CN105091930B - 用于检测洗板机堵孔的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于检测洗板机堵孔的方法和装置，涉及临床医学检验领域。洗板机是用来清洗酶标板的一种临床检验设备，经常会遇到清洗头堵孔现象，现在普遍采取人为观察这种方式来检测是否堵孔，难以实现洗板机与全自动仪器的整合。本发明采用反射式关电开关，通过非接触方式检测微孔内水位的高度，间接的检测洗板机是否堵孔，而且装置与外部模块无任何结构和线路的连接，可独立成模块，方便使用。

Description

用于检测洗板机堵孔的方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及临床医学检验领域

背景技术

洗板机是用来清洗酶标板的一种临床检验设备。洗板机主要用于清洗酶标板反应后的一些未结合物和杂质，降低后续检测过程中因残留物导致的误差。

在日常工作中，经常会遇到清洗头堵孔现象。清洗头一般分为三种(12针、8针以及96针清洗头)，常用的是8针清洗头。在酶标板清洗过程中，若出现清洗头堵孔现象，导致注水不满或不注水，直接影响清洗质量，造成酶标记物清洗不净，部分酶标记物附在孔壁，可能出现假阳性结果。洗板机出现针孔堵塞原因主要有如下几种：1)血样处理不当，血清或血浆中的纤维蛋白未完全析出，从而造成在洗板时纤维蛋白凝块将吸液针堵塞。2)微孔板中含有塑料碎屑，在洗板时造成吸液针堵塞。3)每次洗板机使用完毕后，没有进行正常的日维护，从而造成残留在针孔中的洗液形成结晶将针孔堵塞。

洗板机针孔堵塞可分为两类，一类是注液针堵塞，主要表现是洗板过程中需要向微孔中注入液体，但因为注液针孔堵塞，使该注液针对应的微孔内没有液体，而没有堵塞的注液针孔对应的微孔内是有液体的；二是吸液针堵塞，主要表现是洗板过程中需要将微孔内的液体吸走，但因为吸液针堵塞，使该吸液针对应的微孔内的液体没有吸走，而没有堵塞的吸液针孔对应的微孔内的液体是被吸走的。根据上述描述，通过观察微孔内的液体有无可判断洗板机是否堵孔。目前并没有好的办法来解决堵孔的问题，大部分产品仍需要人为观察这种方式来检测。人为观察来进行检测的这种方式虽然能检测到堵孔，但有如下不足：1)极大的耗费人力，操作者在洗板的过程中不能离开，需要一直观察洗板的过程；2)人为的因素可能会影响到检测结果，如操作者的经验以及当时的状态等；3)因需人为参与，很难实现洗板机与全自动仪器的整合；即使整合在一起，也不能实现无人值守，否则就有出现假阳性的风险。

中国专利(ZL200820212403.2)《带堵孔报警装置的清洗装置》，提供了一种带堵孔报警装置的清洗装置，通过判断注液针和吸液针之间是否有液体形成回路来实现堵孔的判断，这种方式实现了堵孔检测的自动化的可能性，但其有明显不足：1)极易出现误报。吸液针和注液针直接的间距也就是2-3mm，而且环境也比较潮湿，在微孔内没有液体的情况下，洗板过程中针孔上残留的液滴或者飞溅的液滴都有可能使两针直接形成回路而导致误报。2)结构复杂，工艺上难于实现。吸液针和注液针一方面要实现液体的通路，即进出液体，另一方面又要实现电路间的连通点。也就是说，为了保证电路的可靠连接，洗板机的针头必须与电路板连接牢固，另外又需要与清洗装置连接可靠，在工艺上很难保证。

发明内容

本发明创造主要是为了解决如下问题：实现洗板机清洗头堵孔检测的自动化，而且提高检测结果的可靠性，同时又能从工艺上确保易于实现产品化。

本发明的特点是采用反射式光电开关，通过检测出其接收到的光强的变化，来判断微孔内的液体有无可判断洗板机是否堵孔。这种开关由一个红外线发射管跟一个红外接收管组合而成，其接收到的光强度随被检测物体位置的变化而变化。

