CN112844206A - 一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,包括:箱体、箱门、支撑架、控制箱、紫外消毒灯、抽取机械手、拿持机械手、换气风扇、过滤器、外置电源接头;箱体呈矩形框状,箱门活动连接在箱体外侧;支撑架、控制箱固定安装在箱体内腔下部,支撑架位于控制箱上面;紫外消毒灯固定连接在箱体内腔两侧壁上,抽取机械手、拿持机械手活动连接在箱体内腔顶壁;换气扇、过滤器固定安装于控制箱侧壁,连通箱体内外,过滤器固定连接于换气扇内侧;外界电源接头固定连接在箱体外侧;该装置搭载智能控制系统,代替人们完成多种试剂的定量配置,工作人员可腾出双手继续进行其他的工作,提高了微生物检测的效率,减少了相关工作人员的工作量。
Description
技术领域
本发明属于微生物实验器材技术领域,具体涉及一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置。
背景技术
微生物包括:细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体,它个体微小,与人类关系密切。涵盖了有益跟有害的众多种类,广泛涉及食品、医药、工农业、环保、体育等诸多领域。在我国教科书中,将微生物划分为以下8大类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体。有些微生物是肉眼可以看见的,像属于真菌的蘑菇、灵芝、香菇等。还有微生物是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”。
在微生物检测过程中,需要配合于试剂作用,但是所需试剂的配置过程极为复杂、漫长,需要多种试剂定量配置,耗时、耗力,不便于对整个检测过程工作的开展,不利于微生物检测效率的提高。
发明内容
为了达到上述技术问题,本发明设计了一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,该装置搭载智能控制系统,能实现自动打开试剂瓶瓶盖、自动抽取试剂、自动运输配置试剂,解放相关工作人员的双手,代替人们完成多种试剂的定量配置,在自动配置试剂的过程中,工作人员可腾出双手继续进行其他的工作,提高了微生物检测的效率,减少了相关工作人员的工作量;同时,该装置创造了一个无菌环境,使得各类试剂在配置过程中,不被细菌、病毒等污染,保证了配置试剂的质量,提高了微生物检测的质量;其次,该装置在搭载试剂瓶的支撑架上加设有控温装置,能根据需求自由调控支撑架的温度,为一些特殊的、需要保温的试剂提供了温度保障,可使试剂不会因为温度不适而发生质变,有利于微生物检测质量的提高。
为了达到上述技术效果,本发明是通过以下技术方案实现的:一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,包括:箱体、箱门、支撑架、控制箱、紫外消毒灯、抽取机械手、拿持机械手、换气风扇、过滤器、外置电源接头;
所述箱体呈矩形框状,箱门活动连接在箱体外侧;支撑架、控制箱固定安装在箱体内腔下部,支撑架位于控制箱上面;紫外消毒灯固定连接在箱体内腔两侧壁上,抽取机械手、拿持机械手活动连接在箱体内腔顶壁;换气扇、过滤器固定安装于控制箱侧壁,连通箱体内外,过滤器固定连接于换气扇内侧;外界电源接头固定连接在箱体外侧;
进一步的,所述箱体外侧、箱门内侧均设有软磁铁密封条;箱体内腔上顶面设有排列整齐的纵横“T”型槽;
进一步的,所述箱门外侧设有启停按钮、急停开关、调节按钮,固定连接有把手,箱门右上角设有观察窗,观察窗下面设有温度显示屏;
进一步的,所述支撑架为矩形块状,开设有排列整齐的圆筒承载槽,圆筒承载槽分布位置对应“T”型槽纵横交点;圆筒承载槽内壁固定连接有锁紧器,锁紧器内壁固定连接有电热膜;圆筒承载槽内壁设有温度传感器,位于锁紧器上面,圆筒承载槽底部设有重力传感器;
进一步的,所述抽取机械手由第一底座、第一基托、第一伸缩杆、注射筒、导杆、活塞、第一步进电机、第二步进电机、第一控制电线、第一图像传感器、液位传感器组成;第一基托固定连接在第一底座下方,第一基托为圆筒状,第一伸缩杆活动连接于第一基托的内腔;第一伸缩杆为圆筒状,注射筒固定连接在第一伸缩杆的内腔底部;第一伸缩杆内腔设有矩形槽,矩形槽一侧设有第一齿条,外周两侧对位设有第二齿条;导杆呈“7”字型,底端固定连接活塞,顶端活动连接于矩形槽内;第一步进电机固定安装在导杆顶端上部;第二步进电机固定安装于第一基托的底部,对位布置;第一步进电机安装有第一齿轮,第二步进电机安装有第二齿轮,第一齿轮与第一齿条啮合,第二齿轮与第二齿条啮合;第一控制电线固定连接于第一伸缩杆的外侧;第一图像传感器固定连接与第一伸缩杆底部外周,液位传感器固定连接于注射筒底部端头;抽取机械手通过第一底座插入“T”型槽内,活动连接抽取机械手和箱体;
