一种用于轴流血泵全流场显示的测试台制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于轴流血泵全流场显示的测试台，其特征在于：该测试台上设置轴流血泵固定装置和轴流血泵驱动装置，测试的轴流血泵设置在轴流血泵固定装置上，所述轴流血泵驱动装置为非接触的磁耦合驱动装置，其包括主动磁体和驱动电机，所述驱动电机连接所述主动磁体，所述主动磁体与该轴流血泵中转子叶轮的被动磁体并行放置构成非接触的磁耦合驱动关系，以使得所述主动磁体旋转，从而带动设置在所述轴流血泵固定装置上的轴流血泵中的转子叶轮的被动磁体转动，与此匹配地，所述轴流血泵的泵壳的至少一部分为透明材料制作。通过本实用新型专利技术的测试台可以观测到轴流血泵流场的全景。

A test bench for displaying the whole flow field of axial blood pump

【技术实现步骤摘要】
一种用于轴流血泵全流场显示的测试台
本技术涉及医疗器械
，具体涉及一种用于轴流血泵全流场显示的测试台。
技术介绍
轴流血泵是心室辅助装置的一种，其作用是部分辅助或完全替代心脏的泵血功能，维持人体血液的正常循环，目前传统的轴流血泵采用的都是传动电机作为驱动系统，全环的线圈套在泵壳外面驱动转子叶轮旋转。由于线圈的遮挡，泵内尤其是转子叶轮区域的血液流动情况就无法通过粒子成像测速(PIV)等方法观测到。而轴流血泵内的血液流动情况又与血泵的效率、溶血和血栓形成等性能息息相关，是评价血泵结构设计与流场优化的重要观测数据，但由于驱动线圈的遮挡和泵壳材料的非透明性，目前还很难观测到轴流血泵内部的全流场。为了能观测到轴流血泵内更大范围内的流场情况，目前用于血泵内流场PIV显示的测试台是将血泵的转子叶轮放入透明材质的腔体内，将电机的轴和转子叶轮的轴连接起来直接带动转子叶轮旋转，这样做存在的问题是，电机轴在流场内的存在和由此带来的对轴流血泵前、后导叶结构的改动或取消，使得所测量的轴流血泵内的流场与轴流血泵实际运转时的情况不符，测试结果的可信度大大降低。
技术实现思路
本技术的目的在于解决在轴流血泵的泵内流场观测试验中(尤其是PIV流场显示试验)，传统的直流无刷电机驱动的轴流血泵由于电机线圈的存在而遮挡住血泵内部结构、无法通过肉眼或试验观测到血泵内尤其是转子叶轮区域的流动情况的缺陷，克服目前轴流血泵的泵内流场观测困难的问题，提供一种泵内流动的全流场可通过肉眼或PIV测试用的电荷耦合器件(CCD)相机等被完整观测、记录到的轴流血泵流场测试台。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：提供一种用于轴流血泵全流场显示的测试台，该测试台上设置轴流血泵固定装置和轴流血泵驱动装置，测试的轴流血泵设置在轴流血泵固定装置上，所述轴流血泵驱动装置为非接触的磁耦合驱动装置，包括主动磁体和驱动电机，所述驱动电机连接所述主动磁体，所述主动磁体与该轴流血泵中转子叶轮的被动磁体并行放置构成非接触的磁耦合驱动关系，以使得所述主动磁体旋转，从而带动所述轴流血泵中的转子叶轮的被动磁体转动，与此匹配地，所述轴流血泵的泵壳的至少一部分为透明材料制作。优选地，所述轴流血泵的泵壳整体皆为透明材料制作。本技术通过上述试验台，用非接触的磁耦合驱动装置取代电机线圈驱动轴流血泵的转子叶轮旋转，加上轴流血泵的泵壳采用亚克力或石英玻璃等透明材料制成，就可以实现泵内流动的全流场的可视。