CN103223313A - 搅拌器及样本分析设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了搅拌器和样本分析设备。该搅拌器包括搅拌端子、使搅拌端子在横向上摆动的摆动机构以及使所述搅拌端子在竖直方向上往复运动的往复运动机构。该搅拌器可用于样本分析设备。本申请通过在搅拌端子摆动的同时使搅拌端子上下运动，令搅拌更加充分，清洗更加容易。

Description

搅拌器及样本分析设备
技术领域
本发明涉及一种搅拌器，以及具有搅拌器的样本分析设备。
背景技术
搅拌器可应用于多种场合，例如样本分析设备。在机械式搅拌器中，螺旋形搅拌端子容易在整个试样容器中造成扰动，有较好的搅拌效果，但是不易清洗。为清洗方便(尤其是频繁用于不同试样时)，提出了摆动的简单形状例如扁平状的搅拌端子。
图1是现有的简单形状摆动搅拌端子的示意图。搅拌端子102被承载在基板106上。摆动机构(例如压电元件)104作为驱动源驱动搅拌端子102摆动。在图1的布置中，搅拌端子102在大致垂直于纸面的方向摆动。
搅拌端子102摆动时，显然自由端即下端的摆动幅度要大于其靠近压电元件的根部的摆动幅度，并且从自由端向根部摆动幅度逐步减小。因此，搅拌效果主要由大幅度摆动的自由端产生。
但是，当试样的各种成分密度不同，分布在试样瓶的不同高度位置时，图1所示的搅拌端子的自由端的摆动不能使上下层不同密度的溶液充分混合均匀。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
为了解决上述搅拌不均匀和不易清洗的问题。本申请提出在搅拌端子摆动的同时，通过搅拌端子的上下运动使搅拌更加充分。
因此，本申请提出了一种搅拌器，其包括搅拌端子、使搅拌端子在横向上摆动的摆动机构以及使所述搅拌端子在竖直方向上往复运动的往复运动机构。
本申请还提出了包括上述搅拌器的样本分析设备。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：
图1为现有搅拌器的示意图；
图2为根据本发明的一种实施方式的搅拌器的示意图；
图3为根据本发明的另一种实施方式的搅拌器的示意图；
图4为根据本发明的又一种实施方式的搅拌器的示意图；
图5为根据本发明的一种实施方式的样本分析设备的示意图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
图2示意性地图示了根据本发明第一种实施方式的搅拌器200。该搅拌器200包括搅拌端子102、使搅拌端子102在横向上摆动的摆动机构104以及使所述搅拌端子102在竖直方向上往复运动的往复运动机构208。这里所谓的横向，是指大致垂直于搅拌端子102长度方向的方向，也就是大致在水平面内的方向。例如，在图2中，当摆动机构104为压电元件且压电元件放置在纸面方向上时，搅拌端子102就在垂直于纸面的方向摆动。
其摆动的原理如下。搅拌端子102本身具有一定的柔性(即刚性较小)，并且为细长条形。可以合理搭配搅拌端子的刚性、尺度和质量，以及振动源(也就是摆动机构104)的振动频率，使得搅拌端子的自由端也就是下端产生某种程度的共振，从而形成比较大，至少比振动源的振动幅度更大的振动幅度。也就是使得搅拌端子102相对于其与振动源相连的根部形成摆动运动，从而使搅拌端子的下端具有较强的搅拌能力。
振动源可以是任何能够产生振动的装置，例如由直流脉冲序列或者由交流电驱动的电磁机构或者压电元件等。本申请中的图示均以压电元件为例，但绝不局限于此。如图2或者图4所示，所述振动源(摆动机构104)包括与所述搅拌端子102相连的压电元件，所述搅拌端子102一端(即上端)固定在压电元件上，被压电元件驱动振动。所述搅拌端子102的尺度、刚度和质量以及压电元件的振动频率被设置为使得所述搅拌端子的另一端在所述一端的振动的带动下产生某种程度的共振，形成比压电元件的振动幅度更大的振动。也就是说，整个搅拌端子102形成摆动运动。
如背景技术部分所述，搅拌端子102摆动时，显然自由端即下端的摆动幅度要大于其靠近压电元件的根部的摆动幅度，并且从自由端向根部摆动幅度逐步减小。因此，搅拌效果主要由大幅度摆动的自由端产生，因此不能使上下层不同密度的溶液充分混合均匀。
有鉴于此，本实施方式提供了往复运动机构208，其带动基板106从而带动其上的搅拌端子102在上下方向416往复运动，从而使搅拌端子102下端在被搅拌的试样的不同高度上进行搅拌，令整个试样搅拌充分。
往复运动机构208可以是任何能够产生往复运动的机构，例如直线电机、压电装置等等。在图4所示的实施方式中图示了一种电磁往复运动机构，但本发明绝不局限于此，所述往复运动机构还可以是采用压电元件的往复运动机构。
具体来说，如图4所示，该电磁往复运动机构由电磁铁410、衔铁412和弹簧414构成。衔铁412与固定摆动机构106和搅拌端子102的基板104相连。当然摆动机构106和搅拌端子102也可以直接固定在衔铁412上，从而衔铁可以带动搅拌端子102上下运动----此时，衔铁412就是摆动机构106和搅拌端子102的基板。电磁铁410可以使用直流脉冲序列或者交流电激励，从而与弹簧414共同配合使衔铁412产生上下的往复运动，进而使搅拌端子102也产生上下往复运动，令搅拌端子102的下端在试样420的不同深度搅拌而达到更好的搅拌效果。
可以根据所搅拌的试样的特点来合理确定激励电磁铁的直流脉冲或者交流电的频率，以及弹簧414和衔铁412的固有频率、质量、尺度等，从而确定适当的搅拌端子上下运动频率和幅度。同样，可以根据试样的特点来合理确定激励摆动机构例如压电元件的直流脉冲或者交流电的频率，以及搅拌端子的固有频率(取决于如前所述的搅拌端子的刚性、尺度、质量等)，从而确定适当的搅拌端子摆动频率和幅度。
另外，搅拌端子的上下运动频率和幅度，以及/或者搅拌端子的频率和幅度可以不是固定的，而可以是可变的，例如可以通过改变激励电磁铁和/压电元件的直流脉冲或者交流电的频率和强度来实现。例如，在要搅拌的试样及试剂的混合液的液量较少的情况，或者在使用具有起泡性的试剂的情况下，期望采用较小幅度的摆动运动和/或上下运动。
图3所示为上述各实施方式的一种变型。其中，所述摆动机构104包括与所述搅拌端子102相连的压电元件，所述搅拌端子102一端(上端)固定在压电元件上方的基板106上，所述搅拌端子的在所述一端下方的部分被固定在压电元件上，被压电元件驱动振动。从而，整个搅拌端子102相当于支点在所述一端的杠杆，从而将压电元件的振动在所述搅拌端子102的另一端(下端)放大，使得所述另一端形成比压电元件的振动幅度更大的振动。也就是说，搅拌端子102形成摆动运动。所述压电元件也可以是其他类型的摆动机构，例如电磁机构等。
显然，前文结合图2和图4所述的使搅拌端子下端产生某种程度的共振的方案可以与上述变型中的杠杆原理结合使用，从而使搅拌端子102的下端更容易产生所需幅度的摆动。
上面所描述的搅拌器的各种实施方式适合在横向上产生充分搅拌作用的同时在上下方向运动，从而在试样的不同深度实施搅拌，从而达到更好的搅拌效果。同时，由于搅拌端子是依靠振动来实施搅拌，因此形状简单，不需要制成螺旋形之类的形状，容易清洗。
上述搅拌器可应用于各种需要在不同高度搅拌的场合，尤其是需要频繁清洗搅拌端子的场合，例如连续分析大量试样的自动的样本分析设备。例如，可用在生化分析仪中搅拌试样(比如血样、尿样)。血样、尿样等中的不同组分在放置一定时间后会发生沉淀分层，因此需要在试管的不同高度充分搅拌。同时，在血样、尿样的生化分析设备中，需要分析大量的试样(例如，医院会检测很多患者的尿样、血样等，并且每一个试样需要分析多个指标)，因此需要频繁清洗搅拌端子。
另外，对本发明的搅拌端子进行上下往复运动的驱动控制的场合并不限于在搅拌混合液时，还可以在清洗池中清洗搅拌端子时进行搅拌端子的上下往复运动驱动控制。由此，能够进一步提高搅拌端子的清洗效率。
图5图示了一种样本分析设备500的局部示意图。其中，多个(图中仅图示了两个)搅拌器200固定在支架502上，搅拌器下方设置试样容器(未图示)，从而可以通过放下支架502使用多个搅拌器200同时搅拌多个试样。显然，图5所示仅为举例，并不构成对样本分析设备500的限制。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (7)

