CN113125786B - 反应杯状态检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反应杯状态检测方法及系统，包括以下步骤：S100、使反应杯盘和传感器发生相对转动，并获取传感器对应反应杯盘中的落杯位的前侧时传感器生成的第一检测信号和对应落杯位的后侧时传感器生成的第二检测信号；S200、根据所述第一检测信号确定落杯位的第一位置信息，根据所述第二检测信号确定落杯位的第二位置信息；S300、判断所述第一位置信息和所述第二位置信息的差值是否处于设定阈值区间；若是，则判断落杯位反应杯状态为有；若否，则执行步骤S400；S400、判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否均为缺省值；若是，则判断落杯位反应杯状态为无；若否，则判断为异常，并重复步骤S100‑步骤S300。上述检测方法可提高检测可靠性。

Description

反应杯状态检测方法及系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种反应杯状态检测方法及系统。

背景技术

在医学诊断项目中，常采用的有体外诊断（In-Vitro Diagnostics），是指采集人的血液和体液等作为样本，在人体外通过对采集的人体样本进行化学成分等检测以获取临床诊断信息，进而判断人体病变等。在体外诊断过程中，需要将样本和试剂加入到反应杯中进行混匀、孵育，最后通过光电检测进行读数。

大部分自动化设备都支持反应杯的自动补杯功能，反应杯的状态直接影响测试结果，因此需要在补杯过程中对反应杯状态进行检测，并确认补杯是否成功，或在抓杯手抓取反应杯前判断反应杯所在的落杯位是否有反应杯。

常见的自动化体外诊断设备中，通常是通过一个反射式光耦在反应杯盘的落杯位处进行静态检测，此方法实现简单、成本较低，因而得到广泛的应用。随着诊断设备性能的提高，对反应杯光洁度和透明度的要求也越来越高。反应杯的反射率因光洁度和透明度的增高变得越来越低，导致可被发射式光耦检测到的角度越来越小。采用反射式光耦静态检测时，由于反应杯姿态或角度差异以及检测位置调试误差，引起偶发性传感器误检，使得自动补杯功能出现故障，导致测试终止，甚至测试结果作废，从而浪费样本或试剂。

为此，需要可靠性更高的检测方式，以保证反应杯状态检测不会出现误检，不影响设备必要功能。

发明内容

基于此，有必要针对体外诊断设备中反应杯状态检测可靠性不高的问题，提供一种反应杯状态检测方法及系统。

一种反应杯状态检测方法，包括以下步骤：S100、使反应杯盘和传感器发生相对转动，并获取传感器对应反应杯盘中的落杯位的前侧时传感器生成的第一检测信号和对应落杯位的后侧时传感器生成的第二检测信号；S200、根据所述第一检测信号确定落杯位的第一位置信息，根据所述第二检测信号确定落杯位的第二位置信息；S300、判断所述第一位置信息和所述第二位置信息的差值是否处于设定阈值区间；若是，则判断落杯位反应杯状态为有；若否，则执行步骤S400；S400、判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否均为缺省值；若是，则判断落杯位反应杯状态为无；若否，则判断为异常，并重复步骤S100-步骤S300。

在其中一个实施例中，在判断所述第一位置信息和所述第二位置信息的差值是否处于设定阈值区间之前还包括：判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否均分别处于预定区间；若是，则执行步骤S300；若否，则判断为异常信号，并再次重复步骤S100-步骤S300。

在其中一个实施例中，在判断所述第一位置信息和所述第二位置信息的差值是否处于设定阈值区间之前还包括：判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否均分别处于预定区间；若是，则执行步骤S300；若否，则判断为异常信号，生成异常警报信息，不执行检测动作。

在其中一个实施例中，所述异常信号包括传感器检测信号异常。

在其中一个实施例中，所述缺省值为反应杯盘相对传感器转动单次位移后，落杯位相对传感器所转过的单次行程的起始位坐标值和终止位坐标值。

在其中一个实施例中，在使反应杯盘和传感器发生相对转动前，配置预定区间的参数，设置所有落杯位的反应杯状态为无。

在其中一个实施例中，在使反应杯盘和传感器发生相对转动前，使传感器位于反应杯盘的相邻落杯位之间。

一种反应杯状态检测系统，包括传感器、信号处理单元和状态判断模块；所述传感器在反应杯盘和传感器发生相对转动时，生成对应落杯位的前侧时的第一检测信号和对应落杯位的后侧时的第二检测信号；所述信号处理单元根据第一检测信号确定落杯位的第一位置信息，根据第二检测信号确定落杯位的第二位置信息；所述状态判断模块判断所述信号处理单元确定的第一位置信息和所述第二位置信息之间的差值是否处于设定阈值区间进而判断落杯位是否有反应杯。

