微量注射器范文

2024-08-18

微量注射器范文(精选10篇)

微量注射器 第1篇

微量注射器可用于手动进样的气相色谱仪中, 每次使用之后都需要清洗, 既防止残留对注射器造成堵塞, 又防止影响下一次气相测定的结果。一般使用可溶解样品的有机溶剂等进行清洗。由于样品的极性不同, 有机溶剂性质不同, 故而为保证清洁完成, 必须对清洁方法进行摸索, 主要包括使用溶剂与清洁次数。本文旨在探讨注射器清洗的方法。

1 气相手动进样器概述

医药行业中, 气相色谱仪是原材料、中间体及药品成品检测所用到的最普遍的仪器之一。从进样方式来说, 可以分为自动进样与手动进样。目前来看, 气相色谱仪手动与自动进样方法都比较普遍。而使用手动进样仪器时, 微量注射器会被选择作为进样器使用, 其广泛应用于热稳定的气体和沸点一般在500℃以下的液体样品的分析。用于气相色谱分析的微量注射器种类很多, 可根据样品性质选用不同的注射器。笔者所在单位所使用微量注射器是尖头, 规格是10μL。

微量注射器在使用时有一些注意事项。首先, 要避免触摸针筒, 防止体温对内容物产生热传递。其次, 在进样时, 要将气泡全部挤出后, 才能注射, 否则会损坏仪器。微量注射器的使用寿命取决于其清洁方法, 包括使用溶剂与清洁次数。一般来说, 会选取能够使内容物溶解的合适的有机溶剂, 如丙酮、甲醇等, 每次使用完, 用该有机溶剂清洗一定次数, 至样品在注射器内无残留。

本文所涉及的微量注射器清洁方法事实上也适用于自动进样的仪器, 在工作站中进行设定即可。

2 实验设计

2.1 使用溶剂的讨论

若是固体样品, 进样时需要用合适的溶剂将其溶解后方可, 至少要求样品在该溶剂中具有一定的溶解性, 选择清洗溶剂时, 可以选择该溶剂;若该溶剂对注射器具有腐蚀性或本身具有粘性, 必须选取另一种无腐蚀性、无粘性溶剂清洗。

若是液体样品, 可以直接进样。除非该样品会对针体造成腐蚀或者本身具有粘性, 导致针体粘连影响注射器的使用寿命。如果溶剂无以上情况则可以选择不清洗, 或者选择无毒且易挥发的无水乙醇作为清洗溶剂。

2.2 清洗次数的探讨

在进行清洁次数的探讨时, 笔者设计了一个小实验, 以此来研究可以完全清洗干净的最少洗针次数。

实验设计:在本实验中, 选取的样品是柠檬酸, 在处理前为固体, 选用甲醇作为溶剂。取少量样品溶于甲醇中, 配制成约0.1g/mL的溶液, 待用。再按照实验方法进行操作。由于在进行气相分析时, 样品的要求浓度一般较小, 于是本实验在设计时, 将浓度扩大到了原本液体进样的, 并没有选取多次实验的平均值, 而是选取了结果最差的一组, 因为笔者认为, 在“最劣工况下”所进行的清洁可以完全, 那么其他条件下也同样没有问题。

原理:无论浓度多少, 柠檬酸的出峰时间不变

溶剂:甲醇

样品:柠檬酸

仪器:气相:Agilent 7890A

微量注射器:10μL

进样量:0.4μL

运行时间:20min

实验方法: (1) 用甲醇将注射器润洗10~20 次后, 将空白样甲醇进一针, 获得空白样图谱BLANK (见图1) ; (2) 取样品, 润洗10~20 次后进一针, 获得样品图谱NMS (见图2) ; (3) 用该溶剂冲洗注射器10 次、20 次、30 次、40 次后, 分别进样, 获得4个图谱, 编号为RINSE-A, RINSE-B, RINSE-C, RINSE-D (见图3-6) 。

实验分析:观察NMS中柠檬酸的出峰时间, 在4.1 与4.7min处分别有2 个较大峰, 面积分别为993.7 与236.7, 将RINSE的4 个图谱按照X轴表示清洗次数RINSE-A, RINSE-B, RINSE-C, RINSE-D, Y轴表示主要峰面积绘制表格, 得到图7。

实验结果:选用合适的溶剂进行清洗, 由图7 可以看出, 冲洗30 次已经接近完全洗净, 40 次可以完全洗净。

3 结论

根据所进行实验可以得出结论, 选择溶剂时, 应选择对注射器无腐蚀性, 本身无粘性的, 且正常情况下固体样品在该溶剂中溶解性至少为可溶;液体样品可以不清洗或用无水乙醇, 笔者建议使用无水乙醇。用所选择的溶剂进行清洗时, 冲洗20~30 次即可清洗干净, 建议次数为30~40 次, 防止操作不当引起误差等。分析人员进行工作时, 需要注意这些细微之处, 不能用感觉来判断是否达到标准。故而, 遇到新物质、新溶剂或者新的分析方法时, 微小之处如清洗自动进样器方法也需要进行科学的摸索, 形成规范性、有依据的操作流程。注意细节才能做好分析工作。

摘要:文章通过设计实验, 探讨洗净微量注射器所需要的溶剂与次数, 建立相关清洗方法, 为气相工作者提供参考。

微量注射器 第2篇

流动注射光度法测定矿井水中微量氟化物

研究了在pH 2.76氨基乙酸-盐酸缓冲溶液中,Fe3+对H2O2氧化2,4-二氨基苯酚(DAP)褪色具有催化作用.游离F-离子与Fe3+形成的`稳定络合物可阻抑催化作用,阻抑程度与F-量线性相关.基于此 ,将流动注射技术引入分析体系,建立了测定微量F-的流动注射催化光度分析法.结果表明:λmax为500 nm,F-测定的线性范围为0.0~9.0 mg/L;检出限为0.09 mg/L ;测定频率为90次/h;RSD<5%(n=6).本法灵敏度高,选择性好,分析速度快,可用于测定矿井水和自来水中微量 F-.

