一种高性能液面探测控制装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种医疗检测技术，尤其涉及一种高性能液面探测控制装置及系统。
【背景技术】
[0002] 在样本分析时，需要吸液探针对待测样本或反应试剂进行取样。由电机带动吸液 探针下行，接触液面并下行一定位移，以满足精确的加样量要求。同时下行位移不能太深， 以免不能对吸液探针进行有效的清洗或导致探针刺穿试管，这就需要吸液探针进行精确的 液面探测。
[0003] 目前广泛采用的液面探测方法为容式液面探测，依据探针在接触液面时电容的变 化来判定接触液面与否。电容式液面探测具有灵敏度高、响应快等特点。现有技术公开了一 种化学发光免疫分析液面探测方法，该方法针对不同位置处的容器，由吸液探针对容器内 的分布电容进行预测，从而得到不同位置和电容变化的一种配对关系，根据吸液探针感应 电容与对应的电容阀值的大小进行比较，超出阀值范围则认为探测到液面。然而，该方法需 依据预测的分布电容大小来进行液面探测，存在很大的不确定度，因此，传统方法容易误 判，抗干扰性能较差，以至于探测液面的准确度不高。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种准确度较高的高性能液面探测控制装置及系统。
[0005] -种高性能液面探测控制装置，其包括一样本管、一试管盘、一感应板、一吸液探 针及一采样控制电路，所述样本管内盛放有待检测的样本液体，其承载于所述试管盘上;所 述试管盘部分收容于所述感应板中；所述吸液探针用于吸取所述样本管中的样本液体;所 述采样控制电路分别与所述感应板和所述吸液探针电性连接，所述采样控制电路在所述吸 液探针上加载一激励电压并采集所述感应板上的感应电压;所述采样控制电路计算当前采 集的感应电压与上一次采集的感应电压的比值并根据所述比值来判断所述吸液探针是否 探测到液面，当所述比值大于一预设阈值时，判断所述吸液探针探测到所述样本液体的表 面。
[0006] -种液面探测控制系统，其包括如上所述的高性能液面探测控制装置、一执行机 构及一运动控制模块;所述运动控制模块连接在所述采样控制电路和所述执行机构之间； 所述吸液探针安装在所述执行机构上;所述运动控制模块根据所述采样控制电路的输出信 号控制所述执行机构带动所述吸液探针停止运动或继续运动。
[0007] 相较于现有技术，本发明提供的高性能液面探测控制装置及系统通过采集所述吸 液探针在接触样本管内液体表面前后的感应电压，并根据前后两次的感应电压的比值来判 断所述吸液探针是否接触到液面，由于感应电压与液面探测控制装置中样本管、试管盘及 感应板之间的结构与分布电容相对应，在吸液探针接触液面前后，吸液探针与液面形成的 分布电容会发生突变，因此在吸液探针接触液面前后采集的感应板电压也将发生突变，从 而根据接触液面前后感应电压比值能准确判断吸液探针是否接触液面。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明实施方式提供的液面探测控制装置的结构示意图。
[0009] 图2为图1中的液面探测控制装置中的采样控制电路的电路图。
[0010] 图3为本发明实施方式提供的液面探测控制系统的结构示意图。
[0011] 主要元件符号说明：100、液面探测控制装置，10、样本管，20、试管盘，30、感应板， 40、吸液探针，50、采样控制电路，51、差分放大器，52、模数转换器，53、控制模块，54、电压源 产生模块，541、频率发生器，542、电流电压转换器，55、放大器，110、液面探测控制系统， 111、执行机构，112、运动控制模块
【具体实施方式】
[0012] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0013] 请参考图1-2,为本发明实施方式提供的一种液面探测控制装置100,其包括一样 本管10、一试管盘20、一感应板30、一吸液探针40及一采样控制电路50。
[0014] 所述样本管10内盛放有待检测的样本液体。本实施方式中，所述样本管10为真空 采血管。当所述吸液探针40伸入到所述样本管10中时，所述吸液探针40与所述样本管10之 间形成一第一分布电容Ci。第一分布电容Ci与所述吸液探针40的针尖和样本液体的液面之 间的距离有关，故Ci为变量。
