеству обновлений пикселя изображения фона. В некоторых конкретных вариантах осуществления, сравнение изображения с изображением фона сравнивает пиксели в изображении с пикселями в изображении фона, только если соответствующее целое число массива целых чисел указывает, что соответствующий пиксель в изображении фона был обновлен, по меньшей мере, заранее определенное число раз.Each integer in the integer array may correspond to the number of times a pixel in the background image has been updated. In some specific embodiments, comparing an image to a background image compares pixels in the image to pixels in the background image only if the corresponding integer in the integer array indicates that the corresponding pixel in the background image has been updated at least a predetermined number of times.
Способ может, в необязательном порядке, включать в себя один или более этапов, на которых: идентифицируют каплю в изображении и заранее определенную полосу вблизи границы капли; и инициализируют изображение фона, задавая каждый пиксель изображения фона равным пикселю изображения, если он не находится в идентифицированной капле или заранее определенной полосе вблизи границы капли.The method may optionally include one or more steps of: identifying a droplet in the image and a predetermined band near the droplet boundary; and initializing the background image by setting each pixel of the background image equal to the pixel of the image if it is not located in the identified droplet or a predetermined band near the droplet boundary.
Способ может дополнительно включать в себя этап, на котором устанавливают пиксель изображения фона на заранее определенное значение, если соответствующий пиксель изображения находится в идентифицированной капле или заранее определенной полосе вблизи границы капли. Соответствующий пиксель изображения имеет положение, соответствующее пикселю изображения фона.The method may further include setting a background image pixel to a predetermined value if the corresponding image pixel is located in the identified droplet or a predetermined band near the droplet boundary. The corresponding image pixel has a position corresponding to the background image pixel.
Способ может дополнительно включать в себя этап, на котором определяют базовую линию, соответствующую отверстию капельницы.The method may further include the step of determining a baseline corresponding to the dropper opening.
Действие определения поднабора пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, который соответствует капле, может включать в себя определение, что каждый из множества пикселей, представляющих интерес, находится в поднаборе пикселей, если соответствующий пиксель из множества пикселей имеет непрерывный путь обратно к базовой линии формирования капли на отверстии капельницы.The act of determining a subset of pixels in a plurality of pixels of interest that corresponds to a droplet may include determining that each of the plurality of pixels of interest is in the subset of pixels if a corresponding pixel of the plurality of pixels has a continuous path back to a droplet formation baseline at the dropper opening.
Способ может, в необязательном порядке, включать в себя один или более этапов, на которых: захватывают первое изображение с использованием датчика изображения; идентифицируют каплю в первом изображении и заранее определенной полосе вблизи границы капли; инициализируют изображение фона, устанавливая каждый пиксель равным пикселю первого изображения, если он не находится в идентифицированной капле или заранее определенной полосе вблизи границы капли; устанавливают пиксели в области капли или в заранее определенной полосе на заранее определенное значение; инициализируют массив целых чисел; и инициализируют массив значений дисперсии.The method may optionally include one or more steps of: capturing a first image using an image sensor; identifying a droplet in the first image and a predetermined band near the droplet boundary; initializing the background image by setting each pixel equal to a pixel of the first image if it is not in the identified droplet or a predetermined band near the droplet boundary; setting the pixels in the droplet region or in the predetermined band to a predetermined value; initializing an array of integers; and initializing an array of variance values.
Способ также может включать в себя этап, на котором обновляют один или более из изображения фона, массива целых чисел и/или массива значений дисперсии с использованием изображения.The method may also include the step of updating one or more of the background image, the array of integers, and/or the array of variance values using the image.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, датчик изображения и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали. Датчик изображения располагается для наблюдения капельницы в поле зрения.In some embodiments of the present invention, a flow meter includes a connector, a support member, an image sensor, and at least one processor. The connector is configured to be connected to a drip chamber. The support member is operatively connected to the connector. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the support member. The image sensor is positioned to observe the drip chamber within the field of view.
По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения для приема от него данных изображения, и по меньшей мере один процессор выполнен с возможностью: захватывать изображение капельницы с использованием датчика изображения; идентифицировать множество пикселей, представляющих интерес, в изображении; определять поднабор пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, причем для каждого пикселя из множества пикселей определено, что он находится в поднаборе пикселей, когда существует путь к базовой линии, соответствующей капельнице; осуществлять операцию вращения на поднаборе пикселей; и оценивать объем капли в капельнице путем отсчета количества пикселей в повернутом поднаборе пикселей.At least one processor is operatively connected to an image sensor for receiving image data from it, and at least one processor is configured to: capture an image of the dropper using the image sensor; identify a plurality of pixels of interest in the image; determine a subset of pixels in the plurality of pixels of interest, wherein for each pixel of the plurality of pixels it is determined that it is in the subset of pixels when there is a path to a baseline corresponding to the dropper; perform a rotation operation on the subset of pixels; and estimate the volume of the drop in the dropper by counting the number of pixels in the rotated subset of pixels.
Расходомер также может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, где хранится оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций.The flow meter may also include a non-volatile processor-readable memory that stores a running set of processor-executable instructions.
Неизменяемая процессорно-считываемая память оперативно связана с по меньшей мере одним процессором таким образом, что оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций управляет работой по меньшей мере одного процессора.The non-changeable processor-readable memory is operatively connected to at least one processor in such a way that the operational set of processor-executable instructions controls the operation of at least one processor.
Расходомер также может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, считываемую по меньшей мере одним процессором таким образом, что неизменяемая процессорносчитываемая память включает в себя оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, хранящийся в ней, сконфигурированный предписывать по меньшей мере одному процессору, при выполнении: захватывать изображение капельницы с использованием датчика изображения; идентифицировать мно- 13 043431 жество пикселей, представляющих интерес, в изображении; определять поднабор пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, причем для каждого пикселя из множества пикселей определено, что он находится в поднаборе пикселей, когда существует путь к базовой линии, соответствующей капельнице; осуществлять операцию вращения на поднаборе пикселей; и оценивать объем капли в капельнице путем отсчета количества пикселей в повернутом поднаборе пикселей.The flow meter may also include a non-changeable processor-readable memory readable by at least one processor in such a way that the non-changeable processor-readable memory includes an operational set of processor-executable instructions stored therein, configured to instruct the at least one processor, when executed: to capture an image of the dropper using an image sensor; to identify a plurality of pixels of interest in the image; to determine a subset of pixels in the plurality of pixels of interest, wherein for each pixel of the plurality of pixels it is determined that it is in the subset of pixels when there is a path to a baseline corresponding to the dropper; to perform a rotation operation on the subset of pixels; and to estimate the volume of a drop in the dropper by counting the number of pixels in the rotated subset of pixels.
Базовая линия может представлять собой заранее определенный набор пикселей в датчике изображения. Множество пикселей, представляющих интерес, можно идентифицировать, сравнивая изображение с изображением фона. По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью инициализации изображения фона и/или обновления изображения фона с использованием изображения, захваченного датчиком изображения.The baseline may be a predetermined set of pixels in the image sensor. A plurality of pixels of interest may be identified by comparing the image with a background image. At least one processor may be further configured to initialize the background image and/or update the background image using the image captured by the image sensor.
Изображение фона можно обновлять в соответствии с:The background image can be updated according to:
Jp — Р (Л-а ) + « рх background,i,j background,i, j \00 background /00 backgroundinput,i,j *Jp - P (L-a) + « px background,i,j background,i, j \00 background /00 backgroundinput,i,j *
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью обновления массива значений дисперсии с использованием изображения, захваченного датчиком изображения.At least one processor may be further configured to update the array of variance values using an image captured by the image sensor.
Массив значений дисперсии можно обновлять вThe array of dispersion values can be updated in
соответствии с:in accordance with:
^background,i,j ^background,i,j ^background ) + ^background^temp^background,i,j ^background,i,j ^background ) + ^background^temp
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью обновления массив целых чисел в соответствии с изображением, захваченным датчиком изображения. Каждое целое число массива целых чисел соответствует количеству обновлений пикселя изображения фона.At least one processor may be further configured to update an array of integers in accordance with an image captured by the image sensor. Each integer in the array of integers corresponds to the number of pixel updates of the background image.
В необязательном порядке, в некоторых вариантах осуществления, сравнение изображения с изображением фона сравнивает пиксели в изображении с пикселями в изображении фона, только если соответствующее целое число массива целых чисел указывает, что соответствующий пиксель в изображении фона был обновлен, по меньшей мере, заранее определенное число раз.Optionally, in some embodiments, comparing the image to the background image compares pixels in the image to pixels in the background image only if the corresponding integer of the integer array indicates that the corresponding pixel in the background image has been updated at least a predetermined number of times.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью: идентифицировать каплю в изображении и заранее определенную полосу вблизи границы капли; и инициализировать изображение фона, задавая каждый пиксель изображения фона равным пикселю изображения, если он не находится в идентифицированной капле или заранее определенной полосе вблизи границы капли.At least one processor may be further configured to: identify a droplet in the image and a predetermined strip near the droplet boundary; and initialize the background image by setting each pixel of the background image equal to the pixel of the image if it is not located in the identified droplet or a predetermined strip near the droplet boundary.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью установления пикселя изображения фона на заранее определенное значение, если соответствующий пиксель изображения находится в идентифицированной капле или заранее определенной полосе вблизи границы капли.At least one processor may be further configured to set a background image pixel to a predetermined value if the corresponding image pixel is located in an identified droplet or a predetermined strip near the droplet boundary.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, соответствующий пиксель изображения имеет положение, соответствующее положению пикселя изображения фона.In some embodiments of the present invention, the corresponding image pixel has a position corresponding to the position of the background image pixel.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью определения базовой линии, соответствующей отверстию капельницы.At least one processor may be further configured to determine a baseline corresponding to the dropper opening.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью определения, находится ли каждый из множества пикселей, представляющих интерес, в поднаборе пикселей, если соответствующий пиксель из множества пикселей имеет непрерывный путь обратно к базовой линии формирования капли на отверстии капельницы, для определения, содержится ли поднабор пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, которое соответствует капле.At least one processor may be further configured to determine whether each of the plurality of pixels of interest is in a subset of pixels, if the corresponding pixel of the plurality of pixels has a continuous path back to the droplet formation baseline at the dropper opening, to determine whether the subset of pixels is contained in the plurality of pixels of interest that corresponds to the droplet.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью: захватывать первое изображение с использованием датчика изображения; идентифицировать каплю в первом изображении и заранее определенную полосу вблизи границы капли; инициализировать изображение фона, устанавливая каждый пиксель равным пикселю первого изображения, если он не находится в идентифицированной капле или заранее определенной полосе вблизи границы капли; устанавливать пиксели в области капли или в заранее определенной полосе на заранее определенное значение; инициализировать массив целых чисел; и инициализировать массив значений дисперсии.At least one processor may be further configured to: capture a first image using an image sensor; identify a droplet in the first image and a predetermined band near the droplet boundary; initialize a background image by setting each pixel equal to a pixel of the first image if it is not located in the identified droplet or a predetermined band near the droplet boundary; set pixels in the droplet region or in the predetermined band to a predetermined value; initialize an array of integers; and initialize an array of variance values.
По меньшей мере один процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью обновления изображения фона, массива целых чисел и/или массива значений дисперсии с использованием изображения.At least one processor may be further configured to update the background image, the array of integers, and/or the array of variance values using the image.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя средство датчика изображения и средство оценивания расхода. Средство датчика изображения предназначено для захвата множества изображений капельницы. Средство оценивания расхода предназначено для оценивания расхода текучей среды через капельницу с использованием множества изображений.In some embodiments of the present invention, the flow meter includes an image sensor and a flow estimator. The image sensor is configured to capture multiple images of the dripper. The flow estimator is configured to estimate the flow rate of fluid through the dripper using the multiple images.
Средство оценивания расхода может включать в себя средство процессора для оценивания расхода текучей среды через капельницу с использованием множества изображений.The flow rate estimator may include a processor means for estimating the flow rate of a fluid through the dripper using a plurality of images.
Расходомер может дополнительно включать в себя средство памяти, оперативно связанное со сред- 14 043431 ством процессора для обеспечения оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций для предписания средству процессора оценивать расход текучей среды через капельницу с использованием множества изображений.The flow meter may further include a memory means operatively coupled to the processor means for providing an operative set of processor-executable instructions for causing the processor means to estimate the flow rate of the fluid through the dripper using the plurality of images.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, расходомер включает в себя средство памяти, имеющее оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, сконфигурированный для исполнения; и средство процессора для выполнения оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций для реализации средства оценивания расхода для оценивания расхода текучей среды через капельницу с использованием множества изображений.In some embodiments of the present invention, the flow meter includes a memory means having an operational set of processor-executable instructions configured for execution; and a processor means for executing the operational set of processor-executable instructions for implementing a flow estimator for estimating the flow of a fluid through a dripper using a plurality of images.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, способ включает в себя этап захвата множества изображений капельницы; и этап оценивания расхода текучей среды через капельницу с использованием множества изображений. Способ можно реализовать посредством оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций, хранящихся в неизменяемой памяти и выполняемых по меньшей мере одним процессором.In some embodiments of the present invention, the method includes the step of capturing multiple images of the drip; and the step of estimating the fluid flow rate through the drip using the multiple images. The method can be implemented using a set of processor-executable instructions stored in non-volatile memory and executed by at least one processor.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, устройство включает в себя соединительное приспособление, выполненное с возможностью присоединения к капельнице; опорную деталь, оперативно присоединенную к соединительному приспособлению; датчик изображения, имеющий поле зрения и оперативно присоединенный к опорной детали, причем датчик изображения располагается для наблюдения капельницы в поле зрения; клапан, выполненный с возможностью присоединения к трубке для текучей среды, гидравлически связанной с капельницей, причем клапан выполнен с возможностью регулировки расхода через трубку для текучей среды чтобы, таким образом, регулировать расход текучей среды через капельницу; и по меньшей мере один процессор, оперативно подключенный к датчику изображения для приема от него данных изображения, причем по меньшей мере один процессор выполнен с возможностью: захвата множества изображений капельницы с использованием датчика изображения; оценивания скорости объемного роста капли в капельнице с использованием множества изображений; приема заданного значения, соответствующего расходу текучей среды через трубку для текучей среды; регулировки системы управления в соответствии с оценочной скоростью объемного роста капли для достижения заданного значения; и вывода сигнала управления из системы управления на привод клапана для управления активацией клапана в соответствии с отрегулированной системой управления.In some embodiments of the present invention, the device includes a connecting device configured to be connected to a dripper; a support part operatively connected to the connecting device; an image sensor having a field of view and operatively connected to the support part, wherein the image sensor is positioned to observe the dripper in the field of view; a valve configured to be connected to a fluid tube hydraulically connected to the dripper, wherein the valve is configured to adjust the flow rate through the fluid tube in order to thereby adjust the flow rate of the fluid through the dripper; and at least one processor operatively connected to the image sensor for receiving image data from it, wherein the at least one processor is configured to: capture a plurality of images of the dripper using the image sensor; estimate the volumetric growth rate of the droplet in the dripper using the plurality of images; receive a set value corresponding to the flow rate of the fluid through the fluid tube; adjust the control system in accordance with the estimated volumetric growth rate of the droplet in order to achieve the set value; and output a control signal from the control system to the valve actuator for controlling the activation of the valve in accordance with the adjusted control system.
Устройство может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, где хранится оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций. Неизменяемая процессорно-считываемая память может быть оперативно связана с по меньшей мере одним процессором таким образом, что оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций управляет работой по меньшей мере одного процессора.The device may include a non-volatile processor-readable memory that stores a set of processor-executable instructions. The non-volatile processor-readable memory may be operatively coupled to at least one processor such that the set of processor-executable instructions controls the operation of the at least one processor.
Устройство может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, считываемую по меньшей мере одним процессором. Неизменяемая процессорно-считываемая память может включать в себя оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, хранящийся в ней, сконфигурированный предписывать по меньшей мере одному процессору, при выполнении: захватывать множество изображений капельницы с использованием датчика изображения; оценивать скорость объемного роста капли в капельнице с использованием множества изображений; принимать заданное значение, соответствующее расходу текучей среды через трубку для текучей среды; регулировать систему управления в соответствии с оценочной скоростью объемного роста капли для достижения заданного значения; и выводить сигнал управления из системы управления на привод клапана для управления активацией клапана в соответствии с отрегулированной системой управления.The device may include a non-changeable processor-readable memory readable by at least one processor. The non-changeable processor-readable memory may include an operational set of processor-executable instructions stored therein, configured to instruct at least one processor, when executed, to: capture a plurality of images of the dropper using an image sensor; estimate the volumetric growth rate of the droplet in the dropper using the plurality of images; receive a set value corresponding to the flow rate of the fluid through the fluid tube; adjust the control system in accordance with the estimated volumetric growth rate of the droplet to achieve the set value; and output a control signal from the control system to the valve actuator to control the activation of the valve in accordance with the adjusted control system.
Система управления может быть по меньшей мере одной из пропорционально-интегральнодифференциальной системы управления, пропорционально-интегральной системы управления, пропорционально-дифференциальной системы управления, пропорциональной системы управления, интегральной системы управления, системы управления на основе нейронной сети, системы управления на основе нечеткой логики и/или двухпозиционной системы управления.The control system may be at least one of a proportional-integral-differential control system, a proportional-integral control system, a proportional-differential control system, a proportional control system, an integral control system, a neural network-based control system, a fuzzy logic-based control system, and/or a two-position control system.
Система управления может коррелировать оценочную скорость объемного роста капли с потоком текучей среды через трубку для текучей среды.The control system can correlate the estimated volumetric growth rate of the droplet with the fluid flow through the fluid tube.
Клапан может включать в себя: искривленную, удлиненную опорную деталь, упруго деформируемую и имеющую первый и второй концы; и противоположную опорную деталь, выполненную с возможностью размещения трубки для текучей среды напротив искривленной, удлиненной опорной детали между первым и вторым концами, причем деформация искривленной, удлиненной опорной детали за счет перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу уменьшает внутренний объем трубки для текучей среды. Привод может быть выполнен с возможностью перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу.The valve may include: a curved, elongated support member that is elastically deformable and has first and second ends; and an opposite support member configured to accommodate a fluid tube opposite the curved, elongated support member between the first and second ends, wherein deformation of the curved, elongated support member due to movement of the first and second ends toward each other reduces the internal volume of the fluid tube. The actuator may be configured to move the first and second ends toward each other.
Клапан может включать в себя: первую удлиненную опорную деталь, образующую длину; и вторую удлиненную опорную деталь, образующую длину, причем длина второй удлиненной опорной детали располагается на некотором удалении от длины первой удлиненной опорной детали чтобы, совместно с первой удлиненной опорной деталью, сжимать трубку для текучей среды. Привод может механическиThe valve may include: a first elongated support member forming a length; and a second elongated support member forming a length, wherein the length of the second elongated support member is located at a certain distance from the length of the first elongated support member so as to, together with the first elongated support member, compress the fluid tube. The actuator may mechanically
- 15 043431 сопрягаться с по меньшей мере одной из первой и второй удлиненных опорных деталей для приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки для текучей среды, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке для текучей среды; активация привода приводит в движение первую и вторую удлиненные опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствии с приближенной сигмоидальной кривой.- 15 043431 mate with at least one of the first and second elongated support members to drive the first and second elongated support members towards each other to thereby compress a fluid tube located therebetween to adjust the flow rate of the fluid in the fluid tube; activation of the actuator drives the first and second elongated support members to adjust the flow rate of the fluid in the tube in accordance with an approximate sigmoid curve.
Клапан может включать в себя: первую удлиненную опорную деталь, образующую длину; и вторую удлиненную опорную деталь, образующую длину, причем длина второй удлиненной опорной детали располагается на некотором удалении от длины первой удлиненной опорной детали чтобы, совместно с первой удлиненной опорной деталью, сжимать трубку для текучей среды. Привод механически сопряжен с по меньшей мере одной из первой и второй удлиненных опорных деталей для приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки для текучей среды, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке; активация привода приводит в движение первую и вторую удлиненные опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке для текучей среды в соответствии с приближенной кривой Гомперца.The valve may include: a first elongated support member forming a length; and a second elongated support member forming a length, wherein the length of the second elongated support member is located at a certain distance from the length of the first elongated support member in order to, together with the first elongated support member, compress the fluid tube. An actuator is mechanically coupled to at least one of the first and second elongated support members for driving the first and second elongated support members towards each other to thereby compress the fluid tube located between them to adjust the fluid flow rate in the tube; activation of the actuator drives the first and second elongated support members to adjust the fluid flow rate in the fluid tube in accordance with an approximate Gompertz curve.
Клапан может включать в себя: первую удлиненную опорную деталь, образующую длину; и вторую удлиненную опорную деталь, образующую длину, причем длина второй удлиненной опорной детали располагается на некотором удалении от длины первой удлиненной опорной детали чтобы, совместно с первой удлиненной опорной деталью, сжимать трубку для текучей среды. Привод механически сопряжен с по меньшей мере одной из первой и второй удлиненных опорных деталей для приведения в движение первой и второй удлиненных опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки для текучей среды, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке для текучей среды; активация привода приводит в движение первую и вторую удлиненные опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке в соответствии с приближенной обобщенной логистической функцией.The valve may include: a first elongated support member forming a length; and a second elongated support member forming a length, wherein the length of the second elongated support member is located at a certain distance from the length of the first elongated support member in order to, together with the first elongated support member, compress the fluid tube. An actuator is mechanically coupled to at least one of the first and second elongated support members for driving the first and second elongated support members towards each other to thereby compress the fluid tube located between them to adjust the fluid flow rate in the fluid tube; activation of the actuator drives the first and second elongated support members to adjust the fluid flow rate in the tube in accordance with an approximate generalized logistic function.
Клапан может включать в себя: первую опорную деталь, которая образует по меньшей мере одну из дуги, множества дуг, кривой, множества кривых, дугообразной формы, множества дугообразных форм, S-образной формы, С-образной формы, выпуклой формы, множества выпуклых форм, вогнутой формы и множества выпуклых форм; и вторую опорную деталь, расположенную на некотором удалении от первой опорной детали, чтобы, совместно с первой опорной деталью, сжимать трубку для текучей среды на протяжении длины трубки для текучей среды, по меньшей мере, существенно большей диаметра трубки для текучей среды. Привод механически сопряжен с по меньшей мере одной из первой и второй опорных деталей для приведения в движение первой и второй опорных деталей навстречу друг к другу для сжатия, таким образом, трубки для текучей среды, расположенной между ними, для регулировки расхода текучей среды в трубке для текучей среды; активация привода приводит в движение первую и вторую опорные детали для регулировки расхода текучей среды в трубке для текучей среды в соответствии с приближенной нелинейной функцией.The valve may include: a first support member that forms at least one of an arc, a plurality of arcs, a curve, a plurality of curves, an arc-shaped form, a plurality of arc-shaped forms, an S-shaped form, a C-shaped form, a convex form, a plurality of convex forms, a concave form, and a plurality of convex forms; and a second support member located at some distance from the first support member in order, together with the first support member, to compress the fluid tube over a length of the fluid tube at least substantially greater than the diameter of the fluid tube. The actuator is mechanically coupled to at least one of the first and second support members for driving the first and second support members toward each other to thereby compress the fluid tube located between them to adjust the fluid flow rate in the fluid tube; activation of the actuator drives the first and second support members to adjust the fluid flow rate in the fluid tube in accordance with an approximate nonlinear function.
Клапан может включать в себя: искривленную, удлиненную опорную деталь, упруго деформируемую и имеющую первый и второй концы; и противоположную опорную деталь, выполненную с возможностью образования трубопровода с искривленной, удлиненной опорной деталью. Трубопровод образуется между искривленной, удлиненной опорной деталью и противоположной деталью. Трубка для текучей среды располагается в трубопроводе, и деформация искривленной, удлиненной опорной детали за счет перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу уменьшает внутренний объем трубки для текучей среды в трубопроводе.The valve may include: a curved, elongated support member that is elastically deformable and has first and second ends; and an opposing support member configured to form a pipeline with the curved, elongated support member. The pipeline is formed between the curved, elongated support member and the opposing member. A fluid tube is located in the pipeline, and deformation of the curved, elongated support member due to movement of the first and second ends toward each other reduces the internal volume of the fluid tube in the pipeline.
Клапан может представлять собой обратный клапан трубки Бурдона, присоединенный к трубке для текучей среды для регулировки текучей среды, текущей через проточный канал трубки для текучей среды.The valve may be a Bourdon tube check valve attached to the fluid tube to regulate the fluid flowing through the flow passage of the fluid tube.
Клапан может включать в себя: первую гибкую деталь; и вторую гибкую деталь, оперативно присоединенную к первой гибкой детали. Трубка для текучей среды может располагаться между первой и второй гибкими деталями. Первая и вторая гибкие детали выполнены с возможностью изгибания, чтобы, таким образом, регулировать расход текучей среды, проходящей через трубку для текучей среды, и привод присоединен к, по меньшей мере, первому концу первой гибкой детали и второму концу первой гибкой детали.The valve may include: a first flexible member; and a second flexible member operatively connected to the first flexible member. A fluid tube may be located between the first and second flexible members. The first and second flexible members are configured to bend to thereby regulate the flow rate of the fluid passing through the fluid tube, and the actuator is connected to at least the first end of the first flexible member and the second end of the first flexible member.
Клапан может включать в себя первую деталь C-образной формы, образующую внутреннюю и внешнюю поверхности; и вторую деталь С-образной формы, образующую внутреннюю и внешнюю поверхности. По меньшей мере одна из внешней поверхности первой детали С-образной формы и внутренней поверхности второй детали С-образной формы выполнена с возможностью приема трубки для текучей среды. Внутренняя поверхность второй детали C-образной формы располагается на некотором удалении от внешней поверхности первой детали С-образной формы. Привод присоединен к первой и второй деталям С-образной формы для изгибания первой и второй деталей С-образной формы для сжатия трубки для текучей среды.The valve may include a first C-shaped part defining an inner and an outer surface; and a second C-shaped part defining an inner and an outer surface. At least one of the outer surface of the first C-shaped part and the inner surface of the second C-shaped part is configured to receive a fluid tube. The inner surface of the second C-shaped part is located at a certain distance from the outer surface of the first C-shaped part. An actuator is connected to the first and second C-shaped parts for bending the first and second C-shaped parts to compress the fluid tube.
Клапан может включать в себя: первую гибкую пластину; и вторую гибкую пластину, оперативноThe valve may include: a first flexible plate; and a second flexible plate, operatively
- 16 043431 присоединенную к первой гибкой пластине. Первая и вторая гибкие пластины выполнены с возможностью приема трубки для текучей среды между ними. Первая и вторая гибкие пластины выполнены с возможностью изгибания, чтобы, таким образом, регулировать расход текучей среды, проходящей через трубку для текучей среды. Привод присоединен к первой и второй гибким пластинам для регулировки расхода текучей среды, проходящей через трубку для текучей среды.- 16 043431 connected to the first flexible plate. The first and second flexible plates are configured to receive a fluid tube between them. The first and second flexible plates are configured to bend to thereby regulate the flow rate of the fluid passing through the fluid tube. An actuator is connected to the first and second flexible plates for regulating the flow rate of the fluid passing through the fluid tube.
Клапан может включать в себя: первую деталь искривленной формы, образующую внутреннюю и внешнюю поверхности; и вторую деталь искривленной формы, образующую внутреннюю и внешнюю поверхности. Внутренняя поверхность второй детали искривленной формы располагается на некотором удалении от внешней поверхности первой детали искривленной формы, причем трубка для текучей среды располагается между первой и второй деталями искривленной формы, и привод присоединен к первой и второй деталям искривленной формы для изгибания первой и второй деталей искривленной формы чтобы, таким образом, регулировать расход текучей среды в трубке для текучей среды.The valve may include: a first curved-shaped member defining an inner and an outer surface; and a second curved-shaped member defining an inner and an outer surface. The inner surface of the second curved-shaped member is located at a certain distance from the outer surface of the first curved-shaped member, wherein a fluid tube is located between the first and second curved-shaped members, and an actuator is connected to the first and second curved-shaped members for bending the first and second curved-shaped members to thereby regulate the flow rate of the fluid in the fluid tube.
Клапан может включать в себя: первую деталь искривленной формы, образующую внутреннюю и внешнюю поверхности, причем первая деталь искривленной формы имеет первую и вторую приемные детали на противоположных концах первой детали искривленной формы; и вторую деталь искривленной формы, образующую внутреннюю и внешнюю поверхности, причем вторая деталь искривленной формы имеет первое и второе крепления на противоположных концах второй детали искривленной формы. Первая приемная деталь первой детали искривленной формы выполнена с возможностью сопряжения с первым креплением второй детали искривленной формы. Вторая приемная деталь первой детали искривленной формы выполнена с возможностью сопряжения со вторым креплением второй детали искривленной формы. Привод присоединен к первой и второй деталям искривленной формы для изгибания первой и второй деталей искривленной формы для регулировки расхода текучей среды в трубке для текучей среды, расположенной между ними.The valve may include: a first curved-shaped part forming an inner and an outer surface, wherein the first curved-shaped part has first and second receiving parts at opposite ends of the first curved-shaped part; and a second curved-shaped part forming an inner and an outer surface, wherein the second curved-shaped part has first and second fastenings at opposite ends of the second curved-shaped part. The first receiving part of the first curved-shaped part is configured to mate with the first fastening of the second curved-shaped part. The second receiving part of the first curved-shaped part is configured to mate with the second fastening of the second curved-shaped part. An actuator is connected to the first and second curved-shaped parts for bending the first and second curved-shaped parts to adjust the flow rate of a fluid in a tube for a fluid located therebetween.
Клапан может включать в себя: первую искривленную, удлиненную опорную деталь, упруго деформируемую и имеющую первый и второй концы; и вторую искривленную, удлиненную опорную деталь, упруго деформируемую и имеющую первый и второй концы, причем вторая искривленная, удлиненная опорная деталь выполнена с возможностью размещения трубки для текучей среды напротив первой искривленной, удлиненной опоры, причем деформация первой и второй искривленных, удлиненных опорных деталей за счет перемещения первого и второго концов первой искривленной, удлиненной опорной детали навстречу друг к другу уменьшает внутренний объем трубки для текучей среды; первый соединитель, присоединенный к первому концу первой искривленной, удлиненной опорной детали и присоединенный к первому концу второй искривленной, удлиненной опорной детали; второй соединитель, присоединенный ко второму концу первой искривленной, удлиненной опорной детали и присоединенный ко второму концу второй искривленной, удлиненной опорной детали, причем второй соединитель образует отверстие; соединительную деталь, имеющую конец, присоединенный к первому соединителю, и другой конец, выполненный с возможностью введения в отверстие второго соединителя, причем соединительная деталь образует резьбовую шпильку, по меньшей мере, на протяжении ее участка; и маховичок, имеющий храповик, выполненный с возможностью пошагового продвижения к детали соединителя при перемещении от другого конца соединительной детали к концу детали соединителя, причем маховичок дополнительно выполнен с возможностью сопряжения с резьбовой шпилькой соединительной детали; причем привод может быть присоединен к маховичку для вращения маховичка.The valve may include: a first curved, elongated support member, elastically deformable and having first and second ends; and a second curved, elongated support member, elastically deformable and having first and second ends, wherein the second curved, elongated support member is configured to accommodate a fluid tube opposite the first curved, elongated support, wherein the deformation of the first and second curved, elongated support members due to the movement of the first and second ends of the first curved, elongated support member towards each other reduces the internal volume of the fluid tube; a first connector connected to the first end of the first curved, elongated support member and connected to the first end of the second curved, elongated support member; a second connector connected to the second end of the first curved, elongated support member and connected to the second end of the second curved, elongated support member, wherein the second connector forms an opening; a connecting part having an end connected to the first connector and another end configured to be inserted into an opening of the second connector, wherein the connecting part forms a threaded stud, at least along its portion; and a handwheel having a ratchet configured to be incrementally advanced toward the connector part when moving from the other end of the connecting part to the end of the connector part, wherein the handwheel is further configured to be mated with the threaded stud of the connecting part; wherein a drive can be connected to the handwheel for rotating the handwheel.
Клапан может включать в себя основание, образующее отверстие, выполненное с возможностью приема трубки для текучей среды; множество пальцев, каждый из которых имеет конец, присоединенный к основанию; и кольцо, выполненное с возможностью скольжения от основания и вдоль множества пальцев. Перемещение кольца от основания прижимает пальцы к трубке для текучей среды. Кольцо выполнено с возможностью фрикционной фиксации на множестве пальцев. Привод присоединен к кольцу для скольжения кольца.The valve may include a base defining an opening configured to receive a fluid tube; a plurality of fingers, each having an end connected to the base; and a ring configured to slide from the base and along the plurality of fingers. Movement of the ring from the base presses the fingers against the fluid tube. The ring is configured to frictionally lock onto the plurality of fingers. An actuator is connected to the ring for sliding the ring.
Клапан может включать в себя: деталь конической формы, имеющую поверхность для обматывания трубки для текучей среды вокруг нее; и ответную деталь, выполненную с возможностью сопряжения с деталью конической формы для сжатия трубки. Привод выполнен с возможностью прижатия детали конической формы к ответной детали для сжатия, таким образом, трубки для текучей среды.The valve may include: a conical member having a surface for wrapping a fluid tube around it; and a counter member configured to mate with the conical member to compress the tube. The actuator is configured to press the conical member against the counter member to thereby compress the fluid tube.
Систему управления можно реализовать аппаратными средствами, программными средствами, в виде комбинации аппаратного обеспечения и программного обеспечения и/или с помощью по меньшей мере одного операционного усилителя.The control system can be implemented using hardware, software, a combination of hardware and software, and/or at least one operational amplifier.
Устройство может включать в себя неизменяемую процессорно-считываемую память, в котором: система управления реализована посредством оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций, конфигурированных для выполнения по меньшей мере одним процессором, оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций хранится в неизменяемой процессорно-считываемой памяти, и неизменяемая процессорно-считываемая память оперативно связана с по меньшей мере одним процессором для оперативной передачи оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций на по меньшей мере один процессор для выполнения по меньшей мере одним процессором.The device may include a non-changeable processor-readable memory, in which: the control system is implemented by means of an operational set of processor-executable instructions configured for execution by at least one processor, the operational set of processor-executable instructions is stored in the non-changeable processor-readable memory, and the non-changeable processor-readable memory is operatively connected to at least one processor for operatively transferring the operational set of processor-executable instructions to at least one processor for execution by at least one processor.
Заданное значение можно сравнивать со скоростью объемного роста капли для регулировки систе- 17 043431 мы управления. Заданное значение можно сравнивать со скоростью объемного роста капли для определения сигнала ошибки. Сигнал ошибки может представлять собой разность между заданным значением и скоростью объемного роста капли. Сигнал ошибки можно пропускать через устройство обработки сигнала для генерации выходного сигнала. Устройство обработки сигнала может реализовать пропорционально-интегрально-дифференциальный контроллер с по меньшей мере одним ненулевым параметром коэффициента усиления.The setpoint can be compared with the droplet volumetric growth rate to adjust the control system. The setpoint can be compared with the droplet volumetric growth rate to determine an error signal. The error signal can be the difference between the setpoint and the droplet volumetric growth rate. The error signal can be passed through a signal processing device to generate an output signal. The signal processing device can implement a proportional-integral-derivative controller with at least one non-zero gain parameter.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, устройство для регулирования расхода текучей среды включает в себя искривленную, удлиненную опорную деталь и противоположную опорную деталь. Искривленная, удлиненная опорная деталь является упруго деформируемой и имеет первый и второй концы. Первый конец выполнен с возможностью поворотного присоединения к первому и второму связующим элементам в форме восьмерки, и второй конец выполнен с возможностью поворотного присоединения к третьему и четвертому связующим элементам в форме восьмерки. Противоположная опорная деталь выполнена с возможностью размещения трубки напротив искривленной, удлиненной опорной детали между первым и вторым концами, таким образом, что деформация искривленной, удлиненной опорной детали за счет перемещения первого и второго концов навстречу друг к другу уменьшает внутреннее поперечное сечение на протяжении длины трубки. Первый конец противоположной опорной детали выполнен с возможностью поворотного присоединения к первому и второму связующим элементам в форме восьмерки, и второй конец противоположной опорной детали выполнен с возможностью поворотного присоединения к третьему и четвертому связующим элементам в форме восьмерки.In another embodiment of the present invention, a device for regulating the flow of a fluid includes a curved, elongated support member and an opposing support member. The curved, elongated support member is elastically deformable and has first and second ends. The first end is configured to be pivotably connected to the first and second figure-eight-shaped connecting elements, and the second end is configured to be pivotally connected to the third and fourth figure-eight-shaped connecting elements. The opposing support member is configured to accommodate a tube opposite the curved, elongated support member between the first and second ends, such that deformation of the curved, elongated support member due to movement of the first and second ends toward each other reduces the internal cross-section along the length of the tube. The first end of the opposite support part is configured to be rotatable to the first and second connecting elements in the shape of a figure eight, and the second end of the opposite support part is configured to be rotatable to the third and fourth connecting elements in the shape of a figure eight.
Первый конец искривленной, удлиненной опорной детали может включать в себя палец сопряжения, выполненный с возможностью сопряжения с зубчатой рейкой. Второй конец искривленной, удлиненной опорной детали может быть выполнен с возможностью поворотного присоединения к зубчатой рейке. Устройство может включать в себя маховичок, присоединенный к первому концу искривленной, удлиненной опорной детали для перемещения зубчатой рейки.The first end of the curved, elongated support member may include a coupling pin configured to mate with a rack. The second end of the curved, elongated support member may be configured to be pivotably connected to the rack. The device may include a handwheel connected to the first end of the curved, elongated support member for moving the rack.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, датчик изображения, лазер и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали, и первый датчик изображения выполнен с возможностью наблюдения капельницы в поле зрения. Лазер выполнен с возможностью излучения света оптического диапазона на сборку двоичной оптики.In another embodiment of the present invention, the flowmeter includes a connecting device, a support member, an image sensor, a laser, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to a dripper. The support member is operatively connected to the connecting device. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the support member, and the first image sensor is configured to view the dripper within the field of view. The laser is configured to emit optical light onto the binary optics assembly.
По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения таким образом, что: (1) по меньшей мере один процессор принимает данные от датчика изображения, где представлен, по меньшей мере, участок фонового рисунка; и (2) по меньшей мере один процессор оценивает по меньшей мере один параметр жидкости в капельнице с использованием данных изображения.At least one processor is operatively connected to the image sensor such that: (1) the at least one processor receives data from the image sensor where at least a portion of the background image is represented; and (2) the at least one processor estimates at least one parameter of the liquid in the dropper using the image data.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, первый и второй электроды, и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Первый электрод выполнен с возможностью присоединения к трубопроводу, гидравлически связанному с капельницей. Второй электрод выполнен с возможностью присоединения к трубопроводу, гидравлически связанному с капельницей.In another embodiment of the present invention, the flowmeter includes a connecting device, a support member, first and second electrodes, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to a dripper. The support member is operatively connected to the connecting device. The first electrode is configured to be connected to a pipeline fluidly connected to the dripper. The second electrode is configured to be connected to a pipeline fluidly connected to the dripper.
