CN108983652A - 一种清洗控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洗控制装置及方法，该装置包括清洗部，第一控制器和第二控制器，所述清洗部装载有清洗液：所述第一控制器与测试组件连接，以控制所述测试组件将其内部遗留的废液排出，并驱动所述测试组件至少一次吸取所述清洗液并排出，以清洗所述测试组件的内部；所述第二控制器与清洗部连接，所述第二控制器配置为控制所述清洗部将所述清洗液以包括预定压力的预设方式喷出，以对所述测试组件的外部进行至少一次的喷洗。该装置能够在不需要人工清洗的条件下，自动对测试组件的内部和外部进行分别清洗，而且省时省力，有效提高清洗效果，不会影响测试组件的测量精度。

Description

一种清洗控制装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种清洗控制装置及方法。

背景技术

在过敏原检测中，需要使用测试组件对多种过敏原进行筛选测试或分析等操作，在测试过程中，前一种过敏原测试完之后，在后一种过敏原测试之前，需要对测试组件进行清洗，以减少不同过敏原之间的相互污染，提高测试的准确性和减少误判。通常情况下，过敏原测量试剂通常以液体的方式存在，而在测试组件的测试过程中，需要通过测试组件的吸针把测试液吸入测试组件的测试管中，在测试管中通过荧光反应进行过敏反应程度测量，测试完成之后，把测试液从测试管中排出。但是，每次测试后，吸针的内壁和外壁以及测试管的内壁都会附着前次测量的残留试剂等废液，需要对吸针和测试管进行清洗，而目前并没有专业的清洗设备，还需要通过人工清洗，但是人工清洗的方式工作量大，效率低，而且不适当的清洗还会影响测量精度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种清洗控制装置及方法，使用该装置能够在不需要人工清洗的条件下，自动对测试组件的内部和外部进行分别清洗，而且省时省力，有效提高清洗效果，不会影响测试组件的测量精度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例采用了如下技术方案：一种清洗控制装置，包括清洗部，第一控制器和第二控制器，所述清洗部装载有清洗液：

所述第一控制器与测试组件连接，以控制所述测试组件将其内部遗留的废液排出，并驱动所述测试组件至少一次吸取所述清洗液并排出，以清洗所述测试组件的内部；

所述第二控制器与清洗部连接，所述第二控制器配置为控制所述清洗部将所述清洗液以包括预定压力的预设方式喷出，以对所述测试组件的外部进行至少一次的喷洗。

作为优选，所述装置还包括收集部，所述收集部具有吸洗池，所述清洗部包括相互连接的蠕动泵和压力储液瓶：

所述蠕动泵与第二控制器连接，所述蠕动泵配置为在所述第二控制器下将所述清洗液从储藏地抽取到压力储液瓶中；

所述吸洗池中存储有所述压力储液瓶注入的所述清洗液，以备所述测试组件吸取。

作为优选，所述收集部还具有喷洗池，所述第一控制器进一步配置为：驱动所述测试组件至少一次从所述吸洗池中吸取所述清洗液，并驱动所述测试组件至少一次将其内的所述清洗液排出到喷洗池中，以清洗所述测试组件的内部。

作为优选，所述压力储液瓶与第二控制器连接，以在所述第二控制器的控制下对所述测试组件的外部进行至少一次清洗液的喷洗，其中，所述测试组件被所述第一控制器驱动并设置于所述喷洗池处，以使所述喷洗池收集喷洗后形成的废液。

作为优选，所述第二控制器与压力储液瓶连接，以监测所述压力储液瓶中的压力，并将所述压力储液瓶中的压力稳定在预设范围内。

作为优选，所述第二控制器包括微控制单元和压力检测电路，所述压力储液瓶具有压力传感器，所述压力检测电路分别与所述微控制单元和压力传感器连接，以监测所述压力储液瓶中的压力。

作为优选，所述第二控制器包括微控制单元和电机控制电路，所述清洗部具有常压储液瓶，所述蠕动泵分别与所述电机控制电路和常压储液瓶连接，以在所述电机控制电路控制下将所述清洗液从常压储液瓶抽取到所述压力储液瓶中。

作为优选，所述第二控制器包括微控制单元和阀门驱动电路，所述阀门驱动电路与所述压力储液瓶连接，以使所述压力储液瓶以预设方式喷出所述清洗液。

作为优选，所述压力储液瓶上设有注液阀，所述注液阀与阀门驱动电路连接，并在所述阀门驱动电路的控制下导通，以将所述清洗液注入到所述吸洗池中；

所述压力储液瓶上设有喷洗阀，所述喷洗阀与阀门驱动电路连接，并在所述阀门驱动电路的控制下导通，以将存储在所述压力存储瓶中的清洗液以包括预定压力的预设方式喷出。

本发明实施例还提供了一种清洗控制方法，包括：

通过第一控制器的控制将测试组件中遗留的废液排出；

在第二控制器的控制下，将清洗液以包括预定压力的预设方式喷出，以对所述测试组件的外部进行至少一次的喷洗；

在所述第一控制器的控制下，驱动所述测试组件至少一次吸取所述清洗液并排出，以清洗所述测试组件的内部。

本发明实施例的有益效果在于：

第一，在原有过敏原自动测试系统的基础上加入清洗工序后，无需人工清洗，实现了整个过敏原测试的全自动化，提高了测试效率和检测精度，减少了人工工作量。

第二，清洗装置中，采用了压力储液甁(可以为高压)，压力控制和清洗过程同时进行，提高了效率的同时，保证了清洗质量的一致性，压力控制回路为闭环负反馈系统，其设定值可以调节，高压喷洗比一般的泡洗具有更高的效率和清洗质量，可以适应不同的清洗过程和有一定粘结力的试剂，确保清洗达到理想效果。

