用于搏动流人工心脏的转速控制系统的研制

随着人工心脏研究、应用的发展 ,装置的可携带性、受者的舒适性变得越来越重要 人工心脏除了装置本体的体积需要更加紧凑 ,其附属装置 ,比如电池、控制系统的体积也要减小 ,同时须保证整个系统的易用性、可靠性 为配合我所最新研制的滚动轴承和洗刷系统的叶轮血泵及永磁磁浮叶轮血泵的驱动和控制 ,使血泵能够输出符合生理要求的搏动血流量和压力 ,以及装置的微型化需要 ,笔者参考无刷电机驱动控制芯片ML4 42 8的资料 ,并根据笔者以往的控制系统研制经验 ,对人工心脏的控制系统进行了设计、优化 ,试验结果表明该控制系统的性能达到了设计要求     

泵机合一的叶轮式人工心脏研究进展

作者研制的左心室辅助叶轮血泵已经能够稳定地维持动物血液循环2个月，但轴承磨损后叶轮振动引起溶血，以及轴承机械摩擦生热产生血栓等问题，仍有待解决。作者最新研制的泵机合一的新颖心脏泵，采用陶瓷轴承并在轴承内通过输液的方法，解决了上述问题，此外，新装置将有刷马达磁偶合驱动改进为无刷马达直接驱动，将霍尔元件控制改为无位置传感器控制，以及用数控线切割机加工叶轮等，大大提高了整个系统的驱动控制性能和加工精度，泵的使用寿命有望提高到1年以上。     

用于人工心脏的无位置传感器无刷直流电机控制

介绍了人工心脏叶轮血泵无位置传感器无刷直流电机控制系统设计。该控制系统使电机可靠性提高，控制性能改善，而且缩短电机长度，减少控制线数目，从而适合于临床应用。     

泵机合一的叶轮式人工心脏研究进展

作者研制的左心室辅助叶轮血泵已经能够稳定地维持动物血液循环 2个月 ,但轴承磨损后叶轮振动引起溶血 ,以及轴承机械摩擦生热产生血栓等问题 ,仍有待解决 作者最新研制的泵机合一的新颖心脏泵 ,采用陶瓷轴承并在轴承内通过输液的方法 ,解决了上述问题 此外 ,新装置将有刷马达磁偶合驱动改进为无刷马达直接驱动 ,将霍尔元件控制改为无位置传感器控制 ,以及用数控线切割机加工叶轮等 ,大大提高了整个系统的驱动控制性能和加工精度 ,泵的使用寿命有望提高到 1年以上     

叶轮血泵及其体外模拟试验

提高血泵的使用寿命和防止血栓生成是人工心脏研制中的难题，因而研制了一种具有滚动轴承和洗涮系统的耐久性血泵．同时，为进一步研究血液动力学机制，制作了一套血液循环模型，测试了心室辅助装置的性能．试验结果表明，血泵的工作寿命得到延长，洗涮系统能防止血栓生成，血泵能满足临床生理所需的流量、压力要求，为进一步完善血泵和进行动物实验、临床应用提供依据．     

用于人工心脏的无位置传感器无刷直流电机控制

介绍了人工心脏叶轮血泵无位置传感器无刷直流电机控制系统设计．该控制系统使电机可靠性提高,控制性能改善,而且缩短电机长度,减少控制线数目,从而适合于临床应用．     

人工心脏的无传感器无刷直流电机闭环调速系统

介绍了一种用于人工心脏叶轮血泵的无传感器无刷直流电机闭环调速系统,该系统借助于先进的电机驱动专用集成电路ＭＬ４４２８,实现了电机自起动,反电势检测和闭环速度调节等功能。这不仅使系统控制特性及可靠性均得到提高,并且所用元件减少,体积减小。文中还详细了系统的基本设计原理及元器件的理论计算公式。最后还给出系统闭环调速实验结果。该结果表明系统调速特性良好。     

人工心脏的无传感器无刷直流电机闭环调速系统

介绍了一种用于人工心脏叶轮血泵的无传感器无刷直流电机闭环调速系统,该系统借助于先进的电机驱动专用集成电路 Ｍ Ｌ４４２８ ,实现了电机自起动,反电势检测和闭环速度调节等功能这不仅使系统控制特性及可靠性均得到提高,并且所用元件减少,体积减小文中还详细介绍了系统的基本设计原理及元器件的理论计算公式最后还给出系统闭环调速实验结果该结果表明系统调速特性良好     

