CN107449712A - 一种通道内检测试剂的方法、装置、细胞分析仪系统及细胞分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明主要解决的技术问题是提供一种通道内检测试剂的方法，包括以下步骤：对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；若作用在管道壁上的压力数据变化，则管道内存在液体；若作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。通过采集作用在管道壁上的压力数据，并通过分析压力数据的变化，分析判断管道内是否存在液体，采用简单且容易操作的方法，克服了在仪器内部无法检测液体是否存在的难题。

Description

一种通道内检测试剂的方法、装置、细胞分析仪系统及细胞分 析仪

技术领域

本发明涉及检测领域，特别是一种通道内检测试剂的方法、装置、细胞分析仪系统及细胞分析仪。

背景技术

血细胞分析仪又叫血液细胞分析仪、血球仪、血球计数仪等，是医院临床检验应用非常广泛的仪器之一。现有技术中的血细胞分析仪在使用时，需要将待检测液体吸入专用的检测通道内，然后通过电阻抗检测或光散射检测对液体进行检测。

血细胞分析仪使用时应当尽量避免液体断液或液体中出现气泡，若出现液体断液或液体中出现气泡的情况，会影像血细胞分析仪的准确性。现有技术中，通过以下两种方法检测上述问题：第一，在试剂桶中安装一个含电路开关的浮子，当桶内液面高于浮子时，浮子浮起，电路开关打开。当液面低于浮子高度时，浮子落下，电路开关关闭。通过监控试剂桶内液面高度来检测液体有无，通过检测试剂有无判断液体是否出现断液；第二，在试剂的入口处安装一段透明的管子(蓝色)，管子两侧装有检测光耦(灰色)，当气泡(白色)沿着液流方向流过光耦检测区时，信号会发生变化。通过分析信号曲线(红色)可以确认这段管路内流过的是液体还是气体，或是否含有气泡。采用第二种方法如在无光环境中进行时，由于管道内的液体会对光纤产生折射，影响检测结果的精确性，故无法用于仪器内部的检测。

本发明在研究中发现，以上这两种方法仅能在试剂进入仪器时进行监控，对试剂在仪器内部运输过程中是否出现漏液、气泡等问题无法监控。无法确保试剂在仪器内真实加入量的准确性和液流的稳定性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种通道内检测试剂的方法，通过采集作用在管道壁上的压力数据，并通过分析压力数据的变化，分析 判断管道内是否存在液体，解决现有技术中无法在仪器内部检测液体是否存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种通道内检测试剂的方法，包括以下步骤：

对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；

若作用在管道壁上的压力数据变化，则管道内存在液体；若作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

进一步地，所述通道内检测试剂的方法还包括：检测液体内存在气泡的方法；

若作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化时，所述液体中不存在气泡；若作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化时，所述液体中存在气泡。

进一步地，所述管道上设有压力传感器，所述压力传感器用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种通道内检测试剂的装置，包括：

通道单元，所述通道单元构造成管道状，且所述通道单元内部形成导向路径，用于供流体沿导向路径进行流动；

检测单元，所述检测单元设置在通道单元上，用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；

控制单元，所述控制单元与所述检测单元连接，根据检测单元检测的数据对管道内是否存在液体进行判断；

当作用在管道壁上的压力数据变化，则管道内存在液体；当作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

进一步地，当所述液体内不存在气泡时，所述作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化；当所述液体内存在气泡时，作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化。

进一步地，所述检测单元为压力传感器。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种细胞分析仪系统，包括：

液体管道，用于供流体在其内部进行流动；

检测传感器，设置在所述液体管道上，用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；

控制器，所述控制器与所述检测传感器连接，根据检测传感器检测的数据对管道内是否存在液体进行判断；

当作用在管道壁上的压力数据变化，则管道内存在液体；当作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

进一步地，所述控制器对液体内是否存在气泡进行判断；

当所述作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化时，所述液体内不存在气泡；当作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化时，所述液体内存在气泡。