第三，采用蠕动泵实现清洗液增压，减少了一般叶片泵对清洗液的污染，适合不同的清洗液，提高了清洗质量，吸针的外部清洗时间及测试管的内部清洗次数可通过人工设置，使用灵活。

第四，采用第一控制器为主控制器(上位机)和第二控制器为从控制器(下位机)的配合方式，降低了对第一控制器的要求，减少了对第一控制器的I/O需求，降低了整个系统成本，增加了连接外围设备的灵活性。

附图说明

图1为本发明实施例的清洗控制方法的流程图；

图2为本发明实施例的测试组件吸取清洗液并排出过程的流程图；

图3为本发明实施例的清洗液以预设方式喷出过程的流程图；

图4为本发明实施例的清洗控制装置的连接关系示意图；

图5为本发明实施例的清洗控制装置的结构框图；

图6为本发明实施例的第二控制器的数据流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，但不作为对本发明的限定。

本发明实施例的一种清洗控制装置，该装置能够在医疗器械的使用过程中对其进行有效而彻底的清洗，以提高医疗器械的使用精度，特别是对用于测试过敏原的测试组件的清洗更是方便快捷，有效提高清洗效率且保证清洗质量，结合图4和图5，该装置包括清洗部，第一控制器和第二控制器，清洗部装载有清洗液：

第一控制器与测试组件连接，以控制测试组件将其内部遗留的废液排出，并驱动测试组件至少一次吸取清洗液并排出，以清洗测试组件的内部。当过敏原荧光反应测量结束后，需要使用清洗部对测试组件进行清洗以保证下一次使用的准确性，此时需要首先将遗留在测试组件中的废液排出，测试组件可以通过第一控制器的控制将废液排除，该过程可以通过多种方式进行，可以免去人工排除废液，通常情况下测试组件包括吸针和测试管，当然也可以有多种其他形态的测试组件，在一个实施例中，可以在第一控制器的控制下，通过机械结构推动测试管中的活塞的方式将废液由吸针排出；在另一个实施例中，可以由第一控制器控制压力泵的方式，由压力泵将测试管中的废液抽出并从吸针排出。第一控制器可以驱动测试组件吸取清洗液，利用清洗液对测试组件的内部进行多种方式的清洗，这些清洗方式也可以由第一控制器进行控制，例如通过控制相应的机械结构对内部含有清洗液的测试组件进行晃动以达到清洗目的。然该过程可以根据清洗目标的不同对测试组件进行至少一次的清洗。

第二控制器与清洗部连接，第二控制器配置为控制清洗部将清洗液以包括预定压力的预设方式喷出，以对测试组件的外部进行至少一次的喷洗。上述的预设方式还可以包括预定时间，预定频率和预定喷射范围等中的至少一种。清洗液可以存放在清洗部的相应设备中，在一个实施例中，清洗设备在第二控制器的控制下，可以将清洗液以预定的压力(可以为高压的方式)从清洗部喷出，对测试组件的吸针和测试管的外壁进行喷洗，高压的方式能够提高清洗的质量并适用于清洗具有一定粘结力的试剂。当然该过程可以根据清洗目标的不同进行至少一次的清洗，例如可以针对较为容易洗掉的试剂，对测试组件进行一次清洗；针对不易清洁的试剂来说对测试组件进行多次清洗。

此外，上述的第一控制器和第二控制器可以相互配合的分别对清洗过程进行控制，可以提高控制效果并降低硬件成本。在一个实施例中，第一控制器相对于第二控制器为上位机，第二控制器为下位机，例如，第一控制器可以为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，具有可靠性高，编程容易，组态灵活，输入/输出功能模块齐全或安装方便等特点。第二控制器可以采用包括微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)的控制电路，而第二控制器可以降低第一控制器的工作量，降低对第一控制器的要求，减少第一控制器的输入/输出请求，从而提高工作效率并降低整个系统的成本，增加连接外围设备的灵活性。

而整个清洗过程包括第二控制器通过控制喷洗阀对吸针外壁的喷洗和通过注液阀在吸洗池中注入适量的清洗液，第一控制器控制注射泵完成吸洗吸针和测试管的内壁的清洗，并把吸洗后的废液吐入喷洗池中(下文中将会详细说明)，该吸洗过程可以根据需要进行多次，吸洗池中注入的清洗液的量与吸洗的次数有关，可以一次为1毫升左右。第一控制器与第二控制器完成喷洗和吸洗之后，第二控制器通过控制释液阀把吸洗池中剩余的清洗液排入废液池中(下文中将会详细说明)。整个清洗过程高效，且清洁效果好。

清洗控制装置还包括收集部，收集部具有吸洗池，清洗部包括相互连接的蠕动泵和压力储液瓶：

蠕动泵与第二控制器连接，蠕动泵配置为在第二控制器下将清洗液从储藏地抽取到压力储液瓶中。采用蠕动泵可以对清洗液增压，减少一般叶片泵对清洗液的污染，适合不同的清洗液，提高清洗质量。在一个实施例中，蠕动泵可以采用KCS-B16，采用的电机为24V步进电机，第二控制器含步进电机驱动芯片A4985，其输出连接蠕动泵的步进电机。在一个实施例中，压力储液瓶具有高压为高压瓶，其内存储的清洗液在喷射出来时可以以高压的方式喷出，而蠕动泵可以对压力储液瓶中的压力进行控制，以提高或降低其内压力。

