[发明专利]一种用于磁液耦合悬浮式叶轮位移测量的血泵

说明书

磁液耦合悬浮式血泵叶轮的不稳定偏摆会使流场发生紊乱，造成血液破坏，引起溶血和血栓。因此，通过测量血泵叶轮在轴向以及径向位移分析叶轮偏摆对流场的影响。而血泵泵壳材料以及血液均为不透明介质，无法测量叶轮运转情况下的位移。本发明设计了一种用于测量磁液耦合悬浮式叶轮位移的血泵，可以实现叶轮轴向以及径向位移的测量。本发明设计的血泵包括上泵壳、叶轮、下泵壳、电机壳、直流无刷电机以及检测窗口。在进行叶轮位移测量时，血泵内的血液替换为与血液同等粘度的甘油水溶液，位移传感器通过泵壳上不同位置的检测窗口和透明的甘油水溶液可实现叶轮位移的微米级的高精度非接触式实时测量。

技术领域

本发明属于人工心脏技术领域，具体说是涉及一种用于磁液耦合悬浮式叶轮位移测量的血泵。

背景技术

为了解决第二代血泵中机械轴承支撑式叶轮对血液造成的破坏，第三代血泵采用无机械轴承支撑的悬浮叶轮，消除了机械轴承因磨损以及发热引起的溶血和血栓。但是悬浮叶轮运动状态不易控制，同时血泵压力、流量的变化也易造成复杂的流场，使叶轮处在一种不稳定运转的状态。叶轮这种非稳定运转状态会造成流场紊乱，特别是叶轮与泵壳之间狭小间隙处会产生高剪切力，高剪切力会造成红细胞破坏，同时诱导血小板产生血栓。因此，测量血泵悬浮叶轮轴向以及径向位移对分析叶轮运动状态具有重要的意义。但是血泵壳体是金属材料，同时泵内流体为不透明的血液，无法直接测量叶轮位移。本发明提出了一种用于测量磁液耦合悬浮式叶轮位移的血泵，解决了血泵叶轮位移测量的难题，也为血泵的精确控制提供了理论依据。

发明内容

本发明设计了一种用于测量磁液耦合悬浮式叶轮位移的血泵，其目的是为了实现血泵叶轮位移的非接触式测量，通过分析叶轮位移测量结果研究叶轮偏摆规律，进而实现叶轮运动的精确控制，提高血泵的稳定性，并减少血液的破坏。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:

1.一种用于磁液耦合悬浮式叶轮位移测量的血泵，其结构包括上泵壳、下泵壳、叶轮、电机壳、直流无刷电机以及检测窗口。

2.所述血泵的上泵壳表面设计出三个均匀分布的检测窗口，用于叶轮轴向位移测量，两个检测窗口位于血泵上泵壳侧壁上，用于叶轮径向位移测量，同样在血泵上泵壳边缘处也设计出一检测窗口。

3.所述的血泵检测窗口均由嵌入透明有机玻璃的阶梯孔构成，透明有机玻璃通过胶水牢固地粘在阶梯孔内。

4.所述的血泵上泵壳侧壁上的两个检测窗口在圆周方向上的角度为90°，两个检测窗口中心与主轴中心的连线与叶轮外壁面垂直。

5.所述的血泵检测窗口均是满足叶轮位移测量前提下的微小结构，所述血泵其它结构与植入式血泵结构相同，可用于体外溶血实验中。

本发明的有益效果

一种用于测量磁液耦合悬浮式叶轮位移的血泵，在实际使用过程中具有以下有益效果：

1.所述的血泵提供了一种测量悬浮叶轮位移的方法，解决了血泵壳体以及血液对测量的阻碍问题。

所述的血泵上泵壳以及侧壁上的检测窗口可用于测量叶轮在轴向以及径向的微米级位移变化。

所述的血泵可实现叶轮在高速回转情况下的高精度位移测量。

所述血泵上泵壳边缘处的检测窗口可观测叶轮与泵壳内壁之间狭小间隙处的叶轮转动情况以及流体流动情况。

所述血泵结构十分接近植入式血泵，在结构方面并没有进行大量修改，可作为体外溶血实验的测试样机。

附图说明

图1 血泵结构图。

图2 血泵上泵壳检测窗口示意图。

图3 血泵轴向位移示意图。