一种医用离心机的校准装置及校准方法与流程

1.本发明涉及医用离心机技术领域，具体涉及一种医用离心机的校准装置及校准方法。


背景技术：

2.离心机校准装置是一种用于对离心机进行相应测量项目如转速、升降速时间、噪声、温度等进行校准的剂量仪器。其核心功能为测量离心机的转速，测量转速通常采用光电法或振动频率法(转轴不平衡带来的振动与转速相关)，振动频率法受限于其原理对于低转速的微小转速难以测量，光电触发法要求设备要带有正对转轴的开窗，若无开窗则无法测量。
3.光电法需要在转轴或者跟随转轴运动的结构上贴装一条反光条，光电发射管对准该位置，光电接收管接收反射回的光线。当转轴转动使得反光条正对光电发射管时反射回强反射光，其余角度则反射回弱反射光，通过测量转轴转动两周形成的两次强反光时间差即可得到离心机转速。采用光电法测速需要离心机具备正对转动轴的开窗,同时其原理决定其需要连续测量转轴转动1个周期才能得到转速结果,因此要满足0.1s的计时误差则需要转速大于600转/分，而对于低于600转/分的转速则计时误差将大于0.1s。规范《jjf 2004-2022医用离心机校准规范》中的升速时间需要测量离心机在最低转速稳定后到最高转速的时间，若离心机最低转速低于1600或者离心机无开窗则无法完成该项测量。
4.由于转轴存在加工误差及转轴上负载不平衡，在转轴转动时会由于偏心撞击轴承产生周期性振动，该振动信号的频率与转轴转速相等，可通过振动传感器采集该振动信号经过数据处理即可得到离心机转速。振动法测量离心机转轴偏心运动造成的振动处理后得到离心机转速，而离心机在低转速下振动幅度很小，容易淹没在外界振动噪声里，若采用高灵敏度的振动传感器则存在成本较高的问题。同时，其原理决定其需要连续测量转轴转动至少1个周期才能得到转速结果,因此要满足0.1s的计时误差则需要转速大于600转/分，而对于低于600转/分的转速则计时误差将大于0.1s。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术存在的问题提供一种医用离心机的校准装置及校准方法。
6.本发明采用的技术方案是：一种医用离心机的校准装置，包括均匀设置在离心机转盘上的多个感应片和用于接收感应片信号的感应探头；还包括连接感应探头的信号预处理模块，信号预处理模块连接数据处理模块；信号预处理模块用于将感应探头接收到的信号进行预处理，输出数字信号；数据处理模块用于接收信号预处理模块的信号，计算离心机转盘上感应片的转速。
7.进一步的，所述感应片设置于转盘外沿与转盘同步转动；还包括用于检测感应片位置的定位传感器，定位传感器连接信号预处理模块；数据处理模块根据定位传感器检测结果判断感应片位置是否异常。
8.进一步的，所述信号预处理模块包括降噪模块，用于对信号进行去噪。
9.进一步的，还包括连接在信号预处理模块和数据处理模块之间的放大检测模块和信号输出模块，用于将预处理模块输出的模块进行功率放大，对放大后的信号进行检测得到检测信号；检测信号传输入信号输出模块，信号输出模块调整信号的相位和振幅后，传输给数据处理模块。
10.一种医用离心机的校准装置的校准方法，包括以下步骤：
11.步骤1：将感应片设置于离心机转盘上；
12.步骤2：启动离心机，感应探头接收感应片传输回的信号，经信号预处理模块转换后得到时间曲线；
13.步骤3：数据处理模块根据测量得到的信号计算感应片到下一个感应片转动角度：
[0014][0015]
式中：t0为周期，δtn为感应片到下一个感应片转动角度为条件下的时间；
[0016]
步骤4：数据处理模块根据步骤3得到转动角度，计算转动角度对应的转速
[0017][0018]
进一步的，所述步骤2信号预处理模块首先对信号进行去噪。
[0019]
进一步的，所述去噪为采用滤波器进行滤波去噪。
[0020]
进一步的，所述去噪方法如下：
[0021]
s1：获取感应片采集的信号，采用小波母函数做一层的离散小波变换；
[0022]
s2：对小波系数做阈值化处理，得到修饰过的小波系数；
[0023]
s3：用修饰过的小波系数重构得到去噪信号。
[0024]
本发明的有益效果是：
[0025]
(1)本发明操作简单，无需精确控制感应片的安装间隔角度，即可得到多个感应片间隔角度；
[0026]
(2)本发明具有预处理模块，对信号进行处理，得到的信号更加稳定；
[0027]
(3)本发明通过减小感应片间隔角度即可实现快速出数，降低计时误差。
[0028]
(4)本发明解决了目前传统光电发和振动法需要测量转轴转动一个周期才能得出测量结果的缺陷，不到一个周期内即可得到结果。
附图说明
[0029]
图1为本发明测量装置结构示意图。
[0030]
图2为本发明测量装置测量示意图。
[0031]
图3为本发明实施例得到的感应数据示意图。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0033]
如图1和图2所示，一种医用离心机的校准装置，包括均匀设置在离心机转盘上的
多个感应片和用于接收感应片信号的感应探头；还包括连接感应探头的信号预处理模块，信号预处理模块连接数据处理模块；信号预处理模块用于将感应探头接收到的信号进行预处理，输出数字信号；数据处理模块用于接收信号预处理模块的信号，计算离心机转盘上感应片的转速。
[0034]
感应片设置于转盘外沿与转盘同步转动；还包括用于检测感应片位置的定位传感器，定位传感器连接信号预处理模块；数据处理模块根据定位传感器检测结果判断感应片位置是否异常。信号预处理模块包括降噪模块，用于对信号进行去噪。还包括连接在信号预处理模块和数据处理模块之间的放大检测模块和信号输出模块，用于将预处理模块输出的模块进行功率放大，对放大后的信号进行检测得到检测信号；检测信号传输入信号输出模块，信号输出模块调整信号的相位和振幅后，传输给数据处理模块。
[0035]
一种医用离心机的校准装置的校准方法，包括以下步骤：
[0036]
步骤1：将感应片设置于离心机转盘上；将测量装置主体结构，如感应探头用于接收感应片采集的离心机转轴转动时产生的周期性信号；主体结构设置在能感测到感应片的位置。
[0037]
步骤2：启动离心机，感应探头接收感应片传输回的信号，经信号预处理模块转换后得到时间曲线，如图3所示。其中包含有单次周期t0、该转速下感应片1到感应片2转动角度的时间
△
t0、该转速下感应片2到感应片1转动角度的时间
△
t1。
[0038]
步骤3：数据处理模块根据测量得到的信号计算感应片到下一个感应片转动角度：
[0039][0040]
式中：t0为周期，δtn为感应片到下一个感应片转动角度为条件下的时间；多个感应片的转动角度依次类推。
[0041]
步骤4：数据处理模块根据步骤3得到转动角度，计算转动角度对应的转速
[0042][0043]
步骤2信号预处理模块首先对信号进行去噪。去噪为采用滤波器进行滤波去噪。还可以采用以下方式进行去噪：
[0044]
s1：获取感应片采集的信号，采用小波母函数做一层的离散小波变换；
[0045]
s2：对小波系数做阈值化处理，得到修饰过的小波系数；
[0046]
s3：用修饰过的小波系数重构得到去噪信号。
[0047]
本发明将感应片设置在转盘上，测量装置本体也可以集成于离心机内部。因为离心机内部位置有限，传统安装方式需要将测量装置安装到离心机的外部或者内壁，安装在外部则距离过远且有外壳屏蔽导致信噪比不高，若安装在内壁则体积和重量极为受限，且很难兼容不同内壁大小的离心机，而且在离心机震动下可能脱落造成破坏。而本发明装置则可以直接设置于离心机自带的托架上。与传统方式相比具有安装简单、信噪比高，不易损坏的优势。

