CN101299021A - 生化仪光栅定位装置 - Google Patents

Abstract

一种生化仪光栅定位装置，包括步进电机、传动装置，其特征是在传动装置的转轴上固定一个计数转盘，沿计数转盘盘面刻度一组均匀间隔的通光孔，在计数转盘的外沿、与通光孔相对，悬挂式安装一个光耦元件，光耦元件连接到脉冲整形电路，脉冲整形电路连接到控制电路，控制电路再与步进电机连接，当步进电机转动时，转轴带动计数转盘转动，光耦元件发射管的发射光透过计数转盘的通光孔使接收管收到一光信号，接收管产生一个脉冲信号并输出至脉冲整形电路，脉冲信号经脉冲整形电路处理后形成一个计数脉冲，再将计数脉冲送入控制电路进行脉冲计数，本装置可以将光栅准确移动到指定的位置，设有报警功能，可以有效地解决单色器中光栅准确定位问题。

Description

生化仪光栅定位装置

技术领域

本发明属于医疗电子仪器领域，特别涉及生化仪的光栅单色器。

技术背景

在医疗电子仪器产品中，如生化仪要使用到光栅单色器，为了让某种单色光准确地投射到比色池，必须精确地移动光栅的位置，而光栅位置的移动，一般是由步进电机来实现的。图1是现有技术中的一个典型的光栅位置移动的实例。步进电机转轴连接着蜗杆，蜗杆套在一个滑块上，滑块活动地连接着光栅的转臂，光栅固定在有转轴的平台上，转臂上连有弹簧，使转臂上的动点紧密地靠在滑块上，当转轴转动时，蜗杆转动，滑块随蜗杆水平移动，光栅转臂上的动点随着滑块移动，从而调节了光栅与光源的入射角和相对位置，将不同波长的单色光投射到比色池中。其中转轴、蜗杆、滑块、光栅的转臂、弹簧、动点为传动装置。

控制系统根据光栅应达到的位置，输出一定的驱动脉冲个数，比如光栅位置要转至某个位置，若步进电机要正转N步可到达，就送出N个正向驱动脉冲。步进电机理论上可以正转N步，但是由于电机失步、机械故障等原因，可能导致步进数并不一定等于送出的驱动脉冲数，这将引起光栅的位置误差，得到的单色光并不一定是设定波长的单色光，将会引起测量仪器的系统误差。

发明的内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种新的技术方案，对光栅位置的移动进行准确的定位。

本发明是通过以下技术方案实现的。

在步进电机的转轴上加一个随转轴转动的计数转盘，沿计数转盘的盘面刻度一组均匀间隔的通光孔，同时，在计数转盘的外沿、与通光孔相对，悬挂式(即光耦元件不能与计数转盘相碰)安装一个光耦元件，光耦元件连接到脉冲整形电路，脉冲整形电路连接到控制电路，控制电路再与步进电机连接。

当步进电机转动时，转轴带动计数转盘转动，光耦元件发射管的发射光透过计数转盘的通光孔使接收管收到一光信号，接收管产生一个脉冲信号并输出至脉冲整形电路，脉冲信号经脉冲整形电路处理后形成一个计数脉冲，再将计数脉冲送入控制电路进行脉冲计数。当步进数和脉冲数相等时，则控制电路停止向步进电机送出驱动脉冲。如果由于某种原因，当计数脉冲小于步进驱动脉冲时，说明有失步现象，控制电路继续向步进电机送出驱动脉冲，直到计数脉冲数等于预定值为止；如果当控制电路向步进电机送出驱动脉冲后，无计数脉冲形成，说明电机可能被堵住或电路故障等，这时控制电路可送出警示信号提醒操作人员注意检查或维修。

本发明所述的计数转盘，其转盘直径不限，视生化仪内部空间大小而定。

本发明所述的计数转盘的通光孔孔结构，可以是长条形，也可以是小方框形，还可以是在转盘边沿的齿轮形，只要求能保证准确地产生脉冲。

本发明所述的通光孔，其孔数的选择是，当设定计数转盘的步进角为A时，则计数转盘的通光孔数为360/A。

本装置解决了原光栅定位电路的控制缺陷，原控制电路送出驱动信号后，就不管光栅是否到达了具体位置；本装置可以将光栅准确移动到指定的位置，故障情况下如堵转还有报警功能。采用了该装置后，可以有效地解决现有技术中单色器中光栅定位可能出现的误差问题。

