CN110174067A - 检验生化分析仪码盘中心偏移的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种检验生化分析仪码盘中心偏移的方法及系统，以时序信号触发点为零点开始计时，连续照射并采集一个反应杯杯位的光信号并输出延时曲线，从该延时曲线中选取特征点并记录时间，再沿生化分析仪的比色盘的圆周选取反应杯杯位进行扫描并记录延时曲线上相同特征点的时间，根据记录绘制时间和反应杯杯位的环形分布图，从而直观判断码盘是否偏移并计算偏移距离和确定偏移方向；本发明基于生化检验系统，对全自动生化分析仪的码盘进行检验调试，在仪器运转时便能准确检验出码盘中心偏移的位置和距离。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种检验生化分析仪码盘中心偏移的方法及系统。
背景技术
现有技术中码盘中心与转轴中心的偏移使得时序信号的波形不规则，导致仪器的临床性能测试结果出现异常，其仪器的检验方法也需要其它辅助设备，且仪器组装完成后也难以进行检验。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种检验生化分析仪码盘中心偏移的方法及系统，基于生化分析仪的生化检验系统，在仪器运转时便能准确检验出码盘的偏移。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种检验生化分析仪码盘中心偏移的方法，以时序信号触发点为零点开始计时，通过连续向比色盘的杯槽底部的通光孔输入细小光束，在比色盘外侧对应该杯槽的位置采集得到一个反应杯杯位的光信号并输出延时曲线，从该延时曲线中选取特征点并记录时间，再沿生化分析仪的比色盘的圆周选取反应杯杯位进行扫描并记录延时曲线上相同特征点的时间，根据记录绘制时间和反应杯杯位的环形分布图，从而直观判断码盘是否偏移并计算偏移距离和确定偏移方向。
所述的时序信号为通过遮挡产生的周期的矩形方波，其中：遮挡产生的部分对应矩形波的下降沿，不遮挡产生的部分对应矩形波的上升沿。
所述的延时曲线为信号采集系统连续扫描反应杯杯位得到的信号强度与时间的关系曲线。
所述的特征点具体是指：在光束完全通过通光孔或完全透射反应杯时损耗小，形成高值区域平台，则取平台中点为特征点；在光线完全被比色盘未开孔部位遮挡时损耗大，形成低值区域平台，则取平台中点为特征点。
所述的直观判断是指：通过采集的特征点时间绘制时间-反应杯方位的环形分布图，判断环形分布图的圆心位置与原点位置是否重合，重合则表明码盘中心没有偏移，不重合则表明码盘中心偏移。
所述的偏移距离，通过以下方式计算得到：取测试的特征点时间最大值Tmax和最小值Tmin，码盘和比色盘转速为ω，序号光耦距转轴中心距离为R，则码盘偏移距离Δd为：Δd＝(Tmax-Tmin)ωR/2。
所述的偏移方向，通过以下方式计算得到：在环形分布图中确定测试特征点时间最大值Tmax和最小值Tmin位置，过原点连接Tmax和Tmin作为x轴，Tmin指向Tmax为正方向，以原点为中心将x轴沿码盘的旋转方向旋转90°，其指向为y轴正方向，根据环形分布图初步确定码盘中心位于y轴的正半轴，并在该半轴上将与原点距离为偏移距离Δd的点设为过渡点，信号采集系统的采集点与序号光耦位于旋转中心的不同方向且二者夹角为β，当信号采集点转向序号光耦时与码盘旋转方向一致则β为正，否则为负，将过渡点关于原点旋转β作出新的点，该点即为码盘中心的实际位置。
本发明涉及一种实现上述方法的中心偏移检测系统，包括分别位于生化分析仪的转轴的不同方向的序号光耦和信号采集系统，信号采集系统采集时序信号并得出码盘中心偏移的实际情况。
所述的信号采集系统包括：相互配合的光源模块、光电转换模块和计算模块，其中：光源模块与光电转换模块分别位于生化分析仪的反应杯的杯槽两侧，光源模块将光源发出的光汇聚并使光线通过杯槽底部的通光孔或反应杯，进入光电转换模块，光电转换模块将光信号转换为数字信号并传输至计算模块，计算模块计算码盘中心的偏移距离。
技术效果
与现有技术相比，本发明基于生化检验系统，对全自动生化分析仪的码盘进行检验调试，在仪器运转时便能准确检验出码盘中心偏移的位置和距离，提高了效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中码盘和序号光耦位置关系示意图；
图3为实施例的一次扫描的延时曲线示意图；
图4为图3延时曲线的特征点获取示意图；
图5为实施例的反应杯杯位扫描测试特征点时间的统计结果示意图；
图6为码盘正常安装时的时序信号和延时曲线对应关系示意图；
图7为码盘中心偏移旋转时的四个时刻时序信号变化的示意图；
图8为图7四个时刻的局部放大图；
图中：a为第一时刻；b为第二时刻；c为第三时刻；d为第四时刻；
图9为图5的数据分析示意图；
图中：序号光耦1、比色盘2、信号采集系统3、反应杯4、码盘5。