По меньшей мере один процессор оперативно подключен к первому и второму электродам для измерения емкости между ними, и по меньшей мере один процессор выполнен с возможностью контроля емкости. По меньшей мере один процессор может быть выполнен с возможностью определения, существует ли условие образования потока в капельнице, с использованием контролируемой емкости.At least one processor is operatively connected to the first and second electrodes to measure the capacitance therebetween, and at least one processor is configured to monitor the capacitance. At least one processor may be configured to determine whether a flow condition exists in the dripper using the monitored capacitance.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предохранительный клапан включает в себя корпус, первый и второй перекрывающие рычаги, первый и второй шпиндели и пружину. Корпус выполнен с возможностью удержания трубки. Первый и второй перекрывающие рычаги поворотно соединены друг с другом. Первый шпиндель поворотно присоединен к дальнему концу первого перекрывающего рычага. Второй шпиндель поворотно присоединен к дальнему концу второго перекрывающего рычага. Пружина располагается рядом с первым и вторым перекрывающими рычагами с противоположной стороны трубки, с возможностью подпружинивания первого и второго перекрывающих рычагов. Предохранительный клапан выполнен с возможностью расслабления пружины и перекрытия трубки, когда первый и второй перекрывающие рычаги отворачиваются от пружины вдоль своего общего шкворня на заранее определенную величину. Соленоид можно использовать для сопряжения с первым и вторым перекрывающими рычагами для расслабления пружины.In another embodiment of the present invention, a safety valve includes a housing, first and second shut-off levers, first and second spindles, and a spring. The housing is configured to retain a tube. The first and second shut-off levers are pivotally connected to one another. The first spindle is pivotally connected to the distal end of the first shut-off lever. The second spindle is pivotally connected to the distal end of the second shut-off lever. A spring is located near the first and second shut-off levers on the opposite side of the tube, with the ability to preload the first and second shut-off levers. The safety valve is configured to relax the spring and close the tube when the first and second shut-off levers rotate away from the spring along their common pivot by a predetermined amount. A solenoid can be used to couple with the first and second shut-off levers to relax the spring.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали. Датчик изображения выполнен с возможностью наблюдения капельницыIn another embodiment of the present invention, the device includes a connecting device, a support member, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to an IV drip. The support member is operatively connected to the connecting device. An image sensor has a field of view and is operatively connected to the support member. The image sensor is configured to view the IV drip.
- 18 043431 в поле зрения. По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения для приема от него данных изображения, и по меньшей мере один процессор выполнен с возможностью: (1) захвата изображения капельницы; (2) помещения шаблона в захваченном изображении в первую позицию; (3) усреднения пикселей в шаблоне для определения первого среднего; (4) перемещения шаблона во вторую позицию; (5) усреднения пикселей в шаблоне для определения второго среднего; (6) определения, что шаблон располагается на границе капли, если разность между вторым средним и первым средним больше заранее определенного порогового значения; (7) и корреляции второй позиции с объемом капли.- 18 043431 in the field of view. At least one processor is operatively connected to the image sensor for receiving image data from it, and the at least one processor is configured to: (1) capture an image of the dropper; (2) place a template in the captured image in a first position; (3) average the pixels in the template to determine a first average; (4) move the template to a second position; (5) average the pixels in the template to determine a second average; (6) determine that the template is located on the boundary of the drop if the difference between the second average and the first average is greater than a predetermined threshold value; (7) and correlate the second position with the volume of the drop.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения раскрыт способ, реализованный по меньшей мере одним процессором, выполняющим оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, сконфигурированный для исполнения по меньшей мере одним процессором для оценивания расхода. Способ включает в себя этапы, на которых: (1) захватывают изображения капельницы; (2) помещают шаблон в захваченном изображении в первую позицию; (3) усредняют пиксели в шаблоне для определения первого среднего; (4) перемещают шаблон во вторую позицию; (5) усредняют пиксели в шаблоне для определения второго среднего; (6) определяют, что шаблон располагается на границе капли, если разность между вторым средним и первым средним больше заранее определенного порогового значения; и (7) коррелируют вторую позицию с объемом капли.In another embodiment of the present invention, a method is disclosed that is implemented by at least one processor executing an operational set of processor-executable instructions configured to be executed by the at least one processor for estimating a flow rate. The method includes the steps of: (1) capturing images of a dropper; (2) placing a template in the captured image in a first position; (3) averaging pixels in the template to determine a first average; (4) moving the template to a second position; (5) averaging pixels in the template to determine a second average; (6) determining that the template is located on the boundary of the droplet if the difference between the second average and the first average is greater than a predetermined threshold; and (7) correlating the second position with the volume of the droplet.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, модулируемую сборку подсветки, датчик изображения и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Модулируемая сборка подсветки выполнена с возможностью обеспечения первой подсветки и второй подсветки. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали. Датчик изображения выполнен с возможностью наблюдения капельницы в поле зрения и модулируемой сборки подсветки. По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения и модулируемой сборке подсветки таким образом, что по меньшей мере один процессор принимает данные от датчика изображения, в котором представлен, по меньшей мере, участок модулируемой сборки подсветки, и по меньшей мере одн ин процессор выполнен с возможностью модуляции сборки подсветки к первой подсветке при оценивании размера капли и модуляции сборки подсветки ко второй подсветке. Первой подсветкой может быть подсветка с рассеивателем, не имеющим рисунка, и второй подсветкой может быть подсветка с рассеивателем, имеющим полосатый рисунок.In yet another embodiment of the present invention, the flow meter includes a connecting device, a support member, a modulated backlight assembly, an image sensor, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to the dropper. The support member is operatively connected to the connecting device. The modulated backlight assembly is configured to provide a first backlight and a second backlight. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the supporting member. The image sensor is configured to observe the dropper in the field of view and the modulated backlight assembly. At least one processor is operatively connected to the image sensor and the modulated backlight assembly in such a way that at least one processor receives data from the image sensor, in which at least a portion of the modulated backlight assembly is represented, and at least one in the processor is configured to modulate the backlight assembly to the first backlight when estimating the droplet size and modulate the backlight assembly to the second backlight. The first highlight may be a highlight with a diffuser that does not have a pattern, and the second highlight may be a highlight with a diffuser that has a striped pattern.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения восстановитель трубки включает в себя первую и вторую шестерни. Вторая шестерня располагается впритык напротив первой шестерни. Первая и вторая шестерни образуют промежуток на протяжении радиальных участков первой и второй шестерен, позволяющий трубке изгибаться между ними. Первая и вторая шестерни дополнительно выполнены с возможностью восстанавливать трубку при вращении, таким образом, что промежуток не располагается между первой и второй шестернями.In another embodiment of the present invention, a tube restorer includes first and second gears. The second gear is positioned adjacent to the first gear. The first and second gears define a gap along the radial portions of the first and second gears, allowing the tube to flex between them. The first and second gears are further configured to restore the tube during rotation, such that the gap is not located between the first and second gears.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения клапан включает в себя первую и вторую металлические полоски и первый и второй направляющие детали. Первая направляющая деталь присоединена к дальним концам первой и второй металлических полосок. Вторая направляющая деталь присоединена к ближним концам первой и второй металлических полосок. Первая и вторая металлические полоски выполнены с возможностью сжатия трубки, когда дальние концы первой и второй металлических полосок приводятся в движение к ближним концам первой и второй металлических полосок. Клапан может дополнительно включать в себя струну (например, металлическую струну или струну, выполненную из любого другого материала), продетую через первую и вторую металлические полоски для обвивания вокруг трубки.In another embodiment of the present invention, the valve includes first and second metal strips and first and second guide members. The first guide member is connected to the distal ends of the first and second metal strips. The second guide member is connected to the proximal ends of the first and second metal strips. The first and second metal strips are configured to compress the tube when the distal ends of the first and second metal strips are driven toward the proximal ends of the first and second metal strips. The valve may further include a string (e.g., a metal string or a string made of any other material) threaded through the first and second metal strips for wrapping around the tube.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения клапан включает в себя первую и вторую створки, выполненные с возможностью обеспечения полости между первой и второй створками. Первая и вторая створки выполнены с возможностью приема трубки между собой и в полости. Клапан также включает в себя пузырь, расположенный в полости, и насос, выполненный с возможностью надувать и сдувать пузырь для регулировки расхода текучей среды в трубке.In another embodiment of the present invention, the valve includes first and second flaps configured to provide a cavity between the first and second flaps. The first and second flaps are configured to receive a tube between them and within the cavity. The valve also includes a bladder located within the cavity and a pump configured to inflate and deflate the bladder to regulate the flow rate of fluid in the tube.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, датчик изображения и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Датчик изображения имеет поле зрения и оперативно присоединен к опорной детали. Датчик изображения выполнен с возможностью наблюдения капельницы в поле зрения.In another embodiment of the present invention, the device includes a connecting device, a support member, an image sensor, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to an IV drip. The support member is operatively connected to the connecting device. The image sensor has a field of view and is operatively connected to the support member. The image sensor is configured to view the IV drip within the field of view.
По меньшей мере один процессор оперативно подключен к датчику изображения для приема от него данных изображения и выполнен с возможностью: (1) захватывать первое изображение; (2) создавать первое ограниченное изображение из первого изображения, сравнивая каждый пиксель первого изображения с пороговым значением; (3) определять набор пикселей в первом ограниченном изображении, связанный с заранее определенным набором пикселей в первом ограниченном изображении; (4) фильтровать все остальные пиксели первого ограниченного изображения, которые не связаны с набором пиксеAt least one processor is operatively connected to the image sensor for receiving image data therefrom and is configured to: (1) capture a first image; (2) create a first limited image from the first image by comparing each pixel of the first image to a threshold value; (3) determine a set of pixels in the first limited image that is associated with a predetermined set of pixels in the first limited image; (4) filter all other pixels of the first limited image that are not associated with the set of pixels.
- 19 043431 лей, причем фильтр действует на попиксельной основе во временной области для генерации первого фильтрованного изображения; (5) удалять пиксели, в отношении которых определено, что они не являются частью капли, из первого ограниченного изображения с использованием первого фильтрованного изображения для генерации второго изображения; (6) определять второй набор пикселей во втором изображении, связанный с заранее определенным набором пикселей во втором изображении, для генерации третьего изображения, причем третье изображение идентифицирует второй набор пикселей во втором изображении; (7) определять первую длину капли, отсчитывая количество строк, содержащих пиксели, соответствующие второму набору пикселей в третьем изображении, причем первая длина соответствует первому оценочному размеру капли; (8) обновлять изображение фона с использованием первого изображения; (9) создавать второе ограниченное изображение, сравнивая первое изображение с изображением фона; (10) суммировать строки второго ограниченного изображения для создания множества строковых сумм, причем каждая строковая сумма соответствует строке второго ограниченного изображения; (11) начинать в позиции строки второго ограниченного изображения, имеющего первую сумму из множества сумм, которая соответствует первой длине; (12) увеличивать позицию строки, пока позиция строки не будет соответствовать соответствующей строковой сумме, равной нулю; (13) определять, что вторая длина равна текущей позиции строки, причем вторая длина соответствует второму оценочному размеру капли; и (14) усреднять первую и вторую длины для определения средней длины, причем средняя длина соответствует третьему оценочному размеру капли.- 19 043431 lei, wherein the filter operates on a pixel-by-pixel basis in the time domain to generate a first filtered image; (5) remove pixels determined not to be part of a droplet from the first limited image using the first filtered image to generate a second image; (6) determine a second set of pixels in the second image associated with a predetermined set of pixels in the second image to generate a third image, wherein the third image identifies the second set of pixels in the second image; (7) determine a first length of the droplet by counting a number of rows containing pixels corresponding to the second set of pixels in the third image, wherein the first length corresponds to a first estimated size of the droplet; (8) update the background image using the first image; (9) create a second limited image by comparing the first image with the background image; (10) sum the rows of the second limited image to create a plurality of row sums, wherein each row sum corresponds to a row of the second limited image; (11) starting at a row position of a second limited image having a first sum of a plurality of sums that corresponds to a first length; (12) incrementing the row position until the row position corresponds to a corresponding row sum that is equal to zero; (13) determining that a second length is equal to the current row position, wherein the second length corresponds to a second estimated drop size; and (14) averaging the first and second lengths to determine an average length, wherein the average length corresponds to a third estimated drop size.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения способ, реализованный по меньшей мере одним процессором, выполняющим оперативный набор процессорно-исполнимых инструкций, сконфигурированный для исполнения по меньшей мере одним процессором для оценивания расхода, включает в себя этапы, на которых: (1) захватывают первое изображение; (2) создают первое ограниченное изображение из первого изображения, сравнивая каждый пиксель первого изображения с пороговым значением; (3) определяют набор пикселей в первом ограниченном изображении, связанный с заранее определенным набором пикселей в первом ограниченном изображении; (4) фильтруют все остальные пиксели первого ограниченного изображения, которые не связаны с набором пикселей, причем фильтр действует на попиксельной основе во временной области для генерации первого фильтрованного изображения; (5) удаляют пиксели, в отношении которых определено, что они не являются частью капли, из первого ограниченного изображения с использованием первого фильтрованного изображения для генерации второго изображения; (6) определяют второй набор пикселей во втором изображении, связанный с заранее определенным набором пикселей во втором изображении, для генерации третьего изображения, причем третье изображение идентифицирует второй набор пикселей во втором изображении; (7) определяют первую длину капли, отсчитывая количество строк, содержащих пиксели, соответствующие второму набору пикселей в третьем изображении, причем первая длина соответствует первому оценочному размеру капли; (8) обновляют изображение фона с использованием первого изображения; (9) создают второе ограниченное изображение, сравнивая первое изображение с изображением фона; (10) суммируют строки второго ограниченного изображения для создания множества строковых сумм, причем каждая строковая сумма соответствует строке второго ограниченного изображения; (11) начинают в позиции строки второго ограниченного изображения, имеющего первую сумму из множества сумм, которая соответствует первой длине; (12) увеличивают позицию строки, пока позиция строки не будет соответствовать соответствующей строковой сумме, равной нулю; (13) определяют, что вторая длина равна текущей позиции строки, причем вторая длина соответствует второму оценочному размеру капли; и (14) усредняют первую и вторую длины для определения средней длины, причем средняя длина соответствует третьему оценочному размеру капли.In another embodiment of the present invention, a method implemented by at least one processor executing an operational set of processor-executable instructions configured to be executed by the at least one processor for estimating a flow rate includes the steps of: (1) capturing a first image; (2) creating a first limited image from the first image by comparing each pixel of the first image to a threshold value; (3) determining a set of pixels in the first limited image that are associated with a predetermined set of pixels in the first limited image; (4) filtering all other pixels of the first limited image that are not associated with the set of pixels, wherein the filter operates on a pixel-by-pixel basis in the time domain to generate the first filtered image; (5) removing pixels determined to not be part of a droplet from the first limited image using the first filtered image to generate a second image; (6) determining a second set of pixels in the second image associated with a predetermined set of pixels in the second image to generate a third image, the third image identifying the second set of pixels in the second image; (7) determining a first length of the droplet by counting a number of rows containing pixels corresponding to the second set of pixels in the third image, the first length corresponding to a first estimated droplet size; (8) updating the background image using the first image; (9) creating a second limited image by comparing the first image with the background image; (10) summing the rows of the second limited image to create a plurality of row sums, each row sum corresponding to a row of the second limited image; (11) starting at a row position of the second limited image having a first sum of the plurality of sums that corresponds to the first length; (12) incrementing the row position until the row position corresponds to a corresponding row sum that is equal to zero; (13) determining that the second length is equal to the current row position, the second length corresponding to the second estimated droplet size; and (14) averaging the first and second lengths to determine an average length, wherein the average length corresponds to the third estimated droplet size.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения расходомер включает в себя соединительное приспособление, опорную деталь, первую и вторую рамочные антенны и по меньшей мере один процессор. Соединительное приспособление выполнено с возможностью присоединения к капельнице. Опорная деталь оперативно присоединена к соединительному приспособлению. Первая рамочная антенна располагается рядом с трубопроводом, гидравлически связанным с капельницей. Вторая рамочная антенна располагается рядом с трубопроводом. По меньшей мере один процессор оперативно подключен к первой и второй рамочным антеннам для измерения магнитной связи между ними. По меньшей мере один процессор выполнен с возможностью контроля магнитной связи между ними для определения, существует ли в капельнице условие образования потока.In another embodiment of the present invention, the flowmeter includes a connecting device, a support member, first and second loop antennas, and at least one processor. The connecting device is configured to be connected to a dripper. The support member is operatively connected to the connecting device. The first loop antenna is located near a pipeline hydraulically connected to the dripper. The second loop antenna is located near the pipeline. At least one processor is operatively connected to the first and second loop antennas to measure the magnetic coupling therebetween. The at least one processor is configured to monitor the magnetic coupling therebetween to determine whether a flow condition exists in the dripper.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения способ, реализованный посредством оперативного набора процессорно-исполнимых инструкций, включает в себя этапы, на которых: (1) определяют множество точек, представляющих интерес, в изображении; (2) случайным образом выбирают N точек, представляющих интерес, из множества точек, представляющих интерес; и/или (3) идентифицируют единственный, уникальный, геометрический признак, характеризующийся N параметрами, соответствующими N точкам, представляющим интерес.In another embodiment of the present invention, a method implemented by a set of processor-executable instructions includes the steps of: (1) determining a plurality of points of interest in an image; (2) randomly selecting N points of interest from the plurality of points of interest; and/or (3) identifying a single, unique, geometric feature characterized by N parameters corresponding to the N points of interest.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения система включает в себя неизменяемую память и один или более процессоров. В неизменяемой памяти хранится множество инструкций. Один или более процессоров оперативно связаны с неизменяемой памятью для выполнения множестваIn another embodiment of the present invention, a system includes a non-volatile memory and one or more processors. The non-volatile memory stores a plurality of instructions. The one or more processors are operatively coupled to the non-volatile memory to execute the plurality of instructions.
- 20 043431 инструкций. Множество инструкций сконфигурировано предписывать процессору: (1) определять множество точек, представляющих интерес, в изображении; (2) случайным образом выбирать N точек, представляющих интерес, из множества точек, представляющих интерес; и/или (3) идентифицировать единственный, уникальный, геометрический признак, характеризующийся N параметрами, соответствующими N точкам, представляющим интерес.- 20 043431 instructions. The plurality of instructions are configured to cause the processor to: (1) determine a set of points of interest in an image; (2) randomly select N points of interest from the set of points of interest; and/or (3) identify a single, unique, geometric feature characterized by N parameters corresponding to the N points of interest.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Эти и другие аспекты явствуют из нижеследующего подробного описания различных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фигуры, в которых:These and other aspects will become apparent from the following detailed description of various embodiments of the present invention with reference to the figures, in which:
фиг. 1 демонстрирует блок-схему системы для регулирования расхода текучей среды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 1 shows a block diagram of a system for regulating the flow rate of a fluid in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 2 демонстрирует блок-схему операций способа экспонирования датчика изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 2 shows a flow chart of operations of a method for exposing an image sensor in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 3 демонстрирует временную диаграмму, иллюстрирующую вариант осуществления способа, показанного на фиг. 2 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 3 shows a timing diagram illustrating an embodiment of the method shown in Fig. 2 in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 4А-4В демонстрируют иллюстрации данных изображения (т.е. изображения), захваченных расходомером капельницы для иллюстрации варианта осуществления способа экспонирования датчика изображения, показанного на фиг. 2, в соответствии с временной диаграммой, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 4A-4B show illustrations of image data (i.e., images) captured by a drip flow meter to illustrate an embodiment of the method for exposing the image sensor shown in Fig. 2 in accordance with the timing diagram shown in Fig. 3, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 5 демонстрирует схему расходомера и клапана, которые объединены друг с другом для присоединения к капельнице и пакет для внутривенного вливания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 5 shows a diagram of a flow meter and a valve that are combined with each other for connection to a drip and an intravenous infusion bag in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 6 - блок-схема системы формирования изображений расходомера для формирования изображения капельницы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 6 is a block diagram of a flow meter imaging system for imaging a dripper in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 7 - графическая иллюстрация изображения, захваченного датчиком изображения системы, показанной на фиг. 6, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 7 is a graphical illustration of an image captured by the image sensor of the system shown in Fig. 6, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 8 - блок-схема системы формирования изображений расходомера для формирования изображения капельницы с использованием фонового рисунка в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 8 is a block diagram of a flow meter imaging system for imaging a dripper using a background image in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 9 - графическая иллюстрация изображения, захваченного датчиком изображения раскрытого здесь расходомера, когда существует условие свободного потока, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 9 is a graphical illustration of an image captured by an image sensor of the flow meter disclosed herein when a free flow condition exists, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 10 - графическая иллюстрация изображения, захваченного датчиком изображения расходомера для использования в качестве изображения фона в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 10 is a graphical illustration of an image captured by an image sensor of a flow meter for use as a background image in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 11 - графическая иллюстрация изображения, захваченного датчиком изображения, когда капли формируются в капельнице в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 11 is a graphical illustration of an image captured by an image sensor as droplets are formed in a dropper in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 12 - графическая иллюстрация изображения, захваченного датчиком изображения для использования в качестве изображения фона в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 12 is a graphical illustration of an image captured by an image sensor for use as a background image in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 13 - графическая иллюстрация разности между изображениями на фиг. 11 и 12 с дополнительной обработкой в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 13 is a graphical illustration of the difference between the images in Figs. 11 and 12 with additional processing in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 14 - графическое представление некоторых методов обработки изображений, осуществляемых с использованием фиг. 11-13, для определения, существует ли условие свободного потока, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 14 is a graphical representation of some image processing techniques performed using Figs. 11-13 to determine whether a free flow condition exists, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 15 - графическая иллюстрация изображения, захваченного датчиком изображения, когда существует условие свободного потока, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 15 is a graphical illustration of an image captured by an image sensor when a free flow condition exists, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 16 - графическая иллюстрация изображения, захваченного датчиком изображения для использования в качестве изображения фона в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 16 is a graphical illustration of an image captured by an image sensor for use as a background image in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 17 - графическая иллюстрация разности между изображениями на фиг. 15 и 16 с некоторой дополнительной обработкой для использования при обнаружении условия свободного потока в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 17 is a graphical illustration of the difference between the images of Figs. 15 and 16 with some additional processing for use in detecting a free flow condition in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 18 - графическое представление некоторых методов обработки изображений, осуществляемых с использованием фиг. 15-17 для определения, существует ли условие свободного потока, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 18 is a graphical representation of some image processing techniques performed using Figs. 15-17 to determine whether a free flow condition exists, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 19 иллюстрирует шаблон для согласования рисунка для определения, существует ли условие свободного потока, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 19 illustrates a pattern matching template for determining whether a free flow condition exists, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 20 - графическая иллюстрация разности между опорным изображением и изображением, содержащим поток, обработанный с обнаружением краев и обнаружением линий, для использования при обнаружении условия свободного потока в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 20 is a graphical illustration of the difference between a reference image and an image containing a flow processed with edge detection and line detection for use in detecting a free flow condition in accordance with an embodiment of the present invention;
- 21 043431 фиг. 21 - графическая иллюстрация изображения капельницы, захваченного датчиком изображения, когда существует условие свободного потока, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;- 21 043431 Fig. 21 is a graphical illustration of an image of a dropper captured by an image sensor when a free flow condition exists, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 22 - блок-схема системы формирования изображений для использования с расходомером, имеющим фоновый рисунок с полосками и источник света, освещающий полоски из положения рядом с датчиком изображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 22 is a block diagram of an imaging system for use with a flow meter having a striped background pattern and a light source illuminating the stripes from a position adjacent to an image sensor, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 23 - блок-схема системы формирования изображений для использования с расходомером, имеющим фоновый рисунок с полосками и источник света, освещающий полоски сзади фонового рисунка относительно противоположного конца датчика изображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 23 is a block diagram of an imaging system for use with a flow meter having a background pattern with stripes and a light source illuminating the stripes from behind the background pattern relative to the opposite end of the image sensor, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 24 демонстрируют изображение от датчика изображения когда капля искажает фоновый рисунок, показанный на фиг. 23, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 24 shows an image from an image sensor when a drop distorts the background pattern shown in Fig. 23, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 25 - блок-схема системы формирования изображений для использования с расходомером, имеющим фоновый рисунок с шахматным рисунком и источник света, освещающий полоски сзади фонового рисунка относительно противоположного конца датчика изображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 25 is a block diagram of an imaging system for use with a flow meter having a checkerboard background pattern and a light source illuminating the stripes from behind the background pattern relative to the opposite end of the image sensor, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 26 демонстрирует изображение от датчика изображения, показанного на фиг. 25, когда капля искажает фоновый рисунок, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 26 shows an image from the image sensor shown in Fig. 25 when a drop distorts the background image, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 27-28 демонстрируют блок-схему операций, иллюстрирующую способ оценивания объема капли в капельнице в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 27-28 show a flow chart illustrating a method for estimating the volume of a drop in a dropper in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 29-31 демонстрируют изображения, используемые или генерируемые расходомером для оценивания объема капли в капельнице с использованием способа, представленного на фиг. 27-28, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 29-31 show images used or generated by a flow meter to estimate the volume of a drop in a dropper using the method shown in Fig. 27-28, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 32 демонстрирует псевдокод для идентификации множества пикселей, представляющих интерес, согласно способу, представленному на фиг. 27-28, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 32 shows pseudocode for identifying a plurality of pixels of interest according to the method shown in Figs. 27-28, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 33-36 демонстрирует дополнительные изображения, используемые или генерируемые расходомером для оценивания объема капли в капельнице с использованием способа, представленного на фиг. 27-28, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 33-36 show additional images used or generated by the flow meter to estimate the volume of a drop in a dropper using the method shown in Fig. 27-28, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 37 демонстрирует псевдокод для определения поднабора пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, который соответствует капле, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 37 shows pseudocode for determining a subset of pixels in a set of pixels of interest that corresponds to a droplet, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 38 иллюстрирует оптическую схему, демонстрирующую диаметр круга нерезкости для иллюстрации аспектов датчика изображения раскрытой здесь системы формирования изображений в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 38 illustrates an optical diagram showing the diameter of a circle of confusion for illustrating aspects of an image sensor of the imaging system disclosed herein in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 39 - график, иллюстрирующий вычисленный круг нерезкости для различных расстояний от линзы до фокальной плоскости и расстояний от линзы до изображения для датчика изображения раскрытой здесь системы формирования изображений в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 39 is a graph illustrating a calculated circle of confusion for various lens-to-focal plane distances and lens-to-image distances for an image sensor of the imaging system disclosed herein in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 40 - график, иллюстрирующий круг нерезкости, деленный на размер пикселя, когда линза с фокусным расстоянием 20 миллиметров датчика изображения раскрытой здесь системы формирования изображений используется в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 40 is a graph illustrating a circle of confusion divided by a pixel size when a 20 millimeter focal length lens of the image sensor of the imaging system disclosed herein is used in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 41 - график, иллюстрирующий круг нерезкости, деленный на размер пикселя когда линза с фокусным расстоянием 40 миллиметров датчика изображения раскрытой здесь системы формирования изображений используется в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 41 is a graph illustrating a circle of confusion divided by a pixel size when a 40-millimeter focal length lens of an image sensor of the imaging system disclosed herein is used in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 42 демонстрирует таблицу, иллюстрирующую соответствующие поля зрения относительно оптической оси для углов двух конфигураций раскрытой здесь системы формирования изображений в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 42 shows a table illustrating the respective fields of view relative to the optical axis for angles of two configurations of the imaging system disclosed herein in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 43 демонстрирует расходомер, присоединенный к капельнице, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 43 shows a flow meter attached to a dripper in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 44 демонстрирует расходомер и капельницу, показанные на фиг. 43, с открытой дверцей в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 44 shows the flow meter and dripper shown in Fig. 43 with the door open in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 45 демонстрирует расходомер, присоединенный к капельнице, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 45 shows a flow meter attached to a dripper in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 46 демонстрирует расходомер и зажимной клапан, присоединенный к корпусу расходомера для управления расходом текучей среды, поступающей в тело пациента, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 46 shows a flow meter and a pinch valve attached to the flow meter body for controlling the flow rate of a fluid entering the body of a patient, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 47 демонстрирует увеличенный вид зажимного клапана, который присоединен к корпусу расходомера, показанному на фиг. 46, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 47 shows an enlarged view of a clamp valve that is attached to the flow meter body shown in Fig. 46, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 48 демонстрирует расходомер и зажимной клапан, где расходомер включает в себя два датчика изображения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 48 shows a flow meter and a pinch valve, where the flow meter includes two image sensors, in accordance with another embodiment of the present invention;
фиг. 49 демонстрирует расходомер и клапан, включающий в себя две искривленные, удлиненныеFig. 49 shows a flow meter and valve comprising two curved, elongated
- 22 043431 опорные детали для управления расходом текучей среды, поступающей в тело пациента, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;- 22 043431 support parts for controlling the flow rate of a fluid entering the patient's body, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 50А-50В демонстрируют виды крупным планом клапана, показанного на фиг. 49, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 50A-50B show close-up views of the valve shown in Fig. 49, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 51A-51D демонстрируют несколько видов расходомера с клиентом контроля, клапаном, капельницей, пакетом для внутривенного вливания и трубкой для текучей среды, где расходомер включает в себя приемный участок для приема клапана, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 51A-51D show several views of a flow meter with a control client, a valve, a drip chamber, an intravenous infusion bag, and a fluid tube, where the flow meter includes a receiving portion for receiving the valve, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 52A-52D демонстрируют несколько видов другого расходомера с клапаном, капельницей и трубкой, где расходомер имеет приемный участок для приема клапана, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 52A-52D show several views of another flow meter with a valve, a dripper, and a tube, where the flow meter has a receiving portion for receiving the valve, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 53А демонстрирует другой вид клапана, показанного на фиг. 51A-51D и 52A-52D, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 53A shows another view of the valve shown in Figs. 51A-51D and 52A-52D, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 53В-53С демонстрируют два подетальных вида клапана, показанного на фиг. 53А, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 53B-53C show two exploded views of the valve shown in Fig. 53A, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 54 демонстрирует клапан, показанный на фиг. 53, с ручным управлением, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 54 shows the valve shown in Fig. 53, with manual control, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 55 демонстрирует клапан, который включает в себя две гибкие детали, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 55 shows a valve that includes two flexible parts, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 56А-56С демонстрируют несколько видов клапана, имеющего две искривленные, удлиненные опорные детали, причем одна из удлиненных опорных деталей имеет множество ребер, выполненных с возможностью сопряжения с трубкой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 56A-56C show several views of a valve having two curved, elongated support members, wherein one of the elongated support members has a plurality of ribs configured to mate with a tube, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 57А-57С демонстрируют несколько видов клапана, имеющего храповик, который сопрягается с соединительной деталью, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 57A-57C show several views of a valve having a ratchet that mates with a connecting piece, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 57D-57E демонстрируют два подетальных вида клапана, показанного на фиг. 57А-57С, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 57D-57E show two exploded views of the valve shown in Fig. 57A-57C, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 58A-58D демонстрируют несколько видов клапана, имеющего две удлиненных опорных детали, соединительную деталь и привод винтового типа, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 58A-58D show several views of a valve having two elongated support members, a connecting member and a screw-type actuator, in accordance with another embodiment of the present invention;
фиг. 59А-59С демонстрируют несколько видов корпуса клапана в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 59A-59C show several views of a valve body in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 59D-59G демонстрируют несколько видов маховичка для использования с корпусом, показанным на фиг. 59А-59С, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 59D-59G show several views of a handwheel for use with the housing shown in Fig. 59A-59C, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 59Н демонстрирует клапан в сборе, который включает в себя корпус, показанный на фиг. 59А59С, присоединенный к маховичку, показанному на фиг. 59D-59G, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 59H shows a valve assembly that includes the housing shown in Fig. 59A-59C connected to the handwheel shown in Fig. 59D-59G, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 60 демонстрирует клапан, имеющий направляющий выступ, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 60 shows a valve having a guide projection, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 61 демонстрирует двигатель и крепежную конструкцию клапана для присоединения к клапану, показанному на фиг. 60, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 61 shows a motor and valve mounting structure for attachment to the valve shown in Fig. 60, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 62 демонстрирует клапан, показанный на фиг. 60, прикрепленный к двигателю и крепежной конструкции клапана, показанным на фиг. 61, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 62 shows the valve shown in Fig. 60 attached to the engine and valve mounting structure shown in Fig. 61, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 63 демонстрирует другие двигатель и крепежную конструкцию клапана для присоединения к клапану, показанному на фиг. 60, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 63 shows another motor and valve mounting structure for attachment to the valve shown in Fig. 60, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 64А демонстрирует клапан, имеющий и хомут и несколько пальцев для регулирования расхода текучей среды через трубопровод в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 64A shows a valve having both a clamp and multiple fingers for regulating the flow of fluid through a pipeline in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 64В демонстрирует вид в разрезе клапана, показанного на фиг. 64А, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 64B shows a sectional view of the valve shown in Fig. 64A, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 65 демонстрирует вид в разрезе клапана, имеющего две искривленные поверхности для размещения трубки для текучей среды между ними для регулировки расхода текучей среды через трубку для текучей среды, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 65 shows a sectional view of a valve having two curved surfaces for receiving a fluid tube therebetween to control the flow rate of a fluid through the fluid tube, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 66A-66G демонстрируют несколько видов клапана, имеющего маховичок для перемещения соединительной детали которая фиксируется на месте после перемещения маховичка, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 66A-66G show several views of a valve having a handwheel for moving a connecting member that is locked in place after the handwheel is moved, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 67 демонстрирует график, который иллюстрирует зависимость активации от расхода для клапана, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 67 shows a graph that illustrates the flow rate dependence of actuation for a valve, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 68А демонстрирует расходомер, который использует двоичную оптику, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; фиг. 68В демонстрирует альтернативный вариант осуществления, в котором первый и второй электроды являются рамочными антеннами.Fig. 68A shows a flow meter that uses binary optics, in accordance with an embodiment of the present invention; Fig. 68B shows an alternative embodiment in which the first and second electrodes are loop antennas.
фиг. 69A-69F демонстрируют несколько видов предохранительного клапана, который можно ис- 23 043431 пользовать с расходомером, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 69A-69F show several views of a relief valve that can be used with a flow meter, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 70 демонстрирует блок-схему операций, иллюстрирующую способ оценивания роста капли и/или расхода в капельнице в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 70 shows a flow chart illustrating a method for estimating droplet growth and/or flow rate in a dripper in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 71А-71Е демонстрируют изображения, используемые расходомером, с наложенным на них шаблоном для иллюстрации способа, представленного на фиг. 70, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 71A-71E show images used by the flow meter with a template superimposed thereon to illustrate the method shown in Fig. 70, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 72 демонстрирует модулируемую сборку подсветки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 72 shows a modulated backlight assembly in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 73А-73С демонстрируют несколько видов устройства восстановления трубки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 73A-73C show several views of a tube recovery device in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 74 демонстрирует систему для регулирования расхода текучей среды с использованием клапана, имеющего две гибкие полоски, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 74 shows a system for regulating the flow rate of a fluid using a valve having two flexible strips, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 75 демонстрирует клапан, показанный на фиг. 74, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 75 shows the valve shown in Fig. 74, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 76А демонстрирует клапан, который использует пузырь на основе текучей среды, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 76A shows a valve that uses a fluid-based bubble, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 76В демонстрирует вид в разрезе клапана в сборе, показанного на фиг. 76А, с двумя эластомерными наполнителями, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 76B shows a sectional view of the valve assembly shown in Fig. 76A with two elastomeric fillers, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 77 демонстрирует систему для регулирования расхода текучей среды с использованием клапана, имеющего две гибкие полоски, приводимые в движение линейным приводом, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 77 shows a system for regulating the flow rate of a fluid using a valve having two flexible strips driven by a linear actuator, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 78 демонстрирует систему, показанную на фиг. 77, где клапан приводится в действие в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 78 shows the system shown in Fig. 77, where the valve is actuated in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 79 демонстрирует крупный план клапана, показанного на фиг. 77-78, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 79 shows a close-up view of the valve shown in Figs. 77-78, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 80 демонстрирует крупный план клапана, приводимого в действие, как показано на фиг. 78, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 80 shows a close-up view of a valve actuated as shown in Fig. 78, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 81 демонстрирует несколько изображений для использования с целью иллюстрации способа оценивания роста капли и/или расхода текучей среды, представленного на фиг. 82А-82В, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 81 shows several views for use in illustrating the method for estimating droplet growth and/or fluid flow rate shown in Figs. 82A-82B, in accordance with an embodiment of the present invention;
фиг. 82А-82В демонстрируют блок-схему операций, иллюстрирующую способ оценивания роста капли и/или расхода текучей среды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и фиг. 83 демонстрирует блок-схему операций способа понижения шума от конденсации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 82A-82B show a flow chart illustrating a method for estimating droplet growth and/or fluid flow rate in accordance with an embodiment of the present invention; and Fig. 83 shows a flow chart of a method for reducing condensation noise in accordance with an embodiment of the present invention.
Подробное описаниеDetailed description
Фиг. 1 демонстрирует блок-схему системы 1 для регулирования расхода текучей среды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Например, система 1 может регулировать, контролировать и/или управлять расходом текучей среды, поступающей в тело пациента 3. Система 1 включает в себя резервуар 2 для текучей среды для инфузии текучей среды, содержащейся в нем, в тело пациента 3. Из резервуара 2 текучая среда самотеком поступает в капельницу 4 через трубку 5 для текучей среды. Резервуар 2 для текучей среды, капельницу 4 и пациента 3 можно рассматривать как часть системы 1, можно рассматривать как отдельные или необязательные рабочие части для системы 1 (например, любой резервуар 2 для текучей среды и капельницу 4 можно использовать для лечения любого пациента 3).Fig. 1 shows a block diagram of a system 1 for regulating the flow rate of a fluid according to an embodiment of the present invention. For example, the system 1 can regulate, control and/or manage the flow rate of a fluid supplied to the body of a patient 3. The system 1 includes a fluid reservoir 2 for infusing a fluid contained therein into the body of a patient 3. From the reservoir 2, the fluid flows by gravity into an IV drip 4 through a fluid tube 5. The fluid reservoir 2, the IV drip 4 and the patient 3 can be considered as part of the system 1, can be considered as separate or optional working parts for the system 1 (for example, any fluid reservoir 2 and the IV drip 4 can be used to treat any patient 3).
