CN109073440A - 用于液位感测使能的计量探针的快速连接 - Google Patents

Abstract

实施例涉及在医院或者实验室设置中的体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中使用的传送探针与电容性液位检测印刷电路组件（PCA）之间的简单、无工具的自动化连接。有利地，需要单个用户连接件：用于将传送臂的流体装管附接到探针的配件，从而得到在探针与传送臂之间的机械连接、流体连接和电连接。PCA包括多个弹簧加载销和电容性液位检测电路。探针包括被嵌套在次级管内的初级管，其中，所述初级管和所述次级管包括在其相应顶部部分处的相应头部从而形成电隔离表面的组。配件将探针固定在传送臂内并且建立在PCA与探针之间的连接。

Description

用于液位感测使能的计量探针的快速连接

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2016年5月11日提交的美国临时申请序列号62/334,776的优先权，该文献的内容通过引用以其整体并入本文。

本申请进一步与2016年2月19日提交的名称为“用于分析仪器的单件式传送臂结构（Single-Piece Transfer Arm Structure for Analytical Instrumentation）”的美国临时申请序列号62/297,264和2016年5月12日提交的名称为“临床分析器探针碰撞检测机构和方法（Clinical Analyzer Probe Crash Detection Mechanism and Process）”的美国临时申请序列号62/335,349相关，所述两篇文献二者通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及在体外诊断环境中的传送臂，并且更具体地涉及被附接到传送臂中的探针的电容性液位（liquid level）检测电路。

背景技术

临床分析器通常需要传送臂来定位流体传送探针（或针）以及在各个位置之间移动探针以便吸取流体和分配流体；例如，在试剂容器和反应器皿之间。通常使用多个传送臂来操作这样的传送以用于分析样品。

在许多情况下，有利的是确定正被传送探针访问的容器或器皿中的液位的位置。这能够用于最小化探针下降到液体中所到达的深度，这进而使携带（carryover）的可能性、对清洗探针的外部的需求、由脱离探针的外部的液体产生的洒落、以及不希望的从容器携带液体最小化。确定容器中的液位的一种方法是通过被附接到探针的电容性液位检测电路来实现。这种类型的电路每秒多次测量探针的电容。当探针触及液体（或者具有不同介电或导电性质的任何材料）时，所测量的电容突然变化并且该变化被电路感测到。使用探针自身来感测液位具有优于其他方法的多个优点；例如，其与容器几何构型无关。

为了实现探针电容感测，至电容性液位检测电路的可靠连接是必要的。另外，通常有利的是使用接地的屏蔽件覆盖探针的一部分以防止或者最小化外部电磁影响，以使得仅探针的尖端对电容变化敏感。由连接引入的电阻或电容的变化可能会导致误报检测事件。

还期望的是，作为被例行更换的物件的探针能够被用户容易地更换。然而，该需求通常与对于电容性液位检测来说必要的上文的功能相矛盾。例如，从探针至电容性液位检测电路的典型连接是在探针、一根或多根线和印刷电路组件（PCA）之间的螺钉连接。其他方法使用昂贵连接件（螺钉或者扭转类型的），其是内嵌的（in-line）或者是至PCA自身的。然而，这些类型的连接显著增加了更换探针的难度，从而需要用户进行多次断开连接并通常需要使用工具。

因此，存在对于可靠、准确且容易更换的与传送探针一起使用的电容性液位检测电路的需求。

发明内容

实施例涉及与传送臂一起使用的电容性液位检测组件，其例如在体外诊断环境中的临床分析器中。实施例进一步涉及被附接到传送臂中的探针的电容性液位检测电路，其中单个配件产生在其之间的连接。

在一种实施例中，用于在体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中的传送臂上使用的电容性液位检测组件包括：电容性液位检测印刷电路组件（PCA），其包括多个弹簧加载销和电容性液位检测电路；探针，其包括被嵌套在次级（secondary）管内的初级（primary）管，其中，初级管和次级管包括在其相应顶部部分处的相应头部从而形成电隔离表面的组；以及配件，其被构造成将探针固定在传送臂内且从而在电容性液位检测PCA与探针之间建立连接。根据实施例，电容性液位检测PCA的电路被构造成检测探针的电容变化并且将液位检测信号发送至被构造成控制传送臂的操作的马达控制器。

在实施例中，连接包括电容性液位检测PCA的弹簧加载销与探针的电隔离表面的组接触。在实施例中，所述多个弹簧加载销中的第一弹簧加载销经由与初级管的头部接触而与探针的初级管产生电路，并且所述多个弹簧加载销中的第二弹簧加载销经由与次级管的头部接触而将次级管接地。

根据实施例，当接收到液位检测信号时，马达控制器使得传送臂减速。

在实施例中，电容性液位检测组件进一步包括下部板，电容性液位检测PCA被焊接到该下部板，下部板充满（flooded with）接地的铜平面。

在实施例中，传送臂包括水平延伸的底架和基本垂直于底架取向的轴，底架和轴通过在传送臂的后部部分处的联接件彼此联接。马达控制器被联接到轴，并且电容性液位检测PCA被安装在底架的底侧部分内。在实施例中，底架的底侧部分被涂覆有铜并且通过安装螺钉被接地到电容性液位检测PCA。

