CN111120289B - 基于压力检测判断泵工作状态的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及血液检测技术领域，具体涉及基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，启动待测泵并在管道内流体上升/下降过程中，在预设时段T1内获取管道内的N1个流体压力数据，采用计算机对N1个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第一压力曲线段P（t），并对第一压力曲线段P（t）求导得到第一压变曲线段P’(t)，若第一压变曲线段P’(t)在预设正常区域内，则待测泵的转速正常，仅需要通过采集压力数据即可判断泵是否正常工作，由此，不需要逐个将泵拆下以判断泵是否正常工作，能够更加快捷方便，整体检测效率更快捷且方便，并且，由于压力传感器本身就是血液流变仪所具有的，也不会增加整体设备的体积，此外，实际压力传感器本身体积也较小。

Description

基于压力检测判断泵工作状态的检测方法

技术领域

本发明涉及血液检测技术领域，具体涉及基于压力检测判断泵工作状态的检测方法。

背景技术

血液流变仪是在血液流变学的理论基础上发展起来的一种血液临床检测仪器，是一种通过检测人体血液粘度来进行疾病早期诊断的专用检测仪器。临床中许多疾病的发生都与血液特性的变化密切相关，从血液流变学角度去探讨疾病的病因和发病机理并提出新的诊断方法和防治措施，对于这些疾病的预防和治疗有着极其重要的意义。因此血液流变检测已成为心、脑血管疾病的重要检测手段和中老年体检的必要项目，现各地大、中型医院已广泛采用。用于血流变检测的装置目前有锥碗式和电子-压力传感式测试装置，电子-压力传感式流变仪，主要通过毛细管法测量血液粘度。在具体测试过程中，将血液放置密闭管道中，依靠泵和电磁阀控制血液在管道的流动压力变化来测量，泵的旋转精度和电磁阀的控制精度都对检测精度影响极大。

目前血流变仪泵和电池阀较多，如果因为我血流变仪问题造成检测结果不正确，需要挨个判断哪个泵存在问题，极为繁琐。

当然，为了解决这个问题，也可以对每个泵设置一个检测部件以监测泵的运转情况，但是，这样布置后使得整个血流变仪的整体提交较大，并且，成本也较高。

发明内容

本发明的目的针对目前血流变仪的泵出现问题后需要拆卸泵逐个排除造成效率低难度大或者设置检测部件造成整体设备体积庞大的问题，提供一种基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，依靠血流变仪本身存在的压力传感器获取压力数据，与正常泵的压力数据进行对比以判断泵的工作状态。

目前血流变仪各个泵单独启动后的压力曲线都是类似于二次曲线，因此可以采用泵的实时二次曲线与正常泵的二次曲线对比来判断泵是否工作正常，具体的，为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，待测泵与管道相通，启动所述待测泵并在所述管道内流体上升/下降过程中，在预设时段T1内获取所述管道内的N1个流体压力数据，采用计算机对N1个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第一压力曲线段P（t），并对第一压力曲线段P（t）求导得到第一压变曲线段P’(t)，若第一压变曲线段P’(t)在预设正常区域内，则待测泵的转速正常。

作为优选，所述预设时段T1的起始计时时刻为待测泵的启动时刻，自待测泵启动开始至管道内的流体压力第一次达到波峰值的时间段为Tm，T1＜Tm。

作为优选，1.5s≤T1≤2.5s。

作为优选，所述N1个流体压力数据获取的时间间隔相同；待测泵与所述管道相通，其他与管道连通的泵关闭；待测泵检测完成后更换其他泵进行检测，此时其他泵成为待测泵，直至所有泵检测完成。

作为优选，正常泵与第二管道相连，启动所述正常泵并在所述第二管道内流体压力上升过程中，在预设时段T2内获取所述第二管道内的N2个流体压力数据，采用计算机对N2个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第二压力曲线段Pm（t），并对第二压力曲线段Pm（t）求导得到第二压变曲线段Pm’(t)，T2≤T1；

采用上述方法获得M条第二压变曲线段Pm’(t)，M≥50，采用计算机计算所述M条压变曲线段P1’(t)在同一坐标系中的在所述预设时段T2内各个时刻的最小值和最大值，各个时刻的最小值的连线形成所述预设正常区域的下边界，各个时刻的最大值的连线形成所述预设正常区域的上边界。

