[发明专利]离体器官高精度恒温灌注仪

权利要求书

1.一种离体器官高精度恒温灌注仪，其特征在于，包括：器官溶液灌注模块、状态监控模块和GPS定位模块，其中，

所述器官溶液灌注模块包括控制单元，依序连通的新液存储箱、人造肺过滤容器、第一蠕动泵、器官容置箱、pH计容器、第二蠕动泵和已用液存储箱，以及与所述控制单元电连接的温度传感器采集模块、超声测量模块、显示输出模块和步进电机；所述步进电机与第一蠕动泵和第二蠕动泵传动连接，所述温度传感器采集模块设置于器官容置箱中，所述超声测量模块用于测量导液管内的溶液流速；

所述状态监控模块包括与所述控制单元电连接的水压传感器、pH计、压缩机和压缩机驱动模块，所述水压传感器和pH计的信号通过A/D转换器转换后送入所述控制单元；

所述GPS定位模块包括GPS天线和FPGA模块，所述FPGA模块与所述控制单元电连接。

2.如权利要求1所述的离体器官高精度恒温灌注仪，其特征在于，器官灌注模块控制灌注速度的过程如下：

步骤1A、利用温度传感器采集模块的温度值来补偿声速，声速补偿公式如下，其中c为超声波在溶液介质中的传播速度，T为溶液温度：

c＝1449.2+4.632T-0.054T²

步骤1B、结合声速补偿，利用超声测量法测溶液流速与流量，并由监视器显示，其中超声测量法所测液体流速公式为：

v=c22Lcosθ×Δt]]>

其中，v为测得溶液流速，L为超声波发送接收机的连线距离，θ为发送接收机连线与导液管的锐夹角，c为超声波在溶液介质中的传播速度，Δt为逆流时间与顺流时间之差；

步骤1C、控制单元根据流量控制步进电机转速，带动第一、第二双蠕动泵工作，通过设置寄存器调制值与定时器比较，产生与设定值一致的脉冲宽度调制信号，转速公式如下：

ω＝θ_N×f

其中，θ_N为步进电机单脉冲转向角，f为步进脉冲频率，第一、第二双蠕动泵的步进电机同步工作，共同实现溶液灌注过程。

3.如权利要求1所述的离体器官高精度恒温灌注仪，其特征在于，状态监控模块监测控制灌注仪的过程如下：

步骤2A，按照预定时间利用A/D转换器将水压传感器和pH计采集的模拟信号转换为数字信号，保存；读取温度数据，保存；

步骤2B，通过触摸屏接收控制信息；

步骤2C，通过PWM控制器控制压缩机输出功率，控制直流压缩机的频率变化，从而精确调节制冷量或制热量。

4.如权利要求1至3任一项所述的离体器官高精度恒温灌注仪，其特征在于，所述GPS定位的过程如下：

步骤3A，由外部中断得到时间观测量和导航电文，并将两者拼接；

步骤3B，由时间观测量得到伪距信息，由导航电文计算卫星发射时刻的位置，包括观测卫星三维位置、仰角和方位角等信息；

步骤3C，根据观测卫星的星历对伪距进行修正，并进行电离层和对流层校正；

步骤3D，根据定位原理，计算出用户的三维位置，校正本地时间，并将位置信息转换成所需的坐标格式，由监视器显示。

5.如权利要求3所述的离体器官高精度恒温灌注仪，其特征在于，所述步骤2C进一步为：

正常工作时，温度环调节器采用大温差全速制冷，小温差比例积分微分调节的分段控制方法；

当温差大于临界值时，双压缩机全速工作，使系统温度最快接近设定值；

当温差小于临界值时，单压缩机采用PID调节，更新PWM占空比，以调节压缩机的转速。

6.如权利要求1所述的离体器官高精度恒温灌注仪，其特征在于，所述pH计容器包括pH计测量容器和pH计清洗容器，所述pH计测量容器用于测量溶液的pH值，所述pH清洗容器用于定时清洗玻璃电极，pH计通过机械臂在两容器间切换。