CN101581565A - 用于电子移液器的活塞行程检测方法及专用装置 - Google Patents
用于电子移液器的活塞行程检测方法及专用装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了用于电子移液器的活塞行程检测方法及专用装置，主要是由检测及控制单元控制活塞在活塞缸内做往复运动，当活塞运动到活塞缸内两端阻挡时导致步进驱动单元失速，使步进驱动单元的工作电流发生变化，检测及控制单元跟踪电流，记录下活塞遇到活塞缸内两端阻挡时活塞移动的距离，从而判断活塞在阻挡机构间移动的距离是否与活塞的正常行程相等。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
技术领域
本发明涉及一种用于电子移液器的活塞行程检测方法及专用装置，适用于对电子移液管中活塞行程是否顺畅及是滞到达预定位置的检测。属于液态测量仪表/仪器技术领域。
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。电子移液器中，通常采用由步进电机驱动器、电机侦测装置等构成的步进电机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，从而精确的控制液体的吸入量或排出量。由于实验室中多对盐溶液或酸碱溶液进行吸取，甚至会吸取挥发性的腐蚀性液体，而这些液体往往通过挥发或不正常操作进入活塞腔，一旦液体进入活塞腔就会发生腐蚀活塞或结晶阻塞活塞腔的情况，导致活塞的损坏和仪器的准确度的下降。因此及时检测活塞是否发生腐蚀或活塞腔是否发生阻塞，并及时反馈给用户是非常有必要的。
现有技术中，检测活塞的行程是否正常主要是通过传感器检测活塞或与活塞相连接的一个部件的位置来进行判断的，但这种检测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。
发明内容
本发明的第一个目的，是为了解决现有利用传感器实时监测时带来的结构复杂、增加成本的缺点，提供一种用于电子移液器的活塞行程检测方法。
本发明的第二个目的，是为了提供一种用于电子移液器的活塞行程检测方法的专用装置。
本发明的目的，主要通过以下技术方案实现：
用于电子移液器的活塞行程检测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
1)由电子移液器的检测及控制单元监测活塞在活塞缸内的往复运动，该活塞往复运动状态的变化致使由步进驱动器和步进电机构成的步进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)由检测及控制单元指令通过步进驱动单元驱动活塞作往复运动，由所述检测及控制单元通过测定前述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，判定活塞到达正向终止点；
3)当所述往复运动单元到达终止点时，由检测及控制单元响应反馈的数据信息，开始记录活塞或步进电机活动的距离，并同时向步进驱动单元发出停止向前运动并反向运动指令；
4)步进驱动单元接收反向运动指令后，驱动活塞向反方向运动，当活塞遇到反方向阻挡并停止时，步进驱动单元的工作电流发生变化、急剧变大或变小，检测及控制单元判定活塞到达反向终止点，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；
5)检测及控制单元响应反馈数据信息，立即向步进驱动单元发出停止指令，同时停止记录活塞或步进电机活动的距离；
6)将记录的活塞或步进电机活动的距离数据与预设定值进行比较，若两者相等，则证明活塞行程正常，电子移液器进入正常工作界面或下一程序；若两者不相等，证明活塞行程不正常，活塞腔内有腐蚀或结晶等情况发生，电子移液器的显示器上显示用户应检测活塞或活塞腔的提示语。
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：所述预设定值是电子移液器的活塞行程正常时，活塞或者步进电机运动的距离。
实现本发明第一个目的的一个实施方案是：当检测到活塞行程正常时，活塞遇到的阻挡可以是活塞运动到活塞腔内壁时的阻挡，也可以是活塞运动到活塞腔内壁上安装的阻挡部件如凸台的阻挡。
实现本发明第一个目的的一个实施方案是：当检测到活塞行程不正常时，活塞遇到的阻挡可以是活塞运动到活塞腔内结晶物或其他颗粒杂质的阻挡，也可以是由于活塞受损，活塞运动到活塞腔内壁时的阻挡，或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)中所述的电流急剧变大或变小，主要由活塞与步进电机的连接方式决定。
实现本发明第一个目的的一个实施方案是：本检测程序可以在每次电子移液器开机时，自动启动进行检查，也可以由用户随时调出程序启动进行检查。
本发明的第二个目的，可以通过以下技术方案实现：
用于电子移液器的活塞行程检测方法的专用装置，包括电子移液器，其结构特点是：在电子移液器的内腔设有检测及控制单元、步进驱动单元、活塞和活塞缸，活塞缸内设有活塞往复运动正向终止点和反向终止点；活塞在往复运动的正向终止点和反向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活塞的控制信号输入端，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。
实现本发明第二个目的的一个实施方案是：所述步进驱动单元由步进驱动器和步进电机构成。
实现本发明第二个目的的一个实施方案是：所述往复运动正向终止点和反向终止点由活塞缸的两端内侧壁构成，或者由设置在活塞缸内的两个凸台构成。
本发明的工作原理如下：
由检测及控制单元控制活塞在活塞缸内做往复运动，当活塞运动到活塞缸内两端阻挡时导致步进驱动单元失速，使步进驱动单元的工作电流发生变化，检测及控制单元跟踪电流，即可记录下活塞遇到活塞缸内两端阻挡时活塞移动的距离，从而判断活塞在阻挡机构间移动的距离是否与活塞的正常行程相等。