作 者:宋元林  作者单位:湘潭工学院化学工程系,湘潭,411201 刊 名:分析化学  ISTIC SCI PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY 年,卷(期): 30(6) 分类号:O65 关键词:流动注射分析   分光光度法,氟化物,矿井水  

注射微量元素治疗僵猪效果好 第3篇

1.胎僵。主要由母猪引起,或近亲繁殖或母猪年龄过大,或后备母猪过早配种,妊娠母猪饲养管理不当,营养不足;与公猪也有一定关系,公猪配种过早或公猪年龄过大,精血不旺,造成仔猪先天不足,生长发育缓慢,形成胎僵。在农村散养时,有的养猪户后备母猪体重不足50公斤就配种,有的母猪使用年限在10年以上。

2.乳僵。泌乳母猪饲养管理不当,或产后没几天生病死去,而使仔猪无乳或少乳,以致不能满足仔猪营养需要,生长停滞;或仔猪生后护理不当,没有给仔猪合理固定乳头,弱小仔猪得不到足够的母乳,长期处于饥饿状态,形成乳僵。在同一窝仔猪中,最小猪中有一部分成为僵猪就是这一原因引起的。

3.食僵。仔猪补饲晚,日粮品质差,或断奶后仔猪大群饲养,弱小仔猪得不到充足的饲料,造成成长缓慢,形成食僵。

4.病僵。仔猪多次或反复患病,如仔猪白痢、营养性贫血,仔猪副伤寒、喘气病、体内外寄生虫等,严重影响仔猪的生长发育,形成僵猪。

我们在长年养猪实践中总结出了治疗僵猪的很多种方法,比如注射鸡蛋清、中草药治疗等等,但效果慢、成本高、时间长。下面给大家介绍的对僵猪注射微量元素的方法将完全改变这一情况,对僵猪注射一次,一般20天就能够让僵猪恢复到正常猪的生长水平。

由四川农业大学教授发明的牲畜高效助长剂(俗称一针肥),是由铁、锌、钴等多种微量元素经上千次试验后搭配成的一种生命元平衡补给剂,能激活机体内上万种酶的活性,从而提高机体免疫功能,改善各器官组织循环,增加血液循环量,修复病损器官,提高动物消化吸收能力。实践证明,牲畜高效助长剂对治疗僵猪操作简单,效果明显。

具体操作方法是:先对僵猪进行驱虫,40公斤以下体重第一次注射8毫升,10天后再补注一次6毫升。对注射部位采用碘酒消毒后注射,15公斤以下的猪使用1.5厘米针头,15~30公斤的猪使用2厘米针头,超过30公斤以上的猪使用2.5~3厘米针头。注射部位为耳朵后面7~15厘米肌肉,注射完抽出针头时,用大拇指对注射部位来回按压3秒钟以上,以利于药水快速分散和吸收。

注射后1周,僵猪的食欲开始增加,2周左右毛色开始变得红润,20天左右恢复正常生长速度。比采用注射鸡蛋清的治疗方法疗效高2倍以上;比采用多种中草药等混合治疗的方法更简单,效果更明显。(广西 唐振华)

微量注射器 第4篇

注射泵主要用于升压药、降压药、激素、化疗药物等的注射及重症病房对患者进行心血管功能药物的持续微量注射,因此要求微量注射泵泵出的流量非常稳定。注射泵工作的稳定包括注射流量和注射容积的稳定,而影响注射泵工作稳定的因素多种多样,如动力源、丝杆形位误差、注射液中存在气泡、注射器与注射泵不匹配等。本文主要讨论研究注射器与注射泵之间关系的问题。

1 注射泵的工作原理

注射泵以步进电机为动力源,经减速驱动高精度微推进操作系统作直线运动。工作时,系统发出控制脉冲使步进电机旋转,步进电机带动丝杆将旋转运动转换为直线运动,推动注射器的针栓进行注射输液,把注射器中的药物输入人体内,液体的推进速度可以通过设定螺杆的旋转速度来调节,从而调整所给的药物剂量。同时还可通过测速反馈系统来保障在速率调节范围内的输入、注射精度及可靠性。

2 现状及存在问题

目前市场上注射泵品牌繁多,如日本TERUMO、浙江史密斯、广西威力、北京来普等。注射器有品牌KDL、玉升、米沙瓦、威高、哈娜好等。据了解,很多医院由于各种原因使用不止一种注射器,而各种品牌注射器之间同一规格直径长度比是有差异的[1],以KDL和玉升为例说明注射器规格差异,见表1。

由此可见,同一规格的注射器也有一定区别,特别是同一刻度所对应的长度存在差异[2]。造成这种差异是因为国家标准GB15810-2001规定,一次性使用无菌注射器的公称容量有容量允差,见表2。

从表2看出,国家标准只规定了注射器的容量,没有限定注射器的直径长度比。但是注射泵的工作原理与直径长度比直接相关。虽然许多注射泵可以通过设置来选择不同品牌的注射器,但仍可能会引起误差。

3 测试方法

用日本TERUMO(TE-311)、浙江史密斯(WZS-50F2)这两种注射泵和KDL、玉升的20 m L和50 m L进行测试比较,同时设置对应的注射器和不设置对应的注射器进行两次不同的测试。将流速分别调节到5 m L/h、10 m L/h、20 m L/h、50 m L/h,每个检测点重复测量5次,并以1 h为时间段,取其平均值。使用蒸馏水作为注射溶液,不重复使用,使用电子称称重,按g、m L转换。测量结果,见表3~4。

根据表中数据使用公式(1)计算出注射流量的示值误差。

式中:△Qi为注射泵第i个检测点的流量相对误差;qi_为被检注射泵第i个检测点设定的流量值,单位为m L/h;为检定仪在第i个检测点5次流量读数的算术平均值,单位为m L/h。

从得出的△Qi中可以很明显看出,同一注射泵设置了对应的注射器品牌所测的结果误差较小,基本上在3%以内;但是不设置对应注射器的品牌,会出现较大的误差,误差甚至会达到10%,这个误差是不允许的。目前很多医院使用不止一种注射器品牌,这就存在一个风险,临床使用科室如果不能根据注射泵选用不同注射器进行对应的设置,设备管理部门就无法保证临床使用的注射泵和注射器是对应的[3,4,5]。

4 结论及解决方法

从实验结果可以看出,只要对注射泵进行对应注射器设置,注射器的品牌本身不会对注射泵的精度造成很大的影响,但是没有对应设置的话,会造成不可接受的误差,这种误差有可能是致命的[6,7]。

避免注射泵存在过大误差的方法:(1)要求厂家对注射泵关于对应注射器的设置开放,同时我们必须在使用前对注射泵进行对应注射器的设置,并且标明注射器品牌。(2)最有效的解决方法是使用同一品牌的注射器,这样能有效地防止科室互相调用而造成的风险。

摘要:本文介绍了一次性使用无菌注射器现状、存在的问题及解决方法,并分析了一次性使用无菌注射器对微量注射泵形成的误差。

关键词:微量注射泵,注射器,误差分析

参考文献

[1]杨宇航,周松涛,石曦,等.注射泵设置对流速精度的影响[J].中国医疗设备,2012,27(7):126-127.

[2]周英.输液泵/微量注射泵的性能、检测项目及检测中的问题[J].中国计量,2009,15(8):75-76.

[3]林金南,金伟,杨俊.在用微量注射泵的质量检测结果分析及讨论[J].医疗卫生装备,2011,32(2):114-115.

[4]肖红.医用输液泵的输液质量控制[J].计量与测试技术,2009,36(3):76.

[5]崔亮,崔骊,杜超,等.注射泵检测中的问题分析与解决方法[J].中国医学装备,2011,8(12):74-76.

[6]蒋红兵,马建华,李小飞,等.便携式多功能微量输注泵的研制[J].中国医疗设备,2011,26(8):18-20.

