- •Содержание Введение 4
- •1 Техническое задание
- •1.1 Цель курсовой работы
- •1.2 Технические характеристики системы регулирования
- •1.3 Функциональная схема системы регулирования
- •2.1 Выбор микропроцессора
- •2.2 Выбор компрессора
- •2.3 Выбор нагревательного элемента
- •2.4 Выбор ресивера
- •2.5 Выбор клапана вдоха/выдоха
- •2.6 Выбор датчика плотности
- •2.7 Выбор датчика давления
- •2.8 Выбор датчика температуры
- •2.9 Выбор первого операционного усилителя
- •2.10 Выбор преобразователя давления
- •2.11 Выбор второго операционного усилителя
- •3 Расчет датчика обратной связи
- •3.1 Расчет датчика температуры
- •3.2 Расчет датчика давления
- •7 Расчет и выбор корректирующего устройства
1 Техническое задание
1.1 Цель курсовой работы
Целью данной курсовой работы является разработка системы автоматического регулирования температуры и давления воздушной смеси аппарата искусственной вентиляции легких. Данная система должна отвечать всем заданным в техническом задании параметрам, обеспечивая необходимое быстродействие, требуется, чтобы потребляемая мощность была минимальна, а самое главное – точность регулирования.
1.2 Технические характеристики системы регулирования
Разрабатываемая система автоматического регулирования температуры и давления воздушной смеси аппарата искусственной вентиляции легких, должна обеспечивать:
- время установления рабочего режима, с должно быть не более 30;
- частота опроса датчиков, с 0,6;
- перерегулирование, % 10;
- диапазон регулирования давления, кПа от 10 до 20;
- диапазон регулирования температуры, °С от 0 до 37;
- собственная частота, Гц от 50 до 75;
- потребляемая мощность, Вт должна быть не более 100;
- рабочий диапазон температур, °С от 0 до плюс 50.
1.3 Функциональная схема системы регулирования
Работа системы автоматического регулирования температуры и давления аппарата искусственной вентиляции легких заключается в поддержании заданных диапазонов регулируемых величин.
В соответствии с рисунком 1 система функционирует следующим образом: с задающего устройства в виде ЭВМ с микропроцессора МП поступает сигнал на изменение параметров в аппарате искусственной вентиляции легких. Далее сигнал с микропроцессора МП поступает на первый усилитель напряжения УН1, в котором происходит усиление напряжения для работы компрессора К. После того, как компрессор накачает наружный воздух в ресивер Р, в зависимости от плотности и состава (воздушная смесь), в нем параллельно происходит определение плотности воздушной смеси с помощью датчика плотности ДП, далее с ресивера смесь поступает на преобразователь давления ПРД, с которого выходной сигнал в виде напряжения поступает на второй усилитель напряжения УН2, в котором происходит его усиление для начала работы нагревательного элемента НЭ.
МП – микропроцессор, УН1 – первый усилитель напряжения, Р – ресивер,
К – компрессор, ДП – датчик плотности, ДД – датчик давления,
ПРД – преобразователь давления, УН2 – второй усилитель напряжения,
НЭ – нагревательный элемент, КЛ – клапан вдоха/выдоха,
ДТ – датчик температуры
Рисунок 1 – Функциональная схема системы автоматического
регулирования температуры и давления воздушной смеси
аппарата искусственной вентиляции легких
После нагрева, воздушная смесь обрабатывается датчиком температуры ДТ для точного определения температуры воздушной смеси. Если смесь прогрета до нужной температуры, то она поступает на клапан вдоха/выдоха КЛ, где перед поступлением в легкие сравнивается датчиком давления ДД с заданной величиной давления, если оно удовлетворяет ему, то происходит вдувание смеси в легкие, если нет, то происходит повтор всех операций до того момента, пока заданные параметры температуры и давления воздушной смеси не будут удовлетворять заданным.
2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
ЛОКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