一种手持式移液器容量校准装置及校准方法与流程

技术特征：

1.一种手持式移液器容量校准装置，由以下组件组成：上位机、实验操作台(1)、第一伺服电机(2)、第一联轴器(3)、第一滚珠丝杠(4)、两个第一轴承(5)、第一滚珠螺母(6)、第一螺母座(7)、第一支架(8)、第二伺服电机(9)、第二联轴器(10)、第二滚珠丝杠(11)、第二轴承(12)、第二滚珠螺母(13)、第二螺母座(14)、第二支架(15)、第四伺服电机(16)、导杆(17)、被校准移液器(18)、CCD相机(20)、圆形浮子(21)、烧杯(22)、电子天平(23)、锥形烧杯(24)、温度传感器(33)等。所述第一伺服电机(2)、第二伺服电机(9)、第四伺服电机(16)、温度传感器(33)分别通过IO模块与上位机相连接；电子天平(23)、CCD相机(20)分别与上位机相连；

第一伺服电机(2)、两个第一轴承(5)、烧杯(22)、电子天平(23)依次固定在实验操作台(1)上；所述烧杯(22)内盛有测量液，所述圆形浮子(21)漂浮于测量液上；锥形烧杯(24)放置于电子天平(23)上；温度传感器(33)安装在锥形烧杯(24)内，实时测量锥形烧杯(24)内液体温度。

第一滚珠丝杠(4)的两端通过第一轴承(5)安装在实验操作台(1)上，第一伺服电机(2)的输出轴通过第一联轴器(3)与第一滚珠丝杠(4)相连接，第一滚珠螺母(6)套在第一滚珠丝杠(4)上；第一伺服电机(2)带动第一滚珠丝杠(4)转动，使得第一滚珠螺母(6)水平移动；第一螺母座(7)安装在第一滚珠螺母(6)顶部，与第一滚珠螺母(6)同步水平移动；第一支架(8)竖直固定在第一螺母座(7)上，垂直于第一滚珠丝杠(4)，第二伺服电机(9)固定在第一支架(8)的底部，第二滚珠丝杠(11)的两端通过第二轴承(12)安装在第一支架(8)上，第二伺服电机(9)的输出轴通过第二联轴器(10)与第二滚珠丝杠(11)相连接，第二滚珠螺母(13)套在第二滚珠丝杠(11)上，第二伺服电机(9)带动第二滚珠丝杠(11)转动，使得第二滚珠螺母(13)在竖直方向上移动；第二螺母座(14)与第二滚珠螺母(13)相连接，与第二滚珠螺母(13)同步移动；第二支架(15)的一端水平固定在第二螺母座(14)上，第四伺服电机(16)和移液器夹持装置(18)固定在第二支架(15)的另一端，第四伺服电机(16)的输出轴与导杆(17)相连接，通过第四伺服电机(16)带动导杆(17)转动，实现对移液器夹持装置(18)夹持的移液枪的按压。CCD相机(20)固定在移液器夹持装置(18)下端。

2.一种基于权利要求1所述的手持式移液器容量校准装置的移液器校准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)通过上位机控制第一伺服电机(2)运动，CCD相机(20)实时采集图像，当移液器夹持装置(18)夹持的移液枪位于烧杯上方时，关闭第一伺服电机(2)；

(2)通过上位机控制第四伺服电机(16)运动，带动导杆(17)按压移液枪顶部，按压动作完成后关闭第四伺服电机(16)；

(3)通过上位机控制第二伺服电机(9)运动，使得第二滚珠螺母(13)向下移动距离D1，移液器夹持装置(18)夹持的移液枪枪头插入到液面以下2～3mm；然后关闭第二伺服电机(9)；

(4)通过上位机反向控制第四伺服电机(16)，直至导杆(17)复位，关闭第四伺服电机(16)，导杆(17)对移液枪顶部的按压作用消失，移液枪从烧杯内吸取满量程的测量液；

(5)通过上位机控制第二伺服电机(9)运动，使得第二滚珠螺母(13)向上移动相同距离D1，然后关闭第二伺服电机(9)；

(6)上位机通过电子天平(23)获得初始重量，同时，控制第一伺服电机(2)运动，CCD相机(20)实时采集图像，当移液器夹持装置(18)夹持的移液枪位于锥形烧杯(24)上方时，关闭第一伺服电机(2)；

(7)通过上位机控制第二伺服电机(9)运动，使得第二滚珠螺母(13)向下移动距离D2，移液器夹持装置(18)夹持的移液枪枪头插入到锥形烧杯(24)下部但不接触液面；然后关闭第二伺服电机(9)；

(8)通过上位机控制第四伺服电机(16)运动，带动导杆(17)按压移液枪顶部，将满量程的测量液转移到锥形烧杯(24)内；然后通过上位机反向控制第四伺服电机(16)，直至导杆(17)复位，关闭第四伺服电机(16)，导杆(17)对移液枪顶部的按压作用消失；并通过上位机控制第二伺服电机(9)运动，使得第二滚珠螺母(13)向上移动相同距离D2，然后关闭第二伺服电机(9)。

(9)上位机通过电子天平(23)获得终点重量，通过温度传感器(33)获得锥形烧杯(24)内液体温度。

(10)上位机通过温度传感器(33)实际温度t，获得液体温度下所对应的校准系数相关系数K(t)，进一步根据终点重量和初始重量获得实际重量m，得到实际体积V’＝K(t)·m。

(11)按照步骤1～10进行n次测量，获得该量程V₁下测得的体积数据，为V₁₁’～V_1n’；

(12)调节移液枪量程，按照步骤1～10进行n次测量，获得量程V_i下的体积数据V_i1’～V_in’；

(13)根据测量体积和实际体积，获得移液器的容量相对误差和容量重复性。其中，量程V_i下的容量相对误差为：

其中，

容量重复性为：其中

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，n＝6。