基于锁相环的液面探测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于医疗设备的电子电路，主要实现全自动生化分析仪的液面探测功會K。
【背景技术】
[0002]液面探测(LLD)功能是临床全自动检验仪器必不可少的，其通过控制加样针探入待转移液体的深度，从而最大程度地解决因加样针外表面附着液体引起的仪器交叉污染高和加样误差大的问题。携带污染率是衡量生化分析仪分析性能的重要指标，而加样针外表面液体携带量是引起仪器携带污染的主要因素，因此减少加样针外表面的液体携带量是降低携带污染率、提高分析精度的重要方法。
[0003]目前，液面探测电路传感方式主要有电阻式和电容式两种，传统的系统一般采用电阻式传感方式，这种方式是根据空气电阻与液体电阻的不同来检测液面的。但在实际应用中，由于不同液体的导电率不同，且电阻式传感灵敏度差，因此难以精确控制采样针探入待转移液体的深度，在临床上经常出现“空吸”和“撞针”等故障。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种由电容式吸样针与锁相环电路结合的结构方式，以克服现有技术中液面探测功能的不足。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种基于锁相环的液面探测电路，该电路包括液面检测电路、波形调制电路模块；液面探测电路的基准电压由振荡及分频电路提供，并由电容式结构的加样针作为液位传感方式，液面检测电路的输出端连接至波形调制电路的输入端，波形调制电路的输出端连接至MCU的中断信号端。
[0006]所述的液面检测电路包括开关芯片和⑶4046典型芯片，Vin信号接入振荡及分频电路的输出端，作为锁相环电路的基准电压，Probe信号接至电容式吸样针，输出电压信号VC0_0UT接至波形调制电路的输入端。
[0007]所述的波形调制电路包括两个放大器及其外围电路，VC0_0UT连接至液面检测电路的输出端，放大器IC205B的7号引脚连接至MCU的中断信号输入端。
[0008]本实用新型的思路是:当加样针接触到液体，其电容值发生变化，并导致锁相环输入电压信号的相位发生变化，此时锁相环电路将相位的变化转换为一个偏差电压，再经低通滤波器滤波、信号整形和电压放大后，液面探测系统输出正脉冲信号，并触发相应的MCU产生中断，最后由中央处理器完成控制加样针动作的启停。
[0009]振荡及分频电路可为液面检测电路提供一固定频率为&的输出电压V in，该电压作整个锁相环相位比较器的基准。加样针为一外接电容传感器，连接在CD4046典型芯片的6、7号引脚，构成RC振荡电路，振荡频率为f\。当加样针未接触到液体时，通过调节振荡及分频电路的电压Vin，满足条件f1= f。，此时，⑶4046典型芯片中相位比较器II的输出电压为O。当加样针接触到液体时，加样针的电容值发生改变，压控振荡器输出电压信号V。的频率发生改变，此时，f 0，即V。与基准信号V in存在相位差，故相位比较器将得到一个偏差电压AU，该电压经过由R213、R214、R215、R216、C208、C209、C210构成低通滤波电路滤除高频分量，最终输出一稳定电压信号VC0_0UT。VC0_0UT经过波形调制电路的放大、整形处理输出到MCU的中断信号输入端。
[0010]本实用新型的优点在于:加样针选用高可靠性电容式液位传感器，并采用锁相环CD4046电路完成对电容式传感器电容变化的检测、信号滤波和控制信号的输出，实现了减少交叉污染、提高仪器性能的目标，且本实用新型结构简单、稳定性好，解决了传统生化分析仪中经常存在的“撞针”和“空吸”等故障。
【附图说明】
[0011]图1是液面检测电路的原理图；
[0012]图2为波形调制电路的原理图。
【具体实施方式】
[0013]本实用新型将结合附图，通过以下实施例作进一步说明。
[0014]实施例。
[0015]附图1为液面检测电路的原理图。Probe信号连接至电容式吸样针，Vin信号连接至振荡及分频电路的输出端，VC0_0UT连接至波形调制电路的输入端。其中IC203为⑶4046典型芯片，SW201为拨动开关MK13C01，Probe连接至电容式吸样针，Vin信号连接至振荡及分频电路的输出端，VC0_0UT连接至波形调制电路的输入端。
