CN108918243A - 搅拌装置及生化分析仪 - Google Patents

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刘春雨
吴海波
王丹民
康长武
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Abstract

本申请提供一种搅拌装置及生化分析仪，所述搅拌装置包括搅拌体及驱动机构，所述搅拌体设于所述比色杯内且包括本体，所述本体为磁铁或由铁磁性材料制成；所述驱动机构设于所述比色杯外，所述驱动机构驱动所述搅拌体在所述比色杯内运动。本申请的拌装置及生化分析仪，通过非接触的方式驱动搅拌体，结构简单，可实现对比色杯内的液体进行高速搅拌。

Description

搅拌装置及生化分析仪
技术领域
本申请涉及医疗设备领域，尤其涉及一种搅拌装置及生化分析仪。
背景技术
现有生化分析仪多数包含独立搅拌装置。搅拌装置的作用是对比色杯中的体液样本和试剂进行搅拌，使其充分混匀。体液样本与试剂是否充分混匀会直接影响测试结果的准确性。现有搅拌装置通常需要电机直接或间接驱动搅拌桨旋转。在将搅拌桨伸入比色杯中后，通过搅拌桨旋转对比色杯内液体进行搅拌混匀。由于比色杯尺寸较小，搅拌桨通常较细，且其头部通常为加工平面或螺旋形桨面，加工难度大，造价较高。在测试过程中，如设备发生异常，会导致搅拌桨撞击到比色杯边缘或杯架边缘，进而导致搅拌桨或比色杯损毁，停机损失及仪器维护成本很高。
另一方面，搅拌装置的驱动结构较为复杂，通常会使用花键轴、步进电机、同步带及同步轮等部件完成升降及旋转动作，机构造价很高。由于搅拌原理限制，不能同时对多个比色杯内的液体进行搅拌，并且搅拌时反应盘需要停止旋转，待搅拌完成，搅拌桨从比色杯移出后，再启动旋转。搅拌装置的机构要完成升降，旋转等动作才能将搅拌桨伸入比色杯，动作步骤较多，耗费时间，对设备运行时序安排要求较高，而且也会影响整机测试速度。
发明内容
本申请提供一种搅拌均匀且结构简单的搅拌装置及生化分析仪。
本申请提供一种搅拌装置，用于对生化分析仪的比色杯内的液体进行搅拌，所述搅拌装置包括搅拌体及驱动机构，所述搅拌体设于所述比色杯内且包括本体，所述本体为磁铁或由铁磁性材料制成；所述驱动机构设于所述比色杯外，所述驱动机构驱动所述搅拌体在所述比色杯内运动。
进一步的，所述驱动机构包括电磁铁，所述电磁铁包括绕组线，所述搅拌装置包括与电磁铁的绕组线电连接的控制器，所述控制器控制电磁铁的通电状态。
进一步的，所述电磁铁位于所述比色杯的上方、下方或水平侧方。
进一步的，所述电磁铁位于所述比色杯的上方或下方。
进一步的，所述驱动机构包括电磁铁及驱动电磁铁沿上下方向运动的动力机构。
进一步的，所述动力机构为推拉式电磁铁，包括基座、可动地连接于基座的动铁芯、绕设于动铁芯的感应线圈及驱动动铁芯的静铁芯。
进一步的，当所述电磁铁位于所述比色杯的水平侧方时，所述电磁铁包括沿第二方向排列的第一电磁铁及第二电磁铁，第一电磁铁及第二电磁铁分别设于所述比色杯的两侧。
本申请还提供一种生化分析仪，所述生化分析仪包括支撑架、至少一个比色杯、搅拌体及驱动机构，所述比色杯固定于所述支撑架，所述搅拌体设于每个比色杯内且包括本体，所述本体为磁铁或由铁磁性材料制成，所述驱动机构设于所述比色杯外，所述驱动机构驱动所述搅拌体在所述比色杯内运动。
进一步的，所述生化分析仪包括驱动支撑架的动力装置，所述搅拌装置位于所述支撑架及比色杯的运动轨迹之外。
