东丽血液透析机tr321ex温度传感器的改进

东丽血液透析机ＴＲ３２１Ｅｘ温度传感器的改进

黄庆丰ｔ，杜炳坚２

（１．广西医科大学一附院，广西南宁５３００２１；２．广西自治区人民医院，广西南宁５３００２１）

【摘要】本文针对东丽ＴＲ３２１Ｅｘ血液透析机温度传感器设计上的不足，提出使用温度传感器Ｄｓｌ８８２０和ＡＶＲ单片机对其进行改进。

【关键词】血液透析机；温度传感器；ＡｖＲ单片机

【中图分类号】ＴＨ７８９［文献标志码】Ａ［文章编号］１００７—７５１０（２００７）１２一００２３一０２

ＩＩｌｌｐｒｏｖ咖ｅｎｔｏｆＴ咖ｐ哪ｔｕｒｅＴ均ｎｓｄｕｃｅｒｆｏｒＴｏｒａｙＴＲ３２１ＥＸＨ咖ｏｍａｌｙｓｉｓＭａ咖ｎｅ

ＨｕＡＮＧＱｉｌｌｇ—ｆｅｎ９１，ＤｕＢｉｎｇ—ｊｉａｎ２

（１．ＴｈｅＦｉｒＳｔＨｏＳｐｉｔａｌａ伍ｈａｔｅｄｔｏＧｕａｌｌｇ嫡Ｍｅｄｉｃａｌｕ血ｖｅｒＳｉｃｙ，ＮａｎｎｉｎｇＧｕａｎｇ五５３００２１，Ｃ１１ｉｎａ；

２．ＴｈｅＰｅｏｐｌｅ’ｓＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＧｕａｎｇ）（ｉｚｈｕａｎｇＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅ舀ｏｎ，ＮａｎｎｊｎｇＧｕａｎｇ）（ｉ５３００２１，ｃｈｊｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤｅｓｃｒｉｂｅｓａｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｄｅｓｉｇｎｃｏＩｎｂｉｎｊｎｇｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｃｕｒｅ雠ａｎｓｄｕｃｅｒＤｓｌ８８２０ｗｉｔｈＡＶＲｓｉｎ酉ｅｃ｝ｌｉｐ狮ｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄ山ｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｕｓｉｎｇｔｈｅｔｅｎｌｐｅｒａｔｕｒｅｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｏｆＴｏｒａｙＴＲ３２１Ｅｘｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓｍａｃｌｌｉｎｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓｍａｃｌｌｉｎｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ＡＶＲｓｉｎｄｅｃ１１ｉｐ

Ｏ前言

东丽ＴＲ３２１Ｅｘ血液透析机被认为是一款傻瓜型血液透

析机，分布于我国各大、中型医院，该类机器使用一段时间后

温度、电导率等偏差比较严重，必须重新校正。该机设计有两

个负温度特性的（ＮＴｃ）温度传感器，一个用来做水温控制，另一个用以做透析液温度监测。监测用的温度传感器同时还对电导率传感器进行温度补偿，这就是电导率不准时要求先校正温度的原因，而控制用的传感器是系统闭环恒温控制的不可缺少的部件，它的准确性直接影响系统水温的准确性。该类机器设计上存在不足，内部的酸碱环境比较恶劣，致使这两个温度传感器的引线或接头经常被腐蚀、氧化导致一些比较严重的机器故障，直接影响临床的治疗工作。

针对上述的条件。我们提出使用无须调校的单总线的数字温度传感器Ｄｓｌ８８２０来代替原温度传感器，利用ＡｖＲ单片机读取Ｄｓｌ８８２０的１２ＢＩＴ（比特）分辨率的数字温度后，再利用ＡｖＲ系列单片机的ＰｗＭ（脉冲宽度调制器）功能实现高精度Ｄ／Ａ转换（原系统使用的ＡＤｃ为精度是１２ＢＩＴ的ＡＤｌ６５７４），经过低通滤波后输回原先的信号ＡＤｃ的输入端。

１系统主要原理

１．１传感器改良主要技术方案

收稿日期：２００７～０４—１６修回日期：２００７—０８—２８

图１系统改良方案图

传感器改良主要技术设计方案如图１所示。

说明：ＭＣｕ每秒采集一次Ｄｓｌ８８２０的数字温度值，然后经过查表通过定时器Ｔ１的两个高精度的ＰｗＭ输出，经过三阶滤波后输出到机器的ＡＤｃ，温度再经过二次ＡＤｃ后传人机器．同时去掉原先的放大和信号调理电路。

