全自动生化分析仪微量加样控制系统的研究与设计

发布时间：2017-07-07 23:09

  本文关键词：全自动生化分析仪微量加样控制系统的研究与设计

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【摘要】：全自动生化分析仪是医疗诊断、生化指标分析的必备仪器,在各级医院的应用非常广泛。随着医疗技术的发展,当代医学对全自动生化分析仪的性能要求越来越高,研究工作亟需深入与加强。国内在生化分析仪的研究起步较晚,在自主研发方面面临着诸多困难和技术瓶颈,存在加样精度低、准确性差、稳定性弱等问题。本文以微量加样控制技术为出发点,在论述全自动生化分析仪的国内外发展趋势和微量加样控制技术研究现状的基础上,分析了全自动生化分析仪的主要结构和微量加样控制系统的动作流程,探讨了影响微量加样控制系统的因素,并从流体力学方面进行了分析和相关实验研究设计,旨在研究用于全自动生化分析仪微量加样的控制系统。本文提出了微量加样控制系统的总体方案,采用上位机-下位机-FPGA(现场可编程门阵列)-步进电机的控制模式。其中上位机采用PC机,下位机采用单片机,采用FPGA做协处理器,可以结合单片机的分析能力、顺序控制和FPGA并行执行、多线程、实时性控制的优点。详细分析并设计了位置定位、样本加注、液面检测、步进电机细分、速度以及相应泵阀的控制方案。硬件部分进行了系统控制器、驱动器、元器件的设计与选型,阐述了各个器件的功能,分析了步进电机与泵阀驱动方式,设计了控制系统相关电路,并对部分元器件进行了结构方面的改进,满足控制系统的功能需求。软件部分分析了步进电机控制方案的实现机制,包括步进电机的精度计算、细分设置、具体的加减速过程的理论研究和实现方式等,根据控制系统时序要求编写了主程序和中断服务程序流程,设计了友好的上位机界面和功能完善的数据库,提出了控制系统各部分的通信与复位方式,实现对全自动生化分析仪的加样系统精确的微量控制。本文最后对控制系统进行调试和实验测试,对出现的问题进行分析总结,提出了解决方案。调试结果与实验数据表明本文设计的微量加样控制系统的性能指标精度可达到2ul(10-6L),能满足绝大数大中型全自动生化分析仪的准确性、稳定性和加样精度的要求,在同行业中具有一定的借鉴性。
【关键词】：全自动生化分析仪 微量加样 控制系统 步进电机 驱动电路
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH77;TP273
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 文献综述17-23
• 1.1 论文研究背景17
• 1.2 全自动生化分析仪国内外发展状况及趋势17-19
• 1.3 微量加样控制技术的研究现状19-21
• 1.4 论文研究意义和研究内容21-23
• 2 微量加样控制系统工作原理和影响因素分析23-36
• 2.1 全自动生化分析仪的结构23-24
• 2.2 微量加样控制系统工作原理24-31
• 2.3 微量加样控制系统影响因素分析31-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3 系统控制方案设计36-49
• 3.1 总体控制方案36-37
• 3.2 位置控制方案37-38
• 3.3 样本加注及液面检测方案38-40
• 3.4 步进电机速度控制方案40-43
• 3.5 步进电机细分控制方案43-45
• 3.6 步进电机控制方案45-47
• 3.7 清洗泵阀控制方案47-48
• 3.8 本章小结48-49
• 4 硬件设计与器件选型49-65
• 4.1 系统控制器选型和相关电路设计49-54
• 4.2 系统元器件选型54-64
• 4.3 本章小结64-65
• 5 软件设计65-80
• 5.1 系统主程序设计65-66
• 5.2 中断服务程序设计66-76
• 5.3 上位机模块设计76-77
• 5.4 通信与复位77-79
• 5.5 本章小结79-80
• 6 系统平台的搭建、调试和实验测试80-94
• 6.1 系统平台的搭建80-82
• 6.2 系统的调试82-85
• 6.3 系统实验测试85-91
• 6.4 调试与实验过程中出现的问题91-93
• 6.5 本章小结93-94
• 7 论文总结与展望94-96
• 7.1 总结94-95
• 7.2 展望95-96
• 参考文献96-101
• 作者简历101-103
• 学位论文数据集103

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6 ;光学调制盘用高速步进电机的驱动[J];中国计量学院学报;2001年02期

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2 王玉琳;;步进电机的一种分度算法[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年

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4 吴光丹;尹燕亮;;浅谈步进电机的基本原理[A];山东水利科技论坛2007[C];2007年

5 韩春燕;姜慧研;李丹程;;微型输注仪器步进电机的一种新型驱动方式[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年

6 杨亮;曹阳;潘能乾;罗宋平;李洁;;利用计算机并口对步进电机进行控制[A];绿色制造与低碳经济——2010年海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会“年会”暨机械工程科技学术报告会论文集[C];2010年

7 龙涛;万国龙;;步进电机全闭环控制在微波辐射计中的应用[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年

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1 林宗辉;步进电机解决方案[N];电子资讯时报;2007年

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本文编号：532180