CN109916805A - 一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路，包括：电源转换电路、压力采集电路、压力检测电路、压力调整电路、以及参考信号选择电路；压力采集电路与压力调整电路分别与压力检测电路的输入端通信连接；压力检测电路的输出端与压力调整电路通信连接；当压力控制电路通过电源转换电路供电后，压力采集电路采集到的鞘液流动的压力信号，输入至压力检测电路，并与参考信号选择电路提供的参考压力信号进行比较，并输出产生的压力差，压力检测电路输出的压力差输入至压力调整电路，压力调整电路根据压力差的大小而调整压力控制阀流经的鞘液的流量，从而实现对鞘液流动压力的控制。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路。
背景技术
目前流式细胞仪的流体模块的压力控制电路很多，这些控制电路都比较复杂，并且带来稳定性也比较差，容易产生压力控制不稳或则带来整体成本的居高不下。
因此，基于以上存在的技术问题，本发明提供了解决以上技术问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路，利用压力传感器侦测到实际运行的鞘液压力并转化成相应的电压，通过比较器与参考电压进行比较放大后，输出晶体管控制加到压力控制阀的电压大小，压力控制阀会在不同的电压大小下将改变鞘液经过的孔径大小，从而控制鞘液压力的大小，电路简单稳定可靠。
本发明提供的技术方案如下：
一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路，包括：电源转换电路、压力采集电路、压力检测电路、压力调整电路、以及参考信号选择电路；所述电源转换电路分别与所述压力采集电路、所述压力检测电路、所述压力调整电路、以及所述参考信号选择电路通信连接；所述压力采集电路与所述压力调整电路分别与所述压力检测电路的输入端通信连接；所述压力检测电路的输出端与所述压力调整电路通信连接；当所述压力控制电路通过所述电源转换电路供电后，所述压力采集电路采集到的鞘液流动的压力信号，输入至所述压力检测电路，并与所述参考信号选择电路提供的参考压力信号进行比较，并输出产生的压力差，所述压力检测电路输出的压力差输入至所述压力调整电路，所述压力调整电路根据压力差的大小而调整压力控制阀流经的鞘液的流量，从而实现对鞘液流动压力的控制。
上述方案中，利用压力传感器侦测到实际运行的鞘液压力，并转化成相应的电压信号，通过比较器与参考电压进行比较放大后，输出晶体管控制加载到压力调整电路，并控制压力控制阀的电压大小，压力控制阀会在不同的电压大小下将改变鞘液经过的孔径大小，从而控制鞘液压力的大小，电路简单稳定可靠。
进一步优选的，所述压力采集电路包括：压力传感器、R1、R2，C5、C6；所述压力传感器的信号检测端分别R1与和R2一端通信连接；R2的另一端接地；R1的另一端与所述压力检测电路通信连接；所述压力传感器的信号检测端还与C5和C6的一端通信连接，C5和C6的另一端接地。
进一步优选的，所述压力检测电路包括：比较放大器；所述比较放大器的反向输入端与所述压力采集电路中R1的另一端通信连接；所述比较放大器的正向输入端与所述参考信号选择电路通信连接；所述比较放大器的输出端与所述压力调整电路通信连接。
进一步优选的，所述参考信号选择电路包括：模拟电压选通芯片，R3、R4、R5、VR1、VR2、VR3；R3一端与供电电源连接，R3另一端与VR1的一端相连，VR1的另一端接地；R3与VR1的公共连接端与模拟电压选通芯片的第一信号选通端通信连接；R4与VR2的公共连接端与模拟电压选通芯片的第二信号选通端通信连接；R5与VR3的公共连接端与模拟电压选通芯片的第三信号选通端通信连接；模拟电压选通芯片的通信端与所述压力检测电路中比较放大器的正向输入端通信连接。
进一步优选的，还包括，中央处理器；所述中央处理器分别与所述参考信号选择电路中模拟电压选通芯片的信号切换控端通信连接。
进一步优选的，所述压力调整电路包括：开关管和压力控制阀；所述开关管的集极端与所述压力检测电路中的比较放大器的输出端通信连接；所述开关管的集电极端与所述电源转换电路通信连接；所述开关管的发射极端与所述压力控制阀的供电端通信连接；所述压力控制阀的地端接地。