Расходомер 7 контролирует капельницу 4 для оценивания расхода жидкости, текущей через капельницу 4. Текучая среда из капельницы 4 самотеком поступает в клапан 6. Клапан 6 регулирует (т.е. изменяет) расход текучей среды из резервуара 2 для текучей среды к пациенту 3, путем регулировки расхода текучей среды из капельницы 4 к пациенту 3. Клапаном 6 может быть любой описанный здесь клапан, в том числе, клапан, имеющий две детали искривленной формы, клапан, имеющий две гибкие пластины, клапан, который защемляет (или равномерно сжимает) трубку на протяжении значительной длины трубки, и т.п. Клапан 6 может представлять собой обратный клапан трубки Бурдона, который действует противоположно трубке Бурдона в том смысле, что деформация проточного канала приводит к изменению потока текучей среды, а не поток текучей среды приводит к деформации проточного канала.The flow meter 7 monitors the dripper 4 to estimate the flow rate of fluid flowing through the dripper 4. The fluid from the dripper 4 flows by gravity into the valve 6. The valve 6 regulates (i.e., changes) the flow rate of fluid from the fluid reservoir 2 to the patient 3 by adjusting the flow rate of fluid from the dripper 4 to the patient 3. The valve 6 may be any valve described herein, including a valve having two curved parts, a valve having two flexible plates, a valve that pinches (or uniformly compresses) a tube over a significant length of the tube, etc. The valve 6 may be a Bourdon tube check valve, which acts opposite to a Bourdon tube in the sense that deformation of the flow channel results in a change in the flow of fluid, rather than the flow of fluid causing deformation of the flow channel.
В альтернативных вариантах осуществления, система 1, в необязательном порядке, включает в себя инфузионный насос 414 (например, перистальтический насос, пальцевый насос, линейный перистальтический насос, вращательный перистальтический насос, кассетный насос, мембранный насос, другой насос и т.д.), присоединенный к трубке 5 для текучей среды. Пунктирный прямоугольник, указанный как 414, представляет необязательный характер инфузионного насоса 414, например, инфузионный насос может не использоваться в некоторых вариантах осуществления. Инфузионный насос 414 может использовать расходомер 7 в качестве обратной связи для управления расходом текучей среды через трубку 5 для текучей среды. Инфузионный насос 414 может осуществлять беспроводную связь с расходомером 7In alternative embodiments, system 1 optionally includes an infusion pump 414 (e.g., a peristaltic pump, a finger pump, a linear peristaltic pump, a rotary peristaltic pump, a cassette pump, a membrane pump, another pump, etc.) connected to the fluid tube 5. The dashed rectangle indicated as 414 represents the optional nature of the infusion pump 414, for example, the infusion pump may not be used in some embodiments. The infusion pump 414 may use the flow meter 7 as a feedback to control the flow of fluid through the fluid tube 5. The infusion pump 414 may communicate wirelessly with the flow meter 7
- 24 043431 для приема от него величины расхода. Инфузионный насос 414 может использовать алгоритм управления с обратной связью (например, управляющий компонент 14, показанный на фиг. 1) для регулировки расхода текучей среды, например, пропорционально-интегрально-дифференциальную (PID), двухпозиционную, нейронно-сетевую, и/или нечетко-логическую систему управления. В этом конкретном иллюстративном варианте осуществления (т.е. варианте осуществления, имеющем инфузионный насос 414), клапан 6 является необязательным. Однако, в других вариантах осуществления, клапан 6 может использоваться или не использоваться и/или является необязательным. Инфузионный насос 414 может регулировать вращение кулачка и/или двигателя в соответствии с измерениями от расходомера 7, например, расхода, введенного объема, полного введенного объема, и т.д. Дополнительно или альтернативно, инфузионный насос 414 может остановить поток текучей среды (например, останавливая нагнетательное действие), когда расходомер 7 передает на инфузионный насос 414, что условие свободного потока существует. В других дополнительных вариантах осуществления, клиент 8 контроля управляет работой инфузионного насоса 414 (например, через беспроводное соединение) и принимает обратную связь от расходомера 7.- 24 043431 for receiving a flow rate value from it. The infusion pump 414 may use a feedback control algorithm (for example, the control component 14 shown in Fig. 1) to regulate the flow rate of the fluid, for example, a proportional-integral-derivative (PID), on-off, neural network, and/or fuzzy logic control system. In this particular illustrative embodiment (i.e., the embodiment having the infusion pump 414), the valve 6 is optional. However, in other embodiments, the valve 6 may or may not be used and/or is optional. The infusion pump 414 may regulate the rotation of the cam and/or motor in accordance with measurements from the flow meter 7, for example, flow rate, injected volume, total injected volume, etc. Additionally or alternatively, the infusion pump 414 may stop the fluid flow (e.g., by stopping the pumping action) when the flow meter 7 transmits to the infusion pump 414 that a free-flow condition exists. In other additional embodiments, the control client 8 controls the operation of the infusion pump 414 (e.g., via a wireless connection) and receives feedback from the flow meter 7.
В некоторых вариантах осуществления, в резервуаре 2 для текучей среды поддерживается давление для облегчения потока текучей среды из резервуара 2 для текучей среды в тело пациента 3, например, в случае, когда резервуар 2 для текучей среды (например, пакет для внутривенного вливания) располагается ниже пациента 3; повышенное давление обеспечивает достаточную механическую энергию, заставляющую текучую среду течь в тело пациента 3. Различные источники давления, например, физическое давление, механическое давление и пневматическое давление можно прилагать внутри или снаружи резервуара 2 для текучей среды. В одном таком варианте осуществления, повышенное давление может обеспечиваться резиновой полосой, обернуто вокруг пакета для внутривенного вливания.In some embodiments, the fluid reservoir 2 is pressurized to facilitate the flow of fluid from the fluid reservoir 2 into the body of the patient 3, for example, in the case where the fluid reservoir 2 (e.g., an intravenous infusion bag) is located below the patient 3; the increased pressure provides sufficient mechanical energy to force the fluid to flow into the body of the patient 3. Various pressure sources, such as physical pressure, mechanical pressure, and pneumatic pressure, can be applied inside or outside the fluid reservoir 2. In one such embodiment, the increased pressure can be provided by a rubber band wrapped around the intravenous infusion bag.
Расходомер 7 и клапан 6 могут образовывать систему замкнутого цикла для регулировки расхода текучей среды к пациенту 3. Например, расходомер 7 может принимать целевой расход от клиента 8 контроля посредством связи с использованием приемопередатчиков 9, 10. Таким образом, приемопередатчики 9, 10 можно использовать для связи между расходомером 7 и клиентом 8 контроля. Приемопередатчики 9, 10 может осуществлять связь между собой с использованием модулированного сигнала для кодирования различных типов информации, например, цифровых данных или аналогового сигнала. Некоторые используемые методы модуляции может включать в себя использованием несущей частоты с FM-модуляцией, с использованием АМ-модуляции, с использованием цифровой модуляции, с использованием аналоговой модуляции и т.п.The flow meter 7 and the valve 6 may form a closed-loop system for regulating the flow of fluid to the patient 3. For example, the flow meter 7 may receive the target flow from the monitoring client 8 via communication using the transceivers 9, 10. Thus, the transceivers 9, 10 may be used for communication between the flow meter 7 and the monitoring client 8. The transceivers 9, 10 may communicate with each other using a modulated signal for encoding various types of information, such as digital data or an analog signal. Some modulation methods used may include the use of a carrier frequency with FM modulation, using AM modulation, using digital modulation, using analog modulation, etc.
Расходомер 7 оценивает расход через капельницу 4 и регулирует клапан 6 для достижения целевого расхода, принятого от клиента 8 контроля. Клапан 6 может управляться расходомером 7 непосредственно из линий связи, подключенных к приводу клапана 6 или по беспроводной линии связи от расходомера 7 к встроенной схеме клапана 6. Встроенную электронику клапана 6 можно использовать для управления активацией клапана 6 через присоединенный к нему привод. Этот вариант осуществления расходомера 7 и клапана 6 с замкнутым циклом может использовать любой алгоритм управления, включая PID алгоритм управления, алгоритм управления на основе нейронной сети, алгоритм управления на основе нечеткой логики, и пр., или некоторую их комбинацию.The flow meter 7 evaluates the flow through the dripper 4 and adjusts the valve 6 to achieve the target flow received from the control client 8. The valve 6 can be controlled by the flow meter 7 directly from the communication lines connected to the valve 6 actuator or via a wireless communication line from the flow meter 7 to the integrated circuit of the valve 6. The integrated electronics of the valve 6 can be used to control the activation of the valve 6 via the actuator connected to it. This embodiment of the closed-loop flow meter 7 and the valve 6 can use any control algorithm, including a PID control algorithm, a neural network-based control algorithm, a fuzzy logic-based control algorithm, etc., or some combination thereof.
Расходомер 7 присоединен к опорной детали 17, которая присоединена к капельнице 4 через соединительное приспособление 16. Опорная деталь 17 также поддерживает подсветку 18. Подсветка 18 включает в себя массив СИД 20, который обеспечивает освещение расходомера 7. В некоторых конкретных вариантах осуществления, подсветка 18 включает в себя фоновый рисунок 19. В других вариантах осуществления, подсветка 18 не включает в себя фоновый рисунок 19. В некоторых вариантах осуществления, фоновый рисунок 19 присутствует только в нижней части подсветки 18, тогда как в верхней части подсветки 18 (например, в сторону от заземления) фоновый рисунок 19 отсутствует.The flow meter 7 is connected to the support part 17, which is connected to the dripper 4 via the connecting device 16. The support part 17 also supports the backlight 18. The backlight 18 includes an array of LEDs 20, which provides illumination of the flow meter 7. In some specific embodiments, the backlight 18 includes a background pattern 19. In other embodiments, the backlight 18 does not include a background pattern 19. In some embodiments, the background pattern 19 is present only in the lower part of the backlight 18, while in the upper part of the backlight 18 (for example, away from the ground), the background pattern 19 is absent.
Расходомер 7 включает в себя датчик 11 изображения, компонент 12 детектора свободного потока, компонент 13 оценивания расхода, управляющий компонент 14, компонент 29 экспозиции, процессор 15 и приемопередатчик 9. Расходомер 7 может получать питание от батареи, от сети переменного тока, может включать в себя суперконденсаторы и может включать в себя встроенную схему питания (в явном виде не показанную).The flow meter 7 includes an image sensor 11, a free flow detector component 12, a flow estimator component 13, a control component 14, an exposure component 29, a processor 15 and a transceiver 9. The flow meter 7 may be powered by a battery, by an AC power supply, may include supercapacitors and may include an integrated power supply circuit (not explicitly shown).
Датчик 11 изображения может представлять собой ПЗС-датчик, КМОП-датчик или другой датчик изображения. Датчик 11 изображения захватывает изображения капельницы 4 и передает данные изображения, соответствующие захваченным изображениям, на процессор 15.Image sensor 11 may be a CCD, CMOS, or other image sensor. Image sensor 11 captures images of IV drip 4 and transmits image data corresponding to the captured images to processor 15.
Процессор 15 также подключен к компоненту 12 детектора свободного потока, компоненту 13 оценивания расхода, управляющему компоненту 14 и компоненту 29 экспозиции. Компонент 12 детектора свободного потока, компонент 13 оценивания расхода, управляющий компонент 14 и компонент 29 экспозиции можно реализовать в виде процессорно-исполнимым инструкций, которые могут выполняться процессором 15 и могут храниться в памяти, например, неизменяемой процессорно-считываемой памяти, ПЗУ, ОЗУ, ЭСППЗУ, на жестком диске, флеш-диске и пр.The processor 15 is also connected to the free-flow detector component 12, the flow estimator component 13, the control component 14, and the exposure component 29. The free-flow detector component 12, the flow estimator component 13, the control component 14, and the exposure component 29 can be implemented in the form of processor-executable instructions that can be executed by the processor 15 and can be stored in memory, such as non-volatile processor-readable memory, ROM, RAM, EEPROM, on a hard disk, a flash disk, etc.
Процессор 15 может выполнять инструкции компонента 12 детектора свободного потока для определения, существует ли условие свободного потока в капельнице 4, анализируя данные изображения отThe processor 15 may execute the instructions of the free flow detector component 12 to determine whether a free flow condition exists in the dripper 4 by analyzing the image data from
- 25 043431 датчика 11 изображения. Различные варианты осуществления компонента 12 детектора свободного потока для обнаружения условия свободного потока описаны ниже. В ответ на обнаруженное условие свободного потока, процессор 15 может делать функциональный вызов управляющему компоненту 14, чтобы тот отправил сигнал на клапан 6 для полной остановки потока текучей среды к пациенту 3. Таким образом, если компонент 12 детектора свободного потока определяет, что условие свободного потока существует, расходомер 7 может предписывать клапану 6 остановить поток текучей среды, может предписывать клиенту 8 контроля (который может осуществлять связь с клапаном 6 или насосом 414) остановить поток текучей среды, и/или может предписывать насосу 414 прекратить нагнетание или перекрыть поток текучей среды с использованием внутреннего защитного заградителя.- 25 043431 of the image sensor 11. Various embodiments of the free flow detector component 12 for detecting a free flow condition are described below. In response to the detected free flow condition, the processor 15 can make a functional call to the control component 14 so that it sends a signal to the valve 6 to completely stop the flow of fluid to the patient 3. Thus, if the free flow detector component 12 determines that a free flow condition exists, the flow meter 7 can instruct the valve 6 to stop the flow of fluid, can instruct the control client 8 (which can communicate with the valve 6 or the pump 414) to stop the flow of fluid, and/or can instruct the pump 414 to stop pumping or shut off the flow of fluid using an internal safety barrier.
Компонент 13 оценивания расхода оценивает расход текучей среды, текущей через капельницу 4, с использованием данных изображения от датчика 11 изображения. Процессор 15 передает оцененный расход на управляющий компонент 14 (например, через функциональный вызов). Различные варианты осуществления оценивания расхода описаны ниже. Если компонент 13 оценивания расхода определяет, что расход больше заранее определенного порога или выходит за пределы заранее определенного диапазона, расходомер 7 может предписывать клапану 6 (который может осуществлять связь с клапаном 6 или насосом 414) остановить поток текучей среды, может предписывать клиенту 8 контроля (который может осуществлять связь с клапаном 6 или насосом 414) остановить поток текучей среды, и/или может предписывать насосу 414 прекратить нагнетание или перекрыть поток текучей среды с использованием внутреннего защитного заградителя.The flow rate estimating component 13 estimates the flow rate of the fluid flowing through the dripper 4 using the image data from the image sensor 11. The processor 15 transmits the estimated flow rate to the control component 14 (for example, via a function call). Various embodiments of estimating the flow rate are described below. If the flow rate estimating component 13 determines that the flow rate is greater than a predetermined threshold or goes beyond a predetermined range, the flow meter 7 can instruct the valve 6 (which can communicate with the valve 6 or the pump 414) to stop the flow of the fluid, can instruct the control client 8 (which can communicate with the valve 6 or the pump 414) to stop the flow of the fluid, and/or can instruct the pump 414 to stop pumping or to shut off the flow of the fluid using an internal safety barrier.
Процессор 15 управляет массивом СИД 20 для обеспечения достаточного освещения датчика 11 изображения. Например, компонент 29 экспозиции может использоваться процессором 15 или совместно с ним для управления массивом СИД 20 таким образом, чтобы датчик 11 изображения захватывал достаточно данных изображения для использования компонентом 12 детектора свободного потока и компонентом 13 оценивания расхода. Процессор 15 может реализовывать алгоритм экспозиции, сохраненный компонентом 29 экспозиции (см. фиг. 2) для управления условиями освещения и/или экспозицией датчика 11 изображения при генерации данных изображения. Дополнительно или альтернативно, компонент 29 экспозиции можно реализовать в виде схемы, интегральной схемы, CPLD, PAL, PLD, реализации на основе языка описания оборудования, и/или системы программное обеспечения.The processor 15 controls the LED array 20 to ensure sufficient illumination of the image sensor 11. For example, the exposure component 29 can be used by the processor 15 or in conjunction with it to control the LED array 20 so that the image sensor 11 captures sufficient image data for use by the free-flow detector component 12 and the flow rate estimator component 13. The processor 15 can implement an exposure algorithm stored by the exposure component 29 (see Fig. 2) to control the lighting conditions and/or exposure of the image sensor 11 when generating image data. Additionally or alternatively, the exposure component 29 can be implemented as a circuit, an integrated circuit, a CPLD, a PAL, a PLD, an implementation based on a hardware description language, and/or a software system.
Управляющий компонент 14 вычисляет регулировки для клапана 6 в соответствии с оцененным расходом от компонента 13 оценивания расхода. Например, как упомянуто выше, управляющий компонент 14 может реализовывать PID алгоритм управления для регулировки клапана 6 для достижения целевого расхода.Control component 14 calculates adjustments for valve 6 in accordance with the estimated flow rate from flow estimation component 13. For example, as mentioned above, control component 14 may implement a PID control algorithm to adjust valve 6 to achieve the target flow rate.
Клиент 8 контроля, в некоторых вариантах осуществления, контролирует работу системы 1. Например, когда условие свободного потока обнаруживается компонентом 12 детектора свободного потока, клиент 8 контроля может в беспроводном режиме передавать сигнал на клапан 6 для прерывания потока текучей среды к пациенту 3.The control client 8, in some embodiments, controls the operation of the system 1. For example, when a free flow condition is detected by the free flow detector component 12, the control client 8 may wirelessly transmit a signal to the valve 6 to interrupt the flow of fluid to the patient 3.
Расходомер 7 может дополнительно включать в себя различные устройства ввода/вывода для облегчения защиты пациента, например различные сканеры, и может использовать приемопередатчик 9 для осуществления связи с электронной историей болезни, системами противодействия ошибочному назначению лекарств и/или вспомогательными службами, например системами управления запасами.The flow meter 7 may further include various input/output devices to facilitate patient protection, such as various scanners, and may use a transceiver 9 to communicate with an electronic health record, medication error prevention systems, and/or ancillary services, such as inventory management systems.
В конкретном иллюстративном варианте осуществления, расходомер 7 имеет сканер, например, считыватель радиометок, который считывает радиометку, присоединенную к резервуару 2 для текучей среды, или сканер штрих-кодов, который сканирует штрих-код резервуара 2 для текучей среды. Сканер можно использовать для определения, правильная ли текучая среда находится в резервуаре 2 для текучей среды, надлежащий ли резервуар 2 для текучей среды используется, соответствует ли лечение, запрограммированное в расходомер 7, текучей среде в резервуаре 2 для текучей среды и/или пригодны ли резервуар 2 для текучей среды и расходомер 7 для конкретного пациента (например, на основании штрихкода пациента, радиометки пациента или другой идентификации пациента).In a specific illustrative embodiment, the flow meter 7 has a scanner, for example, an RFID reader that reads an RFID tag attached to the fluid reservoir 2, or a barcode scanner that scans the barcode of the fluid reservoir 2. The scanner can be used to determine whether the correct fluid is in the fluid reservoir 2, whether the appropriate fluid reservoir 2 is being used, whether the treatment programmed into the flow meter 7 corresponds to the fluid in the fluid reservoir 2, and/or whether the fluid reservoir 2 and the flow meter 7 are suitable for a specific patient (e.g., based on the patient's barcode, the patient's RFID tag, or other patient identification).
Например, расходомер 7 может сканировать радиометку резервуара 2 для текучей среды для определения, совпадает ли серийный номер или тип текучей среды, закодированный в радиометке, с указанным в плане лечения, хранящемся в расходомере 7. Дополнительно или альтернативно, расходомер 7 может считывать серийный номер из радиометки резервуара 2 для текучей среды и серийный номер пациента из радиометки пациента 3, и также обращаться к электронной истории болезни с использованием приемопередатчика 9 для определения, совпадает ли серийный номер резервуара 2 для текучей среды в радиометке, присоединенной к резервуару 2 для текучей среды, с серийным номером пациента в радиометке, присоединенной к пациенту 3, который указан в электронной истории болезни.For example, the flow meter 7 may scan the RFID tag of the fluid reservoir 2 to determine whether the serial number or the type of fluid encoded in the RFID tag matches that specified in the treatment plan stored in the flow meter 7. Additionally or alternatively, the flow meter 7 may read the serial number from the RFID tag of the fluid reservoir 2 and the serial number of the patient from the RFID tag of the patient 3, and also access the electronic medical record using the transceiver 9 to determine whether the serial number of the fluid reservoir 2 in the RFID tag attached to the fluid reservoir 2 matches the serial number of the patient in the RFID tag attached to the patient 3, which is specified in the electronic medical record.
Дополнительно или альтернативно, клиент 8 контроля может сканировать радиометку резервуара 2 для текучей среды и радиометку пациента 3 для определения, правильная ли текучая среда находится в резервуаре 2 для текучей среды, надлежащий ли резервуар 2 для текучей среды используется, соответствует ли лечение, запрограммированное в расходомер 7, текучей среде в резервуаре 2 для текучей среды, и/или пригоден ли резервуар 2 для текучей среды для конкретного пациента (например, на основании штрих-кода пациента, радиометки, электронной истории болезни или другой идентификации или ин- 26 043431 формации пациента). Дополнительно или альтернативно, клиент 8 контроля или расходомер 7 может обращаться к базе данных электронных историй болезни и/или аптеке для проверке рецепта или для загрузки рецепта, например, с использованием серийного номера из штрих-кода на резервуаре 2 для текучей среды или радиометки, присоединенной к резервуару 2 для текучей среды.Additionally or alternatively, the control client 8 can scan the RFID tag of the fluid reservoir 2 and the RFID tag of the patient 3 to determine whether the correct fluid is in the fluid reservoir 2, whether the correct fluid reservoir 2 is used, whether the treatment programmed into the flow meter 7 corresponds to the fluid in the fluid reservoir 2, and/or whether the fluid reservoir 2 is suitable for a specific patient (e.g., based on the patient's barcode, RFID tag, electronic health record or other identification or information of the patient). Additionally or alternatively, the control client 8 or the flow meter 7 can access the electronic health record database and/or the pharmacy to verify the prescription or to download the prescription, for example, using the serial number from the barcode on the fluid reservoir 2 or the RFID tag attached to the fluid reservoir 2.
Фиг. 2 демонстрирует блок-схему операций способа 21 экспонирования датчика изображения, например, датчика 11 изображения, показанного на фиг. 1, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 21 включает в себя действия 22, 23, 24 и 25. Способ 21 может быть реализован процессором 15, показанным на фиг. 1 (например, как компонент 29 экспозиции), и может быть реализован как процессорно-реализуемый способ, как набор инструкций, сконфигурированный для выполнения одним или более процессорами, аппаратными средствами, программными средствами и пр., или некоторая их комбинация.Fig. 2 shows a flow chart of operations of a method 21 for exposing an image sensor, for example, the image sensor 11 shown in Fig. 1, in accordance with an embodiment of the present invention. The method 21 includes actions 22, 23, 24 and 25. The method 21 may be implemented by the processor 15 shown in Fig. 1 (for example, as the exposure component 29), and may be implemented as a processor-implemented method, as a set of instructions configured to be executed by one or more processors, hardware, software, etc., or some combination thereof.
Действие 22 выбирает область, представляющую интерес. Например, возвращаясь к фиг. 1, датчик 11 изображения включает в себя поле зрения, которое включает в себя капельницу 4. Однако капельница 4 может не занимать все поле зрения датчика 11 изображения. Действие 22 выбирает только пиксели датчика 11 изображения, которые изображают, например, капельницу 4.Action 22 selects a region of interest. For example, returning to Fig. 1, image sensor 11 includes a field of view that includes IV drip 4. However, IV drip 4 may not occupy the entire field of view of image sensor 11. Action 22 selects only the pixels of image sensor 11 that depict, for example, IV drip 4.
Действие 23 определяет, находится ли пиксель в области 23, представляющей интерес. Если пиксель действия 23 является пикселем, который изображает, например, капельницу 4, то действие 23 определяет, что он находится в области, представляющей интерес. Аналогично, в этом примере, если пиксель действия 23 является пикселем, который не изображает капельницу 4, действие 23 определяет, что пиксель не находится в области, представляющей интерес.Action 23 determines whether the pixel is within region 23 of interest. If pixel 23 is a pixel that depicts, for example, dropper 4, then action 23 determines that it is within the region of interest. Similarly, in this example, if pixel 23 is a pixel that does not depict dropper 4, then action 23 determines that the pixel is not within the region of interest.
Действие 24 активирует подсветку, например, подсветку 18, показанную фиг. 1, если пиксель находится в области, представляющей интерес. Пиксели датчика изображения можно экспонировать в течение разных промежутков времени. Таким образом, подсветка 18 может активироваться только, когда пиксели в области, представляющей интерес, экспонируются. Например, некоторые датчики изображения включают в себя полевой и строчный синхронизирующие сигналы. Подсветка может синхронизироваться с этими сигналами для включения, когда пиксель, представляющий интерес, экспонируется.Action 24 activates a backlight, such as backlight 18 shown in Fig. 1, if a pixel is in the region of interest. Pixels of an image sensor can be exposed for different periods of time. Thus, backlight 18 can be activated only when pixels in the region of interest are exposed. For example, some image sensors include field-aligned and line-aligned synchronization signals. The backlight can be synchronized with these signals to turn on when a pixel of interest is exposed.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, поднабор СИД подсветки (например, поднабор массива 18 СИД, который может быть 2-мерным массивом) может включаться. Поднабор может быть достаточным поднабором для достаточного освещения экспонируемого пикселя, если пиксель находится в области, представляющей интерес.In some embodiments of the present invention, a subset of the backlight LEDs (e.g., a subset of the 18 LED array, which may be a 2-dimensional array) may be turned on. The subset may be sufficient to sufficiently illuminate the exposed pixel if the pixel is located in the region of interest.
Действие 25 экспонирует пиксель. Если в действии 23 было определено, что пиксель находится в области, представляющей интерес, пиксель будет экспонироваться, по меньшей мере, участком подсветки, включенным в действии 25. Дополнительно, если в действии 23 было определено, что пиксель не находится в области, представляющей интерес, пиксель будет экспонироваться без помощи, по меньшей мере, участка подсветки, включенного в действии 25.Action 25 exposes the pixel. If it was determined in action 23 that the pixel is in the region of interest, the pixel will be exposed with at least the highlight portion included in action 25. Additionally, if it was determined in action 23 that the pixel is not in the region of interest, the pixel will be exposed without the aid of at least the highlight portion included in action 25.
Фиг. 3 демонстрирует временную диаграмму 29, иллюстрирующую вариант осуществления способа, показанного на фиг. 2, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Временная диаграмма 29 включает в себя трассы 26, 27 и 28. Трасса 26 представляет полевой синхронизирующий сигнал от датчика изображения, и трасса 27 представляет строчный синхронизирующий сигнал от датчика изображения (например, датчика 11 изображения, показанного на фиг. 1). Схема или программная процедура (например, компонент 29 экспозиции, входящий в состав расходомера 7, показанного на фиг. 1) может использовать трассы 26, 27 синхросигнала для генерации сигнала 28 включения подсветки, который используется для активации подсветки или ее поднабора.Fig. 3 shows a timing diagram 29 illustrating an embodiment of the method shown in Fig. 2, in accordance with an embodiment of the present invention. Timing diagram 29 includes traces 26, 27 and 28. Trace 26 represents a field synchronization signal from an image sensor, and trace 27 represents a line synchronization signal from an image sensor (for example, image sensor 11 shown in Fig. 1). A circuit or software routine (for example, exposure component 29 included in flow meter 7 shown in Fig. 1) can use traces 26, 27 of the synchronization signal to generate a backlight enable signal 28, which is used to activate the backlight or a subset thereof.
Фиг. 4А-4В демонстрируют иллюстрации данных изображения расходомера 7, иллюстрирующего вариант осуществления способа, показанного на фиг. 2, в соответствии с временной диаграммой, показанной на фиг. 3, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4А иллюстрирует данные изображения, используемые расходомером, например, расходомером 7, показанным на фиг. 1, без использования алгоритма экспозиции, представленного на фиг. 2 и 3; фиг. 4В иллюстрирует данные изображения, используемые расходомером с использованием алгоритма экспозиции, представленного на фиг. 2 и 3. При выполнении захвата изображения, показанного на фиг. 4В, требуется меньше мощности для обеспечения освещения, чем для обеспечения освещения для захвата изображения, показанного на фиг. 4А, ввиду меньшего использования подсветки.Fig. 4A-4B show illustrations of image data of a flow meter 7 illustrating an embodiment of the method shown in Fig. 2, in accordance with the timing diagram shown in Fig. 3, in accordance with an embodiment of the present invention. Fig. 4A illustrates image data used by a flow meter, for example, the flow meter 7 shown in Fig. 1, without using the exposure algorithm shown in Figs. 2 and 3; Fig. 4B illustrates image data used by the flow meter using the exposure algorithm shown in Figs. 2 and 3. When performing the capture of the image shown in Fig. 4B, less power is required to provide illumination than to provide illumination for capturing the image shown in Fig. 4A, due to less use of backlight.
Фиг. 5 демонстрирует схему расходомера 67 и клапана 71, которые объединены друг с другом для присоединения к капельнице 409 и пакету 69 для внутривенного вливания, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Расходомер 67 включает в себя оптический счетчик 68 капель, который принимает текучую среду из пакета 69 для внутривенного вливания. Оптический счетчик 68 капель может представлять собой датчик изображения, пару датчиков изображения, емкостной счетчик капель и пр. Расходомер 67 присоединен к трубке 70, присоединенной к роликовому зажиму 71, который управляется двигателем 72. Двигатель 72 присоединен к механизму 73 ходового винта для управления роликовым зажимом 71 посредством взаимодействия с взаимодействующими деталями 74.Fig. 5 shows a diagram of a flow meter 67 and a valve 71 that are combined with each other for connection to a drip 409 and an intravenous infusion bag 69, according to an embodiment of the present invention. The flow meter 67 includes an optical drop counter 68 that receives fluid from the intravenous infusion bag 69. The optical drop counter 68 may be an image sensor, a pair of image sensors, a capacitive drop counter, etc. The flow meter 67 is connected to a tube 70 connected to a roller clamp 71 that is controlled by a motor 72. The motor 72 is connected to a lead screw mechanism 73 for controlling the roller clamp 71 by interacting with interacting parts 74.
Двигатель 72 может представлять собой серводвигатель и может использоваться для регулировки расхода через трубку 70. Таким образом, расходомер 67 также может функционировать как расходомер иThe motor 72 may be a servo motor and may be used to adjust the flow through the tube 70. Thus, the flow meter 67 may also function as a flow meter and
- 27 043431 регулятор. Например, процессор 75 в расходомере 67 может регулировать двигатель 72 таким образом, чтобы достигался желаемый расход, который измеряется оптическим счетчиком 68 капель. Процессор 75 может реализовывать алгоритм управления с использованием оптического счетчика 68 капель в качестве обратной связи, например, PID цикла управления, где выходной сигнал поступает на двигатель 72, и обратная связь принимается от оптического счетчика 68 капель.- 27 043431 controller. For example, processor 75 in flow meter 67 can regulate motor 72 so that the desired flow rate is achieved, which is measured by optical drop counter 68. Processor 75 can implement a control algorithm using optical drop counter 68 as feedback, for example, a PID control loop, where the output signal is sent to motor 72, and feedback is received from optical drop counter 68.
В альтернативных вариантах осуществления, двигатель 72, механизм 73 ходового винта и роликовый зажим 71 можно заменить и/или дополнить приводом, который сдавливает трубку 70 (например, с использованием кулачкового механизма или связи, приводимой в действие двигателем), или их можно заменить любым подходящим роликом, винтом или ползунком, приводимым в действие двигателем. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, роликовый зажим 71 можно заменить любым описанным здесь клапаном, в том числе, клапаном, имеющим две детали С-образной формы, клапаном, имеющим две криволинейные опорные детали, клапаном, имеющим две гибкие пластины, клапаном, который защемляет трубку на протяжении значительной длины трубки, и т.п.In alternative embodiments, the motor 72, the lead screw mechanism 73, and the roller clamp 71 can be replaced and/or supplemented with an actuator that compresses the tube 70 (e.g., using a cam mechanism or a linkage driven by a motor), or they can be replaced with any suitable roller, screw, or slider driven by a motor. For example, in some embodiments of the present invention, the roller clamp 71 can be replaced with any valve described herein, including a valve having two C-shaped parts, a valve having two curved support parts, a valve having two flexible plates, a valve that pinches the tube over a significant length of the tube, and the like.
Расходомер 67 также, в необязательном порядке, может включать в себя дисплей. Дисплей можно использовать для задания целевого расхода, отображения текущего расхода и/или обеспечения кнопки, например, кнопки сенсорного экрана для остановки потока.Flowmeter 67 may also optionally include a display. The display may be used to set a target flow rate, display the current flow rate, and/or provide a button, such as a touchscreen button, to stop the flow.
На фиг. 6 показана блок-схема системы 78 формирования изображений расходомера для формирования изображения капельницы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Систему 78 формирования изображений, показанную на фиг. 6, можно использовать в любом описанном здесь расходомере, включая расходомер 7, показанный на фиг. 1, и/или расходомер 67, показанный на фиг. 5.Fig. 6 shows a block diagram of an imaging system 78 of a flow meter for imaging a dripper in accordance with an embodiment of the present invention. The imaging system 78 shown in Fig. 6 can be used in any flow meter described herein, including the flow meter 7 shown in Fig. 1 and/or the flow meter 67 shown in Fig. 5.
Система 78 формирования изображений, показанная на фиг. 6, включает в себя датчик 63 изображения, однородную подсветку 79 для излучения света, по меньшей мере, частично через капельницу 59 и инфракрасный (ИК) фильтр 80, который принимает свет от однородной подсветки 79.The imaging system 78 shown in Fig. 6 includes an image sensor 63, a uniform illumination 79 for emitting light at least partially through a dropper 59, and an infrared (IR) filter 80 that receives light from the uniform illumination 79.
Система 78 также включает в себя процессор 90, который может быть оперативно подключен к датчику 63 изображения и/или однородной подсветке 79. Процессор 90 реализует алгоритм для определения, существует ли условие свободного потока и/или для оценивания расхода (например, с использованием компонента 12 детектора свободного потока или компонента 13 оценивания расхода, показанных на фиг. 1). Процессор 90 может быть оперативно связан с процессорно-считываемой памятью 91 (например, неизменяемой процессорно-считываемой памятью), чтобы принимать одну или более инструкций для реализации алгоритма для определения, существует ли условие свободного потока и/или для оценивания расхода. Одна или более инструкций из процессорно-считываемой памяти 91 сконфигурированы для выполнения процессором 90.The system 78 also includes a processor 90 that can be operatively connected to the image sensor 63 and/or the uniform illumination 79. The processor 90 implements an algorithm for determining whether a free flow condition exists and/or for estimating the flow rate (for example, using the free flow detector component 12 or the flow rate estimator component 13 shown in Fig. 1). The processor 90 can be operatively connected to a processor-readable memory 91 (for example, a non-volatile processor-readable memory) to receive one or more instructions for implementing the algorithm for determining whether a free flow condition exists and/or for estimating the flow rate. One or more instructions from the processor-readable memory 91 are configured to be executed by the processor 90.
Однородная подсветка 79 может представлять собой массив светодиодов (СИД), имеющих один и тот же или разные цвета, лампу, окно для приема окружающего света, накальный источник света и пр. В некоторых вариантах осуществления, однородная подсветка 79 может включать в себя один или более точечных источников света.The uniform illumination 79 may be an array of light-emitting diodes (LEDs) having the same or different colors, a lamp, a window for receiving ambient light, an incandescent light source, etc. In some embodiments, the uniform illumination 79 may include one or more point light sources.
Процессор 90 может модулировать однородную подсветку 79 в соответствии с датчиком 63 изображения. Например, процессор 90 может активировать однородную подсветку 79 в течение заранее определенного промежутка времени и подавать сигнал датчику 63 изображения для захвата по меньшей мере одного изображения, и после этого подавать сигнал однородной подсветке 79 для отключения. Одно или более изображений от датчика 63 изображения может обрабатываться процессором 90 для оценивания расхода и/или обнаружения условий свободного потока. Например, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, система 78 контролирует размер капель, образующихся в капельнице 59, и отсчитывает количество капель, протекающих через капельницу 59 в течение заранее определенного промежутка времени; процессор 90 может усреднять периодический поток из отдельных капель в течение периода времени для оценивания расхода. Например, если X капель, каждая из которых имеет объем Y, протекают через капельницу за время Z, расход можно вычислить как (XxY)/Z.The processor 90 can modulate the uniform illumination 79 in accordance with the image sensor 63. For example, the processor 90 can activate the uniform illumination 79 for a predetermined period of time and send a signal to the image sensor 63 to capture at least one image, and then send a signal to the uniform illumination 79 to turn off. One or more images from the image sensor 63 can be processed by the processor 90 to estimate the flow rate and/or detect free-flow conditions. For example, in one embodiment of the present invention, the system 78 monitors the size of droplets formed in the dripper 59 and counts the number of droplets flowing through the dripper 59 during a predetermined period of time; the processor 90 can average the periodic flow of individual droplets over a period of time to estimate the flow rate. For example, if X droplets, each of which has a volume of Y, flow through the dripper in time Z, the flow rate can be calculated as (XxY)/Z.
Дополнительно или альтернативно, система 78 может определять, когда текучая среда для внутривенного вливания течет через капельницу 59 (т.е. при наличии условия свободного потока). Однородная подсветка 79 излучает свет через капельницу 59 для обеспечения достаточного освещения, чтобы датчик 63 изображения мог изображать капельницу 59. Датчик 63 изображения может захватывать одно или более изображений капельницы 59.Additionally or alternatively, the system 78 can determine when the intravenous fluid is flowing through the drip 59 (i.e., when a free-flow condition exists). The uniform illumination 79 emits light through the drip 59 to provide sufficient illumination so that the image sensor 63 can image the drip 59. The image sensor 63 can capture one or more images of the drip 59.
Другие ориентации и конфигурации системы 78 можно использовать для учета ориентации и выходных характеристик однородной подсветки 79, чувствительности и ориентации датчика 63 изображения и условий окружающего света. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, процессор 90 реализует алгоритм, который использует однородность изображений, собранных датчиком 63 изображения. Однородность можно повышать за счет однородной подсветки 79. Например, согласованные однородные изображения могут захватываться датчиком 63 изображения, когда используется однородная подсветка 79.Other orientations and configurations of the system 78 can be used to account for the orientation and output characteristics of the uniform illumination 79, the sensitivity and orientation of the image sensor 63, and ambient light conditions. In some embodiments of the present invention, the processor 90 implements an algorithm that utilizes the uniformity of images collected by the image sensor 63. Uniformity can be enhanced by using a uniform illumination 79. For example, consistent uniform images can be captured by the image sensor 63 when a uniform illumination 79 is used.
