【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械检测，涉及一种人工心脏泵水力性能测试装置及方法。
技术介绍
1、随着心脏外科的发展和心脏移植供体的紧缺，人工心脏泵已经成为治疗心力衰竭的主流趋势。人工心脏泵是治疗心脏功能障碍的关键医疗设备，其性能和稳定性对患者的生命安全至关重要。压力流量曲线是衡量人工心脏泵性能指标的重要参数，因此在自制人工心脏泵的优化设计过程中选择或设计一套合理的水力性能测试装置及方法是必要条件，同时可以缩短研发时间，节约成本。
2、目前，人工心脏泵的水力性能测试存在诸多问题。首先，现有的测试装置选择在储液器顶部设置排气装置，测试过程中，气体会通过排气装置排出。但是该方法排气时间长，工作效率低，排气能力有限，使得测试环路内的气体无法排尽，从而导致水力性能测试的结果误差较大。其次，现有的测试系统缺乏全流程自动化测试的能力，如流量调节和温度控制容易受到人为因素的干扰，从而降低了测试数据的一致性和准确性。最后，由于缺乏统一、规范的人工心脏泵水力性能测试方法，给人工心脏泵的测试带来了困难。
3、针对上述问题，亟需提出一种新型的人工心脏泵水力性能测试装置及方法，以解决现有技术中存在的问题，提高测试的准确性和自动化程度。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种人工心脏泵水力性能测试装置及方法，提高测试的准确性和自动化程度，为人工心脏泵的研发和优化提供可靠的技术支持。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、1、一种人工心脏泵
4、储液器1作为测试箱，用于提供所需的测试液体。
5、第一执行部件2通过与温度控制模块12协同工作，根据预设温度值自动控制循环液的温度，并监测测试条件的稳定性。
6、第一排气装置3设置在储液器1(测试箱)和第一输入部件4之间的管路上，用于排除管道中存在的气泡，保证第一输入部件4采集信号的准确性。
7、第一输入部件4和第二输入部件7分别用于获取被测部件5入口压力信号和出口压力信号。
8、被测部件5作为液体流动的动力源，是本测试装置的被测对象。
9、第二排气装置6设置在被测部件5和第二输入部件7之间的管路上，用于排除管道中存在的气泡，保证第二输入部件7和第三输入部件8采集信号的准确性。
10、第三输入部件8用于获取管路流量信号。
11、第二执行部件9通过与开度控制模块13协同工作，根据预设流量值自动控制管道的开度，实现对管道流速的自动调节。
12、数据采集模块10负责采集测试过程中的信息，并将其上传至人机交互模块14进行处理。
13、人机交互模块14用于接收用户输入的测试条件，发送控制指令，接收数据完成数据处理并生成测试报告。
14、优选的，连接管道采用硅胶软管，用于连接各个器件，形成封闭的测试环路。
15、2、一种人工心脏泵水力性能测试方法，具体包括以下步骤：
16、s1：根据待测部件5的基本信息，在人机交互模块14中由用户确定运行条件和测试方案；
17、s2：根据设定的测试方案和运行条件，自动化测试待测部件5，并获取其测试数据；
18、在测试开始前，温度控制模块12会根据设定的温度值来控制第一执行部件2，以确保测试液体的温度稳定在预设值；根据设定的转速信息，人工心脏泵控制模块13会控制待测部件5运行到设定条件；接着，根据设定的流量值，开度控制模块13会自动调节第二执行部件9的开度，实现对管道流速的自动控制；
19、s3：在测试过程中，数据采集模块10负责采集各个部件的测试数据，包括待测部件入口压力、待测部件出口压力和管路流量等信息；
20、s4：按照设定的步长，从最小速度值逐渐增加到最大速度值，以获取水力性能数据；根据设定的转速信息，人工心脏泵控制模块11将控制待测部件5运行到设定条件，以便进行水力性能测试；
21、s5：在设定的转速条件下，按照设定的步长，从最小流量值逐渐增加到最大流量值，以获取水力性能数据；获取第三输入部件8的流量信号，如果当前流量值与预设流量值不相等，开度控制模块13将自动调节第二执行部件9的开度，使得当前流量值逐渐接近预设流量值；
22、s6：当当前流量值与预设流量值相等时，对待测部件5出入口压差进行测量，并获取多组数据；在完成当前流量值数据的测试后，预设流量值将根据设定的步长逐渐增加，并重复执行s5～s6步骤，直到第二执行部件9的开度完全打开且流量达到最大值；