本发明实施例提供了一种洗板机堵孔检测装置，实现堵孔检测的自动化，而且使检测的结果具有高可靠性，在工艺上确保易于实现产品化。通过补充的实施例，进一步提高了本发明的性能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基本方案(方案一)：

洗板机堵孔检测装置，所述检测装置结构上主要由外壳和电路板组成。所述电路板上设置有2*8个反射式光电开关、采集电路、AD转换、微处理器以及通讯模块等。

所述反射式光电开关，用于发射红外信号并接收反射回的红外信号；

所述采集电路，用于将接收的反射光信号转换成电压信号；

所述AD转换，用于将模拟的电压信号转换成数字量；

所述微处理器，用于将数字量化的电压值与设置的阈值进行比较，判断微孔内液位的高度，因微孔的深度是确定的，也就能判断微孔内是否有液体，从而间接的判断洗板机是否堵孔；

所述通讯模块，用于微处理器和外部的洗板机或系统控制器进行通讯，接收控制指令并将检测结果传送出去。

本方案采用的检测方法：

洗板机洗板的过程大致如下：吸液→注液→浸泡→吸液→注液→浸泡…→吸液。吸液:通过洗板机的吸液针将微孔内的液体吸走；注液：通过洗板机的注液针向微孔内注入洗板液；浸泡：微孔内注液后放置一段时间，让洗板液浸泡微孔的内壁。在浸泡的过程中检测洗板头注液针是否堵孔，在最后一步吸液后检测洗板头吸液针是否堵孔。

在浸泡的过程中，通过传动机制或机械抓手将所述电路板移动到微孔板的上方，使电路板上的反射式光电开关与微孔板上的微孔一一对应。这时启动测量，反射式光电开关发射红外信号，通过微孔内液面或微孔底部的反射，将信号反射到反射式光电开关的接收端；采集电路将反射光信号转换成电压信号；AD转换芯片将电压信号转换成数字量；微处理器将数字量与设置的阈值进行比较，该阈值为微孔内无液体时经过多次测量并统计出来的经验值，当采集到的数字量低于该阈值时判断为该孔内无液体。在洗板机正常情况下，浸泡的阶段是孔内是注满液体的。在浸泡阶段检测到某微孔内无液体时，就可判断该微孔对应的洗板头注液针堵塞。

在最后一步吸液后，通过传动机制或机械抓手将所述电路板移动到微孔板的上方，使电路板上的反射式光电开关与微孔板上的微孔一一对应。这时启动测量，测量过程如上所述；微处理器将数字量与设置的阈值进行比较，该阈值为微孔内注有液体时经过多次测量并统计出来的经验值，当采集到的数字量高于该阈值时判断为该孔内有液体。在洗板机正常情况下，最后一步吸液后孔内是无液体的。最后一步吸液后检测到某微孔内无液体时，就可判断该微孔对应的洗板头吸液针堵塞。

本方案的发明点主要如下：采用反射式光电开关，通过非接触方式检测微孔内水位的高度，间接的检测洗板机是否堵孔。

为了进一步提高本发明的性能，在上述技术方案的基础上又衍生出了以下几种实施方案。

方案二：

将方案一中所述的2*8个反射式光电开关改进为12*8个反射式光电开关，这样能同时对整块微孔板(一般微孔板均为96孔)上的96个微孔进行检验，从而提高检测效率。

方案三：

将方案一中所述的电路板上增加继电器，控制反射式光电开关和采集电路的电源供给，当需要检测的时候才启动电源，这样能有效延长反射式光电开关的使用寿命。

方案四：

在方案一的基础上，电路板采用可充电电池供电，并使用无线网络通讯，这样该装置与外部模块无任何结构和线路的连接，可独立成模块。工作时，由机械抓手抓取到微孔板的上方进行检测。

