一种医用自动计时血沉架的设计

陈桂涛

一种医用自动计时血沉架的设计

陈桂涛

目的：设计一种小型的适用于乡镇基层卫生院的医用自动计时血沉架。方法：整机主要由电源电路、计时电路、状态显示电路、语音提示电路4部分组成。结果：装上血沉管后，轻触开关自动接通该试管位的计时电路并开始计时；状态显示电路显示设备的正常工作状态，达到规定的时间后，状态显示电路和声音提示电路提示操作人员读取结果。结论：实验表明该设备计时准确、成本低、易于制作，所需配件均可在市场购得。按照该电路组装，无需调试可一次性成功，很适合目前乡镇卫生院、社区、个人门诊等基层医院使用。

自动计时血沉架；小型医用设备；工作原理；基层医院

AbstractObjectiveTo design an automatic self-timer medical blood sedimentation device for the primary hospital in villages and towns.MethodsThere were four circuit units in device,including the power supply circuit,self-timer circuit,display circuit and voice alarm circuit.ResultsTube's timing circuit unit was connected by touch switch after blood sedimentation tube was placed.The device's status was showed by the display circuit.The display circuit and voice alarm circuit could give an alarm when time was over.ConclusionThe device is reliable,accurate in counting time,easy to use and lower cost.The device's parts can be bought in any market,and can be assembled according to the diagram without any adjustment.It is suitable for such primary hospitals as the rural hospital,community hospital and clinic.[Chinese Medical Equipment Journal，2011，32（2）：32-33]

Key wordsautomatic self-timer medical blood sedimentation device;small medical equipment;operation principle;primary hospital

1 引言

临床医学中的血沉分析实际上是指红细胞沉降率（ESR）（简称为血沉）的分析，ESR是常用的临床检验指标，在血液流变学测定中常作为红细胞聚集、红细胞表面电荷、红细胞电泳的通用指标[1]。目前，在一些基层医院，临床化验人员在检查血沉时仍普遍采用传统的魏氏手工测定方法[2]。工作中通常要对每只血沉管分别进行计时，这样不仅会使日常工作变得更加繁琐复杂，而且还会由于计时时间不准确直接影响到血沉读数的精度，形成误差，最终造成报告结果不准确。根据目前普遍存在的这种情况，我们设计制作了一种自动计时血沉架。其电路结构采用模块化设计，通过灵活的组合可同时对4、8、12、16、24只标准血沉试管分别计时（实际工作中我们采用对8只标准血沉管分别进行计时），当计时时间结束后，相应的试管位就会发光并发出“时间已到”的声音提示，及时提醒化验室操作人员观察血沉管的读数，基本上能够满足当前实际工作的需要。整个设备无需进行复杂的调试，只要焊接无误即可一次制作成功，非常简单，所用元器件在市场上均能买到，成本低廉，特别适合在基层卫生院、社区医院等地使用。

2 设计方法及实现

2.1 电路组成说明

该自动计时血沉架主要由电源电路、运算放大电路[3]、计时电路和声音报警电路等组成。图1为主电路，图2为该设备的电源电路。

2.2 电路结构

图1 自动计时血沉架主电路图

图2 自动计时血沉架电源电路图

电源电路分别由电源开关（PW-SW），电源变压器T，整流桥（VD1～VD4），滤波电容 C1、C2，三端稳压器 IC1和分压电阻R1、R2组成。运算放大集成电路由IC3组成，IC3内集成了4个单元放大器 N1～N4，电阻 R6为 IC3的上拉电阻，VL1、VL2为发光二极管，用以显示计时架的工作状态，T-SW为轻触开关。计时电路主要由R5和C3组成。为了简化电路，本图仅画出了两路计时电路，标示出了1个电路单元的详细参数，其余等同。声音报警电路由语音集成电路IC2和晶体管V组成，SP为电动式扬声器。