根据实施例，电容性液位检测组件进一步包括：探针保持件，其被构造成夹持到探针的顶部部分并且在对应于所述探针的电隔离表面的组的部分处包括间隙；以及包括竖直取向孔的探针引导件，所述探针穿过该孔，其中，探针引导件的垂直于该孔的表面安装到传送臂的底侧部分。在实施例中，配件进一步被构造成旋入探针保持件中以便将探针夹持到探针保持件中。在实施例中，组件进一步包括弹簧组件和一对或多对磁体中的至少一者以便将探针保持件和探针引导件固定到彼此。

在实施例中，用于检测在体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中的容器中的液体的系统包括：传送臂，其包括水平延伸的底架和基本垂直于底架取向的轴，底架和轴通过在传送臂的后部部分处的联接件彼此联接；被联接到轴的马达控制器，该马达控制器被构造成控制传送臂的运动；以及被装纳在底架的底侧部分内的电容性液位检测组件。在实施例中，电容性液位检测组件包括：电容性液位检测印刷电路组件（PCA），其包括多个弹簧加载销；包括被嵌套在次级管内的初级管的探针，其中，初级管和次级管包括在其相应顶部部分处的相应头部从而形成电隔离表面的组；以及配件，其被构造成将探针固定在传送臂内且从而在电容性液位检测PCA与探针之间建立连接。电容性液位检测PCA的电路被构造成检测探针的电容变化并且将液位检测信号发送至马达控制器。

根据实施例，用于检测在体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中的容器中的液体的方法包括：通过电容性液位检测印刷电路组件（PCA）来监测探针的电容，该电容性液位检测印刷电路组件包括与探针接触的多个弹簧加载销；其中，探针包括被嵌套在次级管内的初级管；其中，配件将探针固定在临床分析器的传送臂内并且从而建立在弹簧加载销与探针之间的接触；并且当检测到探针的电容的变化时，由PCA将液位检测信号发送至马达控制器。

在实施例中，根据来自马达控制器的命令开始对探针电容的监测。

在实施例中，方法进一步包括：当接收到来自PCA的液位检测信号时，由马达控制器使传送臂减速以便允许探针到达液体中的预先限定的深度。

根据实施例，探针的电容变化的检测（检测到探针电容的变化）包括：探针的电容变化超预定阈值。

附图说明

当结合附图阅读时从下述详细描述中最佳地理解本发明的前述方面和其他方面。为了示出本发明的目的，在附图中示出当前优选的实施例，然而，应当理解的是，本发明不限于所公开的特定实施方式。在附图中包括下述图：

图1是根据实施例可在其内实施本发明的实施例的示例系统架构的布局；

图2A至图2D是示出与本文描述的实施例一起使用的探针的特征的图；

图3是示出根据实施例的具有电容性液位检测组件的传送臂的顶部透视图的图；

图4是示出根据实施例的具有电容性液位检测组件的传送臂的侧视图的图；

图5是示出根据实施例的具有电容性液位检测组件的传送臂的底部透视图的图；

图6是示出根据实施例的具有电容性液位检测组件的传送臂的分解顶部透视图的图；

图7A至图7D是示出根据实施例的电容性液位检测组件的图；

图8是根据实施例的电容性液位检测框图；

图9是根据实施例的电容性液位检测电路图；

图10是示出根据实施例的利用电容性液位检测电路的用于液位检测的方法的流程图；以及

图11示出可以在其内实施本发明的实施例的示例性计算环境。

具体实施方式

实施例涉及在医院或者实验室设置中的体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中使用的在传送探针与电容性液位检测印刷电路组件（PCA）之间的简单、无工具的自动化连接。有利地，根据本文提供的实施例，需要单个用户连接件：被用于将传送臂的流体装管附接到探针的配件。

图1提供了根据实施例的示例系统架构100的布局，可在该示例系统架构内实施本发明的实施例。图1中示出了：具有相应探针（与探针相关的细节见图2A至图2D以及下文的相关联的描述）的各个传送臂110（110a、110b、110c和110d）；稀释转盘120，其包括被布置成一个或多个稀释环的多个稀释容器；反应转盘130，其包括被布置成一个或多个反应环的多个反应容器；以及试剂存储区域140a和140b，其专用于存储和供应相应试剂，每个试剂存储区域140a和140b包括多个试剂容器。在操作中，传送臂110a以及其相应探针可以操作以将样品从通达位置传送到在稀释转盘120上的一个或多个稀释容器以便在其内产生稀释物。传送臂110b以及其相应探针可以操作以将稀释物从稀释容器传送到在反应转盘130上的反应容器。传送臂110c和110d以及其相应探针可以操作以将试剂分别从试剂存储区域140a和140b传送到在反应转盘130上的反应容器。例如，通过使用被附接到传送臂110的泵送机构（诸如，容积式泵）来发生各种传送。另外，系统架构100包括一个或多个控制器（未示出）以用于控制包括传送臂110、探针和转盘的各种部件的操作。

