一种用于人工心脏轴流泵的磁卸载控制及检测系统的制作方法

本实用新型属于生物医学工程领域，具体涉及一种用于人工心脏轴流泵的磁卸载控制及检测系统。

背景技术：

近年来，人工心脏是一种利用机械动力来输送血液，以部分或全部代替心脏泵血功能的植入式装置，已成为临床治疗心力衰竭的一种重要手段。大量的临床应用表明，植入人工心脏后，心脏的前后负荷明显减轻，血流动力学特性得到改善，心肌功能得到恢复。相比于药物治疗，人工心脏对某些晚期心衰患者的治疗效果更为明显。因此，人工心脏越来越成为医学工作者和工程技术人员关注的热点。

为了使人工心脏轴流泵处于最佳卸载状态运行，则需要测算人工心脏轴流泵进行轴向磁卸载时选择磁体大小、安装距离，并对装有轴向磁力卸载的人工心脏心室辅助装置进行实时数据测试，根据实时数据画出曲线图，用以选择最佳卸载量，可以更加精准的确定系统的卸载系数。

技术实现要素：

本实用新型解决了现有技术的不足，提供了一种通过测量人工心脏轴流泵的轴向卸载量，并分析测算最佳卸载磁场强度及距离的用于人工心脏轴流泵的磁卸载控制及检测系统。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种用于人工心脏轴流泵的磁卸载控制及检测系统，包括设在试验水箱内的磁力轴向卸载血液泵上的用于采集数据仪器及传感器、用于信息采集及控制的人机交互机及用于接收人机交互机数据信息并对数据信息进行处理的上位机，所述仪器及传感器、人机交互机及上位机之间通过控制电路连接；所述仪器及传感器包括压力传感器、流量传感器，所述人机交互机包括信息采集及控制机柜，在信息采集及控制机柜顶部连接有人机交互触摸显示屏，所述信息采集及控制机柜内设有主控单元、模拟量采集单元、程控电源、温度采集单元、转速采集单元及报警器，所述模拟量采集单元与压力传感器及流量传感器连接。本实用新型通过各仪器及相关传感器自动采集数据，然后进行数据提取、分析计算、人机交互和存储等，和进行实时人机交互及计算，根据测试数据画出流量、转速、卸载量的曲线，计算出近似达到磁悬浮的卸载力度，使人工心脏轴流泵处于最佳卸载状态运行。本实用新型中对磁卸载量的测量的大小是依据压力传感器测量到的力的大小推算的，因为转子的轴向力通过传导完全作用在压力传感器上，顾压力传感器测量的数值即为当前转子的轴向力。通过逐步手动调节外部磁卸载装置的作用位置，即逐步调节磁卸载装置的进给量（手动测量并反映距离参数），使磁卸载的作用介入效果逐步增大，此时对应的压力传感器的测量数值逐步减小，减小的差值即为当前的磁卸载量。当上位机显示的轴向力降至接近于0时，此时的磁卸载装置的位置即为最佳位置，而上位机的测量到的压力最大差值即为磁卸载量的大小。

本实用新型中的分析计算分为底层的硬件计算部分和上位机的数据处理部分。底层的硬件计算部分是通过测量压力传感器的模拟量大小，计算出施加在压力传感器上的压力N=kx+b，k为压力传感器的应变系数，b为压力传感器的零点漂移，x即为实际测量到的模拟量值，k和b的具体数值经过校准后得到。具体校准方法如下，完全无任何压力时，读取原始测试数据D0；在传感器上施加已知的压力N1,此时可以读到底层原始金数据D1；再施加已知压力N2，此时可以读到原始数据D2，原则上N1大小为压力传感器量程的1/3附近，N2为压力传感器量程的2/3附近；最后再次施加压力传感器最大量程压力N3，读取原始测量数据D3；相应数据如图29所示：

则可推出k=（N1/(D1-D0)）+（N2/(D2-D0)）+（N3/(D3-D0)）/3;

b= -kD0;

该校准在上位机上操作完成，具体的计算过程也是有上位机完成，计算之后的参数传递给底层单元，正常工作时，根据测量测模拟量数值和K/B值计算得出实际的压力数值。

标准的已知压力可以使用经过校准过的拉力计结合工装产生，或者使用经过校准过的砝码等产生。

进一步地，所述辅助电源由220V交流电进入后与24V开关电源连接，24V开关电源通过主控单元分别与泵控制器、+12V/-12V电源、+5V/-5V电源、模拟量采集单元连接，+12V/-12V电源分别与温度采集单元及转速测量单元连接，+5V/-5V电源与压力传感器信号处理电路连接。

进一步地，所述控制电路包括主控单元、程控电源、温度采集单元、转速采集单元、模拟量采集单元、压力传感器信号处理电路及上位机，所述主控单元、模拟量采集单元、程控电源、温度采集单元、转速采集单元分别通过收发器电路与上位机电连接，主控单元通过辅助电源分别与程控电源、温度采集单元、转速采集单元及模拟量采集单元电连接，主控单元与报警器电连接，所述模拟量采集单元分别与压力传感器信号处理电路、流量传感器电连接。

更进一步地，所述主控单元包括单片机IC1，所述单片机IC1的14脚分别接电容C6的一端及24V开关电源的VCC端，单片机IC1的16脚接地，单片机IC1的18脚、19脚、20脚接收发器电路，单片机IC1的28脚与电阻R18串联后分别与电阻R20的一端、电容C9的一端及三极管Q6的基极连接，电阻R20的另一端接地，电容C9的另一端接地，三极管Q6的集电极分别与二极管D6的一端及插针连接器Header1的10脚连接，三极管Q6的发射极接地，二极管D6的另一端与插针连接器Header1的9脚连接，单片机IC1的29脚与电阻R14串联后分别与电阻R15的一端、电容C7的一端及三极管Q5的基极连接，电阻R15的另一端接地，电容C7的另一端接地，三极管Q5的集电极分别与二极管D5的一端及插针连接器Header1的8脚连接，三极管Q5的发射极接地，二极管D5的另一端与插针连接器Header1的7脚连接，单片机IC1的30脚与电阻R12串联后分别与电阻R13的一端、电容C5的一端及三极管Q4的基极连接，电阻R13的另一端接地，电容C5的另一端接地，三极管Q4的集电极分别与二极管D4的一端及插针连接器Header1的6脚连接，三极管Q4的发射极接地，二极管D4的另一端与插针连接器Header1的5脚连接，单片机IC1的31脚与电阻R10串联后分别与电阻R11的一端、电容C4的一端及三极管Q3的基极连接，电阻R11的另一端接地，电容C4的另一端接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3的一端及插针连接器Header1的4脚连接，三极管Q3的发射极接地，二极管D3的另一端与插针连接器Header1的3脚连接，单片机IC1的32脚与电阻R4串联后分别与电阻R7的一端、电容C3的一端及三极管Q2的基极连接，电阻R7的另一端接地，电容C3的另一端接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2的一端及插针连接器Header1的2脚连接，三极管Q2的发射极接地，二极管D2的另一端与插针连接器Header1的1脚连接，单片机IC1的33脚与电阻R1串联后分别与电阻R3的一端、电容C2的一端及三极管Q1的基极连接，电阻R3的另一端接地，电容C2的另一端接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1的一端及报警器LS1的一端连接，二极管D1的另一端与报警器LS1的另一端连接，单片机IC1的44脚与发光二极管RUN、电阻R9串联后接24V开关电源的VCC端；所述24V开关电源包括稳压器VT1，所述稳压器VT1的输入端与插针连接器P1的3脚连接，输出端分别与VCC端、电容C1的一端、电阻R2的一端连接，接地端接地，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端与发光二极管PW1串联后接地。

