1 引言
 
離心機是將樣品進(jìn)行分離的儀器，廣泛應(yīng)用干生物醫(yī)學(xué)、石油化工、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生等*域，它利用不同物質(zhì)在離心力場中沉淀速度的差異，實現(xiàn)樣品的分析分離。 自 1836 年**臺工業(yè)用三足式離心機在德G問世以來， 離心機已得到很大發(fā)展^[1-3]。 離心機種類繁多，各有特色，正在向提高技術(shù)參數(shù)、系列化、自動化方向發(fā)展，專用品種越來越多^[4-5]。 本項目所研制的醫(yī)用低溫冷凍離心機， 主要用于在低溫或室溫環(huán)境中將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離。雖然生產(chǎn)廠家較多，但因為低溫冷凍離心機在各級醫(yī)院為常用儀器，市場需求量很大，因此具有很好的應(yīng)用前景。
 
本文介紹了一種采用計算機控制的立式醫(yī)用低溫冷凍離心機系統(tǒng)的研制。 它集顯示、交流變頻調(diào)節(jié)、自動化和自我保護(hù)等功能于一體。在儀器運行過程中，通過控制變頻器和壓縮機，對電動機的轉(zhuǎn)速和溫度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)分離效果好，振動小、噪聲低，適用于在低溫或室溫環(huán)境中將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離。
 
2 系統(tǒng)工作原理
 
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示。 本系統(tǒng)采用 MCS-51 單片機系列的 89C52， 外擴(kuò)程序存儲器 27C256 和數(shù)據(jù)存儲器
 
的 Flash 只讀程序存儲器和 256 B 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器
 
（RAM），因此可以不用外擴(kuò)存儲器 。 與標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容， 功能強大的 AT89C52 單片機適合于較為復(fù)雜的控制應(yīng)用場合^[6]。
3.2 電動機控制模塊
 
電動機為三相鼠籠式交流電動機， 其轉(zhuǎn)速控制采用交流
變頻技術(shù)，電路原理圖如圖 2 所示。 DAC0832 的輸入端接收到來自單片機 AT89C52 發(fā)來的數(shù)字信號，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成為模擬信號。 由于 DAC0832 的轉(zhuǎn)換輸出模擬量為電流信號，所以，在輸出端外接轉(zhuǎn)換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換成為穩(wěn)定的電壓輸出給變頻器， 通過改變變頻器的頻率來控制電動機的轉(zhuǎn)速，直**達(dá)到預(yù)定的電動機轉(zhuǎn)速。


儀器具有上電自檢功能，失衡報警功能（指示燈亮），蜂鳴器提示功能，壓縮機工作狀態(tài)指示功能（壓縮機工作時指示燈亮）。 另外，當(dāng)儀器不處在停機狀態(tài)時，“開門”鍵不起作用，即
 
蓋門不能打開；當(dāng)門沒有蓋好時，“啟動 ”鍵不起作用，以保護(hù)儀器和使用者的安全。
 
4 實驗結(jié)果
 
樣機在不帶轉(zhuǎn)子與帶轉(zhuǎn)子 2 種情況下， 轉(zhuǎn)速設(shè)定值逐漸提高直到 4 000 r/min， 測試儀器的平衡性及轉(zhuǎn)速控制部分的功能；分別在電動機低速（500 r/min 以下）和高速（3 000 r/min
 
以上）運轉(zhuǎn)時測試制冷效果；調(diào)整儀器到各種極限狀態(tài)以測試各種保護(hù)功能的實現(xiàn)情況。測試結(jié)果表明，各種邏輯控制功能和保護(hù)功能均已實現(xiàn)， 實測轉(zhuǎn)速與設(shè)定值誤差在要求范圍以內(nèi)，升速減速過程平穩(wěn)，到達(dá)設(shè)定轉(zhuǎn)速后電動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，儀
 
器平衡性較好，制冷效果較好。
 
5 結(jié)論
 
本儀器電路系統(tǒng)設(shè)計采用了自動控制、 微電子技術(shù)和計算機技術(shù)。 它具有自適應(yīng)反饋控制功能，對電動機轉(zhuǎn)速、溫度采用閉環(huán)控制。 在儀器運行過程中， 通過控制變頻器和壓縮

機，來實現(xiàn)對電動機的轉(zhuǎn)速和溫度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。儀器具有上電自檢、失衡報警、蜂鳴器提示、壓縮機工作狀態(tài)指示和自動開關(guān)門等功能。 通過驗證，儀器各項功能均已達(dá)到設(shè)計要求，系統(tǒng)分離效果好，振動小、噪聲低，適用于在低溫或室溫環(huán)境中將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離。