CN103990191B - 一种循环辅助泵的水力学性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种循环辅助泵的水力学性能测试系统，有一个储液槽，一个流量传感器，两个压力传感器，一个刻度尺，两个调节阀、无纸记录仪、循环辅助泵以及5段管路；储液槽与前负荷调节阀通过第一管道相连；第二管道与第三管道之间连入测试用循环辅助泵；涡轮流量传感器用于测量流经循环辅助泵的溶液流量，与第三管道和第四管道相连；压力与流量传感器的电流、电压输出信号通过A/D转换卡转换为数字信号后,由ARM微处理器处理，再通过标准串行通讯接口RS485将数据传至无纸记录仪上显示和记录。本发明的有益效果是：前后负荷均可模拟及调节，测试段管路的设计充分消除了漩涡等流动对测试结果的不利影响；测试系统简单可靠，测试系统操作简便，数据可自动采集存储。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种对循环辅助泵进行体外水力学性能测试的系统，尤其是涉及一种测试精度高、数据自动采集的测试循环辅助泵不同转速下进出口压力、流量特性的实验装置。
背景技术
循环辅助泵的作用是补偿或替代心脏泵血功能，在救治心力衰竭、心源性休克、心肺复苏患者、心脏移植前过渡支持治疗方面有巨大的应用潜力。
循环辅助泵在美国上市前要提交大量体外测试的相关资料给FDA，循环辅助泵的转速—压力—流量关系特性(水力学特性)是评价循环辅助泵泵血功能的关键指标，是FDA考核循环辅助泵是否符合使用要求的重要指标。
目前测试循环辅助泵水力学特性主要是采用体外模拟循环测试系统，基本都是基于弹性腔原理设计的，不仅能测试水力学特性，更主要的是可以模拟循环辅助泵对循环系统的影响，该系统追求体外测试系统能模拟人体循环系统的部分生理特征。
还有一种不能模拟生理特征的循环辅助泵水力学试验台，这种试验台也可以基本反映循环辅助泵的水力学特性，但无法同时满足循环辅助泵水力学特性测试可靠、精度高、操作简便、规范且通用性强的测试需要，本发明制作了一种满足上述要求的专门进行体外循环辅助泵水力学特性测试的实验装置。
发明内容
本发明的目的在于克服目前循环辅助泵体外水力学测试系统的缺陷，提供一种测试可靠、精度高、操作简便、规范且通用性强的循环辅助泵体外水力学测试系统。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种循环辅助泵的水力学性能测试系统，它包括有一个储液槽(1)，一个流量传感器(5)，两个压力传感器(3、4)，一个刻度尺(6)，两个调节阀(2、7)、无纸记录仪(8)、循环辅助泵(9)以及5段管路；
储液槽1储存循环所需的溶液介质，依靠25cm的溶液液高模拟循环辅助泵(9)初始入口负荷，前负荷调节阀(2)用于调节入口负荷，使入口负荷在0—20mmHg范围内连续可调；储液槽1与前负荷调节阀(2)通过第一管道(P1)相连；前负荷调节阀(2)后端的第二管道(P2)为前负荷测试区，入口压力传感器(3)接入第二管道(P2)内，接入点之后第二管道(P2)有一段长40mm锥度为1:5的内径缩小；出口压力传感器(4)接入第三管道(P3)内，接入点之前第三管道(P3)有一段长40mm锥度为1:5的内径放大；第二管道(P2)与第三管道(P3)之间连入测试用循环辅助泵(9)；涡轮流量传感器(5)用于测量流经循环辅助泵(9)的溶液流量，与第三管道(P3)和第四管道(P4)相连；第四管道(P4)出口与循环辅助泵(9)所在水平线的垂直距离为1m，且第四管道(P4)外有显示液柱高度的刻度尺(6)，第五管道(P5)用于调节循环辅助泵(9)出口液柱高度和将循环辅助泵(9)流出的溶液引回储液槽(1)，第五管道(P5)上装有调节第五管道(P5)内流面积的调节阀(7)，从全开到全闭连续可调；入口压力传感器(3)、出口压力传感器(4)和流量传感器(5)的数据线均连到无纸记录仪(8)上，压力与流量传感器的电流、电压输出信号通过A/D转换卡转换为数字信号后,由ARM微处理器处理，再通过标准串行通讯接口RS485将数据传至无纸记录仪上显示和记录。
所述的测试系统中的储液槽(1)为长方体、第一管道到第四管道(P1—P4)采用透明的有机玻璃制作，第五管道(P5)采用透明硅胶管制作。
所述的溶液介质为40％的甘油水溶液。
第五管道(P5)用于调节循环辅助泵(9)出口液柱高度为1m—1.7m。
本发明的有益效果是：前后负荷均可模拟及调节，测试段管路的设计充分消除了漩涡等流动对测试结果的不利影响；测试系统简单可靠，所以系统误差小，测试精度高；测试系统操作简便，数据可自动采集存储。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标号：1、储液槽；2、7、调节阀；3、4、压力传感器；5、流量传感器；6、刻度尺，8、无纸记录仪；9、循环辅助泵；P1～P5、第一～第五管路。
具体实施方式
参见图1所示：一种循环辅助泵的水力学性能测试系统，它包括有一个储液槽1，一个流量传感器5，两个压力传感器3、4，一个刻度尺6，两个调节阀2、7、无纸记录仪8、循环辅助泵9以及5段管路；