更进一步地，所述细胞分析仪系统还存在流体动力源，所述流体动力源连接在所述液体管道上，用于将液体吸入或推出所述液体管道。

进一步地，检测传感器为压力传感器。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种细胞分析仪，所述细胞分析仪包括上述的细胞分析仪系统。

本发明的有益效果是：通过采集作用在管道壁上的压力数据，并通过分析压力数据的变化，分析判断管道内是否存在液体，采用简单且容易操作的方法，克服了在仪器内部无法检测液体是否存在的难题。

附图说明

图1为本发明检测液体有无方法流程图；

图2为本发明检测液体中是否存在气泡方法流程图；

图3为本发明液体中无气泡时压力数据曲线图；

图4为本发明液体中有气泡时压力数据曲线图；

图5为本发明通道内检测试剂的装置结构框图；

图6本发明细胞分析仪系统结构框图；

图7本发明细胞分析仪系统示意图。

附图说明：11、通道单元；12、检测单元；13、控制单元；21、液体管道；22、检测传感器；23、控制器；24、流体动力源。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

请参阅图1，一种通道内检测试剂的方法，包括以下步骤：

S1、对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集。本实施方式中的流体为由于血液分析仪中使用的试剂是不可压缩的粘性流体，当其以一定速度流经管路时，会在管路两端产生压力差。通过伯努利方程，可以获得压差ΔP的关系式。ΔP与流量、管路长度成正比，与管径的四次方成反比。同理，当管道以一定速度吸入试剂时，会在注射器出口端产生压力，该压力的大小与流量、管道内部流道的当量直径和长度相关。相同的当管道以一定速度推出管道内的试剂时，也会在注射器出口端产生压力，该压力的大小与流量、管道内部流道的当量直径和长度相关。

本实施方式中，使用的管道区分为柔性管道与硬性管道，本实施方案中，管道是由弹性材料制成，如由橡胶做成的管道，但柔性管道的制成材料不限于此，能够是其他弹性材料。柔性管道具有的管径可变的性质，即当管道内的液体试剂以一定的速度流动时，管道内的试剂会对柔 性管道的侧壁产生压力，由于柔性管道具有扩张和收缩的能力，故当管道内的试剂对柔性管道的侧壁产生压力时，柔性管道会对外扩张，增大柔性管道的直径。为测量试剂作用在柔性管道上的压力，在柔性管道上套装设置压力传感器。在常态下，压力传感器检测到柔性管道作用在其上的压力为零。当试剂流经压力传感器所在的柔性管道时，使该部管道向外扩张，增大柔性管道作用在压力传感器上的力，进而使压力传感器测量出试剂对柔性管道的挤压力。

作为本实施方式中管道的一种选择性实施例，本实施方案中管道是由刚性材料制成，如由玻璃做成的管道，但硬性管道的制成材料不限于此，能够是其他刚性材料。硬性软管具有的管径不可变的性质，即当管道内的液体试剂以一定的速度流动时，管道内的试剂会对硬性管道的侧壁产生压力，由于硬性管道不会产生扩张，将压力传感器套装在硬性管道上，是无法检测到试剂对硬性管道的挤压力。为此，当管道是由刚性材料制成时，在管道上开设开口，在将压力传感器放置到该开口内，并用胶粘的方式将压力传感器固定在该开口处，并对该开口进行封口处理。在常态下，作用在压力传感器上的力为零。当试剂流经压力传感器所在的硬性管道时，试剂产生的挤压力直接作用在压力传感器上，使压力传感器测量出试剂对硬性管道的挤压力。

本实施方式中的压力传感器包括(不限于)：半导体压电阻型压力传感器或静电容量型压力传感器。其中，半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。