方案五：

在方案一检测方法的基础上进行改进。反射式光电开关在被检测微孔的上方能上下运动，通过测量在不同的位置其采集到的数字量化的电压值的变化趋势与预设的模型进行比较，相对于在固定位置检测能很大程度上提高检测结果的可靠性。

本发明实现了以下有益效果：

1、实现洗板机堵孔检测的自动化；

2、实现提高堵孔检测结果的可靠性；

3、易于实现产品化；

4、该装置能适应不同的微孔板，包括不透明的发光板；

5、能独立使用，又可与系统集成。

6、采用非接触式检测方式，结构可灵活设计。

附图说明

图1为本实施例1使用的反射式光电开关的工作原理图；

图2为本实施例1的电路原理框图；

图3为本实施例1的电路板结构示意图；

图4为本实施例2的电路原理改进框图；

图5为本实施例2的电路板在微孔上的运动示意图

具体实施方式

实施例1

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明的实施例。

洗板机堵孔检测装置结构上主要由外壳和电路板21组成。这里着重说明一下电路板21，外壳不详述。电路板上设置有反射式光电开关、采集电路、AD转换、微处理器以及通讯模块等。图3只显示了反射式光电开关器件20和电路板21的结构示意，其它如采集电路、AD转换等没有示意在图上。

该实施例中使用了2*8个反射式光电开关，能同时检测2*8个微孔的加注液是否正常，当这种装置应用到96针洗板头的洗板机(即每个微孔对应一个吸液针和注液针)上时，就能判断16组吸液针和注液针是否堵孔。各前后左右相邻的反射式光电开关器件20直接的间距与微孔板的标准间距一致，均为9mm，使反射式光电开关器件20与微孔板上的微孔的位置是一一对应的。

将电路板21上的反射式光电开关5置于被检测微孔的上方，启动测量，反射式光电开关5发射红外信号，通过微孔内液面或微孔底部的反射，将信号反射到反射式光电开关5的接收端，通过采集电路6将光信号转换成电压信号，再经过AD(模数)转换7成数字量，微处理器8将该数字量化的电压值与设置的阈值进行比较，判断微孔内液位的高度，因微孔的深度是确定的，也就能判断微孔内是否有液体，从而间接的判断洗板机是否堵孔。随后微处理器8将检测结果通过通讯模块9传送到洗板机或系统控制器10。

所述AD转换，采用的是Maxim(美信)的16通道AD转换芯片MAX11632，多通道，封装小，能极大的减小PCB板(印刷电路板)面积；

所述通讯模块，在该实施例中采用CAN总线传输。

所述洗板机或系统控制器，在该实施例中为洗板机控制器。该洗板堵孔检测装置与洗板机进行通讯，将堵孔检测结果传输给洗板机，后续处理由洗板机来完成。

洗板机洗板的过程大致如下：吸液→注液→浸泡→吸液→注液→浸泡…→吸液。

在浸泡的过程中，通过传动机制或机械抓手将电路板21移动到微孔板的上方，使电路板21上的反射式光电开关对准检测的微孔，并启动检测。检测过程如上所述，根据检测结果可判断洗板机这16个微孔中某个位置的注液孔是否堵塞。根据此方法移动电路板21到下16个微孔的位置进行检测，直至所要求检测孔检测完毕。

在最后一步吸液后，通过传动机制或机械抓手将电路板21移动到微孔板的上方，使电路板21上的反射式光电开关对准检测的微孔，并启动检测。检测过程如上所述，根据检测结果可判断洗板机这16个微孔中某个位置的吸液孔是否堵塞。根据此方法移动电路板21到下16个微孔的位置进行检测，直至所要求检测孔检测完毕。

实施例2

洗板机堵孔检测装置结构上主要由电路板、外壳和上下运动机构组成。电路板上设置有反射式光电开关、采集电路、AD转换、微处理器、继电器以及通讯模块等。上下运动机构主要实现电路板上下运动。

