CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ
3.1 Phân tích và xây dựng yêu cầu thiết kế
Để xây dựng yêu cầu thiết kế chế tạo thiết bị, việc đầu tiên đó chính là việc phân tích các nguyên lý hoạt động của các thiết bị lắc máu kèm cân hiện nay.
3.1.1 Lựa chọn phương pháp kết hợp lắc cân:
Nguyên lý chung của các thiết bị lắc máu kèm cân đƣợc thực hiện bởi 02 nguyên lý cơ bản:
- Cân động: Quá trình lắc và cân đƣợc thực hiện liên tục đồng thời.
Với việc cân động, quá trình lắc đƣợc thực hiện liên tục, đồng thời máy sẽ liên tục thu nhận giá trị cân nặng và sử dụng hệ thống phần mềm thông minh để lựa chọn đánh giá thời điểm cân đạt độ chính xác. Độ chính xác phép cân buộc phải loại bỏ các lƣợng dao động nhiễu do máu di chuyển trên khay lắc hoặc bản thân túi máu di chuyển hay nằm trong hay ngoài trọng tâm khay cân. Tuy nhiên, để làm đƣợc việc này, buộc phải sử dụng một phần mềm nhúng với khả năng lựa chọn thông minh và cần phải thực hiện quá trình thống kê tương đối lâu để đạt một cơ sở dữ liệu đủ lớn và tin cậy, trước khi xây dựng được hàm cân của hệ thống. Giải pháp này cũng buộc phải thực hiện cân đối khác nhau đối với cấu trúc cơ khí khác nhau.
- Dừng lắc và cân: Quá trình cân đƣợc thực hiện trong khoảng ngắt dừng lắc.
Trong khi đó, với phương pháp dừng lắc và cân thì quá trình cân và lắc được coi là hai quá trình độc lập. Việc dừng lắc và cân cho phép phép cân đƣợc thực hiện chính xác. Tuy nhiên, trong phương án này, việc xác định thời gian dừng để cân là bài toán cần phải thực hiện vì nếu thời gian này không hợp lý sẽ gây ra sai số trong quá trình cân. Ví dụ thời gian lắc quá lâu mới dừng cân thì có khả năng lƣợng máu vào túi đã vƣợt quá mức cho phép.
- Nguyên lý lựa chọn thiết kế: So sánh giữa 2 phương pháp trêncó thể thấy rằng, việc xác định thời gian là tương đối đơn giản so với phương pháp cân động.
Do đó, với thời gian có hạn của luận văn, phương pháp dừng lắc và cân được lựa chọn để thực hiện thiết kế theo hướng đó.
22 Phương pháp dừng lắc và cân
Để phân tích kỹ hơn quá trình dừng lắc và cân, phần dưới đây chỉ ra các điểm cần quan tâm trong quá trình dừng lắc và cân, việc lựa chọn thời gian và phương pháp rút ngắn khoảng sai số bằng quá trình dừng lắc và cân.
Hình 3. 1. Quy trình giảm thiểu sai số đối với phương pháp dừng lắc và cân Với phương pháp dự kiến trong hình 3.1, có thể thấy, với việc cân đối thời gian lắc lúc đầu dài và giảm dần thời gian dừng lắc để tăng cường cân nhằm đảm bảo độ chính xác của phép cân là tương đối khả thi. Do đó, trong luận văn này, việc lựa chọn phương án này là khả thi cả về mặt thời gian cũng như về độ chính xác của thiết bị.
3.1.2 Lựa chọn thông số kỹ thuật
Việc định lượng được chính xác kết hợp lắc trộn đềulượng máu lấytừ người cho là yếu tố quan trọng của máy lắc máu kèm cân. Theo WHO để không ảnh hưởng đến sức khỏe người cho máu thì số lượng máu thu nhận không được vượt quá 10% tổng thể tích máu cơ thể, cứ 1 Kg cân nặng có từ 70 đến 80ml máu, do đó số lượng máu lấy từ người cho có 3 mức 250ml, 350ml, 450ml và sai số không quá 1% thể tích máu thu đƣợc.