１．２硬件设计原理

（１）单总线数字温度Ｄｓｌ８８２０功能简介。Ｄｓｌ８８２０是ＤＡＬＬＡｓ公司的高精度的数字温度传感器，与以往温度传感器不同的是它采用晶体的温度一频率特性测量温度，无需附加任何信号调理电路，其结果更具有稳定性。最主要的是无须校正。符合我们的设计要求。现场温度直接以“单总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。该器件工作电压在３ＶＤｃ～５ＶＤｃ，Ｄｓｌ８８２０可以程序设定９～１２位的分辨率，在一１０℃～＋８５。ｃ范围内，精度为±ｏ．５。ｃ，测量温度范围为一５５。Ｃ一＋１２５０Ｃ，每个器件有一个全球唯一的６４ＢＩＴ的ＲｏＭ码，单总线接口，无须浪费控制Ｍｃｕ的宝贵

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的接口引脚资源，最主要的是还可以多个（８个左右）传感器并用一条总线，可以进行多点温度检测。该传感器采样时间比较短，１２ＢＩＴ精度的采样时问只需７５０毫秒，有ｓｏ一８封装和Ｔｏ一９２封装两种，适合不同场合的需要。

（２）ＰｗＭ到ＤＡｃ电压输出的电路实现。值得注意的是单片机输出的ＰＷＭ波形中低电平并不为０ｖ，高电平并不为５ｖ，所以必须对逻辑波形进行电压转换，然后再经过低通滤波器滤波输出。我们用ＦＩＬＴＥＲＬＡＢ模拟滤波设计软件设计的三阶ＢｕｔｔｅｎⅣｏｒｔｈ低通滤波器，经过ＰＲｏＴＥｕｓ仿真，输入是４ｋＨｚ的ＰｗＭ，输出纹波小于１ｍｖ。

电路的电源供电采用很高精度的ＬＤｏ（ＬｏｗＤｍｐｏｕｔ的缩写，意为低压差）稳压器ＬＭ２９５１—５提供５ｖ电压，使用轨对轨单电源精密低漂移运放ＴＬｃ２２０２做有源低通滤波器，保证输出范围０ｖ一５ｖ。使用２Ｎ５０２１做电平转换开关，导通阻抗是Ｏ．２５Ｍｎ，但是要求单片机的ＰｗＭ输出是反相的。

（３）高性能ＲＩｓＣ单片机ＡＴＭＥＧＡ４８实现ＰｗＭ功能。ＡＴＭＥＧＡ４８是一款高性能、微功耗的、８位ＲＩｓｃ结构处理器．处理速度达１６ＭＩＰｓ（Ｍ皿ｏｎＩｎｓｔｍｃｄｏｎｓＰｅｒｓｅｃｏｎｄ每秒百万条指令的简称）；内含３个定时器两个８位，一个１６位，均有ＰｗＭ功能：４ＫＢＹＴＥＦＬＡＳＨＲｏＭ（Ｆ１ａｓｈＲｏＭ快速只读存储器，在特定条件下可擦写）最多可以擦写１００００次以上，５１２字节的ＲＡＭ：可编程选择最高为８ＭＨｚ、经过标定的内部振荡器；３２脚ＴＱＦＰ超小封装，适合更小的安装尺寸。原系统对温度信号的采集采用ＡＤｌ６５７４，分辨率达１２ＢＩＴ，因此选择ＰｗＭ功能时只能选择分辨率高的Ｔ１定时器做ＰｗＭ用，该定时器可以支持１６ＢＩＴ的理论ＰｗＭ。

２结束语

本文针对ＴＲ３２１血液透析机的温度传感器进行改良的方法进行充分的探讨，提出了用无须校正的数字温度传感器Ｄｓｌ８８２０代替普通的ＮＴｃ温度传感器的具体方法，该方法通过简单廉价的电子元器件就可以实现原系统的精度要求，降低了设备的成本。使用的电路为单电源供电．可以从仪器本身提取．非常具有推广价值。根据以上思路，我们做出了实际电路，连接到原血液透析机上，开机整机工作正常，机器已使用一年多，原来一个月左右一次的校正已不需再做。

