CN106731926A - 一种溶液搅拌混匀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溶液搅拌混匀方法，基于具有搅拌棒的搅拌装置，所述溶液搅拌混匀方法包括步骤：搅拌混匀待混合溶液时，控制搅拌装置的搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时，沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。本发明所述溶液搅拌混匀方法，通过在待混匀溶液中使搅拌棒旋转运动的同时，进行左右水平方向的往复运动，能够在稳定状态下搅乱沿左右方向分布的流体，从而破坏了稳态下的流体各层的分界面，增大了物质的传播速度，能够使物质高效地在相互接触传播，提高了搅拌效率，从而能够在短时间内达到混匀效果的目的。

Description

一种溶液搅拌混匀方法
技术领域
本发明涉及生化分析技术领域，尤其涉及一种溶液搅拌混匀方法。
背景技术
生物化学自动分析装置用于将血液、尿以及唾液等作为试样，通过将该试样和试剂注入被称为反应杯的透明测定容器内使两者发生反应，并对由该试样和试剂构成的反应液经搅拌混匀后，进行光学测定，从而进行试样的生物化学分析。
在将试剂和试样两者注入反应杯容器内之后，在反应杯内对试剂和试样进行搅拌混匀，以使试剂与试样充分进行混匀后反应。在生物化学自动分析装置中，从提高搅拌均匀效果的目的，要求能够短时间使反应液混合，通过搅拌机构充分混匀。另外，从降低试剂消耗量的目的出发，要求搅拌机构能在能分析微量的反应液的微量的反应杯内混合反应液。
在利用了搅拌棒旋转的搅拌机构中，确认出现了当达到稳态状态时流体沿上下方向分离为多层的现象，研究结果表明所分离的层数和层间的物质的传播速度会影响所搅拌的反应液的均匀性。由于层间的物质的传播速度低于层内的物质的传播速度，因此所分离的层数越多则反应液的均匀性越降低。另外，在试样容器的宽度短、反应液量多、试样容器内的反应液粘性高的情况下，出现了分离的层数变多的趋势。由于在生物化学领域使用了各种液性和液量的试剂，因此难以控制分离的层数，特别是难以在与微量反应液相对应的微小试样反应杯内通过短时间进行搅拌而使溶液变均匀。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种溶液搅拌混匀方法，从而克服现有的溶液搅拌方法难以控制流体分离的层数，搅拌效率低，不能在短时间内达到混匀效果的问题。
本发明的技术方案如下：
一种溶液搅拌混匀方法，基于具有搅拌棒的搅拌装置，其中，所述溶液搅拌混匀方法包括步骤：搅拌混匀待混合溶液时，控制搅拌装置的搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时，沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，所述搅拌棒装置包括：电机固定臂，设置在所述电机固定臂上用于带动所述搅拌棒旋转搅拌待混合溶液的搅拌电机，设置在所述搅拌电机的输出轴上的所述搅拌棒，及设置在所述电机固定臂下端用于带动所述电机固定臂水平运动的驱动电机；所述溶液搅拌混匀方法包括步骤：控制搅拌电机运动，带动搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转，同时控制驱动电机运动，带动电机固定臂和搅拌电机水平运动，从而控制搅拌棒沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，所述电机固定臂为一旋转摆臂，所述驱动电机为用于驱动所述旋转摆臂作水平旋转运动的第一电机；当第一电机驱动旋转摆臂水平旋转运动时，搅拌棒在待混匀溶液中形成的所述预定水平运动轨迹为一圆弧运动轨迹；所述溶液搅拌混匀方法具体包括步骤：当搅拌棒位于待混匀溶液中进行搅拌混匀时，控制搅拌电机带动搅拌棒自身旋转，同时控制第一电机驱动旋转摆臂左右往复旋转运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述圆弧运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，控制第一电机驱动旋转摆臂以预定摆动角度左右往复旋转运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述圆弧运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，所述驱动电机为带动所述电机固定臂沿一预定直线轨道作水平直线运动的第二电机； 当第二电机驱动电机固定臂沿所述预定直线轨道水平直线运动时，搅拌棒在待混匀溶液中形成的所述预定水平运动轨迹为一直线运动轨迹；所述溶液搅拌混匀方法具体包括步骤：当搅拌棒位于待混匀溶液中进行搅拌混匀时，控制搅拌电机带动搅拌棒自身旋转，同时控制第二电机沿所述预定直线轨道左右往复直线运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述直线运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，所述搅拌装置还包括一用于带动所述电机固定臂垂直升降的升降电机；所述溶液搅拌混匀方法还包括步骤：在搅拌混匀待混合溶液之前，先控制升降电机带动电机固定臂垂直下降，使搅拌棒下端下降至距待混匀溶液底部预定高度处，然后开始进行搅拌。