技术特征：
1.一种医用离心机的校准装置，其特征在于，包括均匀设置在离心机转盘上的多个感应片和用于接收感应片信号的感应探头；还包括连接感应探头的信号预处理模块，信号预处理模块连接数据处理模块；信号预处理模块用于将感应探头接收到的信号进行预处理，输出数字信号；数据处理模块用于接收信号预处理模块的信号，计算离心机转盘上感应片的转速。2.根据权利要求1所述的一种医用离心机的校准装置，其特征在于，所述感应片设置于转盘外沿与转盘同步转动；还包括用于检测感应片位置的定位传感器，定位传感器连接信号预处理模块；数据处理模块根据定位传感器检测结果判断感应片位置是否异常。3.根据权利要求1所述的一种医用离心机的校准装置，其特征在于，所述信号预处理模块包括降噪模块，用于对信号进行去噪。4.根据权利要求1所述的一种医用离心机的校准装置，其特征在于，还包括连接在信号预处理模块和数据处理模块之间的放大检测模块和信号输出模块，用于将预处理模块输出的模块进行功率放大，对放大后的信号进行检测得到检测信号；检测信号传输入信号输出模块，信号输出模块调整信号的相位和振幅后，传输给数据处理模块。5.采用如权利要求1～4任一所述医用离心机的校准装置的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将感应片设置于离心机转盘上；步骤2：启动离心机，感应探头接收感应片传输回的信号，经信号预处理模块转换后得到时间曲线；步骤3：数据处理模块根据测量得到的信号计算感应片到下一个感应片转动角度：式中：t0为周期，δt
n
为感应片到下一个感应片转动角度为条件下的时间；步骤4：数据处理模块根据步骤3得到转动角度，计算转动角度对应的转速步骤4：数据处理模块根据步骤3得到转动角度，计算转动角度对应的转速6.根据权利要求5所述的一种医用离心机的校准方法，其特征在于，所述步骤2信号预处理模块首先对信号进行去噪。7.根据权利要求6所述的一种医用离心机的校准方法，其特征在于，所述去噪为采用滤波器进行滤波去噪。8.根据权利要求6所述的一种医用离心机的校准方法，其特征在于，所述去噪方法如下：s1：获取感应片采集的信号，采用小波母函数做一层的离散小波变换；s2：对小波系数做阈值化处理，得到修饰过的小波系数；s3：用修饰过的小波系数重构得到去噪信号。

技术总结
本发明公开了一种医用离心机的校准装置及校准方法，包括均匀设置在离心机转盘上的多个感应片和用于接收感应片信号的感应探头；还包括连接感应探头的信号预处理模块，信号预处理模块连接数据处理模块；信号预处理模块用于将感应探头接收到的信号进行预处理，输出数字信号；数据处理模块用于接收信号预处理模块的信号，计算离心机转盘上感应片的转速。本发明无需精确控制感应片的安装间隔角度，即可得到多个感应片间隔角度；解决了目前传统光电发和振动法需要测量转轴转动一个周期才能得出测量结果的缺陷，不到一个周期内即可得到结果。不到一个周期内即可得到结果。不到一个周期内即可得到结果。


技术研发人员：董凤华 夏航 廖旭辉 杨润东 黄成刚 王尧君 刘帅帅
受保护的技术使用者：四川中测仪器科技有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/24