图1的系统架构100和所附描述对于本文所公开的电容性液位检测机构仅仅是示例性并且非限制性的。系统架构100是其中可以实施电容性液位检测机构的仅一种示例系统。

图2A至图2D是示出用于与本文描述的实施例一起使用的示例性探针210的特征的图。图2A是探针210的前视图，图2B是透视图，并且图2C和图2D是剖视前视图。探针210的关键功能是可靠地且精确地递送特定量的流体至器皿（例如，稀释容器、反应容器）或者从器皿移除特定量的流体。探针210与流体装管牢固地接合（见图3至图6和下文的描述）并且并入了支持可靠的流体传送的内部特征。探针210的内部的几何构型使得有可能实现可重复的流体流动，同时探针210的表面光洁度（finish）足够精细以避免干扰平稳流体流动并且以抵抗在多次流体传送之间的携带。另外，探针210用作在电容性液位检测PCA之间的电连接件，以使得可以在探针210的尖端处检测微小电容变化以确定其何时触及流体。根据本文提供的实施例的电连接件是稳健的并且对错误触发不敏感。

继续参考图2A至图2D，示出了探针210的特征。探针210包括被部分地嵌套在次级管（或外部探针或者接地屏蔽件）230内的初级管（或者内部探针）220。根据实施例，初级管220由不锈钢装管制成，不过也可以使用其他材料。初级管220在流体通路260中包含被吸取的且起作用的流体。当探针210下降到容器中时初级管220的尖端被用于感测流体表面。在初级管220的尖端附近，形成成角度的锥度以便优化流体流动以及有助于传送精确度。在实施例中，成角度的锥度可以是4º的角度，已经发现其会最小化流动损失并且因此最小化湍流。当然，例如取决于应用或所期望的流体流动性质，也可以使用其他角度。在其他实施例中，成角度的锥度设计可能不是必要的。初级管220的内部表面可以被精细地抛光以最小化携带并确保平稳的流体流动。在一些应用中，探针210的初级管220的一致的截头（squared-off）尖端几何构型也可能是重要的，以便减少携带。初级管220的内直径可以取决于正利用探针210的应用而被调节。

根据实施例，次级管230可以由不锈钢装管制成，不过也可以使用其他材料。次级管230围绕初级管220的大部分（即，大于50%）延伸（即，延伸从初级管220的顶部到尖端的距离的大部分但并非全部）。其作用是围绕探针210的初级管220提供接地屏蔽件。当附近可能有其他物体从而在初级管220周围引发电容变化时，这有助于抑制错误的液位感测触发。

每个管220、230均具有被附接（例如，焊接）在顶部处的柱形帽或头部（分别是初级管接触环240和次级管接触环250）。初级管220和次级管230（经由电隔离间隙225）彼此电隔离但牢固地附接到彼此。这可以通过不导电材料（例如，热收缩环氧树脂）层来实现，该不导电材料层在间隙225中牢固地装配在管220、230之间。嵌套取向（在其内但不触及）允许每个环240、250到达相同水平高度（level）并且使得环240、250在探针头部的底侧上包括电隔离共面环的组。这些环240、250产生表面，形成至该表面的电接触以用于本文描述的电容性液位检测机构。（被连接到内初级管220的）外环240与PCA的电容性液位检测部分形成连接，而内环250提供至外次级管230（即，屏蔽件）的接地连接。在另一实施例中，附接到每个管220、230的帽或头部不是柱形形状的，而可以具有另一形状（例如像但不限于，方形），从而为与本文描述的电容性液位检测机构的接触提供电隔离表面。

根据实施例，使用环氧树脂来填充和灌注在初级管220与次级管230之间的下部接头（在次级管230的端部处）以便提供在两个管220、230之间的物理线性分离。这防止了流体液滴填充管220、230之间的间隙225并使探针210短路。在另一实施例中，通过使得位于管220、230之间的热收缩材料延伸超过外探针（即，次级管230）来实现在初级管220与次级管230之间的物理分离。在又另一实施例中，通过通过这样来实现在管220、230之间的物理分离：添加塑料套圈等以填充间隙225并向下延伸以便分离两个管220、230并防止流体桥接间隙225。

根据实施例，电容性液位检测组件适用于执行上文所描述类型的传送的传送臂110和相应探针210，以便使用例如在IVD环境中的分析器中的传送臂110的探针210来检测容器中的液位。

图3至图6提供根据本文的实施例的具有电容性液位检测组件的传送臂110的视图。图3是具有电容性液位检测组件的传送臂110的顶部透视图，图4是侧视图，图5是底部透视图，并且图6是分解顶部透视图。

传送臂110包括通过联接件或夹持件320彼此联接的底架310和轴315。驱动机构（或者马达控制器）305被联接到轴315以驱动传送臂110的旋转运动和竖直运动。底架310可以是注塑塑料的单个部件。底架310用作用于传送臂部件的安装基部和盖。