更进一步地，所述温度采集单元包括单片机IC01，所述单片机IC01的4脚、5脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚分别接多通道模拟开关电路，单片机IC01的14脚分别接电容C16的一端、温度采集单元电源电路的VCC端，单片机IC01的16脚接地，单片机IC01的18脚、19脚、20脚接收发器电路，单片机IC01的23脚、24脚、25脚接AD转换器电路，单片机IC01的27脚、28脚、29脚、30脚、31脚、32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚接插针连接器Header1电路，单片机IC01的40脚串联电阻R41后接地，41脚串联电阻R42后接地，42脚串联电阻R41后接地，单片机IC01的44脚串联发光二极管RUN1、电阻R39后接温度采集单元电源电路的VCC端；所述多通道模拟开关电路包括多通道模拟开关DG1、多通道模拟开关DG2、多通道模拟开关DG3、多通道模拟开关DG4，所述多通道模拟开关DG1的1脚与单片机IC01的9脚连接，多通道模拟开关DG1的2脚接单片机IC01的8脚，多通道模拟开关DG1的3脚串联电容C4后接地，多通道模拟开关DG1的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚接插针连接器DP1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚一一对应连接，多通道模拟开关DG1的8脚分别接多通道模拟开关DG2、多通道模拟开关DG3、多通道模拟开关DG4的8脚，多通道模拟开关DG1的13脚串联电容C9后接地，多通道模拟开关DG1的14脚接地，多通道模拟开关DG1的15脚接单片机IC01的11脚，多通道模拟开关DG1的16脚接IC01的10脚，所述多通道模拟开关DG2的1脚与单片机IC01的9脚连接，多通道模拟开关DG1的2脚接单片机IC01的7脚，多通道模拟开关DG2的3脚串联电容C5后接地，多通道模拟开关DG2的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚与插针连接器DP1的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚一一对应连接，多通道模拟开关DG2的13脚串联电容C10后接地，多通道模拟开关DG2的14脚接地，多通道模拟开关DG2的15脚接单片机IC01的11脚，多通道模拟开关DG1的16脚接IC01的10脚；所述多通道模拟开关DG3的1脚与单片机IC01的9脚连接，多通道模拟开关DG3的2脚接单片机IC01的5脚，多通道模拟开关DG3的3脚串联电容C6后接地，多通道模拟开关DG3的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚接插针连接器DP2的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚一一对应连接，多通道模拟开关DG3的13脚串联电容C11后接地，多通道模拟开关DG3的14脚接地，多通道模拟开关DG3的15脚接单片机IC01的11脚，多通道模拟开关DG3的16脚接IC01的10脚；所述多通道模拟开关DG4的1脚与单片机IC01的9脚连接，多通道模拟开关DG4的2脚接单片机IC01的4脚，多通道模拟开关DG4的3脚串联电容C7后接地，多通道模拟开关DG4的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚接插针连接器DP2的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚一一对应连接，多通道模拟开关DG4的13脚串联电容C8后接地，多通道模拟开关DG4的14脚接地，多通道模拟开关DG4的15脚接单片机IC01的11脚，多通道模拟开关DG4的16脚接IC01的10脚；所述AD转换器电路包括AD转换器，所述AD转换器电路包括AD转换器IC02，AD转换器IC02的1脚分别接电阻R44的一端、二极管LM1的一端，电阻R44的另一端串联电阻R45后接电源电路VCC_PT100端，二极管LM1的另一端接地，AD转换器IC02的2脚接可变增益差分变大器电路，AD转换器IC02的3脚、4脚接地，AD转换器IC02的5脚接单片机IC01的23脚，6脚接单片机IC01的24脚，7脚接单片机IC02的25脚，AD转换器IC02的8脚分别接电容C19的一端、电源电路VCC_PT100端，电容C19的另一端接地；所述可变增益差分放大器电路包括可变增益差分放大器IC03，所述可变增益差分放大器IC03的1脚串联电阻R40后与可变增益差分放大器IC03的8脚连接，可变增益差分放大器IC03的2脚分别接电容C15的一端、电阻R38的一端、电阻R37的一端、电阻RP1的一端，电容C15的另一端接地，电阻R38的另一端及电阻R37的另一端同时接电源电路VCC_PT100端，电阻R37的另一端还与电容C12的一端连接，电容C12的另一端分别接电阻RP1的另一端、电阻R36的一端，电阻R36的另一端接地，可变增益差分放大器IC03的3脚分别电容C13的一端、电容C14的一端，电容C14的另一端接电阻RP1的一端，电容C13的另一端接地，可变增益差分放大器IC03的4脚串联电容C17后接地，可变增益差分放大器IC03的5脚接地，可变增益差分放大器IC03的6脚接AD转换器的2脚，可变增益差分放大器IC03的7脚串联电容C18后接地；所述插针连接器DP1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚分别与电阻R19、电阻R18、电阻R17、电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13、电阻R12、电阻R11、电阻R10、电阻R9、电阻R8、电阻R7、电阻R6、电阻R5、电阻R4一一对应串联后接VCC_PT100端，插针连接器DP1的21脚至40脚分别接地；所述插针连接器DP2的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚分别与电阻R35、电阻R34、电阻R33、电阻R32、电阻R31、电阻R30、电阻R29、电阻R28、电阻R27、电阻R26、电阻R25、电阻R24、电阻R23、电阻R22、电阻R21、电阻R20一一对应串联后接VCC_PT100端，插针连接器DP2的21脚至40脚分别接地；所述温度采集单元电源电路的VCC端包括插件P1，所述插件P1的1脚接开关SW1后串联二极管D2后分别接稳压器VT01的输入端、稳压器VT02的输入端，插件P1的2脚接地，插件P1的3脚接开关SW1后串联二极管D1分别接电容C1的一端、电阻R1的一端，电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端串联发光二极管PW3后接地，稳压器VT01的输出端分别接电容C3的一端、电源电路VCC端、电阻R3的一端，稳压器VT01的接地端接地，电容C3的另一端接地，电阻R3的另一端串联发光二极管PW2后接地，稳压器VT02的输出端分别接电容C2的一端、电源电路VCC_PT100端、电阻R2的一端，稳压器VT02的接地端接地，电容C2的另一端接地，电阻R2的另一端串联发光二极管PW1后接地。