吸洗池中存储有压力储液瓶注入的清洗液，以备测试组件吸取。清洗液注入到吸洗池中可以避免测试组件对清洗液存储地的污染，并且十分方便测试组件对清洗液的吸取，例如通过吸针直接在吸洗池中吸取清洗液，并将清洗液吸入到测试管中。此外，在一定的情况下，将压力储液瓶中的清洗液注入到吸洗池之前也可以先使用具有一定压力的清洗液对吸洗池进行喷洗，以保证吸洗池的洁净度。当然也可以将清洗液以常压的状态注入到吸洗池中。

进一步来说，结合图4，蠕动泵可以把常压储液甁中的清洗液注入密封的压力储液甁中，使压力储液甁压力升高，压力储液甁起初内部为空气，随着清洗液的注入，室内的空气体积变小，压力变大，当体积缩小一半时，压力大约增加一倍，第二控制器通过连接压力储液瓶的压力传感器获得实时测量压力，当测量压力达到预先的设定值时，蠕动泵停止向压力储液瓶注入清洗液，例如压力储液瓶中的压力设定值的缺省值为80kPa，该设定值可以通过连接第一控制器的人机界面来修改，第一控制器通过接口(如RS485接口)把设定值传给第二控制器。当需要更换清洗液时，可以将常压储液甁和压力储液甁一起更换，并把连接注液阀和喷洗阀的管道清洗干净。可以根据清洗需要来选择常压储液甁和压力储液瓶的体积，如选择常压储液甁为1000毫升、压力储液瓶为500毫升。清洗液选为双蒸水(ddH2O)，当需要经常更换清洗液时，为了减少更换清洗液时造成的清洗液浪费，可以把压力储液甁体积适当减小。随着清洗过程的进行，压力储液甁中的清洗液将减少，其压力也将下降，第二控制器通过压力传感器感知压力小于设定值后，控制蠕动泵增压，使压力储液瓶内的压力升高并保持在设定值附近，压力储液甁的压力控制与清洗过程可以同时进行，保证在整个测量过程中，压力储液甁中的压力基本在设定值附近，以便进行高压喷洗，高压喷洗比一般泡洗具有更高的效率和清洗质量。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，收集部还具有喷洗池，第一控制器进一步配置为：驱动测试组件至少一次从吸洗池中吸取清洗液，并驱动测试组件至少一次将其内的清洗液排出到喷洗池中，以清洗测试组件的内部。从吸洗池中吸取清洗液可以避免对清洗液的存储地进行污染，并且能够从吸洗池中进行多次的吸取清洗液的操作，方便了吸取操作。喷洗池可以收集清洗过程中的废液或其他液体。

压力储液瓶与第二控制器连接，以在第二控制器的控制下对测试组件的外部进行至少一次清洗液的喷洗，其中，测试组件被第一控制器驱动并设置于喷洗池处，以使喷洗池收集喷洗后形成的废液。例如第一控制器控制相应的机械结构，将测试组件移动至喷洗池的上方，以便喷洗池能够有效收集到喷洗过程中产生的废液等。在第二控制器的控制下可以将压力储液瓶中的清洗液以一定的压力喷出，对测试组件的外部的喷洗，可以将遗留在吸针和测试管外壁上的试剂等废物冲洗掉，而废液可以由喷洗池排出到废液池中，以达到干净整洁的效果。

在本发明的一个实施例中，第二控制器与压力储液瓶连接，以监测压力储液瓶中的压力，并将压力储液瓶中的压力稳定在预设范围内。如果压力过大，第二控制器可以控制蠕动泵停止加压并对压力储液瓶进行释压操作，最终将压力稳定在预设范围内，该预设范围可以被主动的调节，以调节清洗液的喷出时的压力，从而适用于清洗多种不同的目标。

在本发明的一个实施例中，第二控制器包括微控制单元和压力检测电路，压力储液瓶具有压力传感器，压力检测电路分别与微控制单元和压力传感器连接，以监测压力储液瓶中的压力。压力传感器可以连接在压力储液瓶上并实时监测压力储液瓶内部压力，并将检测结果通过压力检测电路反馈给微控制单元，以使微控制单元对压力储液瓶中的压力进行控制。

在本发明的一个实施例中，第二控制器包括微控制单元和电机控制电路，清洗部具有常压储液瓶，蠕动泵分别与电机控制电路和常压储液瓶连接，以在电机控制电路控制下将清洗液从常压储液瓶抽取到压力储液瓶中。电机控制电路含步进电机驱动芯片A4985，其输出连接蠕动泵的步进电机，其输入包括接使能、方向和脉冲信号引脚，微控制单元(MCU)的片上GPIO接使能和方向，微控制单元(MCU)的片上计数器TIM输出接脉冲，充分利用微控制单元(MCU)的外设功能，减少对第一控制器中的CPU的干预。

