一种多通道样品光电采集装置的制作方法

本实用新型涉及光电检测装置，具体涉体一种多通道样品光电采集装置。

背景技术：

生物实验室的科研员经常遇到需要检测多个样品的情况，但现有的检测设备单次可检测样品数量受限，无法满足批量检测需求，极大了降低了科研员的研发效率。

公开日为2015年5月13日的中国专利文献CN104614346A公开了一种循环水药剂浓度检测仪，包括微控制器，所述微控制器的电源端和电源模块相连，输出端和LCD显示模块相连，所述微控制器还有一路输入端和信号采集电路相连，所述信号采集电路的前端依次设有光电检测前置放大电路和信号处理电路；所述微控制器还有一路输出端通过光源信号发生模块和光源驱动模块相连，所述光源驱动模块和LED光源灯相连， 所述微控制器根据采集到的水药剂浓度信号来驱动光源驱动模块，并控制LED光源灯的强度、发射的周期或信号补偿。该技术方案提供了一种光电法检测试剂浓度的思路，但同样不适用于批量检测情形。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多通道样品光电采集装置，其具有多条检测通道，能够单次检测多个试剂样品。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种多通道样品光电采集装置，包括：检测台、控制单元以及设置在检测台上的导向单元、运动单元、检测单元、试样托盘，所述试样托盘具有按n行、m（m≥2）列均匀设置的n×m个放置试样用的试样位，所述导向单元包括滑块，所述试样托盘安装在由所述运动单元带动的所述滑块上；所述检测单元包括：光发生器、光线传感器，所述光线传感器能够接收由所述光发生器发出的、照射在所述试样后经散射或折射后形成的光线，输出信号至控制单元，所述控制单元接收来自光线传感器的信号，发送运动单元控制信号以控制所述运动单元。

优选的，所述多通道样品光电采集装置还包括至少两个位置传感器，所述位置传感器依次分别设置在所述滑块的前运动极限位置、后运动极限位置。

进一步的，所述位置传感器有三个，其中两个位置传感器为限位开关，所述限位开关用于安装在所述前运动极限位置、后运动极限位置，另一个位置传感器为接近开关，所述接近开关用于检测所述试样托盘的运动位置。

更进一步的，所述试样托盘上按所述试样位的行间距设有用于与所述接近开关配合的n个标位凸起，所述标位凸起设在与所述滑块运动方向平行的同一直线上。

优选的，所述光发生器设置在检测台上表面，在所述光发生器的上方，所述检测台上设有检测板，所述检测板的下表面固定设有m个遮光槽，所述m个遮光槽设置在所述光发生器的正上方，且与设置在遮光板下方的、属于同一行的m列试样位一一对齐，所述遮光槽内设有光线传感器。

进一步的，在外述导向单元的外侧、所述检测台的上表面设有增高平台，所述增高平台高于放置有试样的试样托盘的最高点，所述检测板安装在所述增高平台上，所述试样托盘设在所述增高平台、检测板、检测台的围合区域内。

优选的，所述运动单元包括设在检测台上表面的两端处的齿轮、套装在两端齿轮上的内齿皮带和驱动齿轮或皮带用的步进电机，所述齿轮的轮轴固定在检测台的上表面，所述步进电机安装在检测台上；

优选的，所述导向单元还包括导轨座以及呈对称安装在导轨座上的两根平行导轨，所述滑块安装在所述导轨上，所述导轨座安装在检测台的顶面且所述导轨平行于所述两端处齿轮的轮轴连线，其中一个滑块与所述内齿皮带固定连接。

优选的，所述控制单元包括：直流电源、内置模数转换器的单片机、步进电机驱动器、存储模块、显示器，所述直流电源分别为单片机、存储模块、光线传感器、接近开关供电，所述接近开关的信号输出端与所述单片机的I/O接口通过电阻电连接，所述光线传感器的信号输出端分别并联连接有接地的电阻、信号放大电路，所述信号放大电路的输出端与所述单片机的ADC端口电连接，所述单片机的I/O接口分别与步进电机驱动器、存储模块、显示器电连接，所述步进电机驱动器的输出接口与所述步进电机电连接。

进一步的，所述控制单元还包括USB插口，所述直流电源为USB插口提供5VDC电压，所述USB插口的数据接口与单片机的USB串行引脚接口电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：