耐久性及永久性叶轮血泵研究的新进展

为了提高血泵的使用寿命，笔者首先研制出一种具有滚动轴承和洗刷系统的耐久性血泵，这种滚动轴承采用耐磨性极好的超高分子量聚乙烯材料做滚子，能使血泵工作数年以上，而洗刷系统通过输液能使轴承一直在生理盐水和肝素中工作，也就不会生成血栓，在此设计基础上，作者发展了叶轮转子能够作轴向颤动的耐久性血泵，转子的轴向颤动使新鲜的血液在血泵的每个搏动周期进行轴承并洗刷转子，轴承对也就不会生成血栓，同时也避免了生理盐水注射的不便，提高了受体的舒适度和生活品质，最后，笔者在永磁磁浮叶轮血泵的研制方面取得了突破，血泵转子在永磁磁力和非磁力共同作用下，能够悬浮在血液中工作，无需位置测量和反馈控制，这种可樾主的，能产生搏动流并具有良好血液相容性的耐久性叶轮血泵将比以往各种血泵具有更好的应用前途，可望在将来取代心脏移植。     

永磁磁浮叶轮在血泵内的偏心距测量及分析

为了消除叶轮血泵内的机械磨损、延长血泵的使用寿命，采用了永磁磁浮技术，并利用自制测试系统测量永磁磁浮叶轮在血泵内的位置，数据处理结果表明，血泵流量及转速达到一定值后叶轮便能实现悬浮，而且转速越高、流量越大、气隙越小血泵越稳定，即旋转叶轮的偏心距及振幅越小．此外，还证实两种常用的永磁轴承比作者研制的永磁轴承稳定性差．     

神经网络在人工心脏输流量和压力检测中的应用

人工心脏的输出流量和压力是血泵设计及运行的重要特性参数，其测量精度和方法直接关系到人工心脏在动物实验及临床中的实际应用效果。本文提出了一种新的测量方法，即用神经网络将叶轮式人工心脏电机驱动参数换算成血泵的流量和压力。与传统的测量方法相比，采用本文方法可做到无创性，不会对血液造成破坏，同时减少了感染机会；结构简单，省去了流量和压力计，便于人工心脏完全植入体内。     

耐久性及永久性叶轮血泵研究的新进展

为了提高血泵的使用寿命 ,笔者首先研制出一种具有滚动轴承和洗刷系统的耐久性血泵 ,这种滚动轴承采用耐磨性极好的超高分子量聚乙烯材料做滚子 ,能使血泵工作数年以上 ,而洗刷系统通过输液能使轴承一直在生理盐水和肝素中工作 ,也就不会生成血栓 在此设计基础上 ,作者发展了叶轮转子能够作轴向颤动的耐久性血泵 ,转子的轴向颤动使新鲜的血液在血泵的每个搏动周期进出轴承并洗刷转子 ,轴承内也就不会生成血栓 ,同时也避免了生理盐水注射的不便 ,提高了受体的舒适度和生活品质 最后 ,笔者在永磁磁浮叶轮血泵的研制方面取得了突破 ,血泵转子在永磁磁力和非磁力共同作用下 ,能够悬浮在血液中工作 ,无需位置测量和反馈控制 这种可植入的 ,能产生搏动流并具有良好血液相容性的耐久性叶轮血泵将比以往各种血泵具有更好的应用前途 ,可望在将来取代心脏移植     

基于外磁场耦合的血泵驱动系统

基于横向旋转磁场的耦合原理,提出轴流式血泵外磁场驱动系统方案,设计一种泵机分离的结构。采用等效电流法建立了永磁体等效物理模型,计算血泵驱动系统的主动轮和从动轮之间的距离、相对转角以及磁极对数对血泵传动扭矩的影响。研究结果表明：在生理范围内,即主动轮与从动轮的安装距离小于60mm,设计的永磁体输出的扭矩大于血泵需要的扭矩（6.4N-mm）,能够满足血泵的驱动要求。主动轮与从动轮的磁极对数是影响血泵系统性能的关键参数,主动轮与从动轮磁极对数越少,传动扭矩越大,但是扭矩波动也大;主动轮的磁极对数大于从动轮的磁极对数,驱动系统传动平稳,对控制有利。     