在本发明的一个实施例中，第二控制器包括微控制单元和阀门驱动电路，阀门驱动电路与压力储液瓶连接，以使压力储液瓶以预设方式喷出清洗液。阀门驱动电路采用场效应管PMBF170驱动放大器件，第二控制器包括微控制单元(MCU)通过GPIO口连接该阀门驱动电路，阀门驱动电路连接喷洗阀，注液阀和释液阀，而喷洗阀、注液阀和释液阀均可以采用微型电磁阀UX22-1L，下面具体说明。

在本发明的一个实施例中，压力储液瓶上设有注液阀，注液阀与阀门驱动电路连接，并在阀门驱动电路的控制下导通，以将清洗液注入到吸洗池中。

在本发明的一个实施例中，压力储液瓶上设有喷洗阀，喷洗阀与阀门驱动电路连接，并在阀门驱动电路的控制下导通，以将存储在压力存储瓶中的清洗液以包括预定压力的预设方式喷出。

在本发明的一个实施例中，吸洗池上设有释液阀，释液阀与所述阀门驱动电路连接，并在阀门驱动电路的控制下导通，以将吸洗池中的清洗液排出。

在本发明的一个实施例中，第一控制器通过接口电路与第二控制器连接，以使第一控制器与第二控制器进行数据交互，相互配合对整个清洗过程进行控制。该接口电路可以采用RS485接口。

作为优选，第一控制器为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，可编程逻辑控制器与测试组件的注射泵连接，以通过注射泵驱动测试组件吸入或排出清洗液。可编程逻辑控制器具有可靠性高，组态灵活，输入/输出功能模块齐全或安装方便等特点，易于操控注射泵完成吸附或排出的操作。

下面结合图4，图5和图6，并结合一个具体的实施例对整个清洗控制装置的工作过程做出具体说明：

首先，清洗控制装置上电，第一控制器和第二控制器电初始化，第一控制器复位吸针和注射泵，并设定第二控制器的压力设定值，第二控制器把高压储液甁的压力控制到设定值附近。

第二，作为主控制器的第一控制器控制注射泵的吸针移动到样品盒的初始样品位置，吸入样品，进行测量，之后移动到喷洗池上方，吐出测试过后的样品。

第三，第一控制器通过RS485命令第二控制器按照其设定的喷洗时间进行喷洗，实现吸针外壁的清洗，同时，第二控制器在吸洗池中注入设定量的清洗液，注入的量通过控制注液阀开通时间来实现；喷洗完成之后，第二控制器告知第一控制器，第一控制器把吸针移动到吸洗池中，并通过控制注射泵吸入一定量的清洗液，并移动到喷洗池上方，吐出废液，实现吸针和测量管的内部清洗；根据清洗精度要求，该过程可以完成清洗几次。

第四，清洗过程完成后，第二控制器打开释液阀，把剩余的清洗液排入废液池中。喷洗池中的废液自动流入废液池中。至此，完成一个样品的测量和清洗。

第五，作为主控制器的第一控制器把吸针移动到样品盒的下一个样品位置，重复第二步至第四步过程完成测量和清洗，样品盒中的样品数较多(可以多达96个)。若样品未测量完，或者没有人工中断，则继续测量和清洗，直到测量完全部样品。完毕后，提醒用户，清理废液池。

第二控制器的结构图如图5所示，通过RS485总线与第一控制器连接，并通过I/O口连接蠕动泵、压力储液瓶、喷洗阀、注液阀和释液阀。第二控制器内部由微控制单元(MCU)，电机控制电路，压力检测电路，阀门驱动电路和RS485接口电路。该上位机(第一控制器，S7-200SMART)和下位机(第二控制器)的配合减少了对第一控制器的I/O数量，降低了整个装置的成本。第二控制器可以采用与第一控制器一样的24V电源输入，第二控制器的微控制单元(MCU)包括电源电路和单片机系统电路，DC/DC模块K7805-1000R3把24V变为5V的电源电压，5V电源经滤波后给压力传感器供电，5V再经过LDO芯片SPX1117和SXP3819分别作为数字3.3V电源和模拟3.3V电源，采用REF3030把3.3V变为3.0V作为模拟部分及ADC的参考电源源，MCU可以采用STM32F373C8T6单片机。RS485接口电路包括RS485收发器SP485芯片及其外围电路，MCU通过其片上USART外设连接SP485芯片，实现第一控制器与RS485的通信。压力检测电路包括压力传感器MPX5500DP和输出电路分压和滤波电路，其输出经电阻分压后连接MCU的片上16-bit SDADC，实现高精度测量。蠕动泵采用KCS-B16，采用的电机为24V步进电机。电机控制电路含步进电机驱动芯片A4985，其输出连接蠕动泵的步进电机，其输入包括接使能、方向和脉冲信号引脚，MCU的片上GPIO接使能和方向，MCU的片上计数器TIM输出接脉冲，充分利用MCU外设功能，减少其CPU干预。阀门驱动电路可以采用场效应管PMBF170驱动放大器件，MCU通过GPIO口连接该放大器，喷洗阀、注液阀和释液阀采用微型电磁阀UX22-1L。

