CN106391154A - 传感器辅助精确定容系统 - Google Patents

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田莉娟
王斌
王军
许福斌
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Beijing Polytech Instrument Co Ltd
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    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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    • B01L3/54—Labware with identification means
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Abstract

一种传感器辅助精确定容系统包括：加液管，其包括入口和出口；加液泵，其一端与液体源相连，另一端与加液管的入口相连；容器，其具有开口，所述加液管的出口设置在该容器的开口处；液位检测传感器，其设置在容器的开口上方；定容终点差值计算单元，其与液位检测传感器连接；加液速度控制单元，其与加液泵和定容终点差值计算单元连接，根据定容终点差值计算单元计算的定容终点差值的大小，自动控制加液泵的加液速度。传感器、加液泵和容器自动智能识别功能，实现精准、快速、全自动定容。

Description

传感器辅助精确定容系统
技术领域
本发明涉及一种传感器辅助精确定容系统。
背景技术
目前，针对定容这一实验步骤，需要先选择与定容体积保持一致的容量瓶，将待定容的溶液人工转移至容量瓶中，再通过人工操作将所需定容的溶液补充至容量瓶的定容刻度线，完成定容。
而手动定容，费时费力，定容准确度受人为因素影响，另外，传感器具有自动检测物体高度或距离变化的能力，但未应用在溶液自动定容领域，目前定容仍为人工操作，但人工操作存在以下缺点：
1)人工完成定容，人员自身会有疲劳效应，影响实验效率；
2)定容的动作受容器种类限制，定容时必须将溶液通过人力转移至容量瓶；
3)需要的定容体积受容量瓶尺寸规格影响，市场上所售容量瓶体积规格有限，定容时定容体积不能根据实验需求随意选择定容体积，受容量瓶规格尺寸的影响；
4)定容体积的准确度受人为因素影响，定容时不同操作人员观察定容刻度线的角度直接影响定容体积，仰视刻度线定容操作导致定容正误差，俯视刻度线定容操作导致定容负误差。
因此，为了解决上述现有技术的诸多不足和缺陷，有必要研究一种传感器辅助精确定容系统。
发明内容
考虑到至少一个上述问题而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种传感器辅助精确定容系统，其根据传感器自动监测液体体积变化的能力，配合蠕动泵或其他溶剂泵自动添加溶液的功能，传感器和泵协调操作，传感器实时监测液面高度变化，判断是否达到定容体积高度，未达到自动开启试剂泵泵入试剂，直到液面高度达到监测的定容高度，自动并准确完成定容。该传感器辅助精确定容系统包括：
加液管，其包括入口和出口；
加液泵，其一端与液体源相连，另一端与加液管的入口相连；
容器，其具有开口，所述加液管的出口设置在该容器的开口处；
液位检测传感器，其设置在容器的开口上方；
定容终点差值计算单元，其与液位检测传感器连接；
加液速度控制单元，其与加液泵和定容终点差值计算单元连接，根据定容终点差值计算单元计算的定容终点差值的大小，自动控制加液泵的加液速度。
根据本发明另一方面，还包括定容值存储单元。
根据本发明另一方面，还包括容器型号识别和学习单元，其中，每一型号的容器具有对应的定容值。
根据本发明另一方面，所述液位检测传感器包括超声波传感器、红外传感器或激光传感器。
根据本发明另一方面，加液管的出口方向与容器的轴线呈45度角。
根据本发明另一方面，所述容器包括玻璃材质容器、塑料材质容器或聚四氟乙烯材质容器。
根据本发明另一方面，所述容器的形状为圆柱形或方形。
根据本发明另一方面，加液泵为机械泵或气压泵。
根据本发明另一方面，还包括：
底座，其具有上表面；
台阶部，其设置在底座上表面上，且具有前表面；
用于放置和固定所述容器的容器孔阵列；
三维定位单元，其设置在所述台阶部的前表面上，该三维定位单元上可滑动地设置有定位块，所述液位检测传感器和所述加液管的出口设置在所述定位块上。
根据本发明另一方面，所述加液管与所述定位块一起移动，所述定容终点差值越来越小，自动控制加液泵的加液速度减小。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明使用超声波传感器自动感知容器内溶液的高度变化，智能判断需要补加液体的体积；加液过程中随时监测容器内液面高度的变化，加液泵加液速度根据定容终点差值大小，自动调速加液，实现快、中、慢三档调速加液，既保证了快速完成定容，也保证了定容精度，即将达到定容终点，加液泵一滴一滴的补加液体，最终实现自动并准确定容。
附图说明
图1是根据本发明一种优选实施例的传感器辅助精确定容系统的结构示意图。
