一种生物试剂液量检测系统及方法与流程

1.本发明属于测量设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种生物试剂液量检测系统及方法。


背景技术：

2.目前在生物医药企业生物试剂和药液的生产线中，经常会在注液、灌装等关键过程中，经常会发生错加、漏加、溅液、偏离规定液量等现象，致使生物试剂和药液产品存在较高的不合格率，终端应用表现为假阳性、假阴性、结果重复性差、药液有效成分不足或超标、批间差批内差大等。尤其在微量(微升级)灌装的产品生产线上，人工监测存在操作误差、人员误差、没有充足时间一一记录监测结果等，不能有效保证生产过程的可追溯性，至今无法实现定性或定量的精准检测，也无法实现质量控制的数字化管理，对生产过程的控制、产品质量、医疗机构的检测结果、人体健康等产生很多不良影响。
3.现有灌装的质量检测为以下几种：
4.人工检测：人工检测存在偶然误差，利用目测、天平、移液枪等方式，而且只能做到少量抽检。
5.图像检测：对被检测液面拍照，利用图像比较的方法进行检测，无法精准测量液量，对灵敏度的控制没有实际意义，需要背光成像，避光的液体无法使用。
6.超声波检测：检测精度无法达到试剂灵敏度的需求，而且对液体载体的要求非常多，应用场景受到限制。
7.液位浮球检测：接触式检测，基本不会应用于试剂和药液的成品检测。
8.于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种生物试剂液量检测系统及方法，以期达到更具有更加实用价值性的目的。


