专利名称：自动酶标洗板机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动控制装置，更确切地说是涉及一种自动控制清洗酶标板条的装置。
自动酶标洗板机是为医院、血站、卫生防疫部门作酶联免疫(FLISA)分析时，清洗酶标板(或条)的专用仪器，由于实验分析是通过洗涤来分离游离的酶标记物，通过洗涤来清除残留在酶标板微孔中未与固相抗原(或抗体)结合的物质及反应过程中非特异性的干扰吸附物，因此洗板的精确性及彻底性直接关系到实验分析的成败及灵敏度、稳定度。
现有的洗板机通常包括两大部分，一是液路、气路及其清洗装置，二是控制装置，其中控制装置产生各种控制信号用于管理气路、液路及完成整个清洗过程。由于在实际实验操作中，清洗次数、清洗排数、浸泡时间及洗板方式并不是固定不变的，即大多数医院、防疫站为了保证FLISA的实验质量，提高临床检验水平及提高工作效率，迫切需要的是一种较高档次的洗板机，可随意设定清洗次数、清洗排数、浸泡时间及清洗方式等。
本实用新型的目的是为酶标洗板机设计一种自动控制器，在现有控制器技术的基础上进一步向精密、准确、多功能的方向发展，且结构简单可靠，操作方便。
自动酶标洗板机的液路、气路、清洗装置(另案申请实用新型专利)包括高品质双头微型泵、设置有吸液管及加液管的清洗头、承载酶标板的托盘、洗液瓶、缓冲瓶、废液瓶和电磁阀。控制器控制双头微型泵使气路产生正气压并配合电磁阀完成清洗过程中的加液；控制器控制双头微型泵使气路产生负气压完成清洗过程中的吸液；控制器通过控制清洗头的上、下运动再配合泵、阀的动作实现对酶标板条上微孔的吸液、加液；在对酶标板一排微孔作完清洗加液浸泡后，控制器通过控制托盘的水平移动带动酶标板移动，使下一排微孔位于清洗头下方。一次清洗过程包括清洗头下降到酶标板微孔底部吸液；清洗头上升到微孔顶面位置加液；清洗头上升到起始位置停止或开始。
本实用新型自动酶标洗板机控制器包括单片微处理器、输入命令及参数的键盘、液晶显示器、控制程序存贮器、应用参数存贮器和输出执行驱动电路，其特征在于还包括托盘的水平运动起始位置检测电路、清洗头的垂直运动起始位置检测电路和废液瓶的液位监测电路；所述托盘的水平运动起始位置检测电路、所述清洗头的垂直运动起始位置检测电路及所述废液瓶的液位监测电路的输出分别与所述单片微处理器的I/O口连接；所述的输出执行驱动电路包括并行扩展接口、分别与并行扩展接口连接的清洗头垂直运动步进电机控制驱动电路、托盘水平运动步进电机控制驱动电路、液路中电磁阀控制驱动电路和气路中泵的控制驱动电路，并行扩展接口的输入连接单片微处理器的I/O口。
所述托盘的水平运动起始位置检测电路及所述清洗头的垂直运动起始位置检测电路分别是由光电耦合器与电压比较器连接构成的光电传感电路。
所述的清洗头垂直运动步进电机控制驱动电路、所述的托盘水平运动步进电机控制驱动电路、所述的液路中电磁阀控制驱动电路和气路中泵的控制驱动电路分别是由光电耦合器连接晶体三极管构成。
所述的废液瓶的液位监测电路是一设置在废液瓶瓶盖上的浮子开关。
下面结合实施例附图进一步说明本实用新型的技术
图1、自动酶标洗板机清洗系统结构框图图2、自动酶标洗板机控制器原理框图图3、图2中单片微处理器及其外围部件实施电路图图4、图2中并行扩展接口及水平、垂直运动步进电机控制驱动电路图图5、图2中水平、垂直运动起始位置检测电路图图6、图2中泵及电磁阀的控制驱动电路图参见图1，自动酶标洗板机清洗系统包括清洗头10、废液瓶11、缓冲瓶12、泵13、安全阀14、洗液瓶15和电磁阀16。清洗头长针101用于吸液，清洗头短针102用于加液。控制泵13产生正压并打开电磁阀16时，洗液瓶冲洗液经液路压入酶标板微孔；当控制泵13产生负压时，酶标板微孔中洗液被吸入废液瓶11中。废液瓶11内装有液位监测用浮子开关111，用于在液位超限时通知单片微处理器告警。清洗头10的起始位置及托盘17的起始位置由设置的光电传感电路检测。
参见图2，控制器以单片微处理器201为核心部件，采用带有控制程序存贮器的单片机，可省去外部程序存贮器。202为废液瓶液位监测电路，203为托盘水平运动起始位置检测电路，204为清洗头垂直运动起始位置检测电路，205为命令及参数输入键盘，206为液晶显示器，207为数据存贮器，208为并行扩展接口，209为清洗头垂直运动步进电机控制驱动电路，210为托盘水平运动步进电机控制驱动电路，211为高品质双头微型泵控制驱动电路，212为电磁阀控制驱动电路。微处理器201通过203、204检测电路检测出清洗头、托盘的初始位置后，经计算步进步数实现两维精确定位，实施例精度可达0.2mm。
