本文關鍵詞：腹膜透析儀的研發(fā)與設計

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【摘要】：隨著我國終末期腎病(end-stage renal disease,ESRD)人數(shù)的增加,對于腹膜透析治療需求的人也隨之遞增,而現(xiàn)階段國產(chǎn)的腹膜透析設備較少,其中腹膜透析儀的相關研究也較少。本文研究設計了一種腹膜透析儀,可以提高透析質(zhì)量以及提高患者的家庭生活質(zhì)量。透析儀主要包括機械系統(tǒng)和電氣構成,其中機械系統(tǒng)由加熱系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、一次性卡匣管路系統(tǒng)、輔助動力源等構成;電氣部分主要包括電氣控制硬件及下位機和上位機程序。對于機械系統(tǒng)包括:系統(tǒng)的動力源的選擇與設計,確定了以重力為主,泵為輔助的方式供液方案;透析儀的加熱系統(tǒng)設計、透析液計量系統(tǒng)設計、透析液控制閥系統(tǒng)設計、管路系統(tǒng)設計以及整體支架系統(tǒng)設計;對于輔助動力源的進行設計,從傳動系統(tǒng)到試驗器件的裝夾;重點對一次性卡匣設計進行設計,利用SolidWorks建立三維模型并借助SolidWorks Flow Simulation進行仿真分析,分析腹膜透析的補充袋供液、最末袋供液、透析液注入、廢液排出四個過程中對應的壓力及流速分布,重點關注透析液注入以及廢液排出兩個過程的相關參數(shù),對于整個一次性卡匣管路的可行性進行仿真。對于電氣控制部分包括完成腹膜透析儀的控制硬件部分電氣控制原理圖、布局圖和配線圖,主要電氣元件的硬件設計等。軟件設計包括以LabVIEW為上位機的界面設計和軟件編程、西門子PLC的步進電機運動控制程序、液控閥組程序、溫度傳感器和重力傳感器的模擬量轉換程序的編程、基于OPC技術的LabVIEW與西門子PLC數(shù)據(jù)通訊設計、患者每次完成透析相應信息的記錄。對本文的腹膜透析儀試驗樣機進行了部分試驗證工作。主要包括一次卡匣及管路系統(tǒng)的可行性;上位機對透析儀各個透析子過程的控制。
【關鍵詞】：腹膜透析儀 LabVIEW 數(shù)據(jù)庫 機電一體化
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題的研究背景與實際意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外文獻綜述13-18
• 1.2.1 腹膜透析13-17
• 1.2.2 虛擬儀器技術發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.3 課題的來源及主要研究內(nèi)容18-21
• 1.3.1 課題來源18-19
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 腹膜透析機械系統(tǒng)設計21-35
• 2.1 腹膜透析供液特點21
• 2.2 供液方法的介紹與選擇21-24
• 2.2.1 常用供液方法的介紹21-23
• 2.2.2 供液方法的選擇23-24
• 2.3 溫控系統(tǒng)設計24-28
• 2.3.1 常用加熱方式的介紹24-25
• 2.3.2 加熱方式的選擇25-26
• 2.3.3 溫度傳感器及選擇26-28
• 2.4 透析液計量系統(tǒng)的設計28-29
• 2.5 透析液控制閥的設計29-31
• 2.5.1 電磁鐵作用力的測量與計算29-31
• 2.6 管路系統(tǒng)的設計31-33
• 2.6.1 透析液的預熱31-32
• 2.6.2 透析液送入腹腔32-33
• 2.6.3 排出廢液33
• 2.7 整體支架設計33-34
• 2.8 本章小結34-35
• 第三章 輔助動力源設計35-45
• 3.1 輔助動力源的設計35-37
• 3.1.1 步進電機的選取35-37
• 3.2 傳動部件的設計37-44
• 3.2.1 步進電機傳動接頭設計37
• 3.2.2 絲杠副37-38
• 3.2.3 注射器連接頭38-41
• 3.2.4 輔助動力源傳動系統(tǒng)41
• 3.2.5 注射器空筒夾具41-44
• 3.3 本章小結44-45
• 第四章 一次性卡匣設計45-59
• 4.1 一次性卡匣的性能要求45
• 4.2 一次性卡匣的材料45-47
• 4.3 一次性卡匣內(nèi)部管路設計47-48
• 4.3.1 管道控制節(jié)點47-48
• 4.4 一次性卡匣管路流程48-52
• 4.4.1 透析液的補充49-50
• 4.4.2 透析液的注入50-51
• 4.4.3 透析液的排出51-52
• 4.5 一次性卡匣管路仿真分析52-57
• 4.5.1 模型建立52
• 4.5.2 仿真過程52-57
• 4.6 一次性卡匣試驗樣品57-58
• 4.7 本章小結58-59
• 第五章 腹膜透析儀電氣控制59-74
• 5.1 腹膜透析儀控制系統(tǒng)的總方案59-63
• 5.1.1 控制系統(tǒng)組成59
• 5.1.2 控制系統(tǒng)的設計要求59-60
• 5.1.3 控制原理圖設計60-61
• 5.1.4 控制電路設計61
• 5.1.5 PLC外部電路設計61-63
• 5.2 LabVIEW及虛擬儀器63-67
• 5.2.1 LabVIEW簡介及特點63
• 5.2.2 虛擬儀器的概念及特點63-64
• 5.2.3 LabVIEW編程語言64
• 5.2.4 基于OPC技術的上下位軟件通訊設計64-65
• 5.2.5 通訊方案與實現(xiàn)65-67
• 5.3 上位機軟件開發(fā)67-73
• 5.3.1 主程序流程圖設計67-68
• 5.3.2 透析循環(huán)程序68-70
• 5.3.3 腹膜透析儀主界面設計70-71
• 5.3.4 透析數(shù)據(jù)的記錄71-73
• 5.4 本章小結73-74
• 第六章 試驗設計與分析74-76
• 6.1 實驗裝置74
• 6.2 實驗及分析74-76
• 第七章 總結與展望76-78
• 7.1 總結76
• 7.2 展望76-78
• 參考文獻78-81
• 附錄81-86
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及取得的相關科研成果86-87
• 致謝87-88

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本文編號：680371