电容性液位检测组件325可以被装纳在传送臂110的底架310的底侧部分中，远离轴315、联接件320和传送臂110的旋转轴线。根据实施例，电容性液位检测组件325包括探针210、配件340、装管350和具有销355的电容性液位检测印刷电路组件（PCA）360（详细视图见图7C）。根据各种实施例，探针引导件330、探针保持件335、压缩弹簧345和弹簧柱347可以被包括作为保持和接合探针210的机构的部分。在实施例中，还可以包括一对或多对磁体365，如下文详细描述的。

在实施例中，探针引导件330是相对于底架310静止的部件。其包含长的竖直孔332，探针210穿过该孔332。孔332被定尺寸成为探针210提供最小空隙同时仍然维持自由竖直运动。孔332的长度被定尺寸成具有足够长度以当探针210竖直地滑动时防止粘着（binding）。在实施例中，探针引导件330由具有低摩擦系数的材料制成以提供防粘着性质和自由的竖直运动。探针引导件330的垂直于孔332的表面安装到底架310的底侧部分。

探针210通过探针保持件335的顶部部分被放置到探针保持件中，并且可以被手动拧紧以使得装管350抵靠探针210的顶部孔口（见图2D，流体装管密封表面270）密封，同时还将探针210固定就位。在实施例中，探针保持件335夹持到探针210的顶部，并且在探针210竖直地滑动通过探针引导件330时允许探针保持件335在探针引导件330上方竖直地行进。

在实施例中，螺纹配件340（例如，M20螺纹尺寸）旋入探针保持件335的内部螺纹部分以便用作探针锁定装置，并且既将探针210向下夹持到探针保持件335中，又在装管350与探针210之间提供牢固的流体连接。在这种构造中，探针210的移除或者安装是简单的并且不需要工具，因为配件340能够被手动移除和安装。一旦配件340被旋松，则探针210能够容易地向上滑动通过探针引导件330以便移除。探针保持件335在探针210的头部下方具有间隙以便允许电接触件接合探针210的底侧。因此，在一种经由配件340的连接中，产生了至探针210的机械连接（经由螺纹配件340）、流体连接（经由装管350）和电连接（经由弹簧加载销355）。探针保持件335还可以在底部上具有凸片以便防止不正确的组装。

穿过配件340的中心孔的装管350在端部处是扩口的。在该扩口后方（在其与配件340之间），O型环被夹在一对垫圈之间。在配件340的端部上的凸起按压到垫圈上，从而压缩O型环并且将装管扩口按压到探针210的顶部上的凹穴中的匹配表面中。在装管扩口与探针210之间的接触形成流体密封。O型环执行为接头赋能的作用，这允许配件340具有更宽范围的紧密度以适当地密封O型环。除了对在装管350与探针210之间的密封加压，配件340还将探针210向下按压到探针保持件335中以便将其夹持就位。

根据实施例，弹簧345和弹簧柱347可以被提供在底架310与探针保持件335之间，作为弹簧加载机械设备的部分以检测探针210的碰撞。

在图6中也示出了用于将各种部件固定在一起且固定到传送臂110的各种螺钉和连接件，如本文所描述的。

一旦探针210被完全地安放探针保持件335中，则弹簧加载销355与探针210形成电接触（下文关于图7A至图7D更详细地描述）。图7A至图7D是更详细地示出根据本文的实施例的电容性液位检测组件325的图。

电容性液位检测PCA 360持续监测探针210并且寻找电容的显著变化。电容方法基于任何导体展现有限的电容这一事实。当探针210接近并触及具有较高介电常数的液体或者其他的材料时该电容将增加。这些电容变化是极小的（例如，小于1皮法），从而需要非常敏感的电路。考虑到所需要的极端的敏感性，根据本文的实施例，采取特别的预防措施来将电路与外部影响电屏蔽以避免错误的检测。为了解决这些问题，所有关键电路被包含在电容性液位检测PCA 360上，该电容性液位检测PCA通过Berg杆式弹簧加载接触件等被直接焊接到下部板（液位检测载体PCA）。在实施例中，载体PCA充满接地的铜平面并且用作电容性液位检测PCA 360底侧的接地屏蔽件。根据实施例，传送臂110的内部被涂覆有铜并且通过其安装螺钉被接地至PCA 360，以便在其周围提供法拉第笼。探针210的接地筒（即，次级管230）也用于使错误检测和外部影响最小化。将电场聚集在探针210的尖端周围也有助于增强液体样品的电容信号。这导致在液体接触期间更多的场线扭曲，从而导致更大的电势变化，从而导致更大的电容变化。

根据实施例，三个弹簧加载的“测试探针（pogo-pin）”电接触件355被安装到PCA360，该PCA 360被安装到传送臂110的底架310的底侧部分内。单个销355接触外环240，从而在初级管220与PCA 360之间产生连接。第二销355接触内环250以便将次级管230接地。在实施例中，第三销能够被用于其他机构，例如探针碰撞检测或者探针存在性检测。在另一实施例中，不需要第三销。销355从PCA 360延伸通过在探针保持件335的底部中的空隙孔（即，间隙），以便接触在探针210的头部的底侧上的两个环240、250。在实施例中，IDI C系列销（CP-2.5-6-TH）被用作弹簧加载销355。在实施例中，销355被镀金以确保良好的电连接。根据实施例，销355可以通过使用通孔安装（thru-hole mounting）被焊接到PCA 360，以便最大化设计能够承受的机械应力的量。在实施例中，销355具有最大2.0毫米的工作行程或压缩规格。

