压力蒸汽灭菌器的设计

本科生课程设计（论文）I课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算学号080301030学生姓名刘明丽专业班级测控081设计题目压力蒸汽灭菌器课程设计（论文）任务设计任务：灭菌器是利用压力饱和蒸汽对物品进行迅速而可靠的消毒灭菌设备，适用于医疗卫生事业.、科研、农业等单位，可以对医疗器械、敷料、玻璃器皿、溶液培养基等进行消毒灭菌。设计一款压力蒸汽灭菌器，具有自动恒温、恒压和定时功能。设计内容及参数指标1、温度检测范围：室温-150，检测精度+0.2；2、压力检测范围：0.1MPa-0.3MPa,检测精度+0.001MPa:3、用于加热的是两个2KW的加热管；4、当压力超过设定值时启动电磁阀进行泄压，并提出声光报警；5、采用1602液晶显示器显示当前温度值、压力值和灭菌时间。6、设计4个按键，用于设定灭菌器的温度、压力和灭菌时间。设计要求1、完成系统的理论设计；2、在条件具备的情况下，完成实际的软件调试；3、对测试的数据进行分析；4、完成任务书的编写（包括：摘要、绪论、方案论证、硬件电路设计、软件设计、参数分析、总结、参考文献等几部分），字数应在4000字以上;5、尽可能降低设计中的硬件成本；6、严禁使用芯片介绍；7、严禁抄袭。工作计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天）2、确定系统的设计方案，选择核心和外围器件。（1天）3、确定硬件电路。（1天）4、按系统的要求，设计系统软件流程，并编写程序。（3天）5、上机调试、修改程序、答辩。（2天）6、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：指导教师签字：总成绩：年月日本科生课程设计（论文）II摘要压力蒸汽灭菌技术已有100多年的应用历史，第一台压力蒸汽灭菌器产生于1880年，是全世界公认的最可靠的灭菌技术之一，广泛的应用于医疗卫生和工农业各领域。压力蒸汽灭菌温度高，灭菌效果可靠，易于掌握和控制，因此在灭菌技术高速发展的今天，这一经典的灭菌方法在消毒灭菌领域仍占有重要地位。本文介绍了压力蒸汽灭菌器的基本原理，利用JCJ100G温度变送器、HR131系列压力变送器、A/D转换电路、AT89S52单片机、固态继电器驱动电路、按键控制电路和1602液晶显示电路设计一款压力蒸汽灭菌器，具有自动恒温、恒压和定时功能。关键词：压力蒸汽灭菌器；变送器；单片机；驱动；显示本科生课程设计（论文）III目录第1章绪论.............................................................................................................11.1设计的意义.........................................................................................................11.2压力灭菌的基本知识.........................................................................................11.3设计任务及要求...............................................................................................1第2章方案论证....................................................................................................32.1智能仪器的概述................................................................................................32.2系统的总体框图.................................................................................................32.3方案论证.............................................................................................................42.3.1主控芯片的选择.......................................................................................42.3.2温度传感器和变送器的选择......................................................................52.3.3压力传感器和变送器的选择......................................................................62.3.4调节阀的选择...........................................................................................72.3.5显示模块的选择........................................................................................8第3硬件的设计......................................................................................................93.1单片机复位电路的设计.....................................................................................93.2按键电路的设计.................................................................................................93.3显示电路的设计...............................................................................................103.4电磁阀和加热管的电路设计...........................................................................113.5A/D转换电路的设计.......................................................................................123.6声光报警电路的设计.......................................................................................12第4章软件的设计.............................................................................................13第5章课程设计总结.........................................................................................16参考文献..................................................................................................................17附录一.......................................................................................................................18附录二.......................................................................................................................19本科生课程设计（论文）IV本科生课程设计（论文）1第1章绪论1.1设计意义压力蒸汽灭菌技术是目前全世界公认的最可靠的灭菌技术之一，广泛地应用在医疗卫生和工农业各领域。压力蒸汽灭菌温度高，灭菌效果可靠，易于掌握和控制，因此在灭菌技术高速发展的今天，这一经典灭菌方法在消毒灭菌领域仍占有重要地位。蒸汽灭菌是对耐热、耐湿物品进行灭菌的常用方法，该灭菌方法可杀灭所有微生物，包括芽孢。蒸汽是一种无色、无味、无毒的无害气体，生产成本低，获取方法简单，温度高、穿透力强，是一种灭菌效果好、无污染的灭菌方法。因此，所有可行的灭菌方法中蒸汽灭菌是用最广泛、效果最可靠的方法口。压力蒸汽灭菌器以蒸汽作为灭菌因子，在灭菌器内不存在冷空气的条件下，充入纯蒸汽并施加压力可提高蒸汽的温度，当蒸汽与物品充分接触时放出潜热加热物品达到杀灭微生物的目的。1880年CharlesChamberland研制出压力蒸汽灭菌器，1881年，Koch进行了117℃湿热和干热的比较，指出细菌的耐热性在有无蒸汽存在的条件下差别很大，同年进行了在水蒸汽饱和与不饱和的情况下灭菌效果的研究。Kinyoun(1888)提出，在用压力蒸汽灭菌器灭菌时，若能在通蒸汽前设法排出灭菌器内的空气,使其接近于真空，则灭菌易于成功，此称为预真空压力蒸汽灭菌器。1897年，Kinyoun研制了夹层压力蒸汽灭菌器，用蒸汽充满夹层保持高湿，加之预真空，使消毒物品易于干燥。Underwood(1915)设想在压力蒸汽灭菌器上安装气管，蒸汽进入灭菌器时，遇到物品后热被吸收，蒸汽的比重随温度下降而增加，饱和蒸汽通过灭菌器上部时，温度低的蒸汽因比重关系随之移至下部，如在消毒器底部装上排气管，则较重的蒸汽或水可被引出，有利于蒸汽的流通。Kinyoun将此设想应用于实际，此后对压力蒸汽灭菌器作了进一步的改进，至1933年Underwood完成了今天所用压力蒸汽灭菌器的基本结构。近年来，压力蒸汽灭菌又有很大发展，主要表现在脉动真空和预真空压力蒸汽灭菌器的发展，自动化控灭菌器是利用压力饱和蒸汽对物品进行迅速而可靠的消毒灭菌设备，适用于医疗卫生事业、科研、农业等单位，可以对医疗器械、敷料、玻璃器皿、溶液培养基等进行消毒灭菌。压力蒸汽灭菌器以其灭菌速度快、灭菌成本低等特点广泛应用于实验室、医疗卫生领域和工业灭菌。下排气式压力蒸汽灭菌器在欧美等发达国家只作为消毒使用而不用于灭菌，其理由是在蒸汽置换冷空气时具有不彻底性和灭菌内室的上下层温差过大等缺点，不能保证所灭菌的器材都达到灭菌要求。国内大型综型医院目前很少使用下排气式压力蒸汽灭菌器，仅用于液体和玻璃器皿类器材的灭菌。预真空式压力蒸汽灭本科生课程设计（论文）2菌器在国内大中型医疗机构使用较多，尤其是三级甲等医院将其作为必备灭菌设备。1.2压力蒸汽灭菌的基本知识在蒸汽灭菌器内不存在冷空气的条件下，冲入纯蒸汽并施加压力可提高蒸汽的温度，当蒸汽与物品充分接触时放出潜热加热物品达到杀灭微生物的目的。热力杀菌机理主要是使蛋白质等生物分子变性，加热使蛋白质分子运动加速，互相撞击，可导致连接肽的副键断裂，使其分子由有规律的紧密结构变为