第一控制器可以采用西门子S7-200SMART，其CPU含RS485接口，无需外接RS485模块。第一控制器具有上位机主控制器的作用，在其统一协调下，运动控制系统，注射泵和第二控制器一起完成过敏原测量和测试过程清洗工艺，第一控制器与第二控制器之间采用RS485主从协议通信。第二控制器MCU流程如图6所示，包括两个数据表、两个中断ISR程序、两个子程序和一个主程序。两个数据表分别为通信接收数据表、实时数据表(包括状态数据和测量数据)，通信接收数据表存放RS485通信ISR程序解包后的接收数据，等待主程序处理；实时数据表存放压力储液瓶实时压力值和阀门实时状态信号。两个中断程序分别为RS485通信ISR程序和ADC/DMA压力测量ISR程序。RS485通信ISR程序是与作为上位机的第一控制器的通信程序，采用主从通信协议，第二控制器的MCU中断接收第一控制器的数据包，并解包后根据数据包内容进行相应数据响应，或者把第一控制器命令数据放入通信接收数据表中，并标记数据已经更新，等待主程序处理。主程序的初始化部分把ADC配置为DMA接收转换数据方式，每次ADC转换结束，其转换值存入ADC的DMA缓冲区，当转换数据达到16次后，产生中断，ADC/DMA压力测量ISR程序把本次16个数的平均值存入实时数据表中。两个子程序包括阀门开关控制和压力连续控制，“阀门开关控制”是根据上位机(第一控制器)的命令对阀门进行先开后关动作，阀门采用常闭工作模式，从开到关的通断时间由上位机设定；“压力连续控制”是根据上位机的设定值对压力储液瓶的压力进行控制，压力控制采用双位置控制模式，当实时测量压力达到1.05倍设定值，停止蠕动泵工作，当压力小于0.95倍设定值时，启动蠕动泵工作。第二控制器的MCU主程序的任务包括初始化、上位机命令处理、子程序调用和阀门实时状态更新。“初始化”包括时钟配置、中断配置、ADC/DMA配置、I/O口配置等。“上位机命令处理”从通信接收数据表中获得上位机命令，进行阀门开关控制、调整阀门通断时间、改变压力控制设定值等。“阀门实时状态更新”把阀门控制过程中的状态变化记录下来，更新实时数据表中的阀门状态信息，以便上位机通过RS485来读取。

本发明实施例的一种清洗控制方法，能够在医疗器械的使用过程中对其进行有效而彻底的清洗，以提高医疗器械的使用精度，特别是对用于测试过敏原的测试组件的清洗更是方便快捷，有效提高清洗效率且保证清洗质量，如图1所示，该方法包括：

S1，通过第一控制器的控制将测试组件中遗留的废液排出。当过敏原荧光反应测量结束后，需要对测试组件进行清洗以保证下一次使用的准确性，此时需要首先将遗留在测试组件中的废液排出，可以通过第一控制器的控制将废液排除，该过程可以通过多种方式进行，可以免去人工排除废液，通常情况下测试组件包括吸针和测试管，当然也可以有多种其他形态的测试组件，在一个实施例中，可以在第一控制器的控制下，通过机械结构推动测试管中的活塞的方式将废液由吸针排出；在另一个实施例中，可以由第一控制器控制压力泵的方式，由压力泵将测试管中的废液抽出并从吸针排出。

S2，在第二控制器的控制下，将清洗液以包括预定压力的预设方式喷出，以对测试组件的外部进行至少一次的喷洗。上述的预设方式还可以包括预定时间，预定频率和预定喷射范围等中的至少一种。清洗液可以存放在清洗设备中，在一个实施例中，清洗设备在第二控制器的控制下，可以将清洗液以预定的压力(可以为高压的方式)喷出，对测试组件的吸针和测试管的外壁进行喷洗，高压的方式能够提高清洗的质量并适用于清洗具有一定粘结力的试剂。当然该过程可以根据清洗目标的不同进行至少一次的清洗，例如可以针对较为容易洗掉的试剂，对测试组件进行一次清洗；针对不易清洁的试剂来说对测试组件进行多次清洗。

S3，在第一控制器的控制下，驱动测试组件至少一次吸取清洗液并排出，以清洗测试组件的内部。在驱动测试组件吸取清洗液后可以利用清洗液对其内部进行多种方式的清洗，这些清洗方式也可以由第一控制器进行控制，例如对内部含有清洗液的测试组件进行晃动以达到清洗目的。然该过程可以根据清洗目标的不同对测试组件进行至少一次的清洗。

此外，上述的第一控制器和第二控制器可以相互配合的分别对清洗过程进行控制，可以提高控制效果并降低硬件成本。在一个实施例中，第一控制器相对于第二控制器为上位机，第二控制器为下位机，例如，第一控制器可以为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，具有可靠性高，编程容易，组态灵活，输入/输出功能模块齐全或安装方便等特点。第二控制器可以采用包括微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)的控制电路，而第二控制器可以降低第一控制器的工作量，降低对第一控制器的要求，减少第一控制器的输入/输出请求，从而提高工作效率并降低整个系统的成本，增加连接外围设备的灵活性。

而整个清洗过程包括第二控制器通过控制喷洗阀对吸针外壁的喷洗和通过注液阀在吸洗池中注入适量的清洗液，第一控制器控制注射泵完成吸洗吸针和测试管的内壁的清洗，并把吸洗后的废液吐入喷洗池中(下文中将会详细说明)，该吸洗过程可以根据需要进行多次，吸洗池中注入的清洗液的量与吸洗的次数有关，可以一次为1毫升左右。第一控制器与第二控制器完成喷洗和吸洗之后，第二控制器通过控制释液阀把吸洗池中剩余的清洗液排入废液池中(下文中将会详细说明)。整个清洗过程高效，且清洁效果好。