微量注射器 第5篇

【关键词】急性胰腺炎;微量注射泵;生长抑素;护理

【中图分类号】R425 【文献标识码】A 【文章编号】1004—7484(2013)11—0207—02

急性胰腺炎是临床常见的多发危重病症之一,发生率近年来呈上升趋势[1]。急性胰腺炎是因胰腺内胰酶激活引起组织自身消化、出血、水肿、坏死的炎症反应,临床表现为发热、恶心、呕吐、急性上腹痛和血胰酶增高等,其病因有胆石症、大量饮酒和暴饮暴食[2]。随着生活水平提高和饮食结构的改变,高甘油三脂血症也成为急性胰腺炎发病的主要病因[3]。我院于2011年6月-2012年6月采用微量注射泵输注生长抑素治疗急性胰腺炎患者68例,通过严密观察病情变化,细致周到的护理,取得了较好的治疗效果,现将疗效观察及护理体会报告如下:

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2011年6月-2012年6月在我院住院治疗的68例急性胰腺炎患者,其中男36例,女32例,年龄23~72岁,中位数年龄50岁。发病原因:胆石症17例,高甘油三脂血癥23例,大量饮酒15例,暴饮暴食8例,原因不明3例。

1.2 治疗方法

所有患者入院后给予禁食水、胃肠减压、抗感染、解痉止痛、抗休克、抑制胰腺分泌及维持水电解质平衡等常规治疗的基础上,给予注射用生长抑素3mg加0.9%氯化钠注射液48ml,按0.25mg/h的速度24小时持续静脉泵入,连续应用4-6天,待病情缓解,继续用药直至症状消失及血、尿淀粉酶恢复正常2天后停药,防止药物的反跳作用。

2 护理体会

2.1病情监护:急性胰腺炎病情变化快,护理人员必须严密监护患者,密切观察患者意识、体温、脉搏、血压、血氧饱和度及呼吸频率等。由于急性胰腺炎患者主要表现为胰腺炎症、坏死,临床引起腹膜炎,患者出现剧烈腹痛、腹胀症状,因此做好持续胃肠减压非常重要。护理人员应经常巡视,保持引流通畅,固定完好,确保治疗连续性。

2.2 用药护理

2.2.1 确保给药的连续性:生长抑素的血浆半衰期非常短,约为1.1-3min,需要微量注射泵按0.25mg/h的速度24小时持续静脉泵入,因此更换微泵注射器的时间不要超过2min,应定期巡视,提前准备好药物并抽好在注射器内,以确保给药的连续性。

2.2.2 正确选择血管:选择留置针进行穿刺,一般选择血管较粗直,易固定并便于观察的部位进行静脉穿刺,对老年患者尽量避免在下肢穿刺输液,微量泵输液为专用通道,不与其他药物共同一条血管。因此在泵注过程中,要经常巡视患者,密切观察针头与延长管处有无脱落、受压,微量注射泵工作正常与否,药物有无外渗等,发现问题及时处理,以确保24h持续均衡泵入。

2.2.3 观察药物不良反应:生长抑素可抑制胰高素、胰高血糖素及胰岛素的分泌,引起暂时性的血糖下降,及可能出现低血糖,也可能出现高血糖[4]。因此,应注意每3-4h定时检查血糖,密切观察血糖变化。生长抑素输注过快易引起恶心、呕吐、眩晕、胸闷[5],应密切观察用药后的反应,随时听取患者的主诉,及时通知医生处理。

2.3 心理护理 由于急性胰腺炎起病急,患者缺乏足够的心理准备,担心预后不良,对治疗缺乏信心。同时生长抑素价格昂贵,对于经济困难的患者来说,医疗费用加重了患者的经济和心理负担,导致患者不配合治疗。护理人员应主动了解患者的心理状态,进行有效的沟通,解除患者的思想负担,以积极的心态配合治疗。

2.4 饮食及生活护理 急性胰腺炎患者早期不能进食,需使用常规营养支持,对症治疗。待腹痛缓解、血、尿淀粉酶恢复正常后,给予温开水20ml试饮,一天后如无不适可进食米汤、面汤等流食,逐渐向正常饮食过度,开始少量多餐,循序渐进。指导患者生活中养成良好的卫生习惯,加强体育锻炼,保持心情愉快,是降低胰腺炎复发的关键。

3 结果

68例患者中,痊愈54例(79%),明显好转8例(0.12%),好转5例(0.07%)无效1例(0.01%),经继续治疗与精心护理,所有患者病情逐渐好转,均痊愈出院,且未发生严重并发症,疗效满意。

4 讨论

生长抑素是一种环状多肽,广泛分布与脑、胃肠道、内分泌腺及外分泌腺等组织,具有多种生物学效应,其中一种主要的效应为抑制内外分泌腺分泌[6]。在早期持续、足量的应用生长抑素,可阻止急性胰腺炎病情的恶化,降低病死率,减少并发症,改善预后。微量注射泵实际输出量与所设定的量一致,可以在规定时间内不受输液通道内阻力的影响,且性能良好,操作方便,既可提高用药剂量的准确度,使注射速度稳定,便于调节,又能减少多次静脉穿刺给患者带来的痛苦和不适,保护静脉,缩短住院时间,减少医疗费用[7]。

总之,随着医学科学的发展,生长抑素在临床上的应用也越来越广泛,使急性胰腺炎的病死率得到了有效的控制。因此在护理过程中首先要做到耐心细致,保持高度的责任感,其次是加强巡视,严密观察病情变化,准确及时的记录出入量,根据患者的需求做好心理、饮食和生活护理。本研究结果显示,合理使用生长抑素治疗急性胰腺炎,并给与细致周到的护理,可有效缩短病程,改善临床症状,降低医疗费用,达到最终治愈的目的。

参考文献:

[1] 薛建英,刘玲. 生长抑素治疗急性胰腺炎的护理[J]. 临床和实验医学杂志,2006,5(7):1063.

[2] 孙沛,卢国良,林庄. 急性胰腺炎的治疗新进展[J]. 中国药业,2011,20(15):86-88.

[3] 陈瀚珠. 实用内科学[M]. 北京:人民卫生出版社,2000: 236.

[4] 刘德智,王金磊. 血必清注射液治疗重症急性胰腺炎疗效观察[J]. 新乡医学院学报,2009,26(5):507.

[5] 骆泽宇. 生长抑素在消化系统疾病治疗中的临床应用[J]. 现代中西医结合杂志,2007,16(25):3755.

[6] 秦兴雷,石景森,张练等. 生长抑素治疗急性胰腺炎的临床研究. 中华普外科杂志,2010,15(10):613.