进一步的,所述拿持机械手由第二底座、第二基托、第二伸缩杆、第三步进电机、第四步进电机、机械爪、第二控制电线、第二图像传感器、压力力传感器组成;第二基托呈圆筒状,固定连接于第二底座下面,第二伸缩杆活动连接于第二基托内腔;第二伸缩杆外周两侧对位设有第三齿条,底部固定连接第四步进电机;第三步进电机固定连接在第二基托底部内壁,安装有第三齿轮,第三齿轮与第三齿条啮合;第四步进电机底部固定连接机械爪,外侧固定连接第二控制电线;第二图像传感器固定连接在机械爪外侧,压力传感器固定安装于机械爪内部上顶面;拿持机械手通过第一底座插入“T”型槽内,活动连接拿持机械手和箱体;
进一步的,所述第一底座、第二底座结构完全相同,上部设有纵横两对圆柱槽,圆柱槽内固定连接有第五步进电机;第五步进电机外周设有橡胶圈;
进一步的,所述控制箱搭载单片机控制单元,该装置所有电器元件均通过导线与单片机控制单元连接;
本发明的另一目的在于提供一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的使用方法:
1、先将箱门紧闭。
2、通过启停按钮启动整个装置。
3、一定时间后,打开箱门,将承载有试剂的试剂瓶以及空的试剂瓶、试剂管放入支撑架上。
4、关闭箱门。
5、该装置自动配制试剂。
6、试剂配制结束,通过启停按钮关闭这个装置。
7、打开箱门拿出已经配制好的试剂。
8、在整个装置运行过程中,若发生突发情况,可直接按下急停开关,急停整个装置。
9、通过温度显示屏查看支撑架各点温度,若温度不符合所承载试剂所需要温度,可通过调节按钮调节温度。
本发明的有益效果是:
1、该装置搭载智能控制系统,能实现自动打开试剂瓶瓶盖、自动抽取试剂、自动运输配置试剂,解放相关工作人员的双手,代替人们完成多种试剂的定量配置,在自动配置试剂的过程中,工作人员可腾出双手继续进行其他的工作,提高了微生物检测的效率,减少了相关工作人员的工作量;
2、该装置创造了一个无菌环境,使得各类试剂在配置过程中,不被细菌、病毒等污染,保证了配置试剂的质量,提高了微生物检测的质量;其次,该装置在搭载试剂瓶的支撑架上加设有控温装置,能根据需求自由调控支撑架的温度,为一些特殊的、需要保温的试剂提供了温度保障,可使试剂不会因为温度不适而发生质变,有利于微生物检测质量的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,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。
图1是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的整体结构示意图;
图2是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的内部结构示意图;
图3是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的箱体顶部结构示意图;
图4是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的支撑架及其附属结构示意图;
图5是附图4部位11处的局部放大示意图;
图6是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的拿持机械手及其附属结构示意图;
图7是附图6部位14处的局部放大示意图;
图8是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的抽取机械手附属结构示意图;
图9是附图8部位13处的局部放大示意图;
图10是附图8部位12处的局部放大示意图;
图11是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的第一底座及其附属结构示意图;
图12是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的第一底座和第五步进电机的装配结构示意图;
图13是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的第五步进电机及其附属结构示意图;
图14是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的换气扇、过滤器装配结构示意图;
图15是一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的工作原理示意图;
