电动注射泵控制装置的设计
【摘要】本文阐述了利用单片机实现电动注射泵进行静脉输液自动化的过程，解决了现有的注射器在使用时需要用人力拉取或推挤注射杆导致注射速度不均匀、医护人员疲劳等问题。阐述了控制系统的功能、组成结构、重点说明了系统使用单片机控制系统的控制设置及软件编写流程，实现具有联动控制多台注射泵、人机对话数据处理等功能，为医护人员提供必要的技术服务。
【关键词】电动注射泵；注射液和注射流率
电动注射泵是临床医疗和生命科学研究中经常使用的一种注射的仪器，这种仪器主要应用于静脉输液和精密化学实验。使用先进电子技术、传感器技术、计算机技术综合应用于注射泵系统的研究与开发，设计了具有匀速注射功能的注射泵，并且可以联动控制多台注射泵工作，具有良好的人机对话界面和数据处理功能实现自动化控制。该系统已成功应用于临床，具有广泛的市场前景。
电动注射泵系统解决了现有的注射器在使用时需要用人力拉取或推挤注射杆导致注射速度不均匀、医护人员疲劳等问题。它可以预先设定注射液量和流率，保证神经组织适应注入的流体。现今国内外注射泵的主要问题是精度不高，而且一般只实现单通道匀速注射。因此设计实现具有联动控制多台注射泵，实现人机对话数据处理是非常有必要的。
一、硬件设计
如图1所示，系统由软件控制模块、步进电机驱动模块、传感器检测模块和显示模块等组成。
1.软件控制模块
计算机通过RS 232串口与主控制芯片模块连接，通过自主设计的监控软件，可以实时监控和管理注射泵的工作状态，运行后可以实现全自动化处理。主控制芯片模块由ARM和FPGA以及外围电路组成，FPGA产生步进电机所需要的电脉冲信号，传送给驱动器模块，驱动器模块里的脉冲分配器把电脉冲信号按规定的方式分配给电机各相励磁绕组，从而带动步进电机转子运转。与此同时安装在电机轴上的增量式旋转编码器和压力传感器实时监控电机的实际工作情况，由于FPGA具有硬件实时处理的特点，传感器的数据会同步传给FPGA，当旋转编码器已经停止编码，而FPGA在发送脉冲信号，则会马上停止电机运转并蜂鸣报警，进入堵转状态；在压力传感器测得压力超过最大限压时，也会马上停止电机工作，且计算机提示和蜂鸣报警。
2.步进电机驱动器控制模块
设步进电机注射器的注射规格有10ml、20ml、30ml、50ml四种，注射液的注射速率在0.1ml/h-400ml/h范围内以0.1ml/h连续可调。
步进电机驱动采用三洋公...
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