CN105004401A - 液面探测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液面探测装置及方法，装置包括：吸液探针，用于吸取液体并输出对应电容；管路连接器，设置在与所述吸液探针连接的管路上，用于当所述管路内的液体流过时，若液体携带干扰信号则产生感应电容；检测电路，用于检测所述吸液探针输出的电容并将其转换为第一信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二信号，从所述第一信号中滤除所述第二信号，之后输出液面探测信号至运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。本发明提高了探针液面探测的抗干扰能力以及探测的准确性和可靠性。

Description

液面探测装置及方法

技术领域

本发明涉及领域医疗检测分析领域，尤其涉及一种样本分析仪的液面探测装置及方法。

背景技术

在样本分析时，需要吸液探针对待测样本或反应试剂进行取样。由电机带动吸液探针下行，接触液面并下行一定位移，以满足加样量的要求。同时下行位移不能太深，以免不能对吸液探针进行有效的清洗，这就需要吸液探针进行精确的液面探测。

目前广泛采用的液面探测方法为容式液面探测，依据探针在接触液面时电容的变化来判定接触液面与否。容式液面探测具有灵敏度高、响应快等特点。现有技术公开了一种化学发光免疫分析液面探测方法，该方法针对不同位置处的容器，由加样针对容器内的分布电容进行预测，从而得到不同位置和电容变化的一种配对关系，根据加样针感应电容与对应的电容阀值进行比较，超出阀值范围则认为探测到液面。该方法虽能够防止由分布电容带来的干扰，但是不能防止由管路带来的干扰。管路干扰主要表现为管路耦合仪器辐射干扰，该干扰信号通过管路清洗液传入吸液探针最终包含在探针输出的信号中并被检测，从而导致液面探针误探，特别是当管路中填充的是具有一定离子浓度的清洗液时，干扰尤为明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中探针管路对液面探测造成干扰的问题，提出了一种液面探测装置及方法，以提高探针液面探测的抗干扰能力，提高探测的准确性可靠性。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种液面探测装置，包括，

吸液探针，用于吸取液体并输出对应电容；

管路连接器，设置在与所述吸液探针连接的管路上，用于当所述管路内的液体流过时，若液体携带干扰信号则产生感应电容；

检测电路，用于检测所述吸液探针输出的电容并将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号，从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。

优选的，所述检测电路包括：

电桥电路，用于分别将所述吸液探针输出的电容和所述管路连接器的感应电容转换为第一电信号和第二电信号；

差分放大电路，用于在载波信号的作用下从所述吸液探针输出的对应第一电信号中滤除所述第二电信号并放大；

整流模块，用于将所述差分放大电路输出的交流信号整流为直流信号；

数模转换器，用于将所述整流模块输出的直流信号采样为数字信号并输出；

微处理器，用于输出所述载波信号至所述电桥电路，接收所述模数转换器输出的数字信号，对其分析处理后输出液面探测信号至所述运动机构。

优选的，所述管路连接器由导电材料制成，所述管路连接器的外表面具有一个接线端，所述接线端通过导线连接所述电桥电路；所述管路连接器的两端具有用于连接管路的接口。

优选的，位于所述管路连接器两端的接口之间的部分的直径小于所述接口部分的直径。

优选的，所述接口具有螺纹。

优选的，所述运动机构包括控制单元和移动机构；所述控制单元，与所述检测电路中的所述微处理器连接，用于当接收到所述微处理器输出的所述液面探测信号时，输出控制信号到所述移动机构；所述移动机构，其上安装所述吸液探针，用于在所述控制信号控制下移动从而控制所述吸液探针的移动位置。

优选的，所述移动机构包括驱动器、电机和运动臂；所述吸液探针设置在运动臂上；所述驱动器用于当接收到所述控制信号时驱动所述电机运转，所述电机用于带动所述运动臂移动从而带动所述吸液探针移动。

优选的，所述管路为聚四氟乙烯硬管。

优选的，所述吸液探针为单管针。

本发明实施例还提供一种利用上述液面探测装置的液面探测方法，包括：

步骤一：检测电路在运动机构驱动吸液探针移动工作时，持续地检测所述吸液探针和管路连接器，检测到所述吸液探针输出的电容将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号；

步骤二：检测电路从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过设置在管路上设置管路连接器，当管路内的液体流过时，若液体携带干扰信号则在管路连接器上产生感应电容；检测电路检测所述吸液探针输出的电容并将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号，从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。本发明使得干扰信号通过管路清洗液传入吸液探针而最终包含在探针输出的信号中时被检测滤除，从而避免液面探针误探，提高探针液面探测的抗干扰能力，提高探测的准确性可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中的化学发光分析仪中的液面探测装置示意图；

