CN112857904A - 一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，包括Z轴移动组件、液面探测组件和自动卸管组件，所述Z轴移动组件带动柱塞泵在竖直方向移动；所述液面探测组件包括泵头电路板和压力传感器，所述泵头电路板上设置电容监测电路和压力监测电路，所述压力传感器安装在泵头电路板上并泵内腔体监测柱塞管内压力变化，柱塞泵的泵头与泵头电路板电连接，监测电容变化；所述自动卸管组件滑动套装在柱塞管外，向下推动自动卸管组件能够将吸头卸除。本发明能够增加液面探测的可靠性，提高加样准确性，节约样本或者试剂用量，防止吸头被异物堵住，防止空吸，防止吸头内的液体滴落，并单通道独立控制，增加使用的灵活性。

Description

一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵
技术领域
本发明涉及医用设备领域，特别是涉及一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵。
背景技术
目前，在医疗检验设备中移液柱塞泵得到了广泛的应用，移液柱塞泵的作用是吸取实验液体并转移到指定的容器内，而且所有操作完全自动化。移液柱塞泵的泵头安装吸头(tips)，用于吸取液体。现有的移液柱塞泵存在着以下缺陷：1、多采用电阻法、压力法或电容法其中之一来进行液面探测，但无论任何一种探测方式均存在着监测方法单一，无比对数据，从而容易引起误判液面而致使吸液错误，影响检验结果；2、现有的移液柱塞泵存在着无法正确判断是否正确安装或卸载吸头的问题，也容易引起吸液错误；3、现有的移液柱塞泵结构尺寸庞大，无法在满足泵头间距小的同时又能够单通道单独运动，使用方式不灵活。
由此可见，上述现有的移液柱塞泵在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，使其集成电容监测和压力监测两种监测设备，增加液面探测的可靠性，提高加样准确性，节约样本或者试剂用量，同时能够自动装卸吸头，从而克服现有的移液柱塞泵的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，包括Z轴移动组件、液面探测组件和自动卸管组件，
所述轴移动组件带动柱塞泵在竖直方向移动；
所述液面探测组件包括泵头电路板和压力传感器，所述泵头电路板上设置电容监测电路和压力监测电路，所述压力传感器安装在泵头电路板上并泵内腔体监测柱塞管内压力变化，柱塞泵的泵头与泵头电路板电连接，监测电容变化；
所述自动卸管组件滑动套装在柱塞管外，向下推动自动卸管组件能够将吸头卸除。
作为本发明的一种改进，所述柱塞泵腔体内安装有导电连接件，所述导电连接件一端与泵头电路板电连接，另一端与泵头柱塞管电连接，将导电吸头与泵头电路板导通。
进一步地，所述Z轴移动组件包括Z轴电路板、Z轴电机和Z轴丝杠，所述柱塞泵通过丝杠螺母安装在Z轴丝杠上，所述Z轴电机驱动Z轴丝杠转动，进而使柱塞泵随丝杠螺母沿Z轴丝杠竖直运动，所述Z轴电路板与Z轴电机电连接，控制Z轴电机开启或关闭。
进一步地，所述Z轴移动组件包括上限位装置和下限位装置，限制柱塞泵的位移。
进一步地，所述自动卸管组件包括卸载套筒、卸载顶杆、传感器挡片、装载传感器，所述卸载套筒滑动套装在柱塞管外部并能够沿柱塞管竖直滑动，卸载套筒的上端固定连接竖直的卸载顶杆，卸载顶杆上固定连接传感器挡片，所述装载传感器安装在泵头电路板上，所述卸载套筒向上或向下滑动能够带动传感器挡片上移或下移，进而遮挡或避开装载传感器的感应区，触发装载或卸载信号。
进一步地，所述卸载顶杆上套装有弹簧，弹簧的上方设置柱塞驱动件，所述柱塞驱动件套装在柱塞泵丝杠上并与柱塞杆固定连接，柱塞电机带动柱塞丝杠转动，从而使柱塞驱动件在竖直方向位移并带动柱塞竖直运动，所述柱塞驱动件下移能够抵接在弹簧的上端，通过弹簧弹力推动卸载顶杆下移，进而推动卸载套筒下移，将吸头推出泵头。
进一步地，所述卸载套筒选用非导电材质制成。
进一步地，所述泵头处宽度小于顶部整体厚度。