1.一种搅拌器，包括搅拌端子以及使搅拌端子在横向上摆动的摆动机构，其特征在于还包括使所述搅拌端子在竖直方向上往复运动的往复运动机构。
2.如权利要求1所述的搅拌器，其特征在于所述往复运动机构为电磁铁、衔铁和弹簧构成的电磁往复运动机构。
3.如权利要求2所述的搅拌器，其特征在于所述电磁往复运动机构由直流脉冲或交流电驱动。
4.如权利要求1所述的搅拌器，其特征在于所述往复运动机构为采用压电元件的往复运动机构。
5.如权利要求1到4之一所述的搅拌器，其特征在于，所述摆动机构包括与所述搅拌端子相连的压电元件，所述搅拌端子一端固定在压电元件上，被压电元件驱动振动，所述搅拌端子的尺度、刚度和质量以及压电元件的振动频率被设置为使得所述搅拌端子的另一端在所述一端的振动的带动下形成比压电元件的振动幅度更大的振动。
6.如权利要求1到4之一所述的搅拌器，其特征在于，所述摆动机构包括与所述搅拌端子相连的压电元件，所述搅拌端子一端固定在压电元件上方的基板上，所述搅拌端子的在所述一端下方的部分被固定在压电元件上，被压电元件驱动振动，从而使得所述搅拌端子的另一端在所述压电元件的振动的带动下形成比压电元件的振动幅度更大的振动。
7.一种样本分析设备，包括如权利要求1到6之一所述的搅拌器。
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