微量注射泵的设计与实现 第6篇

1 系统概述

微量注射泵硬件系统整体可以分为主控制模块、电机运动模块、状态检测模块和RS-485 通信模块。

整个微量注射泵的系统流程如图1 所示,上位机通过标准RS-485 接口实现与主控制芯片串行通信连接,实际应用中通过计算机或微处理器给微量注射泵写入动作或查询指令。当接收到正确的一帧数据后,主控模块控制步进电机,通过减速器减速后驱动精密丝杠,以实现将旋转运动最终变为针管的直线运动。控制指令脉冲的数量、频率和通电顺序,便可控制从动部件运动的位移量、速度和运动方向。同时通过状态检测模块得到注射器和电机的实际工作情况反馈给主控制模块,做到实时检测微量注射泵的情况。

2 系统的硬件构成

整个系统的硬件组成如图2 所示。

2. 1 主控制模块

主控制模块分为液晶显示模块、键盘与开关模块、A/D模块、电源装置以及报警系统等部分。主控制模块采用MPC82G516A作为系统的控制芯片进行控制和数据处理,MPC82G516A是基于80C51 的高效1-T结构的单芯片处理器,与8051指令集兼容。因此在与标准8051 有同样的处理能力的情况下其运行速度非常低,能很大程度的减少耗电量。其拥有64K字节的内置Flash存储器用于保存代码和数据,除处理8051MCU的标准功能外,还集成了很多系统级的功能。这些功能都能够有效减少电路板面积和系统成本,使得MPC82G516A作为一个强有力的微控制器能很好地应用在微量注射泵中。

2. 1. 1 键盘与开关

键盘电路主要用于微量注射泵各种简单动作,包括开/关、启动/紧急停止以及报警消除等。设置地址开关用于设置每个泵的地址,实现多泵配合使用。多泵模式中最多可连接15 台,保证每个泵有唯一地址,上位机可与每台泵分别通信。

2. 1. 2 液晶显示、电源及报警电路

液晶显示用于实时显示注射泵的各种参数和运行状态,如注射速度、累计用量、注射状态及已注射时间等,使操作者能够实时掌握微量注射泵的工作状态,同时为人工控制微量注射泵提供良好的控制界面。由于液晶显示界面的特殊性,需预先把要显示的参数、字符定制到液晶里面。液晶显示采用芯片HT1621 控制,HT1621 直接与微控制器4 线串行接口,控制简单[2]。系统设计由外部交流电源供电,需提供8 ~ 12V的电压,外接电源稳压电路如图3 所示。报警电路用于当微量注射泵工作过程中出现供电错误、注射完毕、注射器阻塞等不正常工作情况时提供声光报警功能。报警声音由蜂鸣器提供,发光二极管提供光报警功能。

2. 2 状态检测电路

状态检测电路用于数据采集和处理。状态检测电路主要完成检测注射器活塞运动位置、注射泵注射阻塞判断以及电源供电状况等任务。在微量注射泵的机械设计部分中,在注射器活塞的初始位置和结束位置设置了两个行程开关。当运动到这两个位置时会使相应的行程开关闭合,那么对位置的检测就转换为对行程开关状态的检测,由此判断活塞运动是否开始或到达末端。

在电机轴上安装的增量式旋转编码器和压力传感器实时监控电机的实际工作情况,设计采用光电式旋转编码器,通过失步检测编码器控制活塞运动,当旋转编码器停止编码时,进入堵转状态,发送脉冲信号,则电机立刻停止运转,产生报警。因结构简单、体积小、精度高、响应速度快、性能稳定,设计选择E6A2 系统编码器[3]。采用电阻应变式压力传感器。4 个压敏电阻组成惠斯通电桥电路,无差压时,电桥两臂平等,差压信号加到4 个陶瓷压敏电阻上时,压敏电阻的阻值随差压变化。当压力传感器测得压力超过最大限压时引起电桥失衡,进而引起电流的变化,通过ADS1242 芯片进行数模转换,把模拟信号转化为数字信号,再传至主控芯片。此时会使电机停止工作,且产生声光报警。

2. 3 电机运动模块

电机运动模块设计原理如图4 所示,由步进电机驱动器控制步进电机带动滚珠丝杠驱动活塞推拉器,注射器活塞与活塞推拉器联动完成抽取和分配定量液体。其中,CZT系列滚珠丝杠副是由丝杠、螺母及滚珠等零件组成的机械元件,其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动,系统采用FFB型内循环变位导程预紧螺母式滚珠丝杠副,丝杠的导程为8. 00mm,即滚珠丝杠每旋转360°滚珠丝杠移动一个导程,也就是8. 00mm[4]。步进电机的步进角只能选择为1. 8°,步进电机工作在整步时,步进电机转一周需要200 个脉冲。每个脉冲可以使丝杠传动0. 04mm,所以微量注射泵工作期间,步进电机需要的脉冲个数为: 设定长度/0. 04。

微量注射泵采用的步进电机是两相混合式步进电机,型号是57BYG250B。此步进电机需有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大,使步进电机绕组按一定顺序通电。为了实现对步进电机的准确控制,利用两相混合式步进电机驱动器ZD-6560-V4 来驱动电机运行。从单片机I / O口出来的信号分别连接到驱动器的脉冲和脱机端,驱动器与单片机的接线采用共阳端接法接5V电压,输出端接混合式步进电机,直接控制其转动。单片机控制步进电机驱动器原理如图5 所示。

2. 4 RS-485 通信接口

微量注射泵通信模块的稳定、可靠是非常重要的。MPC82G516A单片机本身内部具有一个全双工口的串行通信口,可同时发送和接收数据。485 串行通信接口使用差分信号输出,考虑到实际需求,采用RS-485 通信接口( 图6) 实现多站收发,又使微量注射泵精度高、传输快、抗干扰能力强。由于单片机串口的电平为TTL电平,因此必须在单片机串口和RS-485 接口之间加上电平转换电路( 这里采用SN75176 BP) 。选择较为通用的Modbus通信协议,可以方便快速地实现对不同生产现场的控制设备进行组网,便于集中监控[5]。

3 系统的软件设计

为了方便微量注射泵功能的修改和扩展,系统以KeilμVision3 开发环境完成系统的程序设计,采用模块化设计方法。系统软件包括主控程序、步进电机驱动程序和RS-485 通信程序。主控程序用于控制整个系统,步进电机驱动程序用于驱动步进电机,RS-485 通信程序用于完成与上位机数据的接收和发送[6],上位机通过Modbus通信协议实现与微量注射泵的通信。

主控程序主要包括初始化模块、自检模块、键盘与开关模块、液晶显示模块、状态检测模块和报警模块。整个程序设计在时钟中断和外部中断调度下并行运行,通过多级中断优先方式相互衔接来完成任务。初始化模块包括单片机初始化、定时器初始化、液晶初始化和全局参数初始化。自诊断模块完成判断微量注射泵是否能运行正常,诊断的内容有步进电机能否转动及传感器与行程开关是否正常等内容。微量注射泵上电初始化后开始运行自检模块,若自检不正常则运行报警模块,若自检正常再开始判断是按键按下还是有数据传输,此时即可根据指令分别执行相应的子程序。微量流射泵通信程序如图7 所示。

