CN103263867A - 一种非接触式的混匀装置及混匀方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非接触式的混匀装置，包括基板；设置在基板上的混匀块，混匀块上设置有用于放置盛有待混匀液体的容器的安装部；能够驱动混匀块振动或者旋转的驱动件，驱动件与混匀块相连。该混匀装置在混匀的过程中，没有任何物件与待混匀液体直接接触，也不需要设置介质通入口，避免了清洗液的消耗，从根本上消除了交叉污染，而且降低了成本；同时，混匀装置利用驱动件带动容器振动或者旋转，容器振动或者旋转时对容器内的待混匀液体进行混匀，稳定性较好，能够保证混匀效果的重复性，提高了混匀效果，混匀时间较短，提高了混匀效率，从而提高了整个系统的自动化速度。本发明还提供了一种非接触式的混匀方法，其应用本发明的混匀装置进行混匀。

Description

一种非接触式的混匀装置及混匀方法

技术领域

本发明涉及化学发光检测分析技术领域，更具体地说，涉及一种非接触式的混匀装置，本发明还涉及一种非接触式的混匀方法。

背景技术

使用医疗分析仪器时，需要将两种（或者两种以上，根据实际需要选择需要添加的液体）液体相混合加入仪器内，使液体之间发生化学反应。为了使液体之间更好地发生反应，提高仪器分析的准确性，需要将液体提前混匀再加入仪器内。目前，主要通过以下两种方法对两种液体进行混匀：

方法一、以全自动生化分析仪为代表，采用与液体直接接触的搅拌杆（或者称为搅拌针）的方案，该方法主要通过一根“船桨式”搅拌杆与液体进行接触，通过搅拌杆插入液体后的旋转运动来完成液体的混匀动作。由于搅拌杆需要与混匀液体进行直接接触，所以需要对搅拌杆的表面进行镜面级抛光，或者将搅拌杆的搅拌接触部分进行特氟龙镀层的特殊加工，增加了加工成本；而且，每次搅拌混匀完成后均需要对搅拌杆进行彻底清洗，所以产生了潜在交叉污染率高、清洗液消耗大等缺点。

方法二、为以全自动血细胞分析仪为代表的非接触式方案，该方法通过其他介质（如气体）的间断高压反向通入混匀容器内，利用介质间断压力进行混匀，即反向利用气泡进行冲击，将液体混匀。对于该方案来说，虽然省去了搅拌杆，节约了成本，但是需要在容器内准备一个反向的介质通入口，该通入口同样导致了交叉污染率高、不易清洗等缺点。

为了解决上述交叉污染、不易清洗等问题，本领域技术人员研发了振动摇匀器，其工作原理为首先将装有待混匀液体的容器封口，然后利用偏心轮使容器产生水平振动或垂直振动，使容器内的液体进行不同角度的接触进行振动混匀。对于振动摇匀器来说，受其摇匀机理的限制，一般都是人工操作，而且需要将被摇匀容器进行封口处理后再操作，且需要不同角度的多次摇匀后才能确保其摇匀效果，摇匀时间较长，混匀效率低。而且，人工摇匀效果的重复性无法得到保证，较易导致混合不均匀。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种非接触式的混匀装置，避免清洗液的消耗以及交叉污染，同时提高混匀效率，实现混匀的高速自动化。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种非接触式的混匀装置，包括：

基板；

设置在所述基板上的混匀块，所述混匀块上设置有用于放置盛有待混匀液体的容器的安装部；

能够驱动所述混匀块振动或者旋转的驱动件，所述驱动件与所述混匀块相连。

优选的，上述混匀装置中，所述驱动件为振动电机，所述振动电机设置在所述混匀块上。

优选的，上述混匀装置中，所述振动电机的振动方向与竖直方向具有10°-80°的夹角。

优选的，上述混匀装置中，所述夹角为45°。

优选的，上述混匀装置还包括：

相对设置在所述基板两端的第一挡板和第二挡板；

连接在所述第一挡板和所述第二挡板之间的振动导轴，所述振动导轴的轴线沿所述振动电机的振动方向布置，所述混匀块可滑动地套设在所述振动导轴上；

设置在所述第一挡板与所述混匀块之间，并套设在所述振动导轴上的第一弹簧；

设置在所述第二挡板与所述混匀块之间，并套设在所述振动导轴上的第二弹簧。

优选的，上述混匀装置中，所述安装部为开设在所述混匀块顶部，侧壁能够与所述容器的外壁过盈配合的环形凹槽。

优选的，上述混匀装置中，所述混匀块包括支撑块和与所述支撑块相对接的压块，所述支撑块开设有第一半圆形凹槽，所述压块上开设有与所述第一半圆形凹槽相对的第二半圆形凹槽，所述环形凹槽包括所述第一半圆形凹槽和所述第二半圆形凹槽。

