基于磁谐振耦合的蒸汽驱动助尿系统研究

发布时间：2017-11-29 05:00

  本文关键词：基于磁谐振耦合的蒸汽驱动助尿系统研究

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【摘要】：神经源性膀胱是指因控制膀胱排尿的中枢神经出现病变或者受损引起的排尿功能障碍。它常诱发尿潴留、肾衰竭等泌尿系统并发症。近年来,为了帮助神经源性膀胱患者解决排尿难题,国内外研究人员相继提出了在体内植入助尿装置压迫膀胱排尿的思路,并据此开展了基于不同驱动原理的助尿系统研究。然而,现有的研究都存在不同的缺点,主要是驱动能力不足。因此,开展基于新驱动原理的新助尿系统研究具有重要的现实意义。针对现有研究存在的问题,本文对基于磁谐振耦合的蒸汽驱动助尿系统进行了研究,提出了助尿系统的组成原理,建立了系统的数学模型,在Matlab平台上仿真分析了系统的工作特性,并对系统的结构参数进行了正交优化,利用HFSS软件仿真分析了助尿系统的电磁安全性,搭建了模拟实验系统,模拟实验研究了各主要参数对系统工作特性的影响。主要研究工作如下：1.依据膀胱排尿原理和磁谐振耦合无线电能传输(MCR-WPT)原理,提出了助尿系统的组成结构、工作原理、性能指标和影响参数。2.运用磁谐振耦合电路互感理论、热力学理论、流体力学理论建立了助尿系统电热增压特性和排尿动力特性的数学模型,利用Matlab仿真分析了输入电压、谐振频率、负载电阻、电热时间、线圈直径、线圈匝数、线圈线径、线圈距离等参数对系统工作特性的影响规律。3.采用正交试验设计方法研究了系统结构主要参数对助尿系统工作特性的影响,得到了线圈直径、线圈匝数、线圈线径、线圈距离等参数对最大驱动压和最大尿流率两个性能指标的最优参数组合。4.使用比吸收率(SAR)衡量助尿系统发射线圈对人体腹部的电磁辐射影响,利用HFSS软件仿真分析发射线圈在助尿系统工作过程中的电磁安全性。5.模拟实验研究了输入电压、谐振频率、负载电阻、电热时间、线圈直径、线圈匝数、线圈线径、线圈距离等参数对系统工作特性的影响规律,验证了系统理论分析的正确性。本文研究成果不仅拓展了无线电能传输技术在医疗领域的应用,也为改进助尿系统设计提供了参考依据。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789

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本文编号：1236237