微量注射泵控制系统的设计与实现
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摘要
微量注射泵(简称微量泵)是一种新型泵力仪器,用于将少量液体准确、定时定量的灌注或抽取。它的应用非常广泛,在临床医疗中,已应用于内科、外科、重症监护和手术室等临床各科室的输液治疗,它将药物精确、均匀、持续地泵入血管内,有效的减轻了医护人员工作量。在生命化学科学实验室里,经常使用微量注射泵对动物进行注射,在食品安全监控对农、兽药进行残留检测过程中,进行色谱分析时的进样也要用到微量注射泵。
     本设计为国家自然科学基金仪器科学研究专项课题“食品安全分析用在线式全自动样品前处理装置研制”中的一部分。旨在开发一套性能优越的多通道微量送液系统,能进行匀加减速注射,具有精度高,能同时联动控制6台注射泵工作,且具有计算机智能控制的特点。
     使用Microsoft Visual C++6.0开发工具设计一款上位机监控软件,实现计算机实时控制。硬件采用ARM+FPGA构建的高性能嵌入式系统,充分发挥了ARM处理器强大的数据处理能力和丰富的资源以及FPGA优越的逻辑时序功能和并行处理的优点.同时采用高细分的步进电机驱动器提高注射精度,并且在系统里融入了传感器技术,增加光电传感器和压力传感器,实现闭环控制和对微量注射器的保护。
     本文阐述了将计算机技术,传感器技术,电子技术综合应用于注射泵系统的研究与开发,并成功应该用于化学色谱分析前处理装置,具有很重要的实际意义。
Micro-injection pump is a new type of pump power equipment, small amount of liquid used to accurately timing and quantitative extraction or perfusion. it is widely used in clinical medicine, have been used in internal medicine, surgery, intensive care and operating room and other clinical departments of infusion treatment. It put drugs precise, uniform, continuous pumping vessels, effectively reducing the health care worklord. The paper based on the analysis of the advantages and disadvantages of mico-injecion pump in domestic market, and found that the injection pump have some problem such as lack of precision, expensive, and only have a single channel of uniform injection function. Using Microsoft visual C++ 6.0 development tools to design a pc monitoring software to achieve real-time control. Hardware use ARM and FPGA to built high performance embedded system. give full play to the powerful data processing capability of ARM processor,superior logic timing function and the advantage of parallel processing of FPGA processor. With stepping motor subdivision control to improve injection precision. Increase the pressure senor to protect the pump.
     The paper integrate the computer technology, senor technology and electronic technology in the research and development of the injection pump, and successfully used in chromatographic analysis of chemical pre-treatment device, have a very important practical significance.
引文
[1]Hartley Frank T. Miniature Peristaltic Pump Technology and Applications[J]. Journal of Advanced Materials,2000, 32(3):16-22.
    [2]Jufer M, Heine. Hybrid stepping motors 25 years of deve lopment[J].Proc of IMCSD 25th Annual SymPosium,1996, (1):301-307.
    [3]Jenkins, M. Hybrid stepper motors[J]. Permanent Magnet Machines, IEE Colloquium,1988,15(1):71-72.
    [4]吴泽华,曹伟华,龙尚斌.精密微量注射泵的设计与实现[J].现代电子技术,2009(15):139-142.
    [5]方爱平.基于单片机的步进电机控制系统的设计与实现[D].杭州:浙江工业大学,2008.
    [6]黄杰,基于ARM的多功能步进电机控制系统设计[J].信息技术,2009(09):153-156.
    [7]张芊,胡定军.一种新型的步进电机闭环控制方式[J].四川兵工学报,2009,30(6):21-23.
    [8]王超.基于PC机与单片机的步进电机调速系统的设计[J].广西轻工业,2009(12):37-38.
    [9]罗鑫,张峰.基于ARM Cortex. M3的步进电机线性速度控制的实现 [J].2009,31(5):42-44,
    [10]游达章.单片机控制的开环NC加、减速方法的实现[J].湖北工业大学学报,2009(24):22-25.