[0015] 所述试管盘20上开设有多个承载孔，所述样本管10承载于所述承载孔中，所述样 本管10与所述试管盘20之间形成一第二分布电容C2。本实施方式中，试管盘20为金属材质， 在实际应用过程中，试管盘20可以为转盘。
[0016] 所述感应板30设置在试管盘20的底部，试管盘20部分收容于感应板30中且试管盘 20与感应板30相互间隔设置。本实施方式中，感应板30为金属材质，在实际应用过程中，感 应板30为固定设置，也即无论试管盘20是否可转动，感应板均设置为固定不动。试管盘20与 所述感应板30之间形成一第三分布电容C3。感应板30与地之间形成一第四分布电容C4。所述 样本管10与所述试管盘20之间、所述试管盘20与所述感应板30之间、及所述感应板30与地 之间的间隙固定不变，因此第二分布电容C 2，第三分布电容C3，第四分布电容C4均为常数。可 以理解的是，在实际应用中感应板30与试管盘20及样本管10之间的间距可依实际需要自行 设定。
[0017] 所述采样控制电路50用于在吸液探针40或感应板30上加载一交流激励电压并采 集相应的感应电压，本实施方式中，采样控制电路50在吸液探针40上加载一交流激励电压 Vac，并采集所述感应板30上的感应电压Vt。可以理解的是，采样控制电路50亦可在感应板30 上加载一交流激励电压时，此时采集吸液探针40上的感应电压。采样控制电路50包括一差 分放大器51、一模数转换器52、一控制模块53、一电压源产生模块54及一放大器55，在本实 施方式中，差分放大器51与模数转换器52共同构成米样电路用于米集感应板30的电压。若 在感应板30上加载一交流激励电压时，此时差分放大器51与模数转换器52共同构成米样电 路用于采集吸液探针40上的感应电压。所述差分放大器51包括两个输入端Inl、In2与一个 输出端，在本实施方式中，差分放大器51的一个输入端Ini通过第一导线T1与所述感应板30 相连接，另一个输入端In2悬空设置即可，其中，若在感应板30上加载交流激励电压，此时差 分放大器51的一个输入端Ini通过第一导线Τ1与吸液探针40相连接即可。可以理解的是，为 使抗干扰效果更好，本实施方式中，输入端In2通过第二导线T2悬空，优选地，第一导线T1与 第二导线T2的长度大致相等，如采用双绞等长或平行等长等结构。差分放大器51的输出端 与所述模数转换器52相连，所述放大器55的一端与吸液探针40相连，放大器55的另一端与 所述电压源产生模块54相连，所述控制模块53分别与模数转换器52与电流电压转换器542 相连接。
[0018] 本实施方式中，电压源产生模块54包括一频率发生器541及一电流电压转化器 542,所述电流电压转换器542连接在所述放大器55与所述频率发生器541之间，所述控制模 块53连接在所述频率发生器541与所述模数转换器52之间。其中，频率发生器541产生固定 频率和幅度的交流电流信号，优选地，频率发生器541为直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)。可以理解的是，电压源产生模块54也可为波形发生器或者直 接由单片函数发生器构成。其中，所述电流电压转换器542包括一电容和一电阻;所述电容 连接在所述放大器55和所述频率发生器541之间，所述电阻的一端连接在频率发生器541与 电容之间，电阻的另一端接地。
[0019] 在检测过程中，控制模块53控制频率发生器541输出一固定频率的交流电流信号 至电流电压转换器542,电流电压转换器542将电流信号转化为电压信号，放大器55对电压 信号进行放大，放大器55给吸液探针40加载交流激励电压Vag。差分放大器51与模数转换器 52组成的采集电路间隔一定时间采集所述感应板30上的感应电压，间隔时间的长短依需要 自行设定，模数转换器52将感应电压的模拟信号转化为数字信号，控制模块53计算前后两 次采集的感应电压的比值，并根据比值判断所述吸液探针40是否接触到样本液体的液面。
[0020] 在液面探测装置100所形成的电路回路中，当所述吸液探针40未与样本液体接触 时，第一分布电容&的绝对值很小，如0.5pF左右，第二分布电容C 2，第三分布电容C3，第四分 布电容C4远大于第一分布电容Cl。当所述吸液探针40的针尖接触样本液体的液面时，第一分 布电容G趋近无穷大。C s为心，(：2，(：3三个电容的串联总电容，根据电容串联公式可得：
述感应板30上的感应电压。当接触液面时，第一分布电容C1趋近无穷大，此时，吸液探针接 触到液面时所述感应板30上的感应电压
> 接触前后两次