优选的，上述混匀装置中，所述环形凹槽的侧壁具有至少两种内径。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的非接触式的混匀装置包括基板、混匀块和驱动件；混匀块设置在基板上，且混匀块上设置有用于放置盛有待混匀液体的容器的安装部；驱动件与混匀块相连，能够驱动混匀块振动或者旋转。

应用本发明的非接触式的混匀装置对至少两种液体进行混匀时，首先将需要混匀的几种液体同时置于容器内；然后将上述容器放置在混匀块的安装部上；接着启动驱动件，使驱动件驱动混匀块振动或者旋转，混匀块进而带动其上的容器进行振动或者旋转，容器振动或者旋转的过程中，能够带动其内的液体之间进行不同角度的接触，进而实现液体之间的混匀。

本发明提供的混匀装置在混匀的过程中，没有任何物件需要与待混匀液体进行直接接触，也不需要在容器内设置介质通入口，避免了清洗液的消耗，从根本上消除了交叉污染，而且降低了成本。同时，本发明的混匀装置利用驱动件带动容器振动或者旋转，容器振动或者旋转时对容器内的待混匀液体进行混匀，通过驱动件产生混匀原动力，稳定性较好，能够保证混匀效果的重复性，提高了混匀效果，混匀时间较短，提高了混匀效率，从而提高了整个系统的自动化速度。

综上可知，本发明提供的非接触式的混匀装置避免了清洗液的消耗以及交叉污染，同时提高了混匀效率，实现了混匀的高速自动化。而且，本发明的混匀装置能够方便、可靠地对至少两种液体进行混匀，同时结构简单，成本较低。

基于上述的混匀装置，本发明还提供了一种非接触式的混匀方法，其应用上述任意一项技术方案提供的混匀装置进行混匀，包括步骤：

1）将需要混匀的几种液体置于所述容器内：

将需要混匀的液体首先盛放到容器内；

2）将所述容器置于所述混匀块的安装部上：

将容器设置在安装部处，使容器与混匀块连接为一个整体；

3）启动所述驱动件，使所述容器发生振动或者旋转：

利用驱动件产生混匀原动力，驱动件首先将动力传递给混匀块，混匀块带动其上的容器进行振动或者旋转，进而驱动容器内的液体之间进行不同角度的接触，从而实现混匀。

本发明提供的非接触式混匀方法中，没有任何物件需要与待混匀液体进行直接接触，也不需要在容器内设置介质通入口，避免了清洗液的消耗，从根本上消除了交叉污染，而且降低了成本。同时，本发明的混匀方法利用驱动件带动容器振动或者旋转，容器振动或者旋转时对容器内的待混匀液体进行混匀，通过驱动件产生混匀原动力，稳定性较好，能够保证混匀效果的重复性，提高了混匀效果，混匀时间较短，提高了混匀效率，从而提高了整个系统的自动化速度。

综上可知，本发明提供的非接触式的混匀方法避免了清洗液的消耗以及交叉污染，同时提高了混匀效率，实现了混匀的高速自动化；而且能够方便、可靠地对至少两种液体进行混匀。

优选的，上述非接触式的混匀方法中，所述步骤3）具体为使所述容器的振动方向或者旋转轴线与竖直方向成10°-80°夹角。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的非接触式的混匀装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的非接触式的混匀装置的混匀效果图；

图3是本发明实施例提供的非接触式的混匀方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种非接触式的混匀装置，避免了清洗液的消耗以及交叉污染，同时提高了混匀效率，实现了混匀的高速自动化。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1，本发明实施例提供的非接触式的混匀装置，包括基板1、混匀块5和驱动件6；混匀块5设置在基板1上，混匀块5上设置有用于放置盛有待混匀液体的容器9的安装部53；驱动件6能够驱动混匀块5振动或者旋转，驱动件6与混匀块5相连。