在其中一个实施例中，还包括检验模块，所述检验模块用于判断所述信号处理单元确定的第一位置信息和第二位置信息是否处于预定区间。

在其中一个实施例中，所述反应杯状态检测系统还包括存储单元，所述存储单元根据所述状态判断模块的判断结果存储落杯位中反应杯状态的信息。

上述透明反应杯状态检测方法，通过使落杯位靠近和远离经过传感器的检测区域，传感器产生相应的第一检测信号和第二检测信号；信号处理单元根据接收到的第一检测信号和第二检测信号确定对应落杯的第一位置信息和第二位置信息；通过将第一位置信息和第二位置信息的差值与设定阈值区间进行处理分析获得反应杯状态。采用对同一落杯位相对传感器的不同运动位置进行检测获得动态检测信号的方法，避免了静态检测时由于角度、姿态或机械误差导致的误检，可提高检测可靠性及对透明反应杯状态的检测能力。

附图说明

图1为本发明反应杯状态检测系统的结构框图。

图2为本发明反应杯状态检测系统中检测单元的反应杯盘和传感器的位置关系示意图。

图3为本发明实施例提供的反应杯状态检测方法的流程示意图。

图4为本发明另一实施例提供的反应杯状态检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参照图1所示，本发明提供一种反应杯状态检测系统，包括检测单元10、信号处理单元20、判断单元30和存储单元40。检测单元10对被测物（本实施例被测物为反应杯状态测试中反应杯盘的落杯位）生成检测信号，信号处理单元20对检测单元10提供的检测信号进行处理并确定落杯位的位置信息，判断单元30根据信号处理单元20确定的落杯位的位置信息确定判断反应杯状态，存储单元对判断单元30的判断结果进行存储。

结合图2所示，所述检测单元10包括传感器100、反应杯盘200、位于反应杯盘200圆周方向上的落杯位300和动力件（图中未示出）。传感器100与反应杯盘200之间可发生相对转动。其中，落杯位300用于装载反应杯400，动力件用于驱动反应杯盘200转动。可以理解，在其他实施例中也可以是驱动传感器100绕反应杯盘200转动。传感器100用于在反应杯盘200和传感器100发生相对转动时，对依次经过其检测位置的落杯位300进行检测，根据落杯位300中反应杯400的状态产生相应的检测信号。

具体地，在反应杯盘200相对传感器100转动时，当落杯位300靠近并进入传感器100的检测范围时，传感器100生成其对应落杯位的前侧时的第一检测信号；当落杯位300逐渐远离并离开传感器100的检测范围时，传感器100生成其对应落杯位的后侧时的第二检测信号。

在一些实施例中，初始化所述检测单元10后，传感器100位于反应杯盘200的相邻落杯位300之间。传感器100的数量可以为两个且间隔设定距离布置，可以理解的是，初始化所述检测单元后，两个传感器均位于反应杯盘200的相邻落杯位300之间，在提高检测的可靠性的同时可提高检测效率。

在一些实施例中，传感器100可以为反射式光耦。

所述信号处理单元20用于根据传感器100生成的第一检测信号检测相应的上升沿信号，并确定检测到上升沿信号时对应落杯位300的第一位置信息；所述信号处理单元20还用于根据传感器100生成的第二检测信号检测相应的下降沿信号，并确定检测到下降沿信号时对应落杯位300的第二位置信息。

所述判断单元30包括状态判断模块60，所述状态判断模块60用于将第一位置信息和第二位置信息的差值与设定阈值区间进行比较来判断落杯位中的反应杯状态。

所述存储单元40用于根据判断单元30的判断结果存储落杯位中反应杯状态的信息。当反应杯盘200中所有落杯位的反应杯状态在存储单元40内均为有时，检测系统的状态检测流程结束；若所有落杯位的反应杯状态在存储单元40内不全是有时，检测系统进行补杯操作，并对补杯后的落杯位进行新一轮的反应杯状态检测。

在一些实施例中，所述判断单元30还包括检验模块50。检验模块50用于将信号处理单元20确定的第一位置信息和第二位置信息与预定区间进行比较判断。若第一位置信息和第二位置信息均处于预定区间内，则判断单元30将第一位置信息和第二位置信息的差值与设定阈值区间进行比较来判断落杯位中的反应杯状态。若任意一个不在预定区间内，则判断为异常并重新使该落杯位与传感器发生相对转动进行进一步检测。