该清洗控制方法还包括：

S4，通过第二控制器的控制(如控制蠕动泵)将清洗液从储藏地抽取到压力储液瓶中。采用蠕动泵可以对清洗液增压，减少一般叶片泵对清洗液的污染，适合不同的清洗液，提高清洗质量。在一个实施例中，蠕动泵可以采用KCS-B16，采用的电机为24V步进电机，第二控制器含步进电机驱动芯片A4985，其输出连接蠕动泵的步进电机。在一个实施例中，压力储液瓶具有高压为高压瓶，其内存储的清洗液在喷射出来时可以以高压的方式喷出，而蠕动泵可以对压力储液瓶中的压力进行控制，以提高或降低其内压力。

S5，将压力储液瓶中存储的清洗液注入到吸洗池中，以备测试组件吸取。清洗液注入到吸洗池中可以避免测试组件对清洗液存储地的污染，并且十分方便测试组件对清洗液的吸取，例如通过吸针直接在吸洗池中吸取清洗液，并将清洗液吸入到测试管中。此外，在一定的情况下，将压力储液瓶中的清洗液注入到吸洗池之前也可以先使用具有一定压力的清洗液对吸洗池进行喷洗，以保证吸洗池的洁净度。当然也可以将清洗液以常压的状态注入到吸洗池中。

进一步来说，结合图4，蠕动泵可以把常压储液甁中的清洗液注入密封的压力储液甁中，使压力储液甁压力升高，压力储液甁起初内部为空气，随着清洗液的注入，室内的空气体积变小，压力变大，当体积缩小一半时，压力大约增加一倍，第二控制器通过连接压力储液瓶的压力传感器获得实时测量压力，当测量压力达到预先的设定值时，蠕动泵停止向压力储液瓶注入清洗液，例如压力储液瓶中的压力设定值的缺省值为80kPa，该设定值可以通过连接第一控制器的人机界面来修改，第一控制器通过接口(如RS485接口)把设定值传给第二控制器。当需要更换清洗液时，可以将常压储液甁和压力储液甁一起更换，并把连接注液阀和喷洗阀的管道清洗干净。可以根据清洗需要来选择常压储液甁和压力储液瓶的体积，如选择常压储液甁为1000毫升、压力储液瓶为500毫升。清洗液选为双蒸水(ddH2O)，当需要经常更换清洗液时，为了减少更换清洗液时造成的清洗液浪费，可以把压力储液甁体积适当减小。随着清洗过程的进行，压力储液甁中的清洗液将减少，其压力也将下降，第二控制器通过压力传感器感知压力小于设定值后，控制蠕动泵增压，使压力储液瓶内的压力升高并保持在设定值附近，压力储液甁的压力控制与清洗过程可以同时进行，保证在整个测量过程中，压力储液甁中的压力基本在设定值附近，以便进行高压喷洗，高压喷洗比一般泡洗具有更高的效率和清洗质量。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，S3包括：

S31，在第一控制器的控制下，驱动测试组件至少一次从吸洗池中吸取清洗液。从吸洗池中吸取清洗液可以避免对清洗液的存储地进行污染，并且能够从吸洗池中进行多次的吸取清洗液的操作，方便了吸取操作。

S32，在第一控制器的控制下，驱动测试组件至少一次将其内的清洗液排出到喷洗池中，以清洗测试组件的内部。喷洗池可以收集清洗过程中的废液或其他液体。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，S2包括：

S21，在第一控制器的控制下，将测试组件移动至喷洗池处。例如第一控制器控制相应的机械结构，将测试组件移动至喷洗池的上方，以便喷洗池能够有效收集到喷洗过程中产生的废液等。

S22，在第二控制器的控制下，利用压力储液瓶对测试组件的外部进行至少一次清洗液的喷洗，并将喷洗后形成的废液收集到喷洗池中，在第二控制器的控制下可以将压力储液瓶中的清洗液以一定的压力喷出，对测试组件的外部的喷洗，可以将遗留在吸针和测试管外壁上的试剂等废物冲洗掉，而废液可以由喷洗池排出到废液池中，以达到干净整洁的效果。

在本发明的一个实施例中，通过第二控制器的控制将清洗液从储藏地抽取到压力储液瓶中包括：监测压力储液瓶中的压力，并将压力储液瓶中的压力稳定在预设范围内。如果压力过大，第二控制器可以控制蠕动泵停止加压并对压力储液瓶进行释压操作，最终将压力稳定在预设范围内，该预设范围可以被主动的调节，以调节清洗液的喷出时的压力，从而适用于清洗多种不同的目标。

在本发明的一个实施例中，第二控制器包括微控制单元和压力检测电路，所述的监测压力储液瓶中的压力具体为：微控制单元通过压力检测电路，对压力储液瓶对应的压力传感器进行检测，以监测压力储液瓶中的压力。压力传感器可以连接在压力储液瓶上并实时监测压力储液瓶内部压力，并将检测结果通过压力检测电路反馈给微控制单元，以使微控制单元对压力储液瓶中的压力进行控制。

在本发明的一个实施例中，第二控制器包括微控制单元和电机控制电路，通过第二控制器的控制将清洗液从储藏地抽取到压力储液瓶中具体为：微控制单元通过电机控制电路控制蠕动泵将清洗液从常压储液瓶抽取到压力储液瓶中。电机控制电路含步进电机驱动芯片A4985，其输出连接蠕动泵的步进电机，其输入包括接使能、方向和脉冲信号引脚，微控制单元(MCU)的片上GPIO接使能和方向，微控制单元(MCU)的片上计数器TIM输出接脉冲，充分利用微控制单元(MCU)的外设功能，减少对第一控制器中的CPU的干预。