应用本实施例的非接触式的混匀装置对至少两种液体进行混匀时，首先将需要混匀的几种液体同时置于容器9内；然后将上述容器8放置在混匀块5的安装部53上；接着启动驱动件6，使驱动件6驱动混匀块5振动或者旋转，混匀块5进而带动其上的容器9进行振动或者旋转，容器9振动或者旋转的过程中，能够带动其内的液体之间进行不同角度的接触，进而实现液体之间的混匀。

上述混匀装置在混匀时，没有任何物件需要与待混匀液体进行直接接触，也不需要在容器9内设置介质通入口，避免了清洗液的消耗，从根本上消除了交叉污染，而且降低了成本。同时，本实施例的混匀装置利用驱动件6带动容器9振动或者旋转，容器9振动或者旋转时对容器9内的待混匀液体进行混匀，通过驱动件6产生混匀原动力，稳定性较好，能够保证混匀效果的重复性，提高了混匀效果，混匀时间较短，提高了混匀效率，从而提高了整个系统的自动化速度。

综上可知，本发明实施例提供的非接触式的混匀装置避免了清洗液的消耗以及交叉污染，同时提高了混匀效率，实现了混匀的高速自动化。而且，上述混匀装置能够方便、可靠地对至少两种液体进行混匀，同时结构简单，成本较低。

为了实现混匀的高效化，上述驱动件6优选为振动电机，振动电机设置在混匀块5上。开启振动电机后，振动电机会连带着混匀块5一起发生振动，进而带动混匀块5上的容器产生振动，容器9振动的过程中，能够带动其内的液体之间进行不同角度的接触，进而实现液体之间的混匀。振动电机产生的振动使液体之间的运动幅度较大，便于液体之间的混匀，提高了混匀效果，进一步缩短了混匀时间，提高了自动化速度。

本领域技术人员可以理解的是，该驱动件6也可为其他结构，如压电陶瓷等振动器件或者能够提供旋转动力的步进电机、驱动气缸等旋转器件，以达到同样的为容器9提供混匀原动力的效果，在此不再一一介绍。

为了进一步提高混匀效果，本实施例的振动电机的振动方向与竖直方向具有10°-80°的夹角。此时，振动电机的振动方向与竖直方向相倾斜，两者之间的夹角θ优选为10°-80°。此时驱动件6倾斜振动，进而驱动容器9倾斜振动，根据振动学的相关特性对容器9内部的倾斜振动效果进行正交分解，可以分解为竖直方向（即容器9的轴线方向）的混匀振动力和水平方向（即平行于容器9底面的方向）的混匀振动力；如图2所示，图中的Ⅰ为液体倾斜振动的效果，Ⅱ为正交分解的竖直方向的振动效果，Ⅲ为正交分解的水平方向的振动效果，通过一次性地使液体在水平方向和竖直方向同时进行混匀，实现了液体之间的充分混匀，大大提高了混匀效率，提高了整个系统的自动化程度。

上述混匀装置的夹角θ进一步为45°。将振动电机采用45°倾斜安装，使其振动方向与竖直方向倾斜45°，此时振动电机产生的振动力在水平方向的分力和在竖直方向的分力相等，这样液体在两个方向上的振动相同，混匀效果也相同，保证了整个容器9内的液体混合更加均匀化；经试验可得，待混匀液体容量在50微升至250微升范围内的情况下，采用45°倾斜振动时，振动电机最多只需要10秒钟工作即可完成可靠的混匀动作，大大提高了混匀效率。当然，振动电机也可以采用30°、60°或者其他倾斜的度数进行倾斜安装，本实施例对此不做限定。

为了进一步优化上述技术方案，混匀装置还包括：相对设置在基板1两端的第一挡板2和第二挡板8；连接在第一挡板2和第二挡板8之间的振动导轴4，振动导轴4的轴线沿振动电机的振动方向布置，混匀块5可滑动地套设在振动导轴4上；设置在第一挡板2与混匀块5之间，并套设在振动导轴4上的第一弹簧3；设置在第二挡板8与混匀块5之间，并套设在振动导轴4上的第二弹簧7。振动电机振动时带动混匀块5振动的过程中，混匀块5沿着振动导轴4进行振动，同时通过第一弹簧3和第二弹簧7的回复力配合振动导轴4；限定了混匀块5的位置，而且使混匀块5始终沿着振动电机的振动方向在一定范围内振动，减少振动偏差。第一挡板2和第二挡板8将振动导轴4以及混匀块5限定在两者之间，避免混匀块5从基板1上脱离，提高了工作稳定性。