Внешнее освещение может приводить к несогласованностям в изображениях, принятых от датчика 63 изображения; например, прямое солнечное освещение обеспечивает несогласованное освещение, по- 28 043431 скольку солнце может время от времени заслоняться облаками, и яркость и угол освещения солнца зависят от времени суток. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, ИК фильтр 80, в необязательном порядке, используется для отфильтровывания части окружающего света для ослабления изменений в изображениях, захваченных датчиком 63 изображения. ИК фильтр 80 может представлять собой узкополосный инфракрасный светофильтр, расположенный перед датчиком 63 изображения; и однородная подсветка 79 может излучать свет с длиной волны, примерно соответствующей центральной частоте полосового фильтра 80. ИК фильтр 80 и однородная подсветка 79 могут иметь центральную частоту около 850 нанометров. В некоторых вариантах осуществления, система 78 формирования изображений может быть окружена оболочкой, пропускающей видимый свет, но блокирующей инфракрасное излучение. В альтернативных вариантах осуществления, в системе 78 могут использоваться другие оптические частоты, полосы, центральные частоты или типы фильтра.Ambient lighting may cause inconsistencies in the images received from the image sensor 63; for example, direct sunlight provides inconsistent lighting because the sun may be obscured by clouds from time to time, and the brightness and angle of the sun's illumination depend on the time of day. Thus, in some embodiments of the present invention, an IR filter 80 is optionally used to filter out a portion of the ambient light to reduce changes in the images captured by the image sensor 63. The IR filter 80 may be a narrow-band infrared filter located in front of the image sensor 63; and the uniform illumination 79 may emit light with a wavelength approximately corresponding to the center frequency of the band-pass filter 80. The IR filter 80 and the uniform illumination 79 may have a center frequency of about 850 nanometers. In some embodiments, the imaging system 78 may be surrounded by a shell that transmits visible light but blocks infrared radiation. In alternative embodiments, the system 78 may utilize other optical frequencies, bands, center frequencies, or filter types.
На фиг. 7 показана графическая иллюстрация изображения 81, захваченного датчиком 63 изображения системы 78, показанной на фиг. 6, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Изображение 81 представляет собой изображение капельницы 59, имеющей конденсацию 82 и поток 83, образующийся благодаря условию свободного потока в ней. Обнаружение краев можно использовать для определения позиции потока 83 и/или конденсации 82, в некоторых вариантах осуществления. Дополнительно или альтернативно, можно использовать изображение или рисунок фона.Fig. 7 shows a graphical illustration of an image 81 captured by an image sensor 63 of the system 78 shown in Fig. 6, in accordance with an embodiment of the present invention. The image 81 is an image of a dripper 59 having condensation 82 and a flow 83 formed due to the free flow condition therein. Edge detection can be used to determine the position of the flow 83 and/or condensation 82, in some embodiments. Additionally or alternatively, an image or pattern of the background can be used.
На фиг. 8 показана блок-схема системы 84 формирования изображений расходомера для формирования изображения капельницы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Систему 84 формирования изображений можно использовать с любым раскрытым здесь расходомером, включая расходомер 7, показанный на фиг. 1, и расходомер 67, показанный на фиг. 5.Fig. 8 shows a block diagram of a flow meter imaging system 84 for imaging a drip according to an embodiment of the present invention. The imaging system 84 can be used with any flow meter disclosed herein, including the flow meter 7 shown in Fig. 1 and the flow meter 67 shown in Fig. 5.
Система 84 включает в себя массив непрозрачных линий 85 позади капельницы 59. Система 84 использует массив линий 85 для обнаружения условия свободного потока. Алгоритм обнаружения свободного потока (например, компонент 12 детектора свободного потока, показанный на фиг. 1) может использовать наличие или отсутствие капель для определения, существует ли условие образования потока (например, условие свободного потока).The system 84 includes an array of opaque lines 85 behind the dripper 59. The system 84 uses the array of lines 85 to detect a free-flow condition. A free-flow detection algorithm (e.g., free-flow detector component 12 shown in Fig. 1) can use the presence or absence of droplets to determine whether a flow-forming condition (e.g., a free-flow condition) exists.
В некоторых конкретных вариантах осуществления, линии 85 присутствуют только на части изображения (например, фоновый рисунок занимает только часть подсветки 18 или двоичная оптика заставляет рисунок появляться только в части изображения, например, нижней или верхней половине). Например, нижняя часть изображения может включать в себя фоновый рисунок в виде полосок.In some specific embodiments, lines 85 are present only in a portion of the image (e.g., the background pattern occupies only a portion of the backlight 18, or binary optics cause the pattern to appear only in a portion of the image, such as the lower or upper half). For example, the lower portion of the image may include a striped background pattern.
На фиг. 9 показана графическая иллюстрация изображения 86, захваченного датчиком 63 изображения, показанным на фиг. 8, когда существует условие свободного потока в капельнице 59, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Изображение 86 иллюстрирует состояние, в котором капельница 59 находится при условии свободного потока, и иллюстрирует эффект, состоящий в том, что поток текучей среды 87 действует как положительная цилиндрическая линза. Таким образом, как показано на фиг. 9, массив линий 85, захваченный в изображении датчиком 63 изображения, представляет собой обращенный линейчатый рисунок 88 из массива линий 85 по сравнению с условием несвободного потока. Возникновение обращенного линейчатого рисунка 88 вызвано изменениями света при прохождении света через поток текучей среды 87, когда свет достигает датчика 63 изображения.Fig. 9 shows a graphical illustration of an image 86 captured by the image sensor 63 shown in Fig. 8 when a free-flow condition exists in the dripper 59, according to an embodiment of the present invention. The image 86 illustrates the state in which the dripper 59 is under a free-flow condition and illustrates the effect that the fluid flow 87 acts as a positive cylindrical lens. Thus, as shown in Fig. 9, the array of lines 85 captured in the image by the image sensor 63 is an inverted line pattern 88 of the array of lines 85 compared to the non-free-flow condition. The occurrence of the inverted line pattern 88 is caused by changes in light as the light passes through the fluid flow 87 when the light reaches the image sensor 63.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, освещение светом, имеющим оптическую длину волны около 850 нанометров, можно использовать для создания изображения 86. Некоторые материалы могут быть непрозрачными в видимом спектре и прозрачными в ближнем ИК спектре на длине волны около 850 нанометров, что можно использовать для создания массива линий 85. Массив линий 85 можно создавать с использованием различных пластмасс для быстрого изготовления прототипов. Например, массив линий 85 можно создавать с использованием структуры для быстрого изготовления прототипов, напечатанной чернилами, непрозрачными в инфракрасном диапазоне или покрытой металлом для создания массива линий 85. Дополнительно или альтернативно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, другой способ создания массива линий 85 предусмотрен для создания монтажной платы с линиями, проложенными в меди. В другом варианте осуществления, массив линий 85 создается укладыванием куска ленточного кабеля на однородную подсветку 79; провода в ленточном кабеле непрозрачны в инфракрасном спектре, но изоляция прозрачна, благодаря чему, что промежутки между проводами могут формировать линии для использования при формировании изображения датчиком 63 изображения (см. фиг. 8). В других дополнительных вариантах осуществления может использоваться кусок тонкого металла, подвергнутого EDM. Металл непрозрачен для света, и промежутки между отложениями металлического материала можно очень точно регулировать в ходе изготовления, чтобы ИК свет мог проходить через промежутки.In some embodiments of the present invention, illumination with light having an optical wavelength of about 850 nanometers can be used to create an image 86. Some materials can be opaque in the visible spectrum and transparent in the near IR spectrum at a wavelength of about 850 nanometers, which can be used to create an array of lines 85. The array of lines 85 can be created using various plastics for rapid prototyping. For example, the array of lines 85 can be created using a rapid prototyping structure printed with ink that is opaque in the infrared range or coated with a metal to create the array of lines 85. Additionally or alternatively, in some embodiments of the present invention, another method of creating the array of lines 85 is provided for creating a circuit board with lines laid in copper. In another embodiment, the array of lines 85 is created by laying a piece of ribbon cable on a uniform backlight 79; The wires in the ribbon cable are opaque to infrared light, but the insulation is transparent, allowing the spaces between the wires to form lines for use in imaging by the image sensor 63 (see Fig. 8). In other embodiments, a piece of thin, EDM-processed metal may be used. The metal is opaque to light, and the spaces between the metal deposits can be precisely controlled during manufacturing to allow IR light to pass through the spaces.
Процессор 90 реализует алгоритм для определения, существует ли условие свободного потока (например, с использованием компонента 12 детектора свободного потока, показанного на фиг. 1). Процессор 90 может быть оперативно связан с процессорно-считываемой памятью 91 (например, неизменяемой процессорно-считываемой памятью), чтобы принимать одну или более инструкций для реализации алгоритма для определения, существует ли условие свободного потока. Одна или более инструкций из процессорно-считываемой памяти 91 сконфигурированы для выполнения процессором 90.The processor 90 implements an algorithm for determining whether a free flow condition exists (e.g., using the free flow detector component 12 shown in Fig. 1). The processor 90 may be operatively connected to a processor-readable memory 91 (e.g., a non-volatile processor-readable memory) to receive one or more instructions for implementing the algorithm for determining whether a free flow condition exists. The one or more instructions from the processor-readable memory 91 are configured to be executed by the processor 90.
- 29 043431- 29 043431
Возвращаясь к фиг. 8, в системе 84 можно использовать кровь. Например, система 84 может определять, существует ли условие свободного потока крови, при использовании датчика 63 изображения, ИК фильтра 80 и однородной подсветки 79, выполненной с возможностью, например, для использования с использованием света оптического диапазона, имеющего длину волны 850 нанометров или 780 нанометров, например, при использовании коровьей крови. Кровь может выглядеть непрозрачной по сравнению с изображениями, полученными с использованием воды.Returning to Fig. 8, blood can be used in the system 84. For example, the system 84 can determine whether a free blood flow condition exists using the image sensor 63, the IR filter 80, and the uniform illumination 79, configured to be used, for example, using light in the optical range having a wavelength of 850 nanometers or 780 nanometers, such as when using cow's blood. Blood can appear opaque compared to images obtained using water.
Нижеследующий алгоритм, реализованный процессором 90 и принятый от процессорносчитываемой памяти 91, можно использовать для определения, существует ли условие свободного потока: (1) устанавливать изображение фона 89 (см. фиг. 10); и (2) вычитать изображение фона 89 из текущего изображения. На результирующем изображении можно осуществлять дополнительную обработку.The following algorithm, implemented by processor 90 and received from processor-readable memory 91, can be used to determine whether a free-flow condition exists: (1) set background image 89 (see Fig. 10); and (2) subtract background image 89 from the current image. Additional processing can be performed on the resulting image.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, изображение фона 89, показанное на фиг. 10, может динамически генерироваться процессором 90. Динамическое изображение фона можно использовать для учета изменяющихся условий, например конденсации или брызг 82 на поверхности капельницы 59 (см. фиг. 7). Например, в одном конкретном варианте осуществления, для каждого нового изображения, захваченного датчиком изображения (например, 63 на фиг. 8), каждый пиксель изображения фона умножается на .96, и соответствующий пиксель текущего изображения (например, самого последнего захваченного изображения) умножается на .04, после чего, два значения суммируются для создания нового значения для нового изображения фона для этого соответствующего пикселя; этот процесс может повторяться для всех пикселей. В еще одном примере, в одном конкретном варианте осуществления, если пиксель нового изображения находится в строке x и столбце y, новое изображение фона в строке x и столбце y, равно значению предыдущего изображения фона в строке x и столбце y, умноженному на .96, которое прибавляется к значению пикселя в строке x и столбце y нового изображения, умноженному на .04.In some embodiments of the present invention, the background image 89 shown in Fig. 10 may be dynamically generated by the processor 90. The dynamic background image may be used to account for changing conditions, such as condensation or splashes 82 on the surface of the dripper 59 (see Fig. 7). For example, in one particular embodiment, for each new image captured by the image sensor (e.g., 63 in Fig. 8), each pixel of the background image is multiplied by .96, and the corresponding pixel of the current image (e.g., the most recently captured image) is multiplied by .04, after which the two values are summed to create a new value for the new background image for that corresponding pixel; this process may be repeated for all pixels. In another example, in one particular embodiment, if a pixel of the new image is at row x and column y, the new background image at row x and column y is equal to the value of the previous background image at row x and column y multiplied by .96, which is added to the value of the pixel at row x and column y of the new image multiplied by .04.
Когда в системе 84 нет воды, текущей через капельницу 59 (см. фиг. 8) результат вычитания будет почти полностью задним, т.е. давать низкие величины пикселей, что помогает алгоритму определить отсутствие в капельнице 59 воды, текущей через нее.When there is no water flowing through dripper 59 in system 84 (see Fig. 8), the subtraction result will be almost entirely posterior, i.e., will yield low pixel values, which helps the algorithm determine that there is no water flowing through dripper 59.
Фиг. 11 демонстрирует изображение 92 от датчика 63 изображения при наличии капли в капельнице 59 (см. фиг. 8). Фиг. 12 демонстрирует изображение 93 фона, используемое системой 84. Когда система 83 имеет каплю, как показано в изображении 92 на фиг. 11, система 84, показанная на фиг. 8, имеет несколько высококонтрастных пятен, где изображение массива линий искажено за счет фокусирующего действия капли, что демонстрирует изображение 94 на фиг. 13. Изображение 94 на фиг. 13 генерируется взятием, для каждого соответствующего пикселя, абсолютного значения разности между изображением 92 на фиг. 11 и изображением 93 на фиг. 12 и преобразованием каждого соответствующего пикселя в белый пиксель, если значение превышает заранее определенный порог, или, в противном случае, преобразованием пикселя в черный пиксель, когда значение ниже заранее определенного порога. Каждый белый пиксель в изображении 94 на фиг. 13 появляется в результате того, что разность для этого положения пикселя между изображениями 92 и 93 превышает заранее определенный порог.Fig. 11 shows an image 92 from the image sensor 63 in the presence of a droplet in the dropper 59 (see Fig. 8). Fig. 12 shows an image 93 of the background used by the system 84. When the system 83 has a droplet, as shown in the image 92 of Fig. 11, the system 84 shown in Fig. 8 has several high-contrast spots where the image of the line array is distorted due to the focusing action of the droplet, as shown by the image 94 in Fig. 13. The image 94 in Fig. 13 is generated by taking, for each respective pixel, the absolute value of the difference between the image 92 in Fig. 11 and the image 93 in Fig. 12 and converting each respective pixel to a white pixel if the value exceeds a predetermined threshold, or, otherwise, converting the pixel to a black pixel when the value is below a predetermined threshold. Each white pixel in the image 94 in Fig. 13 appears as a result of the difference for that pixel position between images 92 and 93 exceeding a predetermined threshold.
Рассмотрим, например, три соответствующих пикселя на фиг. 11, 12 и 13, расположенных в строке х и столбце у. Для определения пикселя строки х и столбца y для изображения 94 на фиг. 13, пиксель в строке х и столбце y изображения 92 на фиг. 11 вычитается из пикселя в строке х и столбце y изображения 92 на фиг. 12, после чего берется абсолютное значение результата вычитания; и если абсолютное значение результата превышает заранее определенный порог (например, выше значения 128 градации серого), пиксель в положении строки х и столбца y изображения 94 на фиг. 13 является белым, в противном случае, пиксель в положении строки х и столбца у изображения 94 на фиг. 13 является черным.Consider, for example, three corresponding pixels in Figs. 11, 12, and 13, located in row x and column y. To determine the pixel in row x and column y for image 94 in Fig. 13, the pixel in row x and column y of image 92 in Fig. 11 is subtracted from the pixel in row x and column y of image 92 in Fig. 12, after which the absolute value of the result of the subtraction is taken; and if the absolute value of the result exceeds a predetermined threshold (e.g., above a gray scale value of 128), the pixel in row x and column y of image 94 in Fig. 13 is white, otherwise, the pixel in row x and column y of image 94 in Fig. 13 is black.
Когда определено, что в изображении 94 на фиг. 13 существует несколько высококонтрастных пятен, процессор 90 системы 84 (см. фиг. 8) определяет, что капли формируются в капельнице 59, и условия свободного потока не существует. Изображения капель можно использовать для определения размера капель для описанного здесь оценивания расхода.When it is determined that several high-contrast spots exist in image 94 in Fig. 13, the processor 90 of system 84 (see Fig. 8) determines that droplets are forming in dropper 59 and a free-flow condition does not exist. The droplet images can be used to determine the droplet size for the flow rate estimation described herein.
На фиг. 14 показано графическое представление некоторых методов обработки изображений, которые можно осуществлять с использованием фиг. 11-13, для определения, существует ли условие свободного потока, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Согласно фиг. 14 и 13, все белые пиксели для каждой строки суммируются и представлены на фиг. 14 как результаты 183. По оси у отложен номер строки, и по оси х отложено суммарное количество белых пикселей для каждой соответствующей строки.Fig. 14 is a graphical representation of some image processing techniques that can be performed using Figs. 11-13 to determine whether a free flow condition exists, in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to Figs. 14 and 13, all white pixels for each row are summed and presented in Fig. 14 as results 183. The y-axis represents the row number, and the x-axis represents the total number of white pixels for each corresponding row.
Обращаясь только к фиг. 14, как упомянуто выше, количество белых пикселей для каждой строки суммируется и проиллюстрировано как результаты 183, которые используются для определения, существует ли условие свободного потока. В некоторых конкретных вариантах осуществления, процессор 90 системы 84 (см. фиг. 8) определяет, что условие свободного потока существует, когда заранее определенное количество непрерывных значений суммированных строк результатов 183 превышает порог 184. Например, в результатах 183, диапазон множества соседних строк, представленный, в общем случае, позицией 185, имеет полное значение, превышающее порог 184. Когда определено, что в результатах 183, превышающих заранее определенный порог (например, порог 184), существует больше, чем заранее оп- 30 043431 ределенное количество соседних суммированных строк, процессор 90, показанный на фиг. 8, определяет, что существует условие свободного потока. Например, как показано на фиг. 14, диапазон множества соседних суммированных строк 185 ниже заранее определенного количества соседних суммированных строк (т.е. диапазон 185 недостаточно широк), и, таким образом, определяется, что условия свободного потока не существует.Referring only to Fig. 14, as mentioned above, the number of white pixels for each row are summed and illustrated as results 183, which are used to determine whether a free-flow condition exists. In some specific embodiments, the processor 90 of the system 84 (see Fig. 8) determines that a free-flow condition exists when a predetermined number of continuous values of the summed rows of the results 183 exceeds a threshold 184. For example, in the results 183, a range of a plurality of adjacent rows, generally represented by numeral 185, has a total value exceeding threshold 184. When it is determined that in the results 183 that exceed a predetermined threshold (e.g., threshold 184), there are more than a predetermined number of adjacent summed rows, the processor 90 shown in Fig. 8 determines that a free-flow condition exists. For example, as shown in Fig. 14, the range of the plurality of adjacent summed rows 185 is lower than the predetermined number of adjacent summed rows (i.e., the range 185 is not wide enough), and thus it is determined that the free flow condition does not exist.
Фиг. 15 демонстрирует изображение 95 потока, захваченное датчиком 63 изображения, показанным на фиг. 8, когда существует условие свободного потока. Фиг. 16 демонстрирует изображение 96 фона. Фиг. 17 демонстрирует изображение 97, образованное абсолютным значением разности между изображением 96 на фиг. 16 и изображением 95 на фиг. 15, когда абсолютное значение преобразуется либо в белый пиксель (когда абсолютное значение разности превышает порог), либо в черный пиксель (когда абсолютное значение разности ниже порога). Как показано на фиг. 17, высококонтрастные пятна, обусловленные обратной ориентацией линий в потоке, проходящих сверху вниз, могут обнаруживаться процессором 90. Процессор 90, показанный на фиг. 8, может использовать изображение 97 для определения, существует ли условие свободного потока, с использованием вышеописанного алгоритма.Fig. 15 shows a flow image 95 captured by the image sensor 63 shown in Fig. 8 when a free flow condition exists. Fig. 16 shows a background image 96. Fig. 17 shows an image 97 formed by the absolute value of the difference between the image 96 in Fig. 16 and the image 95 in Fig. 15 when the absolute value is converted either to a white pixel (when the absolute value of the difference exceeds the threshold) or to a black pixel (when the absolute value of the difference is below the threshold). As shown in Fig. 17, high-contrast spots caused by the reverse orientation of the lines in the flow running from top to bottom can be detected by the processor 90. The processor 90 shown in Fig. 8 can use the image 97 to determine whether a free flow condition exists using the algorithm described above.
Таким образом, как показано на фиг. 18, результаты 186 имеют непрерывный диапазон 187 результатов 186, которые превышают порог 188. Поскольку непрерывный диапазон 187 суммированных строк больше заранее определенного порогового количества непрерывных значений, превышающих порог 188, процессор 90 (см. фиг. 8) определяет, что существует условие свободного потока. Таким образом, непрерывный диапазон результатов 186, превышающих порог 188, больше заранее определенного порогового диапазона непрерывных значений; таким образом, процессор 90 определяет, что условие свободного потока существует, используя результаты 186 на фиг. 18.Thus, as shown in Fig. 18, the results 186 have a continuous range 187 of results 186 that exceed a threshold 188. Since the continuous range 187 of the summed rows is greater than a predetermined threshold number of continuous values that exceed the threshold 188, the processor 90 (see Fig. 8) determines that a free-flow condition exists. Thus, the continuous range of results 186 that exceed the threshold 188 is greater than a predetermined threshold range of continuous values; thus, the processor 90 determines that a free-flow condition exists using the results 186 in Fig. 18.
В еще одном дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения, интенсивность, квадрат интенсивности или другую функцию можно использовать для выработки результатов 183, показанных на фиг. 14 и/или результатов 186, показанных на фиг. 18. В еще одном дополнительном варианте осуществления, одну или более функций сглаживания данных можно использовать для сглаживания результатов 183 и/или 186, например, сплайн-функцию, функцию кубического сплайна, функцию Bсплайна, функцию сплайна Безье, полиномиальную интерполяцию, скользящее среднее или другую функцию сглаживания данных.In yet another embodiment of the present invention, intensity, squared intensity, or another function may be used to generate the results 183 shown in Fig. 14 and/or the results 186 shown in Fig. 18. In yet another embodiment, one or more data smoothing functions may be used to smooth the results 183 and/or 186, such as a spline function, a cubic spline function, a Bspline function, a Bezier spline function, a polynomial interpolation, a moving average, or another data smoothing function.
Например, изображение, полученное датчиком 63 изображения, показанным на фиг. 8, например, изображение 95 на фиг. 15, можно вычитать из изображения фона, например, изображения 96 на фиг. 16, для получения значений интенсивности. Таким образом, пиксель, находящийся в строке х и столбце у на фиг. 15, можно вычитать из пикселя, находящегося в строке х и столбце y изображения 96 на фиг. 16, для создания значения интенсивности в строке x и столбце y; это можно повторять для всех положений пикселей для получения всех значений интенсивности. Значения интенсивности каждой строки можно суммировать для получения результатов 183 и/или 186 (см. фиг. 14 и 18, соответственно), что позволяет процессору 90 определить, что условие свободного потока существует, когда суммированные строки значений интенсивности имеет непрерывный диапазон суммированных строк, превышающий порог. В некоторых вариантах осуществления, значения интенсивности преобразуются в абсолютные значения значений интенсивности, и суммированные строки абсолютных значений интенсивности используются для определения, превышает ли непрерывный диапазон суммированных строк абсолютных значений пороговый диапазон непрерывных значений. Дополнительно или альтернативно, интенсивность можно возводить в квадрат, после чего, процессор 90 может суммировать строки квадрата интенсивности и определять, выходит ли непрерывный диапазон суммированных строк значений квадрата интенсивности за пределы порогового диапазона непрерывных значений, для определения, существует ли условие свободного потока.For example, an image acquired by the image sensor 63 shown in Fig. 8, such as image 95 in Fig. 15, can be subtracted from a background image, such as image 96 in Fig. 16, to obtain intensity values. Thus, a pixel located at row x and column y in Fig. 15 can be subtracted from a pixel located at row x and column y of image 96 in Fig. 16 to create an intensity value at row x and column y; this can be repeated for all pixel positions to obtain all intensity values. The intensity values of each row can be summed to obtain results 183 and/or 186 (see Figs. 14 and 18, respectively), which allows the processor 90 to determine that a free flow condition exists when the summed rows of intensity values have a continuous range of summed rows that exceeds a threshold. In some embodiments, the intensity values are converted into absolute intensity values, and the summed rows of absolute intensity values are used to determine whether the continuous range of the summed rows of absolute values exceeds a threshold range of continuous values. Additionally or alternatively, the intensity can be squared, after which the processor 90 can sum the rows of the squared intensity and determine whether the continuous range of the summed rows of squared intensity values exceeds a threshold range of continuous values to determine whether a free-flow condition exists.
В некоторых вариантах осуществления, заранее определенный диапазон непрерывных значений, превышающих порог (например, минимальный и максимальный диапазоны) суммированных строк значений интенсивности или значений квадрата интенсивности, может использоваться процессором 90 для определения, имеется ли капля жидкости в изображении. Например, каждую строку из строк значений интенсивности (или значений квадрата интенсивности) можно суммировать, и диапазон суммированных значений может превышать пороговое число; если диапазон непрерывных значений находится между минимальным диапазоном и максимальным диапазоном, процессор 90 может определить, что диапазон непрерывных значений, превышающих заранее определенный порог, обусловлен каплей в поле зрения датчика 63 изображения (см. фиг. 8). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, суммированные строки значений интенсивности или значений квадрата интенсивности можно нормализовать, например, нормализовать так, чтобы они имели значение между 0 и 1.In some embodiments, a predetermined range of continuous values exceeding a threshold (e.g., minimum and maximum ranges) of the summed rows of intensity values or intensity square values may be used by the processor 90 to determine whether there is a liquid droplet in the image. For example, each row of the rows of intensity values (or intensity square values) may be summed, and the range of the summed values may exceed a threshold number; if the range of continuous values is between the minimum range and the maximum range, the processor 90 may determine that the range of continuous values exceeding the predetermined threshold is due to a droplet in the field of view of the image sensor 63 (see Fig. 8). In some embodiments of the present invention, the summed rows of intensity values or intensity square values may be normalized, for example, normalized so that they have a value between 0 and 1.
Ниже описана сглаживающая функция, аналогичная кубическому сплайну (т.е. функция типа кубического сплайна), которую можно использовать на суммированных строках, суммированных строках значений интенсивности или суммированных строках квадратов значений интенсивности до осуществления процессором 90 определения, существует ли условие свободного потока. В некоторых конкретных вариантах осуществления, функцию типа кубического сплайна можно использовать для идентификации блоков, описанных ниже, которая может облегчать процессору 90 идентификацию условий свободногоA smoothing function similar to a cubic spline (i.e., a cubic spline-type function) is described below, which can be used on the summed rows, summed rows of intensity values, or summed rows of squared intensity values before the processor 90 determines whether a free-flow condition exists. In some specific embodiments, the cubic spline-type function can be used to identify the blocks described below, which can facilitate the processor 90 in identifying free-flow conditions.
- 31 043431 потока.- 31 043431 threads.
Функция типа кубического сплайна аналогична кубическому сплайну, но она сглаживает массив данных, а не достоверно имитирует данную функцию. На основании данных, выбранных на интервале [0,1] (например, производя суммирование по строке квадрата интенсивности или интенсивности, которая нормализована) процессор 90 (см. фиг. 6 или 8) может находить наилучший подгоночный набор кубических функций на интервалах [х0,х1], [xi,x2], ..., [xN-1,xN], где х0=0 и xN=1, причем полная функция является непрерывной с непрерывными производными и непрерывной кривизной.A cubic spline function is similar to a cubic spline, but it smooths a data set rather than faithfully simulating the function. Given data sampled over the interval [0,1] (e.g., by summing over a row of the squared intensity or the intensity that is normalized), processor 90 (see Fig. 6 or 8) can find the best-fitting set of cubic functions over the intervals [x0 ,x1 ], [xi,x2 ], ..., [xN-1 ,xN ], where x0 = 0 and xN = 1, with the overall function being continuous with continuous derivatives and continuous curvature.
Стандартное определение кубического сплайна представлено в уравнении (1) следующим образом: /(х) = Д.(х)уг.+Д(х)^^ \<х<хм (1) где функции Ai, Bi, Ci, Di заданы системой уравнении (2):The standard definition of a cubic spline is given in equation (1) as follows: f(x) = A.(x)yi .+A(x)^^ \<x<xm (1) where the functions Ai, Bi , Ci , Di are given by the system of equations (2):
Г М = ДУМАМ). d^b-^-b^))G M = TUMAM). d^b-^-b^))
Уравнения (1) и (2) гарантируют непрерывность и непрерывность кривизны. Свободно выбирать можно только значения yi, y0 и yN. Заметьте, что выбор выражается следующим уравнением (3):Equations (1) and (2) guarantee continuity and curvature continuity. Only the values of yi, y0 , and yN can be freely chosen. Note that the choice is expressed by the following equation (3):
т.е. функция является плоской в 0 и 1. Остальные yi должны подчиняться следующей системе уравнений (4):i.e. the function is flat at 0 and 1. The remaining yi must obey the following system of equations (4):
У1~Уо । Уу^о Уг~У1 У1А Ур1У1~Уо । Uy^o Ug~U1 U1A Lv1
Δο+ 3- 4 36Δο+ 3- 4 36
У2~У1 I Ур1 I Ур1 _ Уз~У2 _ Ур2 _ Уз^2_ 6 3— \2 36U2~U1 I Level1 I Level1 _ Uz~U2 _ Level2 _ Uz^2_ 6 3— \2 36
Уз~У2 I У2У I ТзУ _ Уд ~Уз _ УзУ УрзUz~U2 I U2 U I TzU _ Ud ~Uz _ UzU Urz
А2 6 3 “ Δ3 36A2 6 3 “ Δ3 36
Уу-2 Уу-З I Уу-З^у-Э I Уу-2^у-3 _ Улм Уу-г _ УУ-2^У-2 _ y'N-l^N-2Uy-2 Uy-Z I Uy-Z^u-E I Uy-2^y-3 _ Ulm Uy-g _ UU-2^U-2 _ y'N-l^N-2
Ау-Э 6 3 Ду-2 36Au-E 6 3 Du-2 36
Удм ~Ум-2 । Уу-2^у-2 । Уу-0у-2 Уу ~Улм Уу-Олм ^N-26 3 АЛМ3(4) .Udm ~Um-2 । Uy-2^y-2 । Uu-0u-2 Uu ~Ulm Uu-Olm ^N-26 3 A LM3 (4) .
Систему уравнений (4) можно преобразовать в следующую систему уравнений (5):The system of equations (4) can be transformed into the following system of equations (5):
^_2+^_2+
В свою очередь, она преобразуется в матричное уравнение (6):In turn, it is transformed into the matrix equation (6):
- 32 043431- 32 043431
Матричное уравнение (6) можно преобразовать в следующую систему уравнений (7): Fydd=GyThe matrix equation (6) can be transformed into the following system of equations (7): Fydd =Gy
У<ы= FGy = Ну(7)У<ы= FGy = Ну(7)
Выбор значений вектора у с использованием критерия наименьших квадратов на собранных данных показан в следующем уравнении (8):The selection of the values of the vector y using the least squares criterion on the collected data is shown in the following equation (8):
(8) .(8) .
Уравнение (8) выражает минимальное отклонение между данными и сплайном, т.е. уравнение (8) выражает функцию ошибки. Значения у выбираются для минимизации ошибки согласно уравнению (8). Вектор прогнозируемых значений можно выразить следующим уравнением (9):Equation (8) expresses the minimum deviation between the data and the spline, i.e., equation (8) expresses the error function. The values of y are chosen to minimize the error according to equation (8). The vector of predicted values can be expressed by the following equation (9):
Элементы матрицы в скобках уравнения (9) зависят от значения x, соответствующего каждой точке данных (но это постоянная матрица). Таким образом, окончательное уравнение можно определить с использованием псевдообратной матрицы. В свою очередь, псевдообратная матрица зависит только от xположений массива данных и положений, где в кубическом сплайне заданы разрывы. Отсюда следует, что после выбора геометрии сплайна и размер изображения, наилучший выбор для данного набора измеренных значений ym представлен в следующем уравнении (10):The matrix elements in parentheses in equation (9) depend on the x value corresponding to each data point (but this is a constant matrix). Thus, the final equation can be determined using the pseudoinverse matrix. The pseudoinverse matrix, in turn, depends only on the x positions of the data array and the positions where discontinuities are defined in the cubic spline. It follows that after choosing the spline geometry and image size, the best choice for a given set of measured values ym is given by the following equation (10):
В этом случае, кубический сплайн можно выразить через функция суммы квадратов интенсивности изображения согласно следующему уравнению (11):In this case, the cubic spline can be expressed through the image intensity sum-squared function according to the following equation (11):
Поскольку интерес представляют максимальные значения кубического сплайна, для определения максимальных значений кубического сплайна определяется и используется производная кубического сплайна. Производная кубического сплайна задается следующим уравнением (12):Since the maximum values of the cubic spline are of interest, the derivative of the cubic spline is determined and used to determine the maximum values of the cubic spline. The derivative of the cubic spline is given by the following equation (12):
Уравнение (12) можно преобразовать в следующее уравнение (13):Equation (12) can be transformed into the following equation (13):
- 33 043431- 33 043431
Найдя текущие значения у, можно вычислить кубический сплайн, ycs, и его производную, y'cs. Данные кубического сплайна могут включать в себя блоки данных, которые включает в себя значения, превышающие заранее определенный порог. Блок трубы формируется жидкостью, вытекающей из трубки в капельницу 59, и блок резервуара формируется, когда жидкость собирается на гравитационном конце капельницы 59 (см. фиг. 8).Having found the current values of y, a cubic spline, ycs , and its derivative, y'cs , can be calculated. The cubic spline data may include data blocks that include values exceeding a predetermined threshold. The pipe block is formed by fluid flowing from the tube into dripper 59, and the reservoir block is formed when fluid collects at the gravity end of dripper 59 (see Fig. 8).
Нижеследующий алгоритм можно применять к данным кубического сплайна: (1) определить локальные максимумы данных кубического сплайна с использованием информации производных; (2) определить блок, окружающий каждый из локальных максимумов, путем включения всех точек, где значение кубического сплайна выше порогового значения; (3) объединить все пересекающиеся блоки; (4) вычислить информацию о блоке данных, включая центр масс (интенсивности), второй момент массы (интенсивности), нижнее значение х блока, верхнее значение х блока, среднее значение первоначальной суммы данных квадрата интенсивности в блоке, среднеквадратическое отклонение первоначальной суммы данных квадрата интенсивности в блоке и среднюю интенсивность набора фильтрованных по высоким частотам изображений в блоке; и (5) интерпретировать собранные данные для получения информации о том, когда возникают капли, и когда система является потоковой.The following algorithm can be applied to cubic spline data: (1) determine local maxima of the cubic spline data using derivative information; (2) determine a block surrounding each of the local maxima by including all points where the cubic spline value is above a threshold; (3) merge all intersecting blocks; (4) calculate information about the block of data, including the center of mass (of intensity), the second moment of mass (of intensity), the lower x-value of the block, the upper x-value of the block, the mean of the original sum of the squared intensity data in the block, the standard deviation of the original sum of the squared intensity data in the block, and the mean intensity of the set of high-pass filtered images in the block; and (5) interpret the collected data to obtain information about when droplets occur and when the system is flowing.
Средняя интенсивность набора фильтрованных по высоким частотам изображений в блоке используется для определения, является ли блок, созданный каждым непрерывным диапазоном данных сплайна, результатом высокочастотного артефакта (например, капли) или низкочастотного артефакта. Это будет действовать как второй фильтр фона, призванный удалять из изображения такие артефакты, как конденсация. Таким образом, все предыдущие изображения в буфере памяти изображений (например, 30 предыдущих кадров) используются для определения, являются ли данные результатом высокочастотного перемещения между кадрами. Если блок является результатом низкочастотных изменений, блок удаляется, если же он является результатом высокочастотных изменений, блок сохраняется для дополнительного анализа. Можно использовать фильтр с конечной импульсной характеристикой или фильтр с бесконечной импульсной характеристикой.The average intensity of a set of high-pass-filtered images in a block is used to determine whether the block created by each continuous range of spline data is the result of a high-frequency artifact (e.g., a droplet) or a low-frequency artifact. This acts as a second background filter, designed to remove artifacts such as condensation from the image. Thus, all previous images in the image memory buffer (e.g., the 30 previous frames) are used to determine whether the data is the result of high-frequency movement between frames. If the block is the result of low-frequency changes, the block is discarded; if it is the result of high-frequency changes, the block is retained for further analysis. A finite impulse response (FIR) or infinite impulse response (IIR) filter can be used.
Каждый блок изображается на графике по своей физической протяженности с высотой, равной среднему значению данных в блоке. Если среднее значение фильтрованного по высоким частотам изображения в блоке ниже порога, это говорит о том, что он присутствовал на протяжении нескольких изображений и, таким образом, может быть удален.Each block is plotted along its physical extent, with a height equal to the average value of the data in the block. If the average value of the high-pass-filtered image in a block is below the threshold, this indicates that the block was present across multiple images and can therefore be removed.
Процессором 90 может определить, что условия свободного потока (см. фиг. 6 или 8) существуют, с использованием блоков, когда блок трубы проходит вблизи блока резервуара, блок трубы и блок резервуара сливаются друг с другом, и/или суммарный диапазон ширины блоков резервуара и трубы (или всех блоков) больше заранее определенного порога, например, полная протяженность блоков превышает 380 пикселей в ширину. Процессор 90 может обнаружить каплю, когда переход блока трубы от большей ширины к меньшей ширине происходит в результате формирования капли в трубке и когда капля покидает отверстие для трубы (т.е. трубки) капельницы 59. Процессор 90 может обнаружить это на основании отношения текущей ширины блок трубы к ширине блока трубы предыдущего изображения, например изображения, где отношение меньше 0.9, поскольку локальные минимумы процессор 90 также может рассматривать как изображение, сформированное сразу после формирования капли.The processor 90 can determine that free flow conditions (see Fig. 6 or 8) exist using blocks when the pipe block passes near the tank block, the pipe block and the tank block merge with each other, and/or the total range of the widths of the tank and pipe blocks (or all blocks) is greater than a predetermined threshold, for example, the total extent of the blocks exceeds 380 pixels in width. The processor 90 can detect a drop when the transition of the pipe block from a larger width to a smaller width occurs as a result of the formation of a drop in the pipe and when the drop leaves the opening for the pipe (i.e., the tube) of the dripper 59. The processor 90 can detect this based on the ratio of the current width of the pipe block to the width of the pipe block of the previous image, for example, an image where the ratio is less than 0.9, since the processor 90 can also consider local minima as an image formed immediately after the formation of the drop.