更进一步地，所述转速测量单元包括单片机IC001，所述单片机IC001的4脚接电压互感器电路，单片机IC001的5脚接电流互感器电路，单片机IC001的14脚分别接电容C22的一端、转速测量单元电源电路的VCC端，电容C22的另一端接地，单片机IC001的15脚接地，单片机IC001的18脚、19脚、20脚接收发器电路，单片机IC001的27脚、28脚、29脚、30脚、31脚、32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚接插针连接器Header1电路，单片机IC01的44脚串联发光二极管RUN1、电阻R11后接电源电路VCC端；所述电压互感器电路包括可变增益差分放大器IC004的2脚分别接电阻R9的一端、电阻R7的一端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别接可变增益差分放大器IC004的6脚、电阻R10的一端，电阻R7的另一端分别接电容C10的一端、变压器T1的3脚，电阻R9的另一端分别接电阻R8的另一端、稳压二极管LM1的一端，电阻R8的另一端串联电阻R6后接电源电路VCC端，稳压二极管LM1的另一端接地，电容C10的另一端接地，变压器T1的5脚接地，变压器T1的1脚分别电容C11的一端、插件P3的一端，变压器T2的2脚分别接电容C11的另一端、插件P3的另一端，可变增益差分放大器IC004的2脚接电阻R9的一端，可变增益差分放大器IC004的3脚串联电阻R13后接地，可变增益差分放大器IC004的4脚串联电容C12后接地，可变增益差分放大器IC004的7脚串联电容C8后接地，电阻R10的另一端分别接电阻RP1的一端、可变增益差分放大器IC005的2脚，可变增益差分放大器IC005的3脚串联电阻R14后接地，可变增益差分放大器IC005的4脚串联电容C13后接地，可变增益差分放大器IC005的6脚分别接电阻R12的一端、电阻RP1的另一端，可变增益差分放大器IC005的7脚串联电容C9后接地，电阻R12的另一端分别接电容C14的一端、二极管DQW1的一端，电容C14的另一端接地，电容C14的一端接单片机IC001的4脚，二极管DQW1的另一端分别接电阻RQW1的一端、二极管1N4741A2的一端，电阻RQW1的另一端接12V，二极管1N4741A2的另一端接地，所述电流互感器电路与电压互感器电路相同，所述收发器电路还与232电平转换电路连接，所述232电平转换电路包括232转换芯片，所述232转换芯片的1脚串联电容C6后与3脚连接，232转换芯片的3脚串联电容C3后分别接电源电路VCC端、232转换芯片的16脚、电容C1的一端，232转换芯片的4脚串联电容C5后接232转换芯片的5脚，232转换芯片的6脚串联电容C2后分别接地、232转换芯片的15脚、电容C1的另一端，232转换芯片的7脚接连接件Connector1的2脚，232转换芯片的8脚接连接件Connector1的3脚，连接件Connector1的8脚接收发器电路的A脚，连接件Connector1的6脚接收发器电路的B脚，连接件Connector1的5脚接地；所述转速测量单元电源电路包括稳压器VT001，所述稳压器的输入端通过开关SW001与插件P2的1脚和3脚连接，插件P2的2脚接地，稳压器VT001的输出端分别接VCC端、电容C7的一端、电阻R3的一端，电容C7的另一端接地，电阻R3的另一端串联发光二极管PW1后接地，稳压器VT001的接地端接地。

更进一步地，所述模拟量采集电路包括单片机U5，所述单片机U5的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚接AD采集单元电路，单片机U5的8脚分别接电容C9的一端、电源电路VCC端，电容C19的另一端分别接地、单片机U5的10脚，单片机U5的11脚、12脚接双通道数字隔离器电路，所述双通道数字隔离器电路包括双通道数字隔离器U6，所述双通道数字隔离器U6的1脚分别接插针连接器P1的7脚、电容C18的一端，电容C18的另一端接插针连接器P1的8脚，双通道数字隔离器U6的2脚串联电阻R14后接插针连接器P1的9脚，双通道数字隔离器U6的3脚串联电阻R16后接插针连接器P1的10端，双通道数字隔离器U6的4脚接插针连接器P1的8脚，双通道数字隔离器U6的5脚接地，双通道数字隔离器U6的6脚分别接电阻R12的一端、电阻R15的一端，电阻R12的另一端电压+5V端，电阻R15的另一端接单片机U5的11脚，双通道数字隔离器U6的7脚分别接电阻R11的一端、电阻R13的一端，电阻R11的另一端电压+5V端，电阻R13的另一端接单片机U5的12脚，双通道数字隔离器U6的8脚分别接电压+5V端、电容C17的一端，电容C17的另一端接地，电阻R13及电阻R15的另一端还与温度采集电路中的收发器电路并联；所述AD采集单元电路包括AD采集单元U3，所述AD采集单元U3的1脚串联电阻R3后接单片机U5的4脚，AD采集单元U3的2脚分别晶振Y1的一端、电容C10的一端，电容C10的另一端接地，晶振Y1的另一端分别接电容C1的一端、AD采集单元U3的3脚，电容C11的另一端接地，AD采集单元U3的4脚串联电阻R6后接单片机U5的1脚，AD采集单元U3的5脚串联电阻R8后接单片机U5的5脚，AD采集单元U3的6脚、7脚、8脚、11脚接模拟量采集输入电路，AD采集单元U3的9脚分别接二极管U4的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、电阻R2的一端，电容C12的另一端接地，电容C13的另一端接地，二极管U4的另一端接地，电阻R2的另一端接电压+5V端，AD采集单元U3的10脚接地，AD采集单元U3的12脚串联电阻R9后接单片机U5的6脚，AD采集单元U3的13脚串联电阻R7后接单片机U5的3脚，AD采集单元U3的14脚串联电阻R5后接单片机U5的2脚，AD采集单元U3的15脚接电压+5V端、电容C9的一端，AD采集单元U3的16脚接地、电容C9的另一端；所述模拟量采集电路包括模拟量采集输入端口P4，所述模拟量采集输入端口P4的1脚串联电阻R17后分别接电阻R20的一端、二极管D7的负极、二极管D6的正极、二极管D8的正极、电阻R4的一端，电阻R20的另一端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接模拟量采集输入端口P4的2脚，二极管D7的正极接电阻R20的另一端、二极管D8的负极、二极管D9的负极、电阻R10的一端，二极管D6的负极接电压+5V端，二极管D9的正极接地，电阻R4的另一端接电容C14的一端、电容C15的一端、AD采集单元U3的7脚，电阻R10的另一端接电容C16的一端、电容C15的另一端、AD采集单元U3的8脚，电容C16的另一端接地，电容C14的另一端接地，所述模拟量采集输入端口P4的3脚串联电阻R23后分别接电阻R24的一端、二极管D11的负极、二极管D10的正极、二极管D12的正极、电阻R25的一端，电阻R26的另一端接电阻R27的一端，电阻R27的另一端接模拟量采集输入端口P4的4脚，二极管D11的正极接电阻R26的另一端、二极管D12的负极、二极管D13的负极、电阻R28的一端，二极管D10的负极接电压+5V端，二极管D13的正极接地，电阻R25的另一端接电容C20的一端、电容C21的一端、AD采集单元U3的6脚，电阻R28的另一端接电容C22的一端、电容C21的另一端、AD采集单元U3的11脚，电容C22的另一端接地，电容C20的另一端接地，所述模拟量采集输入端口P4的另一端接压力传感器电路及流量传感器；所述电源电路包括交流220V转换为交流5V的电路及5V转换为3.3V电路，所述交流220V与插针连接器P1的1脚及2脚连接，交流5V与插针连接器P1的3脚及4脚连接。

进一步地，所述收发器电路包括RS-485收发器IC2，所述RS-485收发器IC2的1脚与单片机IC1的18脚连接，RS-485收发器IC2的3脚与单片机IC1的20脚连接，RS-485收发器IC2的4脚与单片机IC1的19脚连接，RS-485收发器IC2的5脚分别接电源电路VCC端、电容C8的一端，电容C8的另一端接地，RS-485收发器IC2的6脚分别接电阻R16的一端、电阻R17的一端、插件P2的一端，电阻R16的另一端接地，RS-485收发器IC2的7脚分别接电阻R19的一端、电阻R17的另一端、插件P2的另一端，电阻R19的另一端接电源电路VCC端，RS-485收发器IC2的8脚接地。

更进一步地，所述压力传感器信号处理电路包括桥式整流器RB1、比较器AR1、比较器AR2、比较器AR3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C5，所述桥式整流器RB1的第一端与DRIV VOL端连接，桥式整流器RB1的第二端接比较器AR2的3脚，桥式整流器RB1的第三端接地，桥式整流器RB1的第四端接比较器AR1的3脚，比较器AR1的2脚串联电阻R1后分别接电阻R3、电阻R7、比较器AR1的6脚，比较器AR1的4脚接-5V，比较器AR1的7脚接+5V，电阻R3的另一端分别接比较器AR3的2脚、电阻R5的一端，电阻R7的另一端接电阻R4的一端、电阻R2的一端、比较器AR2的6脚，比较器AR2的7脚接+5V，比较器AR2的4脚接-5V，电阻R4的另一端分别接比较器AR3的3脚、电阻R6的一端，电阻R5的另一端分别接比较器AR3的6脚、模拟量采集输入端口P4、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，电阻R6的另一端接地，比较器AR3的7脚接+5V，比较器AR3的4脚接-5V。