23、s7：在完成当前速度值的水力性能测试之后，预设速度值将按照设定步长逐渐增加，并重复执行s4～s6步骤；
24、s8：对采集的水力性能数据进行异常值处理，采用基于标准差的离群点检测方法，识别可能存在的异常值；对剩余数据求均值，用于表示该点的实际测量值；
25、s9：输出水力性能测试报告，并绘制水力性能数据曲线，以清晰展示待测部件5在不同速度和流量条件下的性能特性；报告中包括测试结果、异常值处理情况以及评估结论等信息，以便用户进行分析和判断。
26、进一步，步骤s1中，所述运行条件包括测试液体和测试温度等参数；所述测试方案包括测试转速范围、转速增加步长、测试流量范围和流量增加步长，以及需要测试的参数如流量、压力、转速、功率等，以及参数的检测次数等。
27、进一步，步骤s8中，所述基于标准差的离群点检测方法具体为：
28、(1)计算均值：计算所收集数据的均值均值代表数据的中心位置；
29、(2)计算标准差：计算所收集数据的标准差σ，标准差衡量数据点相对于均值的分散程度；
30、(3)计算z-score：用于评估样本点到总体均值的距离；对于每个数据点，使用以下公式计算其z-score：
31、
32、其中，x为数据点的数值，为数据的均值，σ为数据的标准差；
33、(4)设定阈值：根据实际需求，设定一个阈值，选择z-score大于或小于某数值的数据点作为离群点；
34、(5)识别离群点：对于计算出的z-score，识别出超过阈值的数据点，这些数据点被认为是离群点。
35、本专利技术的有益效果在于：
36、1)本专利技术通过在测试装置的管路上增加设置排气装置，使得在测试过程中能够高效、快捷地排尽测试环路中的气体，同时水箱入口加入一个隔板使循环液回流过程得到缓冲，有效减少测试过程中的气泡，提高了测试结果的准确性和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种人工心脏泵水力性能测试装置，其特征在于，该装置包括测试环路、数据采集模块(10)、控制模块和人机交互模块(14)；所述测试环路包括储液器(1)、第一执行部件(2)、第一排气装置(3)、第一输入部件(4)、被测部件(5)、第二排气装置(6)、第二输入部件(7)、第三输入部件(8)和第二执行部件(9)，并通过连接管道相互连接；所述控制模块包括温度控制模块(12)、开度控制模块(13)和人工心脏泵控制模块(11)，接收来自人机交互模块(14)的指令信号，并实时反馈各个部件的信息；
2.根据权利要求1所述的人工心脏泵水力性能测试装置，其特征在于，所述连接管道采用硅胶软管，用于连接各个器件，形成封闭的测试环路。
3.根据权利要求1～2中任意一项所述的人工心脏泵水力性能测试装置，其特征在于，该装置的测试方法具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的人工心脏泵水力性能测试装置，其特征在于，步骤S1中，所述运行条件包括测试液体和测试温度；所述测试方案包括测试转速范围、转速增加步长、测试流量范围和流量增加步长，以及需要测试的参数，以及参数的检测次数。<...
【技术特征摘要】
1.一种人工心脏泵水力性能测试装置，其特征在于，该装置包括测试环路、数据采集模块(10)、控制模块和人机交互模块(14)；所述测试环路包括储液器(1)、第一执行部件(2)、第一排气装置(3)、第一输入部件(4)、被测部件(5)、第二排气装置(6)、第二输入部件(7)、第三输入部件(8)和第二执行部件(9)，并通过连接管道相互连接；所述控制模块包括温度控制模块(12)、开度控制模块(13)和人工心脏泵控制模块(11)，接收来自人机交互模块(14)的指令信号，并实时反馈各个部件的信息；
2.根据权利要求1所述的人工心脏泵水力性能测试装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：程安宇，李胜，张雨晨，彭钞，谭翔，杨海峰，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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