上述安装部53进一步为开设在混匀块5顶部，侧壁能够与容器9的外壁过盈配合的环形凹槽。应用时，当装有待混匀液体的容器9置于混匀块5的安装部53处，将容器9用力推入环形凹槽内，由于环形凹槽的侧壁与容器9的外壁过盈配合，两者相固定，驱动件6能够连带着容器9一起振动或者旋转；当不需要混匀操作时，用力将容器9从环形凹槽内拔出，使容器9的外壁脱离环形凹槽的侧壁即可将容器9取下来。上述操作简单，便于实现，节约了固定和拆卸容器9的时间，减少了混匀操作的准备工作时间，提高了混匀效率。当然，安装部53还可以为其他能够与容器9可拆卸地连接的结构，如设置在混匀块5顶部的夹具，还可以通过其他配合关系实现容器9与混匀块5的紧固和脱离，例如螺栓和螺纹的配合连接等。

优选的，上述实施例提供的混匀装置中，环形凹槽的侧壁具有至少两种内径。此时环形凹槽具有多个尺寸的侧壁，每个尺寸的侧壁可以与一种尺寸的容器9相配合，当安装不同尺寸的容器9可以将该容器9装入与其相配合的侧壁处，进而保证容器9与混匀块5的配合精度，以保证混匀块5振动或者旋转时两者能够固定相连，同时避免两者卡死进而便于拔出容器9。由于上述安装部53能够与多个尺寸的容器9相配合，使用范围广，提高了通用性。

在另一实施例中，混匀块5包括支撑块52和与支撑块52相对接的压块51，支撑块52开设有第一半圆形凹槽，压块51上开设有与第一半圆形凹槽相对的第二半圆形凹槽，环形凹槽包括第一半圆形凹槽和第二半圆形凹槽。

放置容器9时，首先使压块51和支撑块52分开，然后将容器置于第一半圆形凹槽处，使容器9的一部分外壁与第一半圆形凹槽的侧壁贴合，然后将压块51和支撑块52对接，使容器9的另一部分外壁与第二半圆形凹槽的侧壁贴合，此时第一弹簧3和第二弹簧7能够夹紧压块51和支撑块52，进而使第一半圆形凹槽的侧壁和第二半圆形凹槽的侧壁相配合夹紧容器9，进而避免容器9在振动或转动时脱离安装部53。由于上述结构通过弹簧实现对容器9的夹紧，可以夹紧多种外形以及多种尺寸的容器，适用的容器种类多，提高了通用性。

请参考附图3，本发明实施例还提供了一种非接触式的混匀方法，其应用本发明任意一项实施例提供的混匀装置进行混匀，包括步骤：

S1：将需要混匀的几种液体置于容器9内：

将需要混匀的液体首先盛放到容器9内；

S2：将容器9置于混匀块5的安装部53上：

将容器设置在安装部53处，使容器9与混匀块5连接为一个整体，避免容器进行混匀动作时脱离混匀块5；上述安装部53优选为环形凹槽，该环形凹槽的侧壁能够与容器9的外壁过盈配合。安装容器9时，将容器9用力推入环形凹槽内，使环形凹槽的侧壁与容器9的外壁过盈配合，两者相固定；当不需要混匀操作时，用力将容器9从环形凹槽内拔出，使容器9的外壁脱离环形凹槽的侧壁即可将容器9取下来。上述操作简单，便于实现，节约了固定和拆卸容器9的时间，减少了混匀操作的准备工作时间，提高了混匀效率。当然，安装部53还可以为其他能够与容器9可拆卸地连接的结构，如设置在混匀块5顶部的夹具，还可以通过其他配合关系实现容器9与混匀块5的紧固和脱离，例如螺栓和螺纹的配合连接等。

S3：启动驱动件6，使容器9发生振动或者旋转：

利用驱动件6产生混匀原动力，驱动件6首先将动力传递给混匀块5，混匀块5带动其上的容器9进行振动或者旋转，进而驱动容器9内的液体之间进行不同角度的接触，从而实现混匀。该步骤中，驱动件6优选为振动电机，其还可以为步进电机等旋转部件或者压电陶瓷等振动器件；开启振动电机后，振动电机会连带着混匀块5一起发生振动，进而带动混匀块5上的容器产生振动，容器9振动的过程中，能够带动其内的液体之间进行不同角度的接触，进而实现液体之间的混匀。振动电机产生的振动使液体之间的运动幅度较大，便于液体之间的混匀，提高了混匀效果，进一步缩短了混匀时间，提高了自动化速度。

