本文關(guān)鍵詞：雙腔壓電胰島素泵的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2014年

壓電驅(qū)動(dòng)式胰島素泵的理論與實(shí)驗(yàn)研究

王浩  

【摘要】：壓電驅(qū)動(dòng)式胰島素泵，是以壓電微泵作為輸送裝置，通過調(diào)節(jié)輸入電信號(hào)的電壓、頻率、脈沖數(shù)量等來實(shí)現(xiàn)精密控制的胰島素泵。由于胰島素泵是代替人工注射根據(jù)人體血糖變化定時(shí)向人體內(nèi)輸注胰島素治療糖尿病，因此必須做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精密輸注，同時(shí)，為了滿足大眾化的要求，胰島素泵又需要具備成本低、體積小、操作方便等特點(diǎn)。之前的研究和產(chǎn)品，由于受驅(qū)動(dòng)方式、制作工藝、加工成本等的限制，都不可避免地存在著一些缺陷。本文在前人基礎(chǔ)上，采用壓電驅(qū)動(dòng)，通過對(duì)壓電微泵在材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合大量的實(shí)驗(yàn)分析，制作出了滿足使用要求的壓電驅(qū)動(dòng)式胰島素泵樣機(jī)。 本文結(jié)合國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）項(xiàng)目“血糖檢測(cè)與胰島素注射微系統(tǒng)”（項(xiàng)目編號(hào)：2011AA040406）開展研究，以壓電微泵為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了壓電微泵內(nèi)各結(jié)構(gòu)參數(shù)及系統(tǒng)工作原理，為壓電驅(qū)動(dòng)式胰島素泵的設(shè)計(jì)、制作和應(yīng)用提供理論與技術(shù)支持。具體研究內(nèi)容如下： 1.壓電振子工作特性分析 壓電振子是壓電微泵的動(dòng)力源，利用壓電振子等效集中力模型，對(duì)壓電振子所能提供的極限流量和極限壓力進(jìn)行了分析。通過建立振子理論彎曲模型，，找出影響壓電振子輸出位移的參數(shù)，并對(duì)基板與陶瓷半徑比進(jìn)行了優(yōu)化。 2.閥的特性研究 單向閥是壓電微泵中控制流體流向的元件，通過建立存在氣泡時(shí)閥的動(dòng)力學(xué)模型，分析了影響閥振動(dòng)狀態(tài)的參數(shù)。對(duì)不同形狀的閥受氣泡影響作了對(duì)比研究與實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，當(dāng)閥的剛度較大、閥片形狀較平滑時(shí)，壓電微泵受氣泡影響較小，并以此為基礎(chǔ)對(duì)閥進(jìn)行選擇和優(yōu)化。詳細(xì)探討了閥的變剛度設(shè)計(jì)，從理論上分析了變剛度設(shè)計(jì)對(duì)壓電微泵輸出流量和輸出壓力產(chǎn)生的影響。 3.壓電微泵參數(shù)分析與實(shí)驗(yàn) 在流體流動(dòng)基本理論基礎(chǔ)之上，對(duì)壓電微泵由于裝配方式不同帶來的裝配間隙進(jìn)行了分析與實(shí)驗(yàn)，得出閥的間隙與輸出壓力的關(guān)系曲線圖。分類討論了外部負(fù)載對(duì)壓電微泵輸出性能的影響，其中包括出入口管長、介質(zhì)粘度和溫度。最后對(duì)影響壓電微泵自吸性的原因進(jìn)行了研究，指出泵腔初始容積和能量傳遞效率是兩個(gè)關(guān)鍵因素，在壓電微泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)適當(dāng)減小泵腔初始容積和提高振子振動(dòng)傳給流體動(dòng)能的能量傳遞效率。 4.壓電驅(qū)動(dòng)式胰島素泵的設(shè)計(jì)與制作 本文所研究的壓電驅(qū)動(dòng)式胰島素泵，主要包括機(jī)械單元與電控單元，機(jī)械單元由壓電微泵、藥倉、外殼三部分組成，壓電微泵是機(jī)械單元的主體，采用CNC工藝制作完成，藥倉選用PE薄膜采用高周波熱壓工藝封裝而成，外殼采用ABS材料用3D打印技術(shù)制作，外殼設(shè)計(jì)要符合封裝性、工藝性、實(shí)用性、美觀性等要求。電控單元為壓電微泵提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，波形選用正弦波，電控單元要做到輸出精確、穩(wěn)定、調(diào)整方便。制定壓電驅(qū)動(dòng)式胰島素泵的性能指標(biāo)，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