Для обнаружения конденсации или других низкочастотных артефактов можно использовать различные алгоритмы фильтрации, например: если блок имеет низкий среднее значение в фильтрованном по высоким частотам изображении, то это может быть конденсация. Этот артефакт можно удалить из рассмотрения. Дополнительно или альтернативно, длинные блоки (например, сверх заранее определенного порога) с низким высокочастотным средним значением, возможно, являются потоками, поскольку изображениям потоков свойственно оставаться неизменными; процессор 90 может определить, что длинные блоки сверх заранее определенного порога соответствует условию образования потока. Дополнительно или альтернативно, алгоритм можно использовать на текущем изображении для обнаружения условий свободного потока.Various filtering algorithms can be used to detect condensation or other low-frequency artifacts. For example, if a block has a low average value in a high-pass-filtered image, it may be condensation. This artifact can be removed from consideration. Additionally or alternatively, long blocks (e.g., above a predetermined threshold) with a low high-frequency average value may be flow, since flow images tend to remain unchanged; processor 90 can determine that long blocks above a predetermined threshold correspond to flow formation. Additionally or alternatively, the algorithm can be used on the current image to detect free-flow conditions.
В некоторых конкретных вариантах осуществления, процессор 90 может использовать данные блока для отсчета капель, что позволяет использовать систему 84 в качестве счетчика капель. Процессор 90 также может использовать изменения ширины в блоке резервуара, поскольку капля возмущает воду, для определения, ударяет ли в резервуар пузырек, сформированный каплей. Например, процессор 90 может определить, что блоки, которые формируются под блоком резервуара, происходят из пузырьков, которые формируются, когда капля ударяет воду. Процессором 90 может отфильтровывать пузырек при определении, указывает ли заранее определенное значение полных диапазонов блоков, что условие свободного потока существует.In some specific embodiments, processor 90 may use block data to count drops, allowing system 84 to be used as a drop counter. Processor 90 may also use width changes in the reservoir block as a drop disturbs the water to determine whether a bubble formed by the drop impacts the reservoir. For example, processor 90 may determine that blocks forming under the reservoir block originate from bubbles formed when a drop impacts the water. Processor 90 may filter out the bubble when determining whether a predetermined value of the total block ranges indicates a free-flow condition exists.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, глубина поля системы 84 может быть небольшой, чтобы система 84 была менее чувствительна к конденсации и каплям на стенках капельницы. В некоторых вариантах осуществления, можно использовать систему ближнего фокуса.In some embodiments of the present invention, the depth of field of the system 84 may be shallow to make the system 84 less sensitive to condensation and droplets on the walls of the dropper. In some embodiments, a near-focus system may be used.
Согласно фиг. 19, в другом варианте осуществления настоящего изобретения, шаблон 189 используется для определения, существует ли условие свободного потока. Шаблон 189 используется процессором 90, показанным на фиг. 8, для определения показателя 190 совпадения рисунка при осуществленииReferring to Fig. 19, in another embodiment of the present invention, template 189 is used to determine whether a free flow condition exists. Template 189 is used by processor 90 shown in Fig. 8 to determine pattern match score 190 when performing
- 34 043431 алгоритма согласования шаблона на изображении, например, изображении 94 на фиг. 13. Например, шаблон 189 можно сравнивать с изображением 94 для определения, насколько точно участок или все изображение 94 совпадает с шаблоном 189. Как упомянуто выше, изображение 94 на фиг. 13 является разностью между изображением фона и изображением, захваченным датчиком 63 изображения, показанным на фиг. 8, каждый пиксель которого преобразуется либо в черный пиксель, если значение разности для этого пикселя ниже порогового значения, либо в белый пиксель, если значение разности для этого пикселя выше порогового значения. Все пиксели изображения 94 будут либо белыми пикселями, либо черными пикселями. Если показатель 190 совпадения рисунка превышает заранее определенный порог, определяется, что условие свободного потока существует. Способ согласования шаблона может использовать алгоритм согласования шаблона, присутствующий в библиотеке Open Source Computer Vision (OpenCV). Например, шаблон 189 можно использовать, вызывая функцию matchTemplate() библиотеки OpenCV с использованием метода CV_TM_CCOEFF или метода CV_TM_CCOEFF_NORMED. Метод CV_TM_CCOEFF использует алгоритм согласования рисунка, выраженный в следующем уравнении (14):- 34 043431 a template matching algorithm on an image, such as image 94 in Fig. 13. For example, template 189 can be compared with image 94 to determine how accurately a portion or the entire image 94 matches template 189. As mentioned above, image 94 in Fig. 13 is the difference between a background image and an image captured by image sensor 63 shown in Fig. 8, each pixel of which is converted either to a black pixel if the difference value for that pixel is below a threshold, or to a white pixel if the difference value for that pixel is above a threshold. All pixels of image 94 will be either white pixels or black pixels. If the pattern match score 190 exceeds a predetermined threshold, it is determined that a free flow condition exists. The template matching method can use a template matching algorithm present in the Open Source Computer Vision (OpenCV) library. For example, template 189 can be used by calling the matchTemplate() function of the OpenCV library using the CV_TM_CCOEFF method or the CV_TM_CCOEFF_NORMED method. The CV_TM_CCOEFF method uses the pattern matching algorithm expressed in the following equation (14):
RiXy) = ^ЁГ(х\у7) · F(x + x\y +y'j) , (14)RiXy) = ^ЁГ(x\y7 ) F(x + x\y +y'j) , (14)
HxW)HxW)
Г(х + хЛ,у + уО = I(х + <у + у0 - l/(w ·h) · 1(х +хя у + у)(15) .G(x + xL ,y + yO = I(x + <y + y0 - l/(w h) · 1(x + xi y + y)(15) .
I обозначает изображение, Т обозначает шаблон, и R обозначает результаты. Суммирование производится по шаблону и/или участку изображения, таким образом, что: x’=0...w-1 и y'=0...h-1.I denotes the image, T denotes the template, and R denotes the results. Summation is performed over the template and/or image region such that: x’=0...w-1 and y'=0...h-1.
Результаты R можно использовать для определения, насколько шаблон Т согласуется в конкретном местоположении в изображении I, в соответствии с алгоритмом. Способ согласования шаблона с помощью CV_TM_CCOEFF_NORMED из OpenCV использует алгоритм согласования рисунка, выраженный в уравнении (15) следующим образом:The results of R can be used to determine how well the template T matches a specific location in the image I, according to the algorithm. The template matching method using CV_TM_CCOEFF_NORMED from OpenCV uses the pattern matching algorithm expressed in equation (15) as follows:
.. Е<'.„'(Т'1х',у'гГ(х + х',у + у')).. E<'.„'(T'1x',y'rG(x + x',y + y'))
R(х,у I = , = yTvar Т'(К'.у')- Σν.„. 1 ·(X + X', у + у 'j-(16ЬR(x,y I = , = yTvar Т'(К'.у')- Σν .„. 1 ·(X + X', y + y 'j-(16b
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, алгоритм согласования шаблона использует быстрое преобразование Фурье (FFT). В некоторых вариантах осуществления, можно использовать любой из методов функции matchTemplate() из OpenCV, например, CV_TM_SQDIFF, CV_TM_SQDIFF_NORMED, CV_TM_CCORR и/или CV_TM_CCORR_NORMED.In another embodiment of the present invention, the template matching algorithm uses a fast Fourier transform (FFT). In some embodiments, any of the methods of the matchTemplate() function from OpenCV can be used, such as CV_TM_SQDIFF, CV_TM_SQDIFF_NORMED, CV_TM_CCORR, and/or CV_TM_CCORR_NORMED.
CV_TM_SQDIFF использует алгоритм согласования рисунка, выраженный в следующем уравнении (17):CV_TM_SQDIFF uses a pattern matching algorithm expressed in the following equation (17):
ли= Vm/. //) - /(.г -./. // - //) )(17)whether = Vm/. //) - /(.g -./. // - //) )(17)
CV_TM_SQDIFF_NORMED использует алгоритм согласования рисунка, выраженный в следующем уравнении (18):CV_TM_SQDIFF_NORMED uses a pattern matching algorithm expressed in the following equation (18):
v, .(Т(././/') /(.г-././/-//))2v, .(T(././/') /(.г-././/-//))2
Л(.г.//) = —, ‘(18) .L(.g.//) = —, '(18) .
CV_TM_CCORR использует алгоритм согласования рисунка, выраженный в следующем уравнении (19):CV_TM_CCORR uses a pattern matching algorithm expressed in the following equation (19):
Щ.г.ц) = У) /(.г - И- ц'п (19)Sh.g.c) = U) /(.g - I- c'p (19)
CV_TM_CCORR_NORMED использует алгоритм согласования рисунка, выраженный в следующем уравнении (20):CV_TM_CCORR_NORMED uses the pattern matching algorithm expressed in the following equation (20):
Е fir -././/-//)) , · = \/Е>- л-Ti f // )2 · Е।- щ Л у - // НE fir -././/-//)) , · = \/E>- l-T if // )2 · E।- sch L u - // N
V -М ' -Л ’ ’ (20)V -M ' -L ’ ’ (20)
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения шаблон изображения в градации серого условия свободного потока сравнивается с изображением, полученным датчиком 63 изображения, показанным на фиг. 8, для определения, существует ли условие свободного потока. В некоторых вариантах осуществления, может использоваться функция согласования шаблона в библиотеке OpenCV.In another embodiment of the present invention, a grayscale image template of a free-flow condition is compared with an image acquired by image sensor 63 shown in Fig. 8 to determine whether a free-flow condition exists. In some embodiments, the template matching function in the OpenCV library may be used.
Теперь обратимся к фиг. 20 и 21; в еще одном дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения, алгоритм для определения, существует ли условие свободного потока, например, выполняемый процессором 90, показанным на фиг. 8, может использовать алгоритм для определения, совпадает ли рисунок шаблона с массивом пикселей, с использованием обнаружения краев с последующим обнаружением линий. Как показано на фиг. 20, изображение 98 формируется из изображения 99 на фиг. 21 с использованием границы, обнаруженной после обнаружения линий. Результирующие линии могут использоваться процессором 90 для определения, что условие свободного потока существует. Как показаноNow referring to Figs. 20 and 21; in yet another embodiment of the present invention, an algorithm for determining whether a free flow condition exists, such as that performed by the processor 90 shown in Fig. 8, may use an algorithm for determining whether a pattern of a template matches an array of pixels using edge detection followed by line detection. As shown in Fig. 20, an image 98 is formed from the image 99 of Fig. 21 using the boundary detected after line detection. The resulting lines may be used by the processor 90 to determine that a free flow condition exists. As shown
- 35 043431 на фиг. 20, признак, который обнаруживается после этой обработки процессором 90, представляет собой линии, наклон которых отличается от ожидаемого наклона в 45° опорного изображения фона. Линии, имеющие угол изображения фона, в некоторых вариантах осуществления можно отфильтровывать из фиг. 20. Линии можно обнаруживать как края с использованием алгоритма Кэнни, присутствующего в библиотеке OpenCV. Алгоритм Хафа, также присутствующий в библиотеке OpenCV, можно использовать для определения наклона линий.- 35 043431 in Fig. 20, the feature that is detected after this processing by the processor 90 is lines whose slope differs from the expected 45° slope of the reference background image. Lines that have the angle of the background image can be filtered out from Fig. 20 in some embodiments. The lines can be detected as edges using the Canny algorithm present in the OpenCV library. The Hough algorithm, also present in the OpenCV library, can be used to determine the slope of the lines.
Один тип преобразования Хафа использует алгоритм, описанный в статье J. Matas, С. Galambos и J. Kittler Progressive Probabilistic Hough Transform, опубликованной в 1998 г. (алгоритм 1). Однако нижеследующее альтернативное преобразование Хафа может использоваться и показано в виде псевдокода в табл. 1 (алгоритм 2). Алгоритм 2 случайным образом выбирает два пикселя и вычисляет преобразование Хафа линии, проходящей через эти две точки. Алгоритм 2 показан в табл. 1.One type of Hough transform uses the algorithm described in the 1998 paper Progressive Probabilistic Hough Transform by J. Matas, C. Galambos, and J. Kittler (Algorithm 1). However, the following alternative Hough transform can be used and is shown in pseudocode in Table 1 (Algorithm 2). Algorithm 2 randomly selects two pixels and computes the Hough transform of a line passing through these two points. Algorithm 2 is shown in Table 1.
Таблица 1Table 1
Псевдокод альтернативного преобразования ХафаPseudocode for the Alternative Hough Transform
1. Если изображение пустое, то выйти.1. If the image is empty, then exit.
2. Случайным образом выбрать два пикселя и обновить накопитель2. Randomly select two pixels and update the drive
а. Необходимые операцииa. Necessary operations
i. Два случайных числаi. Two random numbers
Iii. Один обратный тангенсIII. One inverse tangent
3. Проверить, превышает ли новое положение порог 1, Если нет, перейти к 03. Check if the new position exceeds threshold 1, if not, go to 0
а. Операцииa. Operations
i. Одна логическая операцияi. One logical operation
4. Искать вдоль коридора, заданного пиком в накопителе, и найти самый длинный сегмент пикселей, либо непрерывный, либо демонстрирующий зазор, не превышающий данного порога.4. Search along the corridor defined by the peak in the drive and find the longest segment of pixels that is either continuous or exhibits a gap that does not exceed the given threshold.
5. Удалить пиксели в сегменте из входного изображения.5. Remove pixels in a segment from the input image.
6. Исключить из накопителя все пиксели из линии, которая ранее была включена.6. Remove from the drive all pixels from the line that was previously included.
7. Если линейный сегмент длиннее минимальной длины, добавить его в выходной список7. If the line segment is longer than the minimum length, add it to the output list
8. Перейти к 1.8. Go to 1.
Если линия содержит пропорцию p всех точек, то вероятность увидеть результат в репрезентативной ячейке (r,θ) равна p для алгоритма 1 и p2 для алгоритма 2. В общем случае, в некоторых вариантах осуществления, испытание на пропорцию дает по меньшей мере 5 положительных результатов и 5 отрицательных результатов. Исходя из того, что более вероятно увидеть отрицательные результаты, чем положительные результаты, в некотором варианте осуществления, алгоритмы 1 и 2 продолжают искать линии, пока в конкретной ячейке не окажется по меньшей мере 5 положительных результатов.If a line contains a proportion p of all points, then the probability of seeing a result in a representative cell (r,θ) is p for Algorithm 1 and p2 for Algorithm 2. In general, in some embodiments, the proportion test yields at least 5 positive results and 5 negative results. Based on the fact that it is more likely to see negative results than positive results, in some embodiments, Algorithms 1 and 2 continue searching for lines until a particular cell contains at least 5 positive results.
Вероятность увидеть пятый положительный результат в алгоритме 1 после N>5 испытаний выражается в следующем уравнении (21):The probability of seeing the fifth positive result in algorithm 1 after N>5 trials is expressed in the following equation (21):
A (5 on N) = р(4 in А -1) · р = ^р5 (1 - p)N5 (21) и вероятность в алгоритме 2 выражается в следующем уравнении (22):A (5 on N) = p(4 in A -1) · p = ^p5 (1 - p)N5 (21) and the probability in algorithm 2 is expressed in the following equation (22):
р2 (5 on А) = р (4 in А -1) · р2 = , р1° (1 ~ р2 (22)p2 (5 on A) = p (4 in A -1) p2 = , p1 ° (1 ~ p2 (22)
Табл. 2, показанная ниже, демонстрирует число попыток, предпринятых для получения 50%-ой вероятности увидеть 5 успешных результатов, P1,50 и Р2,50, а также число попыток, предпринятых для получения 90%-ой вероятности увидеть 5 успешных результатов, P1,90 и Р2,90.Table 2 below shows the number of trials required to achieve a 50% chance of seeing 5 successful results, P1,50 andP2 ,50 , and the number of trials required to achieve a 90% chance of seeing 5 successful results, P1,90 andP2 ,90 .
Таблица 2Table 2
Табл. 2 демонстрирует, что увеличение числа попыток между алгоритмом 1 и алгоритмом 2 увидеть 5 положительных результатов составляет приблизительно1/p. Должен быть 1 положительный результат в 1/p попыток, когда пропорция равна p.Table 2 shows that the increase in the number of attempts to see 5 positive results between Algorithm 1 and Algorithm 2 is approximately1 /p . There should be 1 positive result in 1/p attempts when the proportion is p.
- 36 043431- 36 043431
Вычислительно затратной операцией алгоритма 2 является, в некоторых вариантах осуществления, функция арктангенса, которая может требовать около 40 операций ЦП с плавающей запятой. На эквивалентном этапе алгоритма 1 выполняется приблизительно 2N операций с плавающей запятой. Преобразование Хафа изображения размером 640x480 пикселей с полным разрешением имеет N равное 2520, тогда как преобразование Хафа изображения размером 1080x1920 пикселей имеет N равное 7020. Это означает, что алгоритм 2 имеет преимущество в скорости над алгоритмом 1, когда р больше 0,008 для изображения 640x480 и когда p больше 0,003 для изображения 1080x1920.The computationally expensive operation of Algorithm 2 is, in some embodiments, the arctangent function, which can require approximately 40 floating-point CPU operations. The equivalent step of Algorithm 1 performs approximately 2N floating-point operations. The Hough transform of a 640x480-pixel image at full resolution has N equal to 2520, while the Hough transform of a 1080x1920-pixel image has N equal to 7020. This means that Algorithm 2 has a speed advantage over Algorithm 1 when p is greater than 0.008 for a 640x480 image and when p is greater than 0.003 for a 1080x1920 image.
В некоторых вариантах осуществления, предполагается, что каждая ячейка в пространстве преобразования Хафа занимается с равной вероятностью в присутствие шума. Это упрощение ускоряет принятие решения на пороговое ограничение; однако, в некоторых вариантах осуществления, это предположение неверно. Основным результатом упрощения является недооценка вероятности получения значений, превышающих единицу, в преобразовании Хафа с соответствующей вероятностью ложного объявления, что линия существует. Для конкретной комбинации размера изображения и конфигурации ячеек преобразования Хафа, можно заранее вычислить вероятности истины. Это позволяет минимизировать частоту ложной выдачи предупреждающего сигнала без соответствующего увеличения вычислительной нагрузки. Дополнительные ограничения на тип изображений дают возможность еще точнее оценить вероятность увидеть значение в ячейке преобразования Хафа.In some embodiments, it is assumed that each cell in the Hough transform space is occupied with equal probability in the presence of noise. This simplification speeds up thresholding decisions; however, in some embodiments, this assumption is incorrect. The primary effect of this simplification is to underestimate the probability of obtaining values greater than one in the Hough transform, with the corresponding probability of falsely declaring a line's existence. For a specific combination of image size and Hough transform cell configuration, truth probabilities can be calculated in advance. This minimizes the false alarm rate without a corresponding increase in computational load. Additional constraints on image type allow for an even more accurate estimate of the probability of detecting a value in a Hough transform cell.
Существуют дополнительные формы преобразования Хафа, которые параметризуют разные признаки. Например, существует трехэлементная параметризация окружностей, (x,y,r), где x и y указывают центр, и r это радиус. Алгоритм 2 также может работать с использованием этих параметризаций. Для примера окружности, алгоритм 2 случайным образом выбирает три пикселя и вычисляет окружность, проходящую через нее.There are additional forms of the Hough transform that parameterize different features. For example, there is a three-element parameterization of circles, (x,y,r), where x and y indicate the center, and r is the radius. Algorithm 2 can also operate using these parameterizations. For the circle example, Algorithm 2 randomly selects three pixels and calculates the circle passing through them.
Алгоритм 2 имеет аналогичное преимущество в скорости для признаков, содержащих достаточно большую часть всех рассматриваемых пикселей. Он также имеет значительное преимущество в необходимом хранилище, поскольку преобразование Хафа можно сохранять в разреженной матрице, тогда как аналог алгоритма 1 требуют полноразмерной матрицы.Algorithm 2 has a similar speed advantage for features that comprise a sufficiently large fraction of all pixels under consideration. It also has a significant advantage in storage requirements, since the Hough transform can be stored in a sparse matrix, whereas the equivalent algorithm of Algorithm 1 requires a full-size matrix.
Обратимся к фиг. 22-26, которые иллюстрируют различные фоновые рисунки, которые можно использовать для обнаружения условия свободного потока или оценивания размера капли жидкости. Датчик 103 изображения можно использовать с фоновыми рисунками на фиг. 22-26, и он может представлять собой датчик 11 изображения, показанный на фиг. 1, датчик 68 изображения, показанный на фиг. 5, датчик 63 изображения, показанный на фиг. 6, или датчик 63 изображения, показанный на фиг. 8, каждый из которых может быть подключен к соответствующему процессору для обработки изображений от датчика изображения, например, процессору 15, показанному на фиг. 1, или процессору 90, показанному на фиг. 8.Referring to Figs. 22-26, which illustrate various background patterns that can be used to detect a free-flow condition or estimate the size of a liquid droplet. Image sensor 103 can be used with the background patterns in Figs. 22-26, and it can be image sensor 11 shown in Fig. 1, image sensor 68 shown in Fig. 5, image sensor 63 shown in Fig. 6, or image sensor 63 shown in Fig. 8, each of which can be connected to a corresponding processor for processing images from the image sensor, for example, processor 15 shown in Fig. 1 or processor 90 shown in Fig. 8.
На фиг. 22 показана блок-схема системы 100 формирования изображений для использования с капельницей 104 (например, капельницей 4, показанной на фиг. 1), имеющей фоновый рисунок 101 с полосками и источник 102 света, освещающий полоски из положения рядом с датчиком 103 изображения в соответствии, с вариантом осуществления настоящего изобретения. Любые капли или свободные потоки в капельнице 104 искажают изображение, полученное датчиком 103 изображения. Процессор, подключенный к датчику 103 изображения (например, процессор 15, показанный на фиг. 1) может использовать искажения фонового рисунка 101, захваченного датчиком 103 изображения, для оценивания расхода и/или обнаружения условий свободного потока.Fig. 22 shows a block diagram of an imaging system 100 for use with an infusion set 104 (e.g., infusion set 4 shown in Fig. 1) having a background pattern 101 with stripes and a light source 102 illuminating the stripes from a position near an image sensor 103 in accordance with an embodiment of the present invention. Any drops or free flows in the infusion set 104 distort the image captured by the image sensor 103. A processor connected to the image sensor 103 (e.g., processor 15 shown in Fig. 1) can use distortions in the background pattern 101 captured by the image sensor 103 to estimate the flow rate and/or detect free flow conditions.
На фиг. 23 показана блок-схема системы формирования изображений 105 для использования с капельницей 104, имеющей фоновый рисунок 101 с полосками и источник 102 света, освещающий полоски сзади фонового рисунка 101 относительно противоположного конца по направлению к датчику 103 изображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 24 демонстрирует изображение от датчика 103 изображения, показанного на фиг. 23, когда капля искажает фоновый рисунок 101 на фиг. 23, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Заметим, что, как показано на фиг. 24, полоски фонового рисунка 101 искажаются каплей (или будут искажаться свободным потоком) в капельнице 104, будучи захваченными в изображениях датчиком 103 изображения. Это искажение можно использовать для оценивания размера капли, для вычисления расхода через капельницу или для определения, существует ли условие свободного потока в капельнице.Fig. 23 shows a block diagram of an imaging system 105 for use with a dropper 104 having a background pattern 101 with stripes and a light source 102 illuminating the stripes from behind the background pattern 101 relative to the opposite end towards the image sensor 103, in accordance with an embodiment of the present invention. Fig. 24 shows an image from the image sensor 103 shown in Fig. 23 when a droplet distorts the background pattern 101 in Fig. 23, in accordance with an embodiment of the present invention. Note that, as shown in Fig. 24, the stripes of the background pattern 101 are distorted by the droplet (or will be distorted by the free flow) in the dropper 104, being captured in images by the image sensor 103. This distortion can be used to estimate the size of the droplet, to calculate the flow rate through the dropper, or to determine whether a free flow condition exists in the dropper.
Фиг. 25 демонстрирует блок-схему системы формирования изображений для использования с расходомером, имеющим фоновый рисунок с шахматным рисунком и источник света, освещающий полоски сзади фонового рисунка относительно противоположного конца по направлению к датчику изображения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 26 демонстрирует изображение от датчика изображения, показанного на фиг. 25, когда капля искажает фоновый рисунок 107 на фиг 25-26, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения фоновый рисунок, имеющий множество случайных точек и/или окружностей может использоваться раскрытой здесь системой формирования изображений.Fig. 25 shows a block diagram of an imaging system for use with a flow meter having a checkerboard background pattern and a light source illuminating the stripes from behind the background pattern relative to the opposite end toward the image sensor, in accordance with an embodiment of the present invention. Fig. 26 shows an image from the image sensor shown in Fig. 25 when a drop distorts the background pattern 107 in Figs. 25-26, in accordance with an embodiment of the present invention. In another embodiment of the present invention, a background pattern having a plurality of random dots and/or circles can be used by the imaging system disclosed herein.
Согласно фиг. 22-26, фокусирующее действие капли (т.е. искажение фонового рисунка в полеAccording to Fig. 22-26, the focusing action of the drop (i.e., the distortion of the background pattern in the field
- 37 043431 зрения датчика изображения) можно использовать для измерения радиуса капли. Радиус капли соответствует тому, насколько большое и какое влияние капля оказывает на любой свет, проходящий через нее. Измеряя изменение калибровочной сетки (т.е. фонового рисунка), наблюдаемой через каплю, можно вычислить радиус и, следовательно, объем капли. Например, увеличение испытательной сетки известного размера, наблюдаемой через каплю, можно измерять оптически и оценивать радиус из этого измерения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, соотношение между радиусом и каплей можно вычислять и/или можно определять с использованием поисковой таблицы, которая была построена эмпирически.- 37 043431 (image sensor) can be used to measure the droplet radius. The droplet radius corresponds to how large and what influence the droplet has on any light passing through it. By measuring the change in the calibration grid (i.e., the background pattern) viewed through the droplet, the radius and, therefore, the volume of the droplet can be calculated. For example, the magnification of a known-sized test grid viewed through the droplet can be measured optically, and the radius can be estimated from this measurement. In some embodiments of the present invention, the relationship between the radius and the droplet can be calculated and/or determined using an empirically constructed lookup table.
Фиг. 27-28 демонстрируют блок-схему операций, иллюстрирующую способ оценивания объема капли в капельнице в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Таким образом, фиг. 27-28 иллюстрируют способ 214. Способ 214 также будет описан со ссылкой на фиг. 29-37. Фиг. 2931 и 33-36 демонстрируют изображения, используемые или генерируемые расходомером для оценивания объема капли в капельнице в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 32 и 37 иллюстрируют псевдокод, который может использоваться способом 214, показанным на фиг. 27-28.Figs. 27-28 show a flow chart illustrating a method for estimating the volume of a drop in a dripper in accordance with an embodiment of the present invention. Thus, Figs. 27-28 illustrate the method 214. The method 214 will also be described with reference to Figs. 29-37. Figs. 2931 and 33-36 show images used or generated by the flow meter for estimating the volume of a drop in a dripper in accordance with an embodiment of the present invention. Figs. 32 and 37 illustrate pseudocode that can be used by the method 214 shown in Figs. 27-28.
Способ 214, показанный на фиг. 27 и 28, можно реализовать посредством расходомера 7, показанного на фиг. 1, расходомера 67, показанного на фиг. 5, системы 78 формирования изображений, показанной на фиг. 6, системы 84 формирования изображений, показанной на фиг. 8, или другого расходомера раскрытой здесь системы формирования изображений (с фоновым рисунком или без него и/или с активным освещением или без него).The method 214 shown in Figs. 27 and 28 can be implemented by means of the flow meter 7 shown in Fig. 1, the flow meter 67 shown in Fig. 5, the imaging system 78 shown in Fig. 6, the imaging system 84 shown in Fig. 8, or another flow meter of the imaging system disclosed herein (with or without a background pattern and/or with or without active lighting).
Способ 214 включает в себя действия 200-213. Действие 200 определяет базовую линию формирования капли на отверстии капельницы. Действие 201 захватывает первое изображение. Первое изображение может захватываться с использованием однородной подсветки. В некоторых вариантах осуществления, первое изображение может захватываться с использованием описанного здесь фонового рисунка и/или алгоритма экспозиции. Действия 200 и 201 могут осуществляться одновременно. Фиг. 29 демонстрирует изображение с наложенной базовой линией 215. Базовая линия 215 может быть заранее определенной группой пикселей или может генерироваться с использованием фидуциальных меток, расположенных на отверстии капельницы и/или на фоновом рисунке (не показанный на фиг. 29). Первое изображение используется способом 214 для инициализации изображения фона, μi,j, массива значений дисперсии, si,j, и массива целых чисел, Ii,j. Изображение фона может иметь i на j пикселей, тогда как массив значений дисперсии и массив целых чисел могут быть 2-D массивами, которые также имеют размер i на j.The method 214 includes actions 200-213. Action 200 determines a baseline for forming a droplet on the dropper opening. Action 201 captures a first image. The first image may be captured using a uniform illumination. In some embodiments, the first image may be captured using the background pattern and/or exposure algorithm described herein. Actions 200 and 201 may be performed simultaneously. Fig. 29 shows an image with an overlaid baseline 215. The baseline 215 may be a predetermined group of pixels or may be generated using fiducial marks located on the dropper opening and/or on the background pattern (not shown in Fig. 29). The first image is used by the method 214 to initialize the background image, μi ,j, the array of variance values, si,j, and the array of integers, Ii,j. The background image might have i by j pixels, while the variance value array and the integer array might be 2-D arrays that are also i by j in size.
Действие 202 идентифицирует каплю в первом изображении и заранее определенную полосу вблизи границы капли (например, полоса может представлять собой заранее определенное количество пикселей за пределами границы капли). Действие 203 инициализирует изображение фона путем задания для каждого пикселя того же значения, что и в первом изображении (для этого соответствующего положения), когда он не находится в идентифицированной капле или заранее определенной полосе вблизи границы капли. Действие 204 устанавливает пиксели в области капли или в заранее определенной полосе на заранее определенное значение. Фиг. 30 демонстрирует пример изображения фона, созданный после инициализации. В иллюстративном изображении на фиг. 30, область капли и полосы за пределами границы капли, указанная, в общем случае, позицией 216, устанавливается равной заранее определенному значению, например, 140.Action 202 identifies a droplet in the first image and a predetermined band near the droplet boundary (for example, the band may be a predetermined number of pixels outside the droplet boundary). Action 203 initializes the background image by setting each pixel to the same value as in the first image (for this corresponding position) when it is not located in the identified droplet or in the predetermined band near the droplet boundary. Action 204 sets the pixels in the droplet region or in the predetermined band to a predetermined value. Fig. 30 shows an example of a background image created after initialization. In the illustrative image of Fig. 30, the droplet region and the band outside the droplet boundary, generally indicated by numeral 216, are set to a predetermined value, for example, 140.
Например, когда способ создает первое изображение фона, каждый пиксель в изображении фона, которое является частью капли или полосы за пределами границы капли, устанавливается равным принятому по умолчанию пороговому значению, например 140, из диапазона интенсивности 0-255.For example, when the method creates the first background image, each pixel in the background image that is part of a drop or stripe outside the drop boundary is set to a default threshold value, such as 140, from an intensity range of 0-255.
Действие 205 инициализирует целые числа массива целых чисел на нуль. Действие 206 инициализирует значения в массиве значений дисперсии на нуль. Массив целых чисел имеет такой же размер, как изображение. Массив целых чисел указывает, насколько часто каждый пиксель изображения фона обновляется новой информацией и инициализируется всеми нулями. Массив значений дисперсии (например, массив данных типа double) имеет также такой же размер, как изображение фона, и содержит оценку дисперсии интенсивности каждого пикселя в изображении фона.Action 205 initializes the integers in the integer array to zero. Action 206 initializes the values in the variance array to zero. The integer array is the same size as the image. The integer array specifies how often each pixel in the background image is updated with new information and is initialized to all zeros. The variance array (e.g., a double array) is also the same size as the background image and contains an estimate of the intensity variance of each pixel in the background image.
Действие 207 захватывает другое изображение, и действие 208 идентифицирует каплю в другом изображении и другую заранее определенную полосу вблизи границы капли. Действие 209 обновляет изображение фона, массив целых чисел и массив значений дисперсии.Action 207 captures another image, and action 208 identifies the droplet in the other image and another predetermined band near the droplet's boundary. Action 209 updates the background image, the integer array, and the variance value array.
При захвате дополнительных изображений, изображение фона можно обновлять. Например, когда изображение собирается системой, фоновый алгоритм оценивает каждый пиксель. Если пиксель является рассматриваемой частью капли или ее защитной полосы, то его значение в изображении фона не изменяется.When capturing additional images, the background image can be updated. For example, when the system collects an image, the background algorithm evaluates each pixel. If a pixel is the part of the droplet or its guard band being analyzed, its value in the background image remains unchanged.
Если пиксель не рассматривается часть капли или ее защитной полосы: (1) если соответствующее целое число пикселя в массиве целых чисел равно нулю, значение пикселя в изображении фона устанавливается равным значению пикселя во входном изображении; или (2) Если отсчет пикселя больше 0, то значение изображения фона для этого пикселя обновляется с использованием фильтра низких частот. В некоторых вариантах осуществления, можно использовать фильтр любого типа, например фильтр высоких частот, полосовой фильтр и т.д. Один фильтр низких частот, который можно использовать, предIf a pixel is not considered part of a droplet or its guard band: (1) if the corresponding integer pixel in the integer array is zero, the pixel value in the background image is set to the pixel value in the input image; or (2) if the pixel count is greater than 0, then the background image value for that pixel is updated using a low-pass filter. In some embodiments, any type of filter may be used, such as a high-pass filter, a band-pass filter, etc. One low-pass filter that may be used is
- 38 043431 ставлен в следующем уравнении (23):- 38 043431 is put into the following equation (23):
ID -- 10 /d __ уу 1 I sy 10гbackground,i,j ^background,i,j \ background / ^backgroundinput,i,j (23) .ID -- 10 /d __ yy 1 I sy 10g background,i,j ^background,i,j \ background / ^backgroundinput,i,j (23) .
Кроме того, массив значений дисперсии можно обновлять с использованием следующих уравнений (24):In addition, the array of variance values can be updated using the following equations (24):
^temp— (-^background,/,.; ^input,/,j ) ^background,i, j— ^background,i, j (^ /^background ) + /^background^temp ( 2 4 )^temp— (-^background,/,.; ^input,/,j ) ^background,i, j— ^background,i, j (^ /^background ) + /^background^temp ( 2 4 )
Заметим, что фильтр, используемый для обеих операций, является экспоненциальным фильтром; однако в дополнительных вариантах осуществления, можно использовать другие подходящие фильтры, например другие фильтры низких частот. Оценку дисперсия можно осуществлять любым известным способом или с использованием замещать оценку, например, с использованием среднеквадратического отклонения.Note that the filter used for both operations is an exponential filter; however, in additional embodiments, other suitable filters, such as other low-pass filters, can be used. The variance can be estimated using any known method or using a substitute estimate, such as the standard deviation.
Новые оценки интенсивности фона каждого пикселя (среднее значение), количество изображений, используемых для обновления математического ожидания и дисперсии каждого пикселя, и дисперсия каждого пикселя (например, приближение к истинной дисперсии и/или значение, пропорциональное дисперсии) используются для обновления массивов. Таким образом, каждое захваченное дополнительное изображение можно использовать для обновления изображения фона, массива целых чисел и массива значений дисперсии. После обработки нескольких изображений, изображение фона может выглядеть, как на фиг. 31. Заметим, что это изображение по-прежнему имеет область (область, равномерно окрашенную серым в средней градации, указанную, в целом, позицией 217), где пиксели никогда не изменялись от первоначального порогового значения. Эта область была рассматриваемой частью капли или ее защитной полосы в каждом изображении.New estimates of the background intensity of each pixel (the mean value), the number of images used to update the mean and variance of each pixel, and the variance of each pixel (e.g., an approximation to the true variance and/or a value proportional to the variance) are used to update the arrays. Thus, each additional captured image can be used to update the background image, the integer array, and the variance array. After processing several images, the background image may look like Fig. 31. Note that this image still has a region (a region uniformly colored in gray in the middle gradation, generally indicated by position 217) where the pixels never changed from the original threshold value. This region was the considered part of the blob or its guard band in each image.
Действие 210 сравнивает другое изображение (например, текущее или самое последнее изображение) с изображением фона и идентифицирует множество пикселей, представляющих интерес. Действие 211 определяет поднабор пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, который соответствует капле.Action 210 compares another image (e.g., the current or most recent image) with the background image and identifies a set of pixels of interest. Action 211 determines a subset of pixels within the set of pixels of interest that corresponds to a droplet.
Сравнение действия 210 попиксельно сравнивает другое изображение с изображением фона. В результате этого сравнения получается массив такого же размера, как изображение, где каждый пиксель имеет нулевое или ненулевое (255) значение.Action 210 compares another image pixel-by-pixel with the background image. This comparison results in an array the same size as the image, where each pixel has a value of zero or non-zero (255).
Действие 210 можно реализовать посредством псевдокода, показанного на фиг. 32. Таким образом, определение этого порогового значения производится в соответствии со следующим: если входной пиксель располагается слева или справа от базовой линии в изображении, то его выходное значение устанавливается равным нулю (строка 1); если массив фоновых отсчетов входного пикселя указывает, что для создания фонового значения этого пикселя использовалось меньше заранее определенного количества изображений (например, 100), то (строка 2): если интенсивность входного пикселя меньше пороговой интенсивности (например, 140 в диапазоне 0-255), то установить выходное значение пикселя отличным от нуля (255) (строка 2а); если же интенсивность входного пикселя больше равна пороговой интенсивности, то установить выходное значение пикселя равным нулю (строка 2b); и если массив фоновых отсчетов входного пикселя больше заранее определенного количества изображений (строка 3), то: если квадрат разности между интенсивностью входного пикселя и интенсивностью фонового пикселя больше оценки пикселя для фоновой дисперсии, умноженной на константу γ2, то установить выходное значение пикселя отличным от нуля (255) (строка 3а) (то есть, если разность между текущим пиксельным значением и изображением фона больше γ, то пиксель отличается); если же квадрат разности между интенсивностью входного пикселя и интенсивностью фонового пикселя меньше или равен оценке пикселя для фоновой дисперсии, умноженной на константу γ2, то установить выходное значение пикселя равным нулю (см. строку 3b). Строка 3 захватывает участки изображения, которые изменяются в присутствие капли, но интенсивность которых увеличена.Action 210 may be implemented using the pseudocode shown in Fig. 32. Thus, the determination of this threshold value is performed in accordance with the following: if the input pixel is located to the left or right of the baseline in the image, then its output value is set to zero (line 1); if the array of background samples of the input pixel indicates that less than a predetermined number of images (e.g., 100) were used to generate the background value of that pixel, then (line 2): if the intensity of the input pixel is less than a threshold intensity (e.g., 140 in the range 0-255), then set the output value of the pixel to something other than zero (255) (line 2a); if the intensity of the input pixel is greater than the threshold intensity, then set the output value of the pixel to zero (line 2b); and if the array of background samples of the input pixel is greater than a predetermined number of images (line 3), then: if the square of the difference between the input pixel intensity and the background pixel intensity is greater than the pixel's estimate of the background variance multiplied by a constant γ2 , then set the output value of the pixel to be nonzero (255) (line 3a) (i.e., if the difference between the current pixel value and the background image is greater than γ , then the pixel is different); if the square of the difference between the input pixel intensity and the background pixel intensity is less than or equal to the pixel's estimate of the background variance multiplied by a constant γ2 , then set the output value of the pixel to zero (see line 3b). Line 3 captures the regions of the image that are changed in the presence of the droplet, but whose intensity is increased.
