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微型注射泵的结构系统

注射是生命科学研究中常见的用于长时间进行均匀微量注射的仪器,在实验中合理使用微量注射泵可以大大减轻工作人员的劳动强度,同时精确地控制各种试剂的使用量。
    存在的问题:国内外的微量注射泵普遍存在精度不够和成本较高的难点,不同厂商使用的容器互不兼容,导致只能使用同一厂商的注射器。电位计是控制注射精度的核心部件,进一步提升注射泵的性对电位计的要求很高。

注射泵分类:
按用途可分为医用和非医用,以及实验室用微量注射泵工业用注射泵
按通道数可分为单通道和多通道(双通道、四通道、十通道等)。
按工作模式可分为单推和推拉以及双向推拉模式。
按构造可分为分体式和组合式,等等。

注射泵系统结构

注射泵整个系统则由控制系统、输入系统、输出系统、步进电机、状态检测系统、注射器、电源、报警系统等部件组成。
1.主控模块用单片机来实现对整个系统的控制,包括工作控制、参数计算、键盘输入状态显示、压力检测,自动标注和自动报警等功能。
2.电源电路由电源选择、充电部分及电压提升部分组成。电源电路提供元件的工作电源,能自动切换内、外电源,使用外部电源时,自动对内部电源充电。充电完成后自动断开充电线路。如果外部断电,内部电源能自动供电。
3.步进电机连接模块要求电动机控制系统能实现高转矩、低振动水平、低噪声、快速响应和高效驱动。步进电动机分配控制器,获得准正弦波驱动电流。时钟信号控制步进电动机的速度。
4.机械传动原理。在得到中央电路的指令后,步进电机驱动电路就得到加载电压,通过一定的脉冲激励驱动步进电机,步进电动机在一定规律的脉冲频率下做转动,然后将动力源传动到二级减速箱进行减速,使得输出的速度得到进一步细化而传到丝杆,丝杆通过与半螺母结构形成外循环滚动螺旋副从而精确地把速度传到挡板处, 提供了稳定而精确的进给运动。
5.压力检测系统。传感器是一种能感受或响应规定的被测量物理量,并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置,它可将输入变量转换成可供检测的电信号,并将各种参量送入计算机系统,进行智能监测、控制,是测量系统中的一种前置部件。
常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器,光纤压力传感器等。
常可用于注射泵的是电阻式压力传感器。
电阻式传感器的工作原理是将被测的非电量转换成电阻值,通过测量此电阻值达到测量非电量的目的,采用电桥构成测量电压,是一种具有较高灵敏度的测量方法。无差压时,电桥两臂平等。差压信号加到陶瓷压敏电阻上,压敏电阻的阻值随差压而变化,引起电桥失衡。电桥失衡引起电流的变化,通过放大后,把模拟信号转化为数字信号,再传输至CPU 进行处理。
6.自动报警系统主要包括:脱落示警、系统示警、正常工作指示、电池示警、外电源示警等功能。采用蜂鸣器发声或发光二极管发光产生示警信号。

注射泵和蠕动泵(也可以称为恒流泵)的结构有点区别,注射泵由步进电机及其驱动器、丝杆和支架等构成,具有往复移动的丝杆、螺母,因此也称为丝杆泵。螺母与注射器的活塞相连,注射器里盛放药液。工作时,单片机系统发出控制脉冲使步进电机旋转,而步进电机带动丝杆将旋转运动变成直线运动,推动注射器的活塞进行注射输液,把注射器中的药业输入人体。通过设定螺杆的旋转速度,就可调整其对注射器针栓的推进速度,从而调整所给的药物剂量(给药速度为0.1~99.9ml/h)。

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