图2为图1中的检测电路的电路框图；

图3为管路连接器主视图；

图4为管路连接器左视图；

图5为管路连接器剖视图A-A；

附图标记：1-吸液探针、2-样本管或试剂管、3-吸液探针臂、4-管路连接器、5-管路、6-运动机构、7-托架、8-吸液探针导线、9-管路连接器导线、10-检测电路、11-微处理器、12-电桥电路、13-差分放大电路、14-整流模块、15-模数转换器、16-焊点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本发明的一种液面探测装置，包括吸液探针、管路连接器和检测电路。所述吸液探针，用于吸取液体并输出对应电容；所述管路连接器，设置在与所述吸液探针连接的管路上，用于当所述管路内的液体流过时，若液体携带干扰信号则产生感应电容；所述检测电路，用于检测所述吸液探针输出的电容并将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号，从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。

本发明通过设置在管路上设置管路连接器，当管路内的液体流过时，若液体携带干扰信号则在管路连接器上产生感应电容；检测电路检测所述吸液探针输出的电容并将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号，从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。本发明使得干扰信号通过管路清洗液传入吸液探针而最终包含在探针输出的信号中时被检测滤除，从而避免液面探针误探，提高探针液面探测的抗干扰能力，提高探测的准确性、可靠性。

具体的，在一个实施例中，所述管路为聚四氟乙烯硬管，所述吸液探针为单管针。所述管路连接器为导电材料制成，所述管路连接器的外表面具有一个接线端，所述接线端通过导线连接所述电桥电路；所述管路连接器的两端具有用于连接管路的接口。位于所述管路连接器两端的接口之间的部分的直径小于所述接口部分的直径。所述接口具有螺纹以便于连接管路。

优选的，所述运动机构包括控制单元和移动机构；所述控制单元，与所述检测电路中的所述微处理器连接，用于当接收到所述微处理器输出的所述液面探测信号时，输出控制信号到所述移动机构；所述移动机构，其上安装所述吸液探针，用于在所述控制信号控制下移动从而控制所述吸液探针的移动位置。

优选的，所述移动机构包括驱动器、电机和运动臂；所述吸液探针设置在运动臂上；所述驱动器用于当接收到所述控制信号时驱动所述电机运转，所述电机用于带动所述运动臂移动从而带动所述吸液探针移动。

下面结合具体示例说明本发明。如图1所示化学发光分析仪中的液面探测装置，包括吸液探针1、样本管或试剂管2、吸液探针臂3、管路连接器4、管路5、运动机构6、托架7、吸液探针导线8、管路连接器导线9、检测电路10。其中所述吸液探针1固定安装于吸液探针臂3上并与管路5连接，管路连接器4设置在管路5上。所述运动结构6包括步进电机、驱动器、传动丝杆和控制单元，用以控制吸液探针的运动。所述托架7为导电材料并良好接地，用于固定样本管或试剂管2。所述吸液探针导线8用以将吸液探针连接入检测电路10。所述管路连接器导线9用于将管路连接器电容接入检测电路10。

如图2所示，所述检测电路10包括微处理器11，电桥电路12，差分放大电路13，整流模块14，模数转换器15。所述微处理器11用于输出载波信号至电桥电路12，接收模数转换器15的数据并进行分析，输出液面探测信号至所述运动机构6。所述电桥电路12用以将所述吸液探针1的电容和所述管路5的电容接入电路，并在所述载波信号的作用下，将吸液探针1和管路连接器4的电容转换为电信号(如模拟电信号)，其中，载波信号用于激励被测电容，即采用交流激励式电容检测方法。所述差分放大电路13用于滤掉吸液探针信号中的管路信号并放大。所述整流电路14用于将载波交流信号整流为直流信号。所述模数转换15用于将所述整流电路14输出的直流信号采样为数字信号，并输出至所述微处理器11进行运算处理。

管路连接器4的主视图如图3所示，管路连接器4的左视图如图4所示，管路连接器剖视图A-A如图5所示。管路连接器4为导电材料，优选的为不锈钢材料。管路连接器4中通，两端为内螺纹接口，用于连接管路5。管路连接器导线9与焊点16(即接线端)相连，相连方式为焊接。

