液体分发系统的制作方法

本实用新型涉及液体分发技术领域，尤其涉及注液精度高的液体分发系统。

背景技术：

传统技术中通常以机械计量分发少量液体，机械计量结构一般包含液筒和设于液筒内的推杆，通过推杆向下推送时将液筒中的液体送出，这种机械计量结构虽然能实现液体分发功能，但分发精度较低，无法适用于微量液体分配。

因此，如何设计注液精度高的液体分发系统是业界亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提出了采用高精度步进方式分液的液体分发系统。

本实用新型采用的技术方案是，设计液体分发系统包括：底座、设于底座上的支撑架、安装在支撑架上的电机和液筒、设于液筒内且由电机驱动升降的活塞杆、安装在液筒底端开口处的加样针、设于加样针下方的试剂瓶、检测试剂瓶中液面位置的传感器。电机和传感器连接有控制电路，控制电路包括：控制器、将传感器的检测信号传递给控制器的检测板、接收控制器的工作指令并驱动电机执行的驱动板。

优选的，检测板上设有信号处理电路，信号处理电路包括：控制芯片、给控制芯片输入参考电压的辅助电源电路、启动或关闭控制芯片的切换开关，传感器连接控制芯片的输入端，控制芯片的输出端与控制器连接。

优选的，辅助电源电路包括：电源芯片、第一比较器、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和电阻r5，电源芯片的正极输入引脚接有3v电压、负极输入引脚通过电阻r1接地，电阻r3的一端接地、另一端接在电源芯片的正输出引脚，第一比较器的同向端连接电源芯片的正输出引脚，电阻r2的一端接地、另一端接在第一比较器的反向端，电阻r4的一端接有5v电压、另一端连接第一比较器的反向端，第一比较器的输出端连接控制芯片，电阻r5的一端接有5v电压、另一端连接第一比较器的输出端。

优选的，切换开关的正极接有5v电压，切换开关的负极连接控制芯片，切换开关的负极还连接有接地的电阻r9。

优选的，检测板上设有与控制芯片连接的工作通讯接口，控制芯片和控制器通过工作通讯接口连接。

优选的，检测板上还设有备用通讯接口。

优选的，驱动板上设有电机驱动电路，电机驱动电路包括电机驱动芯片，电机驱动芯片的控制端连接控制器，电机驱动芯片的输出端连接电机。

优选的，传感器采用电容式液位计或压力式液位计。

优选的，电机采用步进电机。

本实用新型采用电机驱动活塞杆升降以注射液体，加样精度由电机运动精度确定，加样过程中液面的实际高度由传感器检测，控制器根据预设的加样量和传感器反馈的实际液位高度来控制电机运动，加样精度高，适用范围广。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型中液体分发系统的示意图；

图2是本实用新型中控制芯片的电路示意图；

图3是本实用新型中切换开关的电路示意图；

图4是本实用新型中通讯接口的电路示意图；

图5是本实用新型中辅助电源电路的电路示意图；

图6是本实用新型中电机驱动芯片的电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的液体分发系统包括：底座、支撑架、电机1、液筒、活塞杆、加样针2、试剂瓶3、传感器4和控制电路5，支撑架安装在底座上，电机1和液筒安装在支撑架上，电机1位于液筒的上方，活塞杆设于液筒内，液筒的底端设有开口，加样针2的顶端安装在开口处，加样针2的底端安装在试剂瓶3中，电机1的输出轴与活塞杆连接固定，通过电机1驱动活塞杆升降运动，活塞杆下降时挤压液筒内的液体，通过加样针2向试剂瓶3中注入。传感器4用于检测试剂瓶3中液面的位置，可采用电容式液位计或压力式液位计。电机1和传感器4连接在控制电路5上，控制电路5包括：控制器、将传感器4的检测信号传递给控制器的检测板、接收控制器的工作指令并驱动电机1执行的驱动板。

具体来说，检测板上设有信号处理电路，信号处理电路包括：控制芯片、给控制芯片输入参考电压的辅助电源电路、启动或关闭控制芯片的切换开关，传感器连接控制芯片的输入端，控制芯片的输出端与控制器连接。

如图2至4所示，控制芯片u1的p05引脚串联电容c1后接地，p01引脚串联电阻r6后连接通讯接口j3，p23引脚连接切换开关的负极，切换开关的正极接有5v电压，切换开关的负极还连接有接地的电阻r9。控制芯片u1的p15引脚串联绿色led1和电阻r1后接入5v电压，p13引脚串联红色led2和电阻r2后接入5v电压，p11引脚连接通讯接口j2。控制芯片u1的vdd引脚接有3v电压，vdd引脚还连接并联的电容c2和电容c3，电容c2和电容c3的另一端接地，p06引脚连接有电位器vr1，p25引脚连接传感器，p14引脚连接辅助电源电路。

如图5所示，辅助电源电路包括：电源芯片u2、第一比较器、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和电阻r5，电源芯片u2的正极输入引脚接有3v电压、负极输入引脚通过电阻r1接地，电阻r3的一端接地、另一端接在电源芯片的正输出引脚，第一比较器u3a的同向端连接电源芯片的正输出引脚，电阻r2的一端接地、另一端接在第一比较器u3a的反向端，电阻r4的一端接有5v电压、另一端连接第一比较器u3a的反向端，第一比较器u3a的输出端连接控制芯片u1的p14引脚，电阻r5的一端接有5v电压、另一端连接第一比较器u3a的输出端。

如图6所示，驱动板上设有电机驱动电路，电机驱动电路包括电机驱动芯片u2，电机驱动芯片u2的控制端连接控制器，电机驱动芯片u2的输出端连接电机1。电机驱动芯片u2的四个输出引脚out2b、out1b、out2a、out1a接在接线端子xh4上，电机1通过接线端子xh4与电机驱动芯片u2连接，每个输出引脚还连接有一端接地的电阻，电机驱动芯片u2的vref引脚串联电阻r11后接有5v电压，vref引脚串联电阻r22后接地，osc1引脚串联电容c29后接地，nfb引脚串联电阻r40后接地，nfa引脚串联r42后接地。

控制器连接有输入装置，通过输入装置向控制器输入预设的加样量，控制器比较加样量和传感器反馈的液位高度，发送控制指令给电机驱动电路，再由电机驱动电路驱动电机运动，以准确控制加液量。在优选实施例中，电机1采用步进电机，电机驱动电路为步进电机驱动电路，通过对步进电机运动的精确控制，以使连接的活塞杆以非常微小的步进动作，在微量条件下将微量液体分发出去，提高电机的运动速度和运动行程可以进行大液量的分发，液位可以灵活控制到试剂瓶3的任意位置，以实现试剂瓶3的全量程都可以无损加样。

较优的，检测板上设有与控制芯片u1连接的工作通讯接口，控制芯片u1和控制器通过工作通讯接口连接，检测板上还设有备用通讯接口，在控制芯片接入外部设备或有其他连接需要时，可将备用通讯接口连接控制芯片上，以便于控制芯片功能的扩展设计。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。