进一步优选的，所述电源转换电路包括：第一稳压芯片，第二稳压芯片；第一稳压芯片的电源输入端与供电电源端通信连接，第一稳压芯片的电压输出端输出第一供电电压；第二稳压芯片的电源输入端与供电电源端通信连接，第二稳压芯片的电压输出端输出第二供电电压。
本发明提供的一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路，至少带来以下一种有益效果如下：
本发明中，利用压力传感器进行压力电压信号转化，然后设定3种流速对应的电压信号作为参考电压，经过放大器进行比较放大后由三极管的开通控制供给压力控制阀的电压大小，从而控制鞘液流经压力控制阀的孔径大小来控制鞘液的压力，经过MCU的GPIO来控制我们选择的3种流速，避免了复杂的控制电路以及不稳定的控制环，让流体细胞测试的压力控制更稳定，以及好的成本效益。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路的一个实施例示意图；
图2是本发明压力采集电路的电路图；
图3是本发明压力检测电路的电路图；
图4是本发明参考信号选择电路的电路图；
图5是本发明压力调整电路的电路图；
图6是本发明电源转换电路图的电路图。
附图符号：100.电源转换电路、200压力采集电路、300.压力检测电路、400.压力调整电路、500.参考信号选择电路、600.中央处理器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
参考图1所示是本发明提供了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路实施例的示意图；该流式细胞仪的流体模块的压力控制电路，包括：电源转换电路100、压力采集电路200、压力检测电路300、压力调整电路400、以及参考信号选择电路500；电源转换电路100分别与压力采集电路200、压力检测电路300、压力调整电路400、以及参考信号选择电路500通信连接；压力采集电路200与压力调整电路400分别与压力检测电路300的输入端通信连接；压力检测电路300的输出端与压力调整电路400通信连接；当压力控制电路通过所述电源转换电路供电后，压力采集电路采集到的鞘液流动的压力信号，输入至所述压力检测电路，并与参考信号选择电路500提供的参考压力信号进行比较，并输出产生的压力差，压力检测电路300输出的压力差输入至所述压力调整电路，压力调整电路400根据压力差的大小而调整压力控制阀流经的鞘液的流量，从而实现对鞘液流动压力的控制。
具体的，在本申请中，电源转换电路提供了两种电压，将输入的15V的电压转换为12V和5V；分别将12V和5V的各相应的电路进行正常的供电；利用压力传感器侦测到实际运行的鞘液压力，并转化成相应的电压信号，通过比较器与参考电压进行比较放大后，输出晶体管控制加载到压力调整电路，并控制压力控制阀的电压大小，压力控制阀会在不同的电压大小下将改变鞘液经过的孔径大小，从而控制鞘液压力的大小，电路简单稳定可靠。
参考图2所示是本发明提供了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路的压力采集电路包括：压力传感器U1、R1、R2，C5、C6；压力传感器的信号检测端(V_Sense)分别与R1和R2一端通信连接；R2的另一端接地；同时所述分压电阻R1与R2对感应电压按照比例减小到适合的值输入至压力检测电路的比较器中；压力传感器的信号检测端(V_Sense)还与C5和C6的一端通信连接，C5和C6的另一端接地；滤波电容C5和C6传感器的压力转换电压进行滤波作用。通过压力采集电路实现了对于鞘液的流动信号的实时采集，可以实现实时的监控采集的作用。
参考图3所示是本发明提供了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路的压力检测电路包括：比较放大器；比较放大器的反向输入端与压力采集电路中R1的另一端通信连接；比较放大器的正向输入端与所述参考信号选择电路通信连接；比较放大器的输出端与所述压力调整电路通信连接。