S2、若作用在管道壁上的压力数据增大，则管道内存在液体；若作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。设置在管道上的压力传感器以实时或定时的方式对管道壁上的压力数据进行采集，采集过程中若检测到作用在管道壁上的压力数据增大，则说明管道内存在试剂，若检测到作用在管道壁上的压力数据无变化或变化幅度较小时，则说明管道内不存在液体。在本实施方式中的压力数据，即使管道在无液体的情况下，也会出现较小幅度的变化，这是由于管道在吸入试剂或推出试剂时，即使管道内无任何试剂，管道内的空气也会由于流速的加快，对管道壁产生压力，而导致管道壁上的压力增大，但增的大幅度较小。

本实施方式通过采集作用在管道壁上的压力数据，并通过分析压力数据的变化，分析判断管道内是否存在液体，采用简单且容易操作的方法，克服了在仪器内部无法检测液体是否存在的难题。

S3、请参阅图2，检测液体内存在气泡的方法，包括根据压力传感器采集到的压力数据对试剂中是否存在气泡进行判断，其判断方式为：

若作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化时，所述液体中不存在气泡；若作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化时，所述液体中存在气泡。

将压力传感器采集到的数据构成连续的数据曲线，根据曲线的走势即能够对液体中是否存在气泡进行判断。如图3所示，图中是一条典型的液体压力曲线，它展示的是管道吸液过程。曲线中向下突起的波形表征的是管道吸液过程中，试剂对管道壁产生压力大小变化的曲线，且该曲线表现的场景为试剂中不存在气泡的压力变化曲线。由此我们可以看出，试剂作用在管道壁上的作用力曲线呈阶跃曲线变化时，表示该管道吸入或推出的液体中不存在气泡。需要说明的是，阶跃曲线是指检测数据由零或其他默认初始值直接阶跃到监测数值，无中间数据产生。

图4展示的是吸液异常的曲线，图中的试剂压力曲线与图3中的曲线从形状上相比下降的速度明显变缓，这说明吸液的管道内存在气泡，进而判断出存在无试剂故障。由此我们可以看出，试剂作用在管道壁上的作用力曲线呈弧形渐变曲线变化时，表示该管道吸入或推出的液体试剂中存在气泡。

需要指出的是步骤S2与S3无明确的先后关系，根据具体应用场景的不同，能够调整步骤S2与S3的顺序，或使步骤S2与S3同时进行。

实施例2

请参阅图5，一种通道内检测试剂的装置，包括：通道单元11、检测单元12与控制单元13。其中，通道单元11构造成管道状，且通道单元11内部形成导向路径，用于供流体沿导向路径进行流动；检测单元12设置在通道单元11上，用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；控制单元13与检测单元12连接，根据检测单元12检测的数据对管道内是否存在液体进行判断；当作用在管道壁上的压力数据增大，则管道内存在液体；当作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

本实施方式中，通道单元11区分为柔性管道与硬性管道，本实施方案中，管道是由弹性材料制成，如由橡胶做成的管道，但柔性管道的制成材料不限于此，能够是其他弹性材料。在一些选择性实施方式中管道还能够由刚性材料制成，如由玻璃做成的管道，但硬性管道的制成材料不限于此，能够是其他刚性材料。

本实施方式中的检测单元12为压力传感器。压力传感器包括(不限于)：半导体压电阻型压力传感器或静电容量型压力传感器。其中，半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。

控制单元13包括(不限于)：微控制单元13(Microcontroller Unit；MCU)或片上系统(System-on-a-Chip；SoC)。

控制单元13能够检测液体中气泡的有无，检测时当所述液体内不存在气泡时，所述作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化；当所述液体内存在气泡时，作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化。

本实施例中仅对通道内检测试剂的装置的结构构成加以描述，其具体使用方法已在实施例1中加以说明，在此不在赘述。

实施例3

请参阅图6、图7，一种细胞分析仪系统，包括：液体管道21、检 测传感器22、控制器23与流体动力源24。其中，液体管道21用于供流体在其内部进行流动；检测传感器22设置在所述液体管道21上，用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；控制器与所述检测传感器22连接，根据检测传感器22检测的数据对管道内是否存在液体进行判断；流体动力源24连接在所述液体管道21上，用于将液体吸入或推出所述液体管道21。当作用在管道壁上的压力数据增大，则管道内存在液体；当作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

