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注射泵原理及其使用注意事项

实验室微量注射泵

微量注射泵的结构

注射泵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。

 

注射泵的分类

按用途可分为医用非医用,以及实验室用微量注射泵和工业用注射泵。
按通道数可分为单通道多通道(双通道、四通道、六通道、八通道、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组合式,等等。

 

系统结构

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。


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。


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。


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。


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。

 

医用注射泵使用的注意事项

当接通电源,而未安装注射器时,按下(电源)开关,确认所有指示灯均闪亮,并且出现蜂鸣音。如机器自检出现异常,应立刻关闭电源,马上通知专业维修人员。

 

注射泵应使用一次性注射器。尽量使用注射泵指定的注射器,使用注射泵前,确认注射器的制造厂家与注射泵指定的相同,如不同,则难以保证输液速度的精确度和报警的准确。

 

在下列情况下使用注射泵前,应特别注意:

1)当交流电或直流电接口被液体弄湿时,会造成注射泵的短路。因此应把注射泵放在适当的位置,确保通电时,接口不会被弄湿。


2)当靠近电刀使用注射泵时,医用电刀是利用高频电流产生高能量用于活体组织的切开或凝血的外科器械。当注射泵靠近此类电刀使用时,注射泵可能会因高频干扰而出现故障。当注射泵和电刀同时使用前应注意以下事项:

 

a)不同类型电刀的高频干扰程度不同,旧式电刀的干扰较大(真空管和放电系统),应避免使用此种类型的电刀;保持导线(电刀固定器、刀头连接线、电极板连接线)或电刀主机与注射泵之间有足够的距离一般相距越远越好,并且尽量不要共用同一电源。

b)尽量不要在注射泵附近使用移动电话、无线电装置或可产生高频的除颤器,确保注射泵可靠接地。当使用计算机、电刀等时较易影响输液泵的运转,操作人员请经常并定期检查注射泵是否运转正常。

 

 使用时应注意注射器安装是否正确,注射过程中应经常检查注射器是否从滑座夹上松脱,如松脱则会发生“虹吸”(通过重力输入)“返流”。

 

注射泵产生正压驱动液体进人病人体内,但其设计一般没有因正压而造成输液管损坏的检测功能,在输液过程中,应定期检查输液管路有无破损,例如管路渗漏或过滤器的破裂。连接输液管路时,建议安装管路锁夹。因各种因素出现流动不畅时,例如,管路扭结或针头、过滤器堵塞时,输液管内的压力将增加,此时可使用“快速输入”(临时过度输入液体)向病人体内输入液体,继而可完全去除阻塞情况。如果流动阻塞,需采取适当的解决办法,例如通过钳夹输液管路。

 

如果注射泵的输液管路与其他极端负压(小于一l00mmHg)的输液管路连在一起,则注射器活塞可能会从注射泵的滑座上脱开,导致过度输液,因此应避免此种情况的发生。


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