控制器采用人机对话、菜单操作方式工作，存贮有十个用户程序，可调整清洗次数、清洗排数、浸泡时间，冲洗位置与漂洗位置，提供有板式清洗、板式精密清洗、条或清洗、条式精密清洗及快速清洗等五种清洗方式供用户选择，为了有效地降低清洗头堵塞的可能还设计了冲洗管路的功能。板式清洗适用于需要较长浸泡时间的洗板过程，从第一排微孔开始依次对规定的各排微孔进行清洗，然后返回起始位置直到浸泡时间结束后再开始下一轮的清洗。条式清洗则适合于不需要较长浸泡时间的洗板过程，对每一排连续冲洗规定的次数后再开始下一排的冲洗。板式精密清洗与条式精密清洗则是在板式清洗与条式清洗的基础上增加对微孔底部的近距离冲洗及稀释过程，从而达到更好的清洗效果。快速清洗亦称淋浴式冲洗，可对微孔底部进行2-9秒可调的连续冲洗。可对微孔底部进行2-9秒可调的连续冲洗。
参见图3，单片微处理器89C52，其P10-15接键盘，其中断口INTO接废液瓶液位监测浮子开关111，其POO-PO7接数据锁存器74LS373，锁存低位地址A0-A7，其P20-P27接高位地址A8-A15，数据存贮器2864用于存贮应用参数，可编程逻辑电路GAL16V8用于译码产生显示器LCD的片选信号E、产生并行扩展接口8255的片选信号55CE(见图4)和产生数据存贮器2864的片选信号64CE、640E。
参见图4，并行扩展接口8255的D0-D7接单片机89C52的P00-P07，其输出PA0-PA7口、PB0-PB7口分别通过光电耦合器、晶体三极管接水平运动步进电机及垂直运动步进电机(均为四相步进电机)，其PC0-PC3口接图6中同名端，用于控制泵及电磁阀。
参见图5，清洗头垂直运动起始位置检测电路及托盘水平运动起始位置检测电路均由光电耦合器连接电压比较器构成，电压比较器输出接图3中单片机的P16、P17端。
参见图6，门电路IC1、光电耦合器B1、晶体管N1连接构成电磁阀V的控制驱动电路，门电路IC2、固态继电器(带光耦)J1连接构成液压泵P的控制驱动电路。门电路IC3、扬声器Y等连接构成报警电路。
本实用新型采用Intel公司51系列高档单片机为主控芯片，外接EEPROM为工作参数与用户程序存贮器，并提供有LCD控制与显示、两台步进电机的控制与驱动、两维运动的位置监测、键盘的去抖与识别和泵、阀的控制驱动。在电脑控制下自动完成酶标板的清洗，设计有多种清洗方式供用户选择可达到最佳清洗效果。
权利要求1.一种自动酶标洗板机控制器包括单片微处理器、输入命令及参数的键盘、液晶显示器、控制程序存贮器、应用参数存贮器和输出执行驱动电路，其特征在于还包括托盘的水平运动起始位置检测电路、清洗头的垂直运动起始位置检测电路和废液瓶的液位监测电路；所述托盘的水平运动起始位置检测电路、所述清洗头的垂直运动起始位置检测电路及所述废液瓶的液位监测电路的输出分别与所述单片微处理器的I/O口连接；所述的输出执行驱动电路包括并行扩展接口、分别与并行扩展接口连接的清洗头垂直运动步进电机控制驱动电路、托盘水平运动步进电机控制驱动电路、液路中电磁阀控制驱动电路和气路中泵的控制驱动电路，并行扩展接口的输入连接单片微处理器的I/O口。
2.根据权利要求1所述的自动酶标洗板机控制器，其特征在于所述托盘的水平运动起始位置检测电路及所述清洗头的垂直运动起始位置检测电路分别是由光电耦合器与电压比较器连接构成的光电传感电路。
3.根据权利要求1所述的自动酶标洗板机控制器，其特征在于所述的清洗头垂直运动步进电机控制驱动电路、所述的托盘水平运动步进电机控制驱动电路、所述的液路中电磁阀控制驱动电路和气路中泵的控制驱动电路分别是由光电耦合器连接晶体三极管构成。
4.根据权利要求1所述的自动酶标洗板机控制器，其特征在于所述的废液瓶的液位监测电路是一设置在废液瓶瓶盖上的浮子开关。
专利摘要本实用新型涉及一种自动控制清洗酶标板条的装置,产生控制信号控制液路、气路及清洗。包括单片机、键盘、显示器、存贮器、并行扩展接口、托盘及清洗头的起始位置检测电路、废液瓶液位监测电路、托盘水平运动步进电机驱动电路、清洗头垂直运动步进电机驱动电路、液路电磁阀和气路液压泵的驱动电路。可设置清洗次数、清洗排数、浸泡时间及清洗方式等。在电脑控制下自动完成清洗全过程。具有精密、准确、多功能的特点且操作方便。
文档编号G01N33/53GK2273865SQ9620759
公开日1998年2月4日 申请日期1996年4月11日 优先权日1996年4月11日
发明者马选民, 魏连营 申请人:北京拓普分析仪器有限责任公司