目的:温控医用灌注泵是一种能够提供温的冲洗液的医疗器械,主要用于腹部手术创伤处的冲洗。介绍一款温控医用腔内灌注泵,并采用PID(Proportional Integral Derivative)控制器将灌注泵出水温度控制在某一合理范围内。方法:为了达到以上目的,我们对设计好的温控医用灌注泵的传递函数数学模型及其实验进行研究。首先介绍了温控医用灌注泵的工作原理,其次通过实验确定系统的阶跃响应,并在Matlab中绘制温控医用灌注泵的阶跃响应曲线,确定灌注泵在不同流速情况下的传递函数数学模型。然后运用Ziegler-Nichols公式计算出特定数学模型所对应的PID控制参数。最后运用Matlab软件中的Simulink工具箱对该数学模型和PID控制器的控制参数进行仿真,并将控制参数运用到实际系统中。结果:仿真结果显示,输出曲线能够在较短的时间内达到设定的输出值;实验结果显示,在不同流速时,系统的输出液温度能够3 min内达到需求的范围,最终使得灌注泵输出液体的温度恒定在36.0°C±1.5°C以内。结论:仿真及实验证明,该系统设计合理,得到的数学模型能够准确描述系统的特性,数学模型准确可靠,实验方法合理可行。
目的提出一种呼吸机潮气量检测设备的等温容器制作方法。方法通过向一定体积的密闭容器内注入气体,测量容器内部压强与温度的变化,依据理想气体状态方程精确计算注入气体的体积。为了使注入气体时容器内部恒温,向容器内部填充细铜丝,以吸收因空气压缩而产生的热量。结果细铜丝填充量至少为300 g/L、注入气体在100 m L以内时,可认为1 L容器内部达到等温状态。将实验系统接入呼吸机,比较测量潮气量值与设定潮气量值,实验误差在2%以内,证明实验的精确性。结论建立用于检测呼吸机潮气量等温容器模型,可以精确检测呼吸机的通气量,为呼吸机通气量的出厂检测提供理论依据和数据支持,为临床呼吸机的通气性能检修提供更多选择。
目的:提出一种能精确模拟肺顺应性的模拟肺模型,并研究等温系统的测量方法。方法:模拟肺的主体为一个1000 m L的刚性密闭玻璃瓶,使用医用高精度针筒作为供气装置。玻璃瓶内部压强采用BMP085压强传感器以及ATmega32单片机对压强数据进行采集与分析,测得的数据在PC机上使用Lab VIEW进行显示和存储以备后续处理。实验测量不同质量铜丝填充后玻璃瓶的顺应性。结果:在容器为1000 m L的情况下,填充300 g铜丝可满足气体等温压缩的要求。最后得出1000 m L刚性玻璃瓶顺应性约为1.014 m L/mbar。结论:该模拟肺符合呼吸机通气性能测试和定标中对模拟肺的基本要求,能够用于呼吸机顺应性的参数精度测试。
目的分别对婴幼儿和儿童模拟肺内部换热情况进行仿真分析,提出了一种能够精确模拟婴幼儿肺顺应性的模拟肺。方法基于玻意耳定律,利用流体力学分析软件Fluent为计算平台,假设等温系统内部换热介质为多孔介质,研究了对模拟肺充气之后其内部温度变化情况。实验测量了婴幼儿模拟肺在不同质量铜丝填充后的顺应性。结果通过仿真得出婴幼儿和儿童模拟肺等温系统所需要等温材料体积约为总体积的3.3%。实验结果验证了仿真的准确性,得出了婴幼儿肺顺应性约为10.08 m L/k Pa(1.008 m L/mbar)。结论该模拟肺精确顺应性的特征可以更好地帮助临床测试肺功能和呼吸机顺应性参数精度。