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，所述预定高度为1~2mm。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，当控制搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时沿预定水平运动轨迹作左右往复运动时，控制搅拌棒水平运动的最远端与盛装待混匀溶液的容器壁的间距不小于一预定安全距离。
所述的溶液搅拌混匀方法，其中，所述预定安全距离为0.1~2mm。
本发明的有益效果是：本发明所述溶液搅拌混匀方法，通过在待混匀溶液中使搅拌棒旋转运动的同时，进行左右水平方向的往复运动，能够在稳定状态下搅乱沿左右方向分布的流体，从而破坏了稳态下的流体各层的分界面，增大了物质的传播速度，能够使物质高效地在相互接触传播，提高了搅拌效率，从而能够在短时间内达到混匀效果的目的。
附图说明
图1是本发明所述搅拌装置较佳实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中一种生化分析装置的局部结构示意图。
图3是本发明所述搅拌棒的圆弧运动轨迹示意图。
图4是本发明所述预定安全距离的示意图。
图5是本发明所述溶液搅拌混匀方法的原理示意图。
具体实施方式
本发明提供一种溶液搅拌混匀方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种溶液搅拌混匀方法，其中，所述溶液搅拌混匀方法基于一搅拌装置；所述搅拌棒装置包括：搅拌棒，用于带动搅拌棒自身旋转搅拌待混合溶液的搅拌电机，用于固定所述搅拌电机的电机固定臂，及用于带动所述电机固定臂水平运动的驱动电机；所述溶液搅拌混匀方法包括步骤：搅拌混匀待混合溶液时，控制搅拌装置的搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时，沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
本发明通过控制搅拌棒旋转运动的同时进行左右圆弧方向往复运动，能够在稳定状态下搅乱沿左右方向分布的流体，使物质高效地在相互接触传播，并且能够提高搅拌效率，特别适用于在试样容器内需要短时间搅拌混匀的情况。
本发明搅拌装置的较佳实施例，如图1所示，包括搅拌棒1，用于带动搅拌棒1旋转搅拌待混合溶液的搅拌电机2，用于固定所述搅拌电机2的电机固定臂3，及用于带动所述电机固定臂3水平运动的驱动电机4；用于带动所述电机固定臂3垂直升降的升降电机5；及用于固定升降电机5的固定底座7。
更具体的，如图1所示，所述搅拌棒1设置在搅拌电机2的输出轴上，搅拌电机2固定设置在所述电机固定臂3上，驱动电机4设置在电机固定臂3的下端的升降轴6上，升降轴6设置在固定座7上，升降电机5设置在固定座7上通过一升降驱动连接件8与升降轴6连接，带动升降轴6和电机固定臂3垂直升降。
本发明第一实施例中，如图1所示的搅拌装置，所述电机固定臂3为一旋转摆臂，所述驱动电机4为用于驱动所述旋转摆臂作水平旋转运动的第一电机。
在第一实施例中，基于图1所示的搅拌装置，所述溶液搅拌混匀方法包括步骤：搅拌混匀待混合溶液时，控制搅拌装置的搅拌棒1在待混匀溶液中自身旋转的同时，沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
其中，实现搅拌棒控制的方法，也即是所述溶液搅拌混匀方法的具体实施步骤，包括：控制搅拌电机2运动，带动搅拌棒1在待混匀溶液中自身旋转，同时控制驱动电机4运动，带动电机固定臂3和搅拌电机2水平运动，从而控制搅拌棒1沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
更具体的，当第一电机驱动旋转摆臂水平旋转运动时，如图3、图4所示，搅拌棒1在待混匀溶液中形成的所述预定水平运动轨迹为一圆弧运动轨迹B；当搅拌棒1位于待混匀溶液中进行搅拌混匀时，控制搅拌电机2带动搅拌棒1自身旋转，同时控制第一电机驱动旋转摆臂左右往复旋转运动，以带动搅拌棒1在待混匀溶液中沿所述圆弧运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