在本发明的一个实施例中，第二控制器包括微控制单元和阀门驱动电路，微控制单元通过阀门驱动电路控制压力储液瓶以预设方式喷出清洗液。阀门驱动电路采用场效应管PMBF170驱动放大器件，第二控制器包括微控制单元(MCU)通过GPIO口连接该阀门驱动电路，阀门驱动电路连接喷洗阀，注液阀和释液阀，而喷洗阀、注液阀和释液阀均可以采用微型电磁阀UX22-1L，下面具体说明。

在本发明的一个实施例中，压力储液瓶具有注液阀，将压力储液瓶中存储的清洗液注入到吸洗池中具体为：通过阀门驱动电路驱动注液阀导通，以将清洗液注入到吸洗池中。

在本发明的一个实施例中，压力储液瓶具有喷洗阀，在第二控制器的控制下，将清洗液以包括预定压力的预设方式喷出具体为：通过阀门驱动电路驱动喷洗阀导通，以将存储压力存储瓶中的清洗液以包括预定压力的预设方式喷出。

在本发明的一个实施例中，吸洗池具有释液阀，该清洗控制方法还包括：通过阀门驱动电路驱动释液阀导通，以将吸洗池中的清洗液排出。

在本发明的一个实施例中，第一控制器通过接口电路与第二控制器连接，以使第一控制器与第二控制器进行数据交互，相互配合对整个清洗过程进行控制。该接口电路可以采用RS485接口。

作为优选，第一控制器为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，可编程逻辑控制器通过注射泵控制测试组件吸入或排出清洗液，以对测试组件的内部进行有效的清洗。可编程逻辑控制器具有可靠性高，组态灵活，输入/输出功能模块齐全或安装方便等特点，易于操控注射泵完成吸附或排出的操作。

下面结合图4，图5和图6，并结合一个具体的实施例对整个清洗控制方法的执行过程做出具体说明：

首先，清洗控制装置上电，第一控制器和第二控制器电初始化，第一控制器复位吸针和注射泵，并设定第二控制器的压力设定值，第二控制器把高压储液甁的压力控制到设定值附近。

第二，作为主控制器的第一控制器控制注射泵的吸针移动到样品盒的初始样品位置，吸入样品，进行测量，之后移动到喷洗池上方，吐出测试过后的样品。

第三，第一控制器通过RS485命令第二控制器按照其设定的喷洗时间进行喷洗，实现吸针外壁的清洗，同时，第二控制器在吸洗池中注入设定量的清洗液，注入的量通过控制注液阀开通时间来实现；喷洗完成之后，第二控制器告知第一控制器，第一控制器把吸针移动到吸洗池中，并通过控制注射泵吸入一定量的清洗液，并移动到喷洗池上方，吐出废液，实现吸针和测量管的内部清洗；根据清洗精度要求，该过程可以完成清洗几次。

第四，清洗过程完成后，第二控制器打开释液阀，把剩余的清洗液排入废液池中。喷洗池中的废液自动流入废液池中。至此，完成一个样品的测量和清洗。

第五，作为主控制器的第一控制器把吸针移动到样品盒的下一个样品位置，重复第二步至第四步过程完成测量和清洗，样品盒中的样品数较多(可以多达96个)。若样品未测量完，或者没有人工中断，则继续测量和清洗，直到测量完全部样品。完毕后，提醒用户，清理废液池。

第二控制器的结构图如图所示，通过RS485总线与第一控制器连接，并通过I/O口连接蠕动泵、压力储液瓶、喷洗阀、注液阀和释液阀。第二控制器内部由微控制单元(MCU)，电机控制电路，压力检测电路，阀门驱动电路和RS485接口电路。该上位机(第一控制器，S7-200SMART)和下位机(第二控制器)的配合减少了对第一控制器的I/O数量，降低了整个装置的成本。第二控制器可以采用与第一控制器一样的24V电源输入，第二控制器的微控制单元(MCU)包括电源电路和单片机系统电路，DC/DC模块K7805-1000R3把24V变为5V的电源电压，5V电源经滤波后给压力传感器供电，5V再经过LDO芯片SPX1117和SXP3819分别作为数字3.3V电源和模拟3.3V电源，采用REF3030把3.3V变为3.0V作为模拟部分及ADC的参考电源源，MCU可以采用STM32F373C8T6单片机。RS485接口电路包括RS485收发器SP485芯片及其外围电路，MCU通过其片上USART外设连接SP485芯片，实现第一控制器与RS485的通信。压力检测电路包括压力传感器MPX5500DP和输出电路分压和滤波电路，其输出经电阻分压后连接MCU的片上16-bit SDADC，实现高精度测量。蠕动泵采用KCS-B16，采用的电机为24V步进电机。电机控制电路含步进电机驱动芯片A4985，其输出连接蠕动泵的步进电机，其输入包括接使能、方向和脉冲信号引脚，MCU的片上GPIO接使能和方向，MCU的片上计数器TIM输出接脉冲，充分利用MCU外设功能，减少其CPU干预。阀门驱动电路可以采用场效应管PMBF170驱动放大器件，MCU通过GPIO口连接该放大器件，喷洗阀、注液阀和释液阀可以采用微型电磁阀UX22-1L。