在PCA 360与探针210之间的连接的稳定性对于防止错误的、谬误的测量来说是关键的，这是因为在销接触件355与探针210之间的任何运动都可能会产生错误测量。因此在实施例中，电容性液位检测机构325除了弹簧345之外还可以利用磁体365来牢固地联接机构325的运动半部（例如，探针210、探针保持件335和配件340）和静止半部（例如，探针引导件330），以防止这样的运动，否则将由传送臂110的振动和其他运动导致这样的运动。除了弹簧345和磁体365之外或者或者替代弹簧345和磁体365，可以利用弹簧恒定力、减震器等。在又另一实施例中，不包括弹簧345和磁体365，而是探针保持件335被被直接紧固（被螺钉连接、胶粘等）到探针引导件330。在另一实施例中，探针保持件335和探针引导件330是一个单个单元或部件。

如上文所述，电容性感测技术被用于检测液位。PCA 360被设计成当检测到高于预定阈值的电容变化时提供信号。当探针210（即，“传感器”）从空气转移到液体时发生该变化。探针210能够被设想为能够存储能量（即，“桶中的水”）的“桶”（即，探针的电容）。电压以给定频率被施加到探针210，从而导致探针210充电和放电（填充和排空桶）。充电的速率与电容或者“桶的尺寸”有关。将探针210充电（即，“填充”桶）到给定水平所花费的时间作为占空比被监测并与施加电压频率有关。该占空比的变化因此与电容变化成比例。当探针210触及液体时，系统电容增加（“桶”变得更大），从而导致充电时间增加。监测占空比的变化速率，并且当其超过给定阈值时，电容性传感器“跳闸（trip）”。添加到探针电压的外部电荷以及从探针210泄漏的电压二者都是将影响测量（其是表观的充电或“填充”速率）的噪声因素。

根据本文的实施例，最小化在感测电子器件（即，电容性液位检测PCA 360上的部件）与探针210之间的距离使得可能会改变电容测量值的任何寄生电容的影响降低。寄生电容是由彼此靠近的任何成对物体（处于不同电势）所产生的不希望或未预期的电容。例如，连接电子器件与探针210的线缆中的线、PCA 360附近的任何物体或者PCA 360自身内的迹线能够产生寄生电容。

图8是根据实施例的电容性液位检测框图800。电容性液位检测PCA 360为传送臂110提供液位感测元件。如上文所描述，PCA 360被连接到传送臂110内的探针210。PCA 360的输出被连接到马达控制器305上的传感器输入，马达控制器负责驱动传送臂的立式马达，该立式马达使得探针210朝向样品移动。根据实施例，如果检测到液体则一个传感器激活，而如果发生竖直碰撞则另一传感器激活。在实施例中，可以在马达控制器305上提供仅一个传感器输入（即，用于液体检测的传感器）。当马达控制器305例如从网络接收到“寻找位置”命令时，其使得探针210朝向液体向下移动直到检测到液体。在检测到液体的时刻，PCA 360发送信号（例如，数字单脉冲）至马达控制器305作为检测指示。马达控制器305做出反应并且开始使得探针210减速直到其浸没到所需要的深度。如果没有发生检测（没有检测到液体），则PCA 360不发送信号，并且马达控制器305将使得探针210向下移动直到行进了最多允许的步。这种构造避免了通过网络发送信号的延迟并且允许马达控制器305对任何感测到的事件快速做出反应。

图9是根据实施例的电容性液位检测电路图900。根据实施例，电容性液位检测电路包括三个主要级。第一级对探针210持续地充电和放电以测量其电容。如图9中的556计时器905所示出，该级产生矩形波，其具有与由探针210观测到的电容成比例的占空比。被标记为“A”（910）的图画示出了在探针触及液体之前的矩形波。“B”（915）示出在探针210被浸没到液体中的时刻的矩形波。由于液体导致的电容增加增加了充电时间和矩形波的宽度。

第二级通过对矩形波信号进行带通滤波来估计电容变化的速率。滤波器具有低通滤波器，其由“占空比至电压转换器”920示出，其将矩形波转换成具有与占空比成比例的幅值的模拟信号，从而得到与探针210的电容直接相关的模拟信号。对应的图画925示出了从其触及液体的时刻转变的模拟信号。该信号从液体被触及之前的水平“A”开始。一旦探针触及液体，则信号开始其至水平“B”的转变。在有限时间段（对于0.3pF的输入大致是5ms）之后，信号到达“B”的稳定状态水平。

之后，施加高通滤波器或者微分器电路930，从而得到具有与电容变化速率大致成比例的幅值的信号935。在液体被触及之前，该滤波器的输出处于对应于零的水平。一旦液体被触及，则微分器930的输出开始响应于变化的模拟信号。（要注意，该图示出了负变化，这是因为为了简单起见而使用反向放大器来构造电路）。