1.本实用新型具有多条检测通道，能够单次检测多个试剂样品；采用单片机控制运动单元的工作，接收检测单元输出的信号，具有批量检测的能力，效率高；

2.本实用新型采用位置传感器，通过限位开关及接近开关，可提高多通道样品光电采集装置的自动化程度，节省时间。

附图说明

图1为一种多通道样品光电采集装置的俯视图。

图2一种多通道样品光电采集装置的测试台俯视图。

图3为图2的前视图。

图4为一种多通道样品光电采集装置的试样托盘的俯视图。

图5为一种多通道样品光电采集装置的检测板的仰视图。

图6为一种多通道样品光电采集装置的电气原理框图。

图7为一种多通道样品光电采集装置的单片机的电路图，其中，DCC为5VDC输入，DADD为3.3VDC输入。

图8为一种多通道样品光电采集装置的前向电路图。

图9为一种多通道样品光电采集装置的后向电路图。

图10为一种多通道样品光电采集装置的电源电路图。

图11为一种多通道样品光电采集装置的触摸屏的电路图。

图中，1为检测台，2为导向单元，3为运动单元，4为试样托盘，5为检测板，6为控制单元，11为增高平台，12为光源，13为电气箱，211为主动齿轮，212为从动齿轮，22为内齿皮带，23为步进电机，31为导轨座，32为导轨，33为滑块，41为试样位，42为标位凸起，51为遮光槽，52为光线传感器，61为直流电源，62为单片机，63为步进电机驱动器，64为存储模块，65为显示器，66为接近开关，67为USB插口，68为限位开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：一种多通道样品光电采集装置，参见图1-11，包括：检测台1、导向单元2、运动单元3、固定光线传感器52用的检测板5以及能够接收传感器信号并控制运动单元3动作的控制单元6，运动单元3包括设在检测台1上表面的两端处的齿轮（包括主动齿轮211和从动齿轮212）、套装在两端齿轮上的内齿皮带22和驱动齿轮或皮带22用的步进电机23，齿轮的轮轴固定在检测台1的上表面，步进电机23安装在检测台上，本实施例中，主动齿轮211安装在步进电机23的输出轴上，步进电机23驱动齿轮转动，在其它实施例中，也可以是步进电机23的输出轴上安装有步进电机齿轮，步进电机齿轮驱动皮带运动；导向单元2包括导轨座31、呈对称安装在导轨座31上的两根平行导轨32和安装在导轨32上的滑块33，导轨座31安装在检测台1的顶面且导轨32平行于两端处齿轮的轮轴连线，其中一个滑块33与内齿皮带22通过胶粘的方式固定连接，滑块33的上方设有与滑块33固定连接的试样托盘4，试样托盘4具有按12行、8列均匀设置的96个放置试样用的试样位41，试样位41的底部材料为能够透光材料，试样托盘4上按试样位的行间距设有12个标位凸起42，标位凸起42设在与滑块33运动方向平行的同一直线上，本实施例中，标位凸起42设在试样托盘4的前侧，在其它实施例中，也可以设在试样托盘的后侧或底面上；在测试台1上表面、滑块33的外侧设有固定检测板5用的增高平台11，增高平台11高于放置有试样的试样托盘4的最高点，增高平台11的顶面安装有检测板5；检测板5的下表面固定设有8个遮光槽51，8个遮光槽51与设置在遮光板5下方的、属于同一行的8列试样位41一一对齐，遮光槽51内设有用于测量光强的光线传感器52，在光线传感器52的正下方、检测台1的上表面设有与光线传感器52一一对应的光源12，本实施例中，选用LED灯珠；检测台1上设有接近开关66，接近开关66的探测面与标位凸起42对应，且当试样位41的第一行或最后一行位于光线传感器52下方时，接近开关66与第一个或最后一个标位凸起42对应，控制单元6分别与光线传感器52、接近开关66、步进电机23电连接。

参见图6-11，本实施例中，控制单元6包括：直流电源61、单片机62、模数转换器、步进电机驱动器63、存储模块64、显示器65，直流电源61分别为单片机62、模数转换器、存储模块64、光线传感器52外围电路、接近开关66外围电路提供电压，接近开关66的输出端与单片机62的I/O接口电连接，光线传感器52外围电路与模数转换器的模拟输入端电连接，模数转换器的数字输入端与单片机62的I/O接口电连接，单片机62的I/O接口分别与步进电机驱动器63、存储模块64、显示器65电连接，步进电机驱动器63的输出接口与步进电机23电连接，其中显示器65安装在检测板5的上表面，直流电源61、单片机62、模数转换器、步进电机驱动器63，存储模块64、显示器65设置在电气箱13内。本实施例中，光线传感器型号为GA1A1S202WP，单片机62选用STM32F103VxT，电压为3.3VDC，其集成有12位模数转换器，故光线传感器52外围电路直接接入单片机62的AD接口；接近开关型号为SN04-P，为PNP型开关，电压为12VDC，限位开关型号为D4V-8104Z，存储模块为W25Q64CV，电压为3.3VDC，显示器为屏幕上贴有四线电阻触摸屏的七寸显示器，显示器型号为AT070TN92，显示器驱动器为SSD1963，触摸屏驱动器型号为ADS7843；步进电机驱动器型号为XNFDR4，电压为5VDC，步进电机型号为SST56C320X，电压为20-50VDC，直流电源61选用能够输出12VDC、5VDC、3.3VDC的型号或者等效电源。

参见图6-7，本实施例中， STM32F103RxT集成有USB串行引脚接口，控制单元6还包括USB插口67，直流电源61为USB插口67提供5VDC电压，USB插口67的数据接口与单片机62的USB串行引脚接口电连接。

参见图2，和图6-7，本实施例中，多通道样品光电采集装置还包括用于限制试样托盘运动区域的两个限位开关68，限位开关68固定在检测台1上，本实施例中，限位开关型号为D4V-8104Z，电压为12VDC，直流电源61为其提供12VDC电源，限位开关68输出端串联电阻后通过或门电路（型号7432）与单片机62的I/O电连接。

上述多通道样品光电采集装置的工作过程是，单片机通过限位开关判断试样托盘的左右极点位置，并通过步进电机驱动器控制步进电机的正反转动方向；为避免多次开启LED灯珠对LED造成损坏，在检测过程中，LED为常亮状态，在步进电机通过内齿皮带带动滑块向左移动时，固定在滑块上的试样托盘向左移动，当接近传感器感应到标位凸起时，试样位刚好位于光线传感器下方，检测台上的LED灯珠发出的光通过能够透光的试样位的底部照射到试样中，试样正上方的光线传感器接收该光亮，并向单片机发出电信号，单片机内部通过光亮－浓度对照表对比出试剂的浓度，显示在显示器上，并存储在存储模块中。当需要拷取检测结果时，可以利用USB接口读取存储器内部数据。

上述多通道样品光电采集装置的有益效果是：具有多条检测通道，能够单次检测多个试剂样品；利用接近开关对准试样位，通过单片机控制步进开关的工作，具有批量检测的能力；通过限位开关，可提高多通道样品光电采集装置的自动化程度。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。