进一步地，所述泵头处宽度小于9mm，顶部整体厚度小于18mm。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、通过将电容监测法和压力监测法的设备集成为一体，联合对液面进行探测，两种方法相互比对，降低误判的可能性，提高监测的准确性和可靠性，同时更利于精确吸取样本或试剂，节约样本或试剂用量。
2、压力传感器持续监测柱塞泵内的压力，能够及时发现吸头被异物堵住的现象以及空吸的现象，并及时作出响应，同时也可以通过压力补偿防止吸头内的液体滴落。
3、实现自动装卸吸头，并通过装载传感器及时反馈信号，判断是否装载或卸载成功。
4、结构紧凑，泵头尺寸满足移液容器的间距要求，且每台柱塞泵单独配备Z轴移动组件，实现单通道独立控制，增加使用的灵活性。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明提供的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵内部结构示意图。
图2是本发明提供的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵后视图。
图3是本发明提供的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵俯视图。
附图标记说明：1-泵头电路板；2-压力传感器；3-导电连接件；4-导电吸头；5-Z轴电机；6-Z轴电路板；7-Z轴丝杠；8-丝杠螺母；9-上限位装置；10-下限位装置；11-柱塞电机；12-泵头；13-卸载套筒；14-卸载顶杆；15-传感器挡片；16-装载传感器；17-弹簧；18-柱塞丝杠；19-柱塞驱动件；20-柱塞；21-泵头处宽度；22-顶部整体厚度。
具体实施方式
请参阅图1，本发明提供一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，包括Z轴移动组件、液面探测组件和自动卸管组件。
所述所述液面探测组件包括泵头电路板1、压力传感器2和导电连接件3，所述泵头电路板1上设置电容监测电路和压力监测电路，实现电容法和压力法两种监测方式共同进行液面探测。所述压力传感器2安装在泵头电路板1上并伸入柱塞泵腔体内，用于监测柱塞管内压力变化。当吸头接触液面时，压力传感器2监测到压力变化，发送探测指令。所述导电连接件3安装在柱塞泵内并与柱塞管及泵头电连接，同时导电连接件3还与泵头电路板1电连接，并配合导电吸头4使用时，将导电吸头4与泵头电路板1导通。所述柱塞泵的泵头12位于柱塞管的底部，用于安装导电吸头4，当导电吸头4触碰到液面，电容监测电路内产生电容值变化，发出探测指令。
需要说明的是，所述压力传感器2还能够实时监测柱塞泵腔体内压力，起到防止吸头被异物堵住、防止空吸以及通过压力补偿防止吸头内的液体滴落的作用。
所述Z轴移动组件包括Z轴电路板6、Z轴电机5和Z轴丝杠7，所述柱塞泵通过丝杠螺母8安装在Z轴丝杠7上，所述Z轴电机5驱动Z轴丝杠7转动，进而使柱塞泵随丝杠螺母8沿Z轴丝杠7竖直运动，所述Z轴电路板6与Z轴电机7电连接，控制Z轴电机7开启或关闭。
优选的，所述Z轴移动组件还包括上限位装置9和下限位装置10，用于对柱塞泵的Z轴运动进行上下限位。
请参阅图2，所述自动卸管组件包括卸载套筒13、卸载顶杆14、传感器挡片15、装载传感器16、弹簧17、柱塞丝杠18、柱塞驱动件19，所述卸载套筒13套装在柱塞管上，卸载套筒13的上端固定连接卸载顶杆14，卸载顶杆14上固定连接传感器挡片15，所述装载传感器16安装在泵头控制板1上，卸载套筒13的上下滑动能够带动传感器挡片15上下移动，进而遮挡或者避开装载传感器16的感应区，发出对应反馈信号。卸载顶杆14的上端套装有弹簧17，弹簧17正上方设置柱塞丝杠18和柱塞驱动件19，所述柱塞驱动件19套装在柱塞丝杠18上，柱塞驱动件19与柱塞20固定连接，柱塞电机11驱动柱塞丝杠18转动，使得柱塞驱动件19带动柱塞20上下移动进行吸液和取液。
优选的，所述卸载套筒13选用非导电材质制成。