进一步地，所述磁力轴向卸载血液泵的一侧管路上连接有轴向压力检测传感器，磁力轴向卸载血液泵的另一侧管路的一路连接轴向压力检测传感器，另一侧管路的另一路上连接有流量传感器，所述流量传感器及压力传感器的管路上分别连接有支架，在连接流量传感器的管路上还设有流阻调节阀。轴向压力检测传感器是测量轴的轴向压力的传感器，本实用新型中压力传感器信号处理电路中的压力传感器是指测量循环系统液体压强的传感器。

本实用新型由各仪器及相关传感器自动采集数据，然后通过人机交互机进行数据提取、分析计算、存储，人机交互机将测试数据通过收发器传送到上位机，根据测试数据画出流量、转速、卸载量的曲线，计算出近似达到磁悬浮的卸载力度，同时进行实时人机交互，使人工心脏轴流泵磁卸载时处于最佳卸载状态运行。

附图说明

现在参考附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为人工心脏轴流泵的结构示意图；

图2为人机交互机结构示意图；

图3为各部分之间的连接图；

图4为主控单元单片机电路图；

图5为主控单元多路温度采集单元的收发器电路图；

图6为24V开关电源电路图；

图7为温度采集单元单片机电路图；

图8为多通道模拟开关电路图；

图9为可变增益差分放大器电路图；

图10为AD转换器电路图；

图11为温度采集单元的插针连接器电路图；

图12为温度采集单元电源电路图；

图13为转速测量单元单片机电路图；

图14为电流互感器电路图；

图15为电压互感器电路图；

图16为转速测量单元插针连接器电路图；

图17为232电平转换器电路图；

图18为转速测量单元电源电路图；

图19为转速测量单元收发器电路图；

图20为模拟量采集单元电路图；

图21为双通道数字隔离器电路图；

图22为AD采集单元电路图；

图23为延时开关电路图；

图24模拟量采集端口电路图；

图25为模拟量采集单元插针连接器电路图；

图26为220V转换为5V的电路图；

图27为5V转换为3.3V的电路图；

图28为压力传感器信号处理电路图；

图29为原始数据与压力关系图；

图30为工心脏磁卸载控制及检测系统软件结构图；

图31为接仪器设备及传感器流程图；

图32为读取功能流程图；

图33为筛选及保存功能流程图；

图34为设置及保存功能流程图；

图35为查看及报表生成功能流程图；

图36为交互及设备控制功能流程图；

图37为辅助电源连接图。

附图标记说明：1、人机交互触摸显示屏，2、信息采集及控制柜，3、程控电源， 4、模拟量采集单元，5、温度采集单元，6、转速采集单元，7、报警器，8、压力传感器，9、流量传感器，10、磁力轴向卸载血液泵，11、试验水箱，12、流阻调节阀，13、轴向压力检测传感器，14、管路。

具体实施方式

如图1至3所示，一种用于人工心脏轴流泵的磁卸载控制及检测系统，包括设在试验水箱内11的磁力轴向卸载血液泵10上的用于采集数据仪器及传感器、用于信息采集及控制的人机交互机及用于接收人机交互机数据信息并对数据信息进行处理的上位机，所述仪器及传感器、人机交互机及上位机之间通过控制电路连接；所述仪器及传感器包括压力传感器8、流量传感器（SM6004）9，所述人机交互机包括信息采集及控制机柜2，在信息采集及控制机柜2顶部连接有人机交互触摸显示屏1，所述信息采集及控制机柜内设有主控单元、模拟量采集单元4、程控电源3、温度采集单元5、转速采集单元6及报警器7，所述模拟量采集单元4与压力传感器8及流量传感器（SM6004）9连接。本实用新型通过各仪器及相关传感器自动采集数据，然后进行数据提取、分析计算、人机交互和存储等，和进行实时人机交互及计算，根据测试数据画出流量、转速、卸载量的曲线，计算出近似达到磁悬浮的卸载力度，使人工心脏轴流泵处于最佳卸载状态运行。本实用新型中对磁卸载量的测量的大小是依据压力传感器8测量到的力的大小推算的，因为转子的轴向力通过传导完全作用在压力传感器8上，顾压力传感器8测量的数值即为当前转子的轴向力。通过逐步手动调节外部磁卸载装置的作用位置，即逐步调节磁卸载装置的进给量（手动测量并反映距离参数），使磁卸载的作用介入效果逐步增大，此时对应的压力传感器的测量数值逐步减小，减小的差值即为当前的磁卸载量。当上位机显示的轴向力降至接近于0时，此时的磁卸载装置的位置即为最佳位置，而上位机的测量到的压力最大差值即为磁卸载量的大小。

本实用新型中的分析计算分为底层的硬件计算部分和上位机的数据处理部分。底层的硬件计算部分是通过测量压力传感器的模拟量大小，计算出施加在压力传感器上的压力N=kx+b，k为压力传感器的应变系数，b为压力传感器的零点漂移，x即为实际测量到的模拟量值，k和b的具体数值经过校准后得到。具体校准方法如下，完全无任何压力时，读取原始测试数据D0；在传感器上施加已知的压力N1,此时可以读到底层原始金数据D1；再施加已知压力N2，此时可以读到原始数据D2，原则上N1大小为压力传感器量程的1/3附近，N2为压力传感器量程的2/3附近；最后再次施加压力传感器最大量程压力N3，读取原始测量数据D3；相应数据如图29所示：

则可推出k=（N1/(D1-D0)）+（N2/(D2-D0)）+（N3/(D3-D0)）/3;

b= -kD0;

该校准在上位机上操作完成，具体的计算过程也是有上位机完成，计算之后的参数传递给底层单元，正常工作时，根据测量测模拟量数值和K/B值计算得出实际的压力数值。

标准的已知压力可以使用经过校准过的拉力计结合工装产生，或者使用经过校准过的砝码等产生。

所述控制电路包括主控单元、程控电源、温度采集单元、转速采集单元、模拟量采集单元、压力传感器信号处理电路及上位机，所述主控单元、模拟量采集单元、程控电源、温度采集单元、转速采集单元分别通过收发器电路与上位机电连接，主控单元通过辅助电源分别与程控电源、温度采集单元、转速采集单元及模拟量采集单元电连接，主控单元与报警器电连接，所述模拟量采集单元分别与压力传感器电路、流量传感器电连接。

如图37所示，所述辅助电源由220V交流电进入后与24V开关电源连接，24V开关电源通过主控单元分别与泵控制器、+12V/-12V电源、+5V/-5V电源、模拟量采集单元连接，+12V/-12V电源分别与温度采集单元及转速测量单元连接，+5V/-5V电源与压力传感器信号处理电路连接。

进一步地，所述控制电路包括主控单元、程控电源、温度采集单元、转速采集单元、模拟量采集单元、压力传感器电路及上位机，所述主控单元、模拟量采集单元、程控电源、温度采集单元、转速采集单元分别通过收发器电路与上位机电连接，主控单元通过辅助电源分别与程控电源、温度采集单元、转速采集单元及模拟量采集单元电连接，主控单元与报警器电连接，所述模拟量采集单元分别与压力传感器电路、流量传感器电连接。

