1、毕业设计开题报告电气工程与自动化血球仪堵孔检测与高压灼烧研究一、选题的背景与意义血球仪是应用现代电子技术实现血液中各种成分的测定与分析的医疗仪器，广泛应用于临床检测。日常医院所做的血常规分析，骨髓分析，网织红细胞计数，末梢血干细胞含量测定1等，都可以利用该仪器检测的。它相较于原来的人工检查分类法更加的高效，可靠，快捷。目前主流血球仪的实现方法主要有（1）电阻抗法2（库尔特原理），（2）容量、电导、光散射法（VCS法3），（3）阻抗与射频技术联合法（4）光散射与细胞化学技术4（5）多角度偏振光散射技术5等。其中电阻抗法因其结构简单，工作可靠，成本低等优点而被广泛采用，或者作为部分参数测定方法与其
2、他测定方式联合应用。液压、气压系统注射器及电磁阀状态及控制信号恒流源信号滤波及放大AD信号采集PC计算机内电极外电极宝石孔检验池电压时间脉冲负压V血液细胞流图1电阻抗法测量原理电阻抗法测量原理，如图1，激光成型的宝石孔两侧各有一个铂电极，因为稀释液具有导电性，当在两电极之间加一定的电压时，微孔之间有一定的电阻。而细胞具有非导电性，当有细胞进入小孔时，就会改变小孔间的电阻，从而在电路中产生一个脉冲信号，根据脉冲的个数以及脉冲幅度等特性就能测出血液中各类细胞的个数、大小等参数并进行分类统计。然而电阻抗法也有其自身的弊端，由于电阻抗法仪器的小孔管在白细胞检测上使用直径为100UM的宝石孔，在红细胞和
3、血小板检测上使用直径为6080UM的宝石孔。这样小的孔极易发生孔或者半堵孔故障。从而影响仪器的正常工作，也给仪器维护带来了困难。目前，血球仪上配置的功能在宝石孔堵塞故障上还主要停留在预防上，故障的解决还没有比较有效的解决方案，因此亟需一种检测宝石孔堵塞并排除故障的方法。目前，大部分的血球仪不具备独立的堵孔检测功能部件，一般利用仪器自带的自动清洗功能进行清洗，以预防宝石孔堵塞。检测则只能通过血球仪在工作时，测量数据的情况来间接反应仪器是否有堵孔现象。该方法必须在仪器工作时才能检查故障，浪费了血液标本。且不能确定是否为宝石孔堵塞，往往还需要其他检测才能确定，因此用测量数据来判定堵孔故障的方法不够准
4、确，及时，也不够稳定。硬件的检测方法。监测堵孔电平法6，该方法通过监测宝石孔两侧铂电极间的电压差得到宝石孔是否发生堵孔或者半堵孔故障。堵孔检测故障排除的方法主要有以下几种。（1）利用血球仪的自动冲洗功能，（2）人工拆洗，（3）高压灼烧法。利用血球仪的自动冲洗功能排除堵孔故障是目前主要的手段。现在的许多血球仪都配有自动清洗功能，利用这一清洗功能，可以在发现宝石孔堵塞时手动或是按预先编好的检测控制程序自动执行清洗程序，来达到疏通宝石孔的目的。人工拆洗这一方法比较困难，大部分的血球仪宝石孔内置，不同型号的血球仪人工拆洗的方法也不同，要长时间使用之后才能掌握其清洗方法。一般的通用的方法有浓缩浸泡，次氯
5、酸钠溶液清洗等。严重堵孔时则更加难以以清洗，如MICROS607甚至需要浓硫酸浸泡宝石孔片才能清洗，SYSMEXSF30008则需要卸下检测器，用超声波振荡器处理。而且人工拆洗很容易损坏仪器。血球仪的自动清洗和人工拆洗经常还需要清洗剂，这不但增加了成本，而且如果未将清洗剂冲洗干净，残留的清洗剂极易造成宝石孔的再度堵塞，同时清洗剂也会腐蚀仪器。利用高压灼烧法疏通堵孔，该技术目前还不够成熟，没有广泛的应用，相关技术也没有效的资料可供参考，只有极少一部分仪器配备。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1基本内容本设计的主要内容是设计制作血球仪宝石孔堵塞故障的监测和故障排除功能的系统。主要包括宝石孔堵塞