附图说明

图1为现有技术中的生化仪光栅定位装置的示意图。其中1为步进电机，2为步进转轴，11为蜗杆，5为滑块，8为转臂，9为光栅，10为平台，7为弹簧，4为动点，3为光源，6为比色池。

图2为本发明的计数转盘示意图。

图3为本发明计数转盘的一个实施例的刻度及尺寸示意图。

图4为本发明计数转盘与电机转轴相连接时的示意图。其中1为步进电机，2为步进电机转轴，3为计数转盘，4为电耦元件。

图5为本发明的一个具体的电耦元件、脉冲整形电路、控制电路(MCU)的连接方式图。

具体实施方式

实施例。

本实施例以一种1，8度步进电机驱动的光栅进行定位控制为例，取计数转盘直径为108mm，则以转盘的圆周边计算，在转盘外沿每隔108×3，14/200*2＝0.84mm刻一个长条形框，共刻有200个长条形框，如图3所示。

本实施例的装置的连接方式如图1所示，步进电机转轴2连接着蜗杆11，蜗杆套在滑块5上，滑块5活动地连接着光栅的转臂8，光栅9固定在有转轴的平台10上，转臂上连有弹簧7，使转臂上的动点4紧密地靠在滑块上，当转轴转动时，蜗杆转动，滑块随蜗杆水平移动，光栅转臂上的动点随着滑块移动，从而调节了光栅与光源3的入射角和相对位置，将不同波长的单色光投射到比色池6中。

在图1所述的步进电机转轴2的位置上固定一个计数转盘3，再在计数转盘3盘沿上悬挂式(即光耦元件不能与计数转盘相碰)固定一个电耦元件4，如图4所示。电耦元件4的光传递通路对着计数转盘3的长条形框。

电耦元件4与脉冲整形电路相连，整形电路与控制电路相连。图5为本实施例所述的电耦元件、脉冲整形电路、控制电路(MCU)的连接方式图。

图5的工作方式是：电耦元件4的发光管产生的红外线通过计数转盘3的长条形框照射到电耦元件4的接收管上，当步进电机1转动时，步进电机转轴2带动计数转盘3转动，电耦元件4的接收管间断收到发射管的光信号，从而产生相应变化的电信号。当电耦元件的光路导通时，BG1输出低电平，当光通路被计数转盘3挡住时，BG1输出高电平，IC1为NE555，接成触发器方式，IC1的2、6管脚并接在一起，当2、6管脚低于1/3Vcc时，Vo为高电平；当2、6管脚保持在1/3-2/3Vcc之间时，输出为保持状态；当2、6管脚高于2/3Vcc时，输出为低电平。BG1与IC1通过C1进行耦合，光耦变化的信号经BG1放大后由C1耦合到IC1，IC1对信号进行整形，变成良好的脉冲波，该脉冲由IC1的第3管脚送往MCU控制电路，由控制电路完成对计数脉冲处理。

图5为本实施例所述的整形电路，各元件的参数分别为：R1、R2、R3、R4、R5的电阻值分别为330Ω、22K、10K、10K、10K，C1、C2值为0.1μF，三极管BG1为2S1815，IC1为NE555集成电路。

Claims (2)

1、一种生化仪光栅定位装置，包括步进电机、传动装置，其特征是在传动装置的转轴上固定一个计数转盘，沿计数转盘的盘面刻度一组均匀间隔的通光孔，同时，在计数转盘的外沿、与通光孔相对，悬挂式安装一个光耦元件，光耦元件连接到脉冲整形电路，脉冲整形电路连接到控制电路，控制电路再与步进电机连接，当步进电机转动时，转轴带动计数转盘转动，光耦元件发射管的发射光透过计数转盘的通光孔使接收管收到一光信号，接收管产生一个脉冲信号并输出至脉冲整形电路，脉冲信号经脉冲整形电路处理后形成一个计数脉冲，再将计数脉冲送入控制电路进行脉冲计数，当步进数和脉冲数相等时，控制电路停止向步进电机送出驱动脉冲，当计数脉冲小于步进驱动脉冲时，控制电路向步进电机送出驱动脉冲，当控制电路向步进电机送出驱动脉冲后，无计数脉冲形成，控制电路报警。

2、根据权利要求1所述的定位装置，其特征是所述的通光孔为长条形、方框形或齿轮形。

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