Когда действие 210 реализовано в виде алгоритма, алгоритм инициализируется, вход и выход этого алгоритма порогового ограничения будут выглядеть, как изображения на фиг. 33 и 34, соответственно. Поскольку количество изображений, используемых при оценивании изображения фона первоначально мало, единственный применяемый критерий выражен в вышеприведенных строках (1) и (2), поскольку не было использовано достаточно изображений, чтобы для определенных соответствующих пикселей массив целых чисел имел значение за пределами порога. Это может приводить к тому, что многие области низкой интенсивности идентифицируются как отдельные, включая плохо освещенные края и конденсацию на стенках капельницы.When action 210 is implemented as an algorithm, the algorithm is initialized, and the input and output of this thresholding algorithm will look like the images in Figs. 33 and 34, respectively. Since the number of images used in evaluating the background image is initially small, the only criterion applied is expressed in lines (1) and (2) above, since not enough images were used for the integer array to have a value beyond the threshold for certain corresponding pixels. This can lead to many low-intensity regions being identified as distinct, including poorly illuminated edges and condensation on the droplet walls.
После сбора достаточного количества изображений таким образом, что используется большинство пикселей (или они все) изображения фона генерируется с достаточным количеством пикселей, строки (3), (3a) и (3b) на фиг. 32. После порогового ограничения, фон, по большей части, является черным, где изредка встречаются зашумленные пиксели, превышающие порог дисперсии, как показано на фиг. 35 и 36 (что демонстрирует изображение, захваченное камерой, и результаты вышеописанного алгоритмаAfter collecting enough images such that most (or all) of the pixels are used, a background image is generated with enough pixels, rows (3), (3a), and (3b) in Fig. 32. After thresholding, the background is mostly black, with occasional noisy pixels that exceed the variance threshold, as shown in Figs. 35 and 36 (which demonstrates the image captured by the camera and the results of the above algorithm
- 39 043431 сравнения, соответственно).- 39 043431 comparisons, respectively).
Как упомянуто выше, после действия 210, действие 211 определяет какой из поднабора пикселей во множестве пикселей, представляющих интерес, соответствует капле. Действие 211 можно реализовать посредством псевдокода, показанного на фиг. 37. Таким образом, пороговое изображение передается на алгоритм, который находит соединенный компонент, представляющий каплю, что проиллюстрировано псевдокодом, представленным на фиг. 37.As mentioned above, after action 210, action 211 determines which of the subset of pixels in the set of pixels of interest corresponds to a droplet. Action 211 can be implemented using the pseudocode shown in Fig. 37. Thus, the thresholded image is passed to an algorithm that finds a connected component representing a droplet, as illustrated by the pseudocode shown in Fig. 37.
Двоичное изображение после обработки согласно псевдокоду, представленному на фиг. 32, оценивается для нахождения двоичного компонента, который занимает пространство, заданное каплей. Алгоритму передается положение пикселя на базовой линии, который является белым (или ему передается центральный пиксель самого длинного участка последовательных белых пикселей на линии).The binary image, after processing according to the pseudocode shown in Fig. 32, is evaluated to find the binary component that occupies the space defined by the droplet. The algorithm is fed the position of the pixel on the baseline that is white (or the central pixel of the longest stretch of consecutive white pixels on the line).
Получив первоначальный белый пиксель, алгоритм осуществляет алгоритм, проиллюстрированный псевдокодом, показанным на фиг. 37. Псевдокод определяет положения, которые включают в себя белые пиксели, имеющие путь к базовой линии (т.е. путь белого пикселя). Строка 1 помещает положение первого пикселя в стек. Линия 2 осуществляет цикл с условием продолжения до опустошения стека. Цикл с условием продолжения включает в себя строки (2а)-(2d). Строка 2а изымает следующее положение (i,j) из стека. Строка 2b присваивает выходному пикселю в положении (i,j) значение белый. Строка 2с проверяет восемь пикселей рядом с (i,j). Строка (2ci) является условным оператором, и если соседний входной пиксель (ι,φ) является белым, но выходной пиксель (ι,φ) является черным, строка 2с добавляет положение (ι,φ) в стек. Строка 2d осуществляет возврат к строке 2 для продолжения цикл с условием продолжения (если стек остается пустым).Given an initial white pixel, the algorithm executes the algorithm illustrated by the pseudocode shown in Fig. 37. The pseudocode determines the locations that include white pixels that have a path to the baseline (i.e., the path of a white pixel). Line 1 pushes the location of the first pixel onto the stack. Line 2 executes a while loop until the stack is empty. The while loop includes lines (2a)–(2d). Line 2a pops the next location (i,j) from the stack. Line 2b sets the output pixel at location (i,j) to white. Line 2c checks the eight pixels adjacent to (i,j). Line (2ci) is an if-statement, and if the adjacent input pixel (i,φ) is white but the output pixel (i,φ) is black, line 2c adds location (i,φ) to the stack. Line 2d returns to line 2 to continue the loop with the continue condition (if the stack remains empty).
Этот алгоритм присваивает значение белый всем положениям выходного пикселя, которые могут быть соединены с положением входного пикселя непрерывным путем из белых входных пикселей. Левая граница капли отыскивается пошаговым продвижением через каждую строку пикселей от левой границы, пока алгоритм не дойдет до белого пикселя. Правая граница отыскивается пошаговым продвижением от правой границы изображения, пока не встретиться белый пиксель. Первая строка, где имеется возможность пошагово продвигаться от левой границы к правой границе, не встречая белого пикселя, счи тается концом капли.This algorithm assigns the value white to all output pixel positions that can be connected to an input pixel position by a continuous path of white input pixels. The left boundary of the blob is found by stepping through each row of pixels from the left boundary until the algorithm reaches a white pixel. The right boundary is found by stepping from the right boundary of the image until a white pixel is encountered. The first row where it is possible to step from the left boundary to the right boundary without encountering a white pixel is considered the end of the blob.
Псевдокод, показанный на фиг. 37, является однопроходной версией алгоритма маркировки соединенного компонента. Однако для определения, какие пиксели соответствуют капле, можно использовать другие алгоритмы маркировки соединенного компонента или другие подходящие алгоритмы.The pseudocode shown in Fig. 37 is a single-pass version of the connected component labeling algorithm. However, other connected component labeling algorithms or other suitable algorithms can be used to determine which pixels correspond to a droplet.
Действие 212 на фиг. 28 осуществляет операцию вращения на поднаборе пикселей. Действие 213 оценивает объем капли в капельнице путем отсчета количества пикселей в повернутом поднаборе пикселей. Подсчитывается суммарное количество пикселей в 3-D версии капли; и поскольку каждый пиксель соответствует расстоянию, количество пикселей можно использовать для оценивания объема капли.Action 212 in Fig. 28 performs a rotation operation on a subset of pixels. Action 213 estimates the volume of the droplet in the dropper by counting the number of pixels in the rotated subset of pixels. The total number of pixels in the 3-D version of the droplet is counted; and since each pixel corresponds to a distance, the number of pixels can be used to estimate the volume of the droplet.
Оптика системы формирования изображенийImaging system optics
Фиг. 38-42 иллюстрируют нижеследующее описание оптики раскрытой здесь системы формирования изображений. Например, раскрытый здесь датчик изображения может представлять собой куб датчика изображения производства OmniVision, расположенной по адресу 4275 Burton Drive, Santa Clara, California 95054; и, например, куб датчика изображения может быть изготовлен в качестве телефонного датчика изображения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, раскрытый здесь датчик изображения может использовать фиксированное фокусное расстояние и иметь глубину поля (DOF) от 15 сантиметров до бесконечности.Figs. 38-42 illustrate the following description of the optics of the imaging system disclosed herein. For example, the image sensor disclosed herein may be an image sensor cube manufactured by OmniVision, located at 4275 Burton Drive, Santa Clara, California 95054; and, for example, the image sensor cube may be manufactured as a telephone image sensor. In some embodiments of the present invention, the image sensor disclosed herein may use a fixed focal length and have a depth of field (DOF) from 15 centimeters to infinity.
Датчик изображения может иметь круг нерезкости точки, изображаемой в диапазоне датчика изображения, полностью содержащийся в области одного пикселя. Фокусное расстояние линзы датчика изображения может составлять 1.15 миллиметра, F# может быть равно 3.0, и апертура линзы датчика изображения может составлять 0.3833 миллиметра. Приближение первого порядка оптической системы одного или более из датчиков изображения можно получить с использованием матричных уравнений, где каждый луч, r, представлен вектором, описанным в следующем уравнении (25):An image sensor may have a circle of confusion for a point imaged within the image sensor's range that is entirely contained within a single pixel. The focal length of the image sensor lens may be 1.15 millimeters, the F# may be 3.0, and the aperture of the image sensor lens may be 0.3833 millimeters. A first-order approximation of the optical system of one or more of the image sensors may be obtained using matrix equations, where each ray, r, is represented by a vector described by the following equation (25):
(25)(25)
В вышеприведенном уравнении (25) h это высота луча на входе в датчик изображения, и 0 - угол луча. Согласно фиг. 38, при формировании изображения гипотетической точки на расстоянии dim от линзы одного из датчиков изображения (которая имеет фокусное расстояние f), и линза находится на расстоянии dfp от фокальной плоскости, соответствующая матрица, Mcam, описывающая датчик изображения представлена следующим уравнением (26):In the above equation (25), h is the height of the beam at the input to the image sensor, and 0 is the beam angle. Referring to Fig. 38, when forming an image of a hypothetical point at a distance dim from the lens of one of the image sensors (which has a focal length f), and the lens is at a distance dfp from the focal plane, the corresponding matrix, Mcam , describing the image sensor is represented by the following equation (26):
м cam dгfp 1m cam dg fp 1
0’0'
Для нахождения места на фокальной плоскости, куда попадает луч, можно использовать матричное умножение, описанное в следующем уравнении (27):To find the location on the focal plane where the beam hits, we can use matrix multiplication, as described in the following equation (27):
Ф- 40 043431F- 40 043431
Согласно фиг. 38, диаметр круга нерезкости, Dblur, показан приблизительно равным расстоянию между двумя точками, представленными на фиг. 38. Это расстояние отыскивается трассировкой лучей от точки dim от линзы на оптической оси к краям линзы и затем к фокальной плоскости. Эти лучи задаются векторами, показанными в (28) следующим образом:According to Fig. 38, the diameter of the circle of confusion, Dblur , is shown to be approximately equal to the distance between the two points shown in Fig. 38. This distance is found by tracing rays from the point dim from the lens on the optical axis to the edges of the lens and then to the focal plane. These rays are given by the vectors shown in (28) as follows:
Как показано на фиг. 39, круг нерезкости, Dblur, вычислен и показан для различных расстояний от линзы до фокальной плоскости и расстояний от линзы до изображения. На фиг. 39 также показана контурная карта 77. По оси x отложено расстояние в микронах между фокальной плоскостью и точкой, расположенной на фокусном расстоянии от линзы датчика изображения. По оси у отложено расстояние в метрах между линзой и изображаемой точкой. Значения, создающие контурную карту 77 представляют собой размер нерезкости, деленный на размер пикселя; таким образом, для формирования изображения достаточно что-то около 1 или менее. Как показано на фиг. 39, фокальная плоскость располагается на фокусном расстоянии и еще 5 микрон от линзы.As shown in Fig. 39, the circle of confusion, Dblur , is calculated and shown for various lens-to-focal-plane distances and lens-to-image distances. Fig. 39 also shows a contour map 77. The x-axis is the distance in microns between the focal plane and a point located at the focal length from the image sensor lens. The y-axis is the distance in meters between the lens and the image point. The values that create the contour map 77 are the amount of confusion divided by the pixel size; thus, something around 1 or less is sufficient to form an image. As shown in Fig. 39, the focal plane is located at the focal length and an additional 5 microns from the lens.
Датчик изображения может использовать вторую линзу. Например, датчик изображения может использовать вторую линзу для создания относительно большей глубины поля и относительно большего поля зрения. Глубину поля с использованием двух линз можно вычислить с использованием того же анализа, как и раньше, но оптическую матрицу необходимо видоизменить для учета второй линзы и дополнительных расстояний, что выражается в следующем уравнении (29):An image sensor can use a second lens. For example, an image sensor can use a second lens to create a relatively greater depth of field and a relatively larger field of view. The depth of field using two lenses can be calculated using the same analysis as before, but the optical matrix must be modified to account for the second lens and the additional distances, as expressed in the following equation (29):
Фиг. 40 и 41 иллюстрируют изменения поля в зависимости от расстояния между линзой и датчиком изображения и соответствующего изменения фокуса датчика изображения. Фиг. 40 и 41 демонстрируют круг нерезкости, деленный на размер пикселя. Фиг. 40 демонстрирует круг нерезкости, деленный на размер пикселя, когда используется линза с фокусным расстоянием 20 миллиметров. Фиг. 41 демонстрирует круг нерезкости, деленный на размер пикселя, когда используется линза с фокусным расстоянием 40 миллиметров. Соответствующие поля зрения относительно оптической оси для углов двух конфигураций, показанных на фиг. 40 и 41, представлены в таблице на фиг. 42.Figs. 40 and 41 illustrate changes in the field depending on the distance between the lens and the image sensor and the corresponding change in the focus of the image sensor. Figs. 40 and 41 show the circle of confusion divided by the pixel size. Fig. 40 shows the circle of confusion divided by the pixel size when a lens with a focal length of 20 millimeters is used. Fig. 41 shows the circle of confusion divided by the pixel size when a lens with a focal length of 40 millimeters is used. The corresponding fields of view relative to the optical axis for the angles of the two configurations shown in Figs. 40 and 41 are presented in the table in Fig. 42.
Как показано на фиг. 42, в некоторых вариантах осуществления, датчик изображения может использовать линзу с фокусным расстоянием от 40 мм до 60 мм; эта конфигурация может включать в себя размещение датчика изображения на расстоянии около 2 дюймов от фокуса. В других вариантах осуществления настоящего изобретения, можно использовать другие конфигурации, в том числе, не показанные на фиг. 42.As shown in Fig. 42, in some embodiments, the image sensor may use a lens with a focal length of 40 mm to 60 mm; this configuration may include placing the image sensor at a distance of about 2 inches from the focal point. In other embodiments of the present invention, other configurations may be used, including those not shown in Fig. 42.
Например, нижеследующий анализ демонстрирует, как можно устанавливать глубину поля для датчика изображения: с использованием линзы с фокусным расстоянием f, расстояния z от фокальной плоскости и расстояния d от точки в пространстве; матрица системы выражается в следующем уравнении (30):For example, the following analysis demonstrates how the depth of field can be set for an image sensor: using a lens with focal length f, a distance z from the focal plane, and a distance d from a point in space; the system matrix is expressed in the following equation (30):
Уравнение (30) упрощается до следующего уравнения (31):Equation (30) is simplified to the following equation (31):
Уравнение (31) упрощается до следующего уравнения (32):Equation (31) is simplified to the following equation (32):
нулю.zero.
Для точек на оси, все высоты будут равны разные лучи, задается следующим уравнением (33):For points on the axis, all heights will be equal to different rays, given by the following equation (33):
I 7 dz\„ d + z--\θI 7 dz\„ d + z--\θ
Точка на фокальной плоскости, куда попадают (33)The point on the focal plane where the (33) hits
Как показано выше в (33), θ обозначает угол луча. Точка в идеальном фокусе задается формулой тонкой линзы, выраженной следующим уравнением (34):As shown above in (33), θ denotes the beam angle. The point at perfect focus is given by the thin lens formula expressed by the following equation (34):
- 41 043431- 41 043431
1-1 1(34)1-1 1(34)
Уравнение (34) можно преобразовать для получения следующего уравнения (35):Equation (34) can be rearranged to obtain the following equation (35):
Х_1 z-f (35) / *X_1 zf (35 ) / *
Подставляя d из уравнения (35) в уравнение (33) для указания точки попадания дает следующее уравнение (36):Substituting d from equation (35) into equation (33) to indicate the point of impact yields the following equation (36):
f-+z :~fZ fz + fz^fz-fz2 ff-+z :~fZ fz + fz^fz-fz2 f
(36)(36)
Все лучи, выходящие из этой точки, пересекают фокальную плоскость на оптической оси. Как показано в уравнении (37), ситуация, когда датчик изображения смещен на расстояние δ от фокуса, описана следующим образом:All rays emanating from this point intersect the focal plane on the optical axis. As shown in equation (37), the situation when the image sensor is offset by a distance δ from the focus is described as follows:
ЛЛ Цг „ А + fzS-f2S+ fz2-fz-fi2-δζ2 + }δζ z~f f . .2 2 г β-f -z +fz δθ = (*-/)2LL Cg „ A + fzS-f2 S+ fz2 -fz-fi2 -δζ2 + }δζ z~ff ..2 2 g β-f -z +fz δθ = (*-/)2
-f) δθ = 1—^δθ (37)-f) δθ = 1—^δθ (37)
Уравнение (37) демонстрирует, что, правильно размещая линзу датчика изображения относительно фокальной плоскости, можно изменять глубина поля. Дополнительно, размер пятна зависит от величины угла θ. Этот угол линейно зависит от апертуры зрительной системы, созданной датчиком изображения.Equation (37) demonstrates that by correctly positioning the image sensor lens relative to the focal plane, the depth of field can be varied. Additionally, the spot size depends on the angle θ. This angle is linearly dependent on the aperture of the visual system created by the image sensor.
Дополнительно или альтернативно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, датчик изображения можно реализовать путем регулировки различных параметров, включающих в себя: расстояние до фокуса, поскольку оно влияет на компактность, выравнивание и чувствительность зрительной системы к условиям окружающей среды; поле зрения системы; и расстояние между линзой и фокальной плоскостью, поскольку оно влияет на допуски на выравнивание системы и чувствительность системы к условиям окружающей среды.Additionally or alternatively, in accordance with some embodiments of the present invention, the image sensor can be implemented by adjusting various parameters, including: the distance to focus, since it affects the compactness, alignment and sensitivity of the visual system to environmental conditions; the field of view of the system; and the distance between the lens and the focal plane, since it affects the alignment tolerances of the system and the sensitivity of the system to environmental conditions.
Варианты осуществления расходомера с соединенными к ним клапанами или без нихFlow meter implementation options with or without valves connected to them
Фиг. 43 и 44 демонстрируют расходомер 58, присоединенный к капельнице 59. Как описано ниже, расходомер 58 может, в необязательном порядке, включать в себя компонент 12 детектора свободного потока (см. фиг. 1) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Дополнительно, альтернативно или в необязательном порядке, расходомер 58 может включать в себя компонент 13 оценивания расхода (см. фиг. 1) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Фиг. 43 демонстрирует расходомер 58 с откидной дверцей 62, и фиг. 44 демонстрирует расходомер 58 с открытой дверцей 62. Расходомер 58 может представлять собой расходомер 7, показанный на фиг. 1, с клапаном 6 или без клапана. Расходомер 58 включает в себя кнопку 60 запуска и кнопку 61 останова. Дополнительно или в необязательном порядке, расходомер 58 может включать в себя дублирующий клапан для остановки потока текучей среды через него или может сигнализировать другому клапану для остановки потока текучей среды в ответ на условия ошибки.Fig. 43 and 44 show a flow meter 58 connected to a dripper 59. As described below, the flow meter 58 may optionally include a free flow detector component 12 (see Fig. 1) in accordance with an embodiment of the present invention. Additionally, alternatively, or optionally, the flow meter 58 may include a flow estimator component 13 (see Fig. 1) in accordance with some embodiments of the present invention. Fig. 43 shows the flow meter 58 with a hinged door 62, and Fig. 44 shows the flow meter 58 with an open door 62. The flow meter 58 may be the flow meter 7 shown in Fig. 1, with or without a valve 6. The flow meter 58 includes a start button 60 and a stop button 61. Additionally or optionally, flow meter 58 may include a backup valve to stop the flow of fluid therethrough or may signal another valve to stop the flow of fluid in response to error conditions.
Расходомер 58, в необязательном порядке, включает в себя датчики 63 и 64 изображения, которые могут оценивать расход текучей среды и/или обнаруживать условия свободного потока. Хотя расходомер 58 включает в себя два датчика изображения (например, 63 и 64), в некоторых вариантах осуществления можно использовать только один из датчиков 63 и 64 изображения. Датчики 63 и 64 изображения могут формировать изображение капли, образующейся в капельнице 59, и оценивать ее размер. Размер капли можно использовать для оценивания расхода текучей среды через капельницу 59. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, датчики 63 и 64 изображения используют алгоритм обнаружения краев для оценивания контура размера капли, сформированный в капельнице 59; встроенный процессор (см. процессор 15, показанный на фиг. 1, процессор 75, показанный на фиг. 5, или процессор 90, показанный на фиг. 6 или 8) может исходить из того, что контур является однородным для каждого угла капли и может оценивать размер капли на основании контура. В иллюстративном варианте осуществления, показанном на фиг. 43 и 44, два датчика 63 и 64 изображения может усреднять вместе два контура для оценивания размера капли. Например, алгоритм может усреднять контуры, измеренные двумя датчиками 63 и 64 изображения для определения размера капли. Датчики 63 и 64 изображенияThe flow meter 58 optionally includes image sensors 63 and 64 that can estimate the flow rate of the fluid and/or detect free flow conditions. Although the flow meter 58 includes two image sensors (e.g., 63 and 64), in some embodiments, only one of the image sensors 63 and 64 can be used. The image sensors 63 and 64 can form an image of a droplet formed in the dripper 59 and estimate its size. The droplet size can be used to estimate the flow rate of the fluid through the dripper 59. For example, in some embodiments of the present invention, the image sensors 63 and 64 use an edge detection algorithm to estimate the droplet size contour formed in the dripper 59; The embedded processor (see processor 15 shown in Fig. 1, processor 75 shown in Fig. 5, or processor 90 shown in Fig. 6 or 8) may assume that the contour is uniform for each corner of the droplet and may estimate the droplet size based on the contour. In the exemplary embodiment shown in Fig. 43 and 44, two image sensors 63 and 64 may average the two contours together to estimate the droplet size. For example, the algorithm may average the contours measured by the two image sensors 63 and 64 to determine the droplet size. Image sensors 63 and 64
- 42 043431 могут использовать эталонный фоновый рисунок для облегчения описанного здесь распознавания размера капли.- 42 043431 may use a reference background image to facilitate the droplet size recognition described herein.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, датчики 63 и 64 изображения формируют изображение текучей среды для определения, существует ли условие свободного потока. Датчики 63 и 64 изображения могут использовать фоновый рисунок для определения, свободно ли течет текучая среда (т.е. капли не формируются и текучая среда течет через капельницу 59). Как упомянуто выше, хотя расходомер 58 включает в себя два датчика изображения (например, 63 и 64), в некоторых вариантах осуществления можно использовать только один из датчиков 63 и 64 изображения для определения, существует ли условие свободного потока и/или для оценивания расхода текучей среды через капельницу.In another embodiment of the present invention, image sensors 63 and 64 form an image of the fluid to determine whether a free-flow condition exists. Image sensors 63 and 64 can use a background pattern to determine whether the fluid is free-flowing (i.e., droplets are not formed and the fluid is flowing through the dripper 59). As mentioned above, although flow meter 58 includes two image sensors (e.g., 63 and 64), in some embodiments, only one of image sensors 63 and 64 can be used to determine whether a free-flow condition exists and/or to estimate the flow rate of the fluid through the dripper.
Дополнительно или альтернативно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, другой датчик 65 изображения контролирует трубку 66 для текучей среды для обнаружения присутствия в трубке для текучей среды одного или более пузырьков. В альтернативных вариантах осуществления, вместо датчика 65 изображения можно использовать другие детекторы пузырьков. В других дополнительных вариантах осуществления, в расходомере 58 не используется обнаружение пузырьков.Additionally or alternatively, in some embodiments of the present invention, another image sensor 65 monitors the fluid conduit 66 to detect the presence of one or more bubbles in the fluid conduit. In alternative embodiments, other bubble detectors can be used instead of the image sensor 65. In other additional embodiments, the flow meter 58 does not utilize bubble detection.
В чертежах, фиг. 45 демонстрирует расходомер 218, присоединенный к капельнице 219, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Капельница 219 прикреплена к расходомеру 218 через соединительные приспособления 410. Подсветка 220 излучает свет через капельницу к датчику 221 изображения (показанному схематично).In the drawings, Fig. 45 shows a flow meter 218 connected to a dripper 219, in accordance with an embodiment of the present invention. The dripper 219 is attached to the flow meter 218 via connecting devices 410. An illumination 220 emits light through the dripper to an image sensor 221 (shown schematically).
Расходомер 218 может электронно передавать расход на клиент 8 контроля (см. фиг. 1). Дополнительно или альтернативно, в некоторых необязательных вариантах осуществления, расходомер 218 может включать в себя дисплей, который отображает расход (например, сенсорный экран, светодиодное табло и пр.). Расходомер 218 может быть присоединен к штативу 223 через зажимы 222.Flow meter 218 may electronically transmit flow rate to control client 8 (see Fig. 1). Additionally or alternatively, in some optional embodiments, flow meter 218 may include a display that displays flow rate (e.g., a touch screen, LED display, etc.). Flow meter 218 may be attached to stand 223 via clamps 222.
В некоторых вариантах осуществления, расходомер 218 может быть присоединен к приводу, который подключен к клапану (не показанному на фиг. 45) для формирования системы замкнутого цикла (например, управляющего компонента 14, показанного на фиг. 1, например, PID, двухпозиционной, нейронно-сетевой или нечетко-логической системы управления) для регулировки расхода текучей среды через капельницу 219.In some embodiments, the flow meter 218 may be connected to an actuator that is connected to a valve (not shown in Fig. 45) to form a closed-loop system (e.g., the control component 14 shown in Fig. 1, such as a PID, on-off, neural network, or fuzzy logic control system) to regulate the flow rate of fluid through the dripper 219.
Расходомер 218 может использовать любой описанный здесь потоковый алгоритм и может включать в себя любую описанную здесь систему формирования изображений. Дополнительно или альтернативно, расходомер 218 может включать в себя компонент детектора свободного потока (например, компонент 12 детектора свободного потока, показанный на фиг. 1).Flowmeter 218 may utilize any flow algorithm described herein and may include any imaging system described herein. Additionally or alternatively, flowmeter 218 may include a free-flow detector component (e.g., free-flow detector component 12 shown in Fig. 1).
Фиг. 46 демонстрирует расходомер 224 и зажимной клапан 225, присоединенный к корпусу 226 расходомера 224 для управления расходом текучей среды к пациенту, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Расходомер 224 включает в себя датчик 227 изображения и подсветку 228.Fig. 46 shows a flow meter 224 and a pinch valve 225 connected to a body 226 of the flow meter 224 for controlling the flow of fluid to a patient, in accordance with an embodiment of the present invention. The flow meter 224 includes an image sensor 227 and a backlight 228.
Датчик 227 изображения формирует изображение капельницы 229 и может принимать освещение от подсветки 228. Расходомер 224 включает в себя опорную деталь 230, присоединенную к соединительному приспособлению 231, которое присоединяет капельницу 229 к расходомеру 224.The image sensor 227 forms an image of the dropper 229 and can receive illumination from the backlight 228. The flow meter 224 includes a support part 230 connected to a connecting device 231 that connects the dropper 229 to the flow meter 224.
Расходомер 224 может реализовывать любой описанный здесь оцениватель расхода (например, компонент 13 оценивания расхода, показанный на фиг. 1) и/или раскрытый здесь детектор свободного потока (например, компонент 12 детектора свободного потока, показанный на фиг. 1). Расходомер 224 может использовать зажимной клапан 225 в режиме замкнутого цикла для управления расходом текучей среды к пациенту (например, с использованием управляющего компонента 14, показанного на фиг. 1).The flow meter 224 may implement any flow estimator described herein (for example, the flow estimator component 13 shown in Fig. 1) and/or the free-flow detector disclosed herein (for example, the free-flow detector component 12 shown in Fig. 1). The flow meter 224 may use the pinch valve 225 in a closed-loop mode to control the flow of fluid to the patient (for example, using the control component 14 shown in Fig. 1).
Зажимной клапан 225, как более наглядно показано на фиг. 47, присоединен к валу 233, который присоединен к приводу 234. Приводом 234 может быть соленоид или любой привод, который может перемещать зажимной клапан 225 к трубке 335.The pinch valve 225, as shown more clearly in Fig. 47, is connected to the shaft 233, which is connected to the actuator 234. The actuator 234 may be a solenoid or any actuator that can move the pinch valve 225 toward the tube 335.
Фиг. 48 демонстрирует расходомер 336 и зажимной клапан 225 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Расходомер включает в себя два датчика 337 и 338 изображения. Расходомер 336 может использовать зажимной клапан 225 в конфигурации обратной связи с замкнутым циклом. Расходомер 336 может реализовывать описанный здесь алгоритм оценивания объема с использованием обоих датчиков 337 и 338 изображения для оценивания расхода текучей среды через капельницу 229. Например, расходомер 336 может усреднять два объема вместе для использования в цикле обратной связи.Fig. 48 shows a flow meter 336 and a pinch valve 225 in accordance with an embodiment of the present invention. The flow meter includes two image sensors 337 and 338. The flow meter 336 can use the pinch valve 225 in a closed-loop feedback configuration. The flow meter 336 can implement the volume estimation algorithm described herein using both image sensors 337 and 338 to estimate the fluid flow rate through the dripper 229. For example, the flow meter 336 can average the two volumes together for use in the feedback loop.
Фиг. 49 демонстрирует расходомер 339 и клапан 340, присоединенный к приводу 341 для управления расходом текучей среды, поступающей в тело пациента, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Расходомер 339, показанный на фиг. 49 аналогичен расходомеру 224, показанному на фиг. 46; однако расходомер 339, показанный на фиг. 49, включает в себя клапан 340, имеющий искривленные, удлиненные опорные детали 342 и 343 (см. фиг. 50А-50В).Fig. 49 shows a flow meter 339 and a valve 340 connected to an actuator 341 for controlling the flow rate of a fluid supplied to a patient's body, in accordance with an embodiment of the present invention. The flow meter 339 shown in Fig. 49 is similar to the flow meter 224 shown in Fig. 46; however, the flow meter 339 shown in Fig. 49 includes a valve 340 having curved, elongated support members 342 and 343 (see Figs. 50A-50B).
Расходомер 339 включает в себя датчик 227 изображения и подсветку 228. Датчик 227 изображения формирует изображение капельницы 229 и может принимать освещение от подсветки 228. Расходомер 339 включает в себя опорную деталь 230, присоединенную к соединительному приспособлению 231, которое присоединяет капельницу 229 к расходомеру 339.The flow meter 339 includes an image sensor 227 and a backlight 228. The image sensor 227 forms an image of the dropper 229 and can receive illumination from the backlight 228. The flow meter 339 includes a support part 230 connected to a connecting device 231 that connects the dropper 229 to the flow meter 339.
- 43 043431- 43 043431
Расходомер 339 может реализовывать любой описанный здесь оцениватель расхода (например, компонент 13 оценивания расхода, показанный на фиг. 1) и/или раскрытый здесь детектор свободного потока (например, компонент 12 детектора свободного потока, показанный на фиг. 1). Расходомер 339 может использовать клапан 340 в режиме замкнутого цикла для управления расходом текучей среды, поступающей в тело пациента (например, с использованием управляющего компонента 14, показанного на фиг. 1).The flow meter 339 may implement any flow estimator described herein (for example, the flow estimator component 13 shown in Fig. 1) and/or the free-flow detector disclosed herein (for example, the free-flow detector component 12 shown in Fig. 1). The flow meter 339 may use the valve 340 in a closed-loop mode to control the flow rate of fluid entering the patient's body (for example, using the control component 14 shown in Fig. 1).
Расходомер 339 может активировать привод 341 для приведения в действие клапана 340, который, таким образом, регулирует поток текучей среду через трубку 335 для внутривенного вливания в конфигурации обратной связи (т.е. замкнутого цикла) с использованием любого алгоритма управления.The flow meter 339 may activate the actuator 341 to operate the valve 340, which thereby regulates the flow of fluid through the intravenous infusion tube 335 in a feedback configuration (i.e., closed loop) using any control algorithm.
Согласно фиг. 50А-50В, который демонстрирует виды крупным планом клапана 340, показанного на фиг. 49, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Клапан 340 включает в себя внутреннюю искривленную, удлиненную опорную деталь 343 и внешнюю искривленную, удлиненную опорную деталь 342. Трубка 335 располагается между опорными деталями 342 и 343.According to Fig. 50A-50B, which shows close-up views of the valve 340 shown in Fig. 49, in accordance with an embodiment of the present invention. The valve 340 includes an internal curved, elongated support part 343 and an external curved, elongated support part 342. A tube 335 is located between the support parts 342 and 343.
Внутренняя опорная деталь 343 включает в себя цилиндрическую гайку 344. Внешняя опорная деталь 342 присоединена к цилиндрической гайке 344 крюками 345. В некоторых вариантах осуществления, цилиндрическая гайка 344 не присоединена к клапану 340, и внутренняя опорная деталь 342 включает в себя отверстие, через которое может скользить резьбовая шпилька или винт 347. Внешняя опорная деталь 342 также имеет крюки 348 для прикреплении ее к раме 349 привода 341. Привод 341 включает в себя вал 346, присоединенный к винту 347. Когда привод 341 вращает вал 346, винт 347 может вращаться, толкая цилиндрическую гайку 334 к приводу 341. Таким образом, крюки 345 и цилиндрическая гайка 334 перемещаются к крюкам 348 и раме 349, поскольку внутренняя и внешняя опорные детали 342 и 343 являются гибкими.The inner support member 343 includes a cylindrical nut 344. The outer support member 342 is connected to the cylindrical nut 344 by hooks 345. In some embodiments, the cylindrical nut 344 is not connected to the valve 340, and the inner support member 342 includes an opening through which a threaded rod or screw 347 can slide. The outer support member 342 also has hooks 348 for attaching it to the frame 349 of the actuator 341. The actuator 341 includes a shaft 346 connected to the screw 347. When the actuator 341 rotates the shaft 346, the screw 347 can rotate, pushing the cylindrical nut 334 toward the actuator 341. Thus, the hooks 345 and the cylindrical nut 334 move toward the hooks 348 and frame 349, since the inner and outer support parts 342 and 343 are flexible.
Когда опорные детали 342 и 343 сжимаются, трубка 335 сжимается, поскольку она располагается между опорными деталями 342 и 343. Сжатие трубки 335 ограничивает поток текучей среды через трубку 335. Клапан 340 сжимает трубку 335 на протяжении длины, которая существенно больше диаметра трубки 335.When the support members 342 and 343 are compressed, the tube 335 is compressed because it is located between the support members 342 and 343. The compression of the tube 335 restricts the flow of fluid through the tube 335. The valve 340 compresses the tube 335 over a length that is substantially greater than the diameter of the tube 335.
Фиг. 51A-51D демонстрируют несколько видов расходомера 350 с клиентом 358 контроля, клапаном 352, капельницей 357 и пакетом 411 для внутривенного вливания и трубкой 412 для текучей среды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Расходомер 350 включает в себя приемный участок 351 для приема клапана 352. Клапан 352 включает в себя две искривленные, удлиненные опорные детали 353 и 354.Fig. 51A-51D show several views of the flow meter 350 with a control client 358, a valve 352, a drip 357 and an intravenous infusion bag 411 and a fluid tube 412 in accordance with an embodiment of the present invention. The flow meter 350 includes a receiving portion 351 for receiving a valve 352. The valve 352 includes two curved, elongated support parts 353 and 354.
Расходомер 350 включает в себя датчик 355 изображения и подсветку 356, которые могут контролировать капли, сформированные в капельнице 357. Расходомер 350 может использовать датчик 355 изображения для реализации описанного здесь алгоритма оценивания расхода (например, компонента 13 оценивания расхода, показанного на фиг. 1) и/или для реализации раскрытого здесь детектора свободного потока (например, компонента 12 детектора свободного потока, показанного на фиг. 1).The flow meter 350 includes an image sensor 355 and a backlight 356 that can monitor droplets formed in the dropper 357. The flow meter 350 can use the image sensor 355 to implement the flow estimator algorithm described herein (for example, the flow estimator component 13 shown in Fig. 1) and/or to implement the free flow detector disclosed herein (for example, the free flow detector component 12 shown in Fig. 1).
Расходомер 350 включает в себя основание 359, которое может образовывать разъем для приема клиента 358 контроля. Клиентом 358 контроля может быть смартфон или другое электронное вычислительное устройство (например, устройство на базе Android, Iphone, планшет, КПК и пр).Flow meter 350 includes base 359, which can form a connector for receiving control client 358. Control client 358 can be a smartphone or other electronic computing device (e.g., an Android device, iPhone, tablet, PDA, etc.).
Клиент 358 контроля может содержать программное обеспечение для реализации детектора свободного потока, оценивателя расхода, управляющего компонента, компонента экспозиции и т.д. (например, компонента 12 детектора свободного потока, компонента 13 оценивания расхода, управляющего компонента 14, компонента 29 экспозиции, показанных на фиг. 1) и может содержать один или более приемопередатчиков (например, приемопередатчик 9). Дополнительно или альтернативно, основание 359 расходомера 350 может реализовывать эти элементы.The control client 358 may contain software for implementing a free-flow detector, a flow estimator, a control component, an exposure component, etc. (for example, the free-flow detector component 12, the flow estimator component 13, the control component 14, the exposure component 29 shown in Fig. 1) and may contain one or more transceivers (for example, the transceiver 9). Additionally or alternatively, the base 359 of the flow meter 350 may implement these elements.
Например, расходомер 350 может реализовывать детектор свободного потока, оцениватель расхода, управляющий компонент, компонент экспозиции и т.д. с использованием внутреннего программного обеспечения, аппаратного обеспечения, электроники и пр. Расходомер 350 может реализовывать систему обратной связи с замкнутым циклом для регулировки текучей среды, текущей к пациенту, путем изменения потока текучей среды через клапан 352.For example, the flow meter 350 may implement a free flow detector, a flow estimator, a control component, an exposure component, etc. using internal software, hardware, electronics, etc. The flow meter 350 may implement a closed-loop feedback system for adjusting the fluid flowing to the patient by changing the flow of fluid through the valve 352.