进一步地，所述磁力轴向卸载血液泵10的一侧管路14上连接有轴向压力检测传感器13，磁力轴向卸载血液泵10的另一侧管路14的一路连接压力传感器8，另一侧管路的另一路上连接有流量传感器9，所述流量传感器（SM6004）9及压力传感器8的管路上分别连接有支架，在连接流量传感器（SM6004）9的管路上还设有流阻调节阀12。轴向压力检测传感器是测量轴的轴向压力的传感器，本实用新型中压力传感器信号处理电路中的压力传感器是指测量循环系统液体压强的传感器。

如图4至6所示，所述主控单元包括单片机IC1（STC15F2K60S2），所述单片机IC1（STC15F2K60S2）的14脚分别接电容C6的一端及24V开关电源的VCC端，单片机IC1（STC15F2K60S2）的16脚接地，单片机IC1（STC15F2K60S2）的18脚、19脚、20脚接收发器电路，单片机IC1（STC15F2K60S2）的28脚与电阻R18串联后分别与电阻R20的一端、电容C9的一端及三极管Q6的基极连接，电阻R20的另一端接地，电容C9的另一端接地，三极管Q6的集电极分别与二极管D6的一端及插针连接器Header1的10脚连接，三极管Q6的发射极接地，二极管D6的另一端与插针连接器Header1的9脚连接，单片机IC1（STC15F2K60S2）的29脚与电阻R14串联后分别与电阻R15的一端、电容C7的一端及三极管Q5的基极连接，电阻R15的另一端接地，电容C7的另一端接地，三极管Q5的集电极分别与二极管D5的一端及插针连接器Header1的8脚连接，三极管Q5的发射极接地，二极管D5的另一端与插针连接器Header1的7脚连接，单片机IC1（STC15F2K60S2）的30脚与电阻R12串联后分别与电阻R13的一端、电容C5的一端及三极管Q4的基极连接，电阻R13的另一端接地，电容C5的另一端接地，三极管Q4的集电极分别与二极管D4的一端及插针连接器Header1的6脚连接，三极管Q4的发射极接地，二极管D4的另一端与插针连接器Header1的5脚连接，单片机IC1（STC15F2K60S2）的31脚与电阻R10串联后分别与电阻R11的一端、电容C4的一端及三极管Q3的基极连接，电阻R11的另一端接地，电容C4的另一端接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3的一端及插针连接器Header1的4脚连接，三极管Q3的发射极接地，二极管D3的另一端与插针连接器Header1的3脚连接，单片机IC1（STC15F2K60S2）的32脚与电阻R4串联后分别与电阻R7的一端、电容C3的一端及三极管Q2的基极连接，电阻R7的另一端接地，电容C3的另一端接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2的一端及插针连接器Header1的2脚连接，三极管Q2的发射极接地，二极管D2的另一端与插针连接器Header1的1脚连接，单片机IC1（STC15F2K60S2）的33脚与电阻R1串联后分别与电阻R3的一端、电容C2的一端及三极管Q1的基极连接，电阻R3的另一端接地，电容C2的另一端接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1的一端及报警器LS1的一端连接，二极管D1的另一端与报警器LS1的另一端连接，单片机IC1（STC15F2K60S2）的44脚与发光二极管RUN、电阻R9串联后接24V开关电源VCC端；所述24V开关电源包括稳压器VT1，所述稳压器VT1的输入端与插针连接器P1的3脚连接，输出端分别与VCC端、电容C1的一端、电阻R2的一端连接，接地端接地，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端与发光二极管PW1串联后接地。该模块的主要功能是实现多路开关量的输出控制以及报警信号的输出。该模块主要包括：前端电源处理电路、485通信电路、开关量输出电路、报警电路等。电源处理电路由外部24V电源由接插件P1进入模块之后，由LM7805等组成的线性稳压电路处理后得到DC5V的直流电压，为后端的使用提供稳定的直流电源，其中有R2和PW1组成的电源指示电路用于指示电源状态。485通信电路由上位机根据程序执行的顺序需要通过485总线发送相应数据至该模块，信号进入该模块后由MAX485及外围电路组成的485信号转换电路将其转换成TTL电平，然后经过URAT接口送至后端的微控制器进行解析。开关量输出电路由微控制器解析上位机发来的指令之后根据相应信息通过相应管脚输出高电平，后端由开关三极管2SC8050及外部的电阻电容组成的开关量输出电路根据微控制器的输出电平改变相应状态。该输出方式为共高电平的OC输出方式，可以直接驱动相应继电器等负载。该模块有多路同样的输出电路，可以同时控制多路继电器的打开或关闭，如：泵上电控制、加热控制、信号异常停机断电等。报警电路根据上位机的监控和计算，一旦发生异常情况，或超出预设的报警区间，上位机发送报警指令至485网络，该模块接收到相应指令之后，微控制器根据指令将P2.3脚输出状态改变为高电平，后面的Q1和R1、R3、C2等组成的开关电路动作，此时报警器LS1将得到电压，立即鸣响。