本发明实施例提供的非接触式混匀方法中，没有任何物件需要与待混匀液体进行直接接触，也不需要在容器9内设置介质通入口，避免了清洗液的消耗，从根本上消除了交叉污染，而且降低了成本。同时，本实施例的混匀方法利用驱动件6带动容器9振动或者旋转，容器9振动或者旋转时对容器9内的待混匀液体进行混匀，通过驱动件6产生混匀原动力，稳定性较好，能够保证混匀效果的重复性，提高了混匀效果，混匀时间较短，提高了混匀效率，从而提高了整个系统的自动化速度。

综上可知，本发明实施例提供的非接触式的混匀方法避免了清洗液的消耗以及交叉污染，同时提高了混匀效率，实现了混匀的高速自动化；而且能够方便、可靠地对至少两种液体进行混匀。

优选的，上述实施例提供的非接触式的混匀方法中，步骤S3具体为使容器9的振动方向或者旋转轴线与竖直方向成10°-80°夹角。这样一来，容器9沿与竖直方向成10°-80°夹角倾斜振动，或者绕与竖直方向成10°-80°夹角的轴线旋转运动；驱动件6倾斜振动或者倾斜旋转，进而驱动容器9倾斜振动或倾斜旋转，对容器9内部的混匀效果进行正交分解，可以分解为竖直方向（即容器9的轴线方向）的混匀效果和水平方向（即平行于容器9底面的方向）的混匀效果；通过一次性地使液体在水平方向和竖直方向同时进行混匀，实现了液体之间的充分混匀，大大提高了混匀效率，提高了整个系统的自动化程度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种非接触式的混匀装置，其特征在于，包括：

基板（1）；

设置在所述基板（1）上的混匀块（5），所述混匀块（5）上设置有用于放置盛有待混匀液体的容器（9）的安装部（53）；

能够驱动所述混匀块（5）振动或者旋转的驱动件（6），所述驱动件（6）与所述混匀块（5）相连。

2.根据权利要求1所述的混匀装置，其特征在于，所述驱动件（6）为振动电机，所述振动电机设置在所述混匀块（5）上。

3.根据权利要求2所述的混匀装置，其特征在于，所述振动电机的振动方向与竖直方向具有10°-80°的夹角。

4.根据权利要求3所述的混匀装置，其特征在于，所述夹角为45°。

5.根据权利要求4所述的混匀装置，其特征在于，还包括：

相对设置在所述基板（1）两端的第一挡板（2）和第二挡板（8）；

连接在所述第一挡板（2）和所述第二挡板（8）之间的振动导轴（4），所述振动导轴（4）的轴线沿所述振动电机的振动方向布置，所述混匀块（5）可滑动地套设在所述振动导轴（4）上；

设置在所述第一挡板（2）与所述混匀块（5）之间，并套设在所述振动导轴（4）上的第一弹簧（3）；

设置在所述第二挡板（8）与所述混匀块（5）之间，并套设在所述振动导轴（4）上的第二弹簧（7）。

6.根据权利要求1所述的混匀装置，其特征在于，所述安装部（53）为开设在所述混匀块（5）顶部，侧壁能够与所述容器（9）的外壁过盈配合的环形凹槽。

7.根据权利要求6所述的混匀装置，其特征在于，所述混匀块（5）包括支撑块（52）和与所述支撑块（52）相对接的压块（51），所述支撑块（52）开设有第一半圆形凹槽，所述压块（51）上开设有与所述第一半圆形凹槽相对的第二半圆形凹槽，所述环形凹槽包括所述第一半圆形凹槽和所述第二半圆形凹槽。

8.根据权利要求6所述的混匀装置，其特征在于，所述环形凹槽的侧壁具有至少两种内径。

9.一种非接触式的混匀方法，其特征在于，其应用如权利要求1-8任意一项所述的混匀装置进行混匀，包括步骤：

1）将需要混匀的几种液体置于所述容器（9）内；

2）将所述容器（9）置于所述混匀块（5）的安装部（53）上；

3）启动所述驱动件（6），使所述容器（9）发生振动或者旋转。

10.根据权利要求9所述的非接触式的混匀方法，其特征在于，所述步骤3）具体为使所述容器（9）的振动方向或者旋转轴线与竖直方向成10°-80°夹角。

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