当需要数据通信时,RS-485 通信发送和接收模块按Modbus协议进行通信,启动主程序后,上位机可自主设定微量注射泵的各项参数,给予控制指令,并可以实时查询微量注射泵的工作状态和错误代码,保证系统工作正常,便于以后系统的维护和升级。

4结束语

讨论了微量注射泵系统的整体设计,提出了一套可实现的注射泵控制系统的硬件和软件方案。系统采用步进电机作为步进推进装置,步进电机驱动器的高细分提高了注射精度,且应用多个传感器可对注射状态进行检测。实验中微量注射泵的流量可达到1~100μL/min,实现了对输注流体的注射速度和注射量的可靠控制。结果表明:系统具有可行性。目前,系统正不断的进一步完善,使其拥有更广泛的应用前景。

摘要:针对目前市场上微量注射泵的不足之处,在分析国内外微量注射泵研究现状的基础上,采用单片机作为主要的控制核心,设计了具有匀加减速注射功能的微量注射泵。重点是设计RS-485通信接口实现了上位机对注射泵的控制,并且可同时控制多台微量注射泵进行工作。实验证明:微量注射泵在应用中经济简便、性能稳定、操作精准,适用于精密流体传输。

精密微量注射泵的设计与实现 第7篇

关键词:微量注射泵,细分控制,传感器,步进电机,精密注射

0 引 言

微量注射泵是临床医疗和生命科学研究中经常使用的一种长时间进行均匀微量注射的仪器。这种仪器主要用于动静脉输液、输血、抗休克治疗、肠内管饲以及麻醉剂的注射等,同时还可用于挤压等外伤抢救中抗凝剂及其他特殊贵重药的微量注射中[1]。合理地使用微量注射泵,可以减轻许多人为的工作量[2],同时也方便控制精度,达到理想的治疗效果[3,4]。

国内外微量注射泵,面临的难点是精度不够和成本比较高[5]。国内同类产品采用软件控制注射的精度,这导致仪器容错性很差,并且只能使用单一厂家的注射器[6]。而国外同类产品采用的电位计控制注射的精度,要达到相对高的精度则对电位计的要求很高[7]。本文阐述了将先进电子技术、计算机技术、传感器技术,机械传动技术综合应用于注射泵系统的研究与开发,使之成为具有数字化、集成化、自动化、低成本特点的新型医疗仪器。

1 系统概述

主机如图1所示,主要由微处理器系统、管径检测元件、长度检测元件、微步进电机驱动控制系统、自动标注系统、显示器及按键六部分组成。整个系统则由单片机系统、输入系统、输出系统、步进电机、状态检测系统、注射器、电源、报警系统组成。在设计中通过步进电机的细分控制理论[8],结合集成电路驱动的CPU进行电机转速控制,实现注射量的精确注射和准确定位,有效降低了同类产品中由于抖动引起注射错误的发生。采用人性化操作界面,显示更直观,提高了操作性。由压力传感器组成的压力检测系统具备多等级的压力报警功能,增加使用的安全性。采用状态检测系统,实时地向处理单元提供系统运行中的基本信号,确保注射的准确进行。加入了注射器智能识别的模块,是目前国内惟一能使用任何厂家一次性注射器的注射泵。采用容栅传感器,改进了现今国内外产品采用软件或者电位计控制注射精度的弊端。预置报警系统能对不同的故障及系统状态做出响应,及时处理注射过程出现的各种问题并进行提醒与警报。

2 机械设计原理

机械传动原理图如图2所示。在得到中央电路的指令后,步进电机驱动电路就得到加载电压,通过一定的脉冲激励驱动四相八拍步进电机,步进电动机在一定规律的脉冲频率下做转动,然后将动力源传动到二级减速箱进行减速,减速箱的传动比为i=32∶1,使得输出的速度得到进一步细化而传到丝杆,丝杆通过与半螺母结构形成外循环滚动螺旋副而精确地把速度传到挡板处,在套筒的支撑下精确传动,从而使得挡板能够在滑杆上自由滑动,这样就提供了稳定而精确的进给运动。滑杆和注射器分别被固定板和压板固定在微量注射器的主体上。

定标的时候,开合半螺母会在电路的控制下张开,这样就使得丝杆和半螺母分离,此时就可以移动顶块进行定标了。顶块移动的时候,在套筒的作用下,开合半螺母也跟着顶块一起自由的移动,从而达到了定标的作用,也就能够准确地进行下一个步骤。切换电路的作用是识别不同的注射器,主要是根据不同容量的注射器的直径不同而实现的。当压板压到注射器时,到达切换电路的位置就不一样,集成电路经过分析数据就确定是那种体积的注射器,并把信息反馈给CPU,显示在LCD显示器上。

3 硬件设计

硬件电路如图3所示,整个系统则由单片机系统、输入系统、输出系统、步进电机、状态检测系统、光电开关、电源、报警系统组成。

3.1 主控模块

主控模块用AT89C55和AT89C52两片单片机实现,其中一个单片机承担整个系统的工作控制、参数计算、键盘输入状态显示和自动报警等工作,另外一个单片机承担自动报警,压力检测,自动标注等功能,并且能对控制电机的单片机的工作状态和数据进行实时检测与通信。AT89C55与AT89C52之间通过WR与RD端进行串口通信,AT89C52可以对AT89C55的工作状态进行检测。

3.2 电源电路

电源电路由电源选择、充电部分及电压提升部分组成。电源电路能够提供元件的工作电源(5 V),能自动选择内、外供电电源(即在外部电源供电时,内部电源能够自动充电);在充满电后能自动断开充电模式;如果外部断电,内部电源能自动供电;内部电源供电不足时,能自动报警。

电源芯片选择MAX1909。MAX1909是一款高集成度的控制IC,简化了高精度、高效率多种化学类型电池充电器的结构。MAX1909用模拟输入控制充电电流和电压,也可通过主微控制器(μC)或硬件进行编程。同步整流配合降压结构,可以获得极高的效率。

3.3 输入/输出系统

本系统需要设置9个按键来完成系统的输入功能,如表1所示。

输出系统中使用了LJD-Ⅳ中文液晶显示器。LJD中文模块液晶显示器内含GB 2312 16×16点阵一级简体汉字库和ASCII 8×8点阵英文字库,用户输入区位码或ASCII码即可实现文本显示。LJD中文液晶显示器同时为用户提供位点阵和字节点阵两种图形显示功能,用户可以在指定的屏幕位置上以位为单位或以字节为单位进行图形显示。用户还可以清除或上/下/左/右/移动当前屏幕。

3.4 报警系统

在自动报警系统中,采用蜂鸣器发声或发光二极管发光产生示警信号。由于小型蜂鸣器驱动电流不大,简化了电路设计。该系统主要包括:脱落指示灯、系统报警灯、正常工作指示灯、电池指示灯、外电源指示灯、系统报警灯以及报警扩音器。本系统在输液完毕以及压力不正常时会由单片机驱动蜂鸣器发声,并使发光二极管发光,以此提醒医务工作者来处理。