进一步的，所述生化分析仪包括至少两个比色杯，所述驱动机构包括电磁铁，一个电磁铁驱动至少两个比色杯内的搅拌体运动。
进一步的，所述动力装置驱动所述支撑架作旋转运动，所述比色杯沿所述支撑架的周向排列。
进一步的，所述驱动机构包括电磁铁，所述电磁铁与比色杯沿水平方向排列，所述电磁铁具有面对比色杯的轮廓面，所述轮廓面为圆弧面且圆弧面的轴线与支撑架的旋转轴线重合。
本申请的拌装置及生化分析仪，通过非接触的方式的驱动搅拌体，结构简单，可实现对比色杯内的液体进行高速搅拌。
附图说明
图1所示为本申请搅拌装置的驱动机构及控制器与电源连接的一个实施例的系统框图；
图2所示为图1所示的搅拌装置的结构示意图；
图3所示为图2所示的搅拌装置的搅拌体的剖视示意图；
图4所示为本申请搅拌装置的一个实施例的结构示意图，其中搅拌体未图示；
图5所示为图4所示的搅拌装置的分解示意图；
图6所示为本申请搅拌装置的一个实施例的结构示意图；
图7所示为本申请生化分析仪的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
请参照图1至图2所示，本申请实施例的搅拌装置，用于对生化分析仪的比色杯1内的液体进行搅拌，从而使比色杯内的液体充分混匀，以利于提高诊断的准确性，液体通常为人体的体液。所述搅拌装置包括设于比色杯1内的搅拌体2、驱动搅拌体2的驱动机构、控制器5及支撑驱动机构的底座(未图示)，底座上可设置导引结构，用于对驱动结构中运动的元件进行导引。控制器5连接电源9，当然，控制器5与电源9之间可能还设有其他电子元件，例如限流电阻、开关电源(用于将高电压转化为低电压)等。
请结合图3，在一个例子中，所述搅拌体2包括本体21及包覆于本体外壳的涂层22，所述本体可以为磁铁或由铁磁性材料制成，涂层22例如可以为特氟龙涂层，或其他能够防腐蚀的材料，防腐蚀的涂层21使得搅拌体2易于清洗。为避免搅拌体2在运动时触碰到比色杯1的内壁，而对内壁造成过大的冲击，可将搅拌体2设计为球体或椭球体，在其他实施例中，也可以设计为其他形状。另外，搅拌体2的密度应大于液体的密度(大致为1克/毫升)，在驱动机构没有工作时，搅拌体2位于比色杯1的底部。
在具体实现时，所述电磁铁3可以根据实际需要，位于比色杯1的下方、上方或者水平侧方。请结合图2，在一个实施例中，所述本体21为磁铁，所述驱动机构包括支架8及组装于支架的电磁铁3，所述电磁铁3位于比色杯1的下方。所述控制器5与电磁铁3通过绕组线电连接，用于控制电磁铁3的通电状态，从而调节电磁铁3与搅拌体2之间的电磁力。例如，控制器5控制电磁铁3的绕组线30的通电电流，且使电磁铁3的上端与本体21的下端的极性相同(例如均为N极)，电磁铁对本体21(或搅拌体2)产生方向向上且大于搅拌体重力的电磁力(此时为排斥力)，驱动搅拌体2向上运动,此时流经电磁铁的绕组线30的电流例如为I1；当运动至一定行程后，例如靠近比色杯1内液体的液面，控制器5控制电流减小、切断电流或施加反向电流，使搅拌体2受到向下的合力而向下运动。待搅拌体2运动至靠近杯底的位置后，再重新施加电流I1，且以上述方式进行循环，从而使搅拌体2在比色杯1上下运动而对液体进行搅拌。在另一个实施例中，也可将电磁铁3设于比色杯1的上方，在驱动时，只要控制流经电磁铁的电流，使搅拌体周期性地受到的向上的合力和向下合力即可，合力为电磁力与重力之和。例如，在一个周期内，在0～t1(t1<T)的时间内，流经电磁铁的电流的电流值为I1，在t1～T时间内，流经电磁铁的电流小于I1，当然，一个周期内的通电时间也可根据需求作适应性调整。如此，搅拌装置无需电机、气缸等动力机构，使整机更为简单，也避免了动力结构在驱动时误碰到比色杯1。