作者单位：061600 河北沧州 东光县医院设备科（陈桂涛）

2.3 电路原理

交流 220 V 电压经 T 降压、VD1～VD4整流、C1滤波、IC1稳压，再经C2滤波后，一路为IC3提供+12 V工作电压，同时经R1、R2分压后为内置的集成单元放大器N的反相输入端提供基准电压。平时，当计时架上没有试管时，T-SW的常闭触点1接通（如图1所示），此时单元放大器N输出低电平，VL1、VL2均不发光，IC2因没有输出电流而不能使SP发声。当某试管位装上血沉试管后，该管位的T-SW常开触点2接通，VL1点亮，同时C3通过R5开始充电，大约1 h时，该单元放大器输出高电平，VL2又点亮，IC2工作，SP发声提示操作人员时间已到。

2.4 电路中工作点的计算公式

A 点启动电压的计算[4]：UR=R2×EC/（R1+R2）； 计时电路延时时间的计算：T=-R×Cln（（EC-UR）/EC）。

2.5 元器件选择

电阻 R系列均采用1/4 W 金属膜电阻，R1=10 kΩ，R2=15 kΩ，R3=10 kΩ，R4=100 Ω，R5=1.8 MΩ，R6=4.7 kΩ，R7=2 kΩ，R8=1 MΩ。

定时电容C3采用不低于16 V的铝电解电容器，且精度要高、误差要小。根据公式，理论计算和实际计时时间基本相符，C3=2 200 μF。

电源电路中的滤波电容C1、C2应采用不低于25 V的铝电解电容器，C1=1 000 μF，C2=470 μF。

VL1采用直径为3 mm的红色高亮度发光二极管，VL2采用直径为3 mm的绿色高亮度发光二极管。

IC2选用LH-169A型语音集成电路（可内部储存“时间已到”的语音提示），V 选用 2SC8050 晶体管，SP 选用 0.25～0.5 W电动式扬声器。

IC1选用LM7812型三端稳压集成电路，必要时可加散热片；IC3选用LM339型四运放集成电路[5]，其特点是灵敏度高，只要两相输入电压相差10 mV，输出状态即可翻转。

T选用15～20 W、次级电压为13～17 V的电源变压器。

PW-SW选用16 A、250 V电源开关；T-SW均选用小型轻触开关。

2.6 使用效果

按照设计电路，我们试做了3台用于当地乡镇卫生院，普遍反映使用效果良好、计时准确、误差小、语音提示清晰。

2.7 电路出现的问题及对策

2.7.1 计时不准

对策：当普遍存在计时不准的问题时，可根据公式，适当调整R5解决；当出现个别试管位计时不准的问题时，可通过更换定时电容解决。

2.7.2 VL1、VL2的问题

对策：当T-SW接触不良时，会出现VL1、VL2时亮时不亮的问题，从而会造成数次重复计时，当出现此问题时，可通过更换T-SW解决。

[1]刘晓勇，胡捷，胡国勇.计算机辅助血沉仪软硬件开发[J].医疗卫生装备，2000，21（4）：9-10.

[2]曾照芳，临床检验仪器学[M].北京：人民卫生出版社，2005：217.

[3]郭用新.电子技术学[M].北京：人民卫生出版社，2003：113.

[4]焦青.电工学[M].北京：人民卫生出版社，2003：116.

[5]家电维修工作室.电磁炉图集与维修[M].成都：电子科技大学出版社，2006：16.

（收稿：2010-04-02 修回：2010-06-10）

Design of Automatic Self-timer Medical Blood Sedimentation Device

CHEN Gui-tao
(Medical Equipment Department,People's Hospital of Dongguang County,Cangzhou 061600,Hebei,China)

TH776

A

1003-8868（2011）02-0032-02

陈桂涛（1969-），男，河北东光人，电子工程师，主要从事医院设备管理维护方面的研究工作，E-mail：hbchentao@sohu.com。