CN112050900A - 用于加样针的液面探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加样针的液面探测系统，包括上位机，用于通过CAN收发器与单片机实现通讯，设定启动门限值T，向所述单片机发送开启液面探测命令，并接收单片机发送的探测电容值；液路探测模块，用于实时采集加样针与样品液面之间的采样电容值，并将实时采集的采样电容值发送给单片机的A/D信号转换接口；直流电源，用于向所述CAN收发器供电，并通过隔离电源模块向所述液路探测模块和单片机供电；单片机，接收上位机发送的指令，通过电机控制器驱动加样针移动电机带动加样针上、下移动。本发明优点在于采用模拟电路方式对电容值的变化进行检测，量程大、速度快，提高了测量的稳定性和可靠性，避免了检测过程中交叉污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及体外诊断仪器使用的加样针，尤其是涉及用于加样针的液面探测系统。
背景技术
体外诊断仪器中，不同的加样针表现的电容值不同，这就要求体外诊断仪器具备很大量程。目前，由于体外诊断仪器和其配备的加样针多为配套设计，采用集成芯片检测电容值进行液面探测，通过比较接触液面前后的差值来判断是否接触液面，因此，检测量程较小，通用性差。并且，由于量程较，在做稀释试验的过程中，加样针里面存有稀释液导致被检测的电容值波动很大，导致加样针与样品液面是否接触出现误判。同时，现有的体外诊断仪器在液面探测采样时速度很慢，造成加样针没入液面一下长度较大，加大了待测物之间的交叉污染。
发明内容
本发明目的在于提供一种探测速度快、探测数据稳定可靠的用于加样针的液面探测系统。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述用于加样针的液面探测系统，包括：
上位机，用于通过CAN收发器与单片机实现通讯，设定启动门限值T，向所述单片机发送开启液面探测命令，并接收单片机发送的探测电容值；
液路探测模块，用于实时采集加样针与样品液面之间的采样电容值，并将实时采集的采样电容值发送给单片机的A/D信号转换接口；
直流电源，用于向所述CAN收发器供电，并通过隔离电源模块向所述液路探测模块和单片机供电；
单片机，接收上位机发送的指令，通过电机控制器驱动加样针移动电机带动加样针上、下移动。
所述液路探测模块包括数字电位器和运算放大器；所述数字电位器的高电位端通过第一带通滤波器接收所述单片机产生PWM方波，即，所述第一带通滤波器将所述PWM方波转变为正弦波输出给数字电位器的高电位端；数字电位器中间抽头端通过屏蔽电缆与加样针的针芯连接，所述加样针的屏蔽外层和屏蔽电缆的屏蔽层接机壳地；所述正弦波经加样针分压后通过数字电位器低电位端输出给第二带通滤波器，经所述第二带通滤波器输出给所述运算放大器的反向输入端，运算放大器的正向输入端接参考电压Vi，运算放大器的输出端与单片机的A/D信号转换接口连接。
所述单片机实时接收所述液路探测模块发送的所述采样电容值，当采样电容值连续三次大于所述启动门限值T时，则判定所述加样针接触样品液面，通过电机控制器控制所述加样针移动电机停止工作，达到液面探测目的。
优选地，所述CAN收发器为隔离型CAN收发器。
优选地，所述运算放大器为仪表运算放大器。
本发明优点体现在以下方面：
1、采用隔离电源方案，将24V工作电源与液路探测模块的模拟电路信号处理隔离开来，模拟电路地线与仪器外壳相连接，使加样针与外壳形成稳定可靠的电容；通过屏蔽线缆连接加样针与液路探测模块，达到有效的抑制辐射干扰，为体外诊断仪器在复杂的电磁环境条件下应用的可靠性提供了保证。
2、液路探测模块与加样针通过同轴电缆连接，同轴电缆的屏蔽线接地，提高抗干扰能力。
3、数据信号处理采用均值滤波，提高了检测数据的w稳定性。
4、液路探测模块采用数字电位器和加样针组成分压电路，采样速度快，降低了对加样针的加工要求，提高了抗干扰能力。
5、完全采用模拟电路方式对电容值的变化进行检测，量程大、速度快，可控性强，并可以对电容数据进行软件滤波，大大提高了测量的稳定性、准确度及体外诊断仪器的可靠性，避免了检测过程中容易受干扰（稀释液）及交叉污染问题。
附图说明
图1是本发明所述液面探测系统的整体结构示意图。
图2是本发明所述液面探测系统的液面探测模拟电路信号的产生及处理电路原理框图。
图3是本发明所述隔离电源模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1-3所示，本发明所述用于加样针的液面探测系统，包括：
上位机，用于通过隔离型CAN收发器与单片机实现通讯，设定启动门限值T，向单片机发送开启液面探测命令，并接收单片机发送的探测电容值；