优选地，所述轴流血泵驱动装置中的主动磁体和所述轴流血泵中的被动磁体均呈圆柱形，为径向充磁的永磁体，永磁体的两极位于圆柱形永磁体两个相对的侧面。所述主动磁体的结构为：包括一铁芯轴和一永磁体，该永磁体上设有一轴向通孔，该铁芯轴即转轴穿过该轴向通孔与永磁体固为一体。作为一个实施例，当被动磁体的永磁体体长为20mm、永磁体径长为8mm时，所述主动磁体的永磁体体长为20mm、永磁体径长为10.7mm。测试台上主动磁体和被动磁体的两个安装孔的轴线距离为低于50-60mm。所述电机为直流电机。所述电机的电压是可调节的。作为一个实施例，电机的电压可在0-24V之间可调，最大输出功率为30V。具体地，所述测试台的结构可以是：所述驱动电机输出轴朝上竖立地设置，在所述驱动电机的上端设置一底板，驱动电机的输出轴位于该底板的中间；在所述底板的上方设置一测试架，在该测试架上可转动地设置主动磁体，该主动磁体与所述驱动电机的输出轴连接；在该测试架上还设置轴承支座，在该轴承支座上设置所述轴流血泵，使得轴流血泵与所述主动磁体轴线平行的设置，该轴流血泵轴承支座与该主动磁体之间设有设定间距，该设定间距使得主动磁体能够磁耦合驱动该轴流血泵轴承支座上的轴流血泵中的被动磁体转动；所述轴流血泵的进口和出口连接一循环回路。所述测试架包括上挡板、下挡板以及四根螺杆，所述上挡板、下挡板以及所述底板的四角设置上下相对应的穿孔，通过将四根螺杆穿设在四角的穿孔中，配合螺母，使得上挡板、下挡板和底板上下间隔设定间距地固定，在所述上挡板和下挡板上设置上下对应的安装孔，在该安装孔中设置所述主动磁体和轴流血泵的轴承支座，使得所述主动磁体和轴流血泵平行地设置在下挡板和上挡板之间。所述主动磁体的转轴从下挡板向下延伸，与所述驱动电机向上延伸的输出轴通过联轴节固定。通过前述测试台观测轴流血泵内流场的方法是：向试验流体中撒进荧光粒子，启动驱动电机；激光可以从任何方位直接照射到透明轴流血泵内流场的荧光粒子，位于与激光垂直方位的CCD相机可以直接拍摄到透明轴流血泵的泵内流场。所以此测试台可以用于血泵内流场的PIV显示等试验。使用本测试台进行轴流血泵内流场的观测，不光能够观测到轴流血泵进出口附近区域流场，还能够观测到传统上的被线圈遮挡而无法观测到的转子叶片区域的流场。轴流血泵驱动装置中圆柱形的主动磁体和所述轴流血泵中的被动磁体，在一半圆柱体外侧面中间的一条母线即为极线A，该极线A与磁体的轴线形成一个极面，在测试之初，所述主动磁体和所述被动磁体相同磁极的极面的夹角即初始相对角，该初始相对角为60°至100°。当需要调节轴流血泵叶轮的转速时，通过调节电机的电压来调节主动磁体的转速，继而调节所述轴流血泵的转速。本技术通过所设计的流场测试台，采用电机的轴带动主动磁体旋转，电机轴和主动磁体之间通过联轴器连接，主动磁体安装于上挡板和下挡板之间，电机上安装有底板，底板通过螺杆与下挡板连接，下挡板通过螺杆与上挡板连接。试验时，循环回路中的透明轴流血泵以平行于主动磁体的方向安装于上挡板和下挡板的安装孔内，旋转的主动磁体产生的磁场作用于转子叶轮内的被动磁体使其以与主动磁体转速相同的转速旋转，从而带动透明轴流血泵的转子叶轮旋转，这样透明轴流血泵内的流场就可被完全观测到。