该最优实施例中使用了12*8个反射式光电开关，能同时检测12*8个微孔(即整个微孔板)的加注液是否正常，当这种装置应用到96针洗板头的洗板机(即每个微孔对应一个吸液针和注液针)上时，就能判断96组吸液针和注液针是否堵孔，能同时对整块微孔板(一般微孔板均为96孔)上的96个微孔进行检验，这样能提供检测的效率。各前后左右相邻的反射式光电开关器件直接的间距与微孔板的标准间距一致，均为9mm，使反射式光电开关器件与微孔板上的微孔的位置是一一对应的。

将电路板上的反射式光电开关置于被检测微孔的上方，微控制器控制继电器，打开反射式光电开关和采集电路的电源供给。上下运动机构控制电路板在微孔上运动到高位32、中位33、低位34，通过采集电路分别将这几个位置对应的光信号转换成电压信号，再经过AD(模数)转换成数字量，微处理器将该数字量化的电压值与预设的模型进行比较，判断微孔内是否有液体，从而间接的判断洗板机是否堵孔。微控制器然后控制继电器，关闭反射式光电开关和采集电路的电源供给。随后微处理器将检测结果通过通讯模块传送到洗板机或系统控制器。

本发明的各种改进和改变对本领域技术人员是显而易见的，而不会离开本发明的范围和精神，要理解的是本发明不过度限制于本文所述的说明性实施方案，其他改进也应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于检测洗板机堵孔的方法，其特征是采用反射式光电开关，当检测时将所述反射式光电开关移动到微孔上方，使所述反射式光电开关与所述微孔对应，通过非接触方式检测微孔内水位的高度，间接的检测洗板机是否堵孔，反射式光电开关通过检测接收到的光强的变化，来判断微孔内的液体有无判断洗板机是否堵孔；

其中，反射式光电开关在被检测微孔的上方能上下运动，通过测量在不同的位置其采集到的数字量化的电压值的变化趋势与预设的模型进行比较；在洗板机洗板的浸泡过程中检测洗板头注液针是否堵孔，在最后一步吸液后检测洗板头吸液针是否堵孔；反射式光电开关发射红外信号，通过微孔内液面或微孔底部的反射，将信号反射到反射式光电开关的接收端，通过采集电路将光信号转换成电压信号，再经过AD转换成数字量，微处理器将该数字量化的电压值与设置的阈值进行比较微处理器将数字量化的电压值与设置的阈值进行比较，判断微孔内液位的高度，间接的判断洗板机是否堵孔。

2.根据权利要求1所述的检测洗板机堵孔的方法，其特征是接收到的光的强度随被检测物体位置的变化而变化。

3.一种用于检测洗板机堵孔的装置，其特征是检测装置结构上由外壳和电路板组成，电路板上设置有反射式光电开关、采集电路、AD转换、微处理器、上下运动机构以及通讯模块；所述反射式光电开在检测时移动到微孔上方，与所述微孔对应，其中上下运动机构用于控制反射式光电开关在被检测微孔的上方上下运动，以通过测量在不同的位置其采集到的数字量化的电压值的变化趋势与预设的模型进行比较；反射式光电开关在洗板机洗板的浸泡过程中检测洗板头注液针是否堵孔，在最后一步吸液后检测洗板头吸液针是否堵孔。

4.根据权利要求3所述的检测洗板机堵孔的装置，其特征是电路板上设置有12*8个反射式光电开关，能同时对整块微孔板上的96个微孔进行检验。

5.根据权利要求3所述的检测洗板机堵孔的装置，其特征是电路板上增加继电器，控制反射式光电开关和采集电路的电源供给。

6.根据权利要求3所述的检测洗板机堵孔的装置，其特征是电路板采用可充电电池供电，并使用无线网络通讯，装置与外部模块无任何结构和线路的连接，可独立成模块。