3.5 压力检测系统

本系统采用的方案:电阻式压力传感器。电阻式传感器的工作原理是将被测的非电量转换成电阻值,通过测量此电阻值达到测量非电量的目的。图4为压力传感器的应用电路图,该电路采用的电桥构成测量电压,是一种具有较高灵敏度的测量方法。无差压时,电桥两臂平等。差压信号加到4个陶瓷压敏电阻上,压敏电阻的阻值随差压而变化,引起电桥失衡。电桥失衡引起电流的变化,通过运放LM2904进行电流的放大在后面接ADC0834模数转换芯片,把模拟信号转化为数字信号,再传输至CPU进行处理。

3.6 状态检测系统

本系统中的注射长度检测方案为直线型容栅传感器,它具有体积小、结构简单、分辨率和准确度高、测量速度快、功耗小、成本低、对使用环境要求不高等特点[8]。在整个测量系统中它的主要作用是把机械位移量转变成电信号的相位变化量,然后送给测量电路进行数据处理。容栅传感器通过精密电压比较器TLC354进行控制,由继电器供电。由CPU AT89C52给容栅传感器提供所需的激励信号,同时接收其感应信号,并通过鉴相型电路测量出激励信号与感应信号的相位差,经过一系列变化即可得出活塞移动的长度距离。

对注射器直径的检测,因为考虑到不同型号的注射器直径的阶跃性,并且为了降低成本,将高精度的CCD光学传感器换为光电接近开关。光电开关是一种电量传感器,把电流或者电压的变化以光电的方式传送出去。即进行电信号→光信号→电信号的转换,在此产品中选用光电开关的型号为HY-301-05,当锁定注射器的阀门被提起分别提到不同高度时,通过对光电开光的遮拦而读出注射器的直径。

3.7 步进电机连接模块

系统中选用SANYO公司的STK672-070四相步进电动机驱动器厚膜混合集成电路,它的输出级使用电力MOSFET组成,还包含一个内部的微步距控制器和一个单极性的恒电流PWN系统。提供内建的四相步进电动机分配控制器,获得准正弦波驱动电流,支持用户应用的简单化和标准化。步进电动机的速度仅由时钟信号控制。这个混合集成电路的应用使用户的电动机控制系统能实现高转矩、低振动水平、低噪声、快速响应和高效驱动[9]。电路连接图如图5所示。

4 软件设计

注射泵控制系统软件包括主控程序和步进电机驱动程序。主控程序用于控制整个系统,步进电机驱动程序用于驱动步进电机。主控程序主要包括初始化模块、自诊断模块、调试模块、按键处理模块、液晶显示模块、多路数据采集模块、I2C接口模块和报警处理模块。由图6可以清晰看到程序从上电到进入运行状态所经历的各个过程及完成的功能。注射泵上电后先完成初始化工作(包括RAM,界面等),初始化完成后程序检查电池状态。这里电池状态指的是注射泵的源用的是交流还是直流,如果直接用市电供电,将开始对注射泵内可充电镍氢电池进行充电;如果用的是机内镍氢电池,将检测电池总量,记下数值留待以后显示电池总量。电源正常供电后程序将进一步检测硬件状态(这里硬件包括:电机,容栅传感器,LCD显示屏),如果有硬件工作不正常将显示响应硬件错误画面,指示用户哪部分硬件出错;如果所有硬件均正常运行,主机显示开机画面,随后程序判断是否已经归零即是否已将推杆推回到零位。如果没有推回到零点,将获提示,此时用户须按提示将推杆推回零位,否则将一直显示提示画面,按提示操作后程序进入主界面。

注射的软件控制方法的实现主要是依靠步进电机电机的驱动电路,在用户设定了对应的注射量和注射速度后,CPU根据计算将数据传送到步进电机的驱动程序。驱动程序经过分析后得到对应的脉冲周期和脉冲长度,通过调节脉冲达到细分控制的目的,这种调节方式属于开环控制。

5 结 语

本文分析研究了微量注射泵的研究背景与意义,指出了当今微量注射泵的不足。引入了一些旨在提高系统性能的先进技术,设计和实现了微量注射泵及其控制系统。在仔细论证设计方案的基础上,深入分析了各个模块的功能特点、实现原理和关键技术,并详细介绍了硬件的实现原理和软件设计流程。该系统融合了生物医学、机械控制、电子信息、多领域知识,具有广泛的市场前景。

参考文献

[1]Hartley,Frank T.Miniature Peristaltic Pump Technologyand Applications[J].Journal of Advanced Materials,2000,32(3):16-22.

[2]叶婷.电脑微量注射泵的临床应用[J].辽宁医学杂志,2001,15(5):263.

[3]赵庆阳.医用输液泵电控系统的研究[D].长春:长春理工大学,2002.

[4]Anon.Peristaltic Pumpsin OEMApplicationsinthe BiotechandPharmaceutical Sectors[J].World Pumps,2004(4):23-24.

[5]王恩刚.人体便携式自动输液器的研制[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2006.

[6]金海龙.智能微量输液泵的开发研究[J].信息技术,2000(4):3-4.

[7]Gray C,Swinhoe C F,Myint Y,et al.Target Controlled In-fusion of Ketamine as Analgesia for TIVA with Propofol[J].Can J Anesth,1999,46(10):957-961.

[8]刘德全,王悠华.大位移测量的容栅传感器工作原理[J].大连轻工业学报,1997,16(12):18-21.

LP系列微量注射泵工作原理与维修 第8篇

在现代医院的临床治疗中,微量注射泵的应用有助于减轻医护工作者的工作强度,提高安全性、准确性和工作效率,并提高护理质量[1],所以被广泛应用于临床。在临床中由于注射泵直接将液体输入患者血液系统,且大多数脱离了医护人员的监护,其临床风险性也随之增高,有时会给患者带来无法挽回的损害[2],所以要求临床医护人员对注射泵的性能与操作必须有较高的了解和掌握。北京鑫和丰技术有限公司生产的LP系列注射泵具有对流速、注射量、 完成输液量的显示与清除,阻塞报警压力值选择等功能,且操作简单,因而深受临床使用人员的喜爱。 LP系列注射泵在医院有相当大的占有率。笔者在维修该款注射泵的实践中,对其结构原理、故障排除总结如下,供同行参考。

