基于嵌入式的術(shù)后引流負(fù)壓吸引器的設(shè)計(jì)
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2．3 傳感器檢測(cè)部分
由稱重傳感器、表壓傳感器、pH值傳感器等傳感器件構(gòu)成，主要完成對(duì)病人腔壓、負(fù)壓吸引器產(chǎn)生的負(fù)壓、體液的抽取速度、以及其它醫(yī)學(xué)參數(shù)(如體液的pN值等)的測(cè)量。
稱重傳感器設(shè)計(jì)：壓力應(yīng)變片內(nèi)部電橋阻值分布能夠根據(jù)外部壓力的大小而線性變化。采用20 kg壓力應(yīng)變片與信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)。變化范圍僅有50μV左右。首先使用精密儀放INA118構(gòu)成前級(jí)信號(hào)放大，將信號(hào)放大5 000倍，再用通用運(yùn)放LM358對(duì)信號(hào)做進(jìn)一步放大和電平調(diào)整，使所稱重量在0～100 g間變化時(shí)輸出電壓范圍為0．2～2．5 V，方便主控模塊使用AD采樣。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/148170.htm
氣壓傳感器設(shè)計(jì)：氣壓傳感器用于對(duì)負(fù)壓吸引器產(chǎn)生的負(fù)壓進(jìn)行精確舅量，使用亞科電子科技公司的TTP501型氣壓傳感器，一種橋式硅壓阻器件，其壓力測(cè)量范圍為0～120kPa，工作電流為0．3 mA，輸出電壓范圍為0．5～3 V，精度高于1％。利用此傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)壓的精確測(cè)量。
pH值傳感器設(shè)計(jì)：體液pH值為醫(yī)學(xué)中的重要參數(shù)，對(duì)pH值的精確測(cè)量可以有效監(jiān)控患者的體內(nèi)代謝狀況。使用有高電壓PMOS管和高壓二極管優(yōu)點(diǎn)的運(yùn)放CA3140組成雙高阻差分輸入電路以減小共模信號(hào)的干擾。輸出電壓：V0=(1+2R4／Rg)·(R3／R2)·(V2-V1)。
同時(shí)應(yīng)用DS18B20數(shù)字溫度傳感器結(jié)合軟件的設(shè)計(jì)完成溫度補(bǔ)償以提高測(cè)量精度。pH計(jì)的功耗約100 mW。測(cè)量精度可達(dá)±0．01 pH。
2．4 控制部分
人機(jī)交互模塊：用于用戶指令的輸入，顯示所測(cè)量的體內(nèi)體液參數(shù)。顯示模塊使用諾基亞5110液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)，與主控模塊之間的通信通過SPI接口實(shí)現(xiàn)，具有功耗低、控制簡便等優(yōu)點(diǎn)。
異常報(bào)警模塊：主要由有源蜂鳴器及一個(gè)NPN型三極管8050構(gòu)成。當(dāng)主控模塊輸出報(bào)警信號(hào)時(shí)，給8050基極施加高電平，有源蜂鳴器發(fā)出洪亮的報(bào)警聲，提示醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行相應(yīng)操作。
主控模塊：主要以STM32為核心，完成本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析、功能控制、顯示及針對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的反饋處理。STM32 F103是一款32位單片機(jī)，AD數(shù)據(jù)采集的精度極高。具有2個(gè)12位AD轉(zhuǎn)換器(16通道)以及6路PWM輸出和7個(gè)定時(shí)器，足以實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能模塊的自動(dòng)控制、信號(hào)采集和處理。
評(píng)論