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1-箱体,101-“T”型槽,2-箱门,201-软磁铁密封条,202-启停按钮,203-急停按钮,204-调节按钮,205-把手,206-观察窗,207- 温度显示屏,3-支撑架,301-圆筒承载槽,3011-锁紧器,3012-电热膜,3013-温度传感器,3014-重力传感器,4-控制箱,5-紫外消毒灯, 6-拿持机械手,601-第二底座,602-第二基托,603-第二伸缩杆,604- 第三步进电机,605-第四步进电机,606机械爪,607第二控制电线, 608第二图像传感器,609压力传感器,7-抽取机械手,701-第一底座,702-第一基托,703-第一伸缩杆,704-注射筒,705-导杆,706- 活塞,707-第一步进电机,708-第二步进电机,709第一控制电线, 7010第一图像传感器,7011液位传感器,7012-第五步进电机,7013- 圆柱槽,8-换气风扇,9-过滤器,10-外置电源接头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
参阅图1至图15所示,一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,包括:箱体1、箱门2、支撑架3、控制箱4、紫外消毒灯5、拿持机械手6、抽取机械手7、换气风扇8、过滤器9、外置电源接头10;
所述箱体1呈矩形框状,箱门2活动连接在箱体1外侧;支撑架 3、控制箱4固定安装在箱体1内腔下部,支撑架3位于控制箱4上面;紫外消毒灯5固定连接在箱体1内腔两侧壁上,抽取机械手7、拿持机械手6活动连接在箱体1内腔顶壁;换气扇8、过滤器9固定安装于控制箱4侧壁,连通箱体2内外,过滤器9固定连接于换气扇 8内侧;外界电源接头10固定连接在箱体1外侧;该装置搭载智能控制系统,能实现自动打开试剂瓶瓶盖、自动抽取试剂、自动运输配置试剂,解放相关工作人员的双手,代替人们完成多种试剂的定量配置,在自动配置试剂的过程中,工作人员可腾出双手继续进行其他的工作,提高了微生物检测的效率,减少了相关工作人员的工作量;
所述箱体1外侧、箱门2内侧均设有软磁铁密封条201;箱体2 内腔上顶面设有排列整齐的纵横“T”型槽101;软磁铁密封条201 一方面能吸附箱体1和箱门2,另一方面能使先箱体1的密封,为整个试剂配置过程提供了一个密封环境;
所述箱门2外侧设有启停按钮202、急停开关203、调节按钮204,固定连接有把手205,箱门2右上角设有观察窗206,观察窗206下面设有温度显示屏207;工作人员可以通过观察窗206观察到里面试剂配置情况,若存在突发状况,按下急停开关203即可停止整个装置运行;同时,通过温度显示屏207能实时观察到支撑架3各点位的温度,若温度不符,通过调节按钮204可调节不同点位的温度;
所述支撑架3为矩形块状,开设有排列整齐的圆筒承载槽301,圆筒承载槽301分布位置对应“T”型槽101纵横交点;圆筒承载槽 301内壁固定连接有锁紧器3011,锁紧器3011内壁固定连接有电热膜3012;圆筒承载槽301内壁设有温度传感器3013,位于锁紧器3011上面,圆筒承载槽301底部设有重力传感器3014;
所述抽取机械手7由第一底座701、第一基托702、第一伸缩杆 703、注射筒704、导杆705、活塞706、第一步进电机707、第二步进电机708、第一控制电线709、第一图像传感器7010、液位传感器 7011组成;第一基托702固定连接在第一底座701下方,第一基托 702为圆筒状,第一伸缩杆703活动连接于第一基托702的内腔;第一伸缩杆703为圆筒状,注射筒704固定连接在第一伸缩杆703的内腔底部;第一伸缩杆703内腔设有矩形槽7032,矩形槽7032一侧设有第一齿条7031,外周两侧对位设有第二齿条7033;导杆705呈“7”字型,底端固定连接活塞706,顶端活动连接于矩形槽7032内;第一步进电机707固定安装在导杆705顶端上部;第二步进电机708固定安装于第一基托702的底部,对位布置;第一步进电机707安装有第一齿轮7071,第二步进电机708安装有第二齿轮7081,第一齿轮 7071与第一齿条7031啮合,第二齿轮7081与第二齿条7033啮合;当第一步进电机707转动,带动第一齿轮7071转动,通过齿轮齿条的配合,第一步进电机707带动导杆705沿矩形槽7032上下滑动,导杆705带动活塞706上下移动,实现对试剂的抽取、注射;当第二步进电机708转动,带动第二齿轮7081转动,通过齿轮齿条的配合,实现第一伸缩杆703在第一基托702内的上下移动,达到抽取机械手 7伸缩的目的;第一控制电线709固定连接于第一伸缩杆703的外侧;第一图像传感器7010固定连接与第一伸缩杆703底部外周,液位传感器7011固定连接于注射筒704底部端头;抽取机械手7通过第一底座701插入“T”型槽101内,活动连接抽取机械手7和箱体1;