具体的，在本申请中，参考图3，运算放大器U4A，滤波电容C11，反馈电容C12，反馈电阻R6；运算放大器U4A的输出端与压力调整电路400连接；运算放大器U4A的正向输入端接参考信号选择电路500的模拟信号选通芯片的输出端Vcom，运算放大器U4A的负向输入端接压力传感器转换电路的压力传感器输出经过R1和R2分压的输出端；滤波电容C11一端接放大器芯片U4A的VCC供电端，第二端连接到地，所述的反馈电容C12一端接运算放大器U4A的负向输入端，C12的第二端接反馈电阻R6，所述的反馈电阻R6一端接运算放大器U4A的输出端，R6的第二端接反馈电容C12。压力检测电路实现了对于鞘液流通压力信号大小检测，在本申请中将参考信号设置为3个中，根据电压值的大小为高、中、低电压信号的三个档次，分别与检测到的鞘液的流动压力信号进行差值比较，并将该差值通过比较器进行放大后，反馈给压力调整电路，由于电压差信号相对比较小，所以需要进行放大，以满足后端压力调整电路中三极管的控制能力。
参考图4所示是本发明提供了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路的参考信号选择电路包括：模拟电压选通芯片U5，R3、R4、R5、VR1、VR2、VR3，R3一端与供电电源连接，R3另一端与VR1的一端相连，VR1的另一端接地；R3与VR1的公共连接端与模拟电压选通芯片的第一信号选通端(NO1)通信连接，为高电压参考信号，例如5V；R4与VR2的公共连接端与模拟电压选通芯片的第二信号选通端(NO2)通信连接，介于中档电压参考信号，例如4V；；R5与VR3的公共连接端与模拟电压选通芯片的第三信号选通端(NO3)通信连接，为低电压参考信号，例如2.5V；模拟电压选通芯片的通信端(COM)与所述压力检测电路中比较放大器的正向输入端通信连接。
优选的，本发明提供了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路中还包括，中央处理器600；中央处理器(MCU芯片)分别与参考信号选择电路中模拟电压选通芯片的信号切换控端(IN1和IN2)通信连接。
具体的，R3、R4、R5为分压电阻；VR1、VR2、VR3分压可调电阻，根据信号的大小进行调整，滤波电容C10，MCU芯片UX；所述分压电阻R3与分压可调电阻VR1对15V进行分压设定出鞘液在高流速下的对应压力的参考电压连接在选通芯片U5上，分压电阻R4与分压可调电阻VR2对15V进行分压设定出鞘液在中流速下的对应压力的参考电压连接在选通芯片U5上，分压电阻R5与分压可调电阻VR3对15V进行分压设定出鞘液在低流速下的对应压力的参考电压连接在选通芯片U5上，滤波电容C10对选通芯片VCC供电进行铝箔连接到U5上，MCU芯片提供选通信号连接到选通芯片U5上，选通芯片输出的参考电压Vcom连接到放大器的“+”端。因此本申请的中央处理器以及信号选择电路实现对于参考电压的大小的调整；通过中央处理器实现了对于信号的切换；信号的切换是实现对于高、中、低三种信号的切换。
参考图5所示是本发明提供了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路的压力调整电路包括：压力控制阀VSQ1，电压调整输出三极管Q1，防止过冲电压二极管D2；三极管Q1是用于调整供给压力控制阀的电压，二级管D2是抑制加给压力控制阀的最高为12V+VD(二极管正向导通电压)；压力控制阀VSQ1的VCC连接到电压调整输出三极管Q1的发射极上，压力控制阀VSQ1的GND端连接到地上；电压调整输出三极管Q1的基极连接到放大器输出端，电压调整输出三极管Q1的发射极连接压力控制阀VSQ1的VCC上；过冲电压二极管D2的正极连接在电压调整输出三极管Q1的集电极上，过冲电压二极管D2的负极连接到线性电源U2的输出端12V上；过冲电压二极管D2用于当加给压力控制阀的电压变化时，抑制加给控制阀的瞬时尖脉冲，让电压最高为12V+VD(二极管导通电压)，抑制过冲。
