Desarrollo de sistema de control para alimentación automática de muestras en equipos de análisis de metabolitos

Abstract

El proyecto desarrollado en este Trabajo de Fin de Grado surge como un complemento a SUPER SESI, la instrumentación de Fossil Ion Tech que permite analizar muestras de respiración de pacientes en tiempo real y de manera on-line. Este sistema ayuda a identificar los biomarcadores en la respiración del paciente, eliminando riesgos de contaminación en el análisis.
Con el sistema de alimentación automática propuesto en este proyecto, se amplía el rango de acceso de pacientes al SUPER SESI, pudiendo ser analizado el aliento de una persona sin que ésta tenga que estar junto a la máquina. Esto es una importante ayuda en el caso de pacientes que, por razones variadas, no puedan desplazarse hasta el sistema de análisis SUPER SESI.
Para recoger correctamente la muestra, el paciente ha de exhalar en una bolsa de materia inerte con baja emisión de gases para evitar su contaminación. Esta bolsa se introduce en la máquina de alimentación automática o Desampler donde la muestra se mantiene a una temperatura constante. Una vez la bolsa ha quedado correctamente insertada en el Desampler, éste se lleva al laboratorio, donde la máquina se conecta al SUPER SESI y, mediante instrucciones recibidas en la interfaz del Desampler, la muestra se expulsa simulando una descarga en tiempo real del paciente.
Para llevar este proyecto a cabo se ha profundizado en el funcionamiento de la programación multithreading en python. Su uso ha permitido la modularización del comportamiento del programa en clases, siendo cada clase responsable del funcionamiento de una parte concreta del sistema: movimiento de placas de presión, cálculos matemáticos de velocidad, apertura y cierre de compuerta de control, interfaz de usuario y control de inicio y final de recorrido de las placas. Para el diseño de la interfaz de usuario se ha usado Tkinter, una biblioteca gráfica para python. Gracias a ello se ha podido conseguir una comunicación continuada entre la interfaz y las diferentes clases del programa, resultando en un programa fluido y la actualización de información en tiempo real.
Asegurando la integridad de las diferentes variables de control del sistema se ha obtenido un código que comparte información de manera fiable y fluida entre sus múltiples módulos; permitiendo una conexión paralela entre motores paso a paso, interfaz, servos de control de seguridad y cálculo de variaciones en la velocidad según la fuerza establecida por el usuario.
Todo ello se ha podido probar exitosamente en un banco de pruebas, simulando el comportamiento de la máquina tanto en un uso cotidiano de la misma como en situaciones límite que podrían desestabilizar dicho sistema.