图2是图1的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
参见图1－2,本发明提供了一种传感器辅助精确定容系统。该传感器辅助精确定容系统可包括：
加液管2，其包括入口和出口；
加液泵4，其一端与液体源相连，另一端与加液管2的入口相连；
容器3，其具有开口，所述加液管2的出口设置在该容器3的开口处；
液位检测传感器1，其设置在容器3的开口上方；
定容终点差值计算单元，其与液位检测传感器1连接；
加液速度控制单元，其与加液泵4和定容终点差值计算单元连接，根据定容终点差值计算单元计算的定容终点差值的大小，自动控制加液泵4的加液速度。
优选地，还包括定容值存储单元。
优选地，还包括容器型号识别和学习单元，其中，每一型号的容器3具有对应的定容值。该容器型号识别和学习单元可以学习和存储用户使用过的容器3的标识和定容值，以便于用户再次使用相同容器3时自动识别。
优选地，所述液位检测传感器1包括超声波传感器或红外传感器或激光传感器等非接触式检测原理的传感器。
优选地，加液管2的出口方向与容器3的轴线呈45度角。
优选地，所述容器3包括玻璃材质容器、塑料材质容器、聚四氟乙烯材质等耐腐蚀材质的容器。
优选地，所述容器3的形状为圆柱形或方形。
优选地，加液泵4为机械泵或气压泵。
优选地，还包括：
底座，其具有上表面；
台阶部，其设置在底座上表面上，且具有前表面；
用于放置和固定所述容器3的容器孔阵列；
三维定位单元，其设置在所述台阶部的前表面上，该三维定位单元上可滑动地设置有定位块，所述液位检测传感器1和所述加液管2的出口设置在所述定位块上。
优选地，所述加液管2与所述定位块一起移动，所述定容终点差值越来越小，自动控制加液泵4的加液速度减小。
可以理解的是，传感器感知液面高度，根据液面高度变化自动调整加液泵的泵速，保证高速高精度完成定容。加液口与被加液容器口呈45度角倾斜，同时出液口采用45度角斜向切口，减少液体离开加液管的表面张力，出液更精细。容器可以是：玻璃材质容器、塑料材质容器、PTFE材质容器。容器形状可以是：圆柱状容器、正方体装容器、长方体装容器。加液泵可以是机械泵或气压泵等。
优选地，根据用户设定的体积判断，当液体量小于50％高度时，100％泵速，50-80％％时，50％泵速，80-100％时，10％泵速。
综上所述，本发明的有益效果在于：
传感器、加液泵、容器、自动智能识别功能，将定容这一实验动作，精准、快速、全自动完成定容。
本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传感器辅助精确定容系统，其特征在于包括：
加液管，其包括入口和出口；
加液泵，其一端与液体源相连，另一端与加液管的入口相连；
容器，其具有开口，所述加液管的出口设置在该容器的开口处；
液位检测传感器，其设置在容器的开口上方；
定容终点差值计算单元，其与液位检测传感器连接；
加液速度控制单元，其与加液泵和定容终点差值计算单元连接，根据定容终点差值计算单元计算的定容终点差值的大小，自动控制加液泵的加液速度。
2.根据权利要求1所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于还包括定容值存储单元。
3.根据权利要求1或2所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于还包括容器型号识别和学习单元，其中，每一型号的容器具有对应的定容值。
4.根据权利要求3所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于所述液位检测传感器包括超声波传感器、红外传感器或激光传感器。
5.根据权利要求3所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于加液管的出口方向与容器的轴线呈45度角。
6.根据权利要求5所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于所述容器包括玻璃材质容器、塑料材质容器或聚四氟乙烯材质容器。
7.根据权利要求6所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于所述容器的形状为圆柱形或方形。
8.根据权利要求5所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于加液泵为机械泵或气压泵。
9.根据权利要求5所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于还包括：
底座，其具有上表面；
台阶部，其设置在底座上表面上，且具有前表面；
用于放置和固定所述容器的容器孔阵列；
三维定位单元，其设置在所述台阶部的前表面上，该三维定位单元上可滑动地设置有定位块，所述液位检测传感器和所述加液管的出口设置在所述定位块上。
10.根据权利要求9所述的传感器辅助精确定容系统，其特征在于所述加液管与所述定位块一起移动，所述定容终点差值越来越小，自动控制加液泵的加液速度减小。
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