医用516紫外分光光度计的数字化改造研究

　　0　前　言

　　目前我国使用与制造的化学、医用实验分析仪器仍然以机械、模拟电子式为主,其精度不够高,这使我国精密仪器还有赖于进口。由于这些仪器的价格昂贵,一些单位出于经济上的考虑,只能沿用旧设备,但使用这些设备已远不能满足实际需要,而医用仪器正是比较突出的一例。由于我国企事业单位已经广泛配置了PC机,如果利用这些电脑增加简单的接口设备对这些仪器进行数字化改造,并考虑PC机程序设计简单、数据处理能力较强的特点,这无疑是一种效果好、投资少、开发时间短、见效快的好方法。

　　应贵阳市卫校的要求对其医用516紫外分光光度计进行了数字化改造,我们从既能满足使用的要求,又能节约资金考虑,采用卫校实验室现有的计算机,配上A/D转换接口,并自行开发一套软件进行数据采集和对原始数据进行分析处理,完成了紫外分光光度计的数字化改造,达到了大大提高工作效率的目的,满足了用户的要求。现报导该系统的特点、以及软硬件设计中的一些问题。

　　1　系统的硬件设计

　　医用516紫外分光光度计是用于测量比色、浓度、物质含量的常用的仪器,它的信号放大、显示部分是由运算放大器加数字电压表构成的,具有模拟输出插口,这种体系结构的实验分析仪器在我国医药、化学等行业中普遍使用,例如:pH酸碱度计等。

　　对这类仪器的数据采集通常有两种方法:(1)用加A/D转换电路的单片机或单板机制作专用计算机;(2)在普通PC机上加插一块数据采集卡采集数据,利用现有PC机的数据处理能力进行数据的后期分析计算。对医用516紫外分光光度计的数字化改造,我们采用第二种方法,选用了PCL—711B数据采集卡,PCL—711B有8通道12位的A/D转换,精度1/2 bitLSB,精度可达0.5级,采样时间为30μs,能满足精度和速度要求。516紫外分光光度计模拟正常输出最大电压0到±5 V,最常用的输出是±2 V左右,非正常饱和输出达7 V左右,PCL—711B的输入量程从±5 V到±0.3125 V五级软件可调,最大输入耐受电压可达±10V,能与516紫外分光光度计的电气接口良好配合。PCL—711B卡是工业控制机卡,性能稳定。在本系统中,为了提高抗干扰能力,硬件上增加了滤波电路。利用PCL—711B的8个A/D通道可以与8台同类的仪器连接,可扩展性好。

　　2　系统使用特点分析

　　为了进行系统的软件设计,我们首先对医用516紫外分光光度计的使用过程进行分析,它在使用时可分为两个阶段:

　　(1)测量阶段,以固定间隔时间连续测量一系列的数据,时间间隔和测量的点数随被测标本的不同而取不同的值。当时间间隔很小,例如0.2或0.5秒时就不是仪器操作人员手动所能完成的事了。