作为优选，获取W个正常检测结果对应的第三压变曲线段PW’(t)，W≥50，具体的，正常检测结果对应的泵启动开始计时的预设时段T2内获取管道的N2个流体压力数据，所述管道与所述泵连通，采用计算机对N2个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第三压力曲线段PW（t），并对第三压力曲线段PW（t）求导得到第三压变曲线段PW’(t)，T2≤T1；

采用计算机计算所述W个压变曲线段PW’(t)在同一坐标系中的在所述预设时段T3内各个时刻的最小值和最大值，各个时刻的最小值的连线形成所述预设正常区域的下边界，各个时刻的最大值的连线形成所述预设正常区域的上边界。

作为优选，正常泵与第二管道相连，启动所述正常泵并在所述第二管道内流体压力上升过程中，在预设时段T2内获取所述第二管道内的N2个流体压力数据，采用计算机对N2个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第二压力曲线段Pm（t），并对第二压力曲线段Pm（t）求导得到第二压变曲线段Pm’(t)， T2≤T1；

正常检测结果对应的泵启动开始计时的预设时段T2内获取管道的N3个流体压力数据，所述管道与所述泵连通，采用计算机对N3个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第三压力曲线段PW（t），并对第三压力曲线段PW（t）求导得到第三压变曲线段PW’(t)；

采用上述方法获得M条第二压变曲线段Pm’(t)和W条第三压变曲线段PW’(t)，W≥50，M ≥50，采用计算机计算所述M条第二压变曲线段Pm’(t)和W条第三压变曲线段PW’(t)在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最小值和最大值，各个时刻的最小值的连线形成所述预设正常区域的下边界，各个时刻的最大值的连线形成所述预设正常区域的上边界。

作为优选，在不同的时刻获取待测泵的R条第一压力曲线段P（t），若所述R条第一压力曲线段P（t）的一条在预设正常区域内，则待测泵的转速正常，R大于或等于3。

作为优选，若所述第一压变曲线段P’(t)与上边界相交且待测泵转速运转正常，采用计算机计算所述第一压变曲线段P’(t)和所述上边界在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最大值连线形成所述预设正常区域的新的上边界；若所述第一压变曲线段P’(t)与所述下边界相交且待测泵转速运转正常，采用计算机计算所述第一压变曲线段P’(t)和所述下边界在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最小值连线形成所述预设正常区域的新的下边界。

作为优选，获取S个正常泵的第二压变曲线段Pm’(t)，S大于且等于10。

与现有技术相比，本发明的有益效果：仅需要通过采集压力数据即可判断泵是否正常工作，由此，不需要逐个将泵拆下以判断泵是否正常工作，因此，如若血液流变仪检测结果不正确时，通过上述方法能够确定泵是否正常运转，能够更加快捷方便，逐一检测各个泵是否正常运转后就能够完成所有泵的检测，整体检测效率更快捷且方便，并且，由于压力传感器本身就是血液流变仪所具有的，因此也不会增加整体设备的体积，此外，实际压力传感器本身体积也较小。

附图说明：

图1为血流变仪的部分设备布置示意图；

图2和图3为本申请预设正常范围确定方法的原理图；

图中标记：110-压力仓，121-第一泵，122-第二泵，131-第一电磁阀，132-第二电磁阀，133-第三电磁阀，141-第一压力传感器，142-第二压力传感器。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，包含的示例设备如图1所示，检测时，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀打开，第二泵停止，第一泵作为待测泵启动向压力仓内抽如空气，通过第二传感器采集检测待测泵所需的压力数据。

