全自动生化分析仪电气系统的设计研究

发布时间：2017-08-01 15:19

  本文关键词：全自动生化分析仪电气系统的设计研究

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【摘要】：全自动生化分析仪是医疗机构临床诊断必需的仪器之一，是一个集光、机、电于一体的生化检验设备，主要用来测定人体体液中的各项生化指标，为医生确定患者的病情提供科学依据。 本论文首先简单介绍了全自动生化分析仪，阐述了全自动生化分析仪的国内外发展状况，描述了全自动生化分析仪的分类、工作原理、常用的生化分析方法、自动生化分析电气系统的结构组成及工作流程。 全自动生化分析仪的电气系统不仅输入输出量多、对时序操作要求严格，还需要对当前反应杯的多路模拟信号进行实时采集。因此设计中采用CycloneⅡ系列EP2C8Q208C8N FPGA作为核心控制元件完成系统控制，既简化了系统结构又提高了系统的稳定性和可靠性。文中首先对自动进样系统进行了设计研究，选用TC1002和L6203驱动步进电机，通过方向控制信号和细分位的设定控制电机的运转。光路及其检测系统中采用后分光技术，光电二极管阵列接收光信号并转换为电信号；使用log114对数放大电路对电信号进行对数放大运算计算吸光度，既简化了电路的设计也提高了信号的检测精度；采用ADS8344对各信号进行模数转换，完成各模块的数据转换。为保证反应结果的精确性需要反应温度稳定在恒定值（37℃0.1℃），设计了生化反应支持系统；通过温度传感器AD590采集温度信号，，结合模糊PID温度控制器调整PWM波占空比，从而启动半导体帕尔帖制冷器件控温驱动电路，确保生化反应过程处于恒温状态。软件部分采用模块化设计，内容相互独立便于程序的编写和调试。对生化分析测试项目的测试方法的选择进行了介绍，并给出了测试人体不同器官功能时不同测试项目的分析方法。 最后对该论文设计进行了总结和展望，有助于生化分析仪的进一步研究。
【关键词】：全自动生化分析仪 EP2C8Q208C8N FPGA 光信号采集 对数放大 模数转换
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 课题背景及意义12-13
• 1.1.1 课题背景12
• 1.1.2 课题意义12-13
• 1.2 国内外发展状况13-15
• 1.2.1 国外发展状况13-14
• 1.2.2 国内发展状况14-15
• 1.3 课题简介及章节安排15-18
• 第2章 全自动生化分析仪的分类、工作原理与结构18-28
• 2.1 生化分析仪的分类18-19
• 2.1.1 管道式生化分析仪18
• 2.1.2 分立式生化分析仪18
• 2.1.3 离心式生化分析仪18-19
• 2.1.4 干片式生化分析仪19
• 2.2 生化分析仪的工作原理19-21
• 2.2.1 朗伯-比尔定律19-20
• 2.2.2 分光光度法20-21
• 2.3 生化分析常用方法21-24
• 2.3.1 比色法21-23
• 2.3.2 比浊法23
• 2.3.3 均相酶免疫分析法23-24
• 2.4 全自动生化分析仪电气系统的结构24-26
• 2.4.1 自动进样系统24-25
• 2.4.2 生化反应支持系统25
• 2.4.3 光路及其检测系统25-26
• 2.5 全自动生化分析仪的工作流程26
• 2.6 本章小结26-28
• 第3章 全自动生化分析仪电气系统的硬件设计28-48
• 3.1 整体设计方案28-29
• 3.2 主控芯片选择29-30
• 3.3 自动进样系统的设计30-36
• 3.3.1 蠕动泵简介31
• 3.3.2 步进电机简介31-33
• 3.3.3 步进电机驱动电路33-36
• 3.4 生化反应支持系统的设计36-40
• 3.4.1 温度信号采集37-38
• 3.4.2 温度信号处理38-39
• 3.4.3 温度控制驱动电路39-40
• 3.5 光路及其检测系统的设计40-46
• 3.5.1 光电转换41-43
• 3.5.2 对数运算放大电路43-45
• 3.5.3 多路选择器45
• 3.5.4 A/D 转换电路45-46
• 3.6 本章小结46-48
• 第4章 全自动生化分析仪电气系统的程序设计48-62
• 4.1 模糊 PID 温度控制在生化反应支持系统的应用48-55
• 4.1.1 模糊 PID 温度控制理论48-50
• 4.1.2 模糊 PID 温度控制器在 Simulink 中的设计50-55
• 4.2 电机控制驱动程序设计55-58
• 4.3 模数转换驱动程序设计58-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第5章 生化分析项目测试62-68
• 5.1 生化分析项目测试原理62-63
• 5.2 波长的选择63
• 5.3 测试方法的选择63-66
• 5.4 本章小结66-68
• 总结与展望68-70
• 参考文献70-72
• 附录72-74
• 攻读硕士学位期间发表的学位论文74-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：604878