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，仅仅通过现有电子移液器中的结构部件，通过内置于检测及控制单元的计算机程序，对活塞的行程是否正常进行检测，从而有效的判断活塞腔内是否有结晶等杂质或者活塞是否有腐蚀等情况发生，有助于用户进行及时的清理与保养，确保电子移动器的精度与准度。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构成本实施例。
本实施例中，用于电子移液器的活塞行程检测方法的专用装置，包括电子移液器，在电子移液器的内腔设有检测及控制单元、步进驱动单元、活塞2和活塞缸3，活塞缸3内设有活塞2往复运动正向终止点和反向终止点；活塞2在往复运动的正向终止点和反向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活塞的控制信号输入端，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。
本实施例的特点是：所述步进驱动单元包括步进驱动器和步进电机1；往复运动的正向终止点和反向终止点是活塞缸3的两端内壁3-1。
检测本实施例电子移液器的活塞行程的方法，主要包括以下几个步骤：
1)由电子移液器的检测及控制单元监测活塞2在活塞缸3内的往复运动，首先由电子移液器的检测及控制单元发出步进电机1正向运动指令给步进驱动器，步进驱动器驱动步进电机1推动活塞2在活塞缸3内运动；2)正常情况下，当活塞2运动到活塞缸3的内壁3-1时，步进电机1的电流由于受到活塞缸内壁3-1的阻挡急剧变大；此时检测及控制单元及时将状况转换成数据信息反馈；3)检测及控制单元响应反馈信息，立即向步进驱动器发送出电机1停止向前运动并反向运动的指令，并同时开始记录活塞2或电机1活动的距离；4)步进驱动器得到指令后驱动步进电机1牵引着活塞2停止向前的运动，改为反方向运动。当步进电机1的电流由于受到反方向活塞缸3内壁3-1的阻挡急剧变大或变小时(这主要是活塞与电机的连接方式所引起)，此时检测及控制单元及时将状况转换成数据信息反馈；5)检测及控制单元响应反馈信息，立即向电机驱动器发送出电机1停止指令，同时停止记录活塞2或电机1活动的距离；6)将记录的活塞或电机活动的距离数据与预设定值进行比较，两者相等，证明活塞2的正常行程，电子移液器将进入正常工作界面或下一程序运行。
其中所述预设定值是电子移液器的活塞行程正常时，活塞或者步进电机运动的距离。
本检测程序可以在每次电子移液器开机时，自动启动进行检查，也可以由用户随时调出程序启动进行检查。
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的内壁上安装两个凸台3-2做为活塞2往复运动的正向终止点和反向终止点；若安装凸台3-2，预设定值也应进行相应变化。其余与具体实施例1相同。
具体实施例3
本实施例的特点是：当活塞缸3内有杂质时，活塞2即会在还未遇到活塞缸3的内壁3-1的阻挡或者活塞缸3内壁上的凸台3-2的阻挡时先遇到杂质的阻挡，导致记录的步进电机1或活塞2活动的距离数据与预设定值不相等，从而判断活塞缸2内不正常，并显示检测结果给用户，提醒用户应对活塞2和活塞缸3进行相关的维护，确保电子移动器的精度与准度。其他与具体实施例1相同。
具体实施例4
本实施例的特点是：当活塞缸3内没有杂质，而活塞2受损时，也会导致记录的步进电机1或活塞2的活动距离数据与预设定值不相等，电子移液器会显示检测结果给用户，提醒用户应对活塞2和活塞缸3进行相关的维护，确保电子移动器的精度与准度。其他与具体实施例1相同。
Claims (5)
1、用于电子移液器的活塞行程检测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
1)由电子移液器的检测及控制单元检测活塞(2)在活塞缸(3)内的往复运动，该活塞(2)往复运动状态的变化致使由步进驱动器和步进电机(1)构成的步进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)由检测及控制单元指令通过步进驱动单元驱动活塞(2)作正向运动，所述检测及控制单元通过测定前述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，判定活塞(2)遇到正方向阻挡，到达正向终止点；
3)当所述活塞(2)到达正向终止点时，由检测及控制单元响应反馈的数据信息，开始记录活塞(2)或步进电机(1)活动的距离，并同时向步进驱动单元发出停止向前运动并反向运动指令；
4)步进驱动单元接收反向运动指令后，驱动活塞(2)向反方向运动，当活塞(2)遇到反方向阻挡并停止时，步进驱动单元的工作电流发生变化、急剧变大或变小，检测及控制单元判定活塞(2)到达反向终止点，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；
5)检测及控制单元响应反馈数据信息，立即向步进驱动单元发出停止指令，同时停止记录活塞(2)或步进电机(1)活动的距离；
6)将记录的活塞(2)或步进电机(1)活动的距离数据与预设定值进行比较，若两者相等，则证明活塞行程正常，电动移液器进入正常工作界面或下一程序；若两者不相等，证明活塞行程不正常。
2、根据权利要求1所述的用于电子移液器的活塞行程检测方法，其特征是：所述预设定值是电子移液器的活塞行程正常时，活塞(2)或者步进电机(1)运动的距离。
3、用于电子移液器的活塞行程检测方法的专用装置，包括电子移液器，其结构特点是：在电子移液器的内腔设有检测及控制单元、步进驱动单元、活塞(2)和活塞缸(3)，活塞缸(3)内设有活塞(2)往复运动正向终止点和反向终止点；活塞(2)在往复运动的正向终止点和反向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活塞的控制信号输入端，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。
4、根据权利要求3所述的用于电子移液器的活塞行程检测方法的专用装置，其特征是：所述正向终止点和反向终止点是活塞缸(3)的两端内壁(3-1)，或者是活塞缸(3)两端内壁上安装的凸台(3-2)。
5、根据权利要求3所述的用于电子移液器的活塞行程检测方法的专用装置，其特征是：所述步进驱动单元由步进驱动器和步进电机(1)构成。
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