血透机系统建模仿真与检测研究.pdf

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1、1学校代码：10286分类号：密级：UDC：学号：血透机系统建模仿真与检测研究研究生姓名：李兴汉导师姓名：毛玉良副教授申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称机械工程论文答辩日期2018年6月5日研究方向机电一体化学位授予日期20年月日答辩委员会主席蒋书运评阅人盲审2018年6月6日硕士学位论文血透机系统建模仿真与检测研究专业名称：机械工程(专业学位)研究生姓名：李兴汉导师姓名：毛玉良副教授ResearchonModeling,SimulationandDialysisDetectionofHemodialysisSyst

2、emAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiXinghanSupervisedbyAssociateProf.MaoYuliangSchoolofMechanicalEngineeringSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表

3、或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以

4、电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要由于人们的现代生活方式，社会老龄化以及环境污染等因素的影响，加之医疗技术的进步，慢性肾衰竭患者的检出数量日益增多。血液透析治疗有了很大的社会需求，透析机是用于血液透析的重要设备。当前国内透析机市场基本被国外品牌垄断，导致透析成本高昂，研制国产透析机变得极具现实意义。透析机的液路元件众多，安全性能要求高。研制过程中，需要解决大量的故障排查、透析效果和透析安全评价等方面的问题。故此，本

5、文针对新型透析液路系统进行建模仿真研究，并且设计了一套用于检测透析机透析效果的装置。首先，在透析机原理的基础上，主要针对其液路系统的结构组成，应用AMESim平台，通过建立超滤模块、容量平衡模块、体外透析模块和一些基本元件的仿真模型，再将液压元件的物理参数，按流量和压力的理论值转化为AMESim模型的基本参数，得到整个液路的系统模型，试验验证了模型的合理性。其次，通过对上述模型的研究，将仿真结果与实际测试结果对比，分析液路系统原理的可靠性。并运用仿真模型优化液路系统，协助解决透析机研发过程中部分液路故障问题。另外，针对透析机样机的功能

6、和适用环境，设计了一种检测透析效果的物理装置，该装置由液路和控制两个部分组成。液路部分设计成一种类似人体血液循环的模拟循环液路，该液路中能够配制混有不同浓度毒素（肌酐、尿素和血钾等）。在控制部分中，基于PID算法分别实现了温度、流量和压力的控制，检测仪的上述参数通过CAN通信协传送到透析机的上位机作显示和分析。搭建的透析检测平台，经过控制参数的整定，满足动态性能要求。最后，将透析检测仪与透析机样机联合起来，模拟临床透析，通过配置一定浓度的肌酐（尿素、血钾等）进行透析效果检测试验。检测结果表明：1）优化后的新型透析机样机能够有效透析，其

7、设计合理；2）透析检测仪合格，可以在透析样机和临床透析的研究中进一步应用。关键词：液路系统，系统仿真，透析检测，效果评价IAbstractAbstractDuetoirrationaldietsandenvironmentalpollution,thenumberofpatientswithchronicrenalfailureisincreasing.Thehemodialysismachineisadeviceforcompletinghemodialysistreatment,whilethedomesticdialysisma

8、chinemarketisbasicallymonopolizedbyforeignbrands,resultinginhighdialysiscosts,sothelocalizationofhemodialysism