请继续参照图2，所述电磁铁3在比色杯1的横向(垂直于纵长方向)上尺寸较大，使得一个电磁铁3对应于至少两个比色杯1，换言之，电磁铁3可同时驱动至少两个比色杯1内的搅拌体2，也就是说，所述搅拌装置可对两个及以上比色杯1内的液体同时进行搅拌，从而提高搅拌效率。
在一个实施例中，搅拌体2的本体21为由铁磁性材料制成，例如为铁、钴、镍及至少包含三者之一的合金，所述驱动机构包括支架8及电磁铁3，所述电磁铁3设于比色杯1的上方，所述控制器5控制电磁铁3的绕组线30通电，例如控制电流I2流经电磁铁，电磁铁3对搅拌体2施加向上吸引的电磁力，且使电磁力大于重力；当运动至一定行程成后，例如靠近比色杯1内液体的液面时，控制器5控制电流减小，使电磁力小于重力，使得搅拌体2受到向下的合力而向下运动。待搅拌体2运动至靠近比色杯1的杯底的位置后，再重新施加电流I2，且以上述方式进行循环，从而使搅拌体2在比色杯1上下运动而进行搅拌。
请结合图4及图5，在一个实施例中，所述本体21由铁磁性材料制成，铁磁性材料包括铁、钴、镍等物质及其合金。所述驱动机构包括底座(未图示)、支架81、82、电磁铁31、32及动力机构4，所述动力机构4具体可以是推拉式电磁铁、液压气缸及线性马达之中的至少一种，也可以是电机与往复机构(例如曲柄连杆机构)的组合，动力机构的导线41与控制器5电性连接，控制器5控制所述动力机构4驱动所述电磁铁，本实施例中选用推拉式电磁铁。推拉式电磁铁包括基座40、可动地连接于基座的动铁芯42、绕设于动铁芯的感应线圈43及驱动动铁芯的静铁芯(未图示)，所述静铁芯设于基座40内，所述动铁芯42的顶部设有绝缘连接件45，绝缘连接件45用于与支架8相连。所述动铁芯可以在静铁芯的驱动下作直线往复运动，从而带动电磁铁31、32作直线往复运动，进而驱动搅拌体2运动，对比色杯1内的液体进行搅拌。
所述电磁铁包括第一电磁铁31及第二电磁铁32，所述支架包括所述第一支架81及第二支架82，所述第一电磁铁31及第二电磁铁32通过第一连接件61与第一支架81固定，所述动力机构4的绝缘连接件45通过第二连接件62与第一支架81固定，所述动力机构4包括两个推拉式电磁铁，两个推拉式电磁铁对第一支架81及电磁铁31、32的驱动力更加均匀，使驱动机构的结构更加稳定，在一个实施例中，也可仅设置一个推拉式电磁铁。两个推拉式电磁铁通过第三连接件63与第二支架82固定。在本实施例中，第一连接件61、第二连接件62及第三连接件63可选择螺栓或螺钉。
所述第一电磁铁31、第二电磁铁32及比色杯1沿水平侧方(X方向)排列，第一电磁铁31与第二电磁铁32之间形成容纳比色杯1的空间。通过控制器5控制电路导通，使电流流经第一电磁铁31及第二电磁铁32的绕组线，第一电磁铁31及第二电磁铁32对搅拌体2产生吸引力。例如，控制器5控制流经第一电磁铁31的电流I3与流经第二电磁铁32的电流I4不相等(例如I3>I4)，从而驱动搅拌体2沿水平方向运动，在运动到水平临界位置(例如靠近比色杯1的侧壁)时，使流经第一电磁铁31的电流小于流经第二电磁铁32的电流，从而驱动搅拌体2沿与之前相反的方向运动。类似的，控制器5控制电流进行周期性的变化，从而驱动搅拌体2在水平方向上运动。电流值的大小、切换的频率，可根据需搅拌的液体的浓稠度进行选择。例如，浓稠度高，则粘滞阻力则较大，则要求I3与I4的差值较大，从而使搅拌体2所受的水平方向上的合力较大。