储液槽1储存循环所需的溶液介质，依靠25cm的溶液液高模拟循环辅助泵9初始入口负荷，前负荷调节阀2用于调节入口负荷，使入口负荷在0—20mmHg范围内连续可调；储液槽1与前负荷调节阀2通过第一管道P1相连；前负荷调节阀2后端的第二管道P2为前负荷测试区，入口压力传感器3接入第二管道P2内，接入点之后第二管道P2有一段长40mm锥度为1:5的内径缩小；出口压力传感器4接入第三管道P3内，接入点之前第三管道P3有一段长40mm锥度为1:5的内径放大；第二管道P2与第三管道P3之间连入测试用循环辅助泵9；涡轮流量传感器5用于测量流经循环辅助泵9的溶液流量，与第三管道P3和第四管道P4相连；第四管道P4出口与循环辅助泵9所在水平线的垂直距离为1m，且第四管道P4外有显示液柱高度的刻度尺6，第五管道P5用于调节循环辅助泵9出口液柱高度和将循环辅助泵9流出的溶液引回储液槽1，第五管道P5上装有调节第五管道P5内流面积的调节阀7，从全开到全闭连续可调；入口压力传感器3、出口压力传感器4和流量传感器5的数据线均连到无纸记录仪8上，压力与流量传感器的电流、电压输出信号通过A/D转换卡转换为数字信号后,由ARM微处理器处理，再通过标准串行通讯接口RS485将数据传至无纸记录仪上显示和记录。
所述的测试系统中的储液槽1为长方体、第一管道到第四管道P1—P4采用透明的有机玻璃制作，第五管道P5采用透明硅胶管制作。
所述的溶液介质为40％的甘油水溶液。
第五管道P5用于调节循环辅助泵9出口液柱高度为1m—1.7m。
循环辅助泵9的流入、流出口分别与对应的第二管道P2和第三管道P3连接，流入、流出口各有一个压力传感器3、4，两个传感器测得压力的差就是循环辅助泵9提供的压升，循环辅助泵9流出口连接有一个涡轮流量传感器5，用于测量循环辅助泵9所提供的流量，压力与流量传感器的1路电流输出信号、2路电压信号通过A/D转换卡转换为数字信号后,由ARM微处理器处理，再通过标准串行通讯接口RS485将数据传至无纸记录仪上显示和记录。
第二管道P2和第三管道P3分别带有一段软硅胶管，便于连接循环辅助泵，初始状态时，调节阀2和7都在全开位置，即流量最大状态，测试过程中需要调节的主要是调节阀2。测试液从储液槽1出来后依次流经调节阀2、入口压力传感器3、循环辅助泵9、出口压力传感器4、流量传感器5和调节阀7，最后测试液流回储液槽1中。
本测试系统的使用方法叙述如下：
1、将循环辅助泵9接入相应的管路接口(第二管路P2，第三P3的接口)。
2、调节阀2和7调至全开状态，储液槽注入25cm高的40％甘油水溶液，排出测试系统内的空气。
3、启动循环辅助泵9，设置辅助泵转速，实施测试。
4、连续调小调节阀2的过流面积，这样就得到循环辅助泵9某一转速下的压力流量数据点，随后绘制压力流量特性曲线。
以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.一种循环辅助泵的水力学性能测试系统，其特征在于：它包括有一个储液槽(1)，一个流量传感器(5)，两个压力传感器(3、4)，一个刻度尺(6)，两个调节阀(2、7)、无纸记录仪(8)、循环辅助泵(9)以及5段管路；
储液槽(1)储存循环所需的溶液介质，依靠25cm的溶液液高模拟循环辅助泵(9)初始入口负荷，前负荷调节阀(2)用于调节入口负荷，使入口负荷在0—20mmHg范围内连续可调；储液槽1与前负荷调节阀(2)通过第一管道(P1)相连；前负荷调节阀(2)后端的第二管道(P2)为前负荷测试区，入口压力传感器(3)接入第二管道(P2)内，接入点之后第二管道(P2)有一段长40mm锥度为1:5的内径缩小；出口压力传感器(4)接入第三管道(P3)内，接入点之前第三管道(P3)有一段长40mm锥度为1:5的内径放大；第二管道(P2)与第三管道(P3)之间连入测试用循环辅助泵(9)；涡轮流量传感器(5)用于测量流经循环辅助泵(9)的溶液流量，与第三管道(P3)和第四管道(P4)相连；第四管道(P4)出口与循环辅助泵(9)所在水平线的垂直距离为1m，且第四管道(P4)外有显示液柱高度的刻度尺(6)，第五管道(P5)用于调节循环辅助泵(9)出口液柱高度和将循环辅助泵(9)流出的溶液引回储液槽(1)，第五管道(P5)上装有调节第五管道(P5)内流面积的调节阀(7)，从全开到全闭连续可调；入口压力传感器(3)、出口压力传感器(4)和流量传感器(5)的数据线均连到无纸记录仪(8)上，压力与流量传感器的电流、电压输出信号通过A/D转换卡转换为数字信号后,由ARM微处理器处理，再通过标准串行通讯接口RS485将数据传至无纸记录仪上显示和记录。
2.根据权利要求1所述的循环辅助泵的水力学性能测试系统，其特征在于：所述的测试系统中的储液槽(1)为长方体、第一管道到第四管道(P1—P4)采用透明的有机玻璃制作，第五管道(P5)采用透明硅胶管制作。
3.根据权利要求1或2所述的一种循环辅助泵的水力学性能测试系统，其特征在于：所述的溶液介质为40％的甘油水溶液。
4.根据权利要求3所述的一种循环辅助泵的水力学性能测试系统，其特征在于：第五管道(P5)用于调节循环辅助泵(9)出口液柱高度为1m—1.7m。
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