輸液管內空氣排除器

文/長沙市長郡芙蓉中學 陳鑫 胡梓萱 指導老師 陳水章

輸液管內空氣排除器

文/長沙市長郡芙蓉中學 陳鑫 胡梓萱 指導老師 陳水章

醫生在給病人輸液時，有時會因為一瓶藥水打完，沒來得及換上新藥水時，空氣就進入到莫菲氏管以下的輸液管中。為了避免空氣進入病人體內，醫生一般采用的方法是用手指彈輸液管或將輸液管纏繞手指上將管內的空氣排除，但效果很差，費時費力也很麻煩。因此我們設計了一種可以快速排除輸液管內空氣的裝置，以此來減輕病人的痛苦和醫生的操作難度。

輸液管內空氣排除器裝置由電動機、不對稱擺輪、電池盒、電池組、開關等部分組成。其設計原理是：由電池組驅動電動機，電動機帶動不對稱擺輪旋轉產生震動效果，不對稱擺輪振動時引起輸液管的震動，從而將輸液管內的空氣柱震碎成小氣泡，小氣泡隨著震動上升到莫菲氏管內，從而達到將輸液管內的空氣快速、徹底排除的效果。輸液管內空氣排除器的示意圖和效果圖如下圖所示：

輸液管內空氣排除器示意圖

該設計是由一杯雪碧聯想到的，平時看到雪碧液體內部存有大量的氣泡，靠在杯底或杯壁上的氣泡不上升或上升緩慢，而液體內部的氣泡則上升得較快。而輸液管內的空氣柱主要是因為靠著管壁才會不上升的，因此要想將管內的空氣快速排除，就得對輸液管產生一定的振動，讓輸液管內的空氣柱振碎成小氣泡脫離管壁。本裝置采用的是手機震動的原理(電動機帶動凸輪轉動產生震動)將輸液管內的空氣柱震碎成小氣泡，然后排除掉。

輸液管內空氣排除器實物效果圖

輸液管內空氣排除器的性能測試及與傳統排除空氣方法的對比如下：采用輸液管內空氣排除器排除空氣的平均速度是0.54秒每厘米空氣柱，采用手指彈輸液管排空氣法的平均速度是2.40秒每厘米空氣柱，輸液管內空氣排除器排除空氣的平均速度是手指彈輸液管排除空氣法平均速度的4.4倍，由此可說明輸液管內空氣排除器具有非常明顯的效果，能大大縮短護士操作的時間，降低護士操作的難度與強度，特別是在進入空氣量較多時更為明顯。從某種意義上說，也能為挽救生命贏得寶貴的時間。

本項目的創新點是：1.改變了原來用手指彈或纏繞手指的辦法，采用了電池驅動小電機產生振動的機械裝置，帶動輸液管振動，將管內的空氣柱震碎成小氣泡脫離管壁，達到快速上升的目的。2.運用對比實驗，比較了采用不同方法，作用不同的位置，施加不同的振動頻率對排除管內空氣效率的影響。通過實驗得出的結論是：采用本項目的設計制作的輸液管內空氣排除器，振動頻率在3000至5000赫茲，振動空氣柱上面的水柱，排除輸液管內空氣的效果最好。

本裝置獲得26屆青少年科技創新大賽二等獎。

責編/畢海蛟