研究背景:尿流率的测定是一项检查排尿功能是否正常的临床诊断技术。测定尿流率的方法是应用尿流率计测定患者单位时间内经尿道外口排出的尿量,以尿流率曲线的形式输出检查结果。为了保证尿流率计输出结果的准确性,必须利用已知流率曲线的水流对尿流率计进行定期校准。流率曲线中最重要的参数为流率和累积流量。以数字信号处理器(Digital signal processor，DSP)和齿轮泵为核心的尿流率计校准装置是用来对尿流率计进行定期校准的设备。此装置设计的核心思想是利用DSP控制齿轮泵的转速,使齿轮泵输出不同流率的水流,记录水流产生过程中齿轮泵电机转速,拟合出水流的流率和累积流量理论值。将该水流代表尿流注入尿流率计,比较尿流率计输出的尿流率和排尿量与拟合出流率和累积流量的理论值,来对尿流率计进行校准。由于齿轮泵排水过程中多种因素的相互作用,单纯以齿轮泵转速拟合出的水流的流率和累积流量的理论值与实际值并不相符,若仅仅用拟合出的理论值与尿流率计测量得到的尿流率和排尿量进行比较,会对尿流率计的准确性产生错误的判断。研究目的:排除齿轮泵排水过程中对齿轮泵产生水流影响较大的因素,依据齿轮泵电机转速拟合出的水流累积流量的理论值与测量得到的实际值之间的相关关系,对校准装置的软硬件进行改进,使校准装置输出的水流流率和累积流量值与实际值相符,并利用改进后的校准装置产生的标准水流对尿流率计进行校准。研究内容:本课题的研究内容包含以下五个方面:(1)分析影响标准水流实际流量的因素并对其进行控制。本文选取了在实验中发现的两种因素:水箱中水的种类和齿轮泵管道长度。对纯水和自来水形成的水流进行测量,分析两种水形成的水流累积流量的差异,确定产生标准水流使用水的种类;对齿轮泵不同管道长度下产生的标准水流进行测量,利用MATLAB拟合出各管道长度下标准水流累积流量实际值与理论值的关系曲线,比较拟合结果,选出齿轮泵的最佳管道长度。(2)标准水流的产生。在已有的尿流率计校准装置的基础上,编写设备软件控制程序,控制齿轮泵的运转时间,使其输出选定流率下流率和累积流量均固定的标准水流。(3)标准水流稳定性分析。对校准装置产生的各流率下的标准水流进行多次独立重复测量,对测量结果进行的分析,以检验标准水流的稳定性。(4)标准水流流率和累积流量理论值的修正。利用回归分析原理拟合出理论值与实际值之间的相关关系,对校准装置的输出值进行修正。(5)尿流率计校准实验。利用校准装置产生的标准水流对尿流率计进行校准,完成尿流率计校准实验。