CN101579646A - 一种电子移液器原点校正方法及专用装置 - Google Patents

一种电子移液器原点校正方法及专用装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子移液器原点校正方法及专用装置，主要是由控制单元通过步进驱动单元控制往复运动单元在壳体内腔做往复运动，当往复运动单元运动受到阻挡时导致步进驱动单元失速，步进驱动单元失速使控制单元供给步进驱动单元的电流发生变化，检测及控制单元跟踪该电流的变化，从而判断往复运动单元是否到达壳体内腔的末端或设定的终止点，再按照电子移液器的预设的原点位置进行复位，即可使往复运动单元移动到原点位置。本发明具有结构简单、过程简单、使用方便，并具有精度高并可降低产品成本的有益效果。

Description

一种电子移液器原点校正方法及专用装置
技术领域
本发明涉及一种可控移液管中校正活塞初始位点的方法。
背景技术
电子移液器用于精密转移一定体积的液体样本或试剂。在移液过程中，由步进驱动器、侦测装置等构成的步进控制系统控制步进电机带动一个活塞在活塞腔中进行往复运动，通过活塞的往复运动改变活塞腔中的空气容量，从而精确地控制液体的吸入量或排出量。为保证电子移液器的精度和运行的重现性，需将活塞在每次操作完毕后移动至一固定的位置-原点。
现有技术中，通常采用位置传感器感应活塞的位置，如Thermo品牌电子移液器采用红外线传感器；BioHit品牌电子移液器采用可见光光栅或者位置开关等来确定活塞的位置并在操作准备阶段将活塞控制在原点位置。此种采用位置传感器感应活塞位置方法的明显缺陷是：传感器的增设不仅使移液器的结构变复杂、成本增加，而且复杂的结构增加了移液器的不稳定性和噪音。Gilson品牌电子移液器虽然没有采用传感器的方法，但其通过对电机发出过量的运动指令来保证活塞位于活塞腔内的一端，从而校准其原点位置，由于运动指令是过量的，所以在活塞运动至活塞腔一端后仍然会按照指令继续运动并出现卡死的状态，该状态将一直维持到运动指令执行完毕。这一过量的过程会对机械结构产生损伤并发出噪音，同时该过程消耗了不必要的电量。
发明内容
本发明的第一个目的，是为了解决上述提到的利用传感器感应活塞位置带来的不利因素以及过量运动导致的结构损伤和耗电量大的缺点，提供了一种电子移液器原点校正方法。
本发明的第二个目的，是为了提供一种用于电子移液器原点校正方法的专用装置。
本发明的第一个目的，可以通过以下技术方案实现：
一种电子移液器原点校正方法，其特征在于：
1)由电子移液器的检测及控制单元监测往复运动单元在壳体内腔的往复运动，该往复运动单元往复运动状态的变化致使驱动单元工作电流产生变化，该电流变化信号经转换后反馈至电子移液器的检测及控制单元的反馈输入端；
2)在检测及控制单元内置一原点，由所述检测及控制单元通过测定该反馈信号的数值变化，当该反馈信号突然变化、包括大幅增大或大幅减小时，判定往复运动单元到达终止点；
3)当所述往复运动单元到达终止点时，检测及控制单元指令往复运动单元停止往复运动，并返回起始点，即原点。
本发明的第一个目的，还可以通过以下技术方案实现：
实现本发明第一个目的的一个实施方案是：包括以下几个步骤：
1)由侦测模块构成的电子移液器的检测及控制单元，向步进驱动单元包括步进驱动器和步进电机，发出运动指令，步进驱动器驱动步进电机推动往复运动单元的活塞在壳体内腔中的活塞缸内作往复运动；
2)当往复运动单元的活塞遇到阻挡时，由侦测模块构成的检测及控制单元检测到步进驱动单元的工作电流急剧变化(变大或变小)，由侦测模块构成的检测及控制单元的转换电路及时将电流变化状况转换成数据信息反馈；
3)由侦测模块构成的检测及控制单元响应反馈的数据信息，发出复位运动指令；
4)构成步进驱动单元的步进驱动器和步进电机接收复位运动指令后，步进驱动器驱动步进电机牵引往复运动单元的活塞向反方向运动到预设值，到达电动移液器的原点位置。
实现本发明第一个目的的一个实施方案是：所述往复运动单元的活塞遇到的阻挡可以是当往复运动单元的活塞运动到壳体内腔中的活塞缸内壁时的阻挡，或者是活塞运动到活塞缸内壁上安装的阻挡部件的阻挡。
实现本发明第一个目的的一个实施方案是：步骤4)中所述预设值可以是预设的步进电机运动的步数或者是活塞运动的距离。
本发明的第二个目的，可以通过以下技术方案实现：
一种用于电子移液器原点校正方法的专用装置，包括电子移液器，其结构特点是：在电子移液器的内腔设有控制单元、步进驱动单元、往复运动单元和往复运动终止点；往复运动单元在往复运动终止点限定的范围内运动；检测及控制单元的信号输出端连接步进驱动单元的控制信号输入端，步进驱动单元的信号输出端连接往复运动单元的信号输入端，步进驱动单元的反馈信号输出端连接检测及控制单元的反馈信号输入端。
实现本发明第一个目的的一个实施方案是：步进驱动器和步进电机构成步进驱动单元；活塞和活塞缸构成往复运动单元；活塞缸的两端内壁或者活塞缸的两端内壁上安装的阻挡部件构成往复运动终止点。
本发明的工作原理如下：
由控制单元通过步进驱动单元控制往复运动单元在壳体内腔做往复运动，当往复运动单元运动受到阻挡时导致步进驱动单元失速，步进驱动单元失速使控制单元供给步进驱动单元的电流发生变化，检测及控制单元跟踪该电流的变化，从而判断往复运动单元是否到达壳体内腔的末端或设定的终止点，再按照电子移液器的预设的原点位置进行复位，即可使往复运动单元移动到原点位置。
本发明具有的有益效果如下：
本发明由于无需另外添加检测仪器或者做过量的往复运动，仅仅通过现有电子移液器中的结构部件，通过简单的计算机程序设计，对活塞的行程进行检测，使活塞在每次操作完毕后移动到原点。因此，具有结构简单、过程简单、使用方便，并具有精度高并可降低产品成本的有益效果。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施例中活塞腔的结构示意图。
图2是本发明的一个具体实施例中活塞腔的结构示意图。
具体实施例
具体实施例1
图1构成本发明的一个具体实施例。
在电子移液器的内腔设有控制单元、步进驱动单元、往复运动单元和往复运动终止点；往复运动单元在往复运动终止点限定的范围内运动；检测及控制单元的信号输出端连接步进驱动单元的控制信号输入端，步进驱动单元的信号输出端连接往复运动单元的信号输入端，步进驱动单元的反馈信号输出端连接检测及控制单元的反馈信号输入端。
本实施例中，电子移液器的侦测模块构成控制单元，步进驱动器和步进电机1构成步进驱动单元，活塞2构成往复运动单元，活塞缸3的两端内壁3-1构成往复运动终止点。
校准本实施例中的电子移液器原点的方法，步骤是：1)电子移液器的侦测模块向步进驱动器发出步进电机1正向运动指令，步进电机1推动活塞2在活塞缸3内运动；2)当活塞2运动到活塞缸3的内壁3-1时，步进电机1的驱动电流由于受到活塞缸内壁3-1的阻挡急剧变大，此时电机侦测模块的转换电路及时将状况转换成数据信息反馈；3)电机侦测模块响应反馈信息，立即向步进驱动器发送出电机1停止向前运动和复位运动的指令；4)步进驱动器接收复位运动指令后，驱动步进电机1牵引着活塞2向反方向运动到预设值，到达电子移液器的原点位置。
所述预设值可以是预设的步进电机1运动的步数或者是活塞2运动的距离。
具体实施例2
图2构成本实施例。
本实施例的特点是：在活塞缸3的两端内壁上安装阻挡部件3-2，所述阻挡部件3-2替代活塞缸3的内壁3-1构成往复运动终止点。其余与具体实施例1相同。

