锥板血液粘度测量仪设计开题报告

 2022-03-13 22:10:29

1. 研究目的与意义

血液粘度是血液最基本的流变特性,是血液流变学研究的核心。大量研究表明,许多危害人类健康的常见病均与血液粘度升高有关。血液粘稠,流速减慢,这就预示了血液中脂质将会沉积在血管的内壁上,导致管腔狭窄、供血不足,进而导致心肌缺血、脑血栓、肢体血管血栓等疾病的发生。有些中老年人经常感觉头晕、困倦、记忆力减退等,总认为是人生走向衰变的必然现象,其实这是高粘血症造成的恶果。血液粘度的测量是一个复杂的问题,由于血液是一个典型的非牛顿型流体,它的表观粘度取决于所受切变率和切变应力的大小。

测定血液粘度,研究血液粘度的特点,掌握血液粘度变化规律,对于了解血液的流动性质和凝固性质,尤其是对于揭示血液流变学的改变与某些疾病的发生和发展关系,具有重要意义。传统的锥板式血液粘度仪是根据圆锥的几何学常数及带动圆锥旋转的支撑轴扭转力矩,计算出切变率与切应力,并由两者之比得到被测流体的实际粘度值。

本课题设计了基于LPC936单片机的锥板血液粘度测量系统,在设计上该系统具有将延迟捕获的设计思想应用于切变率的测量,提高了切变率的测量精度与速度;同时采用了基于“时分”D/A输出方法,改进了极低切变率下的粘度测量。

2. 研究内容和预期目标

一、任务内容

1、掌握philips公司lpc936系列单片机的原理及应用设计。

2、掌握单片机c51程序设计。

3、学习掌握tks系列单片机仿真器的调试、使用(设备需要:仿真器和计算机)。

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3. 研究的方法与步骤

锥板血液粘度测量仪主要分为两个部分:测量部分和电气部分。如图所示,测量部分主要由固定切血槽、线圈和驱动转盘同轴的锥板组成。电气部分主要有主板、驱动板和显示键盘板。硬件控制部分选用了p89lpc936单片机为核心器件,使用了12位串行spi接口d/a转换器max531来调节驱动线圈电流。

粘度的测量是通过换算血液对锥板的扭力矩来实现的。仪器中,由icl8038波形发生器集成电路产生100hz的正弦信号,经稳幅和功率放大后作为励磁信号施加在励磁线圈,它的电流大小是不变的。当驱动线圈中通过正弦波励磁电流时,在c形磁铁的截面上产生交变的磁场,该磁场与励磁线圈产生的磁场带动驱动盘和锥板转动,改变驱动线圈中的电流即可改变锥板转动速度。当锥板斜面与切血槽之间注入少量血液(0.8~1ml),其粘度值由式(1)表示:η=(3×θ×m)÷(2×π×ω×r3)——————(1)

式中,m为励磁线圈和驱动线圈产生的磁力矩,ω为锥板转动的角速度。

由m与线圈电流之间的关系,可将(1)式简化为:η=(α×k×i)/γ————(2)

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4. 参考文献

[1]周立功. lpc900系列flash单片机应用技术. 北京:北京航空航天大学出版社 2002

[2]王为青.程国钢;单片机keil cx51应用开发技术. 北京:人民邮电出版社 2006

[3]肖金球.单片机原理与接口技术. 北京:清华大学出版社 2004

[4]李朝青. 单片机原理及接口技术. 北京:北京航空航天大学出版社,1999

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5. 计划与进度安排

序号

起迄日期

工作内容

1

3月29日~3月11日

熟悉LPC900系列单片机内部结构及其程序语言

2

3月14日~3月25日

了解产品的电路及相关IC的使用;焊接、安装产品,调试相关硬件

3

3月28日~4月15日

学习TKS仿真器的使用;编制显示等接口程序

4

4月18日~5月6日

编制中断处理、D/A转换器输出、光电速度检测等功能程序

5

5月9日~5月13日

编制自动清洗过程的全自动控制程序

6

5月16日~6月3日

总体调试;撰写毕业答辩报告

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