一種醫用自動計時血沉架的設計

陳桂濤

一種醫用自動計時血沉架的設計

陳桂濤

目的：設計一種小型的適用于鄉鎮基層衛生院的醫用自動計時血沉架。方法：整機主要由電源電路、計時電路、狀態顯示電路、語音提示電路4部分組成。結果：裝上血沉管后，輕觸開關自動接通該試管位的計時電路并開始計時；狀態顯示電路顯示設備的正常工作狀態，達到規定的時間后，狀態顯示電路和聲音提示電路提示操作人員讀取結果。結論：實驗表明該設備計時準確、成本低、易于制作，所需配件均可在市場購得。按照該電路組裝，無需調試可一次性成功，很適合目前鄉鎮衛生院、社區、個人門診等基層醫院使用。

自動計時血沉架；小型醫用設備；工作原理；基層醫院

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

臨床醫學中的血沉分析實際上是指紅細胞沉降率（ESR）（簡稱為血沉）的分析，ESR是常用的臨床檢驗指標，在血液流變學測定中常作為紅細胞聚集、紅細胞表面電荷、紅細胞電泳的通用指標[1]。目前，在一些基層醫院，臨床化驗人員在檢查血沉時仍普遍采用傳統的魏氏手工測定方法[2]。工作中通常要對每只血沉管分別進行計時，這樣不僅會使日常工作變得更加繁瑣復雜，而且還會由于計時時間不準確直接影響到血沉讀數的精度，形成誤差，最終造成報告結果不準確。根據目前普遍存在的這種情況，我們設計制作了一種自動計時血沉架。其電路結構采用模塊化設計，通過靈活的組合可同時對4、8、12、16、24只標準血沉試管分別計時（實際工作中我們采用對8只標準血沉管分別進行計時），當計時時間結束后，相應的試管位就會發光并發出“時間已到”的聲音提示，及時提醒化驗室操作人員觀察血沉管的讀數，基本上能夠滿足當前實際工作的需要。整個設備無需進行復雜的調試，只要焊接無誤即可一次制作成功，非常簡單，所用元器件在市場上均能買到，成本低廉，特別適合在基層衛生院、社區醫院等地使用。

2 設計方法及實現

2.1 電路組成說明

該自動計時血沉架主要由電源電路、運算放大電路[3]、計時電路和聲音報警電路等組成。圖1為主電路，圖2為該設備的電源電路。

2.2 電路結構

圖1 自動計時血沉架主電路圖

圖2 自動計時血沉架電源電路圖

電源電路分別由電源開關（PW-SW），電源變壓器T，整流橋（VD1～VD4），濾波電容 C1、C2，三端穩壓器 IC1和分壓電阻R1、R2組成。運算放大集成電路由IC3組成，IC3內集成了4個單元放大器 N1～N4，電阻 R6為 IC3的上拉電阻，VL1、VL2為發光二極管，用以顯示計時架的工作狀態，T-SW為輕觸開關。計時電路主要由R5和C3組成。為了簡化電路，本圖僅畫出了兩路計時電路，標示出了1個電路單元的詳細參數，其余等同。聲音報警電路由語音集成電路IC2和晶體管V組成，SP為電動式揚聲器。

作者單位：061600 河北滄州 東光縣醫院設備科（陳桂濤）

2.3 電路原理

交流 220 V 電壓經 T 降壓、VD1～VD4整流、C1濾波、IC1穩壓，再經C2濾波后，一路為IC3提供+12 V工作電壓，同時經R1、R2分壓后為內置的集成單元放大器N的反相輸入端提供基準電壓。平時，當計時架上沒有試管時，T-SW的常閉觸點1接通（如圖1所示），此時單元放大器N輸出低電平，VL1、VL2均不發光，IC2因沒有輸出電流而不能使SP發聲。當某試管位裝上血沉試管后，該管位的T-SW常開觸點2接通，VL1點亮，同時C3通過R5開始充電，大約1 h時，該單元放大器輸出高電平，VL2又點亮，IC2工作，SP發聲提示操作人員時間已到。

2.4 電路中工作點的計算公式

A 點啟動電壓的計算[4]：UR=R2×EC/（R1+R2）； 計時電路延時時間的計算：T=-R×Cln（（EC-UR）/EC）。

2.5 元器件選擇

電阻 R系列均采用1/4 W 金屬膜電阻，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。

定時電容C3采用不低于16 V的鋁電解電容器，且精度要高、誤差要小。根據公式，理論計算和實際計時時間基本相符，C3=2 200 μF。

電源電路中的濾波電容C1、C2應采用不低于25 V的鋁電解電容器，C1=1 000 μF，C2=470 μF。

VL1采用直徑為3 mm的紅色高亮度發光二極管，VL2采用直徑為3 mm的綠色高亮度發光二極管。

IC2選用LH-169A型語音集成電路（可內部儲存“時間已到”的語音提示），V 選用 2SC8050 晶體管，SP 選用 0.25～0.5 W電動式揚聲器。

IC1選用LM7812型三端穩壓集成電路，必要時可加散熱片；IC3選用LM339型四運放集成電路[5]，其特點是靈敏度高，只要兩相輸入電壓相差10 mV，輸出狀態即可翻轉。

T選用15～20 W、次級電壓為13～17 V的電源變壓器。

PW-SW選用16 A、250 V電源開關；T-SW均選用小型輕觸開關。

2.6 使用效果

按照設計電路，我們試做了3臺用于當地鄉鎮衛生院，普遍反映使用效果良好、計時準確、誤差小、語音提示清晰。

2.7 電路出現的問題及對策

2.7.1 計時不準

對策：當普遍存在計時不準的問題時，可根據公式，適當調整R5解決；當出現個別試管位計時不準的問題時，可通過更換定時電容解決。

2.7.2 VL1、VL2的問題

對策：當T-SW接觸不良時，會出現VL1、VL2時亮時不亮的問題，從而會造成數次重復計時，當出現此問題時，可通過更換T-SW解決。

[1]劉曉勇，胡捷，胡國勇.計算機輔助血沉儀軟硬件開發[J].醫療衛生裝備，2000，21（4）：9-10.

[2]曾照芳，臨床檢驗儀器學[M].北京：人民衛生出版社，2005：217.

[3]郭用新.電子技術學[M].北京：人民衛生出版社，2003：113.

[4]焦青.電工學[M].北京：人民衛生出版社，2003：116.

[5]家電維修工作室.電磁爐圖集與維修[M].成都：電子科技大學出版社，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

陳桂濤（1969-），男，河北東光人，電子工程師，主要從事醫院設備管理維護方面的研究工作，E-mail：hbchentao@sohu.com。