请一并参见图2、图3所示，图2所示的为一种生化分析装置的局部结构，其具有第一实施例所述的搅拌装置100，其中的比色杯200（盛装待混匀溶液的容器）均匀的设置在恒温装置300的圆周上，恒温装置旋转时，形成如图3所示的比色杯的圆形旋转轨迹A；而旋转摆臂旋转摆动时，带动搅拌棒运动，形成如图3所示的搅拌棒的圆弧运行轨迹B，而搅拌棒的圆弧运动轨迹B与比色杯的圆形旋转轨迹A相交的两点处为搅拌混匀位置。可以理解的是，图3、图4中的搅拌棒的圆弧运行轨迹B包括图5中的圆弧运动轨迹b和圆弧运动轨迹c两种情况。
进一步的，如图3所示，为了最大限度的实现搅拌棒混匀功能，在搅拌棒下降到比色杯内部时，控制旋转摆臂在m角度范围内摆动。也即是可以控制第一电机驱动旋转摆臂以预定摆动角度左右往复旋转运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述圆弧运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。所述预定摆动角度可以设置为1~10°，具体可根据实际情况和需要选择，在不碰撞盛装待混匀溶液的容器壁的情况下，可以尽可能选择较大的摆动角度，以最大可能的破坏稳态下的流体各层的分界面。例如，所述预定角度可以设置为2°、5°、8°等。
进一步的，如图3、图4所示，为了防止搅拌棒与盛装待混匀溶液的容器壁（比色杯壁）发生碰撞损坏，反应杯两侧需要各留出一定的安全距离n。因此，当控制搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时沿预定水平运动轨迹作左右往复运动时，应控制搅拌棒水平运动的最远端与盛装待混匀溶液的容器壁的间距不小于一预定安全距离。所述预定安全距离可以设置为0.1~2mm，具体可根据实际需要选择设置，例如可以设置为0.2mm、1mm。
本发明的第二实施例中，搅拌装置与第一实施例的基本相同，所不同的是，第二实施例的搅拌装置中，所述驱动电机为带动所述电机固定臂沿一预定直线轨道作水平直线运动的第二电机。所述预定直线轨道未示出，但是可以理解的是，所述搅拌装置整体设置在所述预定直线轨道上，从而实现第二电机能够带动所述电机固定臂沿一预定直线轨道作水平直线运动。
在第二实施例中，所述溶液搅拌混匀方法同样也包括步骤：搅拌混匀待混合溶液时，控制搅拌装置的搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时，沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。其中实现搅拌棒控制的方法也同样为：控制搅拌电机运动，带动搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转，同时控制驱动电机运动，带动电机固定臂和搅拌电机运动，从而控制搅拌棒沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
与第一实施例不同的是，当第二电机驱动电机固定臂沿所述预定直线轨道水平直线运动时，搅拌棒在待混匀溶液中形成的所述预定水平运动轨迹为一直线运动轨迹a（如图5所示）；当搅拌棒位于待混匀溶液中进行搅拌混匀时，控制搅拌电机带动搅拌棒自身旋转，同时控制第二电机沿所述预定直线轨道左右往复直线运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述直线运动轨迹a作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
另外，可以理解的是，溶液搅拌混匀之前，需要先将搅拌棒下降到反应杯（比色杯）内部，因此，所述溶液搅拌混匀方法还包括步骤：在搅拌混匀待混合溶液之前，先控制升降电机带动电机固定臂垂直下降，使搅拌棒下端下降至距待混匀溶液底部预定高度处，然后开始进行搅拌。其中，所述预定高度可以为1~2mm。也即是，搅拌棒下端面距离反应杯底部1~2mm。
本发明的溶液搅拌混匀方法中，搅拌棒1在待混匀溶液中形成的所述预定水平运动轨迹整体上包括两种情况：直线运动轨迹a和圆弧运动轨迹B，而圆弧运动轨迹B又可细化为两个不同方向的圆弧：圆弧运动轨迹b和圆弧运动轨迹c（如图5所示），其中，圆弧运动轨迹b和圆弧运动轨迹c分别对应于图3中搅拌棒的圆弧运动轨迹B与比色杯的圆形旋转轨迹A相交两点的不同情况。
参见图5所示，本发明溶液搅拌混匀方法中，搅拌棒的具体工作过程为：搅拌棒1下降到待搅拌混匀溶液400内部，搅拌棒1下端面距离溶液底面1~2mm处，在其自身旋转的同时左右摆动1次至多次后，向上移动出比色杯200，然后搅拌完成的比色杯可以移动到测定装置处测值。其中的搅拌混匀顺序如图5所示的从左至右依次进行。
在本发明中，通过使搅拌棒进行旋转运动的同时左右圆弧方向往复运动，能够使搅拌对试样与试剂或反应液高效地混合起来。通过在反应液内使搅拌棒旋转运动同时进行左右圆弧方向往复运动，从而破坏了稳态下的流体各层的分界面，增大了物质的传播速度，从而能够进行高效的搅拌混匀。