所述动力机构4用于驱动第一电磁铁31及第二电磁铁32在上下方向(Z方向)上运动，第一电磁铁31及第二电磁铁32带动搅拌体2在上下方向上运动。藉此，搅拌体的运动包括竖直向上的子运动及水平方向上的子运动，也就是所谓的立体搅拌，从而能够使比色杯1内的液体搅拌得更加均匀。在其他实施例中，上面所述的水平方向和竖直方向也可替换为其他方向。类似的，所述第一电磁铁31或第二电磁铁32也可以驱动多个比色杯1内的搅拌体2，从而提高搅拌效率。
在其他实施例，如仅需实现竖直方向上的运动，可仅设置一个电磁铁，例如保留第一电磁铁31(其他结构与前一个实施例相同)，具体如图6所示。此时，第一电磁铁31的绕组线通电，第一电磁铁31对搅拌体2产生吸引力，吸引力能够使搅拌体2向第一电磁铁31靠近，但无法使搅拌体2远离，在动力机构4的驱动下，搅拌体2只能随第一电磁铁31上下运动，即只能沿竖直方向对比色杯1内的液体进行搅拌。
请结合图7，本申请还提供一种生化分析仪，其包括上面各个实施例所述的任一个搅拌装置、至少两个比色杯1、支撑架10及驱动支撑架旋转的动力装置7，搅拌装置例如为图6所示，支撑架10可由底盘(未图示，可与底座形成为一个部件)进行支撑。所述动力装置7可选用例如电机，这里的驱动可以是直接驱动，也可以是间接驱动，例如电机通过齿轮或皮带轮对支撑架10进行驱动。本实施例中，支撑架10具有柱形轮廓，多个比色杯1固定于支撑架10上，且沿支撑架的周向排列，所述第一电磁铁31具有面向比色杯1的第一轮廓面311(参看图4或图5)，所述第一轮廓面311位于比色杯1围成的空间外，所述第一轮廓面311为圆弧面，且圆弧面的轴线与支撑架的转动轴线重合，圆弧面为圆柱面的一部分，其轴线即是圆柱面的轴线。
在支撑架10被驱动旋转时，第一电磁铁31可对运动至其正对位置的比色杯1中的搅拌体2进行驱动。也就是说，第一电磁铁31可对沿支撑架10圆周方向排列的所有比色杯1中的液体进行搅拌(可称作在线搅拌)，大幅提高了搅拌效率，从而提高生化分析仪的诊断效率。支撑架10的转速及第一电磁铁31的通电情况可通过控制器5进行控制。通常情况下，支撑架10转速较低，从而保证比色杯经过电磁铁时能够有足够的时间被驱动，同时也避免转速过快而使比色杯1内的液体由于离心力而泼洒出来。同时搅拌装置与支撑架10的布局，也有利于整机的小型化设计。
值得注意的是，所述搅拌装置位于所述支撑架10及比色杯1的运动轨迹之外，即搅拌装置并不影响支撑架10及比色杯1的运动。在其他实施例中，支撑架也可处于静止状态，通过搅拌装置的移动，实现对各个比色杯中的液体的搅拌。
在其他实施例中，还可将支撑架2设计为直线型结构，即比色杯1沿直线排布，动力装置7还可以包括由电机驱动的往复机构，电机及往复机构驱动支撑架10进行直线往复运动，第一电磁铁31可对运动至其正对位置的比色杯1中的搅拌体2进行驱动。也就是说，第一电磁铁31可对每个比色杯1中的液体进行搅拌，同样可提高搅拌效率。其中动力装置也可以是线性马达、液压气缸或推拉式电磁铁，无需传动机构即可实现往复运动。
在一个实施例中，还可增加设置前述实施例中的第二电磁铁32，第二电磁铁32也具有面向比色杯1的第二轮廓面(未图示)，第二轮廓面位于多个比色杯1围成的空间内，第二轮廓面321也是圆弧面，且圆弧面的轴线与支撑架的转动轴线重合。
