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脑积水分流器质量自动检测系统的研究

脑积水分流器质量自动检测系统的研究

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作者：王广振济南大学

学位级别：硕士

对于一次性脑积水分流器质量的检测方式,国内采用较为常用的实验室器材对其质量进行鉴定,简便易取材,仪器成本低,但是跟国外较为先进的自动化检测专用设备相比还存在着人工检测稳定性差,精度低,效率低等明显缺点。同时,国外的自动化设... 详细信息

对于一次性脑积水分流器质量的检测方式,国内采用较为常用的实验室器材对其质量进行鉴定,简便易取材,仪器成本低,但是跟国外较为先进的自动化检测专用设备相比还存在着人工检测稳定性差,精度低,效率低等明显缺点。同时,国外的自动化设备也存在部分缺点:设备通用性低,分流器的多个检测项目均需要一整套设备,由此带来了实验仪器成本高,体积过大,工作分散等缺点。对于分流器质量的检验原理较为简单,但是在实际操作过程中存在着微压力难检测、微流量难控制的技术难点。针对分流器质量检测过程中出现的各种不足之处,尤其是对微压力难精确检测,微流量难精准控制的技术难点进行重点研究与攻克。在微压力检测方面,首次使用了压力变送器作为对脑积水分流器在流体作用下产生的微弱反抗力的检测。在压力检测原理上有了根本性的改变,利用了敏感压电材料在压力作用下的微弱弹性变形产生的电荷,经过放大与整形电路后输出标准电压与数据采集卡及计算机结合,进行模拟量数字量的转换最终确定被测压力值的大小。传感器与计算机结合的方式替代了传统压力检测依靠人工对透明刻度管的观测计算获得被测压力值的方式,有效解决了人工读取数据存在的不稳定性。微流量控制方面,使用了蠕动泵作为流量控制设备。由于蠕动泵的工作原理是利用对软管的挤压变形产生的真空吸取实验液,不仅能够有效的进行小微流量的传输而且还可以避免实验液传输过程中与泵体的接触而造成的实验液的污染。因此蠕动泵在实验液传输方式上能有效的满足分流器对微流量控制的需求,防止细小管路传输实验液污染带来的堵塞问题。而且还可利用一泵带动多通道的方式,实现多组分流器检测任务同时进行,从而提高了工作效率。在本课题中对脑积水分流器质量检验主要设计了四个实验项目。开启、闭合压力实验检测项目主要是探究分流器阀门的开启压力与闭合压力。利用连通器原理将分流器与压力传感器及压力计连通,通过人工观测与计算机控制传感器采集压力数据相结合的方式,既可以通过计算机控制传感器测量获得更高精度的压力值,同时检验员可以通过压力计或者电脑显示器清楚直观的了解到当前压力检测情况。流量—压力特性实验探究了分流器在不同的流速下,分流器对实验液产生的反抗力的情况。利用可调速蠕动泵获取不同的实验流量,结合计算机控制传感器采集被测压力值,同时利用编写配套的测试软件自动绘制压力曲线图,更直观生动的看到数据间的关系。回流特性实验是为了验证分流器反向截流的能力,通过反向安装分流器,使用蠕动泵调节预期流量,测试获得不同流量下分流器的另一端的泄漏量。长期稳定性实验是为了验证分流器阀门的抗疲劳性。设备采用工控机的优势在于可以满足28天持续运行采样工作,利用编写的测试软件自动记录采集数据与图形绘制工作。对整套设备组装完成后对其进行实际性能调试与测试,对压力传感器与蠕动泵分别进行校正,分别对传感器与蠕动泵建立相关的数学模型,完成了传感器在计算机的控制下准确检测,以及蠕动泵在计算机的控制下流量准确输出。进行开启、闭合压力实验对该功能模块进行测试,结果证明该实验功能模块可以完成对开启压力、闭合压力被测数据的采样工作,并生成报表与相关信息的打印工作。进行流量、压力实验功能模块的测试,系统可以控制蠕动泵与传感器协调工作,测量分流器在不同的流速下的反抗力大小。对回流特性实验功能模块进行测试,实现了更高精度的微弱流量的测量。对长期稳定性实验功能模块测试,该功能模块可以实现28天测试采样稳定工作,满足实验需求。多功能一体机的设计方案有效提高了当前分流器检测设备多道工序分散带来重复性时间浪费,以及设备体积的减小。经用户使用检验,该设备能够精确、稳定、高效、自动完成脑积水分流器质量检测工作。达到了预期研究开发目标。

关键词：一次性脑积水分流器微压力检测微流量控制质量检验

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