如图7至12所示，所述温度采集单元包括单片机IC01（STC15F2K60S2），所述单片机IC01（STC15F2K60S2）的4脚、5脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚分别接多通道模拟开关电路，单片机IC01（STC15F2K60S2）的14脚分别接电容C16的一端、温度采集单元电源电路的VCC端，单片机IC01（STC15F2K60S2）的16脚接地，单片机IC01（STC15F2K60S2）的18脚、19脚、20脚接收发器电路，单片机IC01（STC15F2K60S2）的23脚、24脚、25脚接AD转换器电路，单片机IC01（STC15F2K60S2）的27脚、28脚、29脚、30脚、31脚、32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚接插针连接器Header1电路，单片机IC01（STC15F2K60S2）的40脚串联电阻R41后接地，41脚串联电阻R42后接地，42脚串联电阻R41后接地，单片机IC01（STC15F2K60S2）的44脚串联发光二极管RUN1、电阻R39后接电源电路VCC端；所述多通道模拟开关电路包括多通道模拟开关DG1、多通道模拟开关DG2、多通道模拟开关DG3、多通道模拟开关DG4，所述多通道模拟开关DG1的1脚与单片机IC01（STC15F2K60S2）的9脚连接，多通道模拟开关DG1的2脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的8脚，多通道模拟开关DG1的3脚串联电容C4后接地，多通道模拟开关DG1的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚接插针连接器DP1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚一一对应连接，多通道模拟开关DG1的8脚分别接多通道模拟开关DG2、多通道模拟开关DG3、多通道模拟开关DG4的8脚，多通道模拟开关DG1的13脚串联电容C9后接地，多通道模拟开关DG1的14脚接地，多通道模拟开关DG1的15脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的11脚，多通道模拟开关DG1的16脚接IC01（STC15F2K60S2）的10脚，所述多通道模拟开关DG2的1脚与单片机IC01（STC15F2K60S2）的9脚连接，多通道模拟开关DG1的2脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的7脚，多通道模拟开关DG2的3脚串联电容C5后接地，多通道模拟开关DG2的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚与插针连接器DP1的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚一一对应连接，多通道模拟开关DG2的13脚串联电容C10后接地，多通道模拟开关DG2的14脚接地，多通道模拟开关DG2的15脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的11脚，多通道模拟开关DG1的16脚接IC01（STC15F2K60S2）的10脚；所述多通道模拟开关DG3的1脚与单片机IC01（STC15F2K60S2）的9脚连接，多通道模拟开关DG3的2脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的5脚，多通道模拟开关DG3的3脚串联电容C6后接地，多通道模拟开关DG3的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚接插针连接器DP2的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚一一对应连接，多通道模拟开关DG3的13脚串联电容C11后接地，多通道模拟开关DG3的14脚接地，多通道模拟开关DG3的15脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的11脚，多通道模拟开关DG3的16脚接IC01（STC15F2K60S2）的10脚；所述多通道模拟开关DG4的1脚与单片机IC01（STC15F2K60S2）的9脚连接，多通道模拟开关DG4的2脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的4脚，多通道模拟开关DG4的3脚串联电容C7后接地，多通道模拟开关DG4的4脚、5脚、6脚、7脚、9脚、10脚、11脚、12脚接插针连接器DP2的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚一一对应连接，多通道模拟开关DG4的13脚串联电容C8后接地，多通道模拟开关DG4的14脚接地，多通道模拟开关DG4的15脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的11脚，多通道模拟开关DG4的16脚接IC01（STC15F2K60S2）的10脚；所述AD转换器电路包括AD转换器，所述AD转换器电路包括AD转换器IC02（ADS7822），AD转换器IC02（ADS7822）的1脚分别接电阻R44的一端、二极管LM1的一端，电阻R44的另一端串联电阻R45后接电源电路VCC_PT100端，二极管LM1的另一端接地，AD转换器IC02（ADS7822）的2脚接可变增益差分变大器电路，AD转换器IC02（ADS7822）的3脚、4脚接地，AD转换器IC02（ADS7822）的5脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的23脚，6脚接单片机IC01（STC15F2K60S2）的24脚，7脚接单片机IC02（ADS7822）的25脚，AD转换器IC02（ADS7822）的8脚分别接电容C19的一端、电源电路VCC_PT100端，电容C19的另一端接地；所述可变增益差分变大器电路包括可变增益差分放大器IC03（AD620），所述可变增益差分放大器IC03（AD620）的1脚串联电阻R40后与可变增益差分放大器IC03（AD620）的8脚连接，可变增益差分放大器IC03（AD620）的2脚分别接电容C15的一端、电阻R38的一端、电阻R37的一端、电阻RP1的一端，电容C15的另一端接地，电阻R38的另一端及电阻R37的另一端同时接电源电路VCC_PT100端，电阻R37的另一端还与电容C12的一端连接，电容C12的另一端分别接电阻RP1的另一端、电阻R36的一端，电阻R36的另一端接地，可变增益差分放大器IC03（AD620）的3脚分别电容C13的一端、电容C14的一端，电容C14的另一端接电阻RP1的一端，电容C13的另一端接地，可变增益差分放大器IC03（AD620）的4脚串联电容C17后接地，可变增益差分放大器IC03（AD620）的5脚接地，可变增益差分放大器IC03（AD620）的6脚接AD转换器的2脚，可变增益差分放大器IC03（AD620）的7脚串联电容C18后接地；所述插针连接器DP1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚分别与电阻R19、电阻R18、电阻R17、电阻R16、电阻R15、电阻R14、电阻R13、电阻R12、电阻R11、电阻R10、电阻R9、电阻R8、电阻R7、电阻R6、电阻R5、电阻R4一一对应串联后接VCC_PT100端，插针连接器DP1的21脚至40脚分别接地；所述插针连接器DP2的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚分别与电阻R35、电阻R34、电阻R33、电阻R32、电阻R31、电阻R30、电阻R29、电阻R28、电阻R27、电阻R26、电阻R25、电阻R24、电阻R23、电阻R22、电阻R21、电阻R20一一对应串联后接VCC_PT100端，插针连接器DP2的21脚至40脚分别接地；所述电源电路包括插件P1，所述插件P1的1脚接开关SW1后串联二极管D2后分别接稳压器VT01的输入端、稳压器VT02的输入端，插件P1的2脚接地，插件P1的3脚接开关SW1后串联二极管D1分别接电容C1的一端、电阻R1的一端，电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端串联发光二极管PW3后接地，稳压器VT01的输出端分别接电容C3的一端、电源电路VCC端、电阻R3的一端，稳压器VT01的接地端接地，电容C3的另一端接地，电阻R3的另一端串联发光二极管PW2后接地，稳压器VT02的输出端分别接电容C2的一端、电源电路VCC_PT100端、电阻R2的一端，稳压器VT02的接地端接地，电容C2的另一端接地，电阻R2的另一端串联发光二极管PW1后接地。该模块的主要功能是实现多路PT100温度传感器的数据实时采集和处理，其中包括：电源处理电路、微控制器电路、多路模拟信号切换电路、差分放大处理电路、AD采集处理单元等模块。电源处理电路主要由线性降压集成电路LM7805及相关外围滤波电容等构成。外部电源经过接插件P1进入线路后，+12V电压经过VT01降压为+5V电压，经过C3滤波电容后供给后面的电路使用。由R3和PW2组成的电源指示电路用来指示该部分电压输出是否正常。另外+12V电压经过VT02降压为+5V电压，经过C2滤波电容后供给外部的被测PT100采样电路部分使用。由R2和PW1组成的电源指示电路用来指示该部分电压输出是否正常。-12V电源经过P1进入该部分电路后经过C1滤波电容后直接供给后端的电路使用，其中有R1和PW3组成的电源指示电路用来指示该部分电路是否正常。微控制器电路为该模块的数据处理核心，用来处理提取的数据，经过运算以后到正确数值，然后经过485电路发送给上位机，其中单片机STC15F2K60S2为单指令的高速单片机，运行时钟配置为24MHz。由R39和发光二极管RUN1组成的指示电路用来指示工作状态。芯片MAX485和C20、R48、R47等外围元件组成的电路用来转换485信号。多路模拟信号切换电路主要由多片DG408组成。DG408是高速的高精度多通道模拟开关，可以快速切换多个温度传感器的信号进入后端电路，用来选择当前需要测量的传感器。在测量时，一个通道用来给定测试电流进入PT100，一个通道用来测量返回的模拟量的数值。该方法可以避免切换开关带来的误差，保证测量的精度。差分放大处理电路由AD620及相关外围器件组成。AD620是一款高精度的可变增益差分放大器，通过改变连接在RG端的电阻的大小改变差分电路的放大倍数。参考电平为系统接地端电位，差分反相输入端的基准电位由R37、R36、RP01和C12组成的基准调节电路组成，通过调节RP1的大小可以改变差分基准电位。AD采集单元主要由ADS7822及外围电路组成，ADS7822是12位的高精度高速AD转换器，可以转换5V以内的模拟信号。基本信号输入端用来指定最大的被测模拟量大小，被测量的输入的电压与参考电压REF大小相等时，得到的数据也将达到最大值：4095，即被采集的输入电压范围0-REF对应数据0-4095，该单元通过SPI接口与微控制器电路相连并传送相关采集数据。

