本文關(guān)鍵詞：離體心臟恒溫灌流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離體心臟灌流實(shí)驗(yàn)一直是心臟、心血管研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要科研技術(shù),主要用于研究心臟活動(dòng)規(guī)律及特點(diǎn)。哺乳動(dòng)物的離體心臟灌流實(shí)驗(yàn)采用Langendorff灌流系統(tǒng)進(jìn)行,Langendorff采用的心臟主動(dòng)脈逆行灌流法對心血管生理學(xué)和藥理學(xué)研究有巨大貢獻(xiàn)。目前,國內(nèi)的灌流系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的分析儀器,系統(tǒng)存在控溫不精確,對實(shí)驗(yàn)條件不能進(jìn)行監(jiān)測控制,造價(jià)昂貴等缺點(diǎn),很大程度上影響研究進(jìn)展。本論文針對傳統(tǒng)灌流系統(tǒng)的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)一種造價(jià)低廉、功能強(qiáng)大的灌流系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種高精度控溫,實(shí)時(shí)監(jiān)測灌流液的pH、流量和心臟張力等實(shí)驗(yàn)參數(shù),并可以做出超量報(bào)警,適用于條件精確控制的灌流系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用基于Cortex-M3內(nèi)核的控制器,采用高精度數(shù)字化溫度傳感器DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度控制,采用精度為±0.01pH的在線pH計(jì)HG-P13監(jiān)測灌流pH值,采用毫升/分鐘的微流量計(jì)SLI-2000監(jiān)測灌流流量,采用生物微張力傳感器FT-100監(jiān)測心臟肌張力,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測灌流實(shí)驗(yàn)的環(huán)境參數(shù)。微處理器的強(qiáng)大功能與優(yōu)秀增量式PID算法結(jié)合,實(shí)現(xiàn)控溫精度0.1℃的智能化溫度控制。通過實(shí)驗(yàn)測試表明,儀器實(shí)現(xiàn)了溫度、p H值、流量等的同步采集和實(shí)時(shí)處理。能夠持續(xù)而穩(wěn)定提供離體心臟灌流實(shí)驗(yàn)的環(huán)境,測量精度與準(zhǔn)確度優(yōu)于傳統(tǒng)儀器,可用于科學(xué)研究和教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：Langendorff灌流系統(tǒng) 增量式PID算法 Cortex-M3 溫度 pH
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;R318
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 概述9-13
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 主要研究工作內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-13
• 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案13-22
• 2.1 性能指標(biāo)與總體設(shè)計(jì)13
• 2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)13
• 2.3 微處理器芯片選型13-14
• 2.4 信號采集14-21
• 2.4.1 溫度信號14-17
• 2.4.2 流量信號17-19
• 2.4.3 pH信號19-20
• 2.4.4 張力信號20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)22-37
• 3.1 主控模塊的設(shè)計(jì)22-26
• 3.1.1 STM32F103最小系統(tǒng)22-25
• 3.1.2 程序調(diào)試接口的電路設(shè)計(jì)25-26
• 3.2 傳感器采樣模塊26-31
• 3.2.1 溫度傳感器26-27
• 3.2.2 流量傳感器27-28
• 3.2.3 pH測試傳感器28-30
• 3.2.4 張力換能器30-31
• 3.3 加熱電路的設(shè)計(jì)31-32
• 3.4 顯示電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.5 系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)33-35
• 3.5.1 報(bào)警電路33-34
• 3.5.2 超溫保護(hù)電路34-35
• 3.6 按鍵及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)35-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 4 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)37-52
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境及工具37-38
• 4.2 軟件算法設(shè)計(jì)38-43
• 4.2.1 PID控制原理38-40
• 4.2.2 數(shù)字PID算法實(shí)現(xiàn)40-41
• 4.2.3 PID參數(shù)的整定41-43
• 4.3 軟件具體設(shè)計(jì)43-51
• 4.3.1 ADC采集設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)44-45
• 4.3.2 LCD12864顯示設(shè)計(jì)45-47
• 4.3.3 數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)47-49
• 4.3.4 PWM控制設(shè)計(jì)49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 實(shí)驗(yàn)與測試52-58
• 5.1 系統(tǒng)性能測試52-54
• 5.1.1 溫度測試52-53
• 5.1.2 流量計(jì)測試53
• 5.1.3 pH計(jì)測試53-54
• 5.2 應(yīng)用測試54-57
• 5.3 系統(tǒng)產(chǎn)品化57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 6 回顧和總結(jié)全文58-60
• 6.1 全文總結(jié)58
• 6.2 后續(xù)工作及展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：349832