在进行吸头自动装载时，吸头套装在泵头12上的同时会推动卸载套筒13向上滑动，此时传感器挡片15上移遮挡住装载传感器16的感应区，装载传感器16发出装载成功信号，与此同时弹簧17处于压缩状态，但弹簧17的弹力小于吸头与泵头12间卡合安装力。在进行吸头自动卸载时，柱塞电机11驱动柱塞丝杠18转动，柱塞驱动件19带动柱塞20下压注液，注液结束后柱塞驱动件19继续沿柱塞丝杠18下移，抵接在弹簧17的顶部并继续压缩弹簧17。弹簧17继续受压弹力增加，当大于吸头与泵头12的卡合安装力时，弹簧17推动卸载顶杆14和卸载套筒13下移，将吸头推出泵头12，与此同时传感器挡片15移开装载传感器16的感应区，装载传感器16发出卸载成功信号。
请参阅图3，优选的，所述泵头处宽度21小于顶部整体厚度22，并且泵头处宽度21小于9mm，顶部整体厚度22小于18mm，整体结构紧凑，单台柱塞泵由单独的Z轴移动组件控制进行Z轴竖直运动，单通道单独运作增加了使用的灵活性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，包括Z轴移动组件、液面探测组件和自动卸管组件，其中：
所述Z轴移动组件带动柱塞泵在竖直方向移动；
所述液面探测组件包括泵头电路板和压力传感器，所述泵头电路板上设置电容监测电路和压力监测电路，所述压力传感器安装在泵头电路板上并泵内腔体监测柱塞管内压力变化，柱塞泵的泵头与泵头电路板电连接，监测电容变化；
所述自动卸管组件滑动套装在柱塞管外，向下推动自动卸管组件能够将吸头卸除。
2.根据权利要求1所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述柱塞泵内安装有导电连接件，所述导电连接件一端与泵头电路板电连接，另一端与柱塞管以及泵头电连接，将泵头与泵头电路板导通。
3.根据权利要求1所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述Z轴移动组件包括Z轴电路板、Z轴电机和Z轴丝杠，所述柱塞泵通过丝杠螺母安装在Z轴丝杠上，所述Z轴电机驱动Z轴丝杠转动，进而使柱塞泵随丝杠螺母沿Z轴丝杠竖直运动，所述Z轴电路板与Z轴电机电连接，控制Z轴电机开启或关闭。
4.根据权利要求1所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述Z轴移动组件包括上限位装置和下限位装置，限制柱塞泵的位移。
5.根据权利要求1所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述自动卸管组件包括卸载套筒、卸载顶杆、传感器挡片、装载传感器，所述卸载套筒滑动套装在柱塞管外部并能够沿柱塞管竖直滑动，卸载套筒的上端固定连接竖直的卸载顶杆，卸载顶杆上固定连接传感器挡片，所述装载传感器安装在泵头电路板上，所述卸载套筒向上或向下滑动能够带动传感器挡片上移或下移，进而遮挡或避开装载传感器的感应区，触发装载或卸载信号。
6.根据权利要求5所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述卸载顶杆上套装有弹簧，弹簧的上方设置柱塞驱动件，所述柱塞驱动件套装在柱塞泵丝杠上并与柱塞杆固定连接，柱塞电机带动柱塞丝杠转动，从而使柱塞驱动件在竖直方向位移并带动柱塞竖直运动，所述柱塞驱动件下移能够抵接在弹簧的上端，通过弹簧弹力推动卸载顶杆下移，进而推动卸载套筒下移，将吸头推出泵头。
7.根据权利要求5所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述卸载套筒选用非导电材质制成。
8.根据权利要求1所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述泵头处宽度小于顶部整体厚度。
9.根据权利要求8所述的一种带有多种液面探测方式的单通道精密柱塞泵，其特征在于，所述泵头处宽度小于9mm，顶部整体厚度小于18mm。
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