因为微分器930响应于变化电容，所以第三级比较输出以便观察变化是否足够大。如果变化足够大，则窗口比较器940触发单脉冲945，其被发送回到马达控制器305以便指示液体已经被检测到。

根据实施例，本文描述的电容性液位检测组件利用硬件和软件的组合来使探针210恰好停止在检测到的液体的表面下方，以便允许吸取液体。这确保了探针210被充分地浸没以便成功吸取，同时最小化了与液体接触的探针210的外部的量，从而最小化外部携带和探针洒落的可能性。

根据实施例，液位检测也可以用于次要功能，例如自动对齐、液体存在性确认和自诊断。

根据实施例，液位检测PCA 360能够根据需求被禁用。例如，当PCA 360激活时探针210的快速充电和放电可能会干扰在临床分析器上的电解质或电化学检测器，在这种情况下PCA 360可以被停用以用于电解质或电化学递送。

图10是示出例如在IVD环境中根据实施例的利用电容性液位检测电路的用于液位检测的方法的流程图1000。该方法利用本文描述的电容性液位检测组件和PCA 360的各个方面。

在1010处，监测探针210的电容。在实施例中，电容性液位检测PCA 360 持续地监测探针210的电容，以检测探针210何时遇到例如临床分析器上的容器中的液体。在实施例中，在由马达控制器305接收到命令时可以监测电容，在这种情况下在传送臂110/探针210正朝向容器中的液体移动的同时监测电容。

在1030处，当在1020处检测到电容的变化从而指示出检测到液体时，则从电容性液位检测PCA 360向马达控制器305发送信号。

如果电容的变化没有被检测到，则在1040处，关于是否已经由马达控制器305行进最大预先限定的步数做出判定。如果尚未行进最大步数，则该方法恢复到监测电容。如果已经行进了最大预先限定的步数，则在1050处，将信号发送至马达控制器305。

根据实施例，当马达控制器305接收到检测到液体或者行进了最大步数的信号时，马达控制器305通过开始使得探针210减速直到其被浸没到所需要的预先限定的深度来做出反应。根据实施例，如果没有信号被发送，则探针被减速至停止（不在液体内）。

电容性液位检测组件325的优点包括对于用户来说通过单个手动拧紧的连接件（配件340）来移除和安装传送探针210以包括流体连接、机械连接和电连接的易用性。影响包括：对用户交互的需求更少；服务呼叫和访问更少、易于客户维护、自动化的电连接（因此更不容易产生不正确的连接）。

图11示出可以在其内实施本发明的实施例的示例性计算环境1100。计算环境1100可以包括计算机系统1110，其是可以在其上实施本发明的实施例的通用计算系统的一种示例。诸如计算机1110和计算环境1100的计算机和计算环境是本领域技术人员已知的并且因此在此简要地描述。

如图11所示出，计算机系统1110可以包括诸如总线1121的通信机构或者其他通信机构以用于在计算机系统1110内传达信息。系统1110进一步包括一个或多个处理器1120（诸如上文所描述的控制器，其被构造成控制各种部件的操作，所述部件包括探针、转盘、和环），其与总线1121联接以用于处理信息。处理器1120可以包括一个或多个中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）或者本领域已知的任何其他处理器。

计算机系统1110还包括系统存储器1130，其被联接到总线1121以用于存储信息和待由处理器1120执行的指令。系统存储器1130可以包括呈易失和/或非易失存储器形式的计算机可读存储介质，诸如只读存储器（ROM）1131 和/或随机存取存储器（RAM）1132。系统存储器RAM 1132可以包括其他动态存储装置（例如，动态RAM、静态RAM和同步DRAM）。系统存储器ROM 1131可以包括其他静态存储装置（例如，可编程ROM、可擦除PROM和电可擦除PROM）。另外，系统存储器1130可以被用于在由处理器1120执行指令期间存储临时变量或其他中间信息。在ROM 1131中可以存储包含基本例程的基本输入/输出系统（BIOS）1133，所述例程有助于例如在启动期间在计算机系统1110内的元件之间传送信息。RAM 1132可以包含可被处理器1120直接访问和/或目前正在被处理器1120操作的数据和/或程序模块。系统存储器1130可附加地包括例如操作系统1134、应用程序1135、其他程序模块1136和程序数据1137。

计算机系统1110还包括磁盘控制器1140，其被联接到总线1121以控制一个或多个存储装置以便存储信息和指令，其例如是磁硬盘1141和可移除介质驱动器1142（例如，软盘驱动器、光盘驱动器、带驱动器和/或固态驱动器）。存储装置可以通过使用合适的装置接口（例如，小型计算机系统接口（SCSI）、集成装置电子器件（IDE），通用串行总线（USB）或火线）被添加到计算机系统1110。