本实施方式中，液体管道21区分为柔性管道与硬性管道，本实施方案中，液体管道21是由弹性材料制成，如由橡胶做成的管道，但柔性管道的制成材料不限于此，能够是其他弹性材料。在一些选择性实施方式中液体管道21还能够由刚性材料制成，如由玻璃做成的管道，但硬性管道的制成材料不限于此，能够是其他刚性材料。

本实施方式中的检测传感器22为压力传感器。压力传感器包括(不限于)：半导体压电阻型压力传感器或静电容量型压力传感器。其中，半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。

控制器23包括(不限于)：微控制单元13(Microcontroller Unit；MCU)或片上系统(System-on-a-Chip；SoC)。

流体动力源24安装在液体管道21一端，流体动力源24具体为密封的活塞管，活塞管抽出时液体管道21处于吸液状态，活塞管向内推进时液体管道21处于将液体推出液体管道21的状态。流体动力源24还能够为其他器件，如气泵等。

控制器23能够检测液体中气泡的有无，检测时当所述液体内不存在气泡时，所述作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化；当所述液体内存在气泡时，作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化。

本实施例中仅对细胞分析仪系统的结构构成加以描述，其具体使用方法已在实施例1中加以说明，在此不在赘述。

实施例4

一种细胞分析仪，该细胞分析仪包括实施例3所述的细胞分析仪系统。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，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，而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 (11)

1.一种通道内检测试剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；

若作用在管道壁上的压力数据变化，则管道内存在液体；若作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

2.根据权利要求1所述的通道内检测试剂的方法，其特征在于，所述通道内检测试剂的方法还包括：检测液体内存在气泡的方法；

若作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化时，所述液体中不存在气泡；若作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化时，所述液体中存在气泡。

3.根据权利要求1所述的通道内检测试剂的方法，其特征在于，所述压力数据变化是通过设置在管道上的压力传感器进行检测的，所述压力传感器用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集。

4.一种通道内检测试剂的装置，其特征在于，包括：

通道单元，所述通道单元构造成管道状，且所述通道单元内部形成导向路径，用于供流体沿导向路径进行流动；

检测单元，所述检测单元设置在通道单元上，用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；

控制单元，所述控制单元与所述检测单元连接，根据检测单元检测的数据对管道内是否存在液体进行判断；

当作用在管道壁上的压力数据变化，则管道内存在液体；当作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

5.根据权利要求4所述的通道内检测试剂的装置，其特征在于，当所述液体内不存在气泡时，所述作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化；当所述液体内存在气泡时，作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化。

6.根据权利要求1所述的通道内检测试剂的装置，其特征在于，所述检测单元为压力传感器。

7.一种细胞分析仪系统，其特征在于，包括：

液体管道，其用于供流体在其内部进行流动；

检测传感器，其设置在所述液体管道上，用于对管道内的流体作用在管道壁上的压力数据进行采集；

控制器，所述控制器与所述检测传感器连接，根据检测传感器检测的数据对管道内是否存在液体进行判断；

当作用在管道壁上的压力数据变化，则管道内存在液体；当作用在管道壁上的压力数据无变化，则管道内不存在液体。

8.根据权利要求7所述的细胞分析仪系统，其特征在于，所述控制器对液体内是否存在气泡进行判断；

当所述作用在管道壁上的压力数据呈阶跃曲线变化时，所述液体内不存在气泡；当作用在管道壁上的压力数据呈弧形渐变曲线变化时，所述液体内存在气泡。

9.根据权利要求8所述的细胞分析仪系统，其特征在于，所述细胞分析仪系统还存在流体动力源，所述流体动力源连接在所述液体管道上，用于将液体吸入或推出所述液体管道。

10.根据权利要求7所述的细胞分析仪系统，其特征在于，检测传感器为压力传感器。

11.一种细胞分析仪，其特征在于，所述细胞分析仪包括权利要求7～10任意一项所述的细胞分析仪系统。