所述拿持机械手6由第二底座601、第二基托602、第二伸缩杆 603、第三步进电机604、第四步进电机605、机械爪606、第二控制电线607、第二图像传感器608、压力力传感器609组成;第二基托 602呈圆筒状,固定连接于第二底座601下面,第二伸缩杆603活动连接于第二基托602内腔;第二伸缩杆603外周两侧对位设有第三齿条6031,底部固定连接第四步进电机605;第三步进电机604固定连接在第二基托602底部内壁,第三步进电机604安装有第三齿轮6041,第三齿轮6041与第三齿条6031啮合;第四步进电机605底部固定连接机械爪606,外侧固定连接第二控制电线607;当第三步进电机604 转动时,带动第三齿轮6041转动,通过齿轮齿条的配合,实现第二伸缩杆603在第一基托602内的上下移动,达到拿持机械手6伸缩的目的;第四步进电机605转动,带动机械爪606转动,实现对试剂瓶瓶盖的拧松拧紧;第二图像传感器608固定连接在机械爪606外侧,压力传感器609固定安装于机械爪606内部上顶面;拿持机械手6通过第二底座601插入“T”型槽101内,活动连接拿持机械手6和箱体1;
所述第一底座701、第二底座601结构完全相同,上部设有纵横两对圆柱槽7013,圆柱槽7013内固定连接有第五步进电机7012;第五步进电机7012外周设有橡胶圈7014,第五步进电机7012为拿持机械手6、抽取机械手7的移动提供动力;
所述控制箱4搭载单片机控制单元,该装置所有电器元件均通过导线与单片机控制单元连接;
该装置的工作原理如下:
打开箱门2放入试剂瓶,圆筒承载槽301底部的重力传感器3014 受压向单片机控制单元发出信号,单片机控制单元先向锁紧器3011 发出锁紧指令,锁紧试剂瓶;而后单片机控制单元启动第二图像传感器608并接受第二图像传感器608信息,向第五步进电机7012发出寻迹指令,直至拿持机械手6到达相应坐标,单片机控制单元即向第三步进电机604发出工作指令,第三步进电机604带动第二伸缩杆603向下移动,当压力传感器609受压发出信号,单片机控制单元即向第三步进电机604发出停止命令,同时向机械爪606发出夹紧指令,而后单片机控制单元启动第四步进电机605带动机械爪606旋转,拧开试剂瓶瓶盖,而后拿持机械手6恢复到原来初始位置;单片机控制单元以同样方式控制抽取机械手7寻迹到达相应位置,并伸下第一伸缩杆703,当液位传感器7011发出信号时,单片机控制第二步进电机708停止工作,第二伸缩杆703停止向下延伸,此时单片机控制第一步进电机707工作,带动导杆705向上运动,控制运动的量即可控制抽取的量,抽取试液完毕,单边机控制第一伸缩杆703复位,而后控制抽取机械手7寻迹另一配液点位,以同样的控制方式推出试剂。
该装置的具体使用方法、步骤:
1、先将箱门紧闭。
2、通过启停按钮启动整个装置。
3、一定时间后,打开箱门,将承载有试剂的试剂瓶以及空的试剂瓶、试剂管放入支撑架上。
4、关闭箱门。
5、该装置自动配制试剂。
6、试剂配制结束,通过启停按钮关闭这个装置。
7、打开箱门拿出已经配制好的试剂。
8、在整个装置运行过程中,若发生突发情况,可直接按下急停开关,急停整个装置。
9、通过温度显示屏查看支撑架各点温度,若温度不符合所承载试剂所需要温度,可通过调节按钮调节温度。
综上所述,1、该装置搭载智能控制系统,能实现自动打开试剂瓶瓶盖、自动抽取试剂、自动运输配置试剂,解放相关工作人员的双手,代替人们完成多种试剂的定量配置,在自动配置试剂的过程中,工作人员可腾出双手继续进行其他的工作,提高了微生物检测的效率,减少了相关工作人员的工作量;
2、该装置创造了一个无菌环境,使得各类试剂在配置过程中,不被细菌、病毒等污染,保证了配置试剂的质量,提高了微生物检测的质量;其次,该装置在搭载试剂瓶的支撑架上加设有控温装置,能根据需求自由调控支撑架的温度,为一些特殊的、需要保温的试剂提供了温度保障,可使试剂不会因为温度不适而发生质变,有利于微生物检测质量的提高。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,包括:箱体、箱门、支撑架、控制箱、紫外消毒灯、抽取机械手、拿持机械手、换气风扇、过滤器、外置电源接头;