同时还包括控制器和显示器，控制器与第一传感器和第二传感器相连以获取分析它们的数据，控制器与显示器相连以将分析结果在显示器显示。

具体的，在压力仓内压力上升过程，第二传感器在预设时段T1获取压力仓内的N1个流体压力数据，获取压力数据的间隔时间相同，控制器对N1个流体压力数据以时间为横轴压力值为纵轴进行二次多项式拟合形成第一压力曲线段P（t）(0≤t≤T1)，并对第一压力曲线段P（t）(0≤t≤T1)求导得到第一压变曲线段P’(t) (0≤t≤T1)，控制器判断第一压变曲线段P’(t)是否在预设正常区域内，若是，则待测泵的转速正常，并在显示器上显示待测泵正常的提示信息，由此可以判断出作为待测泵的第一泵是否正常运转，检测完成第一泵后，将第二泵作为待测泵，具体的，第一电磁阀和第三电磁阀关，第二电磁阀打开，第一泵停止，第二泵作为待测泵启动向压力仓内抽入空气，参照上述方法确定作为待测泵的第二泵是否运转正常，整体的，关闭其他泵的通路从而仅仅待测泵通路启动从而来检测待测泵是否正常运转，如此可以逐一检查出各个泵是否正常运转。

上述方案是在压力仓内压力上升过程中进行的检测，通过对待测泵的控制使得待测泵抽吸流体流向压力仓从而使得压力仓内的压力升高，流体可以是空气、水、血液或其他其他液体或气体；当然，实际也可以在压力仓内压力上升过程中进行的检测，此时待测泵抽取压力仓内的流体使得压力仓内的压力降低，优选先启动待测泵使得压力仓内压力升高，当压力仓压力达到预设值后待测泵反转使得压力仓内的压力降低，在此时进行待测泵是否正常运转的测试。

正常泵运转时压力仓内的压力变化是类似二次曲线形式，上述方案是在压力升高或降低过程中进行检测的，因此可以在压力达到第一个波峰或第一个波谷前获取压力仓的压力数据，具体的，所述预设时段T1的起始计时时刻为待测泵的启动时刻，自待测泵启动开始至管道内的流体压力第一次达到波峰值的时间段为T_m，T1＜T_m；或者，所述预设时段T1的起始计时时刻为待测泵转动以抽吸压力仓内流体的时刻，自待测泵转动开始至管道内的流体压力第一次达到波谷值的时间段为T_m ，T1＜T_m，优选1.5s≤T1≤2.5s，具体的，T1可以是1.5s、1.7s、1.9s、2.1s、2.3s或2.5s。

上述方案中的预设正常区域，可以采用以下三种方式进行确定：

一、正常泵运转测试

正常泵与第二管道相连，启动所述正常泵并在所述第二管道内流体压力上升过程中，在预设时段T2内获取所述第二管道内的N2个流体压力数据，获取压力数据的间隔时间相同，控制器对N2个流体压力数据以时间为横轴压力值为纵轴采用计算机对N2个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第二压力曲线段P_m（t）(0≤t≤T2)，并对第二压力曲线段P_m（t）求导得到第二压变曲线段P_m’(t) (0≤t≤T2)，T2≥T1；采用此方法获得M条第二压变曲线段P_m’(t) (0≤t≤T2)，M≥50，采用计算机计算所述M条压变曲线段P₁’(t) (0≤t≤T2)在同一坐标系中的在所述预设时段T2内各个时刻的最小值和最大值，各个时刻的最小值的连线形成所述预设正常区域的下边界，各个时刻的最大值的连线形成所述预设正常区域的上边界；

具体参见图2和图3，如图2所示，图中示意了七条第二压变曲线段P_m’(t) (0≤t≤T2)，分别为b1、b2、b3、b4、c1、c2和c3，M条第二压变曲线段P_m’(t)中靠近边缘的线段，中间区域的线段未示意出来，在图2中，C2和C3在TS1时刻相交，在0≤t≤TS1时段内，M条第二压变曲线段P_m’(t)的最大值连线就是C3曲线段，在TS1＜t≤T2时段内，M条第二压变曲线段P_m’(t)的最大值连线就是C2曲线段，由此，在0≤t≤TS1时段内的C3曲线段和TS1＜t≤T2时段内的C2曲线段的组合形成预设正常区域的上边界；

同理，b2曲线段和b4曲线段在TS2时刻相交，在TS2＜t≤T2时段内，M条第二压变曲线段P_m’(t)的最小值连线就是b4曲线段，至于在0≤t≤TS2时段内，M条第二压变曲线段P_m’(t)的最小值连线的一部分是b1曲线段，另一部分是b2曲线段，由此就有了预设正常区域的下边界，具体如图3所示，上边界和下边界之间的区域为预设正常区域，就是图3中的剖面区域。