第一控制器可以采用西门子S7-200SMART，其CPU含RS485接口，无需外接RS485模块。第一控制器具有上位机主控制器的作用，在其统一协调下，运动控制系统，注射泵和第二控制器一起完成过敏原测量和测试过程清洗工艺，第一控制器与第二控制器之间采用RS485主从协议通信。第二控制器MCU流程如图6所示，包括两个数据表、两个中断ISR程序、两个子程序和一个主程序。两个数据表分别为通信接收数据表、实时数据表(包括状态数据和测量数据)，通信接收数据表存放RS485通信ISR程序解包后的接收数据，等待主程序处理；实时数据表存放压力储液瓶实时压力值和阀门实时状态信号。两个中断程序分别为RS485通信ISR程序和ADC/DMA压力测量ISR程序。RS485通信ISR程序是与作为上位机的第一控制器的通信程序，采用主从通信协议，第二控制器的MCU中断接收第一控制器的数据包，并解包后根据数据包内容进行相应数据响应，或者把第一控制器命令数据放入通信接收数据表中，并标记数据已经更新，等待主程序处理。主程序的初始化部分把ADC配置为DMA接收转换数据方式，每次ADC转换结束，其转换值存入ADC的DMA缓冲区，当转换数据达到16次后，产生中断，ADC/DMA压力测量ISR程序把本次16个数的平均值存入实时数据表中。两个子程序包括阀门开关控制和压力连续控制，“阀门开关控制”是根据上位机(第一控制器)的命令对阀门进行先开后关动作，阀门采用常闭工作模式，从开到关的通断时间由上位机设定；“压力连续控制”是根据上位机的设定值对压力储液瓶的压力进行控制，压力控制采用双位置控制模式，当实时测量压力达到1.05倍设定值，停止蠕动泵工作，当压力小于0.95倍设定值时，启动蠕动泵工作。第二控制器的MCU主程序的任务包括初始化、上位机命令处理、子程序调用和阀门实时状态更新。“初始化”包括时钟配置、中断配置、ADC/DMA配置、I/O口配置等。“上位机命令处理”从通信接收数据表中获得上位机命令，进行阀门开关控制、调整阀门通断时间、改变压力控制设定值等。“阀门实时状态更新”把阀门控制过程中的状态变化记录下来，更新实时数据表中的阀门状态信息，以便上位机通过RS485来读取。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种清洗控制装置，其特征在于，包括清洗部，第一控制器和第二控制器，所述清洗部装载有清洗液：

所述第一控制器与测试组件连接，以控制所述测试组件将其内部遗留的废液排出，并驱动所述测试组件至少一次吸取所述清洗液并排出，以清洗所述测试组件的内部；

所述第二控制器与清洗部连接，所述第二控制器配置为控制所述清洗部将所述清洗液以包括预定压力的预设方式喷出，以对所述测试组件的外部进行至少一次的喷洗。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括收集部，所述收集部具有吸洗池，所述清洗部包括相互连接的蠕动泵和压力储液瓶：

所述蠕动泵与第二控制器连接，所述蠕动泵配置为在所述第二控制器下将所述清洗液从储藏地抽取到压力储液瓶中；

所述吸洗池中存储有所述压力储液瓶注入的所述清洗液，以备所述测试组件吸取。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述收集部还具有喷洗池，所述第一控制器进一步配置为：驱动所述测试组件至少一次从所述吸洗池中吸取所述清洗液，并驱动所述测试组件至少一次将其内的所述清洗液排出到喷洗池中，以清洗所述测试组件的内部。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述压力储液瓶与第二控制器连接，以在所述第二控制器的控制下对所述测试组件的外部进行至少一次清洗液的喷洗，其中，所述测试组件被所述第一控制器驱动并设置于所述喷洗池处，以使所述喷洗池收集喷洗后形成的废液。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二控制器与压力储液瓶连接，以监测所述压力储液瓶中的压力，并将所述压力储液瓶中的压力稳定在预设范围内。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二控制器包括微控制单元和压力检测电路，所述压力储液瓶具有压力传感器，所述压力检测电路分别与所述微控制单元和压力传感器连接，以监测所述压力储液瓶中的压力。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二控制器包括微控制单元和电机控制电路，所述清洗部具有常压储液瓶，所述蠕动泵分别与所述电机控制电路和常压储液瓶连接，以在所述电机控制电路控制下将所述清洗液从常压储液瓶抽取到所述压力储液瓶中。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二控制器包括微控制单元和阀门驱动电路，所述阀门驱动电路与所述压力储液瓶连接，以使所述压力储液瓶以预设方式喷出所述清洗液。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述压力储液瓶上设有注液阀，所述注液阀与阀门驱动电路连接，并在所述阀门驱动电路的控制下导通，以将所述清洗液注入到所述吸洗池中；

所述压力储液瓶上设有喷洗阀，所述喷洗阀与阀门驱动电路连接，并在所述阀门驱动电路的控制下导通，以将存储在所述压力存储瓶中的清洗液以包括预定压力的预设方式喷出。

10.一种清洗控制方法，其特征在于，包括：

通过第一控制器的控制将测试组件中遗留的废液排出；

在第二控制器的控制下，将清洗液以包括预定压力的预设方式喷出，以对所述测试组件的外部进行至少一次的喷洗；

在所述第一控制器的控制下，驱动所述测试组件至少一次吸取所述清洗液并排出，以清洗所述测试组件的内部。