参考图2所示是本发明提供了一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路的电源转换电路图包括：为12V压力控制阀供应电源以及5V选通芯片供应电源，线性稳压芯片U2(第一稳压芯片)，滤波电容C2；滤波电容C3；滤波电容C4，滤波电感L1，线性稳压芯片U3(第二稳压芯片)，滤波电容C7；滤波电容C8；滤波电容C9，滤波电感L2；所述线性稳压芯片U2输出12V连接到压力控制阀供应电源电路的Q1的集电极，所述线性稳压芯片U3输出5V连接到选通芯片上，所述滤波电容C2接线性稳压电源芯片U2，所述滤波电容C7接线性稳压电源芯片U3，第二端接地，所述C3，L1，C4组成π型滤波器接线性电源芯片U2输出，所述C8，L2，C9组成π型滤波器接线性电源芯片U3输出，并用于除高频纹波和噪音。
本发明中，利用压力传感器进行压力电压信号转化，然后设定3种流速对应的电压信号作为参考电压，经过放大器进行比较放大后由三极管的开通控制供给压力控制阀的电压大小，从而控制鞘液流经压力控制阀的孔径大小来控制鞘液的压力，经过MCU的GPIO来控制我们选择的3种流速，避免了复杂的控制电路以及不稳定的控制环，让流体细胞测试的压力控制更稳定，以及好的成本效益。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于流式细胞仪的流体模块的压力控制电路，其特征在于，包括：
电源转换电路、压力采集电路、压力检测电路、压力调整电路、以及参考信号选择电路；
所述电源转换电路分别与所述压力采集电路、所述压力检测电路、所述压力调整电路、以及所述参考信号选择电路通信连接；
所述压力采集电路与所述压力调整电路分别与所述压力检测电路的输入端通信连接；所述压力检测电路的输出端与所述压力调整电路通信连接；
当所述压力控制电路通过所述电源转换电路供电后，所述压力采集电路采集到的鞘液流动的压力信号，输入至所述压力检测电路，并与所述参考信号选择电路提供的参考压力信号进行比较，并输出产生的压力差，所述压力检测电路输出的压力差输入至所述压力调整电路，所述压力调整电路根据压力差的大小而调整压力控制阀流经的鞘液的流量，从而实现对鞘液流动压力的控制。
2.根据权利要求1所述的压力控制电路，其特征在于，所述压力采集电路包括：压力传感器、R1、R2，C5、C6；
所述压力传感器的信号检测端分别R1与和R2一端通信连接；R2的另一端接地；R1的另一端与所述压力检测电路通信连接；
所述压力传感器的信号检测端还与C5和C6的一端通信连接，C5和C6的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的压力控制电路，其特征在于，所述压力检测电路包括：比较放大器；
所述比较放大器的反向输入端与所述压力采集电路中R1的另一端通信连接；
所述比较放大器的正向输入端与所述参考信号选择电路通信连接；
所述比较放大器的输出端与所述压力调整电路通信连接。
4.根据权利要求3所述的压力控制电路，其特征在于，所述参考信号选择电路包括：模拟电压选通芯片，R3、R4、R5、VR1、VR2、VR3；
R3一端与供电电源连接，R3另一端与VR1的一端相连，VR1的另一端接地；R3与VR1的公共连接端与模拟电压选通芯片的第一信号选通端通信连接；
R4与VR2的公共连接端与模拟电压选通芯片的第二信号选通端通信连接；
R5与VR3的公共连接端与模拟电压选通芯片的第三信号选通端通信连接；
所述模拟电压选通芯片的通信端与所述压力检测电路中比较放大器的正向输入端通信连接。
5.根据权利要求4所述的压力控制电路，其特征在于，还包括：中央处理器；
所述中央处理器分别与所述参考信号选择电路中模拟电压选通芯片的各信号切换控端通信连接。
6.根据权利要求3所述的压力控制电路，其特征在于，所述压力调整电路包括：开关管和压力控制阀；
所述开关管的集极端与所述压力检测电路中的比较放大器的输出端通信连接；
所述开关管的集电极端与所述电源转换电路通信连接；
所述开关管的发射极端与所述压力控制阀的供电端通信连接；
所述压力控制阀的地端接地。
7.根据权利要求1-6任一所述的压力控制电路，其特征在于，所述电源转换电路包括：第一稳压芯片，第二稳压芯片；
第一稳压芯片的电源输入端与供电电源端通信连接，第一稳压芯片的电压输出端输出第一供电电压；
第二稳压芯片的电源输入端与供电电源端通信连接，第二稳压芯片的电压输出端输出第二供电电压。
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