二、正确结果倒推

血液流变仪检测血液的过程中，每次检测均记录下各个检测对应的泵的第一压力曲线段，当经过血液流变仪检测的检测结果在规定范围内，一般血液检测结果准确，说明血液流变仪的各个泵运转正常，该检测结果对应的第一压力曲线段对应的泵也是正常的；当然，如果有超出规定范围的测试数据，则该检测结果不准确，说明血液流变仪设备本身存在问题，因此，可以通过获取W个正常检测结果，对应的第三压变曲线段P_W’(t)，W≥50，具体的，正常检测结果对应的泵启动开始计时的预设时段T2内获取管道的N2个流体压力数据，获取压力数据的间隔时间相同，控制器对N2个流体压力数据以时间为横轴压力值为纵轴采用计算机对N2个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第三压力曲线段P_W（t），并对第三压力曲线段P_W（t）求导得到第三压变曲线段P_W’(t) ，T2≥T1；采用计算机计算所述W个压变曲线段P_W’(t)在同一坐标系中的在所述预设时段T3内各个时刻的最小值和最大值，各个时刻的最小值的连线形成所述预设正常区域的下边界，各个时刻的最大值的连线形成所述预设正常区域的上边界，其原理与图2和图3示意的方案一样，此处不再赘述。

三、方案一和方案二的结合

正常泵与第二管道相连，启动所述正常泵并在所述第二管道内流体压力上升过程中，在预设时段T2内以等间隔时间的方式获取所述第二管道内的N2个流体压力数据，获取压力数据的间隔时间相同，控制器对N2个流体压力数据以时间为横轴压力值为纵轴采用计算机对N2个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第二压力曲线段P_m（t）(0≤t≤T2)，并对第二压力曲线段P_m（t）求导得到第二压变曲线段P_m’(t) (0≤t≤T2)，T2≥T1；采用此方法获得M条第二压变曲线段P_m’(t) (0≤t≤T2)，M≥50；

获取W个正常检测结果对应的第三压变曲线段P_W’(t)，W≥50，具体的，正常检测结果对应的泵启动开始计时的预设时段T2内获取管道的N3个流体压力数据，获取压力数据的间隔时间相同，控制器对N2个流体压力数据以时间为横轴压力值为纵轴采用计算机对N3个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第三压力曲线段P_W（t），并对第三压力曲线段P_W（t）求导得到第三压变曲线段P_W’(t) ，T2≥T1；

采用上述方法获得M条第二压变曲线段P_m’(t)和W条第三压变曲线段P_W’(t)，W≥50，M ≥50，采用计算机计算所述M条第二压变曲线段P_m’(t)和W条第三压变曲线段P_W’(t)在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最小值和最大值，各个时刻的最小值的连线形成所述预设正常区域的下边界，各个时刻的最大值的连线形成所述预设正常区域的上边界。

上述方案一和方案三中的预设正常区域都是在压力仓压力上升过程中获取数据而确定的，对于压力仓在压力下降过程中的预设正常区域的确定与上述方案一样，不过，压力上升过程中确定的预设正常区域只能用于待测泵在压力仓压力上升条件下的测试，压力下降过程中确定的预设正常区域只能用于待测泵在压力仓压力下降条件下的测试，不能够混用。

另外，W和M的值越大，预设正常区域确定得越准确，泵工作状态的检查准确性也就更高，优选W和M均等于100、200、400、600、800、1000、1500、2000或5000。

同一规格的泵虽然各个参数要求相同，但是由于实际加工误差装配误差等因素造成了没有任何两个泵是完全一模一样的，如果仅采用一个正常泵来确定预设正常区域，则预设正确区域的准确性较低，由此，为了进一步提高检测准确性，在上述方案一和方案三中，获取S个正常泵的第二压变曲线段P_m’(t)，优选的，每个正常泵获取M条第二压变曲线段P_m’(t)，则总共为S乘以M条第二压变曲线段P_m’(t)，在方案一和方案三中采用S乘以M条第二压变曲线段P_m’(t)替换M条第二变曲线段P_m’(t)的方案，由此，能够使得预设正常区域确定得更加准确，从而检测结果更加准确，S大于且等于10，优选S为20、40、60、80、100、200、400、800或1000。

