一种自动免疫工作站中的液面探测装置的制作方法

本发明属于医学检验、食物检验、生物学实验设备技术领域。

背景技术

在医学检验、食物检验、生物学实验过程中，elisa和clia是临床实验室进行的常规检验方法，目前的检验过程为，在96孔板上进行样本和试剂的添加，然后进行孵育、洗板、数据测量等工作，在整个过程中加样本和试剂的环节工作量最大，其加样精度和位置准确度在整个检测过程中起着关键性的作用。目前国内加样本和试剂主要分手工和自动加样两种方法。我国中小型医疗机构由于条件限制，加样过程全部由手工完成，存在加样位置及加样精度误差等现象，影响检测结果。而进口的自动加样系统又存在着费用昂贵、耗材成本高、体积大、操作复杂、维护成本高等弊端，很难得到普及。

在自动加样系统中取样机构是核心，现有的国内设备在吸液、分液方面准确度不高，而国外设备价格昂贵。此外现有的加样设备还存在容易出现样本间交叉污染的问题，严重影响检验工作的质量。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种自动免疫工作站中的液面探测装置,它能够提高自动加样系统的加样精度和加样位置准确度，同时采用普通一次性tip头，降低检测成本，克服交叉污染。以较低成本的取样机构，实现了自动取样系统的高速、高质量的工作。

本发明的技术方案是：在取样臂横梁上面安装有柱塞泵，柱塞泵与取样臂横梁固定，电磁阀与柱塞泵腔体的一个连接端相连接，通过螺钉固定在柱塞泵上，取样头连接机构垂直固定于取样臂横梁，取样头连接机构与柱塞泵通过软管连接，在连接的管路中有压力传感器连接于管路中。

电磁阀为双通阀，其中一端通过连接软管实现柱塞泵密闭腔体与电磁阀的连接；另一端通过连接软管与空气的连通，当电磁阀关闭时，柱塞泵密闭腔体与空气断开，当电磁阀打开时，柱塞泵密闭腔体与空气连通。

压力传感器有两个连接头，分别连接于柱塞泵密闭腔体与取样头连接机构中，用来检测管路中的压力。

取样头连接机构为锥形管体。

本发明的有益效果是：1、避免了目前在大多数仪器中所采用钢针取样所带来的交叉污染的风险。2、采用普通取样头避免了目前主要依赖进口的一次性导电塑胶取样头的昂贵的价格(导电取样头的价格是普通针头的十倍左右)，降低了仪器的耗材成本。3、柱塞泵直接固定于取样横梁上，缩短了与取样头连接机构的连接管长度，提高取样精度。4、采用电磁阀控制管路与空气连通，柱塞泵打开后管路压力直接恢复到初始的空气压力，不会因为柱塞泵的复位造成管路中的压力变化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的应用实施例的流程图；

图3是本发明的一种实施例的液面检测模拟信号幅度-位移波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图1所示，1步进电机；2直线传动机构；3柱塞泵腔体；4柱塞泵橡胶塞；5电磁阀；6柱塞泵密闭腔体；7连接软管实现柱塞泵密闭腔体与电磁阀的连接；8连接软管，实现电磁阀与空气的连通；9连接软管，实现柱塞泵密闭腔体与压力传感器的连通；10压力传感器；11连接软管，实现了压力传感器与取样头连接机构的连通；12取样头连接机构；13一次性取样头；14待测样本；15样本管；16取样臂横梁。

本发明可以用于检测液面的液面探测机构，用于维持气腔中的气体恒定的液路清洗机构，用于控制液面探测机构和液路清洗机构的控制系统，所述液面探测机构、所述液路清洗机构分别和所述控制系统相连接。