具体实施方式
如图1所示，本实施例涉及一种中心偏移检测系统，包括：用于产生时序信号的序号光耦1、比色盘2、216个反应杯4、码盘5和信号采集系统3，其中：反应杯4均匀设置于比色盘2的圆周上的杯槽内，比色盘2与码盘5同轴设置且比色盘2位于码盘5上方，光信号透射反应杯4，反应杯4进入信号采集系统3，在时序信号的控制下信号采集系统3依次对各个反应杯4杯位的信号进行采集并计算得到生化分析仪的码盘5中心的偏移距离。
如图2所示，所述的序号光耦1固定设置于码盘5的边缘处且不随转轴转动，序号光耦1的前端的U字形头的两翼设有发射器和接收器，其分别位于码盘两侧且中心位于码盘5齿槽的中心，当码盘5转动时，齿和槽交替通过U字形头产生时序信号。
如图2所示，所述的码盘5设置于转轴下端，码盘5的边缘均布形状规则的齿槽，齿槽上锯齿的数量与比色盘上反应杯杯槽数量一致，使时序信号的频率与反应杯4通过信号采集系统3的采集点的频率一样以具有固定的相位差。
所述的码盘5位于生化分析仪的内部，比色盘2位于生化分析仪的外部，调整比色盘2的中心与转轴中心重合。
所述的信号采集系统3包括：相互配合的光源模块、光电转换模块和计算模块，其中：光源模块与光电转换模块分别位于杯槽的两侧，光源模块将光源发出的光汇聚并使光线通过杯槽底部的通光孔和/或反应杯4后进入光电转换模块，光电转换模块对光信号进行光电转换、信号放大及模数转换，最终产生数字信号并传输至计算模块，计算模块根据数字信号的时间宽度、强度及码盘5的转速计算码盘5中心的偏移距离。
所述的信号采集系统3的输出端进一步设有用于描绘、显示和导出光信号的变化曲线显示存储模块，显示信息采集系统3所采集的信号形成的图像，存储信息采集系统3所采集的信号。
本实施例涉及上述系统的检验生化分析仪码盘5中心偏移的方法，以时序信号触发点为零点开始计时，信号采集系统3连续扫描采集一个反应杯4杯位的信号并输出延时曲线，从该延时曲线中选取特征点并记录时间，再沿比色盘2的圆周反应杯4杯位逐一进行扫描并记录与延时曲线上相同特征点的时间，根据记录绘制时间和反应杯4杯位的环形分布图，从而直观判断码盘5是否偏移并计算偏移距离和确定偏移方向。
所述的时序信号为码盘5旋转时，码盘5圆周上均匀分布的锯齿交替遮挡序号光耦1而产生周期的矩形方波，其中：遮挡产生的部分对应矩形波的下降沿，不遮挡产生的部分对应矩形波的上升沿。
如图3所示，所述的延时曲线为信号采集系统3连续扫描反应杯4得到的信号强度与时间的关系曲线。
如图4所示，所述的特征点具体是指：光线入射在比色盘2上的固定位置，具体包括：在光线完全通过通光孔并垂直透射反应杯4时损耗小，形成高值区域平台，则取平台中点为特征点；在光线完全被比色盘2未开孔部位遮挡时损耗大，形成低值区域平台，则取平台中点为特征点。
所述的比色盘2从零点旋转至特征点所需的时间为Tn，n为测试序号。
如图5所示，所述的直观判断是指：将比色盘2上216个反应杯4杯位逐个进行扫描，记录延时曲线上相同特征点的时间，统计记录的时间，以原点为中心，在坐标系上绘制时间和反应杯4杯位方位的时间-方位环形分布图，绘制的环形中心偏移原点即可判断码盘5中心存在偏移。
如图6所示，码盘5正常安装时，码盘5与序号光耦1配合产生的矩形方波和各反应杯4逐一通过信号采集系统3采集到的测试信号具有同频率、同周期和固定的相位差。单次扫描测试时，以时序信号的下降沿为零点开始扫描，连续采集30ms，取高值平台中心为特征点，零点和特征点间的时间差即为在两点相位差旋转所需要的时间，由于时序信号与测试信号具有相同的频率，每次测试时的零点和特征点对应于测试波形固定相位处，且具有相同的相位差，则有T1＝T2＝T3。
如图7和图8所示，码盘5偏心安装时，锯齿位置与码盘5正常安装时的锯齿位置存在偏移，使时序信号的触发点偏移，计时的零点发生变化，导致特征点的时间发生变化，当码盘5中心偏离方向和序号光耦1、旋转中心在同一直线上，如图8a和图8c所示，则码盘5上锯齿前端遮挡序号光耦1的时刻与正常情况一致，采集信号的零点没有发生变化，这两个时刻测得的特征点时间与正常时的一致；序号光耦1以转轴为中心向码盘5中心偏移方向转动扫过一定角度，定义与码盘5转动方向一致时的角度为正，反之则为负，则第二时刻码盘5中心偏移方向位于序号光耦1的-90°方向，第四时刻码盘5中心偏移方向位于序号光耦1的+90°方向；在码盘5转到与序号光耦1的位置关系符合第二时刻时，码盘5中心偏移后的锯齿遮挡序号光耦1的时间延迟于正常情况，延迟时间为ΔT(单位：毫秒)：ΔT＝Δd/(ωR)，其中：ω为码盘5和比色盘2转速，R为序号光耦1距转轴中心距离，Δd为码盘5偏移距离，此时的特征点时间为最小值Tmin＝Tnor-ΔT，Tnor为正常特征点时间；在码盘5转到与序号光耦1的位置关系符合第四时刻的时候，偏移后的锯齿遮挡序号光耦1的时间超前于正常情况，超前时间为：ΔT＝Δd/(ωR)，此时的特征点时间为最大值Tmax＝Tnor+ΔT。