技术实现要素：

9.为了解决上述技术问题，本发明提供一种生物试剂液量检测系统，由以下具体技术手段所达成：
10.一种生物试剂液量检测系统，包括检测机构和运动机构，所述检测机构安装在运动机构上，所述检测机构由激光探头、控制器和数据处理一体机组成，所述激光探头的检测端安装有测头，所述测头与激光探头的彩色激光源的安装距离为60～300mm，所述测头的倾角为4.5～15
°
，所述测头为彩色镜头；所述运动机构包括一对固定支架和一组移动支架，且一组所述移动支架活动安装在一对所述固定支架的顶侧，所述检测机构安装在移动支架的一侧。
11.进一步的，所述激光探头与与控制器之间通过光纤线连接，所述控制器与数据处理一体机之间通过网线连接，且所述数据处理一体机的一侧设置有显示屏。
12.进一步的，一对所述固定支架和一组所述移动支架的顶侧均安装有电动滑块，一对所述固定支架相互平行设置，且两者的两端均通过连接杆相互连接，所述移动支架设置
在一对所述固定支架的顶侧，且其两端分别与固定支架上的电动滑块固定连接，所述移动支架的一侧安装有固定板，且所述固定板与移动支架上的电动滑块固定连接，所述检测机构中的激光探头与固定板固定安装。
13.进一步的，一对所述固定支架和一组所述移动支架的顶侧均设置有安装槽，且安装槽内均安装有直线导轨，所述直线导轨分别与一对所述固定支架和一组所述移动支架上的电动滑块传动连接。
14.进一步的，固定板的一侧安装有电子水平仪，且所述电子水平仪通过导线与控制器电性连接。
15.进一步的，一对所述固定支架的两端均开设有安装孔，且安装孔内均插装有调节机构，所述调节机构包括固定筒体，所述固定筒体的底端活动插装有支撑脚，所述支撑脚的顶端开设有螺孔，所述固定筒体的顶端安装有转动座，所述转动座内部转动插装有螺杆，且所述螺杆的底端与螺孔相互咬合连接，所述螺杆的顶端安装安装有调节摇把。
16.进一步的，固定筒体的顶部两侧对称开设有导向槽，且所述支撑脚在靠近导向槽的两侧均设置有其相互滑动卡合的凸条。
17.进一步的，激光探头与生物试剂液体液面和载体为非接触式测量。
18.本发明还提供了一种生物试剂液量检测方法，包括如下步骤：
19.s1、使用仪器对被检测药液的折射率进行检测，得到折射率系数；
20.s2、将检测系统内的运动机构置于检测工位，并对调节机构进行调节，使检测机构中的激光探头处于竖立状态；
21.s3、通过控制器，启动检测机构中的激光探头，激光探头内的彩色激光源，发射出一束高密度宽光谱光，通过色散测头后，在量程范围内成不同波长的单色光，其中每个波长对应一个距离值；
22.s4、通过光谱仪感测满足共聚焦条件从液体表面反射回来的光，并分别计算其焦点的波长，便可换算获得距离值。
23.进一步的，在s4中，对于透明生物试剂，试剂药液的上下表面会有一个焦点存在，获取上表面和下表面位置值，两者的位置差乘上所检测的折射率系数，即得到液体的高度值；对于不透明生物试剂，在载体内表面和试剂药液上表面会有一个焦点存在，获取载体内表面和液体上表面位置值，两者的位置差乘上所检测的折射率系数，即得到液体的高度值。
24.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
25.本发明利用激光探头具有同步的液体液面和载体内表面检测功能，通过检测到的距离，获得距离差或容积差，来检测生物试剂液体的液量，同时利用激光彩色光谱共焦原理，可以在检测范围内单独或同步获得生物试剂液体液面和载体内表面的距离值，进而可以较快较为精准的测量出容器中生物试剂液体的液量；通过运动机构与调节机构的配合使用，可较为便捷的对载体进行多方位多次精准测量，同时通过调节机构的使用，可在使用前对运动机构进行快速校平，便于保证激光探头在检测时具有较高的精度，便于检测使用。
附图说明
26.图1是本发明总体示意图。
27.图2是本发明的调节机构示意图。
28.图3是本发明图1中的a结构放大示意图。
29.图4是本发明测量原理示意图一。
30.图5是本发明测量原理示意图二。
31.图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
32.1、固定支架；2、移动支架；3、固定板；4、激光探头；5、控制器；6、数据处理一体机；7、调节机构；8、水平仪；
33.701、固定筒体；702、支撑脚；703、螺杆；704、螺孔；705、转动座；706、调节摇把。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
35.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.实施例1
38.如附图1至附图5所示：
39.本发明提供一种生物试剂液量检测系统，包括检测机构和运动机构，所述检测机构安装在运动机构上，所述检测机构由激光探头4、控制器5和数据处理一体机6组成，所述激光探头4的检测端安装有测头，所述测头与激光探头4的彩色激光源的安装距离为60～300mm，所述测头的倾角为4.5～15
°
，所述测头为彩色镜头；所述运动机构包括一对固定支架1和一组移动支架2，且一组所述移动支架2活动安装在一对所述固定支架1的顶侧，所述检测机构安装在移动支架2的一侧。
40.其中，所述激光探头与4与控制器5之间通过光纤线连接，所述控制器5与数据处理一体机6之间通过网线连接，且所述数据处理一体机6的一侧设置有显示屏。
41.其中，一对所述固定支架1和一组所述移动支架2的顶侧均安装有电动滑块，一对所述固定支架1相互平行设置，且两者的两端均通过连接杆相互连接，所述移动支架2设置在一对所述固定支架1的顶侧，且其两端分别与固定支架1上的电动滑块固定连接，所述移动支架2的一侧安装有固定板3，且所述固定板3与移动支架2上的电动滑块固定连接，所述检测机构中的激光探头4与固定板3固定安装。
42.其中，一对所述固定支架1和一组所述移动支架2的顶侧均设置有安装槽，且安装槽内均安装有直线导轨，所述直线导轨分别与一对所述固定支架1和一组所述移动支架2上的电动滑块传动连接。
43.其中，固定板3的一侧安装有电子水平仪8，且所述电子水平仪8通过导线与控制器5电性连接。
44.其中，一对所述固定支架1的两端均开设有安装孔，且安装孔内均插装有调节机构7，所述调节机构7包括固定筒体701，所述固定筒体701的底端活动插装有支撑脚702，所述支撑脚702的顶端开设有螺孔704，所述固定筒体701的顶端安装有转动座705，所述转动座705内部转动插装有螺杆703，且所述螺杆703的底端与螺孔704相互咬合连接，所述螺杆703的顶端安装安装有调节摇把706。
45.其中，固定筒体701的顶部两侧对称开设有导向槽，且所述支撑脚702在靠近导向槽的两侧均设置有其相互滑动卡合的凸条，通过凸条与设有的导向槽配合使用，可有效提高支撑脚702在移动时的平稳性，进而便于提高运动机构在调节时的稳定性。
46.其中，激光探头4与生物试剂液体液面和载体为非接触式测量，通过非接触式测量可有效避免检测机构与被检测液面进行直接接触，进而便于最高程度的减小对被检测液体的影响。
47.本实施例的具体使用方式与作用：
48.本发明检测时，利用激光探头4具有同步的液体液面和载体内表面检测功能，通过检测到的距离，获得距离差或容积差，来检测生物试剂液体的液量，同时利用激光彩色光谱共焦原理，可以在检测范围内单独或同步获得液体液面和载体内表面的距离值，进而可以较快较为精准的测量出容器中液体的液量；通过运动机构与调节机构的配合使用，可较为便捷的对载体进行多方位多次精准测量，同时通过调节机构7的使用，可在使用前对运动机构进行快速校平，便于保证激光探头4在检测时具有较高的精度，便于检测使用。
49.实施例2
50.本发明提供一种生物试剂液量检测方法，包括如下步骤：
51.s1、使用仪器对被检测药液的折射率进行检测，得到折射率系数；
52.s2、将检测系统内的运动机构置于检测工位，并对调节机构进行调节，使检测机构中的激光探头4处于竖立状态；
53.s3、通过控制器5，启动检测机构中的激光探头4，激光探头4内的彩色激光源，发射出一束高密度宽光谱光，通过色散测头后，在量程范围内成不同波长的单色光，其中每个波长对应一个距离值；
54.s4、通过光谱仪感测满足共聚焦条件从液体表面反射回来的光，并分别计算其焦点的波长，便可换算获得距离值。
55.其中，在s4中，对于透明生物试剂，试剂药液的上下表面会有一个焦点存在，获取上表面和下表面位置值，两者的位置差乘上所检测的折射率系数，即得到液体的高度值；对于不透明生物试剂，在载体内表面和试剂药液上表面会有一个焦点存在，获取载体内表面和液体上表面位置值，两者的位置差乘上所检测的折射率系数，即得到液体的高度值。
56.本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。