6、监测模块和高压灼烧法排除故障模块。（1）血球仪宝石孔堵塞检测模块该部分需要设计一个堵孔检测电路，利用电压检测的方法监测宝石孔两端电压的变化，一旦发现电压不正常，就向系统发出堵塞报警信号。（2）血球仪宝石孔堵塞故障排除模块该模块是本系统的核心，在系统发出清理宝石孔堵塞信号时，控制继电器形成高频，产生拉弧放电，用电火花灼烧堵塞小孔的杂物，随后用清洗液冲洗，从而疏通堵塞的小孔。2拟解决的的主要问题（1）血球仪宝石孔堵塞检测监测电压的转换，将4050V的高压变换到5V左右的低压；电压比较电路的设计，用于比较当前电压与正常阈值电压；根据宝石孔堵塞情况测试，确定阈值电压；报警信号、报警方式的选择。（2）血
7、球仪宝石孔堵塞故障排除电极材料、形状、两电极间距等参数的确定；高频拉弧放电的原理研究；高频通断电通电电压大小、频率的确定；继电器高频放电电路的设计。三、研究的方法与技术路线本设计主要解决的是血球仪宝石孔堵塞故障的监测和故障排除。宝石孔堵塞故障的监测采用独立的检测电路，监测堵孔电平；堵孔故障的排除采用高压灼烧法。1液分析仪宝石孔堵塞故障的检测方法本设计采用独立硬件电路检测的方法，即监测堵孔电平法。该方法通过监测宝石孔两侧铂电极间的电压差得到宝石孔是否发生堵孔或者半堵孔故障。如图2，假设计数电压，即恒流源电压为100V，加上稀释液以后宝石孔两侧的电压为36V，即为电压检测点A的电压。当发生堵孔故障
8、时，这个电压会就可能会升高到4050V。设计一个电压监测电路用于监测该点A的电压判断出是否发生堵孔故障，然后进行堵孔故障的排除。恒流源信号处理与分析内电极外电极宝石孔检验池负压V电压监测点A堵孔检监测电路PC控制端图2堵孔检测原理2血球仪宝石孔堵塞故障排除方法本设计采用高压灼烧法排除堵孔故障。其原理如图3，利用高频放电原理910，在宝石孔两侧的电极上加上一高频计数电压。正常计数时，计数电压是又恒流源提供的持续的直流电压。当宝石孔堵塞进行高压灼烧疏孔时，就设计成时间间隔很短的通电、断电，这样只要设计参数合理，就可以形成高频。在通断电的瞬间，两个电极之间就会产生拉弧放电，利用产生的电火花就能轻易的
9、将小孔周围的蛋白、细胞碎片、棉絮等杂物灼烧后经清洗液冲洗干净。恒流源信号处理与分析内电极外电极宝石孔检验池负压V高压灼烧电路PC控制端图3高压灼烧原理四、研究的总体安排与进度2010年11月2010年12月，查阅相关资料，翻译文献，完成开题报告；2011年1月2011年2月，方案设计论证，进行软件模拟仿真；2011年3月，设计制作堵孔检测电路，并进行调试；2011年4月，设计制高压灼烧电路，整体功能调试；2011年5月2011年5月中旬，项目总结验收,撰写毕业论文。五、主要参考文献1肖倩TH7762血液分析仪的研究进展和临床应用J齐齐哈尔医学院学报2004,25145462JOACHIMLEH
10、NER,BURKHARDGREVE,UWECASSENS,AUTOMATIONINHEMATOLOGYJTRANSFUSMEDHEMOTHER2007343283393李复银TH776COULTER血液分析仪的测试原理及分类的实现J压疗设备信息2007,22716174WARRENGRONERANDROBERTKANTEROPTICALTECHNOLOGYINBLOODCELLCOUNTINGJSYSMEXJOURNALINTERNATIONALVOL9NO119995于彦,徐增高,杨涛TH776浅谈血细胞分析仪的检测原理J医疗装备,2001,14810116血液分析仪堵孔分析与处理HTTP/WWWCLINLABCOM/HTML/XUEQIU/NIHONKOHDEN/NIHONKOHDENXEFBD98/200902/113988HTML7赖玉姝血液分析仪红细胞计数孔堵塞故障及解决方法R基层医学论坛2009,165418李效银,任吉霞TH776SYSMEXSF3000五分类血液分析仪堵孔故障的处理J医疗卫生装备2008,2921129彭燕昌,严萍,舒立张,适昌TM832介质阻挡放电用大功率高频高压电源的研究J高电压技术2002,28120354110胡希伟在具有大气压强气体中的均匀辉光放电J物理教学2002,24578
