CN103949436B - 一种用于加样针的超声清洗机构及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于加样针的超声清洗机构及清洗方法，所述机构包括超声换能器和超声聚焦体，所述超声聚焦体呈由下至上直径逐渐缩小的喇叭形形状，喇叭形形状的顶部具有带有凹槽的端部，其中所述凹槽具有封闭的底面和侧壁，所述凹槽的底面用于反弹由加样针喷出的清洗液形成涌泉，并且所述凹槽用于容纳加样针喷出的部分清洗液，超声换能器在整个喷液过程中保持产生超声波，所述超声聚焦体将超声换能器产生的超声功率聚焦在凹槽的位置。本发明实现了不同于现有技术的涌泉式冲刷清洗,并且与超声清洗相结合，使加样针无需浸没在清洗液中，降低了加样针受损概率，而且具有方便清洗操作、提高清洗速度、简化设备结构的效果。

Description

一种用于加样针的超声清洗机构及清洗方法
技术领域
本发明涉及生化发光测量仪设备领域，更具体地，涉及一种用于加样针的超声清洗机构及清洗方法。
背景技术
生物化学发光免疫分析具有灵敏度高、线性范围广和操作方便、快速等优点，在临床检验领域中得到广泛的应用。目前，基于生物化学发光免疫分析法的生化发光测量仪已经成为成熟的医疗诊断设备。然而，怎样有效地降低生化发光测量仪的加样针所产生的携带污染一直是一个重要的课题。
现有技术中解决这一问题常用的方法包括使用一次性吸头，但是这种方法的成本较高。现有技术中也有使用超声对加样针进行清洗的方法和装置，主要是将探针整体或绝大部分浸入盛放清洗液的容器，并且向该容器传输超声能量，实现清洗。通过位于容器底部的进液孔实现清洗液的供给输入，再通过位于容器底部或侧壁上的排液孔实现清洗后废液的排放。
但是，上述现有的超声清洗装置需要将整根加样针或者加样针的大部分浸泡到容器的清洗液中，加长了加样针的行程，这一过程不但费时和不便，而且也增加了加样针意外碰到容器带来的损坏风险。由于容器的底部和侧壁具有进液和排液的开孔，导致介质不连续，影响超声的传导。而且底部开口的大小有限，不利于排液和供液，清洗液容易从容器顶部漫出。可见，现有技术中的超声清洗装置存在一定的缺陷，并且在生化发光等自动化仪器中使用很不方便。
发明内容
基于现有技术中的上述不足和缺陷，本发明提供了一种用于加样针的超声清洗机构及清洗方法。本发明实现了不同于现有技术的涌泉式冲刷清洗，与超声清洗相结合，使加样针无需浸没到清洗液中，降低了加样针受损概率，而且具有方便清洗操作、提高清洗速度、简化设备结构的效果。
本发明所述的用于加样针的超声清洗机构，包括超声换能器和超声聚焦体，所述超声聚焦体呈由下至上直径逐渐缩小的喇叭形形状，喇叭形形状的顶部具有带有凹槽的端部，其中所述凹槽具有封闭的底面和侧壁，所述凹槽的底面用于反弹由加样针喷出的清洗液形成涌泉，并且所述凹槽用于容纳加样针喷出的部分清洗液，超声换能器在整个喷液过程中保持产生超声波，所述超声聚焦体将超声换能器产生的超声功率聚焦在凹槽的位置。
优选地，所述凹槽的直径为3.2-5mm，凹槽的深度为5-10mm。
进一步优选地，所述端部的外径为6-10mm。
优选地，所述超声聚焦体的顶部外围具有用于收集清洗液的集液装置，所述集液装置连通用于排放清洗液的清洗管。进一步优选的是，所述超声聚焦体的顶部与所述集液装置二者之间的结合部位具有密封垫圈，并且所述清洗管的末端是连接头。
本发明进而提供了一种应用以上所述的超声清洗机构对加样针进行清洗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述加样针置于所述超声清洗机构的凹槽上方，并且所述加样针的前端到达所述凹槽的上边缘以下的位置；
供给清洗液至中空的所述加样针，使所述清洗液从所述加样针向所述凹槽喷出并且通过凹槽的底面反弹形成涌泉，并且使凹槽容纳加样针喷出的部分清洗液；超声换能器在整个喷液过程中保持产生超声波，由超声换能器产生的超声波被聚集于所述凹槽。
优选地，在清洗液从加样针向所述凹槽喷出的步骤中，喷液压力为40kPa-80kPa，清洗液流量为0.1L/min至0.5L/min。