优选方案，为进一步提高检测准确性，若所述第一压变曲线段P’(t)与上边界相交且待测泵转速运转正常，采用计算机计算所述第一压变曲线段P’(t)和所述上边界在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最大值连线形成所述预设正常区域的新的上边界；若所述第一压变曲线段P’(t)与所述下边界相交且待测泵转速运转正常，采用计算机计算所述第一压变曲线段P’(t)和所述下边界在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最小值连线形成所述预设正常区域的新的下边界。

上述方案的各种测试均是在其他所需条件均满足的条件下测试的，比如流体充足等，但是，在实际操作过程中总存在一些问题造成参数临时突然失真，此时就会造成误差，由此，在不同的时刻获取待测泵的R条第一压力曲线段P（t），若所述R条第一压力曲线段P（t）的一条在预设正常区域内，则待测泵的转速正常，R大于或等于3，由此，检测更加准确。

Claims (7)

1.基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，其特征在于，使待测泵与管道相通，启动所述待测泵，在预设时段T1内获取所述管道内的N1个流体压力数据，采用计算机对N1个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第一压力曲线段P(t)，并对第一压力曲线段P(t)求导得到第一压变曲线段P’(t)，若第一压变曲线段P’(t)在预设正常区域内，则待测泵的转速正常，正常泵与第二管道相连，启动所述正常泵并在预设时段T2内获取所述第二管道内的N2个流体压力数据，采用计算机对N2个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第二压力曲线段P_m(t)，并对第二压力曲线段P_m(t)求导得到第二压变曲线段P_m’(t)，T2≤T1；

正常检测结果对应的泵启动开始计时的预设时段T2内获取第三管道的N3个流体压力数据，第三管道与所述泵连通，采用计算机对N3个流体压力数据进行二次多项式拟合形成第三压力曲线段P_W(t)，并对第三压力曲线段P_W(t)求导得到第三压变曲线段P_W’(t)；

采用上述方法获得M条第二压变曲线段P_m’(t)和W条第三压变曲线段P_W’(t)，W≥50，M≥50，采用计算机计算所述M条第二压变曲线段P_m’(t)和W条第三压变曲线段P_W’(t)在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最小值和最大值，各个时刻的最小值的连线形成所述预设正常区域的下边界，各个时刻的最大值的连线形成所述预设正常区域的上边界。

2.根据权利要求1所述的基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，其特征在于，所述预设时段T1的起始计时时刻为待测泵的启动时刻，自待测泵启动开始至管道内的流体压力第一次达到波峰值的时间段为T_m，T1＜T_m。

3.根据权利要求2所述的基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，其特征在于，1.5s≤T1≤2.5s。

4.根据权利要求1所述的基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，其特征在于，所述N1个流体压力数据获取的时间间隔相同；待测泵与所述管道相通，其他与管道连通的泵关闭；待测泵检测完成后更换其他泵进行检测，此时其他泵成为待测泵，直至所有泵检测完成。

5.根据权利要求1所述的基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，其特征在于，在不同的时刻获取待测泵的R条第一压力曲线段P(t)，若所述R条第一压力曲线段P(t)的一条在预设正常区域内，则待测泵的转速正常，R大于或等于3。

6.根据权利要求1所述的基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，其特征在于，若所述第一压变曲线段P’(t)与上边界相交且待测泵转速运转正常，采用计算机计算所述第一压变曲线段P’(t)和所述上边界在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最大值连线形成所述预设正常区域的新的上边界；若所述第一压变曲线段P’(t)与所述下边界相交且待测泵转速运转正常，采用计算机计算所述第一压变曲线段P’(t)和所述下边界在同一坐标系中，在所述预设时段T2内各个时刻的最小值连线形成所述预设正常区域的新的下边界。

7.根据权利要求1所述的基于压力检测判断泵工作状态的检测方法，其特征在于，获取S个正常泵的第二压变曲线段P_m’(t)，S大于且等于10。

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