[0016]附图2为波形调制电路的原理图。VC0_0UT连接至液面检测电路的输出端，放大器IC205B的7号引脚连接至控制器的信号输入端。其中IC205A、IC205B为运算放大器LM358AD，VC0_0UT连接至液面检测电路的输出端，放大器IC205B的7号引脚连接至控制器的中断信号输入端。
[0017]本实施例具体的连接方式是:⑶4046典型芯片IC203的6、7号引脚通过电容C207连接至加样针，⑶4046典型芯片IC203的12号引脚通过电阻R210和电位器RW201连接至开关芯片SW201的3号引脚，CD4046典型芯片IC203的9、13号引脚通过电阻R214、R215、R216和电容C208、C209、C210连接至波形调制电路的输入端VC0_0UT。开关芯片SW201的4号引脚通过电阻R202连接至开关芯片SW201的2号引脚，开关芯片SW201的2号引脚再通过电阻R207连接至开关芯片SW201的I号引脚，开关芯片SW201的I号引脚再通过电阻R208接地。放大器IC205A的3号引脚通过电阻R220连接至液面检测电路的输出端VC0_OUT，放大器IC205A的1、2号引脚通过电容C212、电阻R219、R217、R218、R219接地，放大器IC205A的8号引脚连接至电源端VCC_5V，放大器IC205A的4号引脚接地。放大器IC205B的5号引脚通过电阻R221连接至放大器IC205A的I号引脚，放大器IC205B的6号引脚通过R222连接至电源VCC_5V并通过电阻R233接地，放大器IC205B的7号引脚连接至MCU的中断信号输入端。
[0018]本实施例的工作过程是:振荡及分频电路可为液面检测电路提供一固定频率为的输出电压Vin，该电压作整个锁相环相位比较器的基准。加样针为一外接电容传感器，连接在⑶4046典型芯片IC203的6、7号引脚，构成RC振荡电路，振荡频率为f\。当加样针未接触到液体时，通过调节振荡及分频电路的电压Vin，满足条件f1= f C1，此时，⑶4046典型芯片IC203中相位比较器II的输出电压为O。当加样针接触到液体时，加样针的电容值发生改变，压控振荡器输出电压信号V。的频率发生改变，此时，f f C1，即V。与基准信号V in存在相位差，故相位比较器将得到一个偏差电压Δ U，该电压经过由R213、R214、R215、R216、C208、C209、C210构成低通滤波电路滤除高频分量，最终输出一稳定电压信号VCO_OUT。VCO_OUT经过波形调制电路的放大、整形处理输出到MCU的中断信号输入端。由于采用电容式传感方式检测液面，灵敏度高、可靠性强，降低了生化分析仪在加样过程中的故障发生的频率。
【主权项】
1.一种基于锁相环的液面探测电路，其特征在于:该电路包括液面检测电路、波形调制电路模块；液面探测电路的基准电压由振荡及分频电路提供，并由电容式结构的加样针作为液位传感方式，液面检测电路的输出端连接至波形调制电路的输入端，波形调制电路的输出端连接至MCU的中断信号端。
2.根据权利要求1所述基于锁相环的液面探测电路，其特征在于:所述的液面检测电路包括开关芯片SW201和⑶4046典型芯片IC203，Vin信号接入振荡及分频电路的输出端，作为锁相环电路的基准电压，Probe信号接至电容式吸样针，输出电压信号VC0_0UT接至波形调制电路的输入端。
3.根据权利要求1所述基于锁相环的液面探测电路，其特征在于:所述的波形调制电路包括两个放大器IC205A、IC205B及其外围电路，VC0_0UT连接至液面检测电路的输出端，放大器IC205B的7号引脚连接至MCU的中断信号输入端。
【专利摘要】本实用新型公开一种基于锁相环的液面探测电路，该电路包括液面检测电路、波形调制电路模块；液面探测电路的基准电压由振荡及分频电路提供，并由电容式结构的加样针作为液位传感方式，液面检测电路的输出端连接至波形调制电路的输入端，波形调制电路的输出端连接至MCU的中断信号端。本实用新型的优点在于：加样针选用高可靠性电容式液位传感器，并采用锁相环CD4046电路完成对电容式传感器电容变化的检测、信号滤波和控制信号的输出，实现了减少交叉污染、提高仪器性能的目标，且本实用新型结构简单、稳定性好，解决了传统生化分析仪中经常存在的“撞针”和“空吸”等故障。
【IPC分类】G01F23-26
【公开号】CN204373736
【申请号】CN201520032866
【发明人】万里霞, 李富贵, 吴丹, 罗亮, 张星原, 田志侠, 张明媛
【申请人】南昌百特生物高新技术股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月19日