优选地，所述清洗方法还包括：通过集液装置收集清洗废液并通过清洗管排走。
优选地，所采用的清洗液为去离子水、蒸馏水或者加样针专用清洗液当中的任一种，或者去离子水、蒸馏水或者加样针专用清洗液当中任意两种或两种以上的混合液。
本发明采用了液压清洗和超声清洗相结合的方式，通过高强度的超声在清洗液中产生空化效应，作用于被清洗的加样针壁，达到高效快速清洗的效果；并且，本发明通过上述凹槽结构，使从加样针喷出的清洗液以恒定的压力冲击凹槽的封闭底面，被反弹回来的清洗液形成涌泉，对加样针产生冲刷清洗的作用，从而在清洗过程中加样针不再需要全部或者绝大部分浸入清洗液中，能够保证加样针安全，使清洗操作方便快速，清洗效果得到改善，并且有助于简化设备结构，节约仪器空间。特殊的供液和排液方式，使凹槽呈现封闭状态，从而保持了超声聚焦体端部的完整性，更加有利于超声波传输聚集而形成空化效应，改善了清洗的效率和效果。
附图说明
图1是本发明实施例的立体结构示意图；
图2是本发明实施例的平面结构示意图；
图3是本发明实施例的带有凹槽的端部的结构放大示意图；
图4是本发明实施例的圆盘结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施方式并配合附图详予说明。
本发明提出了一种超声清洗机构，可以通过涌泉式冲刷清洗方式进行生化发光测量仪的加样针清洗。图1示出了用于加样针的超声清洗机构的立体示意图。本发明的基本原理是采用涌泉式的液压清洗和超声清洗相结合的方式，在液压清洗的同时，加入高强度的超声，利用高强度超声在清洗液中产生空化效应，作用于被清洗的加样针壁，从而达到高效快速的清洗效果。
图2是本发明所述超声清洗机构的部件结构示意图。所述超声清洗机构采用聚焦超声换能器的设计，包括一个超声换能器5，该超声换能器5连接驱动电路6，从而使换能器的振子振动产生超声波；换能器的振子上部是喇叭型的超声聚焦体10，呈由下至上直径逐渐缩小的喇叭形形状。超声聚焦体10的顶部具有一个带有凹槽I的端部11，可参见图3的放大视图，所述凹槽I的底面是封闭的，其侧面也处于封闭状态。超声聚焦体10的顶部外围环绕有集液装置，用于收集清洗后产生的清洗废液，本实施例中该集液装置是一个聚乙烯材料(或者其他防水材料)的圆盘3，圆盘的直径25mm-40mm，并且超声聚焦体的顶部与圆盘二者的结合部位具有O型的密封垫圈2。当然，根据产品的外形设计等方面的因素，也可以将集液装置构造为其它形状，例如构造为方形盘或者碗形等。圆盘3的侧下方是清洗管4，清洗管4通过出液口与圆盘以内实现连通；所述圆盘与清洗管的连接关系可参见图4的剖面图。清洗管4下方末端是一个连接头9，可用于外接导管。安装的时候，通过顶块7将超声换能器5的底部顶住，再通过内六角圆柱头型固定螺钉8将顶块7固定。
应用本发明所述的超声清洗机构对加样针进行清洗的过程如下：首先，利用加载机构携带加样针1运动到清洗机构的顶部凹槽I上方，使加样针的前端停留在凹槽I的上边缘以下的位置(参见图2和图3)，通过加样针供液装置向中空的加样针1供给清洗液，从而使加样针1往凹槽I喷出清洗液。所述清洗液包括去离子水、蒸馏水或者加样针专用清洗液中的任意一种，也可以是去离子水、蒸馏水或者加样针专用清洗液中任意两种或两种以上的混合液。喷液的过程中清洗液流过加样针1的内壁，对加样针的内壁产生冲刷清洗的作用；清洗液以恒定的压力冲击凹槽I的封闭底面，从而被反弹回来形成涌泉，涌泉式的清洗液浸没加样针1的前端部分，并且对加样针1的外壁具有冲刷清洗的作用。本发明对于凹槽I的直径、槽深及端部外径采用了经过优化设计的尺寸，其中凹槽I的直径为3.2mm-5mm，槽深为5mm-10mm，而所述端部11的外径为6mm-10mm。这一尺寸可以配合涌泉式的清洗方式，提高冲洗效率，节省清洗时间并降低成本。同样，为了充分形成涌泉，本发明所采用的喷液压力为40kPa-80kPa，清洗液流量为0.1L/min至0.5L/min,优选为0.3L/min。