Как явствует из фиг. 51В, клапан 352 включает в себя внутреннюю опорную деталь 354 и внешнюю опорную деталь 353. Внутренняя опорная деталь 354 присоединена к цилиндрической гайке 360 и к втулке 361. В некоторых вариантах осуществления, цилиндрическая гайка 360 не присоединена к внутренней опорной детали 354, и внутренняя опорная деталь 354 включает в себя отверстие, через которое должен скользить резьбовой вал 362.As is apparent from Fig. 51B, the valve 352 includes an internal support member 354 and an external support member 353. The internal support member 354 is connected to a cylindrical nut 360 and to a sleeve 361. In some embodiments, the cylindrical nut 360 is not connected to the internal support member 354, and the internal support member 354 includes an opening through which the threaded shaft 362 is to slide.
Резьбовой вал 362 (например, винт) свободно вращается в подшипнике, расположенном во втулке 361, и сопрягается с резьбовой гайкой в цилиндрической гайке 360, чтобы толкать или тянуть цилиндрическую гайку 360 относительно втулки 361 за счет вращения маховичка 363 (например, приводом является ходовой винт, имеющий маховичок для приведения в движение ходового винта). Маховичок 363 можно вращать вручную.A threaded shaft 362 (e.g., a screw) rotates freely in a bearing located in a sleeve 361 and mates with a threaded nut in a cylindrical nut 360 to push or pull the cylindrical nut 360 relative to the sleeve 361 by rotating a handwheel 363 (e.g., the drive is a lead screw having a handwheel for driving the lead screw). The handwheel 363 can be rotated manually.
Дополнительно или альтернативно, клапан 352 может защелкиваться в приемный участок 351, который включает в себя вращающуюся деталь 364, которая сопрягается с маховичком 363 в приемномAdditionally or alternatively, the valve 352 may be latched into a receiving portion 351 that includes a rotating member 364 that mates with a handwheel 363 in the receiving portion
- 44 043431 участке 351 (см. фиг. 51С). Вращающаяся деталь 364 сопрягается с вращающимся маховичком 363 для приведения в действие клапана 352. Вращающаяся деталь 364 может быть присоединена к электродвигателю, который вращает вращающуюся деталь 364. Электродвигатель (в явном виде не показанный) может управляться расходомером 350 в конфигурации замкнутого цикла для достижения целевого расхода текучей среды, текущей к пациенту.- 44 043431 section 351 (see Fig. 51C). Rotating member 364 is coupled with rotating handwheel 363 to operate valve 352. Rotating member 364 may be connected to an electric motor that rotates rotating member 364. The electric motor (not explicitly shown) may be controlled by flow meter 350 in a closed loop configuration to achieve a target flow rate of fluid flowing to the patient.
Фиг. 52A-52D демонстрируют несколько видов другого расходомера 365 с клапаном 352, капельницей 357 и канавкой 413 для трубки для текучей среды, имеющей приемный участок 351 для приема клапана 352 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Расходомер 365, показанный на фиг. 52A-52D, аналогичен расходомеру 350, показанному на фиг. 51A-51D; однако основание 359 удерживает клиент 358 контроля в стоячем положении. Дополнительно, приемный участок 351 находится на стороне основания 359, противоположной клиенту 358 контроля (см. фиг. 52В и 52С).Fig. 52A-52D show several views of another flow meter 365 with a valve 352, a dripper 357 and a groove 413 for a fluid tube having a receiving portion 351 for receiving the valve 352 in accordance with an embodiment of the present invention. The flow meter 365 shown in Fig. 52A-52D is similar to the flow meter 350 shown in Fig. 51A-51D; however, the base 359 holds the control client 358 in an upright position. Additionally, the receiving portion 351 is on the side of the base 359 opposite the control client 358 (see Fig. 52B and 52C).
Фиг. 52D демонстрирует увеличенный вид клапана 35, сопрягающегося с приемным участком 351. Маховичок 363 сопрягается с вращающейся деталью, которая является внутренней по отношению к основанию 359 (не показанной на фиг. 52D), которая присоединена к двигателю (также не показанному на фиг. 52D).Fig. 52D shows an enlarged view of valve 35 mating with receiving portion 351. Handwheel 363 mating with a rotating member that is internal to base 359 (not shown in Fig. 52D), which is attached to a motor (also not shown in Fig. 52D).
Фиг. 53А демонстрирует другой вид клапана 352, показанного на фиг. 51A-51D и 52A-52D, и фиг. 53В-53С демонстрируют два подетальных вида клапана, показанного на фиг. 53А, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 53A shows another view of the valve 352 shown in Figs. 51A-51D and 52A-52D, and Figs. 53B-53C show two exploded views of the valve shown in Fig. 53A, in accordance with an embodiment of the present invention.
Как показано на фиг. 53А-53С, клапан 352 включает в себя внутреннюю опорную деталь 354 и внешнюю опорную деталь 353. Трубку можно вставлять через отверстия 366 и 367 для размещения трубки между опорными деталями 354 и 353.As shown in Fig. 53A-53C, valve 352 includes an inner support member 354 and an outer support member 353. A tube can be inserted through openings 366 and 367 to position the tube between support members 354 and 353.
Маховичок 363 можно вращать для вращения винта 362. Вращение винта 362 заставляет цилиндрическую гайку 360 перемещаться к разрезной втулке 363 для сжатия трубки, расположенной между опорными деталями 353 и 354. Разрезная втулка 363 включает в себя два стороны, однако имеется промежуток для прочного удержания конца 600 (например, головки) винта 362 в промежутке (например, промежутке соответствующей формы). Фиг. 54 демонстрирует клапан 352 с ручным управлением, присоединенный к трубке 368.The handwheel 363 can be rotated to rotate the screw 362. The rotation of the screw 362 causes the cylindrical nut 360 to move toward the split sleeve 363 to compress the tube located between the support parts 353 and 354. The split sleeve 363 includes two sides, but there is a gap for firmly holding the end 600 (for example, the head) of the screw 362 in the gap (for example, a gap of the appropriate shape). Fig. 54 shows a manually controlled valve 352 connected to the tube 368.
Фиг. 55 демонстрирует клапан 369, который включает в себя две гибкие детали 370 и 371 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Гибкие детали 370 и 371 могут представлять собой две гибкие пластины. Гибкая деталь 371 может включать в себя отверстия 373 и 374 для трубки 372, подлежащей размещению между гибкими деталями 370 и 371.Fig. 55 shows a valve 369 that includes two flexible parts 370 and 371 in accordance with an embodiment of the present invention. Flexible parts 370 and 371 may be two flexible plates. Flexible part 371 may include openings 373 and 374 for a tube 372 to be placed between flexible parts 370 and 371.
Гибкие детали 370 и 371 соединены друг с другом через две детали 377 и 378 соединителя. Детали 377 и 378 соединителя присоединены к соединительным деталям 376 и 375, соответственно.Flexible parts 370 and 371 are connected to each other via two connector parts 377 and 378. Connector parts 377 and 378 are attached to connecting parts 376 and 375, respectively.
Приводить в действие клапан 369 может линейный привод, который тянет соединительные детали 377, 378 навстречу друг к другу или друг от друга. Линейный привод (в явном виде не показанный) может представлять собой привод винтового типа, плунжерный привод или другой привод. В некоторых вариантах осуществления, одна из соединительных деталей 375 и 376 может быть присоединена к неподвижной опоре, тогда как привод присоединен к другой из соединительных деталей 375 и 376 и другой неподвижной опоре, чтобы тянуть соединительные детали 375 и 376 друг к другу или друг от друга.Valve 369 may be actuated by a linear actuator that pulls connecting parts 377, 378 toward or away from each other. The linear actuator (not explicitly shown) may be a screw-type actuator, a plunger actuator, or another actuator. In some embodiments, one of connecting parts 375 and 376 may be connected to a fixed support, while the actuator is connected to the other of connecting parts 375 and 376 and another fixed support to pull connecting parts 375 and 376 toward or away from each other.
Фиг. 56А-56С демонстрируют несколько видов клапана 380 имеющий две искривленные, удлиненные опорные детали 381 и 382, причем одна из удлиненных опорных деталей 381 имеет множество ребер 387, выполненных с возможностью сопряжения с трубкой, расположенной между опорными деталями 381 и 382, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 56A-56C show several views of a valve 380 having two curved, elongated support members 381 and 382, wherein one of the elongated support members 381 has a plurality of ribs 387 configured to mate with a tube located between the support members 381 and 382, in accordance with an embodiment of the present invention.
Обе опорные детали 381 и 382 клапана 380 присоединены к связующей детали 383 на первом конце и второй связующей детали 384 на другом конце. Таким образом, связующая деталь 384 окружает винт 385, и связующая деталь 383 включает в себя внутренние резьбы, чтобы тянуть связующую деталь 383 к маховичку 386 или от него, когда винт 385 вращается благодаря вращению маховичка 386. Фиг. 56В демонстрирует клапан 380, приводимый в действие для перекрытия потока текучей среды через трубку, присоединенную между опорными деталями 381 и 382. Фиг. 56С демонстрирует опорную деталь 381, имеющую два отверстия 388 и 389 для приема трубки. Также заметим, что опорные детали 381 и 382 удерживают трубку со смещением от оси винта 385, что наглядно показано на фиг. 56С. Удержание трубки со смещением от оси винта 385 облегчает свободное перемещение трубки.Both support parts 381 and 382 of valve 380 are connected to link part 383 at the first end and to the second link part 384 at the other end. Thus, link part 384 surrounds screw 385, and link part 383 includes internal threads to pull link part 383 to or from handwheel 386 when screw 385 rotates due to rotation of handwheel 386. Fig. 56B shows valve 380, actuated to shut off the flow of fluid through a tube connected between support parts 381 and 382. Fig. 56C shows support part 381 having two openings 388 and 389 for receiving a tube. It should also be noted that the support parts 381 and 382 hold the tube offset from the axis of the screw 385, which is clearly shown in Fig. 56C. Holding the tube offset from the axis of the screw 385 facilitates the free movement of the tube.
Фиг. 57А-57С демонстрируют несколько видов клапана 390, имеющего храповик 394, который сопрягается с соединительной деталью 393 клапана 390, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и фиг. 57D-57E демонстрируют два подетальных вида клапана 390, показанного на фиг. 57А-57С. Храповик 394 сопрягается с соединительной деталью 393 благодаря взаимодействию с зубчатой рейкой 397, расположенной на ней. Палец 602 (см. фиг. 57D и 57Е) взаимодействует с зубчатой рейкой 397 для обеспечения храповичного действия. Таким образом, палец 602 может удерживать зубчатую рейку 397 относительно пальца сопряжения на стороне, противоположной удерживающему пальцу 602. Клапан 390 включает в себя опорную деталь 391, один конец которой присоединен к храповику 394, а другой конец поворотно присоединен к шарниру 395. Клапан 390 также включает в себя опорную деталь 392, имеющую крюки 398, которые могут присоединяться к корпусу храповика 394.Fig. 57A-57C show several views of the valve 390 having a ratchet 394 that mates with a coupling 393 of the valve 390, according to an embodiment of the present invention, and Fig. 57D-57E show two exploded views of the valve 390 shown in Fig. 57A-57C. The ratchet 394 mates with the coupling 393 by interacting with a toothed rack 397 located thereon. The pin 602 (see Fig. 57D and 57E) interacts with the toothed rack 397 to provide a ratchet action. In this way, the pin 602 can hold the toothed rack 397 relative to the coupling pin on the side opposite to the holding pin 602. The valve 390 includes a support part 391, one end of which is connected to the ratchet 394, and the other end is pivotally connected to the hinge 395. The valve 390 also includes a support part 392 having hooks 398 that can be connected to the body of the ratchet 394.
- 45 043431- 45 043431
Как показано на фиг. 57С, трубка 396 может располагаться между опорными деталями 391 и 392, затем крюки 398 могут прикрепляться к корпусу храповика 394, и соединительная деталь 393 может вставляться в храповик 394 (как показано на фиг. 57В). Как показано на фиг. 57С, трубка 396 располагается напротив опорной детали 391 через отверстия 399 и 400.As shown in Fig. 57C, the tube 396 can be located between the support parts 391 and 392, then the hooks 398 can be attached to the ratchet body 394, and the connecting part 393 can be inserted into the ratchet 394 (as shown in Fig. 57B). As shown in Fig. 57C, the tube 396 is located opposite the support part 391 through the holes 399 and 400.
Храповик 394 сопрягается с зубчатой рейкой 397 таким образом, что храповик 394 можно вручную перемещать к шарниру 395 для грубых регулировок потока текучей среды. После этого, маховичок (не показан) может быть присоединен к храповику 394 для осуществления тонких регулировок расстояния между храповиком 394 и шарниром 395. Дополнительно или альтернативно, храповик 394 может включать в себя спусковую кнопку (не показана) для освобождения храповика от соединительной детали 393.The ratchet 394 is coupled with the toothed rack 397 in such a way that the ratchet 394 can be manually moved toward the hinge 395 for coarse adjustments of the fluid flow. After this, a handwheel (not shown) can be connected to the ratchet 394 to perform fine adjustments of the distance between the ratchet 394 and the hinge 395. Additionally or alternatively, the ratchet 394 can include a release button (not shown) for releasing the ratchet from the connecting part 393.
Фиг. 58A-58D демонстрируют несколько видов клапана 401, имеющего две удлиненных опорных детали 403 и 404, соединительную деталь 405 и привод 407 винтового типа, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.Figs. 58A-58D show several views of a valve 401 having two elongated support members 403 and 404, a connecting member 405 and a screw-type actuator 407, in accordance with another embodiment of the present invention.
Опорные детали 403 и 404 могут постоянно формоваться совместно на своих концах с концами соединительной детали 405. Трубка 402 может располагаться между опорными деталями 403 и 404.The support parts 403 and 404 may be permanently molded together at their ends with the ends of the connecting part 405. The tube 402 may be located between the support parts 403 and 404.
При вращении маховичка 408, привод 407 винтового типа удлиняется или сокращается вследствие сопряжения с резьбовой шпилькой 406. Фиг. 58А демонстрирует клапан в открытом положении, а фиг. 58В демонстрирует клапан в закрытом положении. Заметим, что трубка 402 сдавливается на протяжении существенной длины трубки 402. Фиг. 58C-58D демонстрируют клапан 401 в открытом положении и закрытом положение, соответственно, в виде в перспективе.When the handwheel 408 rotates, the screw-type actuator 407 is extended or shortened due to engagement with the threaded rod 406. Fig. 58A shows the valve in the open position, and Fig. 58B shows the valve in the closed position. Note that the tube 402 is compressed over a significant length of the tube 402. Figs. 58C-58D show the valve 401 in the open position and the closed position, respectively, in perspective view.
Фиг. 59А-59С демонстрируют несколько видов корпуса 501 клапана 500 (см. фиг. 59Н для клапана 500 в сборе) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Корпус 501 включает в себя первую искривленную, удлиненную опорную деталь 502 и вторую искривленную, удлиненную опорную деталь 503. Первая опорная деталь 502 включает в себя приподнятые отверстия 504, 505 для удержания трубки между опорными деталями 502 и 503.Fig. 59A-59C show several views of the body 501 of the valve 500 (see Fig. 59H for the assembled valve 500) in accordance with an embodiment of the present invention. The body 501 includes a first curved, elongated support part 502 and a second curved, elongated support part 503. The first support part 502 includes raised openings 504, 505 for holding a tube between the support parts 502 and 503.
Корпус 501 также включает в себя первый соединитель 506, который присоединен к опорным деталям 503, 504 на конце, и второй соединитель 507, который присоединен к другим концам опорных деталей 503, 504.The housing 501 also includes a first connector 506, which is connected to the support parts 503, 504 at the end, and a second connector 507, which is connected to the other ends of the support parts 503, 504.
Первый соединитель 506 присоединен к концу опорных деталей 503, 504 и к первому концу 508 соединительной детали 509. Второй соединитель 507 включает в себя отверстие 510 для размещения второго конца 511 детали соединителя 509 в нем (как явствует из фиг. 59В).The first connector 506 is connected to the end of the support members 503, 504 and to the first end 508 of the connecting member 509. The second connector 507 includes an opening 510 for receiving the second end 511 of the connector member 509 therein (as is evident from Fig. 59B).
Когда трубка располагается между опорными деталями 502, 503, перемещение второго соединителя 507 к первому соединителю 506 сжимает трубку, расположенную между опорными деталями 502, 503. Когда второй соединитель 507 перемещается к первому соединителю, отверстие 510 второго соединителя 507 позволяет второму концу 511 детали соединителя 509 свободно скользить в нем.When the tube is located between the support members 502, 503, the movement of the second connector 507 toward the first connector 506 compresses the tube located between the support members 502, 503. When the second connector 507 moves toward the first connector, the opening 510 of the second connector 507 allows the second end 511 of the connector part 509 to slide freely in it.
Фиг. 59D-59G демонстрируют несколько видов маховичка 512 для использования с корпусом 501, показанным на фиг. 59А-59С, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Маховичок 512 включает в себя храповик 513 образованный четырьмя пальцами 514. Каждый из пальцев 514 включает в себя резьбовую поверхность 515 для сопряжения с резьбовой соединительной деталью 509. Пальцы 514 изогнуты к отверстию 516 в центре маховичка 512. Маховичок 512 также включает в себя пальцы 517, которые сопрягаются со вторым соединителем 507 (см. фиг. 59Н). В некоторых вариантах осуществления, корпус 501 включает в себя выемку 510 для приема пальцев 517 на втором соединителе 508.Fig. 59D-59G show several views of the handwheel 512 for use with the housing 501 shown in Fig. 59A-59C, according to an embodiment of the present invention. The handwheel 512 includes a ratchet 513 formed by four fingers 514. Each of the fingers 514 includes a threaded surface 515 for mating with a threaded coupling 509. The fingers 514 are curved toward an opening 516 in the center of the handwheel 512. The handwheel 512 also includes fingers 517 that mate with a second connector 507 (see Fig. 59H). In some embodiments, the housing 501 includes a recess 510 for receiving the fingers 517 on the second connector 508.
Фиг. 59Н демонстрирует клапан 500 в сборе, который включает в себя корпус 501, показанный на фиг. 59А-59С, присоединенный к маховичку 512, показанному на фиг. 59D-59G, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Маховичок 512 скользит по резьбам соединительной детали 509. Пальцы 514 сопрягаются с резьбами соединительной детали 509 и совершают храповичное действие по соединительной детали 509. Таким образом, маховичок 512 может свободно перемещаться к первому концу 508 соединительной детали 509 вдоль резьб соединительной детали 509, но не может перемещаться от первого конца 508 соединительной детали 509 без вращения маховичка 512. Таким образом, маховичок 512 можно помещать на соединительную деталь 509 для обеспечения грубой регулировки клапана 500 путем грубого перемещения соединителей 507, 508 навстречу друг к другу для закрытия клапана 500. Поскольку резьбовые поверхности 515 четырех пальцев 514 сопрягаются с резьбами соединительной детали 509, вращение маховичка 512 либо уменьшает, или увеличивает расход текучей среды в трубке. Каждый из пальцев 514 включает в себя резьбовую поверхность 515 для сопряжения с резьбами соединительной детали 509 таким образом, что вращение маховичка 512 приводит к перемещению второго соединителя 507 к первому соединителю 506 или от него, чтобы, таким образом, управлять потоком текучей среды в трубке, расположенной между опорными деталями 502, 503.Fig. 59H shows a valve 500 assembly that includes a body 501 shown in Figs. 59A-59C connected to a handwheel 512 shown in Figs. 59D-59G, in accordance with an embodiment of the present invention. The handwheel 512 slides along the threads of the connecting part 509. The fingers 514 mate with the threads of the connecting part 509 and perform a ratcheting action on the connecting part 509. Thus, the handwheel 512 can move freely toward the first end 508 of the connecting part 509 along the threads of the connecting part 509, but cannot move away from the first end 508 of the connecting part 509 without rotating the handwheel 512. Thus, the handwheel 512 can be placed on the connecting part 509 to provide rough adjustment of the valve 500 by roughly moving the connectors 507, 508 towards each other to close the valve 500. Since the threaded surfaces 515 of the four fingers 514 mate with the threads of the connecting part 509, rotation of the handwheel 512 either decreases or increases the flow rate of the fluid medium in the tube. Each of the fingers 514 includes a threaded surface 515 for mating with the threads of the connecting part 509 in such a way that rotation of the handwheel 512 leads to movement of the second connector 507 toward the first connector 506 or away from it, in order to thus control the flow of fluid in the tube located between the support parts 502, 503.
Фиг. 60 демонстрирует клапан 520, имеющий направляющий выступ 521, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Клапан 520 аналогичен клапану 500, показанному на фиг. 59Н, но включает в себя направляющий выступ 521 и маховичок 522, имеющий первый и второй хомуты 523, 524. Маховичок 522 также включает в себя внутренние резьбы (не показан) для сопряжения с резьбами 525 соединительной шпильки 526. В некоторых вариантах осуществления, внутренние резьбы мо- 46 043431 гут иметь храповичное действие, и в других вариантах осуществления, внутренние резьбы могут быть фиксированными, без обеспечения храповичного действия.Fig. 60 shows a valve 520 having a guide projection 521, according to an embodiment of the present invention. The valve 520 is similar to the valve 500 shown in Fig. 59H, but includes a guide projection 521 and a handwheel 522 having first and second clamps 523, 524. The handwheel 522 also includes internal threads (not shown) for mating with threads 525 of a connecting stud 526. In some embodiments, the internal threads may have a ratchet action, and in other embodiments, the internal threads may be fixed, without providing a ratchet action.
Фиг. 61 демонстрирует двигатель 536 и крепежную конструкцию 537 клапана для присоединения к клапану 520, показанному на фиг. 60, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Крепежная конструкция 537 клапана включает в себя крепежные пальцы 528, 529, 530, 531, каждый из которых имеет искривленный участок 533 для надевания с защелкиванием на хомуты 523, 524 маховичка 522 (см. фиг. 62) на соответствующих хомутонаправляющих участках 534.Fig. 61 shows a motor 536 and a valve mounting structure 537 for connecting to the valve 520 shown in Fig. 60, according to an embodiment of the present invention. The valve mounting structure 537 includes mounting pins 528, 529, 530, 531, each of which has a curved section 533 for snapping onto clamps 523, 524 of the handwheel 522 (see Fig. 62) on the corresponding clamp guide sections 534.
Согласно фиг. 60, 61 и 62 когда хомуты 523, 524 достаточно закреплены, маховичок 522 может свободно вращаться. Таким образом, хомут 523 можно закреплять между крепежными пальцами 528 и 530 на их соответствующем хомутонаправляющем участке 534, позволяя маховичку 522 вращаться. Аналогично, хомут 524 можно закреплять между крепежными пальцами 529 т 531 на их соответствующем хомутонаправляющем участке 534, позволяя маховичку 522 вращаться.According to Fig. 60, 61 and 62, when the clamps 523, 524 are sufficiently secured, the handwheel 522 can rotate freely. Thus, the clamp 523 can be secured between the fastening pins 528 and 530 on their corresponding clamp guide section 534, allowing the handwheel 522 to rotate. Similarly, the clamp 524 can be secured between the fastening pins 529 and 531 on their corresponding clamp guide section 534, allowing the handwheel 522 to rotate.
Когда клапан 520 прикреплен к крепежной конструкции 537 клапана, вращение колеса 537 (вызванное двигателем 536) вращает маховичок 522 клапана 520. Когда клапан 520 изгибается, выступ 521 свободно перемещается в направляющей 535 выступа или рядом с направляющей 535 выступа. Фиг. 62 демонстрирует клапан, показанный на фиг. 60, прикрепленный к двигателю 536 через крепежную конструкцию 537 клапана.When the valve 520 is attached to the valve mounting structure 537, the rotation of the wheel 537 (caused by the motor 536) rotates the handwheel 522 of the valve 520. When the valve 520 is flexed, the protrusion 521 moves freely in the protrusion guide 535 or near the protrusion guide 535. Fig. 62 shows the valve shown in Fig. 60 attached to the motor 536 via the valve mounting structure 537.
Фиг. 63 демонстрирует другой двигатель 538 и крепежную конструкцию 539 клапана для присоединения к клапану, показанному на фиг. 60 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Крепежная конструкция 539 клапана включает в себя направляющую 540 выступа рядом с двигателем 538. Двигатель 538 присоединен к колесу 541 для сопряжения с маховичком 522 (см. фиг. 60).Fig. 63 shows another motor 538 and a valve mounting structure 539 for connecting to the valve shown in Fig. 60 according to an embodiment of the present invention. The valve mounting structure 539 includes a projection guide 540 near the motor 538. The motor 538 is connected to a wheel 541 for coupling with a handwheel 522 (see Fig. 60).
Фиг. 64А демонстрирует клапан 542, имеющий скользящий хомут 545 и несколько пальцев 544 сжатия для регулирования расхода текучей среды через трубопровод 543 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Основание 546 соединено со всеми пальцами 544. Когда скользящий хомут 545 перемещается по пальцам 544 сжатия, пальцы 544 сжатия сжимают трубку 543 для воспрепятствования течению текучей среды через нее. Фиг. 64В демонстрирует вид в разрезе клапана, показанного на фиг. 64А.Fig. 64A shows a valve 542 having a sliding clamp 545 and several compression fingers 544 for regulating the flow of fluid through a conduit 543 in accordance with an embodiment of the present invention. A base 546 is connected to all of the fingers 544. When the sliding clamp 545 moves over the compression fingers 544, the compression fingers 544 compress the tube 543 to prevent the flow of fluid through it. Fig. 64B shows a sectional view of the valve shown in Fig. 64A.
Фиг. 64А демонстрирует клапан 542, имеющий скользящий хомут 545 и несколько пальцев 544 для регулирования расхода текучей среды через трубопровод 543 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Пальцы 544 присоединены к основанию 546 таким образом, что основание 546 и пальцы 544 окружают трубку 543. Хомут 545 может скользить от основания 546 таким образом, что пальцы 544 сжимают трубку 543 и, таким образом, уменьшают внутренний объем трубки 543. Уменьшение внутреннего объема трубки 543 приводит к снижению расхода текучей среды через трубку. Привод (не показан) может быть присоединен к хомуту 545 для управления позицией хомута 545 (например, линейный привод может быть присоединен к хомуту 545 и к основанию 546). Фиг. 64В демонстрирует вид в разрезе клапана 542, показанного на фиг. 64А. Заметим, что пальцы 544 могут быть изогнуты от трубки вблизи конца, противоположного основанию.Fig. 64A shows a valve 542 having a sliding yoke 545 and several fingers 544 for controlling the flow of fluid through a conduit 543 in accordance with an embodiment of the present invention. The fingers 544 are connected to a base 546 in such a way that the base 546 and the fingers 544 surround a tube 543. The yoke 545 can slide from the base 546 in such a way that the fingers 544 compress the tube 543 and, thus, reduce the internal volume of the tube 543. The decrease in the internal volume of the tube 543 leads to a decrease in the flow of fluid through the tube. An actuator (not shown) can be connected to the yoke 545 to control the position of the yoke 545 (for example, a linear actuator can be connected to the yoke 545 and to the base 546). Fig. 64B shows a sectional view of the valve 542 shown in Fig. 64A. Note that the fingers 544 may be curved away from the tube near the end opposite the base.
Фиг. 65 демонстрирует клапан 547, имеющий две искривленные поверхности 549 и 550 для размещения трубки 548 для текучей среды между ними для регулировки расхода текучей среды через трубку 548 для текучей среды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Когда поверхности прижимаются друг к другу, трубка 548 сжимается между ними. Две искривленные поверхности 549 и 550 можно прижимать друг к другу с использованием привода. Трубка 548 может быть обернута несколько раз вокруг поверхности 549.Fig. 65 shows a valve 547 having two curved surfaces 549 and 550 for receiving a fluid tube 548 between them to regulate the flow of fluid through the fluid tube 548 in accordance with an embodiment of the present invention. When the surfaces are pressed against each other, the tube 548 is compressed between them. The two curved surfaces 549 and 550 can be pressed against each other using an actuator. The tube 548 can be wrapped several times around the surface 549.
Фиг. 66A-66G демонстрируют несколько видов клапана 551 имеющий маховичок 552 для перемещения соединительной детали 553 которая фиксируется на месте после перемещения маховичка 552 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 66A-66G show several views of a valve 551 having a handwheel 552 for moving a coupling member 553 that is locked in place after movement of the handwheel 552 in accordance with an embodiment of the present invention.
Клапан 551 включает в себя внутреннюю искривленную, удлиненную опорную деталь 554 и внешнюю искривленную, удлиненную опорную деталь 556. Маховичок 552 поворотно присоединен к внешней опорной детали 556 посредством шкворня 578. Соединительная деталь 553 сопрягается с зубцами 576 маховичка 552.The valve 551 includes an internal curved, elongated support part 554 and an external curved, elongated support part 556. The handwheel 552 is pivotally connected to the external support part 556 by means of a kingpin 578. The connecting part 553 mates with the teeth 576 of the handwheel 552.
Соединительная деталь 553 может входить в отверстие конца 555 опорной детали 556 таким образом, что вращение маховичка 552 фрикционно блокирует палец 700 сопряжения (см. фиг. 66D) на зубчатой рейке 558 соединительной детали 553. Палец 700 сопряжения может сопрягаться с зубцами 576 для блокировки маховичка 552, чтобы, таким образом, препятствовать вращению маховичка 552, пока достаточный крутящий момент не преодолеет блокирующее действие пальца 700 сопряжения. Удерживающий палец 577 располагается с другой стороны отверстия 571, прижимая соединительную деталь 552 к зубцам 576 маховичка 552.The coupling part 553 can enter the opening of the end 555 of the support part 556 in such a way that the rotation of the handwheel 552 frictionally locks the mating pin 700 (see Fig. 66D) on the toothed rack 558 of the coupling part 553. The mating pin 700 can mate with the teeth 576 for locking the handwheel 552, in order to thereby prevent the rotation of the handwheel 552 until a sufficient torque overcomes the locking action of the mating pin 700. The retaining pin 577 is located on the other side of the opening 571, pressing the coupling part 552 against the teeth 576 of the handwheel 552.
Внутренняя опорная деталь 554 может отворачиваться от внешней опорной детали 556 таким образом, что трубка может нагружаться через приподнятые участки 559 и 560 (см. фиг. 66С). Внутренняя опорная деталь 554 отворачивается от внешней опорной детали 556 посредством связующих элементов 561, 562, 701 и 702 в форме восьмерки, как показано на фиг. 66С. После этого, внутренняя опорная деталь 554 поворачивается обратно к опорной детали 556, как показано на фиг. 66D. Затем соединительнаяThe inner support part 554 can be turned away from the outer support part 556 in such a way that the tube can be loaded through the raised portions 559 and 560 (see Fig. 66C). The inner support part 554 is turned away from the outer support part 556 by means of the connecting elements 561, 562, 701 and 702 in the form of a figure eight, as shown in Fig. 66C. After this, the inner support part 554 is turned back towards the support part 556, as shown in Fig. 66D. Then the connecting
- 47 043431 деталь 553 вставляется в конец 555 внешней опорной детали 556 (это показано крупным планом на фиг. 66Е), которая включает в себя палец 700 сопряжения, который блокируется на зубцах 576 маховичка 552, временно препятствуя движению соединительной детали 553 (см. фиг. 66G). Другой конец 581 соединительной детали 553 блокируется в отверстии 582 конца 557 опорной детали 556. Соединительная деталь 553 может быть поворотно соединена с концом 557. Маховичок 552 включает в себя зубцы 576 для перемещения соединительной детали 553 к концу 555 или от него. Однако когда маховичок 552 не движется, палец 700 сопряжения блокирует перемещение маховичка 552, пока заранее определенная величина крутящего момента не переведет палец 700 на следующий зубец из зубцов 576 внутреннего участка маховичка 552.- 47 043431 part 553 is inserted into end 555 of outer support part 556 (this is shown in close-up in Fig. 66E), which includes mating pin 700, which is locked on teeth 576 of handwheel 552, temporarily preventing movement of connecting part 553 (see Fig. 66G). The other end 581 of connecting part 553 is locked in hole 582 of end 557 of support part 556. Connecting part 553 can be pivotally connected to end 557. Handwheel 552 includes teeth 576 for moving connecting part 553 toward or away from end 555. However, when the handwheel 552 is not moving, the mating finger 700 blocks the movement of the handwheel 552 until a predetermined amount of torque moves the finger 700 to the next tooth of the teeth 576 of the inner portion of the handwheel 552.
Как упомянуто выше, опорная деталь 554 может откидываться от внешней опорной детали 556, как показано на фиг. 66С, что облегчается благодаря связующим элементам 561, 562, 701 и 702 в форме восьмерки. Связующий элемент 561 в форме восьмерки включает в себя отверстие 572 под шкворень, которое присоединяется к шкворню 563, и отверстие 573 под шкворень, которое присоединяется к шкворню 565. Связующий элемент 562 в форме восьмерки включает в себя отверстие 575 под шкворень, которое присоединяется к шкворню 566, и отверстие 574 под шкворень, которое присоединяется к шкворню 566. Связующий элемент 701 в форме восьмерки присоединен к шкворням 567 и 570, и связующий элемент 702 в форме восьмерки присоединен к шкворням 568 и 569 таким образом, что конец опорной детали 556 также откидывается от внутренней опорной детали 554.As mentioned above, the support part 554 can be folded away from the outer support part 556, as shown in Fig. 66C, which is facilitated by the figure-eight-shaped connecting elements 561, 562, 701 and 702. The figure-eight-shaped connecting element 561 includes a kingpin hole 572 that is connected to the kingpin 563, and a kingpin hole 573 that is connected to the kingpin 565. The figure-eight-shaped connecting element 562 includes a kingpin hole 575 that is connected to the kingpin 566, and a kingpin hole 574 that is connected to the kingpin 566. The figure-eight-shaped connecting element 701 is connected to the kingpins 567 and 570, and the figure-eight-shaped connecting element 702 is connected to the kingpins 568 and 569 in such a way that the end of the support part 556 also swings away from the inner support part 554.
Фиг. 67 демонстрирует график 408, который иллюстрирует зависимость активации от расхода для клапана, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. График 408 демонстрирует работу клапана, имеющего удлиненные опорные детали, например, клапана 340, показанного на фиг. 49 и 50А-50В, клапана 352, показанного на фиг. 51А-54, клапана 369, показанного на фиг. 55, клапана 380, показанного на фиг. 56А-56С, клапана 380, показанного на фиг. 57А-57Е, клапана 401, показанного на фиг. 58A-58D, клапана 500, показанного на фиг. 59Н, клапана 520, показанного на фиг. 60-60, клапана 542, показанного на фиг. 64А-64В, клапана 547, показанного на фиг. 65, и/или клапана 551, показанного на фиг. 66A-66G. По оси x графика 408 отложено смещение между концами опорных деталей клапана, и по ось у отложен расход (например, под действием силы тяжести и/или источника давления). Реакция клапана выражается нелинейной функцией, например, S-кривой, сигмоидальной кривой, кривой Гомперца или обобщенной логистической функцией. Эти функции можно регулировать для совпадения с формой клапана и/или клапан можно регулировать для совпадения с одной из кривых или функций.Fig. 67 shows a graph 408 that illustrates the dependence of actuation on flow rate for a valve, according to an embodiment of the present invention. Graph 408 shows the operation of a valve having elongated support members, such as valve 340 shown in Figs. 49 and 50A-50B, valve 352 shown in Figs. 51A-54, valve 369 shown in Fig. 55, valve 380 shown in Figs. 56A-56C, valve 380 shown in Figs. 57A-57E, valve 401 shown in Figs. 58A-58D, valve 500 shown in Fig. 59H, valve 520 shown in Figs. 60-60, valve 542 shown in Fig. 64A-64B, valve 547 shown in Fig. 65, and/or valve 551 shown in Figs. 66A-66G. The x-axis of graph 408 represents the displacement between the ends of the valve support members, and the y-axis represents the flow rate (e.g., due to gravity and/or a pressure source). The valve response is expressed by a nonlinear function, such as an S-curve, a sigmoid curve, a Gompertz curve, or a generalized logistic function. These functions can be adjusted to match the shape of the valve and/or the valve can be adjusted to match one of the curves or functions.
Фиг. 68А демонстрирует расходомер 703, который использует двоичную оптику 705, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Расходомер 703 включает в себя камеру 355, которая захватывает одно или более изображений для оценивания расхода текучей среды через капельницу 357 с использованием любого подходящего способа, например, раскрытых здесь способов. Расходомер 703 включает в себя лазер 704, который направляет лазерный пучок на сборку 705 двоичной оптики. После этого сборка 705 двоичной оптики перенаправляет и преобразует лазерный пучок через капельницу 357 и на датчик 355 изображения таким образом, чтобы датчик 355 изображения видел рисунок, например, массив линий 85, показанный на фиг. 8, которые могут образовывать полоски, как показано в фоновом рисунке 89 на фиг. 10. Сборка 705 двоичной оптики может формировать полоски с использованием множества овалов.Fig. 68A shows a flow meter 703 that uses binary optics 705, according to an embodiment of the present invention. The flow meter 703 includes a camera 355 that captures one or more images to estimate the flow rate of a fluid through a dripper 357 using any suitable method, for example, the methods disclosed herein. The flow meter 703 includes a laser 704 that directs a laser beam to the binary optics assembly 705. The binary optics assembly 705 then redirects and converts the laser beam through the dripper 357 and to the image sensor 355 so that the image sensor 355 sees a pattern, for example, an array of lines 85 shown in Fig. 8, which can form stripes, as shown in the background pattern 89 in Fig. 10. The binary optics assembly 705 can form stripes using a plurality of ovals.
Датчик 355 изображения может включать в себя фильтр для отфильтровывания всех частот за исключением частоты лазера 704. Например, датчик 355 изображения может включать в себя оптический полосовой фильтр, центральная частота которого равна (или примерно равна) оптической частоте (или центральной частоте оптической частоты) лазера 704.The image sensor 355 may include a filter for filtering out all frequencies except the frequency of the laser 704. For example, the image sensor 355 may include an optical bandpass filter whose center frequency is equal to (or approximately equal to) the optical frequency (or the center frequency of the optical frequency) of the laser 704.
Клиент 358 контроля может быть электрически подключен к лазеру 801 для модуляции лазера 801. Например, клиент 358 контроля может включать лазер 801 только при экспонировании заранее определенных пикселей и может отключать лазер 801, когда экспонируются другие пиксели помимо заранее определенных пикселей.The control client 358 may be electrically connected to the laser 801 to modulate the laser 801. For example, the control client 358 may turn on the laser 801 only when predetermined pixels are exposed and may turn off the laser 801 when other pixels are exposed in addition to the predetermined pixels.