如图9所示，在特征点时间-方位环形分布图中，确定测试特征点时间最大值Tmax和最小值Tmin位置，过原点连接Tmax和Tmin作为x轴，Tmin指向Tmax为正方向，以原点为中心将x轴沿码盘5的旋转方向旋转90°，其指向为y轴正方向，初步确定码盘5中心偏移位于y轴正方向，在y轴正方向上将与原点距离为偏移距离Δd的点设为过渡点；由于信号采集点与序号光耦1位于旋转中心的不同方向且夹角为β，由信号采集点所在方向转向序号光耦1所在方向，设与旋转方向一致则β为正，否则为负，将过渡点关于原点旋转β作出新的点位，即为码盘5中心实际位置。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (10)
1.一种检验生化分析仪码盘中心偏移的方法，其特征在于，以时序信号触发点为零点开始计时，通过连续向比色盘的杯槽底部的通光孔输入细小光束，在比色盘外侧对应该杯槽的位置采集得到一个反应杯杯位的光信号并输出延时曲线，从该延时曲线中选取特征点并记录时间，再沿生化分析仪的比色盘的圆周选取反应杯杯位进行扫描并记录延时曲线上相同特征点的时间，根据记录绘制时间和反应杯杯位的环形分布图，从而直观判断码盘是否偏移并计算偏移距离和确定偏移方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的时序信号为通过遮挡产生的周期的矩形方波，其中：遮挡产生的部分对应矩形波的下降沿，不遮挡产生的部分对应矩形波的上升沿。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的延时曲线为信号采集系统连续扫描反应杯杯位得到的信号强度与时间的关系曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的特征点具体是指：在光束完全通过通光孔或完全透射反应杯时损耗小，形成高值区域平台，则取平台中点为特征点；在光线完全被比色盘未开孔部位遮挡时损耗大，形成低值区域平台，则取平台中点为特征点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的直观判断是指：通过采集的特征点时间绘制时间-反应杯方位的环形分布图，判断环形分布图的圆心位置与原点位置是否重合，重合则表明码盘中心没有偏移，不重合则表明码盘中心偏移。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的偏移距离，通过取测试的特征点时间最大值Tmax和最小值Tmin，码盘和比色盘转速为ω，序号光耦距转轴中心距离为R，则码盘偏移距离Δd为：Δd＝(Tmax-Tmin)ωR/2。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的偏移方向，通过在环形分布图中确定测试特征点时间最大值Tmax和最小值Tmin位置，过原点连接Tmax和Tmin作为x轴，Tmin指向Tmax为正方向，以原点为中心将x轴沿码盘的旋转方向旋转90°，其指向为y轴正方向，根据环形分布图初步确定码盘中心位于y轴的正半轴，并在该半轴上将与原点距离为偏移距离Δd的点设为过渡点，信号采集系统的采集点与序号光耦位于旋转中心的不同方向且二者夹角为β，当信号采集点转向序号光耦时与码盘旋转方向一致则β为正，否则为负，将过渡点关于原点旋转β作出新的点，该点即为码盘中心的实际位置。
8.一种实现上述任一权利要求所述方法的中心偏移检测系统，其特征在于，包括：用于产生时序信号的序号光耦和信号采集系统，其中：序号光耦和信号采集系统分别位于生化分析仪的转轴的不同方向，信号采集系统采集时序信号并得出码盘中心偏移的实际情况；
所述的信号采集系统包括：相互配合的光源模块、光电转换模块和计算模块，其中：光源模块与光电转换模块分别位于生化分析仪的反应杯的杯槽两侧，光源模块将光源发出的光汇聚并使光线通过杯槽底部的通光孔或反应杯，进入光电转换模块，光电转换模块将光信号转换为数字信号并传输至计算模块，计算模块计算码盘中心的偏移距离。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征是，所述的码盘设置于转轴下端，码盘的边缘均布形状规则的齿槽，齿槽上锯齿的数量与比色盘上反应杯杯槽数量一致。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征是，所述的序号光耦固定设置于码盘的边缘处且不随转轴转动，序号光耦的前端的U字形头的两翼设有发射器和接收器，其分别位于码盘两侧且中心位于码盘齿槽的中心，当码盘转动时，齿和槽交替通过U字形头产生时序信号。
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