一种管路快速排空系统及灌注方法与流程

1.本技术涉及医疗设备领域，特别是一种管路快速排空系统及灌注方法。


背景技术：

2.在体外诊断领域，分析仪器内部通常包含复杂的管路系统、流体控制元件、流体动力元件和流体执行元件。每条管路完成相应液体的输送任务，如完成清洗液及反应液的输送等。由于此类设备往往应用于人体样本监测，对样本和其他反应物质的添加要做到精准定量，由于空气的弹性形变要明显高于液体的弹性形变，相应的管路中如果裹挟空气，会对定量产生比较大的影响，最终直接影响测试结果。在新仪器投入使用前，需要对仪器内部管路和相应的流体元件进行灌注，以彻底排除管路空气，使仪器能正常运转。当仪器长期不用或者运输前，也需要将仪器管路和元器件里面的液体进行排空，防止反应物结晶，造成管路堵塞，元器件膜片老化，液体泄漏等问题。
3.在现有技术中，定量管路，如化学发光免疫分析仪中的底物系统和磁分离系统，通过泵阀配合完成对管路和流体元件的灌注或者排空，其动力元件为柱塞泵，其容积往往比较小，加之此类分析仪往往比较大，管路长，需要柱塞泵往复多次才能完成完全灌注或者排空，会耗用较多的时间，降低的仪器效率和客户体验感；且灌注排空次数是根据经验所定，管路是否完全进行了灌注排空不能完全确定。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种管路快速排空系统。
5.本技术实施例提供了：
6.一种管路快速排空系统，包括：主控装置、液桶、内洗泵、切换阀、若干定量管路组以及若干注射针；液桶、内洗泵和切换阀依次连接；各注射针分别单独与对应的定量管路组连接；定量管路组均包括对应的电磁阀和柱塞泵，且电磁阀与柱塞泵连接；切换阀分别与各定量管路组中的电磁阀单独连接；主控装置包括定量灌注模块、阀控模块以及清洗排空模块；阀控模块分别与定量灌注模块以及清洗排空模块单独连接；阀控模块分别单独与切换阀以及各定量管路组中的电磁阀单独连接，用于控制切换阀的导通路径切换以及各个电磁阀的开、关；定量灌注模块分别单独与各定量管路组中的柱塞泵单独连接；定量灌注模块内置有定量灌注参数，分别对应各个定量管路组；定量灌注模块用于根据确定的定量灌注参数生成对应的阀控信号与柱塞泵控制信号，并分别发送到阀控模块以及对应的柱塞泵，控制对应的柱塞泵进行定量灌注；清洗排空模块与内洗泵连接；清洗排空模块内置有排空参数，分别对应各个定量管路组；清洗排空模块用于根据确定的排空参数生成对应的阀控信号与内洗泵控制信号，并分别发送到阀控模块和内洗泵，控制内洗泵进行管路的清洗与排空。
7.具体的，定量管路组还包括气泡传感器，定量管路组中的电磁阀包括第一电磁阀
与第二电磁阀，定量管路组中的第一电磁阀、柱塞泵、第二电磁阀和气泡传感器依次连接；主控装置还包括监测模块，监测模块与定量灌注模块连接；监测模块分别单独与各定量管路组中的气泡传感器单独连接；监测模块通过获取对应的气泡传感器的传感信号来判断对应的管路组中是否存在气泡。
8.以上的，还包括洗液管路组；洗液管路组一端与切换阀连接，另一端还连接有洗液注射针。
9.具体的，外洗泵和清洗池；液桶、外洗泵及清洗池依次连接；清洗排空模块与外洗泵连接。
10.进一步的，还包括：废液泵和废液桶；外洗泵、清洗池、废液泵及废液桶依次连接；清洗排空模块与废液泵连接。
11.更进一步的，液桶包括清洗液桶与反应液桶；内洗泵包括第一内洗泵和第二内洗泵，分别与清洗液桶和反应液桶单独连接；第一内洗泵和第二内洗泵分别与清洗排空模块单独连接；切换阀包括第一切换阀和第二切换阀；第一内洗泵与第一切换阀连接，第二内洗泵与第二切换阀连接；第一切换阀和第二切换阀分别单独与阀控模块以及对应的定量管路组单独连接。
12.一种应用在上述的管路快速排空系统的灌注方法，包括以下步骤：