一种双吸式血液泵水力设计

为了更好地满足体外循环装置和人工心脏的运行要求,该文采用RANS方法和SSTk-ω湍流模型对一种双吸式血液泵进行了三维定常湍流计算;在详细分析血液泵内部流动特征的基础上,对泵的水力部件如叶轮及压水室进行了设计优化,并探讨了各种设计对血液泵主要运行参数的影响。结果表明:压水室隔舌附近的流道容易出现较大的局部壁面剪切应力,是泵内血细胞容易受到损伤的危险区域;适当增大压水室断面面积有利于提高泵的水力效率;选择较大的叶片出口安放角时血液泵可获得较高的扬程,但采用径向叶片叶轮(出口叶片安放角为90°)时须设法控制流动扩散及其对泵性能的影响;所设计叶轮的平均壁面剪切应力为20～26 Pa,小于损伤血细胞的临界值。     

轴向驱动永磁磁浮离心血泵的试制型装置

试制成三个轴向驱动永磁磁浮离心泵的模型装置．第一个模型使用一个直流电机,用磁耦合方法驱动血泵;第二个模型以一个电机线圈代替直流电机,由线圈产生的旋转磁场驱动血泵,这种装置的长度从120mm．减小到70mm;第三个模型用于动物试验,将第二个模型装置的外径从45mm缩小至30mm。而电机驱动及泵血功能不变．在所有的试验模型装置中,转子均由永磁轴承支承。与定子无机械接触,叶轮均采用直线型方法设计,因此泵的扬程一流量曲线是直线形状,这表明泵内没有机械摩擦损失,也没有紊流损失．     

神经网络在人工心脏输出流量和压力检测中的应用

人工心脏的输出流量和压力是血泵设计及运行的重要特性参数,其测量精度和方法直接关系到人工心脏在动物实验及临床中的实际应用效果本文提出了一种新的测量方法,即用神经网络将叶轮式人工心脏电机驱动参数换算成血泵的流量和压力与传统的测量方法相比,采用本文方法可做到无创性,不会对血液造成破坏,同时减少了感染机会;结构简单,省去了流量计和压力计,便于人工心脏完全植入体内     

VE型分配泵回油温度自动控制系统的研究

讨论了柴油机ＶＥ泵回油温度控制时存在的问题及解决办法，并以与南京汽车研究所联合研制的柴油机燃油温度自动控制装置为例，论述了控制方案、控制量的计＃及自动控制系统的设计。     

基于调压的微小型变流量电磁泵控制系统设计

介绍了新研制的小型变流量电磁泵的基于调压控制系统的设计方法,经试验验证,此方法简单、实用、可靠,完全符合该电磁泵的控制要求。     

泵节能调速控制系统的研究

通过对泵节能调速控制系统的原理分析,建立数学模型,利用奈魁斯特稳定判据分析其稳定性,判断系统的能观性和能控性,利用极点配置改善系统的性能,通过simulink进行仿真,比较系统的性能.利用PLC编程、Wincc flexible与触摸屏结合对系统进行组态,实现友好的人机界面控制.结果表明:泵节能调速控制系统稳定性良好,具有能观性和能控性,极点配置提高了系统的性能.通过实验验证了泵节能调速控制系统能够得到精确的控制,从而实现泵节能调速控制,满足工业生产要求,降低能源的消耗.     

深海采矿矿浆泵的设计方法研究

针对深海采矿矿浆泵尚无成熟的设计方法,基于垂直管道水力输送理论,文章提出了矿浆泵设计参数的理论公式,并对不同工作水深及矿石体积分数下的输送系统进行了分析;采用数值模拟方法分析了几何参数对泵性能的影响。分析结果表明:将体积分数为5%~10%的多金属结核从1 000m和6 000m海底提升至海面所需泵的扬程分别为78.04~130.05m和440.63~735.17m,考虑装备制造的技术能力,矿石体积分数宜控制在8%以下;叶轮叶片数推荐值为4~5,以满足扬程和效率的要求;适当增大叶片进口角可改善泵的抗气蚀性能。最后,通过试验验证了数值分析方法的准确性。