Claims (6)

1、一种电子移液器原点校正方法，其特征在于：
1)由电子移液器的检测及控制单元监测往复运动单元在壳体内腔的往复运动，该往复运动单元往复运动状态的变化致使驱动单元工作电流产生变化，该电流变化信号经转换后反馈至电子移液器的检测及控制单元的反馈输入端；
2)在检测及控制单元内置一原点，由所述检测及控制单元通过测定该反馈信号的数值变化，当该反馈信号突然变化、包括大幅增大或大幅减小时，判定往复运动单元到达终止点；
3)当所述往复运动单元到达终止点时，检测及控制单元指令往复运动单元停止往复运动，并返回起始点，即原点。
2、根据权利要求1所述的一种电子移液器原点校正方法，其特征是具有如下步骤：
1)由侦测模块构成的电子移液器的检测及控制单元，向步进驱动单元包括步进驱动器和步进电机(1)，发出运动指令，步进驱动器驱动步进电机(1)推动往复运动单元的活塞(2)在壳体内腔中的活塞缸(3)内作往复运动；
2)当往复运动单元的活塞(2)遇到阻挡时，由侦测模块构成的检测及控制单元检测到步进驱动单元中的步进电机(1)的工作电流急剧变化，变大或变小，由侦测模块构成的检测及控制单元的转换电路及时将电流变化状况转换成数据信息反馈；
3)由侦测模块构成的检测及控制单元响应反馈的数据信息，发出复位运动指令；
4)步进驱动单元的步进驱动器和步进电机(1)接收复位运动指令后，步进驱动器驱动步进电机(1)牵引往复运动单元的活塞(2)向反方向运动到预设值，到达电动移液器的原点位置。
3、根据权利要求2所述的一种电子移液器原点校正方法，其特征是：所述活塞(2)遇到的阻挡是当活塞(2)运动到活塞缸(3)内壁(3-1)时的阻挡，或者是活塞(2)运动到活塞缸(3)内壁上安装的阻挡部件(3-2)的阻挡。
4、根据权利要求2所述的一种电子移液器原点校正方法，其特征是：步骤4)中所述预设值是预设的步进电机(1)运动的步数或者是活塞(2)运动的距离。
5、一种用于电子移液器原点校正方法的专用装置，包括电子移液器，其结构特点是：在电子移液器的内腔设有控制单元、步进驱动单元、往复运动单元和往复运动终止点；往复运动单元在往复运动终止点限定的范围内运动；检测及控制单元的信号输出端连接步进驱动单元的控制信号输入端，步进驱动单元的信号输出端连接往复运动单元的信号输入端，步进驱动单元的反馈信号输出端连接检测及控制单元的反馈信号输入端。
6、根据权利要求5所述的一种用于电子移液器原点校正方法的专用装置，其特征是：步进驱动器和步进电机(1)构成步进驱动单元，活塞(2)构成往复运动单元，活塞腔(3)的内壁(3-1)或者活塞腔(3)内壁上安装的阻挡部件(3-2)构成往复运动终止点。
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