［参考文献］

［１］耿德根，等．ＡＶＲ高速嵌入式单片机原理与应用【Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００２．

［２］金春林，等．ＡＶＲ系列单片机ｃ语言编程与应用实例【Ｍ】．北京：清华大学出版社，２００３．

［３］胡汉才．单片机原理及其接口技术【Ｍ］．北京：清华大学出版社．２００４．

［４］ＳｔｕａｒｔＲ．Ｂａｌｌ．嵌入式微处理器模拟接口设计【Ｍ］北京：电子工业出版社．２００４．

【５］饶利民．维护工作对透析机的价值Ⅱ］．医疗设备信息，２００６（８）：８１赢

（上接第２５页）

２结果

高原知识库系统整体界面设计简捷，菜单清晰。主菜单四大类包括：信息管理；检索查询；修改密码和系统退出。可实现以下主要功能：①对有关高原方面的论文及相关资料进行检索、排序；②对某段时间内的论文情况进行的统计；③根据时间、作者、标题、关键词等字段对库内记录进行查询、统计，为医疗、科研提供数据。

３创建数据库的体会

高原知识库系统是对高原知识信息的优化归档。是现代知识信息化工作的重要组成部分。我们编写高原医学知识库系统是按照军队“十一五”规划建立的．以满足军队医学科研的重点应突出军事医学领域的应用研究项目和卫勤保障方面的研究需求，目前高原高寒特殊环境下卫勤保障已成为研究的热点，建立该系统可以保障高原地区广大医务工作者对高原医学研究的信息需求，提供专题信息服务。我们利用ＡＣ—ＣＥＳＳ２００３设计高原知识库管理系统并投入实际应用，收到了良好效果ｐ～。

由于考虑到该数据库收录文献量较少，使用人员范围小，为此，在设计过程中，我们尽量突出检索速度快，查找文献方便、便携等特点。然而在实际应用过程中也显现出某些不足，如检索途径少，兼容性差，收录范围窄等。尽管该数据库有一定不足，相信在今后的使用过程中，我们会不断加强完善，使其会更加有利于广大高原医学工作者使用，提高检索效率。［参考文献】

［１】王银改．用Ａｃｃｅｓｓ２０００开发医学检验数据管理系统Ⅱ］医疗设备信息，２００４，１９（６）：４０—４１．

［２】柴国雄．ＡｃｃＥｓｓ编程中的交叉查询技巧Ⅱ］．计算机时代２００７（２）：５１—５３．

［３】黄竞．使用Ａｃｃｅｓｓ建立档案管理数据库Ⅱ】．电脑知识与技术，２００５（２）：１６—１７．

［４】王宇虹，朱亦文，陈格，朱彦志．ＡｃｃＥｓｓ数据库系统开发从基础到实践【Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００６．

［５］李剑峰，等．医院药库管理信息系统的开发明．医疗卫生装备，２００６ｆ４１：３０—３１．弗

?２４?

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东丽血液透析机TR321EX温度传感器的改进

作者：黄庆丰， 杜炳坚， HUANG Qing-feng， DU Bing-jian

作者单位：黄庆丰,HUANG Qing-feng(广西医科大学一附院,广西,南宁,530021)， 杜炳坚,DU Bing-jian(广西自治区人民医院,广西,南宁,530021)

刊名：

医疗设备信息

英文刊名：INFORMATION OF MEDICAL EQUIPMENT

年，卷(期)：2007，22(12)

引用次数：0次

参考文献(5条)

1.耿德根AVR高速嵌入式单片机原理与应用 2002

2.金春林AVR系列单片机C语言编程与应用实例 2003

3.胡汉才单片机原理及其接口技术 2004

4.Stuart R.Ball嵌入式微处理器模拟接口设计 2004

5.饶利民维护工作对透析机的价值[期刊论文]-医疗设备信息 2006(8)

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1.期刊论文吕辉.赵战云.方启军用维修板查贝朗HD-Secural温度故障维修-医疗装备2008,21(2)

温度恒定对血液透析机来说是一重要参数,一经出现温度报警,就无法正常透析. 出现温度报警,首先使用维修板查看三个温度传感器所显示的数值,如果有一数值差异较大,先调整其相对应的PT-100传感器的微调,调好后查看废水的温度约37℃,待病人完成透析后再做进一步处理,如T1、T2、T3显示温度约为38.5℃、37.5℃、37℃.

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