如图13至19所示，所述转速测量单元包括单片机IC001（STC15F2K60S2），所述单片机IC001（STC15F2K60S2）的4脚接电压互感器电路，单片机IC001（STC15F2K60S2）的5脚接电流互感器电路，单片机IC001（STC15F2K60S2）的14脚分别接电容C22的一端、转速测量单元电源电路VCC端，电容C22的另一端接地，单片机IC001（STC15F2K60S2）的15脚接地，单片机IC001（STC15F2K60S2）的18脚、19脚、20脚接收发器电路，单片机IC001（STC15F2K60S2）的27脚、28脚、29脚、30脚、31脚、32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚接插针连接器Header1电路，单片机IC01的44脚串联发光二极管RUN1、电阻R11后接转速测量单元电源电路VCC端；所述电压互感器电路包括可变增益差分放大器IC004（AD620）的2脚分别接电阻R9的一端、电阻R7的一端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别接可变增益差分放大器IC004（AD620）的6脚、电阻R10的一端，电阻R7的另一端分别接电容C10的一端、变压器T1的3脚，电阻R9的另一端分别接电阻R8的另一端、稳压二极管LM1的一端，电阻R8的另一端串联电阻R6后接转速测量单元电源电路VCC端，稳压二极管LM1的另一端接地，电容C10的另一端接地，变压器T1的5脚接地，变压器T1的1脚分别电容C11的一端、插件P3的一端，变压器T2的2脚分别接电容C11的另一端、插件P3的另一端，可变增益差分放大器IC004（AD620）的2脚接电阻R9的一端，可变增益差分放大器IC004（AD620）的3脚串联电阻R13后接地，可变增益差分放大器IC004（AD620）的4脚串联电容C12后接地，可变增益差分放大器IC004（AD620）的7脚串联电容C8后接地，电阻R10的另一端分别接电阻RP1的一端、可变增益差分放大器IC005（AD620）的2脚，可变增益差分放大器IC005（AD620）的3脚串联电阻R14后接地，可变增益差分放大器IC005（AD620）的4脚串联电容C13后接地，可变增益差分放大器IC005（AD620）的6脚分别接电阻R12的一端、电阻RP1的另一端，可变增益差分放大器IC005（AD620）的7脚串联电容C9后接地，电阻R12的另一端分别接电容C14的一端、二极管DQW1的一端，电容C14的另一端接地，电容C14的一端接单片机IC001（STC15F2K60S2）的4脚，二极管DQW1的另一端分别接电阻RQW1的一端、二极管1N4741A2的一端，电阻RQW1的另一端接12V，二极管1N4741A2的另一端接地，所述电流互感器电路与电压互感器电路相同，所述收发器电路还与232电平转换电路连接，所述232电平转换电路包括232转换芯片，所述232转换芯片的1脚串联电容C6后与3脚连接，232转换芯片的3脚串联电容C3后分别接转速测量单元电源电路VCC端、232转换芯片的16脚、电容C1的一端，232转换芯片的4脚串联电容C5后接232转换芯片的5脚，232转换芯片的6脚串联电容C2后分别接地、232转换芯片的15脚、电容C1的另一端，232转换芯片的7脚接连接件Connector1的2脚，232转换芯片的8脚接连接件Connector1的3脚，连接件Connector1的8脚接收发器电路的A脚，连接件Connector1的6脚接收发器电路的B脚，连接件Connector1的5脚接地；所述转速测量单元电源电路包括稳压器VT001，所述稳压器的输入端通过开关SW001与插件P2的1脚和3脚连接，插件P2的2脚接地，稳压器VT001的输出端分别接VCC端、电容C7的一端、电阻R3的一端，电容C7的另一端接地，电阻R3的另一端串联发光二极管PW1后接地，稳压器VT001的接地端接地。该模块的主要功能是实现转子转动速度的实时监控采集，为上位机监控泵体状态提供依据。该模块主要包括三部分：电源处理、信号处理、信号采集及数据传送。电源处理电路主要由线性降压集成电路LM7805及相关外围滤波电容等构成。外部电源经过接插件P2进入线路后，+12V电压经过VT01降压为+5V电压，经过C7滤波电容后供给后面的电路使用。由R3和PW1组成的电源指示电路用来指示该部分电压输出是否正常，-12V电源经过P2进入该部分电路供给后端的电路使用。信号处理电路是外部泵的相线经过电压互感器和电流互感器后得到隔离的换向波形，该信号分别送至IC04、 IC05组成的信号处理电路和IC06、IC07组成的信号处理电路，后转换成变化明显的电压和电流波形信号，后送至后面的信号采集部分。信号采集及数据传送电路的核心处理器件为微处理器STC15F2K60S2，该处理器可以以单指令周期运行，运行频率设置为24MHz。外部处理后的信号AD0和AD1送至P1.0和P1.1后经过内部AD转换成相应数字信号，通过分析波形数据得出其换相频率信息，根据泵的极对数进而推出其转动速度。所有采集信息经过串行接口发送至IC02：MAX232，该芯片是一款TTL电平和232电平互转的电平转换芯片，经过他把TTL的信号转成232电平后实现与上位机的信息沟通通路。

如图20至27所示，所述模拟量采集电路包括单片机U5（STC15W408AS），所述单片机U5（STC15W408AS）的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚接AD采集单元电路，单片机U5（STC15W408AS）的8脚分别接电容C9的一端、电源电路VCC端，电容C19的另一端分别接地、单片机U5（STC15W408AS）的10脚，单片机U5（STC15W408AS）的11脚、12脚接双通道数字隔离器电路，所述双通道数字隔离器电路包括双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ），所述双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的1脚分别接插针连接器P1的7脚、电容C18的一端，电容C18的另一端接插针连接器P1的8脚，双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的2脚串联电阻R14后接插针连接器P1的9脚，双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的3脚串联电阻R16后接插针连接器P1的10端，双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的4脚接插针连接器P1的8脚，双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的5脚接地，双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的6脚分别接电阻R12的一端、电阻R15的一端，电阻R12的另一端电压+5V端，电阻R15的另一端接单片机U5（STC15W408AS）的11脚，双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的7脚分别接电阻R11的一端、电阻R13的一端，电阻R11的另一端电压+5V端，电阻R13的另一端接单片机U5（STC15W408AS）的12脚，双通道数字隔离器U6（ADUM3201ARZ）的8脚分别接电压+5V端、电容C17的一端，电容C17的另一端接地，电阻R13及电阻R15的另一端还与温度采集电路中的收发器电路并联；所述AD采集单元电路包括AD采集单元U3（AD7705），所述AD采集单元U3（AD7705）的1脚串联电阻R3后接单片机U5（STC15W408AS）的4脚，AD采集单元U3（AD7705）的2脚分别晶振Y1的一端、电容C10的一端，电容C10的另一端接地，晶振Y1的另一端分别接电容C1的一端、AD采集单元U3（AD7705）的3脚，电容C11的另一端接地，AD采集单元U3（AD7705）的4脚串联电阻R6后接单片机U5（STC15W408AS）的1脚，AD采集单元U3（AD7705）的5脚串联电阻R8后接单片机U5（STC15W408AS）的5脚，AD采集单元U3（AD7705）的6脚、7脚、8脚、11脚接模拟量采集输入电路，AD采集单元U3（AD7705）的9脚分别接二极管U4的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、电阻R2的一端，电容C12的另一端接地，电容C13的另一端接地，二极管U4的另一端接地，电阻R2的另一端接电压+5V端，AD采集单元U3（AD7705）的10脚接地，AD采集单元U3（AD7705）的12脚串联电阻R9后接单片机U5（STC15W408AS）的6脚，AD采集单元U3（AD7705）的13脚串联电阻R7后接单片机U5（STC15W408AS）的3脚，AD采集单元U3（AD7705）的14脚串联电阻R5后接单片机U5（STC15W408AS）的2脚，AD采集单元U3（AD7705）的15脚接电压+5V端、电容C9的一端，AD采集单元U3（AD7705）的16脚接地、电容C9的另一端；所述模拟量采集电路包括模拟量采集输入端口P4，所述模拟量采集输入端口P4的1脚串联电阻R17后分别接电阻R20的一端、二极管D7的负极、二极管D6的正极、二极管D8的正极、电阻R4的一端，电阻R20的另一端接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接模拟量采集输入端口P4的2脚，二极管D7的正极接电阻R20的另一端、二极管D8的负极、二极管D9的负极、电阻R10的一端，二极管D6的负极接电压+5V端，二极管D9的正极接地，电阻R4的另一端接电容C14的一端、电容C15的一端、AD采集单元U3（AD7705）的7脚，电阻R10的另一端接电容C16的一端、电容C15的另一端、AD采集单元U3（AD7705）的8脚，电容C16的另一端接地，电容C14的另一端接地，所述模拟量采集输入端口P4的3脚串联电阻R23后分别接电阻R24的一端、二极管D11的负极、二极管D10的正极、二极管D12的正极、电阻R25的一端，电阻R26的另一端接电阻R27的一端，电阻R27的另一端接模拟量采集输入端口P4的4脚，二极管D11的正极接电阻R26的另一端、二极管D12的负极、二极管D13的负极、电阻R28的一端，二极管D10的负极接电压+5V端，二极管D13的正极接地，电阻R25的另一端接电容C20的一端、电容C21的一端、AD采集单元U3（AD7705）的6脚，电阻R28的另一端接电容C22的一端、电容C21的另一端、AD采集单元U3（AD7705）的11脚，电容C22的另一端接地，电容C20的另一端接地，所述模拟量采集输入端口P4的另一端接压力传感器电路及流量传感器；所述电源电路包括交流220V转换为交流5V的电路及5V转换为3.3V电路，所述交流220V与插针连接器P1的1脚及2脚连接，交流5V与插针连接器P1的3脚及4脚连接。该模块的主要功能是实现多路模拟量数据的数据实时采集和处理，其中包括：电源处理电路、前端信号处理电路、AD采集处理单元、微控制器电路等模块。电源处理电路由外部电源220V进入该部分线路后，经过变压器T1转换成AC5V电压，经过由D1、D2、D3、D5组成的全桥整流电路转换成直流电压。后经过C1和C2电容组成的滤波电路滤波后传送至由LM7805和C3、C4组成的线性稳压电路得到DC5V的直流电压，再经过由LM1117-3.3V和后端电容电感组成的π型滤波后得到低纹波的DC3.3V直流电压，得到的稳定电压送至后部电路使用。前端信号处理电路由外部信号经过分压后进入信号处理网络，由四个二极管组成的嵌位网络保证输入信号超限之后不至于传输至后端采集电路而损坏后部电路。后经过后端的滤波电路滤波后送至后端AD采集线路进行数据的采集。AD采集单元主要由AD7705及外围电路组成，能直接将传感器测量到的多路微小信号进行AD转换。该电路中待测模拟信号经过前端网络进入AD模块后，根据信号大小设定的相应的放大倍数进入内部的AD转换，最终得到0-65535之间的数字量，再经过SPI接口传输至后端的微控制器电路进行处理。微控制器电路为该模块的数据处理核心，用来处理提取的数据，经过运算以后到正确数值，然后经过485电路发送给上位机，其中单片机STC15W系列单片机为单指令的高速单片机，运行时钟配置为24MHz。芯片ADUM3201ARZ和其外围元件组成的磁偶隔离电路用来将信息发送到计算机。