    [11]毕绍新.步进电机驱动控制的应用研究[D].天津:天津大学硕士论文,2003.
    [12]潘海燕,姚朝霞.基于L297的两相步进电机驱动器[J].机电工程,2007,24(4):86-88.
    [13]刘宝延,程树康.步进电动机及其驱动控制系统[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.
    [14]代子凤,吴锋.基于单片机的步进电机的驱动控制[J].机床电器,2009(06):42-45.
    [15]房玉明,杭柏林.基于单片机的步进电机开环控制系统[J].电机与控制应用,2006(04):6l一64.
    [16]陈学军.步进电机细分驱动控制系统的研究与实现[J].电机与控制应用,2006,33(6):48-50.
    [17]孟秀芝,王宗省.单片机控制的步进电机横流斩波细分驱动系统[J].山东科技大学学报,2003,22(4):78-81.
    [18]惠晶,肖荣.一种实用的步进电机细分驱动控制系统[J].微电机,2009(10):87-89.
    [19]郝晶,杨瑞峰.步进电机细分驱动软件设计[J].机械工程与自动化,2009(06):140-142.
    [20]林瑞众,孙兴进.步进电机的细分电流波形及其实现[J].上海大 学学报(自然科学版),1999,5(06):50l-504.
    [21]马正平.两相混合式步进电机微步驱动系统的研究[D],成都:电子科技大学,2008.
    [22]赵轶彦,何小刚.两相混合步进电机细分驱动研究[J].科技情报开发与经济,2007,17(35):185-186.
    [23]冯智贵.基于ARM+FPGA的雷达伺服控制器设计[D].南京:南京理工大学,2008.
    [24]孟振飞.基于STM32处理器的水泵控制系统的设计与实现[D].西安:西安电子科技大学,2005.
    [25]罗鑫.基于ARM的嵌入式运动控制系统的研究[D].上海:上海交通大学,2010.
    [26]苏许兵.基于ARM Cortex的同步电机控制系统的研究[D].武汉:武汉理工大学,2010.
    [27]卢江雷,王广龙.ARM和FPGA之间通用异步串行接口设计与实现[J],2009(04):28-30.
    [28]New Optimal Current of Control Methods for Energy-Effi cient and Wide Speed-Range Operation of Hybrid-Field S ynchronous Motor[J]. Indutrial Electronics, IEEE transac tions on,Oct-2007.
    [29]Simulation Modeling Research of Permanent Magnet Synch ronous Motor Control system[J]. Control Conference,200 7, CCC 2007,Chinese, July 26 2007-June 31 2007.
    [30]黄杰.基于ARM的多功能步进电机控制系统设计[J].信息技术,2009(09):153-155.
    [31]刘蓓.基于ARM的伺服控制系统设计与实现[D].西安:西安建筑科技大学,2010.
    [32]张艳敏.基于ARM芯片的步进电机加减速控制[J].河北工程技术高等专科学校学报,2009(06):47-50.
    [33]贡亚丽.FPGA在步进电机控制中的应用[J].2009(11):1l一12.
    [34]李学君.基于FPGA的四驱电动机电机驱动控制系统设计[D].武汉:武汉理工大学.
    [35]陈以,于新业.基于FPGA的旋转编码器抗抖动四倍频电路设计[J].计算机工程与科学,2009,31(7):92-94.
    [36]姜义.光电编码器的原理与应用[J].传感器世界,2010(02):20-22.
    [37]顾凯.压力传感器的数据采集与分析系统[J].工业计量,2010(02):33-34.
    [38]庄严,伊凤.高精度压力数据采集系统设计[J].北华大学学报,2008,9(03):274-276
    [39]刘九卿.平行梁型称重传感器的力学特性[J].科技应用,2009(06):5-8.
    [40]杨艳,安盼龙.电阻应变式传感器的研究[J].物理与工程,2010(02):29-31.

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