因为从绝大多数方位都能观测到透明轴流血泵的泵内流体的流动情况，所以如果向试验流体中撒进荧光粒子，激光可以从任何方位直接照射到透明轴流血泵内流场的荧光粒子，位于与激光垂直方位的CCD相机可以直接拍摄到透明轴流血泵的泵内流场，所以此测试台可以用于血泵内流场的PIV显示等试验。在通过所述测试台对轴流血泵内的流场进行观测中，可以通过调节主动和被动磁体之间的初始相对角，提高传动效率，而要改变叶轮的转速，可通过调节直流电机的电压实现。本技术提供的用于轴流血泵全流场显示的测试台，采用磁耦合驱动取代了传统轴流血泵的电机线圈驱动，磁耦合驱动的主动磁体与轴流血泵无任何接触，且相距一定距离，加之轴流血泵的泵壳做成透明的，因此，泵内流场就不存在任何外部遮挡，整个泵内的流场都可通过肉眼或CCD相机观测到。下面通过附图和实施例对本技术做详细说明。附图说明图1是本技术提供的用于轴流血泵全流场显示的测试台的结构示意图。图2是图1中上挡板和下挡板的结构示意图。图3是主动磁体和被动磁体的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轴流血泵全流场显示的测试台，其特征在于：该测试台上设置轴流血泵固定装置和轴流血泵驱动装置，测试的轴流血泵设置在轴流血泵固定装置上，所述轴流血泵驱动装置为非接触的磁耦合驱动装置，其包括主动磁体和驱动电机，所述驱动电机连接所述主动磁体，所述主动磁体与该轴流血泵中转子叶轮的被动磁体并行放置构成非接触的磁耦合驱动关系，以使得所述主动磁体旋转，从而带动设置在所述轴流血泵固定装置上的轴流血泵中的转子叶轮的被动磁体转动，与此匹配地，所述轴流血泵的泵壳的至少一部分为透明材料制作。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于轴流血泵全流场显示的测试台，其特征在于：该测试台上设置轴流血泵固定装置和轴流血泵驱动装置，测试的轴流血泵设置在轴流血泵固定装置上，所述轴流血泵驱动装置为非接触的磁耦合驱动装置，其包括主动磁体和驱动电机，所述驱动电机连接所述主动磁体，所述主动磁体与该轴流血泵中转子叶轮的被动磁体并行放置构成非接触的磁耦合驱动关系，以使得所述主动磁体旋转，从而带动设置在所述轴流血泵固定装置上的轴流血泵中的转子叶轮的被动磁体转动，与此匹配地，所述轴流血泵的泵壳的至少一部分为透明材料制作。


2.根据权利要求1所述的用于轴流血泵全流场显示的测试台，其特征在于：所述轴流血泵的泵壳整体皆为透明材料制作。


3.根据权利要求1或2所述的用于轴流血泵全流场显示的测试台，其特征在于：所述轴流血泵驱动装置中的主动磁体和所述轴流血泵中的被动磁体均呈圆柱形，为径向充磁的永磁体，永磁体的两极位于圆柱形永磁体两个相对的侧面。


4.根据权利要求1或2所述的用于轴流血泵全流场显示的测试台，其特征在于：所述主动磁体的结构为：包括一铁芯轴和一永磁体，该永磁体上设有一轴向通孔，该铁芯轴即转轴穿过该轴向通孔与永磁体固为一体；和/或，
所述电机为直流电机；和/或，
所述电机的电压是可调节的；和/或，
当被动磁体的永磁体体长为20mm、永磁体径长为8mm时，所述主动磁体的永磁体体长为20mm、永磁体径长为10.7mm；和/或，
测试台上所述主动磁体和所述被...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳光茂，胡盛寿，张岩，陈海波，
申请(专利权)人：中国医学科学院阜外医院，
类型：新型
国别省市：北京;11