输液管内空气排除器

文/长沙市长郡芙蓉中学 陈鑫 胡梓萱 指导老师 陈水章

输液管内空气排除器

文/长沙市长郡芙蓉中学 陈鑫 胡梓萱 指导老师 陈水章

医生在给病人输液时，有时会因为一瓶药水打完，没来得及换上新药水时，空气就进入到莫菲氏管以下的输液管中。为了避免空气进入病人体内，医生一般采用的方法是用手指弹输液管或将输液管缠绕手指上将管内的空气排除，但效果很差，费时费力也很麻烦。因此我们设计了一种可以快速排除输液管内空气的装置，以此来减轻病人的痛苦和医生的操作难度。

输液管内空气排除器装置由电动机、不对称摆轮、电池盒、电池组、开关等部分组成。其设计原理是：由电池组驱动电动机，电动机带动不对称摆轮旋转产生震动效果，不对称摆轮振动时引起输液管的震动，从而将输液管内的空气柱震碎成小气泡，小气泡随着震动上升到莫菲氏管内，从而达到将输液管内的空气快速、彻底排除的效果。输液管内空气排除器的示意图和效果图如下图所示：

输液管内空气排除器示意图

该设计是由一杯雪碧联想到的，平时看到雪碧液体内部存有大量的气泡，靠在杯底或杯壁上的气泡不上升或上升缓慢，而液体内部的气泡则上升得较快。而输液管内的空气柱主要是因为靠着管壁才会不上升的，因此要想将管内的空气快速排除，就得对输液管产生一定的振动，让输液管内的空气柱振碎成小气泡脱离管壁。本装置采用的是手机震动的原理(电动机带动凸轮转动产生震动)将输液管内的空气柱震碎成小气泡，然后排除掉。

输液管内空气排除器实物效果图

输液管内空气排除器的性能测试及与传统排除空气方法的对比如下：采用输液管内空气排除器排除空气的平均速度是0.54秒每厘米空气柱，采用手指弹输液管排空气法的平均速度是2.40秒每厘米空气柱，输液管内空气排除器排除空气的平均速度是手指弹输液管排除空气法平均速度的4.4倍，由此可说明输液管内空气排除器具有非常明显的效果，能大大缩短护士操作的时间，降低护士操作的难度与强度，特别是在进入空气量较多时更为明显。从某种意义上说，也能为挽救生命赢得宝贵的时间。

本项目的创新点是：1.改变了原来用手指弹或缠绕手指的办法，采用了电池驱动小电机产生振动的机械装置，带动输液管振动，将管内的空气柱震碎成小气泡脱离管壁，达到快速上升的目的。2.运用对比实验，比较了采用不同方法，作用不同的位置，施加不同的振动频率对排除管内空气效率的影响。通过实验得出的结论是：采用本项目的设计制作的输液管内空气排除器，振动频率在3000至5000赫兹，振动空气柱上面的水柱，排除输液管内空气的效果最好。

本装置获得26届青少年科技创新大赛二等奖。

责编/毕海蛟