液路探测模块1，用于实时采集加样针2与样品液面3之间的采样电容值，并将采集的采样电容值实时发送给单片机的A/D信号转换接口；
24伏直流电源，用于向隔离型CAN收发器供电，并通过隔离电源模块向液路探测模块和单片机供电；
单片机，接收上位机发送的指令，通过电机控制器驱动加样针移动电机M带动加样针上、下移动。
如图2所示，液路探测模块包括数字电位器和仪表运算放大器；数字电位器的高电位端通过第一带通滤波器接收单片机产生PWM方波，即，第一带通滤波器将PWM方波转变为正弦波输出给数字电位器的高电位端；数字电位器中间抽头（滑动端）端通过屏蔽电缆4与加样针的针芯2连接，加样针的屏蔽外层5和屏蔽电缆4的屏蔽层6接机壳地GND。
正弦波经加样针分压后通过数字电位器低电位端输出给第二带通滤波器，经第二带通滤波器输出给仪表运算放大器的反向输入端，仪表运算放大器的正向输入端接参考电压Vi，仪表运算放大器的输出端与单片机的A/D信号转换接口连接。参考电压Vi的设定原则为：液面探测功能开启前，单片机读取仪表运算放大器的反向输入端电压值，把读取的电压值通过单片机的A/D信号转换接口发送给仪表运算放大器的正向输入端，从而使仪表运算放大器工作前输出归零，确保探测精度。
单片机实时接收液路探测模块1发送的采样电容值，当采样电容值连续三次大于设定的启动门限值T（电容值）时，则判定加样针的针芯2接触样品液面3，通过电机控制器控制加样针移动电机M停止工作，从而实现液面探测目的。
体外诊断仪器开始进行液面探测时，加样针移动电机M会控制加样针向下移动，当加样针移动至样本杯7的杯口时，上位机发送开启液面探测命令，并预设一个启动门限值T，单片机开始测量加样针的针芯2与“GND”之间的电容值变化，如果没有接触样品液面3，则单片机实时更新采集的数据作为参考值Ref；如果检测到的电容值突然升高且连续三次采集的电容值均大于启动门限值T，则判定为加样针的针芯2探测到样品液面3，上位机发送指令给单片机，单片机通过电机控制器控制加样针移动电机M停止工作,完成样品液面探测工作。
Claims (5)
1.一种用于加样针的液面探测系统，其特征在是，包括：
上位机，用于通过CAN收发器与单片机实现通讯，设定启动门限值T，向所述单片机发送开启液面探测命令，并接收单片机发送的探测电容值；
液路探测模块，用于实时采集加样针与样品液面之间的采样电容值，并将实时采集的采样电容值发送给单片机的A/D信号转换接口；
直流电源，用于向所述CAN收发器供电，并通过隔离电源模块向所述液路探测模块和单片机供电；
单片机，接收上位机发送的指令，通过电机控制器驱动加样针移动电机带动加样针上、下移动。
2.根据权利要求1所述用于加样针的液面探测系统，其特征在于：所述液路探测模块包括数字电位器和运算放大器；所述数字电位器的高电位端通过第一带通滤波器接收所述单片机产生PWM方波，即，所述第一带通滤波器将所述PWM方波转变为正弦波输出给数字电位器的高电位端；数字电位器中间抽头端通过屏蔽电缆与加样针的针芯连接，所述加样针的屏蔽外层和屏蔽电缆的屏蔽层接机壳地；所述正弦波经加样针分压后通过数字电位器低电位端输出给第二带通滤波器，经所述第二带通滤波器输出给所述运算放大器的反向输入端，运算放大器的正向输入端接参考电压Vi，运算放大器的输出端与单片机的A/D信号转换接口连接。
3.根据权利要求1或2所述用于加样针的液面探测系统，其特征在于：所述单片机实时接收所述液路探测模块发送的所述采样电容值，当采样电容值连续三次大于所述启动门限值T时，则判定所述加样针接触样品液面，通过电机控制器控制所述加样针移动电机停止工作，达到液面探测目的。
4.根据权利要求1或2所述用于加样针的液面探测系统，其特征在于：所述CAN收发器为隔离型CAN收发器。
5.根据权利要求1或2所述用于加样针的液面探测系统，其特征在于：所述运算放大器为仪表运算放大器。
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| CN113029288A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 基蛋生物科技股份有限公司 | 液面探测装置 |
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- 2020-09-23 CN CN202011009189.2A patent/CN112050900A/zh active Pending
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