13.s1：确定各定量管路组对应的工作参数；工作参数包括排空参数、灌注参数和清洗参数；
14.s2：确定灌注的定量管路组，并进行管路切换；
15.s3：根据确定的排空参数控制内洗泵进行管路排空；
16.s4：根据确定的灌注参数控制对应的柱塞泵进行定量灌注；
17.s5：重复步骤s2至步骤s4，直至灌注完成；
18.s6：根据确定的清洗参数对各定量管路组进行清洗。
19.具体的，步骤s3还包括以下步骤：
20.判断各定量管路组是否需要进行排空，若不需要，直接进入步骤s4。
21.具体的，步骤s4还包括以下步骤：
22.s41：在定量灌注的同时进行气泡段的监测，是否存在气泡段；
23.s42：柱塞泵完成定量灌注；
24.s43：进行加强灌注，同时进行气泡段的监测；
25.s44：重复步骤s43，直至排除存在的气泡段。
26.进一步的，步骤s6还包括：
27.s61：替换灌注液为清洗液，通过内洗泵分别对各定量管路组进行灌注；
28.s62：替换清洗液或灌注液为蒸馏水，通过内洗泵分别对各定量管路组进行清洗。
29.本技术的有益效果：一种管路快速排空系统，包括主控装置、液桶、内洗泵、切换阀、若干定量管路组以及若干注射针；液桶、内洗泵和切换阀依次连接；各注射针分别单独与对应的定量管路组连接；定量管路组均包括对应的电磁阀和柱塞泵，且电磁阀与柱塞泵连接；切换阀分别与各定量管路组中的电磁阀单独连接；利用原有的管路系统中的内洗泵对多个定量系统、流体元件进行灌注排空，在节约成本的同时，极大程度减少灌注排空时间，减少操作人员的等待时间，提高效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本技术的实施例的系统原理方框示意图；
32.图2是本技术的实施例的管路原理示意图；
33.图3是本技术的实施例的灌注方法的流程图；
34.图4是本技术的实施例的一键灌注排空的方法的示意性流程图；
35.图5是本技术的实施例的实时管路监测的灌注方法的示意性流程图；
36.其中，图2中包括有：
37.1、液桶；2、内洗泵；3、切换阀；4、洗液柱塞泵；5、洗液气泡传感器；6、洗液注射针；7、清洗池；8、单向阀；9、外洗泵；10、废液泵；11、第一气泡传感器；12、第二气泡传感器；13、第二电磁阀；14、第四电磁阀；15、注射针组；16、第一柱塞泵；17、第二柱塞泵；18、第一电磁阀；19、第三电磁阀；20、废液桶；21、第一管路；22、第二管路。
具体实施方式
38.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本技术实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.实施例
40.一种管路快速排空系统，如图1和图2所示，包括：主控装置、液桶1、内洗泵2、切换阀3、洗液管路组、洗液注射针6、清洗池7、外洗泵9、废液泵10和废液桶20、若干定量管路组以及若干注射针。液桶1、外洗泵9、清洗池7、废液泵10和废液桶20依次连接；液桶1、内洗泵2和切换阀3依次连接；各注射针分别单独与对应的定量管路组连接；切换阀3分别单独与各组定量管路组连接；洗液管路组一端与切换阀3连接，另一端还连接有洗液注射针6。
41.内洗泵2、清洗池7及外洗泵9可配合完成对洗液注射针6的内外壁清洗。为了降低携带污染率，提高清洗效果，内洗泵2和外洗泵9流量相对较大，一般在100-300ml/min，能较快完成定量系统的灌注和排空。
42.具体的，定量管路组均包括对应的气泡传感器、柱塞泵和电磁阀；切换阀3分别与各定量管路组中的电磁阀单独连接。
43.更具体的，定量管路组包括第一定量管路组和第二定量管路组。注射针组15包括第一注射针和第二注射针。
44.第一定量管路组包括第一电磁阀18、第一柱塞泵16、第一气泡传感器11和第二电磁阀13；第一电磁阀18、第一柱塞泵16、第二电磁阀13、第一气泡传感器11和第一注射针依次连接。
45.第二定量管路组包括第三电磁阀19、第二柱塞泵17、第二气泡传感器12和第四电磁阀14；第三电磁阀19、第二柱塞泵17、第四电磁阀14、第二气泡传感器12和第二注射针依
次连接。
46.洗液管路组包括柱塞泵和气泡传感器。具体的，洗液管路组包括洗液柱塞泵4和洗液气泡传感器5。
47.切换阀3和洗液柱塞泵4之间通过第一管路21连接；切换阀3通过第二管路22分别与外洗泵9、第一电磁阀18、第三电磁阀19连接，同时，第二管路22通过单向阀8与液桶1连接。
48.具体的，第一电磁阀18和第三电磁阀19为两位两通常开电磁阀；第二电磁阀13和第四电磁阀14为两位两通常闭电磁阀。
49.主控装置包括定量灌注模块、阀控模块、监测模块以及清洗排空模块；监测模块与定量灌注模块连接，阀控模块分别与定量灌注模块以及清洗排空模块单独连接。
50.阀控模块分别单独与切换阀3以及各定量管路组中的各个电磁阀单独连接，用于控制切换阀3的导通路径切换以及各个电磁阀的开、关。
51.定量灌注模块分别单独与各定量管路组中的各个柱塞泵单独连接；定量灌注模块内置有定量灌注参数，分别对应各个定量管路组；定量灌注模块用于根据确定的定量灌注参数生成对应的阀控信号与柱塞泵控制信号，并分别发送到阀控模块以及对应的柱塞泵，控制对应的柱塞泵进行定量灌注。
52.清洗排空模块与内洗泵2连接；清洗排空模块内置有排空参数，分别对应各个定量管路组；清洗排空模块用于根据确定的排空参数生成对应的阀控信号与内洗泵2控制信号，并分别发送到阀控模块和内洗泵2，控制内洗泵2进行管路的清洗与排空。清洗排空模块与外洗泵9连接。清洗排空模块与废液泵10连接。
53.监测模块分别单独与各定量管路组中的气泡传感器单独连接；监测模块通过获取对应的气泡传感器的传感信号来判断对应的管路组中是否存在气泡。其中，当气泡传感器检测到气泡时，监测模块生成报警信号，主控装置报警。
54.本技术利用原有的管路系统中的内洗泵对多个定量系统、流体元件进行灌注排空，在节约成本的同时，极大程度减少灌注排空时间，减少操作人员的等待时间，提高效率。
55.进一步的，液桶1包括清洗液桶与反应液桶。内洗泵2包括第一内洗泵和第二内洗泵，分别与清洗液桶和反应液桶单独连接；第一内洗泵和第二内洗泵分别与清洗排空模块单独连接。切换阀3包括第一切换阀和第二切换阀；第一内洗泵与第一切换阀连接，第二内洗泵与第二切换阀连接；第一切换阀和第二切换阀分别单独与阀控模块以及对应的定量管路组单独连接。
56.第一内洗泵和第二内洗泵的设置，以实现清洗液和反应液在使用必要的泵组分离。由于反应液一般不可与清洗液共用一个泵，考虑到兼容性和污染问题，当对其他反应液系统进行灌注和排空时，可再另设专用的内洗泵。
57.本技术还提供一种应用在上述的管路快速排空系统的灌注方法和清洗方法，如图3所示，包括以下步骤：
58.s1：系统初始化，确定各定量管路组对应的工作参数以及设定当前是否需要对管路进行排空；工作参数包括排空参数、灌注参数和清洗参数；排空参数包括对应的管路类型和排空时间；灌注参数包括定量灌注参数和预灌注参数；定量灌注参数和预灌注参数均分别包括有对应的灌注液剂类型和灌注时间；清洗参数包括清洗方式与清洗时间；
59.s2：确定灌注的定量管路组，并通过阀控模块的控制进行管路切换；
60.s3：根据步骤s1的设定，若需要对管路进行排空，则根据确定的排空参数控制内洗泵进行管路排空；若不需要，则直接进入步骤s4；
61.s31：监测模块通过定量管路组对应的气泡传感器反馈的信号，判断定量管路组是否已完成排空；若完成排空，进入步骤s4，若未完成排空，重复步骤s3，直至排空完成；
62.s4：根据确定的灌注参数控制对应的柱塞泵进行定量灌注；
63.s5：重复步骤s2至步骤s4，直至灌注完成；
64.s6：根据确定的清洗参数对各定量管路组进行清洗。
65.具体的，步骤s4还包括以下步骤：
66.s41：在定量灌注的同时进行气泡段的监测，是否存在气泡段；
67.s42：柱塞泵完成定量灌注；若步骤s41的监测结果为不存在气泡段，则完成定量灌注后，跳过步骤s43至s44；
68.s43：若监测时发现存在气泡段，进行加强灌注，同时进行气泡段的监测；
69.s44：重复步骤s43，直至排除存在的气泡段。
70.进一步的，步骤s6还包括：
71.s61：替换灌注液为清洗液，通过内洗泵分别对各定量管路组进行灌注；
72.s62：替换清洗液或灌注液为蒸馏水，通过内洗泵分别对各定量管路组进行清洗。
73.具体的使用如下：
74.1、对洗液管路组进行预预灌注与排空：
75.1)液桶1采用清洗液桶，通过切换阀3使内洗泵2与洗液管路组(即洗液柱塞泵4)连通，内洗泵2按照洗液管路对应的预灌注参数运作，完成对第一管路21以及洗液管路组的预灌注。
76.2)若长时间停机，需要进行排空，则清空液桶1或切换为空桶，内洗泵2按照洗液管路对应的排空参数运作，排除管内液体，使第一管路21以及洗液管路组中充满气体，完成排空后再按上述的方式进行预灌注。
77.2、对各管路进行排空、预灌注：
78.液桶1采用空桶，通过切换阀3使内洗泵2与第二管路22连通，同时打开第二电磁阀13，内洗泵2按照第一定量管路组对应的排空参数运作，可快速完成对第一定量管路组的清洗液的排空。
79.与上述同理，液桶1采用对应的反应液桶，内洗泵2按照第一定量管路组对应的预灌注参数运作，快速完成对第一定量管路组的反应液的预灌注。
80.同样地，打开第四电磁阀14，打开内洗泵2，内洗泵2按照第二定量管路组对应的排空参数或预灌注参数运作，完成对第二定量管路组的快速排空或预灌注。若系统还包含其他清洗管路，同样用类似的方法，依次完成管路灌注或排空。
81.由于排空后第一定量管路组内充满了气体，需要进行预灌注，使第一定量管路组内充满对应的反应液后，方可控制对应的柱塞泵按照对应的定量灌注参数进行定量灌注，进行反应液的添加。
82.排空、预灌注的效率对比：以清洗液管路选用内径1mm，管长2.5m的管路为例，管路容积约为1962.5ul，注射针组15容积约200ul，第一柱塞泵16、第二电磁阀13和第一电磁阀
18的空气容积约为300ul，其他管路转接头和转接管路约3ml；需灌注的容积约为5462.5ul。在现有技术中，需要200ul的第一柱塞泵16往复28次才能完全灌注。根据泵阀动作，需要约120秒完成。假设设备内部包含5条类似的管路，灌注按顺序依次进行，则需耗时10分钟。
83.本发明利用系统原有的内洗泵2进行相关管路灌注，内洗泵2流量约为300ml/min，则完成5条灌注容积为5462.5ul的管路，只需要约7.5秒。可见灌注效率极大提升，节约大量的操作时间，且灌注流量大，速度快，管路及元器件内部的气泡容易排出，不易残留。
84.3、使用蒸馏水对各管路进行进一步的清洗：
85.与上述同理，只需要将清洗液桶或反应液桶替换为蒸馏水桶；可以在7.5秒的时间完成一次管路清洗，管路排空需要将清洗液桶或反应液桶取出，执行一键灌注或排空功能，仪器可以在7.5秒的时间完成一次管路排空。使仪器管路维护效率极大提升，减少操作人员等待时间，提高设备使用效率和维护便捷性。
86.4、一键灌注、排空：
87.其具体流程如图4所示，包括以下步骤：
88.s101：系统初始化；
89.s102：确定各个定量管路组对应的灌注预设时间；其中，预设时间为管路容积/泵流量；内洗泵2按照对应预设时间运作，对第一定量管路组进行预灌注；
90.s103：检查第一气泡传感器11的状态；若没有报警，则说明预灌注成功，已排除管路内部的空气，系统自动进行第一定量管路组的定量灌注，添加对应的反应液；若报警，说明没有完全排除管路内部的空气，则需要重复步骤s102进行预灌注；若二次排空后没有报警，系统自动进行第一定量管路组的定量灌注，添加对应的反应液；若二次报警，则需要停机检修；
91.重复步骤s102至s103，直至对所有需要进行定量灌注的定量管路组都完成定量灌注；
92.s104：确定洗液管路组对应的灌注预设时间；内洗泵2按照对应预设时间运作，采用清洗液对洗液管路组进行预灌注；
93.s105：检查洗液气泡传感器5的状态；若没有报警，则说明洗液管路组灌注成功；若报警，说明第一定量管路组没有完全灌注，则需要重复步骤s104进行预灌注；若二次排空后没有报警，系统自动进行下一步骤，若二次报警，则需要停机检修；
94.s106：完成各个管路组的预灌注和定量灌注。
95.设置一键灌注功能，优化灌注排空控制方法，动态调整单条管路灌注时间，使管路得到充分灌注排空的同时，尽可能的减少清洗液、反应物等耗材的消耗和使用，降低客户成本。
96.5、实时管路监测的灌注：
97.如果定量系统由系统外部进入少量空气时(非管路破裂或气密性问题)，仪器自动进行识别，通过液路设计和时序控制加强灌注排除空气，实现设备不停机在线解除故障，避免造成测试结果不准确或者测试失败。具体流程如附图5所示。
98.以第一气泡传感器11为例进行说明。
99.s201：设备连续进样进行测试；
100.s202：若没有报警，说明设备状态正常。若报警，说明管路中有气泡，对此测试结果
进行标记复测；当第一注射针完成定量任务空闲时，则对第一定量管路组进行加强灌注，排除气泡；
101.s203：设备继续进行连续进样；
102.s204：检查第一气泡传感器11的状态；若不再报警，说明故障解除，若再次报警，对此测试结果进行标记复测，再次对该第一定量管路组进行加强灌注。
103.本技术中的系统与方法，实现了管路监测和管路智能灌注，当设备连续进样时，如果定量系统由系统外部进入少量空气时(非管路破裂或气密性问题)，设备可自动进行识别，通过液路设计和时序控制加强灌注排除空气，实现设备不停机在线解除故障，避免造成测试结果不准确或者测试失败。可有效提高仪器稳定性，提高客户及患者满意度。
104.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
105.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
106.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
107.在本技术中所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、随机存取存储器(random access memory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
108.注意，上述仅为本技术的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本技术不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本技术的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进行了较为详细的说明，但是本技术不仅仅限于以上实施例，在不脱离本技术构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本技术的范围由所附的权利要求范围决定。