1工作原理

LP系列微量注射泵工作原理如图1所示。将开关电源接入220 V的交流电供2路电路工作,一路经过开关电源充电电路给蓄电池充电;另一路经过开关电源整流电路、滤波电路、稳压电路等变换后转换成12 V的直流电,供电源电路板工作(如图2所示)。电源电路板控制注射泵系统板、步进电动机、各传感器电路、传动系统等的供电。通过键盘输入临床所需的流速、选择高低压参数,按面板上的启动键, 以步进电动机为原动力驱动由丝杆和螺母组成的传动系统,将旋转运动转化为直线运动,推动注射器活塞进行注射输液,把药液注入人体。在工作过程中, 注射泵内部的霍尔传感器分别对电动机的位置、注射器推进的位置、管路阻塞状况以及注射器规格进行自动检测。若在以上工作过程中出现异常情况,注射泵能及时发出声光报警,提醒医护人员立即进行处理,保证整个注射过程的安全。当注射过程接近完成时,霍尔传感器检测到临界位置时报警“接近完成”,电动机停止工作。

2故障维修实例

2.1故障一

2.1.1故障现象

开机后,显示“Er0.1”故障报警。

2.1.2故障分析

“Er0.1”故障报警与注射泵工作时阻塞有直接关系。出现上述故障的原因可能为:(1)注射器推手套与注射泵外壳摩擦干涩;(2)传动机构导向杆与丝母滑动接触面润滑不充分;(3)注射器的推手套限位挡块与传动装置的骨架相互干涉;(4)注射泵阻塞压力报警线参数不在范围内;(5)注射泵阻塞电路板出现异常报警。

2.1.3故障处理

上述故障的处理方法为:(1)重新调整注射器推手套与注射泵外壳的间距。(2)在传动机构的导向杆上涂抹润滑脂,确保润滑脂不结块变质。(3)调整、修配注射器的推手套限位挡块的位置,防止限位挡块与传动装置的骨架相互干涉。(4)按住注射泵面板上数字键“6”后开机,检查阻塞压力参数值。正常情况下,高压阻塞压力参数值在40~80 N之间,低压阻塞压力参数值应该在25~65 N之间;若不在此范围内, 可以直接通过面板上的键盘更改高低压阻塞压力参数值并按“快进”键保存。(5)卸下注射器,使注射器处于不受力状态,按住数字键“5”开机,查看此时状态下阻塞电位调整值(AD值),正常情况下该值应在10~25 N范围之间;如不在此范围,在条件允许的情况下,关机后拆开注射泵外壳,然后按住数字键 “2”开机,用小一字螺丝刀调节系统板上的电位器, 将AD值调整在(15±3)N范围内,再在电位器旋钮上点上801胶固定。

2.2故障二

2.2.1故障现象

开机后,显示“Ero.2”故障报警。

2.2.2故障分析

“Ero.2”故障报警与电动机有直接关系。出现该故障的原因可能为:(1)周围环境有强磁场,因为电动机反馈检测是电磁检测;(2)传动机构进药液,药液凝固后导致机构滑行卡点或不动;(3)电动机线缆未插到位;(4)电动机固定螺钉松动;(5)电动机上霍尔传感器损坏;(6)系统板损坏。

2.2.3故障处理

上述故障的处理方法为:(1)注射泵在使用时, 应与其他强磁场设备隔离;(2)传动机构卡点后立即关机,清理机构内部药液,并在传动机构导向杆上涂抹润滑脂,确保不卡点;(3)拆开机器后重新插拔电动机电缆;(4)用螺丝刀紧固螺钉;(5)更换霍尔传感器;(6)更换系统板。

3小结

多通道微量注射泵的设计与实现 第9篇

微量注射泵是临床医疗和生命科学研究中经常使用的一种长时间进行微量注射的仪器,这种仪器主要应用于动静脉输液,输血和精密化学实验[1]。现今国内外微量注射泵的主要问题是精度不高,而且一般只实现单通道匀速注射。而有些场合如食品检测色谱分析中往往要求匀变速注射试剂。因此设计匀加速或匀减速注射泵,并且联动控制多台注射泵,实现人机对话数据处理是非常有必要的。

1 系统概述

如图1所以,系统可以分为计算机软件控制模块、主控制芯片模块、步进电机驱动模块、传感器模块等4个模块。

计算机通过RS 232串口与主控制芯片模块连接,通过自主设计的监控软件,可以实时监控和管理注射泵的工作状态,运行后可以实现全自动化处理[2]。主控制芯片模块由ARM和FPGA以及外围电路组成,FPGA产生步进电机所需要的电脉冲信号,传送给驱动器模块,驱动器模块里的脉冲分配器把电脉冲信号按规定的方式分配给电机各相励磁绕组,从而带动步进电机转子运转。与此同时安装在电机轴上的增量式旋转编码器和压力传感器实时监控电机的实际工作情况,由于FPGA具有硬件实时处理的特点,传感器的数据会同步传给FPGA,当旋转编码器已经停止编码,而FPGA在发送脉冲信号,则会马上停止电机运转并蜂鸣报警,进入堵转状态;在压力传感器测得压力超过最大限压时,也会马上停止电机工作,且计算机提示和蜂鸣报警。

2 硬件设计

2.1 主控制芯片模块

如图2所示,主控模块采用ARM和FPGA相结合的方式。ARM嵌入式处理器主要负责人机接口和对外通信并对总的进程进行管理,FPGA实现并行控制多路步进电机和对传感器的实时处理。其外围电路包括:液晶模块、键盘输入模块、电源模块、RS 232接口转换模块、报警模块[3]。

ARM采用意法半导体(ST)公司推出的基于ARM Cortex M3内核的STM32F103处理器[4]。它集32位RISC处理器,低功耗、高性能模拟技术、高速DMA通道及丰富的片内外设、JTAG仿真调试于一体。在性能上,Cortex M3内核采用ARM V7体系结构,指令速度可接近80 MIPS,具有强大的数据处理能力和运算能力。

FPGA(即现场可编辑门阵列)采用的是Attera公司生产的CYCLONE II系列EP2C5[5]。FPGA采用独特的并行运算电路,在一个控制核心中可以加入多个控制对象进行独立驱动,控制性能不受到影响,各控制对象间不会产生干扰,避免了多对象实时控制中繁琐的时序设计问题,正好符合设计中同时控制多台注射泵的要求,一定程度上提高系统的集成度和抗干扰能力。同时FPGA具有硬件实时处理能力,每个硬件都例化在FPGA里面,等效于旋转编码器和压力传感器都成为了FPGA的一个硬件块,因此,其处理速度会非常快。

2.2 步进电机驱动模块

步进电机驱动采用三洋公司生产的THB7128驱动芯片,它具有高细分,大功率的特点。THB7218为双全桥MOSFET驱动,最高耐压为DC 40 V,大电流3.3 A(峰值),具有自动半流锁定功能,内置混合式衰减模式。相比其他驱动芯片,该苡片最突出的特点是最高达到1/128细分[6,7],因此电机运转非常平稳。THB7128电路图如图3所示。

2.3 传感器模块

2.3.1 旋转编码器

本系统的闭环控制采用了光电式旋转编码器[8]。经过充分的市场调研,选择了日本OMRON公司生产的E6A2系统编码器。它结构简单,体积小,精度高,响应速度快,性能稳定,特别在高分辨率和大量程角速率/位移测量系统中,更具优越性。旋转编码器按照信号和原理分成增量式和绝对式两种,本系统采用增量式编码器。