所述箱体呈矩形框状,箱门活动连接在箱体外侧;支撑架、控制箱固定安装在箱体内腔下部,支撑架位于控制箱上面;紫外消毒灯固定连接在箱体内腔两侧壁上,抽取机械手、拿持机械手活动连接在箱体内腔顶壁;换气扇、过滤器固定安装于控制箱侧壁,连通箱体内外,过滤器固定连接于换气扇内侧;外界电源接头固定连接在箱体外侧。
2.根据权利要1所述一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,所述箱体外侧、箱门内侧均设有软磁铁密封条;箱体内腔上顶面设有排列整齐的纵横“T”型槽。
3.根据权利要1所述一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,所述箱门外侧设有启停按钮、急停开关、调节按钮,固定连接有把手,箱门右上角设有观察窗,观察窗下面设有温度显示屏。
4.根据权利要1所述一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,所述支撑架为矩形块状,开设有排列整齐的圆筒承载槽,圆筒承载槽分布位置对应“T”型槽纵横交点;圆筒承载槽内壁固定连接有锁紧器,锁紧器内壁固定连接有电热膜;圆筒承载槽内壁设有温度传感器,位于锁紧器上面,圆筒承载槽底部设有重力传感器。
5.根据权利要1所述一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,所述抽取机械手由第一底座、第一基托、第一伸缩杆、注射筒、导杆、活塞、第一步进电机、第二步进电机、第一控制电线、第一图像传感器、液位传感器组成;第一基托固定连接在第一底座下方,第一基托为圆筒状,第一伸缩杆活动连接于第一基托的内腔;第一伸缩杆为圆筒状,注射筒固定连接在第一伸缩杆的内腔底部;第一伸缩杆内腔设有矩形槽,矩形槽一侧设有第一齿条,外周两侧对位设有第二齿条;导杆呈“7”字型,底端固定连接活塞,顶端活动连接于矩形槽内;第一步进电机固定安装在导杆顶端上部;第二步进电机固定安装于第一基托的底部,对位布置;第一步进电机安装有第一齿轮,第二步进电机安装有第二齿轮,第一齿轮与第一齿条啮合,第二齿轮与第二齿条啮合;第一控制电线固定连接于第一伸缩杆的外侧;第一图像传感器固定连接与第一伸缩杆底部外周,液位传感器固定连接于注射筒底部端头;抽取机械手通过第一底座插入“T”型槽内,活动连接抽取机械手和箱体。
6.根据权利要1所述一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,所述拿持机械手由第二底座、第二基托、第二伸缩杆、第三步进电机、第四步进电机、机械爪、第二控制电线、第二图像传感器、压力力传感器组成;第二基托呈圆筒状,固定连接于第二底座下面,第二伸缩杆活动连接于第二基托内腔;第二伸缩杆外周两侧对位设有第三齿条,底部固定连接第四步进电机;第三步进电机固定连接在第二基托底部内壁,安装有第三齿轮,第三齿轮与第三齿条啮合;第四步进电机底部固定连接机械爪,外侧固定连接第二控制电线;第二图像传感器固定连接在机械爪外侧,压力传感器固定安装于机械爪内部上顶面;拿持机械手通过第一底座插入“T”型槽内,活动连接拿持机械手和箱体。
7.根据权利要5所述一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,所述第一底座、第二底座结构完全相同,上部设有纵横两对圆柱槽,圆柱槽内固定连接有第五步进电机;第五步进电机外周设有橡胶圈。
8.根据权利要1所述一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其特征在于,所述控制箱搭载单片机控制单元,该装置所有电器元件均通过导线与单片机控制单元连接。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置的使用方法,其特征在于:
(1)、先将箱门紧闭。
(2)、通过启停按钮启动整个装置。
(3)、一定时间后,打开箱门,将承载有试剂的试剂瓶以及空的试剂瓶、试剂管放入支撑架上。
(4)、关闭箱门。
(5)、该装置自动配制试剂。
(6)、试剂配制结束,通过启停按钮关闭这个装置。
(7)、打开箱门拿出已经配制好的试剂。
(8)、在整个装置运行过程中,若发生突发情况,可直接按下急停开关,急停整个装置。
(9)、通过温度显示屏查看支撑架各点温度,若温度不符合所承载试剂所需要温度,可通过调节按钮调节温度。
10.根据权利要求1至8任一项所述的一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置,其公开了一种微生物检测中自动配制试剂的智能装置在微生物检测中的应用。
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