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5 白然;蔣召芹;王詠波;邢倩;姚俊潔;杜建玲;李昌臣;;短期胰島素泵治療初診2型糖尿病的1年后療效觀察[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

6 吳佳麗;;胰島素的種類及應(yīng)用[A];浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)臨床藥學(xué)專業(yè)委員會(huì)第八次學(xué)術(shù)年會(huì)暨省級(jí)繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班資料匯編[C];2008年

7 侯磊;;胰島素泵在糖尿病患者治療中的應(yīng)用與護(hù)理[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

8 羅蘭;高政南;;2型糖尿病患者胰島素泵治療的劑量及相關(guān)因素分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

9 方英;韓楓;劉蕾;;胰島素泵的護(hù)理[A];全國第二屆糖尿病護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議論文匯編[C];2004年

10 王洪;袁春華;楊立新;高涼杰;;外科手術(shù)合并糖尿病患者圍手術(shù)期應(yīng)用胰島素泵的護(hù)理[A];全國內(nèi)科護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議、全國心臟內(nèi)、外科護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議、全國第8屆糖尿病護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議、全國第8屆血液凈化護(hù)理學(xué)術(shù)交流暨專題講座會(huì)議論文匯編[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 李穎;[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

2 本報(bào)記者 王雪敏;[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2010年

3 徐錚奎;[N];中國醫(yī)藥報(bào);2010年

4 解放軍304醫(yī)院主任醫(yī)師、教授 馬學(xué)毅;[N];中華新聞報(bào);2000年

5 記者 潘帝同;[N];佳木斯日?qǐng)?bào);2010年

6 健康時(shí)報(bào)記者 馮麗安;[N];健康時(shí)報(bào);2009年

7 健康時(shí)報(bào)記者 趙晴晴;[N];健康時(shí)報(bào);2009年

8 記者 許琳;[N];中國醫(yī)藥報(bào);2010年

9 王建華;[N];健康報(bào);2003年

10 記者　張林軍;[N];大眾科技報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馬斌;基于MEMS技術(shù)的胰島素集成系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學(xué);2006年

2 劉國君;迭片式系列微型壓電泵的設(shè)計(jì)理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2006年

3 王威;大鼠下頜骨成骨細(xì)胞對(duì)格列本脲和胰島素的轉(zhuǎn)運(yùn)[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李真;便攜式胰島素泵的可靠性分析[D];沈陽理工大學(xué);2010年

2 夏添;胰島素泵硬件的設(shè)計(jì)[D];沈陽理工大學(xué);2013年

3 王磊;胰島素泵給藥精度及安全性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 陳巖霞;低功耗技術(shù)在胰島素泵中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 潘笛站;雙腔壓電胰島素泵的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2013年

6 王顯靜;新型智能閉環(huán)胰島素泵系統(tǒng)的研究[D];青島理工大學(xué);2013年

7 趙益;胰島素泵及降糖藥對(duì)糖尿病的療效對(duì)比分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2011年

8 張玉好;2型糖尿病患者胰島素泵治療的劑量及相關(guān)因素分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2011年

9 孫建敏;不同時(shí)期糖尿病腎病氧化應(yīng)激水平的變化及胰島素泵治療的影響究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2013年

10 金爽;短期胰島素泵強(qiáng)化治療對(duì)不同病程2型糖尿病的療效及安全性分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：雙腔壓電胰島素泵的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：207556