[发明专利]一种多通道微量注射泵

说明书

技术领域

本发明涉及现代电子领域，具体涉及一种多通道微量注射泵。

背景技术

微量注射泵是临床医疗和生命科学研究中经常使用的一种长时间进行微量注射的仪器，这种仪器主要应用于动静脉输液，输血和精密化学实验。现今国内外微量注射泵的主要问题是精度不高，而且一般只实现单通道匀速注射。而有些场合如食品检测色谱分析中往往要求匀变速注射试剂。因此设计匀加速或匀减速注射泵，并且联动控制多台注射泵，实现人机对话数据处理是非常有必要的。

发明内容

本发明旨在提出一种可提供匀加速或匀减速的多通道微量注射泵。

本发明的技术方案在于：

一种多通道微量注射泵，由顺次相连的计算机软件控制模块、主控制芯片模块、步进电机驱动模块、步进电机以及传感器模块，其中，传感器模块另一端连接主控制芯片模块。

优选地，所述的主控制芯片模块采用ARM和FPGA互相连接的方式，其中，ARM还依次连接有键盘输入模块、液晶显示模块、RS232接口转换模块、声音报警模块以及电源与晶振模块；FPGA连接有压力传感器、电机驱动装置以及旋转编码器。

更优选地，所述的旋转编码器采用E6A2系统编码器，由顺次连接的主码盘、鉴相盘、光学系统和光电变换器组成。

优选地，所述的步进电机驱动模块采用的THB7128驱动芯片，为双全桥OSFET驱动，电流值最大3.3A。

优选地，所述的传感器模块采用电阻应变式压力传感器。

或者优选地，所述的ARM采用TM32F103处理器。

或者优选地，所述的FPGA采用CYCLONEII系列EP2C5。

本发明的技术效果在于：

本发明提出了一种具有匀加减速注射功能的多通道注射泵，并且可以联动控制多台注射泵工作，利用计算机良好的人机对话界面和数据处理功能实现自动化控制。本发明硬件采用ARM+FPGA的组合，充分发挥FPGA优越的逻辑时序功能和并行处理的优点，步进电机驱动器的高细分提高了注射精度，应用多个传感器对注射状态进行检测，成功实现了智能精密注射和对注射器的保护。

附图说明

图1为本发明一种多通道微量注射泵的系统连接图。

图2为主控制芯片模块的结构示意图。

具体实施方式

一种多通道微量注射泵，由顺次相连的计算机软件控制模块、主控制芯片模块、步进电机驱动模块、步进电机以及传感器模块，其中，传感器模块另一端连接主控制芯片模块。

其中，主控制芯片模块采用ARM和FPGA互相连接的方式，其中，ARM还依次连接有键盘输入模块、液晶显示模块、RS232接口转换模块、声音报警模块以及电源与晶振模块；FPGA连接有压力传感器、电机驱动装置以及旋转编码器。旋转编码器采用E6A2系统编码器，由顺次连接的主码盘、鉴相盘、光学系统和光电变换器组成。步进电机驱动模块采用的THB7128驱动芯片，为双全桥OSFET驱动，电流值最大3.3A。传感器模块采用电阻应变式压力传感器。ARM采用TM32F103处理器。FPGA采用CYCLONEII系列EP2C5。

计算机通过RS232串口与主控制芯片模块连接，通过自主设计的监控软件，可以实时监控和管理注射泵的工作状态，运行后可以实现全自动化处理。主控制芯片模块由ARM和FPGA以及外围电路组成，FPGA产生步进电机所需要的电脉冲信号，传送给步进电机驱动模块，步进电机驱动模块里的脉冲分配器把电脉冲信号按规定的方式分配给电机各相励磁绕组，从而带动步进电机转子运转。与此同时安装在电机轴上的旋转编码器和压力传感器实时监控电机的实际工作情况，由于FPGA具有硬件实时处理的特点，传感器的数据会同步传给FPGA，当旋转编码器已经停止编码，而FPGA再发送脉冲信号，则会马上停止电机驱动装置运转并蜂鸣报警，进入堵转状态；在压力传感器测得压力超过最大限压时，也会马上停止电机工作，且计算机提示和蜂鸣报警。

电阻应变式压力传感器，其工作原理是将一种电阻应变片粘贴在各种弹性敏感元件上，当弹性敏感元件受到外力的作用时将产生应变，电阻应变片将应变再转化为电阻的变化，然后电阻变化值通过数模转换成为压力变化值。