胆囊结石溶剂温度自适应PID控制系统的研制-2019年文档资料

胆囊结石溶剂温度自适应PID控制系统的研制前言作为一种影响人类健康的主要疾病，无论古今中外，胆石症的对人类生命的威胁都无处不在，除去已有的大量病例，每年新增的病例也是触目惊心，研究显示在整个世界范围内，胆石症的发病率高达普通人群的1%～10%左右，并且有逐年上升的趋势，居于最常见的消化系统疾病的第二位。总结各方面治疗方面来看，中药治疗取得了一定的成果，但是有着疗程长，费用高，易再生结石的缺点；体外冲击波碎石术（ESWL）应用所产生的空化现象往往可以达到使整个结石疏松与碎裂的效果，但患者在碎石和排石过程中比较痛苦，统计显示的排石效果也有不确定性，所以也没有得到广泛认可；低创伤取石术运用内窥镜的介入，减轻了患者在手术中的痛苦和创伤，然而在取出嵌入到肉内的结石时对人体损害还是很大，此法对于一些年龄较大和体质差的患者往往难以使用；胆囊切除术也会令患者失去胆囊。胆石症直接溶解治疗的提出解决了很多历史上存在的治疗问题，治疗对象广泛适用，治疗效果快速可靠，在治疗的过程中也没有了患者手术的痛苦，随着研究人员的实际操作发现，至今为止的直接溶石治疗法还是有一些方面有待提高，例如对于溶剂的灌注和吸出所采用的注射器手工方法，操作难度大，如果有一种可以自动准确控制溶剂流量的循环技术，肯定可以取得更好的治疗效果，本文主要探讨一下胆石症溶解仪可以进一步应用的一种电脑控制溶剂自行循环方法中的温度控制系统的工作原理、总体方案，以及系统温控部分的相应程序。希望可以抛砖引玉，对相应的研究领域起到一份微薄之力。1.实验方案根据胆囊的结构和容积的大小.要达到有足够溶剂不停地溶解胆石和避免溶剂溢出胆囊，必须不停地循环溶剂，始终保持不饱和溶剂与胆石接触，而且循环的容剂压力始终保持在胆囊及导管括入口处不溢出。温度对于溶质在溶剂中的溶解度是一个重要的影响因素，提高溶剂的温度，对于增加不饱和溶液的浓度，加快化学反应速度有着重要的意义，同时增加溶剂浓度，可以提高溶剂的利用率；加快化学反应速度，可以减少化学反应时间，就能减少患者治疗时间，从而减少患者的痛苦。因此，适当升高溶液的温度，对于仪器的使用具有重要的意义。我们的项目主要探究恒温控制的方法。①通过单片机实现整个系统循环控制，图1是系统原理框图。图1系统原理框图Fig.1systemblockdiagram设定温度为人体体温37℃，控制部分采用89C51单片机及外设。用加热棒或加热丝为液体加热，经温度传感器测量后反馈给系统，控制加热器加热或停止，达到将温度控制在37℃的目的。使用AD7705进行A/D转换，AD7705是应用于低频测量的2通道的模拟前端。该器件可以接受直接来自传感器的低电平的输入信号，然后产生串行的数字输出。利用Σ-Δ转换技术实现了16位无丢失代码性能。选定的输入信号被送到一个基于模拟调制器的增益可编程专用前端。AD7705是双通道全差分模拟输入，并带有一个差分基准输入。当电源电压为5V、基准电压为2.5V时，这种器件可将输入信号范围从0～+20mV到0～+2.5V的信号进行处理。还可处理±20mV～±2.5V的双极性输入信号，对于AD7705是以AIN（-）输入端为参考点。当电源电压为3V、基准电压为1.225V时，可处理0～+10mV到0～+1.225V的单极性输入信号，它的双极性输入信号范围是±10mV到±1.225V。因此，AD7705可以实现2通道系统所有信号的调理和转换。PT100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工作原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成近似匀速的增长。但他们之间的关系并不是简单的正比的关系，而更应该趋近于一条抛物线。图2为温控电路。温度传感器为PT100，其测温范围宽，线性度、精度和灵敏度高，稳定性好，性能可靠。图2温控电路Fig.2temperaturecontrolcircuit2.温控程序通过以下程序来实现胆囊结石溶剂温度的控制，若胆囊结石溶剂