计算机系统1110还可以包括显示控制器1165，其被联接到总线1121以控制诸如阴极射线管（CRT）或者液晶显示器（LCD）的显示器或监视器1166从而向计算机用户显示信息。计算机系统1110包括输入界面1160以及诸如键盘1162和定点装置1161的一个或多个输入装置，以用于与计算机用户交互和提供信息至处理器1120。定点装置1161例如可以是鼠标、轨迹球或定点杆以用于将方向信息和命令选择传达至处理器1120并用于控制显示器1166上的光标运动。显示器1166可以提供触摸屏界面，其允许输入来补充或取代由定点装置1161传达的方向信息和命令选择。

响应于处理器1120执行被包含在例如系统存储器1130的存储器中的一个或多个指令的一个或多个序列，计算机系统1110可执行本发明的实施例的处理步骤的一部分或全部。这样的指令可以从另一计算机可读介质（诸如，硬盘1141或可移除介质驱动器1142）被读取到系统存储器1130中。硬盘1141可以包含由本发明的实施例使用的一个或多个数据存储和数据文件。数据存储内容和数据文件可以被加密以提高安全性。处理器1120还可以用于多处理设置中以执行被包含在系统存储器1130中的指令的一个或多个序列。在替代性实施例中，可以使用硬接线电路来代替软件指令或将硬接线电路与软件指令组合。因此，实施例不限于硬件电路与软件的任何特定组合。

如上文所陈述的，计算机系统1110可以包括至少一个计算机可读介质或者存储器，以用于保持根据本发明的实施例编程的指令和用于包含本文描述的数据结构、表格、记录或其他数据。本文使用的术语“计算机可读介质”指的是参与向处理器1120提供指令以供执行的任何介质。计算机可读介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失介质、易失介质和传输介质。非易失介质的非限制性示例包括光盘、固态驱动器、磁盘和磁光盘，例如硬盘1141或可移除介质驱动器1142。易失介质的非限制性示例包括动态存储器，例如系统存储器1130。传输介质的非限制性示例包括同轴线缆、铜线和光纤，包括构成总线1121的线。传输介质还可以采取声波或光波的形式，诸如在无线电波和红外数据通信期间产生的那些波。

计算环境1100可以进一步包括使用至一个或多个远程计算机（例如，远程计算机1180）的逻辑连接在网络环境中操作的计算机系统1110。远程计算机1180可以是个人计算机（笔记本电脑或者台式机）、移动装置、服务器、路由器、网络PC、对等（peer）装置或其他公共网络节点，并且通常包括关于计算机系统1110在上文描述的元件中的许多或全部。当在网络环境中使用时，计算机系统1110可以包括调制解调器1172以用于通过诸如因特网的网络1171建立通信。调制解调器1172可以经由用户网络接口1170或者经由另一合适的机构被连接到系统总线1121。

网络1171可以是本领域众所周知的任何网络或系统，包括因特网、内联网、局域网（LAN）、广域网（WAN）、城域网（MAN）、直接连接或一系列连接、蜂窝电话网络或能够促进计算机系统1110与其他计算机（例如，远程计算系统1180）之间的通信的任何其他网络或介质。网络1171可以是有线的、无线的或其组合。有线连接可以通过使用以太网、通用串行总线（USB）、RJ-11或本领域众所周知的任何其他有线连接来实施。无线连接可以通过使用Wi-Fi、WiMAX、蓝牙、红外线、蜂窝网络、卫星或本领域众所周知的任何其他无线连接方法来实施。另外，多个网络可以单独工作或彼此通信以便促进网络1171中的通信。

如本文所描述的，能够通过使用硬件部件、软件部件和/或其组合来实施各种系统、子系统、代理、管理器和过程。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但本发明不限于此。本领域技术人员将理解，可以对本发明的优选实施例做出大量变化和修改，并且这样的变化和修改可以在不脱离本发明的真实精神的情况下做出。因此所意图的是，所附权利要求被解释为涵盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这样的等同变型。

Claims (20)

1.一种在体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中的传送臂上使用的电容性液位检测组件，所述组件包括：

电容性液位检测印刷电路组件（PCA），所述电容性液位检测印刷电路组件包括多个弹簧加载销和电容性液位检测电路；

探针，所述探针包括被嵌套在次级管内的初级管，其中，所述初级管和所述次级管包括在其相应顶部部分处的相应头部，从而形成电隔离表面的组；以及

配件，所述配件被构造成将所述探针固定在所述传送臂内且从而建立在所述电容性液位检测PCA与所述探针之间连接；

其中，所述电容性液位检测PCA的所述电路被构造成检测所述探针的电容变化，并且将液位检测信号发送至被构造成控制所述传送臂的操作的马达控制器。

2.根据权利要求1所述的电容性液位检测组件，其中，所述连接包括所述电容性液位检测PCA的所述弹簧加载销与所述探针的所述电隔离表面的组接触。

3.根据权利要求2所述的电容性液位检测组件，其中，所述多个弹簧加载销中的第一弹簧加载销经由与所述初级管的头部接触而与所述探针的所述初级管产生电路，并且其中，所述多个弹簧加载销中的第二弹簧加载销经由与所述次级管的头部接触而将所述次级管接地。

