Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong thực hành lâm sàng và y học cận lâm sàng, xét nghiệm máu đóng vai trò là phương pháp thăm dò then chốt giúp bác sĩ chẩn đoán nguyên nhân bệnh lý, xác định sự hiện diện của vi sinh vật gây bệnh, hỗ trợ điều chế các chế phẩm dược học và đáp ứng yêu cầu giám định nồng độ chất kích thích trong lĩnh vực điều tra tư pháp. Sự phát triển của y học hiện đại đã chuyển dịch phương thức điều trị từ truyền máu toàn phần sang chiến lược chỉ định các chế phẩm máu chuyên biệt theo nguyên tắc "thiếu gì truyền nấy", bao gồm khối hồng cầu, huyết tương tươi, tủa lạnh yếu tố VIII, gamma-globulin, albumin và đặc biệt là khối tiểu cầu nhằm cầm máu và làm lành tổn thương mà không gây lãng phí hay kích ứng miễn dịch ngoài ý muốn. Để tách chiết được các thành phần này, kỹ thuật ly tâm giữ vị trí trung tâm trong quy trình xử lý mẫu sinh học.

Khóa luận tốt nghiệp ngành Kỹ thuật Y sinh tại Viện Kỹ thuật HUTECH (Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh) của nhóm tác giả Nguyễn Hoàng Vỹ và Nguyễn Nhựt Tân, dưới sự hướng dẫn của giảng viên Lưu Gia Thiện (hoàn thành tháng 05/2022), tập trung vào đề tài "Tìm hiểu về máy ly tâm máu Centra-3" (trong phiếu giao nhiệm vụ ghi: "Nghiên cứu về máy ly tâm xét nghiệm máu").

Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản phân công cụ thể cho từng thành viên:

  1. Nghiên cứu cơ sở sinh học của máu, các thành phần huyết tương, huyết thanh và công thức động lực học ly tâm.
  2. Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các hệ thống máy ly tâm xét nghiệm y tế.
  3. Khảo sát nhu cầu sử dụng và các giải pháp kỹ thuật hiện có trên thực tế nhằm xác định bài toán kỹ thuật cần giải quyết.
  4. Đi sâu khảo sát cấu tạo cơ khí, nguyên lý mạch điều khiển điện tử của máy ly tâm Centra-3.
  5. Xây dựng quy trình vận hành, bảo dưỡng định kỳ và các khuyến cáo an toàn kỹ thuật cho thiết bị.
  • Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị ly tâm lâm sàng đặt bàn Centra-3 cùng các quy luật động lực học tách hạt trong môi trường chất lỏng sinh học.
  • Phạm vi nghiên cứu: Thiết bị ly tâm tốc độ thấp sử dụng trong các phòng xét nghiệm bệnh viện, viện huyết học và trung tâm y tế; tập trung khảo sát phần cứng cơ khí, sơ đồ nguyên lý mạch điện tử (khối nguồn, mạch điều khiển động cơ kích từ, mạch phanh DC, mạch bảo vệ và chỉ thị) và quy trình kiểm chuẩn bảo dưỡng theo các tiêu chuẩn kỹ thuật thiết bị y tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được triển khai dựa trên sự kết hợp giữa lý thuyết hóa sinh lâm sàng, động lực học chất lỏng ly tâm và kỹ thuật điện tử y sinh:

  • Cơ sở y sinh về dịch thể máu: Máu người chiếm khoảng 7 - 8% trọng lượng cơ thể (tương đương 5 - 6 lít ở người trưởng thành), tỷ trọng trung bình xấp xỉ 1060 kg/m³. Máu gồm hai phần chính: huyết tương (chiếm 54,3% đến 65% thể tích) và các tế bào hữu hình (hồng cầu chiếm khoảng 45%, bạch cầu chiếm 0,7% và tiểu cầu). Huyết tương chứa 90% nước, 7% protein hòa tan (chủ yếu là Albumin từ 3,5 - 5 g/dL duy trì áp suất thẩm thấu keo, Globulin mang kháng thể miễn dịch, Fibrinogen tham gia đông máu) và 0,9% muối khoáng. Huyết thanh được định nghĩa là phần dịch thu được sau khi máu đã đông hoàn toàn và loại bỏ các sợi huyết cùng protein đông máu.
  • Quy chuẩn chất chống đông mẫu máu: Phân tích các loại hóa chất chống đông chuyên biệt dùng trong thu nhận huyết tương:
    • EDTA ($K_2$ hoặc $K_3$) với liều lượng 1,5 - 2 mg/mL máu.
    • Heparin tỷ lệ 25 U/mL máu (hoặc 0,01 - 0,1 mL/mL).
    • Sodium Fluoride 2 mg/mL máu (ức chế đường phân và chống đông, dùng định lượng glucose).
    • Dung dịch Sodium Citrate 3,8% (0,11 mol/L) pha tỷ lệ 1 thể tích citrate với 9 thể tích máu toàn phần cho xét nghiệm đông máu, hoặc tỷ lệ 1:4 để đo tốc độ lắng hồng cầu.
  • Lý thuyết động lực học ly tâm:
    • Lực ly tâm xuất hiện khi vật quay quanh trục: $F_{lt} = m \omega^2 r$.
    • Lực ly tâm tương đối (Relative Centrifugal Force - RCF): $$RCF = \frac{F_{lt}}{9,8} = 11,18 \times \left(\frac{n}{1000}\right)^2 \times r \text{ (cm)}$$ Trong đó $n$ là vận tốc quay (vòng/phút - rpm), $r$ là bán kính quay từ tâm rotor đến đáy hoặc miệng ống nghiệm (cm). Do $r$ thay đổi dọc theo chiều dài ống, giá trị RCF trung bình được tính toán để đại diện cho hiệu ứng phân tách.
    • Hệ số lắng Svedberg ($S$): Tốc độ lắng của hạt trên một đơn vị trường gia tốc ly tâm: $$S = \frac{v}{\omega^2 r} = \frac{\emptyset (P_p - P_m)}{f}$$ (với $\emptyset$ là thể tích phần tử, $P_p$ là tỷ trọng hạt, $P_m$ là tỷ trọng môi trường, $f$ là hệ số ma sát; đơn vị quy ước $1\text{ S} = 10^{-13}\text{ giây}$).
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Thu thập và đối chiếu các thông số hóa sinh, lịch sử phát triển kỹ thuật ly tâm từ thế kỷ XVII (Christiaan Huygens, Antonin Prandtl, Friedrich Miescher, Gustaf de Laval, Theodor Svedberg).
    • Phương pháp phân tích sơ đồ mạch điện tử kỹ thuật: Giải mã sơ đồ khối và chi tiết đường truyền tín hiệu của máy Centra-3 (mạch chỉnh lưu nguồn, mạch trigger Schmitt dùng IC 741, mạch phanh hãm ngược chiều, cảm biến cơ học bảo vệ mất cân bằng).
    • Phương pháp chuẩn hóa quy trình kỹ thuật: Tổng hợp các thông số thử nghiệm định lượng về tốc độ, thời gian và nhiệt độ để xây dựng quy trình kiểm định, bảo dưỡng dự phòng định kỳ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Cơ sở y sinh và tổng quan về phương pháp ly tâm máu

Chương này trình bày toàn diện nền tảng sinh học của hệ tuần hoàn, đặc tính hóa lý của các thành phần máu, cũng như nguyên lý vận hành của các thế hệ thiết bị ly tâm:

  • Quy trình thu thập mẫu xét nghiệm: Tác giả mô tả chi tiết thao tác lấy máu tĩnh mạch khuỷu tay (buộc garô phía trên 5 cm, chọc kim góc 30° vát lên, bơm máu nghiêng 45° vào thành ống để chống vỡ hồng cầu, tuyệt đối không lắc mạnh). Quá trình tách huyết thanh yêu cầu để mẫu đông tự nhiên 20 - 30 phút rồi ly tâm ở 4.000 - 5.000 rpm trong 10 phút. Đối với huyết tương, sau khi trộn chất chống đông, mẫu được ly tâm ở 3.000 rpm trong 10 phút.
  • Bảng thông số ly tâm phân tách các thành phần máu:
Thành phần cần tách Nhiệt độ xử lý Thời gian ly tâm Tốc độ quay (rpm)
Hồng cầu 20°C 20 phút 2.500
Hồng cầu rửa 4°C 20 phút 2.500
Huyết tương giàu tiểu cầu 20°C 10 phút 2.000
Mẫu tan máu hoàn toàn - 15 phút -
  • Phân loại hệ thống máy ly tâm:
    • Theo yếu tố phân ly: Máy ly tâm thường (phân ly huyền phù thông thường) và máy ly tâm tốc độ cao (phân ly huyền phù mịn và dung dịch keo).
    • Theo công dụng: Máy lọc ly tâm, máy lắng ly tâm (cho huyền phù nồng độ thấp hoặc khó lọc), máy phân ly nhũ tương.
    • Theo cấu tạo và động học: Kiểu đứng, kiểu treo; trục quay nằm ngang, nghiêng hoặc thẳng đứng; tháo bã bằng tay, vít tải, dao cạo, thanh gạt hoặc thủy lực; vận hành chu trình gián đoạn hoặc liên tục.
    • Theo dải tốc độ: Máy ly tâm tốc độ thấp (vài nghìn rpm, RCF từ 1.200 đến 6.240 g, dùng trong lâm sàng để lắng máu, nước tiểu); máy ly tâm tốc độ cao (tối đa trên 20.000 rpm, RCF đạt 12.600 - 49.555 g, có hệ thống làm mát 0 - 4°C để thu gom vi khuẩn, bào quan lớn); máy siêu ly tâm (đạt trên 500.000 rpm hoặc gia tốc trọng trường tới 900.000 g, cho phép phân tách virus, ribosome, DNA, RNA).
  • Yêu cầu kỹ thuật đối với máy ly tâm y tế: Lực ly tâm phải lớn và điều chỉnh được dải tốc độ; kiểm soát chính xác thời gian; tích hợp hệ thống đo lường và chỉ thị trực quan; động cơ vận hành êm, giảm chấn tối đa; có cơ chế hãm dừng nhanh khi kết thúc chu trình hoặc khi xảy ra sự cố.

Chương II: Tìm hiểu máy ly tâm Centra-3

Chương II đi sâu phân tích thông số kỹ thuật, cấu tạo cơ khí và sơ đồ nguyên lý mạch điện tử của dòng máy Centra-3:

  • Đặc tính kỹ thuật cơ bản:
Thông số Giá trị thiết kế
Tốc độ quay tối đa 6.000 vòng/phút (rpm)
Phạm vi điều chỉnh tốc độ 0 – 6.000 vòng/phút
Sức chứa ống tối đa 12 ống (các cỡ 15 ml; 3 - 5 ml; 1,5 ml)
Dung tích buồng quay tối đa 600 ml
Bộ định thời gian Đồng hồ cơ khí 0 – 60 phút (có chế độ Hold chạy liên tục)
Điện áp và công suất 220V AC – 50Hz; Công suất tiêu thụ 520W
Thời gian phanh hãm Bằng 2/3 thời gian khởi động
Kích thước (Cao mở / Cao đóng / Ngang / Sâu) 73 cm / 32,5 cm / 38,5 cm / 43,5 cm
Trọng lượng thiết bị 21 kg
  • Bố trí giao diện mặt máy: Gồm công tắc nguồn chính Power (S1, đèn h1), công tắc phanh Brake (S2, đèn h2), công tắc mở nắp Cover Release (S4, đèn h3), núm vặn đặt tốc độ Speed (VR1), đồng hồ đo tốc độ cơ-điện RPM x 1000 (Ta, sai số ±50 rpm), đồng hồ thời gian cơ khí Timer (M2), và đèn chỉ thị mất cân bằng Imbalance (h4).
  • Cấu tạo cơ khí: Thiết kế vỏ bảo vệ kim loại chắc chắn để triệt tiêu rung động. Hệ thống rotor gồm hai dạng: rotor góc cố định và rotor dạng giá treo văng tự do (swinging bucket rotor). Trục động cơ được cách ly an toàn với mặt điều khiển.
  • Nguyên lý hoạt động các khối mạch điện:
    • Khối nguồn: Bảo vệ bằng cầu chì ống F loại 3A, mạch lọc C1; biến áp TR1 hạ áp từ 220VAC xuống 20VAC; mạch cầu Gtr1 nắn dòng cấp nguồn 24VDC cho mạch điều khiển; hệ thống diode zener D5, D6 ghim điện áp đối xứng nuôi bộ khuếch đại thuật toán IC 741. Mạch cầu diode rời D1 - D4 tạo nguồn +24VDC chuyên biệt cho mạch phanh.
    • Khối động lực và điều khiển: Động cơ 1 pha có rotor dây quấn nối vành trượt. Tốc độ được điều chỉnh thông qua biến trở dây quấn VR1 bằng cách thay đổi dòng điện chạy qua cuộn kích từ.
    • Mạch tạo xung so sánh: Sử dụng IC 741 mắc theo cấu hình trigger Schmitt có hồi tiếp dương qua điện trở R6 nhằm tạo trễ, chống nhiễu lật trạng thái khi điện áp ngõ vào tiệm cận ngưỡng. Tín hiệu xoay chiều từ máy phát tốc TACHY đưa vào chân không đảo (3), so sánh với điện áp ngưỡng ở chân đảo (2). Tín hiệu ra tại chân 6 điều khiển cặp transistor chuyển mạch T1 và T2 làm việc đối nghịch, qua đó đóng ngắt rơle Rel3 và Rel1.
    • Mạch đo lường tốc độ: Máy phát tốc xoay chiều G1 đặt ở đáy trục động cơ (stator cuộn dây, rotor nam châm vĩnh cửu) tạo ra sức điện động tỷ lệ thuận với tốc độ quay. Tín hiệu này qua bộ nắn dòng Gtr2 tạo dòng một chiều cấp cho đồng hồ hiển thị Ta (có biến trở tinh chỉnh P1 và điện trở hạn dòng R12).
    • Mạch phanh điện động: Khi đồng hồ Timer M2 ngắt hoặc nhấn phanh S2, rơle Rel1 mất điện làm đóng các tiếp điểm thường đóng Rel1(3-12) và Rel1(2-10). Mạch lập tức cắt điện lưới 220VAC khỏi động cơ, đồng thời bơm nguồn +24VDC vào cuộn kích từ và nối phần ứng khép kín qua điện trở hãm R. Dòng điện hãm cảm ứng ngược chiều sinh ra mômen kháng từ kéo rotor dừng nhanh chóng.
    • Mạch bảo vệ và khóa liên động: Cảm biến cơ học S5 đặt gần trục máy; nếu rotor bị rung lắc lệch tâm, công tắc S6 đóng kích hoạt đèn báo h4 sáng đỏ và cấp điện cho rơle Rel2 tự duy trì qua tiếp điểm Rel2(11-4), ngắt tiếp điểm Rel2(12-3) làm Rel1 nhả, cắt nguồn động cơ ngay tức khắc. Khóa nắp an toàn S3 chỉ được cấp điện mở qua cuộn hút điện từ L (công tắc S4) khi rotor đã dừng hẳn và rơle Rel3 đóng tiếp điểm Rel3a (đèn h3 sáng).

Chương III: Quy trình bảo dưỡng và sử dụng máy ly tâm Centra-3

Chương cuối tập trung vào các quy chuẩn kỹ thuật phục vụ vận hành an toàn và duy trì độ tin cậy của máy Centra-3:

  • Quy chuẩn kiểm tra chất lượng và dung sai cho phép:
    • Rút phích cắm nguồn, trang bị găng tay và đồ bảo hộ trước khi tiến hành vệ sinh hoặc can thiệp kỹ thuật.
    • Chổi than động cơ điện một chiều: Định kỳ kiểm tra độ mòn; bắt buộc thay thế mới khi độ dài chổi than mòn xuống dưới mức 6,3 mm nhằm tránh làm hư hại cổ góp và vành trượt.
    • Kiểm chuẩn tốc độ quay: Cho máy chạy ở 3 dải tải (30%, 60% và 90% công suất thiết bị), đo đối chứng bằng tốc kế góc; dung sai cho phép trong giới hạn ±10%.
    • Kiểm chuẩn bộ định thời: Đối chiếu thời gian hoạt động của Timer M2 với đồng hồ bấm giờ tiêu chuẩn; dung sai cho phép trong giới hạn ±10%.
    • Kiểm tra nhiệt độ: Dung sai nhiệt độ buồng ly tâm nằm trong khoảng ±3°C (đo bằng nhiệt kế điện tử).
    • Sử dụng thước ni-vô kiểm tra độ thăng bằng ngang của đỉnh ống nghiệm và mặt bằng đặt máy.
  • Quy trình bảo dưỡng định kỳ:
    • Lau chùi buồng rotor và vỏ máy hàng tuần bằng hóa chất tẩy rửa trung tính; nghiêm cấm dùng dung môi ăn mòn. Nếu dùng hợp chất chứa clo, phải rửa sạch hoàn toàn bằng nước ấm để chống rỗ mòn kim loại.
    • Khử trùng chi tiết phi kim/nhựa bằng dung dịch Natri hypoclorit (NaOCl) 5% pha loãng tỷ lệ 1:10 với nước sạch.
    • Vệ sinh cánh tản nhiệt dàn ngưng phía sau máy 1 - 2 lần mỗi tháng bằng chổi mềm hoặc máy hút bụi, tránh làm biến dạng các lá nhôm tản nhiệt.
    • Trục quay truyền động phải được lau sạch bằng vải mềm trước khi lắp rotor và rửa định kỳ bằng nước ấm; tra mỡ bôi trơn chuyên dụng không chứa bọt khí cho ổ bi.
  • An toàn kỹ thuật và xử lý sự cố:
    • Tuyệt đối nạp tải cân bằng đối xứng (các ống đối diện phải cùng chủng loại, kích thước, khối lượng dung dịch). Nghiêm cấm chạm tay vào rotor khi đang chuyển động.
    • Chỉ sử dụng ống nghiệm có nắp vặn kín chuyên dụng chịu lực; không dùng màng sáp parafin để đậy ống vì áp lực ly tâm lớn sẽ làm bung nắp văng chế phẩm sinh học.
    • Khi có sự cố vỡ ống thủy tinh trong buồng, phải dừng máy lập tức, dùng kẹp gắp và máy hút chuyên dụng dọn sạch toàn bộ mảnh vụn, sau đó khử trùng bằng dung dịch hypoclorit 10%. Người không có chuyên môn điện tử tuyệt đối không tự ý can thiệp vào bo mạch điện áp cao.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả kỹ thuật đạt được:
    • Hệ thống hóa đầy đủ các công thức tính toán động lực học tách hạt ly tâm (RCF, hệ số lắng Svedberg) gắn liền với thông số cài đặt cụ thể trong quy trình xét nghiệm sinh hóa và phân tách các thành phần máu.
    • Phân tích chi tiết và giải mã toàn bộ sơ đồ nguyên lý mạch điện tử của dòng máy Centra-3, xác định rõ vai trò chức năng của từng linh kiện: mạch chỉnh lưu cầu Gtr1, biến áp TR1, IC 741 cấu hình Schmitt trigger, rơle chuyển mạch Rel1/Rel2/Rel3, máy phát tốc G1 và cuộn hút khóa nắp L.
    • Xác lập bảng thông số kiểm chuẩn định lượng rõ ràng cho thiết bị (giới hạn mòn chổi than 6,3 mm, sai số tốc độ quay ±10%, sai số định thời ±10%, nguồn điện phanh DC 24V).
  • Giải pháp và quy trình đề xuất:
    • Xây dựng quy trình chuẩn hóa thao tác vận hành gồm 3 bước: nạp mẫu đối xứng, khởi động tăng tốc dần theo biến trở VR1, và dừng máy an toàn qua công tắc phanh hãm ngược chiều S2.
    • Thiết lập quy trình bảo dưỡng dự phòng chia theo các cấp độ: thao tác vệ sinh sau mỗi ca làm việc, bảo trì hàng tuần (khử khuẩn NaOCl 1:10), bảo trì hàng tháng (vệ sinh dàn ngưng) và kiểm định kỹ thuật hàng năm.
  • Đóng góp học thuật và thực tiễn:
    • Khóa luận đóng vai trò là tài liệu kỹ thuật chuyên khảo bằng tiếng Việt tổng hợp sâu về phần cứng của một dòng máy ly tâm lâm sàng cụ thể, kết nối giữa lý thuyết y sinh học và kỹ thuật phần cứng thiết bị bệnh viện.
    • Đóng góp hướng dẫn kiểm tra an toàn sinh học và an toàn điện thực tế cho nhân viên kỹ thuật y sinh tại các cơ sở khám chữa bệnh.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đồ án:
    • Đề tài chủ yếu dừng lại ở mức độ nghiên cứu tài liệu kỹ thuật, phân tích lý thuyết sơ đồ mạch và tổng hợp quy trình sẵn có từ hãng sản xuất; chưa thực hiện đo đạc dạng sóng thực nghiệm (bằng dao động ký) tại các chân IC 741 hay khảo sát dạng sóng dòng điện phanh hãm trên mô hình máy thực tế.
    • Hệ thống điều khiển của Centra-3 vẫn sử dụng công nghệ analog và cơ khí truyền thống (biến trở dây quấn VR1, đồng hồ cơ Timer M2, động cơ chổi than), chưa tiếp cận các giải pháp điều khiển số hiện đại.
  • Hướng nghiên cứu mở rộng:
    • Nghiên cứu số hóa hệ thống điều khiển: ứng dụng vi điều khiển (PIC, STM32 hoặc Arduino) kết hợp thuật toán điều khiển PID để giám sát và duy trì chính xác tốc độ quay động cơ.
    • Thay thế đồng hồ định thời cơ khí bằng màn hình hiển thị số (LCD/OLED) và bàn phím bấm điện tử.
    • Ứng dụng cảm biến gia tốc MEMS kỹ thuật số thay cho công tắc cơ khí S5 để phát hiện sớm hiện tượng mất cân bằng với độ nhạy cao.
    • Nghiên cứu thay thế động cơ một chiều chổi than bằng động cơ không chổi than (BLDC) nhằm loại bỏ hao mòn cơ học, giảm thiểu phát sinh tia lửa điện và bụi carbon trong môi trường phòng xét nghiệm.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng chuyên ngành:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Y sinh và Thiết bị Y tế: Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho các học phần Thiết bị xét nghiệm, Điện tử y sinh và Bảo trì thiết bị y tế. Phần phân tích mạch điện Chương II cung cấp ví dụ trực quan về ứng dụng mạch so sánh trễ Schmitt trigger và mạch phanh động năng DC trong thiết bị thực tế.
  • Kỹ thuật viên phòng xét nghiệm y học: Nắm bắt chính xác các thông số kỹ thuật (RCF, tốc độ, thời gian) tương ứng với từng loại xét nghiệm huyết thanh, huyết tương, cũng như quy chuẩn bắt buộc về cân bằng tải đối xứng và xử lý mẫu khi vỡ ống.
  • Kỹ sư bảo trì, sửa chữa thiết bị y tế tại bệnh viện: Dễ dàng tra cứu các bước kiểm tra dung sai vận hành, tiêu chuẩn thay thế linh kiện hao mòn (chổi than 6,3 mm) và sơ đồ đấu dây để khắc phục sự cố mất cân bằng hoặc hỏng hóc mạch phanh.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy ly tâm Centra-3 có những thông số kỹ thuật hoạt động cơ bản nào? Máy hoạt động ở dải tốc độ điều chỉnh từ 0 đến 6.000 vòng/phút, dung tích tải tối đa 600 ml với sức chứa 12 ống nghiệm (kích cỡ 15 ml, 3 - 5 ml hoặc 1,5 ml). Thiết bị sử dụng nguồn điện 220V AC – 50Hz, công suất tiêu thụ 520W, tích hợp đồng hồ cơ khí định thời gian 0 - 60 phút (có nấc chạy liên tục Hold). Khối lượng toàn máy là 21 kg.

2. Cơ chế phanh dừng nhanh của máy Centra-3 hoạt động như thế nào? Khi hết thời gian cài đặt trên Timer M2 hoặc khi người vận hành nhấn công tắc phanh Brake (S2), tiếp điểm rơle Rel1 chuyển trạng thái: cắt điện lưới 220VAC khỏi động cơ, đồng thời đóng mạch đưa nguồn điện một chiều +24VDC vào cuộn kích từ và khép kín mạch phần ứng qua điện trở hãm R. Dòng điện cảm ứng ngược chiều sinh ra mômen hãm kéo động cơ dừng hẳn, rút ngắn thời gian dừng máy xuống chỉ còn khoảng 2/3 thời gian tăng tốc ban đầu.

3. Mạch an toàn mất cân bằng trên máy Centra-3 xử lý sự cố rung lắc theo nguyên lý nào? Ở phần dưới trục động cơ có bố trí cảm biến cơ học S5. Khi tải nạp bị lệch khối lượng gây rung chấn mạnh vượt ngưỡng, trục máy va chạm vào công tắc làm S6 đóng lại. Lúc này đèn báo mất cân bằng h4 sáng đỏ, rơle Rel2 được cấp điện và kích hoạt tiếp điểm tự duy trì Rel2(11-4), đồng thời ngắt tiếp điểm thường đóng Rel2(12-3) khiến rơle nguồn Rel1 mất điện hoàn toàn. Nguồn cấp cho động cơ lập tức bị ngắt để bảo vệ cơ cấu chuyển động và chỉ có thể khởi động lại sau khi đã mở nắp cân bằng lại mẫu.

4. Khi kiểm chuẩn định kỳ, các tiêu chuẩn dung sai kỹ thuật của máy Centra-3 được quy định ra sao? Theo quy chuẩn kiểm tra chất lượng, chổi than động cơ phải được thay mới nếu chiều dài mòn còn từ 6,3 mm trở xuống. Độ chính xác tốc độ quay (đo bằng tốc kế góc tại 3 mức 30%, 60% và 90% công suất) cho phép dung sai trong khoảng ±10%. Độ chính xác của bộ định thời gian Timer cho phép sai số trong giới hạn ±10%, và độ ổn định nhiệt độ buồng máy cho phép dung sai trong phạm vi ±3°C.

5. Điểm khác biệt căn bản trong quy trình ly tâm tách huyết thanh và huyết tương là gì? Để lấy huyết thanh, máu toàn phần được để đông tự nhiên hoàn toàn trong 20 - 30 phút (không dùng hóa chất chống đông), sau đó ly tâm ở tốc độ 4.000 - 5.000 rpm trong 10 phút để loại bỏ cục máu đông fibrin. Ngược lại, để thu nhận huyết tương, máu phải được phối trộn ngay với các chất chống đông chuyên biệt (như EDTA, Heparin hoặc Citrate) nhằm giữ nguyên các protein đông máu, sau đó tiến hành ly tâm ở tốc độ thấp hơn khoảng 3.000 rpm trong 10 phút.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Tìm hiểu về máy ly tâm máu Centra-3" của sinh viên Nguyễn Hoàng Vỹ và Nguyễn Nhựt Tân đã hệ thống hóa thành công mối liên hệ giữa các thông số động lực học ly tâm với yêu cầu tách chiết dịch thể trong y học cận lâm sàng. Báo cáo phân tích cặn kẽ cấu trúc phần cứng cơ - điện của máy Centra-3, làm sáng tỏ hoạt động của các khối nguồn, điều khiển kích từ, phanh hãm DC và khóa liên động nắp buồng quay. Các thông số kiểm định định lượng cùng quy trình bảo dưỡng dự phòng được xây dựng chi tiết, đáp ứng tốt yêu cầu thực tế trong công tác quản trị, vận hành và đảm bảo an toàn thiết bị xét nghiệm y tế.