它由主码盘、鉴相盘、光学系统和光电变换器组成。在主码盘(光电盘)周边上刻有节距相等的辐射状窄带,形成均匀分布的透明区和不透明区。鉴相盘与主码盘平行,并刻有a,b两组透检测窄缝,它们彼此错开1/4节距,以使A,B两个光电变换器的输出信号在相位上相差90°。工作时,鉴相盘静止,主码盘和转轴转动,光投射到主码盘和鉴相盘上,当主码盘上的透明区与窄缝对齐时,光电变换器输出电压最大,当不透明区与窄缝对齐时,电压最小。因此主码盘每转过一个刻线周期,光电变换器将输出一个近似的正弦波电压,且变换器A,B相位差为90°。为了判断码盘的绝对位置,还必须设置一个基准点,即“零位标志槽”。码盘每转一圈,零位标志槽对应的光敏元件产生一个脉冲,称为“一转脉冲”。

2.3.2 压力传感器

本系统采用电阻应变式压力传感器[9]。其工作原理是将一种电阻应变片粘贴在各种弹性敏感元件上,当弹性敏感元件受到外力的作用时将产生应变,电阻应变片将应变再转化为电阻的变化,然后电阻变化值通过数模转换成为压力变化值。图4为压力传感器的应用电路图,由4个压敏电阻组成惠斯通电桥电路,无差压时,电桥两臂平等,差压信号加到4个陶瓷压敏电阻上时,压敏电阻的阻值随差压变化,引起电桥失衡。电桥失衡引起电流的变化,通过ADS1242芯片进行数模转换,把模拟信号转化为数字信号,再传至主控芯片。

3 软件设计

通过Visual C++ 6.0开发工具编写的上位机软件如图5所示,上位机通过串口RS 232与主控制芯片模块连接。软件分为初始设置栏、系统状态栏、联动控制栏3个部分。

在软件里设置初始参数:开始速度、结束速度、运行时间、注射器的规格后,然后点击运行,注射泵即开始工作。工作时在系统状态栏里可查看到当前状态,如当前速度、已注射量、已运行时间、工作状态(加速、减速、匀速、停止),运行完毕后蜂鸣器会长鸣提示。两台注射泵可联动控制,也可以单独控制,目前已做到6台联动控制。

加减速方法[10]:步进电机的工作原理是每接收到一个脉冲信号,它就按设定的方向转动一个固定的角度(步进角),通过脉冲个数和脉冲频率及可控制电机的位移和速度。采用阶梯曲线来逼近加、减速曲线,如图6所示为直线(匀加速)的离散化处理,同理可采用离散法离散加、减速指数曲线和其他曲线。当t越小,步进电机的精度越高。控制脉冲频率及控制电机速度,本系统采用定时器中断的方式产生不同频率的脉冲,实际上是改变定时器装载值的大小。有两种方法可改变装载值,一种是查表法,先计算好各个阶梯的频率值并换算成定时器的装载值,把它做成表; 另外一种就是在每个阶梯运算期间,主程序计算好下一阶梯的装载值,因此这要求处理器有足够的资源和处理速度,本系统由于采用STM32F103处理器,具有足够的处理速度和运算能力,所以采取这种方法。

4 结 语

本文阐述了将先进电子技术、传感器技术、计算机技术综合应用于注射泵系统的研究与开发,设计了具有匀加减速注射功能的注射泵,并且可以联动控制多台注射泵工作,利用计算机良好的人机对话界面和数据处理功能实现自动化控制。该系统已成功应用于湖南师范大学化学化工学院岛津实验室的色谱分析样品前处理系统中。匀加减速注射泵目前在国内尚无上市产品,该系统具有广泛的市场前景。

摘要:微量注射泵广泛应用于临床医疗和生命科学研究中。旨在开发一套性能优越的自动化送液系统,要求系统具有精度高,能同时联动控制多台注射泵进行加减速注射,且计算机实时控制的特点。使用Microsoft Visual C++6.0开发工具设计一款上位机监控软件,以实现自动化处理。硬件采用ARM+FPGA的组合,充分发挥FPGA优越的逻辑时序功能和并行处理的优点。步进电机驱动器的高细分提高了注射精度,应用多个传感器对注射状态进行检测,成功实现了智能精密注射和对注射器的保护。

关键词:微量注射泵,步进电机,ARM,FPGA,传感器

参考文献

[1]HARTLEY F T.Miniature peristaltic pump technology andapplications[J].Journal of Advanced Materials,2000,32(3):16-22.

[2]昊泽华.精密微量注射泵的设计与实现[J].现代电子技术,2009,32(15):139-142.

[3]方爱平.基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现[D].杭州:浙江工业大学,2008.

[4]罗鑫,张峰.基于ARM Cortex.M3的步进电机线性速度控制的实现[J].电气自动化,2009,31(5):42-44.

[5]贡亚丽,王文明.FPGA在步进电机控制中的应用[J].电子技术,2009(11):11-12.

[6]毕绍新.步进电机驱动控制的应用研究[D].天津:天津大学,2003.

[7]刘宝延,程树康.步进电动机及其驱动控制系统[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.

[8]姜义.光电编码器的原理与应用[J].传感器世界,2010(2):20-22.

[9]顾凯.压力传感器的数据采集与分析系统[J].工业计量,2010(2):33-34.

浙大双道微量注射泵故障维修一例 第10篇

故障现象:微量注射泵上道不按开始键, 只要设定注射速度后步进电机即开始转动。

故障分析与维修:微量注射泵的步进电机运转由微控制芯片PIC16C54控制, 电机的启动和停止由面板上的开始和停止键通过面板上集成芯片 (JX06) 给微控制芯片输出信号来控制, 其电路如图1所示。

步进电机不按开始键就自行动作, 首先排除开始按钮有无故障, 是否一直处于导通状态, 经万用表测量后发现该按钮正常。接着判断集成IC芯片JX06是否正常。由于该微泵下道工作正常, 可以通过交换下道的同一芯片的方法判断芯片有无故障, 交换后发现故障依旧说明该芯片无问题, 故障应该在下级的电路中。然后比对上下两道的JX06芯片相关引脚电平, 发现正常情况下, 在未按下开始键时第10脚应为高电平, 按下开始键后10脚变为低电平, 按停止键后10脚再次变为高电平, 说明10脚为启动停止输出信号。而上道该芯片的第10脚始终处于较低电平 (约1.2 V) 。焊开与PIC16C54第6脚的引线后, 发现10脚变为高电平, 状态恢复正常。说明10脚是由于存在低阻等方面原因而被强制拉低的。通过测量PIC16C54的6脚与地之间的阻值仅为68 Ω, 而正常阻值应为680 Ω以上, 说明该输入输出端存在问题。焊下并更换PIC芯片后上述故障消失, 微泵工作正常。

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