4.根据权利要求1所述的电容性液位检测组件，其中，当接收到所述液位检测信号时，所述马达控制器使得所述传送臂减速。

5.根据权利要求1所述的电容性液位检测组件，所述电容性液位检测组件进一步包括下部板，所述电容性液位检测PCA被焊接到所述下部板，所述下部板充满接地的铜平面。

6.根据权利要求1所述的电容性液位检测组件，其中，所述传送臂包括水平延伸的底架和基本垂直于所述底架取向的轴，所述底架和所述轴通过在所述传送臂的后部部分处的联接件彼此联接；

其中，所述马达控制器被联接到所述轴；并且

其中，所述电容性液位检测PCA被安装在所述底架的底侧部分内。

7.根据权利要求6所述的电容性液位检测组件，其中，所述底架的所述底侧部分被涂覆有铜并且通过安装螺钉被接地到所述电容性液位检测PCA。

8.根据权利要求1所述的电容性液位检测组件，所述电容性液位检测组件进一步包括：

探针保持件，所述探针保持件被构造成夹持到所述探针的顶部部分并且在对应于所述探针的所述电隔离表面的组的部分处包括间隙；

包括竖直取向的孔的探针引导件，所述探针穿过所述孔，其中，所述探针引导件的垂直于所述孔的表面安装到所述传送臂的底侧部分；并且

其中，所述配件进一步被构造成旋入所述探针保持件中以便将所述探针夹持到所述探针保持件内。

9.根据权利要求8所述的电容性液位检测组件，所述电容性液位检测组件进一步包括：

弹簧组件和一对或多对磁体中的至少一者，以将所述探针保持件和所述探针引导件固定到彼此。

10.一种用于检测在体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中的容器中的液体的系统，所述系统包括：

传送臂，所述传送臂包括水平延伸的底架和基本垂直于所述底架取向的轴，所述底架和所述轴通过在所述传送臂的后部部分处的联接件彼此联接；

被联接到所述轴的马达控制器，所述马达控制器被构造成控制所述传送臂的运动；

被装纳在所述底架的底侧部分内的电容性液位检测组件，所述电容性液位检测组件包括：

电容性液位检测印刷电路组件（PCA），所述电容性液位检测印刷电路组件包括多个弹簧加载销；

探针，所述探针包括被嵌套在次级管内的初级管，其中，所述初级管和所述次级管包括在其相应顶部部分处的相应头部从而形成电隔离表面的组；

配件，所述配件被构造成将所述探针固定在所述传送臂内且从而在所述电容性液位检测PCA与所述探针之间建立连接；以及

其中，所述电容性液位检测PCA的电路被构造成检测所述探针的电容变化并且将液位检测信号发送至所述马达控制器。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述连接包括所述电容性液位检测PCA的所述弹簧加载销与所述探针的所述电隔离表面的组接触。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述多个弹簧加载销中的第一弹簧加载销经由与所述初级管的头部接触而与所述探针的所述初级管产生电路，并且其中，所述多个弹簧加载销中的第二弹簧加载销经由与所述次级管的头部接触而将所述次级管接地。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述底架的所述底侧部分被涂覆有铜并且通过安装螺钉被接地到所述电容性液位检测PCA。

14.根据权利要求10所述的系统，所述系统进一步包括：

探针保持件，所述探针保持件被构造成夹持到所述探针的顶部部分并且在对应于所述探针的所述电隔离表面的组的部分处包括间隙；

包括竖直取向的孔的探针引导件，所述探针穿过所述孔，其中，所述探针引导件的垂直于所述孔的表面安装到所述传送臂的底侧部分；并且

其中，所述配件进一步被构造成旋入所述探针保持件中以便将所述探针夹持到所述探针保持件中。

15.根据权利要求14所述的系统，所述系统进一步包括：

弹簧组件和一对或多对磁体中的至少一者，以将所述探针保持件和所述探针引导件固定到彼此。

16.一种用于检测在体外诊断（IVD）环境中的临床分析器中的容器中的液体的方法，所述方法包括：

通过电容性液位检测印刷电路组件（PCA）来监测探针的电容，所述电容性液位检测印刷电路组件包括与所述探针接触的多个弹簧加载销；其中，所述探针包括被嵌套在次级管内的初级管；其中，配件将所述探针固定在所述临床分析器的传送臂内并且从而建立在所述弹簧加载销与所述探针之间的接触；并且

当检测到所述探针的电容的变化时，由所述PCA将液位检测信号发送至马达控制器。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，根据来自所述马达控制器的命令开始对所述探针的电容的所述监测。

18.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：

当接收到来自所述PCA的所述液位检测信号时，由所述马达控制器使所述传送臂减速，以便允许所述探针到达所述液体中的预先限定的深度。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述探针的电容变化的检测包括所述探针的电容变化超预定阈值。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述探针的所述初级管和所述次级管包括在其相应顶部部分处的相应头部从而形成电隔离表面的组，其中，所述接触包括：所述电容性液位检测PCA的所述弹簧加载销与所述探针的所述电隔离表面的组接触。