Расходомер 703, в необязательном порядке, включает в себя первый электрод 800 и второй электрод 801. Клиент 358 контроля может быть электрически подключен к первому и второму электродам 800, 801 для измерения образуемой ими емкости. В условиях образования потока, емкость изменяется по причине различия в относительной диэлектрической проницаемости воздуха и воды. Клиент 358 контроля может контролировать изменения, обусловленные условием образования потока в капельнице 357, контролируя емкость между первым и вторым электродами 800, 801 и коррелируя увеличения и/или уменьшения емкости, выходящие за пределы порога, как соответствующие условию образования потока и/или условию необразования потока. Например, если емкость между первым и вторым электродами 800, 801 выше порога, процессор в клиенте 358 контроля может определить, что капельница 357 удовлетворяет условию образования потока.The flow meter 703 optionally includes a first electrode 800 and a second electrode 801. The control client 358 can be electrically connected to the first and second electrodes 800, 801 to measure the capacitance formed by them. Under flow conditions, the capacitance changes due to the difference in the relative permittivity of air and water. The control client 358 can monitor changes caused by the flow condition in the dripper 357 by monitoring the capacitance between the first and second electrodes 800, 801 and correlating increases and/or decreases in capacitance that go beyond a threshold as corresponding to the flow condition and/or the non-flow condition. For example, if the capacitance between the first and second electrodes 800, 801 is above the threshold, the processor in the control client 358 can determine that the dripper 357 satisfies the flow condition.
В альтернативном варианте осуществления, первый и второй электроды 800, 801 являются рамочными антеннами. Клиент 358 контроля использует приемопередатчик для контроля магнитной связи между рамочными антеннами 800, 801. Например, приемопередатчик может передавать кодированное сообщение с одной рамочной антенны из антенн 800, 801 на другую из рамочных антенн 800, 801 и затемIn an alternative embodiment, the first and second electrodes 800, 801 are loop antennas. The monitoring client 358 uses a transceiver to monitor the magnetic coupling between the loop antennas 800, 801. For example, the transceiver may transmit an encoded message from one loop antenna of the antennas 800, 801 to another of the loop antennas 800, 801 and then
- 48 043431 определять, успешно ли принято кодированное сообщение. Если да, то от приемопередатчика можно получить измерение индикации интенсивности принятого сигнала (RSSI). RSSI можно использовать для контроля магнитной связи между антеннами 800, 801. Если магнитная связь превышает порог, то клиент 358 контроля может определить, что в капельнице 357 существует условие образования потока. В некоторых вариантах осуществления изменение магнитной связи или изменение емкостной связи может определяться как свидетельство возникновения условия образования потока.- 48 043431 determine whether the encoded message is successfully received. If so, a received signal strength indication (RSSI) measurement can be obtained from the transceiver. RSSI can be used to monitor the magnetic coupling between antennas 800, 801. If the magnetic coupling exceeds a threshold, monitoring client 358 can determine that a flow condition exists in dripper 357. In some embodiments, a change in magnetic coupling or a change in capacitive coupling can be determined as evidence of the occurrence of a flow condition.
Расходомер 703 также может включать в себя предохранительный клапан 706. Фиг. 69A-69F демонстрируют несколько видов предохранительного клапана 706, который можно использовать с расходомером, например, расходомером 703, показанным на фиг. 68, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.The flow meter 703 may also include a relief valve 706. Figs. 69A-69F show several views of the relief valve 706 that can be used with a flow meter, such as the flow meter 703 shown in Fig. 68, in accordance with an embodiment of the present invention.
Фиг. 69А-69В демонстрируют подетальные виды предохранительного клапана 706. Предохранительный клапан 706 включает в себя соленоид 707, передаточную конструкцию 708, корпус 709 для трубки, пружину 720, лицевую панель 712, первый шпиндель 713, второй шпиндель 714, первый перекрывающий рычаг 710 и второй перекрывающий рычаг 711. Лицевая панель 712 включает в себя отверстие 715, и корпус 709 для трубки также включает в себя отверстие 819. Отверстия 715, 819 позволяют шпинделю 713 скользить в отверстиях 715, 819.Fig. 69A-69B show exploded views of the safety valve 706. The safety valve 706 includes a solenoid 707, a transmission structure 708, a tube housing 709, a spring 720, a face plate 712, a first spindle 713, a second spindle 714, a first shut-off lever 710 and a second shut-off lever 711. The face plate 712 includes an opening 715, and the tube housing 709 also includes an opening 819. The openings 715, 819 allow the spindle 713 to slide in the openings 715, 819.
Как показано на фиг. 69С, трубка 820 может располагаться в корпусе 709 для трубки. Размещение трубки 820 помещает трубку 820 вблизи первого и второго перекрывающих рычагов 710, 711, которые показаны на фиг. 69D. Пружина 720 поддерживает первый и второй перекрывающие рычаги 710, 711 убранными, когда находится в сжатом состоянии (как показано на фиг. 69D), но запасает энергию, в результате чего, перемещение заранее определенной величины первого и второго перекрывающих рычагов 710, 711 к трубке 810 вынуждает пружину высвобождать запасенную ею механическую энергию, заставляя первый и второй перекрывающие рычаги 710, 711 выходить наружу и перекрывать трубку 820. Пружина 720 может быть пружиной 720 сжатия может тянуть 713 и 714 друг к другу. Первый и второй перекрывающие рычаги 710, 711 поворотно соединены друг с другом. Как явствует из фиг. 69Е, вал 718 соленоида 707 может действовать через отверстие 719 в трубке, надавливая на пружину 720, в результате чего, пружина 720 высвобождает свою энергию и перекрывает трубку 820 (см. фиг. 69F для случая, когда первый и второй перекрывающие рычаги 710, 711 находятся в перекрывающей позиции).As shown in Fig. 69C, the tube 820 can be located in the housing 709 for the tube. The placement of the tube 820 places the tube 820 near the first and second shut-off levers 710, 711, which are shown in Fig. 69D. The spring 720 supports the first and second shut-off levers 710, 711 retracted when it is in a compressed state (as shown in Fig. 69D), but stores energy, as a result of which, the movement of a predetermined amount of the first and second shut-off levers 710, 711 toward the tube 810 forces the spring to release the mechanical energy stored by it, causing the first and second shut-off levers 710, 711 to move outward and close the tube 820. The spring 720 can be a compression spring 720 can pull 713 and 714 toward each other. The first and second shut-off levers 710, 711 are pivotally connected to each other. As is evident from Fig. 69E, the shaft 718 of the solenoid 707 can act through the opening 719 in the tube, pressing on the spring 720, as a result of which the spring 720 releases its energy and closes the tube 820 (see Fig. 69F for the case when the first and second shut-off levers 710, 711 are in the shut-off position).
Фиг. 70 демонстрирует блок-схему операций, иллюстрирующую способ 728 оценивания роста капли и/или расхода в капельнице в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 728 включает в себя действия 729-735. Фиг. 71А-71Е демонстрируют изображения, используемые расходомером, с наложенным на них шаблоном для иллюстрации способа, представленного на фиг. 70.Fig. 70 shows a flow chart illustrating a method 728 for estimating droplet growth and/or flow rate in a dripper in accordance with an embodiment of the present invention. The method 728 includes actions 729-735. Figs. 71A-71E show images used by the flow meter with a template superimposed thereon to illustrate the method shown in Fig. 70.
Действие 729 захватывает изображение капельницы. Захватываемое изображение может быть изображением 721 на фиг. 71А. Действие 730 помещает шаблон в захваченном изображении в первую позицию. Например, как показано на фиг. 71А, шаблон 727 может располагаться в заранее определенной позиции. Действие 731 усредняет все пиксели в шаблоне 727. Действие 732 перемещает шаблон во вторую позицию. Например, шаблон 727 на фиг. 71А может перемещать шаблон в направлении Y (например, вниз, как показано на фиг. 71А).Action 729 captures an image of the dropper. The captured image may be image 721 in Fig. 71A. Action 730 places the pattern in the captured image in a first position. For example, as shown in Fig. 71A, pattern 727 may be located in a predetermined position. Action 731 averages all pixels in pattern 727. Action 732 moves the pattern to a second position. For example, pattern 727 in Fig. 71A may move the pattern in the Y direction (e.g., downwards, as shown in Fig. 71A).
В действии 733, пиксели в шаблоне используются для определения второго среднего. В действии 734, если разность между вторым средним и первым средним больше заранее определенного порогового значения, производится определение, что шаблон располагается на границе капли. Например, согласно фиг. 71А, шаблон может медленно опускаться в направлении Y, пока шаблон 727 не перейдет от границы капли на участок изображения, который не содержит каплю, и в этом случае среднее значение пикселей будет резко переходить к темному среднему к более светлому среднему. Когда происходит этот переход, считается, что позиция Y шаблона 727 находится на границе капли (например, Y1 на фиг. 71А). В действии 735, вторая позиция капли коррелируется с объемом капли. Например, значение Y1 можно связывать с объемом капли в поисковой таблице. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, необходимы множественные перемещения шаблона 727, пока не будет обнаружена граница капли. Например, шаблон 727 может перемещаться в y-направлении на один пиксель за раз (или несколько пикселей за раз), и для обнаружения границы капли может потребоваться несколько перемещений шаблона 727. Контролируя границу капли, расходомер может управлять ростом капли для достижения целевого расхода (например, скоростью перехода из Y1 на фиг. 71А в Y2 на фиг. 71В может управлять PID цикл управления в расходомере). Фиг. 71В-71Е демонстрируют положение Y2, которое соответствует росту в капле относительно положения Y1 на фиг. 71А.In action 733, the pixels in the template are used to determine a second average. In action 734, if the difference between the second average and the first average is greater than a predetermined threshold, it is determined that the template is located at the drop boundary. For example, with reference to Fig. 71A, the template may slowly descend in the Y direction until the template 727 moves from the drop boundary to an image region that does not contain a drop, in which case the average value of the pixels will abruptly transition from a dark average to a lighter average. When this transition occurs, the Y position of the template 727 is considered to be at the drop boundary (e.g., Y1 in Fig. 71A). In action 735, the second position of the drop is correlated with the drop volume. For example, the Y1 value can be associated with the drop volume in a lookup table. In some embodiments of the present invention, multiple movements of the template 727 are required until the drop boundary is detected. For example, the template 727 may move in the y-direction one pixel at a time (or several pixels at a time), and multiple movements of the template 727 may be required to detect the droplet boundary. By monitoring the droplet boundary, the flow meter can control the growth of the droplet to achieve the target flow rate (e.g., the rate of transition from Y1 in Fig. 71A toY2 in Fig. 71B can be controlled by a PID control loop in the flow meter). Figs. 71B-71E show the position ofY2 that corresponds to the growth in the droplet relative to the position of Y1 in Fig. 71A.
Фиг. 72 демонстрирует модулируемую сборку 740 подсветки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Сборка 740 может быть подсветкой 18, показанной на фиг. 1 или может использоваться как подсветка для любого подходящего расходомера из раскрытых здесь. Сборка 740 включает в себя первую монтажную плату 738, вторую монтажную плату 739, первый рассеиватель 736 подсветки и второй рассеиватель 737 подсветки.Fig. 72 shows a modulated backlight assembly 740 in accordance with an embodiment of the present invention. The assembly 740 may be the backlight 18 shown in Fig. 1 or may be used as a backlight for any suitable flow meter disclosed herein. The assembly 740 includes a first mounting plate 738, a second mounting plate 739, a first backlight diffuser 736, and a second backlight diffuser 737.
Первая монтажная плата 738 включает в себя встроенные источники 822 света, которые проходят вдоль границы раздела между первым рассеивателем 736 подсветки и первой монтажной платой 738. Встроенные источники 822 света излучают свет на первый рассеиватель 736 подсветки, который направ- 49 043431 ляется наружу, как указано позицией 821. Свет 821 могут направляться к датчику изображения. Первый рассеиватель 736 подсветки рассеивает только свет, без рисунка сформированного при наблюдении датчиком изображения.The first mounting plate 738 includes built-in light sources 822 that extend along the interface between the first backlight diffuser 736 and the first mounting plate 738. The built-in light sources 822 emit light onto the first backlight diffuser 736, which is directed outward, as indicated by the number 821. The light 821 can be directed toward the image sensor. The first backlight diffuser 736 diffuses only light, without a pattern formed during observation by the image sensor.
Вторая монтажная плата 739 включает в себя встроенные источники 823 света, которые освещают второй рассеиватель 737 подсветки. Второй рассеиватель 737 подсветки создает рисунок из полосок, которые обнаруживаются в свете 821 при наблюдении датчиком изображения. Таким образом, клиент контроля (например, клиент 358 контроля, показанный на фиг. 51А) и/или расходомер (например, расходомер 7, показанный на фиг. 1) может выбирать между полосатым фоновым рисунком (активируя встроенные источники 823 света) и бесполосным фоновым рисунком (активируя встроенные источники 822 света).The second circuit board 739 includes built-in light sources 823 that illuminate the second backlight diffuser 737. The second backlight diffuser 737 creates a pattern of stripes that are detected in the light 821 when observed by the image sensor. In this way, the monitoring client (for example, the monitoring client 358 shown in Fig. 51A) and/or the flow meter (for example, the flow meter 7 shown in Fig. 1) can select between a striped background pattern (by activating the built-in light sources 823) and a non-striped background pattern (by activating the built-in light sources 822).
Например, согласно фиг. 1 и 72, расходомер 7 может использовать сборку 740 подсветки в некоторых конкретных вариантах осуществления; расходомер 7 может использовать бесполосный рисунок подсветки (активируя встроенные СИД 822 и не активируя встроенные СИД 823) для контроля роста капель и может переключаться на полосатый фоновый рисунок (активируя встроенные СИД 823 и не активируя встроенные СИД 822) для обнаружения условий образования потока.For example, with reference to Fig. 1 and 72, the flow meter 7 may utilize the backlight assembly 740 in some specific embodiments; the flow meter 7 may utilize a non-striped backlight pattern (activating the built-in LEDs 822 and not activating the built-in LEDs 823) to monitor droplet growth and may switch to a striped background pattern (activating the built-in LEDs 823 and not activating the built-in LEDs 822) to detect flow formation conditions.
Фиг. 73А-73С демонстрируют несколько видов устройства восстановления трубки 741 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 741 включает в себя ведущую шестерню 744, которая присоединена к первой восстанавливающей шестерне 742. Первая восстанавливающая шестерня 742 механически присоединена ко второй восстанавливающей шестерне 743. Трубка может располагаться между первой и второй восстанавливающими шестернями 742, 743. Участки первой и второй восстанавливающих шестерен 742, 743 образуют промежуток 745, в котором может располагаться трубка. Вращение первой и второй восстанавливающих шестерен 742, 743 уменьшает промежуток 745, когда трубка располагается между первой и второй восстанавливающими шестернями 742, 743. Переход из невосстановительной позиции в восстановительную позицию показан на фиг. 73В-73С. Например, трубка может располагаться таким образом, что закупорка давит на трубку снизу вверх (как показано на фиг. 73В). Если трубка искажается с течением времени, двигатель, присоединенный к ведущей шестерне 744, вращает шестерни 743 и 744, для оказания давления на стенки трубки (как показано на фиг. 73С) для восстановления трубки к приближенному поперечному сечению путем прижатие к участкам стенки трубки, которые расширяются за пределы центральной оси трубки таким образом, что трубка искажается, приобретая, например, овальную форму.Fig. 73A-73C show several views of the device for restoring the tube 741 in accordance with an embodiment of the present invention. The device 741 includes a drive gear 744, which is connected to a first restoration gear 742. The first restoration gear 742 is mechanically connected to a second restoration gear 743. The tube can be located between the first and second restoration gears 742, 743. Portions of the first and second restoration gears 742, 743 form a gap 745, in which the tube can be located. Rotation of the first and second restoration gears 742, 743 reduces the gap 745 when the tube is located between the first and second restoration gears 742, 743. The transition from the non-restoring position to the restoring position is shown in Fig. 73B-73C. For example, the tube may be positioned such that the blockage presses on the tube from the bottom up (as shown in Fig. 73B). If the tube is distorted over time, the motor connected to the drive gear 744 rotates the gears 743 and 744 to exert pressure on the walls of the tube (as shown in Fig. 73C) to restore the tube to an approximate cross-section by pressing against the sections of the tube wall that expand beyond the central axis of the tube in such a way that the tube is distorted, acquiring, for example, an oval shape.
Фиг. 74 демонстрирует систему для регулирования расхода текучей среды 746 с использованием клапана 747, имеющего две гибкие полоски 753 и 754 (см. фиг. 75); и фиг. 75 демонстрирует клапан 746, показанный на фиг. 74 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В необязательном порядке, двигатель может быть присоединен к клапану 746 для управления расходомером в одном варианте осуществления.Fig. 74 shows a system for regulating the flow rate of a fluid 746 using a valve 747 having two flexible strips 753 and 754 (see Fig. 75); and Fig. 75 shows the valve 746 shown in Fig. 74 in accordance with an embodiment of the present invention. Optionally, a motor may be connected to the valve 746 to control the flow meter in one embodiment.
Как показано на фиг. 75, клапан 74 включает в себя две гибкие полоски 753, 754, причем между ними может располагаться трубка, направляющий вал 752, две направляемые детали 749, 750, винт 751 и маховичок 748.As shown in Fig. 75, the valve 74 includes two flexible strips 753, 754, and between them a tube, a guide shaft 752, two guided parts 749, 750, a screw 751 and a handwheel 748 can be located.
При вращении маховичка 748, винт 751 вращается. Вращающийся винт 751 тянет дальнюю направляющую деталь 750 к ближней направляющей детали 749 (поскольку дальняя направляющая деталь 750 включает в себя внутренние резьбы, и винт 751 свободно вращается в ближней направляющей детали 749).When the handwheel 748 rotates, the screw 751 rotates. The rotating screw 751 pulls the distant guide part 750 toward the near guide part 749 (since the distant guide part 750 includes internal threads, and the screw 751 rotates freely in the near guide part 749).
Направляющая 751 направляет перемещение дальней направляющей детали 750. Направляющая 751 присоединена к ближней направляющей детали 749.The guide 751 guides the movement of the distant guide part 750. The guide 751 is connected to the nearby guide part 749.
Фиг. 76А демонстрирует клапан 755, который использует пузырь 758 на основе текучей среды в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Клапан 755 включает в себя две створки 756, 757, пузырь 758 и плунжер 759. Плунжером 759 может быть любой источник текучей среды. Пузырь 758 может располагаться в полости 764, и трубка может проходить через пузырь 758 и располагаться в каналах 760 и 761. После этого, створка 757 может располагаться поверх пузыря 758 таким образом, что полость 765 располагается поверх пузыря 758. Затем две створки 756, 757 можно соединить друг с другом ультразвуковой сваркой, временно прижать друг к другу и/или достаточно долго удерживать вместе. После этого, привод (например, привод, управляемый раскрытым здесь расходомером) можно приводить в действие для перемещения текучей среда в пузырь 758 или из него с помощью плунжера 759.Fig. 76A shows a valve 755 that uses a fluid-based bubble 758 according to an embodiment of the present invention. The valve 755 includes two flaps 756, 757, a bubble 758 and a plunger 759. The plunger 759 can be any source of fluid. The bubble 758 can be located in the cavity 764, and the tube can pass through the bubble 758 and be located in the channels 760 and 761. After this, the flap 757 can be positioned over the bubble 758 such that the cavity 765 is positioned over the bubble 758. Then, the two flaps 756, 757 can be connected to each other by ultrasonic welding, temporarily pressed against each other and/or held together for a sufficiently long time. Thereafter, an actuator (e.g., an actuator controlled by the flow meter disclosed herein) may be actuated to move fluid into or out of bladder 758 via plunger 759.
Фиг. 76В демонстрирует вид в разрезе клапана 755 в сборе, показанного на фиг. 76А, с двумя эластомерными наполнителями 1002, 1004 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Эластомерные наполнители 1002, 1004 помогают удерживать трубку 1000 на месте и помогают восстанавливать трубку 1000 при сдувании пузыря 758.Fig. 76B shows a sectional view of the valve 755 assembly shown in Fig. 76A with two elastomeric fillers 1002, 1004 in accordance with an embodiment of the present invention. The elastomeric fillers 1002, 1004 help hold the tube 1000 in place and help restore the tube 1000 when the bubble 758 is deflated.
Фиг. 77 демонстрирует систему 766 для регулирования расхода текучей среды с использованием клапана 769, имеющего две гибкие полоски 771, 772, приводимые в движение линейным приводом 822 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 78 демонстрирует линейный привод 822, приводящий в действие клапан 769 для воспрепятствования протеканию текучей среды черезFig. 77 shows a system 766 for regulating the flow of fluid using a valve 769 having two flexible strips 771, 772 driven by a linear actuator 822 in accordance with an embodiment of the present invention. Fig. 78 shows a linear actuator 822 actuating a valve 769 to prevent fluid from flowing through
- 50 043431 трубку 775. Клапан 769 присоединен к двум соединительным приспособлениям 767 и 768. Ближнее соединительное приспособление 768 перемещается линейным приводом 822, тогда как дальнее соединительное приспособление 767 зафиксировано относительно неподвижного конца линейного привода 822.- 50 043431 tube 775. Valve 769 is connected to two connecting devices 767 and 768. The near connecting device 768 is moved by the linear actuator 822, while the far connecting device 767 is fixed relative to the fixed end of the linear actuator 822.
Фиг. 79 демонстрирует крупный план клапана 769, показанного на фиг. 77-78. Клапан 769 включает в себя две полоски 771, 772 (которые могут быть металлическими полосками) в которых может располагаться трубка 775. Две полоски 771, 772 клапана 769 могут быть присоединены к первой концевой конструкции 773 и второй концевой конструкции 774. Первая концевая конструкция 773 может быть присоединена к дальнему соединительному приспособлению 767, и вторая концевая конструкция 774 может быть присоединена к ближнему соединительному приспособлению 768 (см. фиг. 77-78). Струна 770 или мембрана может быть обернута вокруг трубки 775 таким образом, что, при распрямлении полосок 771, 772, струна 770 прижимается к боковым стенкам трубки 775, способствуя округлению трубки 775. Мембрана может быть выполнена из гибкого, но не растяжимого материала (или минимально растяжимого материала). Фиг. 80 демонстрирует крупный план клапана, приводимого в действие, как показано на фиг. 78. Заметим, что струна 770 продета через отверстия 776 и 778. Струна 770 (которая может быть металлической) обвивается вокруг трубки 775 таким образом, что при открытии клапана 769, струна 770 восстанавливает трубку 775.Fig. 79 shows a close-up view of the valve 769 shown in Figs. 77-78. The valve 769 includes two strips 771, 772 (which may be metal strips) in which a tube 775 may be located. The two strips 771, 772 of the valve 769 may be connected to a first end structure 773 and a second end structure 774. The first end structure 773 may be connected to a distant connecting device 767, and the second end structure 774 may be connected to a near connecting device 768 (see Figs. 77-78). A string 770 or membrane may be wrapped around a tube 775 in such a way that, when strips 771, 772 are straightened, the string 770 is pressed against the side walls of the tube 775, helping to round the tube 775. The membrane may be made of a flexible, but not stretchable material (or a minimally stretchable material). Fig. 80 shows a close-up of a valve actuated as shown in Fig. 78. Note that the string 770 is threaded through openings 776 and 778. The string 770 (which may be metallic) is wrapped around the tube 775 in such a way that, when valve 769 opens, the string 770 restores the tube 775.
Фиг. 81 демонстрирует несколько изображений для использования с целью иллюстрации способа оценивания роста капли и/или расхода текучей среды, представленного на фиг. 82А-82В, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 81 демонстрирует изображения 771-777, упомянутые ниже в связи с фиг. 82А-82В.Fig. 81 shows several images for use in illustrating the method for estimating droplet growth and/or fluid flow rate shown in Figs. 82A-82B, in accordance with an embodiment of the present invention. Fig. 81 shows images 771-777 mentioned below in connection with Figs. 82A-82B.
Фиг. 82А-82В демонстрируют блок-схему операций, иллюстрирующую способ 803 оценивания роста капли и/или расхода текучей среды. Способ 803 включает в себя действия 804-818.Fig. 82A-82B show a flow chart illustrating a method 803 for estimating droplet growth and/or fluid flow rate. The method 803 includes actions 804-818.
Действие 804 захватывает первое изображение (например, изображение 771 на фиг. 81). Первое изображение может быть изображением капельницы в градации серого. Капельница может равномерно освещаться с полосатым рисунком на дне капельницы (т.е. на верхнем участке капельницы фоновый рисунок отсутствует).Action 804 captures a first image (e.g., image 771 in Fig. 81). The first image may be a grayscale image of an IV drip. The IV drip may be uniformly illuminated with a striped pattern at the bottom of the IV drip (i.e., there is no background pattern at the top of the IV drip).
Действие 805 создает первое ограниченное изображение с использованием первого изображения. Первое ограниченное изображение может быть изображением 774 на фиг. 81. Первое ограниченное изображение можно получить, сравнивая каждый пиксель из первого изображения с пороговым значением (например, задавая соответствующий пиксель ограничиваемого изображения равным 0, если соответствующий пиксель первого изображения выше порога, или задавая соответствующий пиксель ограничиваемого изображения равным 1, если соответствующий пиксель первого изображения ниже порога). Это действие призвано выделять области, где перед фоном присутствует вода.Action 805 creates a first bounded image using the first image. The first bounded image may be image 774 in Fig. 81. The first bounded image may be obtained by comparing each pixel of the first image to a threshold value (e.g., by setting the corresponding pixel of the bounded image to 0 if the corresponding pixel of the first image is above the threshold, or by setting the corresponding pixel of the bounded image to 1 if the corresponding pixel of the first image is below the threshold). This action is intended to highlight areas where water is present in front of the background.
В некоторых конкретных вариантах осуществления, пороговый уровень обновляется для всякого нового изображения, чтобы гарантировать, что поддерживается заранее определенное отношение от 1 до 0 пикселей для выделения капли. Отношение можно обновлять для использования действием 805 при повторном использовании, или обновление может регулировать порог, пока не будет достигнуто заранее определенное отношение от 1 до 0 пикселей, и затем использовать первое ограниченное изображение для остального способа 803.In some specific embodiments, the threshold level is updated for each new image to ensure that the predetermined ratio of 1 to 0 pixels for blob extraction is maintained. The ratio can be updated for use by action 805 upon repeated use, or the update can adjust the threshold until the predetermined ratio of 1 to 0 pixels is achieved, and then the first constrained image is used for the remainder of method 803.
Действие 806 определяет набор пикселей в первом ограниченном изображении, связанный с заранее определенным набором пикселей в первом ограниченном изображении. Заранее определенный набор пикселей может определяться реперными точками, нанесенными на капельницу или отверстие, в котором формируются капли. Заранее определенный набор пикселей может быть заранее определенным набором значений x, y, которые соответствуют пикселям. Действие 806 может использовать алгоритм анализа соединенных компонентных изображений.Action 806 determines a set of pixels in the first bounded image that is associated with a predetermined set of pixels in the first bounded image. The predetermined set of pixels may be defined by reference points applied to the dropper or orifice in which the droplets are formed. The predetermined set of pixels may be a predetermined set of x, y values that correspond to the pixels. Action 806 may utilize a joined component image analysis algorithm.
Действие 807 фильтрует все остальные пиксели первого ограниченного изображения, которые не связаны с набором пикселей. Фильтр действует на попиксельной основе во временной области для генерации первого фильтрованного изображения. Первое фильтрованное изображение является оценкой неактивного (например, происходящего из признаков, не представляющих интерес в изображении) участка первого ограниченного изображения (изображения 774 на фиг. 81). Фильтром может быть любой фильтр, например, любой описанный здесь фильтр.Action 807 filters all remaining pixels of the first bounded image that are not associated with the set of pixels. The filter operates on a pixel-by-pixel basis in the time domain to generate a first filtered image. The first filtered image is an estimate of the inactive (e.g., resulting from features of no interest in the image) portion of the first bounded image (image 774 in Fig. 81). The filter may be any filter, such as any filter described herein.
Действие 808 удаляет пиксели, в отношении которых определено, что они не являются частью капли, из первого ограниченного изображения с использованием первого фильтрованного изображения для генерации второго изображения (например, изображения 775 на фиг. 81). Пиксель во втором изображении задается равным 1, если соответствующий пиксель в первом ограниченном изображении равен 1, и соответствующий пиксель в первом фильтрованном изображении меньше 0.5, в противном случае, пиксель задается равным 0.Action 808 removes pixels determined to not be part of a droplet from the first constrained image using the first filtered image to generate a second image (e.g., image 775 in Fig. 81). A pixel in the second image is set to 1 if the corresponding pixel in the first constrained image is 1, and the corresponding pixel in the first filtered image is less than 0.5; otherwise, the pixel is set to 0.
Действие 809 определяет второй набор пикселей во втором изображении, связанный с заранее определенным набором пикселей во втором изображении, для генерации третьего изображения (например, изображения 776 на фиг. 81). Третье изображение идентифицирует второй набор пикселей во втором изображении. Действие 809 находит набор светящихся пикселей во втором изображении, связанный с заранее определенным набором пикселей (например, пикселями, представляющими отверстие, в которомAction 809 determines a second set of pixels in the second image associated with the predetermined set of pixels in the second image to generate a third image (e.g., image 776 in Fig. 81). The third image identifies the second set of pixels in the second image. Action 809 finds a set of illuminated pixels in the second image associated with the predetermined set of pixels (e.g., pixels representing an opening in which
- 51 043431 формируются капли).- 51 043431 drops are formed).
Действие 810 определяет первую длину капли, отсчитывая количество строк, содержащих пиксели, соответствующие второму набору пикселей в третьем изображении. Таким образом, длина капли определяется как равная последней светящейся строки в наборе пикселей, найденном в действии 809. Первая длина соответствует первому оценочному размеру капли.Action 810 determines the first droplet length by counting the number of rows containing pixels corresponding to the second set of pixels in the third image. Thus, the droplet length is determined to be equal to the last illuminated row in the set of pixels found in action 809. The first length corresponds to the first estimated droplet size.
Действие 811 обновляет изображение фона с использованием первого изображения. Фильтр низких частот можно использовать для обновления каждый значение пикселя в изображении фона. Фильтр с бесконечной импульсной характеристикой можно использовать для обновления изображения фона с использованием первого изображения. Пиксель в изображении фона обновляется только для строк ниже первой длины плюс заранее определенная защитная зона. Пиксель в изображении фона обновляется посредством низкочастотной фильтрации значение из соответствующего пикселя в первом изображении.Action 811 updates the background image using the first image. A low-pass filter can be used to update each pixel value in the background image. An infinite impulse response filter can be used to update the background image using the first image. A pixel in the background image is updated only for rows below the first length plus a predetermined guard zone. A pixel in the background image is updated by low-pass filtering the value from the corresponding pixel in the first image.
Действие 812 создает второе ограниченное изображение (например, изображение 772 на фиг. 81), сравнивая первое изображение с изображением фона. Таким образом, для генерации второго ограниченного изображения, из первого изображения вычитается изображение фона, и, на попиксельной основе, абсолютное значение каждого пикселя устанавливается равным 1, если оно выше второго порогового значения, и устанавливается равным 0, если оно ниже второго порогового значения.Action 812 creates a second limited image (e.g., image 772 in Fig. 81) by comparing the first image with the background image. Thus, to generate the second limited image, the background image is subtracted from the first image, and, on a pixel-by-pixel basis, the absolute value of each pixel is set to 1 if it is above the second threshold value, and set to 0 if it is below the second threshold value.
Действие 813 суммирует строки второго ограниченного изображения для создания множества строковых сумм (см. изображение 773 на фиг. 81). Каждая строковая сумма соответствует строке второго ограниченного изображения.Action 813 sums the rows of the second bounded image to create a plurality of row sums (see image 773 in Fig. 81). Each row sum corresponds to a row of the second bounded image.
Действие 814 начинается в позиции строки второго ограниченного изображения, имеющего первую сумму из множества сумм, которая соответствует первой длине. Позиция строки увеличивается в действии 815. Действие 816 определяет, соответствуют ли текущая позиция строки соответствующей строковой сумме, которая ниже порога, например, нуля. Если нет, то действие 815 осуществляется снова, пока текущая позиция строки не будет соответствовать соответствующей строковой сумме, равной нулю, и затем способ 803 переходит к действию 817.Action 814 begins at the row position of the second bounded image having a first sum of a plurality of sums that corresponds to a first length. The row position is incremented in action 815. Action 816 determines whether the current row position corresponds to a corresponding row sum that is below a threshold, such as zero. If not, then action 815 is performed again until the current row position corresponds to a corresponding row sum equal to zero, and then the method 803 proceeds to action 817.
Действие 817 определяет, что вторая длина равна текущей позиции строки. Вторая длина соответствует второму оценочному размеру капли. Действие 818 усредняет первую и вторую длины для определения средней длины. Средняя длина соответствует третьему оценочному размеру капли. Благодаря использованию первой и второй длин для определения средней длины, эффекты конденсации на внутренних стенках капельницы ослабляются. Таким образом, две оценки длины капли создаются с целью компенсации влияния наличия конденсации на каждую длину. Для первой длины характерна недооценка длины капли, если капля конденсации пересекается с растущей каплей из крана. Для второй длины характерна переоценка длины капли, если капля конденсации пересекается с растущей каплей из крана. Их среднее значение обеспечивает более надежную оценку при наличии конденсации. В отсутствие конденсации, оценка почти равны. В других вариантах осуществления, для оценивания размера капли используется только одна из первой и второй длины.Action 817 determines that the second length is equal to the current row position. The second length corresponds to the second estimated drop size. Action 818 averages the first and second lengths to determine the average length. The average length corresponds to the third estimated drop size. By using the first and second lengths to determine the average length, the effects of condensation on the inner walls of the dripper are mitigated. Thus, two drop length estimates are created to compensate for the effect of condensation on each length. The first length tends to underestimate the drop length if the condensation drop intersects with a growing drop from the faucet. The second length tends to overestimate the drop length if the condensation drop intersects with a growing drop from the faucet. Their average provides a more reliable estimate in the presence of condensation. In the absence of condensation, the estimates are nearly equal. In other embodiments, only one of the first and second lengths is used to estimate the drop size.
Фиг. 83 демонстрирует блок-схему операций способа 900 понижения шума от конденсации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ 900 включает в себя действия 902-910.Fig. 83 shows a flow chart of operations of a method 900 for reducing condensation noise in accordance with an embodiment of the present invention. The method 900 includes actions 902-910.
Действие 902 захватывает изображение капельницы. Действие 904 осуществляет операцию обнаружения границ по Кэнни на изображении для генерации первого обработанного изображения. Действие 906 осуществляет операцию И в отношении пикселя на первой стороне оси первого обработанного изображения с соответствующим зеркально-симметричным пикселем на второй стороне оси первого обработанного изображения. Таким образом, действие 902 образует ось в первом обработанном изображении, и осуществляет операцию И в отношении каждого пикселя на одной стороне с пикселем с другой стороны, таким образом, что пиксель с другой стороны симметричен пикселю на первой стороне. Например, изображение 40 (по оси x) на 40 (по оси y) может иметь ось, заданную между столбцами пикселей 19 и 20. Верхний левый пиксель будет пикселем (1,1). Пиксель в положении (1, 5) подвергается операции И с пикселем в положении (40, 5). Результирующий пиксель будет использоваться для обоих положений (1, 5) и (40, 5) для генерации второго обработанного изображения.Action 902 captures an image of the IV drip. Action 904 performs a Canny edge detection operation on the image to generate a first processed image. Action 906 ANDs a pixel on a first side of the axis of the first processed image with a corresponding mirror-symmetric pixel on a second side of the axis of the first processed image. Thus, action 902 forms an axis in the first processed image and ANDs each pixel on one side with a pixel on the other side such that the pixel on the other side is symmetrical to the pixel on the first side. For example, a 40 (along the x-axis) by 40 (along the y-axis) image may have an axis defined between pixel columns 19 and 20. The upper-left pixel would be pixel (1,1). The pixel at position (1,5) is ANDed with the pixel at position (40,5). The resulting pixel will be used for both positions (1, 5) and (40, 5) to generate the second processed image.
Таким образом, после осуществления действия 906, действие 908 определяет, все ли пиксели обработаны. Действие 908 повторяет действие 906, пока все пиксели не будут обработаны. Действие 910 обеспечивает второе обработанное изображение, полученное в результате всех операций И.Thus, after step 906, step 908 determines whether all pixels have been processed. Step 908 repeats step 906 until all pixels have been processed. Step 910 produces a second processed image resulting from all AND operations.
Специалисты в данной области техники могут предложить различные альтернативы и модификации, не выходя за рамки раскрытия. Соответственно, настоящее изобретение призвано охватывать все подобные альтернативы, модификации и вариации.Those skilled in the art may devise various alternatives and modifications without departing from the scope of the disclosure. Accordingly, the present invention is intended to encompass all such alternatives, modifications, and variations.
Дополнительно, хотя здесь показаны в чертежах и/или рассмотрены некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, это не означает, что раскрытие ограничивается ими, поскольку предполагается, что раскрытие охватывает максимально широкий объем в данной области техники, и то же самое относится к описанию изобретения. Таким образом, вышеприведенное описание не следует рассматривать в порядке ограничения, но лишь как подборку конкретных вариантов осуществления. Специалисты в данной области техники могут предложить другие модификации в рамках объема и сущности нижесле-Additionally, although some embodiments of the present invention are shown and/or discussed in the drawings, this does not mean that the disclosure is limited thereto, since the disclosure is intended to cover the broadest scope possible in the art, and the same applies to the description of the invention. Accordingly, the above description should not be considered limiting, but merely as a selection of specific embodiments. Those skilled in the art may suggest other modifications within the scope and spirit of the following.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| USPCT/US11/66588 | 2011-12-21 | ||
| US61/578,674 | 2011-12-21 | ||
| US61/578,658 | 2011-12-21 | ||
| US13/333,574 | 2011-12-21 | ||
| US61/578,649 | 2011-12-21 | ||
| US61/651,322 | 2012-05-24 | ||
| US61/679,117 | 2012-08-03 |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA043431B1true EA043431B1 (en) | 2023-05-24 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11449037B2 (en) | System, method, and apparatus for monitoring, regulating, or controlling fluid flow | |
| AU2021203371B2 (en) | Apparatus for controlling fluid flow | |
| US10876868B2 (en) | System, method, and apparatus for monitoring, regulating, or controlling fluid flow | |
| US10488848B2 (en) | System, method, and apparatus for monitoring, regulating, or controlling fluid flow | |
| US9372486B2 (en) | System, method, and apparatus for monitoring, regulating, or controlling fluid flow | |
| EP3006010B1 (en) | System, method, and apparatus for monitoring, regulating, or controlling fluid flow | |
| AU2016225879B2 (en) | Apparatus for controlling fluid flow | |
| EA043431B1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING FLUID FLOW | |
| NZ723930B2 (en) | Apparatus for controlling fluid flow | |
| NZ725469B2 (en) | Apparatus for controlling fluid flow | |
| NZ741745B2 (en) | Apparatus for controlling fluid flow |