本文關(guān)鍵詞：全自動(dòng)生化分析儀微量加樣控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：全自動(dòng)生化分析儀是醫(yī)療診斷、生化指標(biāo)分析的必備儀器,在各級(jí)醫(yī)院的應(yīng)用非常廣泛。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)代醫(yī)學(xué)對(duì)全自動(dòng)生化分析儀的性能要求越來越高,研究工作亟需深入與加強(qiáng)。國內(nèi)在生化分析儀的研究起步較晚,在自主研發(fā)方面面臨著諸多困難和技術(shù)瓶頸,存在加樣精度低、準(zhǔn)確性差、穩(wěn)定性弱等問題。本文以微量加樣控制技術(shù)為出發(fā)點(diǎn),在論述全自動(dòng)生化分析儀的國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)和微量加樣控制技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了全自動(dòng)生化分析儀的主要結(jié)構(gòu)和微量加樣控制系統(tǒng)的動(dòng)作流程,探討了影響微量加樣控制系統(tǒng)的因素,并從流體力學(xué)方面進(jìn)行了分析和相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì),旨在研究用于全自動(dòng)生化分析儀微量加樣的控制系統(tǒng)。本文提出了微量加樣控制系統(tǒng)的總體方案,采用上位機(jī)-下位機(jī)-FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)-步進(jìn)電機(jī)的控制模式。其中上位機(jī)采用PC機(jī),下位機(jī)采用單片機(jī),采用FPGA做協(xié)處理器,可以結(jié)合單片機(jī)的分析能力、順序控制和FPGA并行執(zhí)行、多線程、實(shí)時(shí)性控制的優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)分析并設(shè)計(jì)了位置定位、樣本加注、液面檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)細(xì)分、速度以及相應(yīng)泵閥的控制方案。硬件部分進(jìn)行了系統(tǒng)控制器、驅(qū)動(dòng)器、元器件的設(shè)計(jì)與選型,闡述了各個(gè)器件的功能,分析了步進(jìn)電機(jī)與泵閥驅(qū)動(dòng)方式,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)相關(guān)電路,并對(duì)部分元器件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn),滿足控制系統(tǒng)的功能需求。軟件部分分析了步進(jìn)電機(jī)控制方案的實(shí)現(xiàn)機(jī)制,包括步進(jìn)電機(jī)的精度計(jì)算、細(xì)分設(shè)置、具體的加減速過程的理論研究和實(shí)現(xiàn)方式等,根據(jù)控制系統(tǒng)時(shí)序要求編寫了主程序和中斷服務(wù)程序流程,設(shè)計(jì)了友好的上位機(jī)界面和功能完善的數(shù)據(jù)庫,提出了控制系統(tǒng)各部分的通信與復(fù)位方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)全自動(dòng)生化分析儀的加樣系統(tǒng)精確的微量控制。本文最后對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和實(shí)驗(yàn)測(cè)試,對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析總結(jié),提出了解決方案。調(diào)試結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明本文設(shè)計(jì)的微量加樣控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)精度可達(dá)到2ul(10-6L),能滿足絕大數(shù)大中型全自動(dòng)生化分析儀的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和加樣精度的要求,在同行業(yè)中具有一定的借鑒性。
【關(guān)鍵詞】：全自動(dòng)生化分析儀 微量加樣 控制系統(tǒng) 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH77;TP273
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 文獻(xiàn)綜述17-23
• 1.1 論文研究背景17
• 1.2 全自動(dòng)生化分析儀國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)17-19
• 1.3 微量加樣控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 論文研究意義和研究?jī)?nèi)容21-23
• 2 微量加樣控制系統(tǒng)工作原理和影響因素分析23-36
• 2.1 全自動(dòng)生化分析儀的結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 微量加樣控制系統(tǒng)工作原理24-31
• 2.3 微量加樣控制系統(tǒng)影響因素分析31-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)36-49
• 3.1 總體控制方案36-37
• 3.2 位置控制方案37-38
• 3.3 樣本加注及液面檢測(cè)方案38-40
• 3.4 步進(jìn)電機(jī)速度控制方案40-43
• 3.5 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制方案43-45
• 3.6 步進(jìn)電機(jī)控制方案45-47
• 3.7 清洗泵閥控制方案47-48
• 3.8 本章小結(jié)48-49
• 4 硬件設(shè)計(jì)與器件選型49-65
• 4.1 系統(tǒng)控制器選型和相關(guān)電路設(shè)計(jì)49-54
• 4.2 系統(tǒng)元器件選型54-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 5 軟件設(shè)計(jì)65-80
• 5.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)65-66
• 5.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)66-76
• 5.3 上位機(jī)模塊設(shè)計(jì)76-77
• 5.4 通信與復(fù)位77-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 6 系統(tǒng)平臺(tái)的搭建、調(diào)試和實(shí)驗(yàn)測(cè)試80-94
• 6.1 系統(tǒng)平臺(tái)的搭建80-82
• 6.2 系統(tǒng)的調(diào)試82-85
• 6.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試85-91
• 6.4 調(diào)試與實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題91-93
• 6.5 本章小結(jié)93-94
• 7 論文總結(jié)與展望94-96
• 7.1 總結(jié)94-95
• 7.2 展望95-96
• 參考文獻(xiàn)96-101
• 作者簡(jiǎn)歷101-103
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集103

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