Thông số lắc trộn đối với máy lắc máu thì không cần kiểm soát chính xác bởi vì máu lấy ra khỏi cơ thể người sau 7 phút sẽ ngưng kết ( đối với người bình thường theo phương pháp đo thời gian máu chảy Buke). Từ đó chúng tôi lựa chọn các thông số này nhƣ sau:
Tải trọng 1000g sai số ± 2g cho toàn dải.
Tần số lắc máu (tốc độ lắc) khoảng 45 lần/phút.
Thiết lập thông số
Bắt đầu
lắc Dừng cân
Cân gần mức chính xác
Rút ngắn thời gian dừng lắc
Cân đủ Dừng cân
Báo hiệu Kết thúc
23
Nhƣ tiêu chí đề ra đối với máy lắc máu kèm cân, việc thực hiện thiết kế chế tạo các thiết bị phải đảm bảo có thông số kỹ thuật tương đương so với thiết bị nước ngoài. Do đó, phần dưới đây sẽ thống kê một số đặc điểm chung và yêu cầu thông số kỹ thuật chung của các thiết bị nước ngoài đang có tại Việt nam để làm cơ sở và tiêu chuẩn kỹ thuật của thiết bị sẽ đƣợc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo. Đảm bảo đƣợc các thông số và tiêu chuẩn kỹ thuật này về cơ bản sẽ đáp ứng đƣợc các yêu cầu về độ chính xác cũng nhƣ đáp ứng đƣợc các yêu cầu ứng dụng trong thực tế của thiết bị.
Các thông số kỹ thuật lựa chọn cho máy lắc máu của đề tài và so sánh với thông số kỹ thuật nhƣ sau :
Số TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu kỹ thuật của sản
phẩm
Đơn vị đo
Mức chất lƣợng
Dự kiến quy mô
sản phẩm tạo ra Cần đạt
Mẫu tương tự (theo các tiêu chuẩn mới
nhất) Trong
nước Thế giới
1 2 3 4 5 6 7
1 Máy lắc máu kèm cân cái 01
Dung lƣợng Gam 1000 450ml 1000
Tần số lắc máu (tốc độ lắc)
Lần/p
hút 45 30 - 50 3D
Giải cân đo
Gam (ml máu)
0 - 1000
3 mức 250ml, 350ml, 450ml
10ml – 990ml
Độ chính xác cân nặng Gam
± 2 của trọng lƣợng thực
5% tổng thể tích thu nhận
≤ ± 3ml hoặc g
Công suất tiêu thụ W ≈ 20 ≈ 20 ≈ 20
Nguồn điện dự trữ trong
máy Giờ Không Không Không
24
Trọng lƣợng kg ≈ 6 ≈ 6 ≈ 6
Điện áp sử dụng
220VAC 50/60Hz (± 10%)
220VAC 50/60Hz (± 10%)
220VAC 50/60Hz (± 10%) Thiết bị bảo vệ: Còi, kẹp
máu, đèn Có Có Có
Tính năng báo động, báo hiệu khi máu chảy chậm, không chảy máu, không có khay đựng túi máu…
Có Không Có
Ngắt can thiệp dừng lấy
máu Có Không Có
Hiển thị LCD: các thông số cân hiện thời và cân kết thúc
Có Không Có
Thiết bị phải gọn nhẹ để có thể dễ dàng vận chuyển
Có Có Có
Phụ kiện đi kèm bao gồm:
Đĩa đựng máu Có Có Có
Dây nguồn Có Có Có
Vỏ máy làm bằng thép sơn tĩnh điện có độ bền cao.
Có Có Có
Máy lắc máy có chế độ báo vệ khi lấy máu nhƣ còi kêu, kẹp túi máu.
Có Có Có
Bảng 3. 1. Bảng thông số kỹ thuật của máy dự kiến so với máy nước ngoài Thiết kế chi tiết
Theo các yêu cầu thiết kế trên, phần dưới sẽ chỉ ra chi tiết các thiết kế khối riêng biệt nằm trong sơ đồ khối chung tổng thể của máy. Các thiết kế chi tiết này sẽ đƣợc sử dụng tổng hợp thành thiết bị nhằm đạt đƣợc các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra.