专利名称：碘元素自动检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测碘元素的仪器，它是专门用于测定生物体(如人的尿、血)、水体、土壤及食盐中碘元素含量的自动分析仪器。
碘缺乏病(IDD)是因人类生存的自然环境缺碘而引起的生物地球化学性疾病，是导致人类智力障碍的主要原因之一，它已成为全球普遍存在的公共卫生问题。我国是碘缺乏病严重流行国家之一，测量碘元素的方法是防治碘缺乏病的重要手段，准确检测碘元素的含量是防治碘缺乏病重要依据。学者们认为人的尿碘水平是评价及监测人群碘营养状况的最适指标。
《中国地方病防治杂志》2000年第3期刊载了一篇《尿碘测定方法学进展》的综述文章，它概括的描述了国内外对尿碘检测方法的改进。目前国际三联组织(WHO、UNICEF、ICCIDD)推荐的尿碘测定是A法，在此基础上我国专家根据中国的国情制定出适于一般实验室可操作的化学分析法——《尿碘的砷铈催化分光光度测定方法》，这个方法在1999年作为卫生行业标准(WS/T 107-1999)推行。标准方法是一种手工操作的化学分析法，由于整个检测过程的技术条件、操作步骤要求严格，不是高素质的分析人员，对方法的精密度、准确度控制不好，结果误差较大。作为与人类智力有密切关系的疾病，应该在分析手段上实现仪器化操作，以适应防治工作的需要。
本实用新型的目的是提供一种集光机电一体的全自动化检测碘元素的分析仪器，从进样到打印出检测结果不用手工操作。特别是分立式流动注射器和试管托盘架驱动装置的设计优于九十年代最新的单管式流动注射器的现有技术。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是一种碘元素全自动检测仪，它是由仪器的机壳及机壳内的机电传动加液系统、光电系统、微处理器(单片机)控制系统、化学试剂系列组成一体的自动分析仪器。所述的机电传动加液系统是由分立式流动注射器和托盘架驱动装置构成；所述的光电系统是由光学组件和光电转换电路构成；所述的微处理器(单片机)控制系统包括程序指令(软件)和电子元器件及电路板(硬件)组成，通过程序控制自动完成各种功能；所述的化学试剂系列是化学方法测碘所必用的一组试剂溶液，分别贮存在各自的试剂瓶内，经机械传动加液系统从试剂瓶泵出向样品试管注入；所述的机壳在面板上设置了打印机、显示器和按键。
以检测人体尿碘为例，分析人员打开仪器前盖，放入装有样品的比色试管托盘，样品不需消化处理，启动仪器后，整个检测过程，从进样到打印出结果均自动完成，30分钟内可同时分析检测30份样品。同样也可以检测水体、土壤和食盐等物质中的碘元素。本实用新型以全自动检测碘元素，它检测含量的范围宽、时间快、样品多，取代了手工操作的化学方法，降低了因手工操作造成的误差，提高了检测样品的精密度和准确度。
图1是本实用新型外观示意图。
图2是本实用新型结构侧视图。
图3是本实用新型结构俯视图。
图4是本实用新型微处理器控制系统原理图。
图5是本实用新型光电转换原理图。
图1所示，仪器的外观与汽车头的形状相似，前部低，后部高。仪器前盖(1)设置在前部，后部上端正面左侧设置有显示器(2)，显示器(2)上有数码管和控制按键，它有线路与后面的微处理器(21)相连接；显示器右侧设置有打印机(3)。
图2和图3是仪器的的结构分布图，按各部件所在位置划分，仪器中间有一块中隔板(4)把仪器分为前后两部分，前部上、中、下三层，后部中、下两层。如按系统功能划分为四个系统机电传动加液系统，包括分立式流动注射器和托盘架驱动装置两部分。分立式流动注射器在仪器后部中层，它包括左右排列的六个电磁铁(5)A、B、C、D、E、F，六片左右叠放的泵管压槽板(6)a、b、c、d、e、f，蠕动泵(7)，步进电机(8)，与仪器前部顶端试剂瓶(24)相连的加液管道(9)，以及从中隔板(4)伸出的加液针头(10)；托盘架的驱动动装置在仪器前部中层，包括试管托盘架(11)，上有30个试管孔位。托盘架轴(12)固定在底板(13)中心位置，底板(13)下装有旋转齿轮(14)，以及牵拉齿轮的电动牵引器(15)。光电系统在仪器前部的上层和下层，下层有平行光管(16)，光经平行光管里的光学组件传射，出口向上，穿过比色试管(17)底部，样品和化学试剂在比色试管(17)里发生化学变化所产生的光波，射向上层暗盒(18)里的光电管(19)，经光电转换电路板(20)把信号输送到微处理器(21)。微处理器控制系统在仪器的前部上层，外有显示器(2)，显示器上有数码管和控制按键，它有线路与其后面的微处理器(21)相连。在仪器的后部下层还有支持仪器的主电路板(22)，变压器(23)。化学试剂组合系列在仪器前底部顶端，有六个试剂瓶(24)，从1#到6#号分别装有六种不同的试剂。
图4所示，微处理器控制系统与其他各系统关系的构成微处理器(21)连接仪器各系统，它按照编制的程序自动、连续地向受控系统发出指令完成一系列操作；机电传动加液系统在微处理器(21)发出指令后，驱动步进电机(8)转动，同时电磁铁(5)吸合推动泵管压槽板(6)，靠泵管压槽板(6)和蠕动泵(7)的蠕动，由加液管道(9)从试剂瓶(24)中吸取试剂，再由加液针头(10)注射到托盘架(11)上的比色试管(17)里，在加最后一种试剂时，微处理器(21)指令光电系统，对试管内的化学反应所得出的时间和光波进行光电转换，光电转换得出的信号，经微处理器(21)统计运算处理，在显示器(2)上显示结果，并由打印机(3)打印出报告。
图5所示光电系统是有光学组件和光电转换组件构成光学组件由平行光管(16)里的光源(25)、透镜(26)、单色器(27)、光阑(28)、反射镜(29)、比色试管(17)组成；光电转换组件由暗盒(18)、光电管(19)、光电转换电路(20)组成；光源打开，光经透镜会聚变成平行光，平行光通过单色器(26)，单色光谱从光阑(27)射出，由反射镜(29)向上反射，穿过比色试管(17)，被光电管(19)吸收。试管内的样品和化学试剂发生变色反应，从开始到反应终点所用的时间和出现的特定光波，由光电管(19)接受，再由光电转换电路转换成电信号，输入微处理器运算得出结果。
操作时，打开仪器前盖(1)，把清洗好的试管30支加入被检测样品，按顺序放入仪器前部中层试管托盘架(11)的孔内。注射试剂时，第一管在加液针头(10)的位置，打开电源，微处理器(21)指令仪器后部下层的步进电机(8)启动，同时仪器后部上层的电磁铁(5)A吸合，使竖立叠放的泵管压槽板(6)a把放在槽内的加液管道(9)推向蠕动泵(7)，靠泵管压槽板(6)与蠕动泵(7)的蠕动，由加液管道(9)从仪器前底部顶端的试剂瓶(24)1#试剂瓶吸出，输送到中隔板(4)前的加液针头(10)，注射到第一支试管内。每个试剂瓶就有一条加液管道(9)，由分立式流动注射器的蠕动泵(7)蠕动到加液针头(10)注射试剂。每向一支试管加完一次试剂后，微处理器(21)启动在轴固定底板(13)下的电动牵引器(15)牵拉齿轮(14)转动，齿轮(14)带动托盘架轴(12)使试管托盘架(11)前进一格，再给第2支试管注射试剂，直至加完30支试管。1#试剂加完后，再加第2#试剂。依此，机电传动加液系统循环加完5种试剂。
加6#试剂之前，微处理器(21)启动光电系统，光源(25)打开，光通过透镜(26)会聚后，由单色器(27)分色，透过光阑(28)，经反射镜(29)反射向上，穿过比色试管(17)。此时，开始注射第6#试剂，6#试剂是一种指示剂，在试管里与化学剂发生变色反应，根据样品中的碘元素的含量，变色反应有一定的时间值，变色达到终点时的波长射进暗盒(18)里的光电管(19)，光电管(19)接收光信号，通过光电转换电路板(20)转换成电信号，输入微处理器(21)，经过微处理器统计运算处理，计算出的结果，指令打印机(3)打应出报告单，完成全部检测过程。
权利要求1.一种碘元素自动检测仪，包括机壳和机壳内的机电传动加液系统，光电系统，微处理控制系统，化学试剂系列，其特征在于机壳内部有一块中隔板(4)把仪器分为前后两部分，机电传动加液系统也被分割为两部分，后部中层为分立流动注射器(5、6、7、8、9、10)，前部中层为托盘架驱动装置(11、12、13、14、15)；光电系统由光学组件和光电转换组件组成，光学组件(16)在前部下层，光电转换组件(17、18、19、20、)在前部上层；微处理器控制系统在前突起部正面，由显示器(2)、打印机(3)、微处理器(21)组成；前部顶端有化学试剂系列。
2.根据权利要求1所述的一种碘元素自动检测仪，所述的机电传动加液系统里的分立式流动注射器，其特征在于该装置由两排平放，左排电磁铁(5)A、B、C，右排(5)D、E、F，两排叠放，左排泵管压槽板(6)a、b、c，右排(6)d、e、f，中心有蠕动泵(7)，下层有步进电机(8)，加液管道(9)从前端试剂瓶(24)绕到后端，穿过泵管压槽板(6)，到加液针头(10)组成的连续可调，定量注射试剂的装置。
3.根据权利要求1所述的一种碘元素自动检测仪，所述的机电加液系统里的托盘架驱动装置，其特征在于该装置由试管托盘架(11)，托盘架轴(12)，底板(13)，底板下的齿轮(14)，牵拉齿轮转动的电动牵引器(15)组成的托盘架驱动装置，自动接受试剂注射。
4.根据权利要求1所述的光电系统，其特征在于平行光管里的光源(25)，经透镜(26)会聚后变成平行光，通过单色器(27)后，单色光的光谱从光阑(28)射出，由反射镜(29)向上穿过比色试管(17)，由光电管(19)吸收，再经光电转换电路板(20)，转换成电信号输入微处理器。
5.根据权利有求1所述的仪器外观试样，其特征在于仪器下部是长方形，上部前低后高，前盖(1)和后部显示器上端的转角带有弧形，机壳外形与汽车头相似。
专利摘要一种碘元素自动检测仪，包括机壳和机壳内的机电传动加液系统，光电系统，微处理器控制系统，化学试剂系列构成。分立式流动注射器在微处理器程序的指令下，步进电机驱动蠕动泵转动，同时电磁铁吸合，靠压槽板与蠕动泵的蠕动，由加液管道吸取试剂，在托盘架驱动装置的转动下按顺序注入试管。比色式管里变色反应的时间值和光波经光电转换，得出电信号，经微处理器运算处理得出样品的碘元素含量，显示并打印出结果。从进样到打印出结果，均由光机电一体化仪器自动完成，一次可检测30份样品。
文档编号G01N21/25GK2535799SQ0223426
公开日2003年2月12日 申请日期2002年5月1日 优先权日2002年5月1日
发明者文运民 申请人:文运民