本申请的搅拌装置及生化分析仪，通过电磁铁以非接触的方式的驱动搅拌体，结构简单，不易损坏比色杯，且电磁铁工作频率较高，可实现对比色杯内的液体进行高速搅拌。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种搅拌装置，用于对生化分析仪的比色杯内的液体进行搅拌，其特征在于，所述搅拌装置包括：
搅拌体(2)，设于所述比色杯内且包括本体(21)，所述本体(21)为磁铁或由铁磁性材料制成；
驱动机构，设于所述比色杯外，所述驱动机构驱动所述搅拌体(2)在所述比色杯内运动。
2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：所述驱动机构包括电磁铁(3，31，32)，所述电磁铁(3)位于所述比色杯的上方、下方或水平侧方。
3.如权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于：所述电磁铁(3，31，32)还包括绕组线(30)，所述搅拌装置包括与电磁铁的绕组线(30)电连接的控制器(5)，所述控制器(5)用于控制电磁铁(3，31，32)的通电状态。
4.如权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于：所述驱动机构还包括驱动电磁铁(31，32)沿上下方向运动的动力机构(4)。
5.如权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于：所述动力机构(4)为推拉式电磁铁，包括基座(40)、可动地连接于基座(40)的动铁芯(42)、绕设于动铁芯的感应线圈(43)及驱动动铁芯(42)的静铁芯。
6.如权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于：当所述电磁铁(3)位于所述比色杯的水平侧方时，所述电磁铁包括沿水平方向排列的第一电磁铁(31)及第二电磁铁(32)，所述第一电磁铁(31)及第二电磁铁(32)分别设于所述比色杯的两侧。
7.一种生化分析仪，其特征在于，所述生化分析仪包括：
支撑架(10)；
至少一个比色杯(1)，固定于所述支撑架(10)；
搅拌体(2)，设于每个比色杯(1)内且包括本体(21)，所述本体(21)为磁铁或由铁磁性材料制成；
驱动机构，设于所述比色杯(1)外，所述驱动机构驱动所述搅拌体(2)在所述比色杯(1)内运动。
8.如权利要求7所述的生化分析仪，其特征在于：所述生化分析仪包括驱动支撑架(10)的动力装置(7)，所述搅拌装置位于所述支撑架(10)及比色杯(1)的运动轨迹之外。
9.如权利要求7所述的生化分析仪，其特征在于：所述生化分析仪包括至少两个比色杯(1)，所述驱动机构包括电磁铁(31，32)，驱动至少两个比色杯(1)内的搅拌体(2)运动。
10.如权利要求7所述的生化分析仪，其特征在于：所述动力装置(7)驱动所述支撑架(10)作旋转运动，所述比色杯(1)沿所述支撑架(10)的周向排列。
11.如权利要求10所述的生化分析仪，其特征在于：所述驱动机构包括电磁铁(31，32)，所述电磁铁(31)与比色杯(1)沿水平方向排列，所述电磁铁(31)具有面对比色杯(1)的轮廓面(311)，所述轮廓面(311)为圆弧面且圆弧面的轴线与支撑架(10)的旋转轴线重合。
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