具体地，如图1所示，所有的部件都安装在取样臂横梁16上，取样臂横梁16上下移动和旋转，来带动整个装置进行运动。所述液面探测机构1为步进电机，通过步进电机1的转动带动直线传动机构2，从而实现了柱塞泵橡胶塞4的移动。柱塞泵橡胶塞4的移动造成了柱塞泵密闭腔体6的体积变化。柱塞泵密闭腔体6的体积变化实现了通过联通管路进行吸样和放样。

所述的电磁阀5为双通阀，其中一端通过连接软管7实现柱塞泵密闭腔体与电磁阀的连接。另一端通过连接软管8与空气的连通，当电磁阀关闭时，柱塞泵密闭腔体6与空气断开，当电磁阀5打开时，柱塞泵密闭腔体6与空气连通。

所述的压力传感器10有两个连接头，分别连接于柱塞泵密闭腔体6与取样头连接机构12中，用来检测管路中的压力。

在检测的初始状态整个装置处于样本管15的正上端，当进行检测时，取样臂横梁16带动整个装置下降，逐渐接近待测样本14。同时进行步进电机15的运动及通过压力传感器10进行信号检测。当通过软件检测到液面时，取样臂横梁16停止运动，此时一次性取样头13的下端应该处于待测样本14的液面以下。之后打开电磁阀5，步进电机15继续运行带动柱塞泵橡胶塞4运动到柱塞泵密闭腔体6的底部，然后关闭电磁阀5，此时柱塞泵密闭腔体6的体积最小。液面探测结束，可以进行吸样操作。

本发明还提供了一种基于上述所述液面检测装置的检测方法，其中，包括以下步骤：

本发明中柱塞泵运行同时横梁向下移动s1距离，需要根据不同的样本管进行设定。

本发明中的阈值△v，需要根据不同的使用环境及具体机型进行设定。

本发明还提供一种液面检测方法的具体应用实施例的液面检测模拟信号幅度-位移波形图，如图3所示，其中在△t1时间段整体的机构处于静止状态，其检测的压力值均为0.51v左右。△t2时间段为柱塞泵运行，同时横梁向下运行阶段，由于柱塞泵密闭腔体6的体积变小，管路中有气体均匀排出，此时管路中的压力为0.55v左右。△t3时间段为一次性取样头13，进入到液面以下，此时柱塞泵继续运行，压力变大，为0.58v左右。△t4时间段为电磁阀5打开，此时柱塞泵密闭腔体与空气连通，压力传感器10检测到的压力恢复到0.51v左右。

本发明还提供了一种液面检测方法的应用实施例的流程图，如图2所示，所述方法包括：

步骤a1、开始，之后执行步骤a2;

步骤a2、步进电机1开始转动，柱塞泵密闭腔体变小，由连接软管9、压力传感器10、连接软管11、取样头连接机构12、一次性取样头13组成的管路中的压力产生变化。初始阶段管路压力不稳定，横梁沿着z方向运动，运动到s1距离之后执行步骤a3；

步骤a3、压力传感器采集此处的压力值v1，之后执行步骤a4；

步骤a4、柱塞泵电机运动同时横梁向z轴方向运动，同时每隔一段时间采集压力值v2，之后执行步骤a5；

步骤a5、判断v2-v1是否大于阈值△v，如果是则执行步骤a6，如果否，则执行步骤a4；

步骤a6、检测到液面，输出检测到液面信号，之后执行步骤a7；

步骤a7、打开电磁阀5，步进电机继续运行带动柱塞泵密闭腔体到底部。然后关闭电磁阀5。

步骤a7、液面探测结束。

综上所述，本发明提供了一种液面检测装置及检测方法，所述装置包括用于检测液面的液面探测机构，用于维持气腔中的气体恒定的液路清洗机构，用于控制液面探测机构和液路清洗机构的控制系统，所述液面探测机构、所述液路清洗机构分别和所述控制系统相连接。本发明通过对吸液管中压力变化的分析进行液面检测的方法，提供一个结构简单、稳定、准确性和可靠性高的液面检测方法及装置，提高了液面检测的灵敏度。