本发明的具体实施过程为：运动机构6带动吸液探针臂下行，在下行过程中，检测电路10一直对吸液探针1和管路连接器4进行采样分析，若下行过程中，管路5出现了干扰，差分放大电路13能及时滤掉此干扰信号，提高抗干扰能力。当吸液探针1接触液体表面时，吸液探针1的电容会瞬间增大，输入至差分放大电路13的电信号减小，整流模块14输出直流电信号相应减小，微处理器11获取模数转换器15的数值小于设定阀值，此时微处理器11判定液位探测成功并输出液面探测信号至运动机构6的控制单元，控制单元控制电机带动吸液探针臂3继续下行固定位移后停止，液面探测完成。本发明能有效的防止吸液探针管路带来的干扰，提高吸液探针液面探测的准确性。

基于同一构思，本发明实施例还提供一种利用上述实施例的液面探测装置的液面探测方法，包括：

步骤一：检测电路在运动机构驱动吸液探针移动工作时，持续地检测所述吸液探针和管路连接器，检测到所述吸液探针输出的电容将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号；

步骤二：检测电路从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。需要说明的是，该方法实施例与上述装置实施例基于同一构思作出，具体可参考前述实施例的描述，此处不再赘述。

本发明通过检测电路检测所述吸液探针输出的电容并将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号，从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。本发明使得干扰信号通过管路清洗液传入吸液探针而最终包含在探针输出的信号中时被检测滤除，从而避免液面探针误探，提高探针液面探测的抗干扰能力，提高探测的准确性、可靠性。

上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。

Claims (10)

1.一种液面探测装置，其特征在于，包括，

吸液探针，用于吸取液体并输出对应电容；

管路连接器，设置在与所述吸液探针连接的管路上，用于当所述管路内的液体流过时，若液体携带干扰信号则产生感应电容；

检测电路，用于检测所述吸液探针输出的电容并将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号，从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。

2.根据权利要求1所述的液面探测装置，其特征在于，所述检测电路包括：

电桥电路，用于在载波信号的作用下分别将所述吸液探针输出的电容和所述管路连接器的感应电容转换为第一电信号和第二电信号；

差分放大电路，用于从所述吸液探针输出的对应第一电信号中滤除所述第二电信号并放大；

整流模块，用于将所述差分放大电路输出的交流信号整流为直流信号；

数模转换器，用于将所述整流模块输出的直流信号采样为数字信号并输出；

微处理器，用于输出所述载波信号至所述电桥电路，接收所述模数转换器输出的数字信号，对其分析处理后输出液面探测信号至所述运动机构。

3.根据权利要求2所述的液面探测装置，其特征在于，所述管路连接器由导电材料制成，所述管路连接器的外表面具有一个接线端，所述接线端通过导线连接所述电桥电路；所述管路连接器的两端具有用于连接管路的接口。

4.根据权利要求3所述的液面探测装置，其特征在于，位于所述管路连接器两端的接口之间的部分的直径小于所述接口部分的直径。

5.根据权利要求4所述的液面探测装置，其特征在于，所述接口具有螺纹。

6.根据权利要求2所述的液面探测装置，其特征在于，所述运动机构包括控制单元和移动机构；

所述控制单元，与所述检测电路中的所述微处理器连接，用于当接收到所述微处理器输出的所述液面探测信号时，输出控制信号到所述移动机构；

所述移动机构，其上安装所述吸液探针，用于在所述控制信号控制下移动从而控制所述吸液探针的移动位置。

7.根据权利要求6所述的液面探测装置，其特征在于，所述移动机构包括驱动器、电机和运动臂；所述吸液探针设置在运动臂上；所述驱动器用于当接收到所述控制信号时驱动所述电机运转，所述电机用于带动所述运动臂移动从而带动所述吸液探针移动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的液面探测装置，其特征在于，所述管路为聚四氟乙烯硬管。

9.根据权利要求1-7任一项所述的液面探测装置，其特征在于，所述吸液探针为单管针。

10.一种利用权利要求1-9任一项所述液面探测装置的液面探测方法，其特征在于，所述液面探测方法包括：

步骤一：检测电路在运动机构驱动吸液探针移动工作时，持续地检测所述吸液探针和管路连接器，检测到所述吸液探针输出的电容将其转换为第一电信号，当所述管路连接器上出现感应电容时将其转换为第二电信号；

步骤二：检测电路从所述第一电信号中滤除所述第二电信号，之后输出液面探测信号到运动机构，而使所述运动机构控制所述吸液探针的移动位置。