所述收发器电路包括RS-485收发器IC2（MAX485），所述RS-485收发器IC2的1脚与单片机IC1的18脚连接，RS-485收发器IC2的3脚与单片机IC1的20脚连接，RS-485收发器IC2的4脚与单片机IC1的19脚连接，RS-485收发器IC2的5脚分别接电源电路VCC端、电容C8的一端，电容C8的另一端接地，RS-485收发器IC2的6脚分别接电阻R16的一端、电阻R17的一端、插件P2的一端，电阻R16的另一端接地，RS-485收发器IC2的7脚分别接电阻R19的一端、电阻R17的另一端、插件P2的另一端，电阻R19的另一端接电源电路VCC端，RS-485收发器IC2的8脚接地。

如图28所示，所述压力传感器电路包括桥式整流器RB1、比较器AR1、比较器AR2、比较器AR3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C5，所述桥式整流器RB1的第一端与DRIV VOL端连接，桥式整流器RB1的第二端接比较器AR2的3脚，桥式整流器RB1的第三端接地，桥式整流器RB1的第四端接比较器AR1的3脚，比较器AR1的2脚串联电阻R1后分别接电阻R3、电阻R7、比较器AR1的6脚，比较器AR1的4脚接-5V，比较器AR1的7脚接+5V，电阻R3的另一端分别接比较器AR3的2脚、电阻R5的一端，电阻R7的另一端接电阻R4的一端、电阻R2的一端、比较器AR2的6脚，比较器AR2的7脚接+5V，比较器AR2的4脚接-5V，电阻R4的另一端分别接比较器AR3的3脚、电阻R6的一端，电阻R5的另一端分别接比较器AR3的6脚、模拟量采集输入端口P4、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，电阻R6的另一端接地，比较器AR3的7脚接+5V，比较器AR3的4脚接-5V。该模块的主要功能是实现桥式压力传感器输出差分信号的转换。压力传感器内部是由四个应变片组成电桥，当有压力变化时，相邻桥臂的应变片分别发生拉伸或压缩，导致其阻值分别增加或减小，所以当在对面两个连接点施加一定电压时，另外两个连接点的电压也会随着压力大小的改变而发生增加或减小，而且是往相反的方向变化，通过测量这两端的电压差值即可反映出相应压力的变化。由于采用相同的参数的应变片，其基本参数几乎相同，所以当温度发生改变时各个应变片的阻值都会随之改变，同时改变的幅度几乎相同，所以桥式电路对面的两个连接点的电压差几乎不会改变，所以可以很好的消除因为温度改变而带来的测量误差。

信号处理电路的基本原理如下：两路差分的模拟信号进入线路后，通过前两个运算放大器AR1和AR2分别对输入的高内阻的模拟信号进行电压跟随处理，转换成相同幅值的低内阻的模拟信号，为后面的减法电路做前端处理。

有AR3和电阻R3、R4、R5、R6组成经典的减法电路，如果输入的电压分别为U1和U2，由运算放大器的虚短和虚断的特性可知：

(UO-U1)*(R3/(R5+R3))+U1= (U2-0)*(R6/(R6+R4))

所以：

UO=U2*(R6*(R5+R3))/(R3*(R4+R6))-U1*((R3+R5)/R3-1)

如果：R3=R4=R5=R6

则该该式可以简化为：UO=U2-U1；

所有最后的输出电压即为前端输入电压的差值，该信号送至模拟量采集模块后经过采集和数据分析处理送至上位机使用。

如图30所示，本实用新型的系统包括模块参数设置模块，对各通道功能进行设置，同时配置相关测试参数；人机交互模块，实现实时动态的直观展现及操作指令的下达；开机页面模块，支持展现设备主题，展现用途信息；数据传输接口模块，负责数据的收发；底层驱动库函数及协议，各传感器及模块的底层驱动；数据处理及分析，对获取的原始数据进行加工处理及分析；数据筛选及记录，根据设定参数对数据进行筛选及判断并记录；以及一个支持类模块：YCHMSET，用于启动各项配置的支持。

如图31所示为设备仪器及传感器与触摸平板之间通过底层设备驱动程序及相关协议建立连接，连接之前需要保证各单元模块都已上电，开机之后程序自动运行并尝试自动连接相关仪器设备及传感器，得到正确返回信息后，确认仪器设备或传感器状态正常后进行下一步数据读取。

如图32所示提取数据之前，先建立当日相关数据表做好存储准备，数据表建立成功创建之后，开始提取相关数据。并根据相关转换规则，将其转换成规定的校准后真实数据。

如图33所示提取数据之后，根据设置信息判断是否根据超出报警范围，如超范围发出报警信息，并写入记录文件，同时传递相应提取的信息写入相应已建立的数据表中，供以后查询。

如图34所示将需要设置的各项配置参数的人机交互，在用户设置相应信息后，判断是否合法，如合法在确认之后保存相关设置信息。

如图35所示点击数据查看之后，根据选择提取相应数据，按照相应模板自动计算生成相应数据报告。

如图36所示，根据操作人员指令判断是否开始正常测试并控制相应设备达到设置状态，且采用多窗口数据显示窗加曲线实时绘制方式实现人机交互，同时通过界面及后台实时及通过硬件设备展示给用户从而让用户进行操作以达到人机交互的目的。