综上所述，本发明所述溶液搅拌混匀方法，通过在待混匀溶液中使搅拌棒旋转运动的同时，进行左右水平方向的往复运动，能够在稳定状态下搅乱沿左右方向分布的流体，从而破坏了稳态下的流体各层的分界面，增大了物质的传播速度，能够使物质高效地在相互接触传播，提高了搅拌效率，从而能够在短时间内达到混匀效果的目的。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种溶液搅拌混匀方法，基于具有搅拌棒的搅拌装置，其特征在于，所述溶液搅拌混匀方法包括步骤：搅拌混匀待混合溶液时，控制搅拌装置的搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时，沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
2.根据权利要求1所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，所述搅拌棒装置包括：电机固定臂，设置在所述电机固定臂上用于带动所述搅拌棒旋转搅拌待混合溶液的搅拌电机，设置在所述搅拌电机的输出轴上的所述搅拌棒，及设置在所述电机固定臂下端用于带动所述电机固定臂水平运动的驱动电机；
所述溶液搅拌混匀方法包括步骤：控制搅拌电机运动，带动搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转，同时控制驱动电机运动，带动电机固定臂和搅拌电机水平运动，从而控制搅拌棒沿预定水平运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
3.根据权利要求2所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，所述电机固定臂为一旋转摆臂，所述驱动电机为用于驱动所述旋转摆臂作水平旋转运动的第一电机；
当第一电机驱动旋转摆臂水平旋转运动时，搅拌棒在待混匀溶液中形成的所述预定水平运动轨迹为一圆弧运动轨迹；
所述溶液搅拌混匀方法具体包括步骤：当搅拌棒位于待混匀溶液中进行搅拌混匀时，控制搅拌电机带动搅拌棒自身旋转，同时控制第一电机驱动旋转摆臂左右往复旋转运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述圆弧运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
4.根据权利要求3所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，控制第一电机驱动旋转摆臂以预定摆动角度左右往复旋转运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述圆弧运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
5.根据权利要求2所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，所述驱动电机为带动所述电机固定臂沿一预定直线轨道作水平直线运动的第二电机；
当第二电机驱动电机固定臂沿所述预定直线轨道水平直线运动时，搅拌棒在待混匀溶液中形成的所述预定水平运动轨迹为一直线运动轨迹；
所述溶液搅拌混匀方法具体包括步骤：当搅拌棒位于待混匀溶液中进行搅拌混匀时，控制搅拌电机带动搅拌棒自身旋转，同时控制第二电机沿所述预定直线轨道左右往复直线运动，以带动搅拌棒在待混匀溶液中沿所述直线运动轨迹作左右往复运动，搅拌待混匀溶液。
6.根据权利要求2所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，所述搅拌装置还包括一用于带动所述电机固定臂垂直升降的升降电机；
所述溶液搅拌混匀方法还包括步骤：在搅拌混匀待混合溶液之前，先控制升降电机带动电机固定臂垂直下降，使搅拌棒下端下降至距待混匀溶液底部预定高度处，然后开始进行搅拌。
7.根据权利要求6所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，所述预定高度为1~2mm。
8.根据权利要求1所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，当控制搅拌棒在待混匀溶液中自身旋转的同时沿预定水平运动轨迹作左右往复运动时，控制搅拌棒水平运动的最远端与盛装待混匀溶液的容器壁的间距不小于一预定安全距离。
9.根据权利要求8所述的溶液搅拌混匀方法，其特征在于，所述预定安全距离为0.1~2mm。
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