如果喷液压力和流量小于上述经过优化的喷液压力和流量数值，其对凹槽底面的冲击不足，无法有效地反弹形成涌泉；反之，如果喷液压力和流量大于上述优化数值，则加样针本身会承受过大的内部压力，不利于保证其使用寿命，而且反弹效果过强，会使清洗液大量从凹槽顶部溢出，导致凹槽内部存液量不足，同样不利于充分地形成涌泉。在整个喷液的过程中，超声发生器5处于正常工作状态，其超声频率为40kHz-60kHz，超声功率为2W-30W。超声发生器5的超声功率被聚焦在凹槽I的位置，从而使得凹槽I内的清洗液产生极大的声压，进而产生强烈的空化效应。由于清洗液的空化效应可以在加样针1的内外壁产生瞬间的高温高压，这种瞬间的高温高压作用于加样针的内外壁，从而剥离加样针1内外壁的污染物，并通过涌动的清洗液排走。每次喷液清洗的持续时间约为600ms-1000ms。清洗废液从凹槽的顶部涌出，并且通过圆盘3收集，最后通过清洗管4排走。这样，凹槽的底面和侧壁都是封闭的，并不需要设置用于供液和排液的开孔。清洗完成后，加样针1停止喷液，超声发生器5停止工作，加样针1在加载机构携带下离开清洗机构进行下一次移液。
本发明所述的超声清洗机构结构相对简单，体积较小，能够节约仪器的空间；通过凹槽结构设计，使得加样针无需深入清洗液中，操作方便快速，而且避免加样针外壁部分浸泡在清洗液中带来的问题；由加样针直接喷出清洗液，结构更加简单，而且对加样针内壁有很好的清洗作用。清洗产生废液直接由外围的通道排走，简单方便。特殊的供液和排液方式，使凹槽呈现封闭状态，从而保持了超声聚焦体端部的完整性，更加有利于超声波传输聚集而形成空化效应，改善了清洗的效率和效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于加样针的超声清洗机构，包括超声换能器和超声聚焦体，其特征在于，所述超声聚焦体呈由下至上直径逐渐缩小的喇叭形形状，喇叭形形状的顶部具有带有凹槽的端部，其中所述凹槽具有封闭的底面和侧壁，所述凹槽的底面用于反弹由加样针喷出的清洗液形成涌泉，并且所述凹槽用于容纳加样针喷出的部分清洗液，超声换能器在整个喷液过程中保持产生超声波，所述超声聚焦体将超声换能器产生的超声功率聚焦在凹槽的位置。
2.根据权利要求1所述的超声清洗机构，其特征在于，所述凹槽的直径为3.2-5mm，凹槽的深度为5-10mm。
3.根据权利要求2所述的超声清洗机构，其特征在于，所述端部的外径为6-10mm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的超声清洗机构，其特征在于，所述超声聚焦体的顶部外围具有用于收集清洗液的集液装置，所述集液装置连通用于排放清洗液的清洗管。
5.根据权利要求4所述的超声清洗机构，其特征在于，所述超声聚焦体的顶部与所述集液装置二者之间的结合部位具有密封垫圈，所述清洗管的末端是连接头。
6.一种应用以上权利要求中任一项所述的超声清洗机构对加样针进行清洗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述加样针置于所述超声清洗机构的凹槽上方，并且所述加样针的前端到达所述凹槽的上边缘以下的位置；
供给清洗液至中空的所述加样针，使所述清洗液从所述加样针向所述凹槽喷出并且通过凹槽的底面反弹形成涌泉，并且使凹槽容纳加样针喷出的部分清洗液；超声换能器在整个喷液过程中保持产生超声波，由超声换能器产生的超声波被聚集于所述凹槽。
7.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，在清洗液从加样针向所述凹槽喷出的步骤中，喷液压力为40kPa-80kPa，清洗液流量为0.1L/min至0.5L/min。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法还包括：通过集液装置收集清洗废液并通过清洗管排走。
9.根据权利要求6至7中任一项所述的清洗方法，其特征在于，所采用的清洗液为去离子水、蒸馏水或者加样针专用清洗液当中的任一种，或者去离子水、蒸馏水或者加样针专用清洗液当中任意两种或两种以上的混合液。
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