结合图3介绍本发明提供的一种反应杯状态检测方法，其状态检测构思为通过使反应杯盘200与传感器100发生相对转动，落杯位300进入和远离传感器100的检测区域的过程中，传感器100对落杯位300进行检测产生相应的检测信号，信号处理单元20根据检测信号确定落杯位300进入传感器100检测区域和离开传感器100检测区域时的位置信息，判断单元30根据位置信息进行反应杯状态判断，以准确地获得落杯位300中的反应杯400的状态。具体检测方法如下所述。

S1、启动检测装置。启动检测装置包括使反应杯盘200和传感器100发生相对转动。

在一些实施例中，在反应杯盘200和传感器100发生相对转动前，机械复位反应杯盘200，使传感器100位于反应杯盘200上相邻的落杯位300之间。将传感器100设置在反应杯盘200上相邻的落杯位300之间，可以使反应杯盘200上单个落杯位300经过传感器100后，传感器100产生两次开关信号，即对同一个落杯位300转动至不同位置时动态的生成第一检测信号和第二检测信号，有利于对反应杯状态进行动态判断。另一方面，由于反应杯盘200每转一圈，所有落杯位300都会靠近和远离传感器100，避免了传感器100正对其中一个落杯位300而使该落杯位经过传感器100后造成传感器100不能对该落杯位产生第一检测信号的问题，节省了检测的时间，提升检测效率。

S2、获取第一检测信号。即，获取传感器100对应落杯位300的前侧时传感器100生成的第一检测信号。

本实施例中，传感器100对应落杯位300的前侧时是指在反应杯盘200和传感器100相对运动过程中，落杯位300进入传感器100检测范围时刻。

S3、确定第一位置信息X1。具体地，信号处理单元20根据传感器100生成的第一检测信号检测上升沿信号，在信号处理单元20检测到上升沿信号时确定对应落杯位的第一位置信息X1。

S4、获取第二检测信号。即，获取传感器100对应落杯位300的后侧时传感器生成的第二检测信号。

本实施例中，传感器100对应落杯位300的后侧是指反应杯盘200和传感器100相对运动过程中，落杯位300离开传感器100检测范围时刻。

S5、确定第二位置信息X2。具体地，信号处理单元20根据传感器100生成的第二检测信号检测下降沿信号，在信号处理单元20检测到下降沿信号时确定对应落杯位的第二位置信息X2。

其中，步骤S3和步骤S5中的第一位置信息X1和第二位置信息X2为落杯位300转动过程中对应的坐标值，该坐标值的计算是基于，在反应杯盘200和传感器100发生相对转动前，将检测单元10复位，各落杯位300在检测单元中均有对应的零点坐标；进行状态检测动作过程中，反应杯盘200和传感器100发生相对转动，信号处理单元20根据传感器100生成的第一检测信号检测到上升沿信号时，检测系统通过对检测单元10中电机的转动参数进行处理计算获得落杯位300的第一位置信息。同样的，获得落杯位300的第二位置信息X2。

S7、状态判断模块60将第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值与设定阈值区间进行比较，判断第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值是否处于设定阈值区间。若是，则判断落杯位300有反应杯，进行后续的存储状态步骤S9，判断是否所有落杯位300均有杯的步骤S10，检测流程结束步骤S11或者对没有反应杯的落杯位300进行补杯的步骤S12。

若第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值不处于设定阈值区间，则进行步骤S71进一步判断第一位置信息X1和第二位置信息X2是否均为缺省值。若第一位置信息X1和第二位置信息X2均为缺省值，则给出步骤S73判断落杯位300无反应杯的判断结果，进行后续的存储状态步骤S9，判断是否所有落杯位300均有杯的步骤S10，检测流程结束步骤S11或者对没有反应杯的落杯位300进行补杯的步骤S12。若第一位置信息X1和第二位置信息X2不全为缺省值，则在步骤S72中得到第一位置信息X1和第二位置信息X2的值为异常值的判断结果，继续重新返回至步骤S2，即在下一轮的反应杯盘200和传感器100发生相对转动的过程中对异常落杯位进行重新检测及判断。

通过将位置信息的差值不处于设定阈值区间的第一位置信息X1和第二位置信息X2与缺省值进行比较，可以避免传感器由于反应杯放置角度或反应杯光洁度或反应杯盘转动过程出现的机械误差等原因造成检测角度较小而导致误检的风险。

所述缺省值包括第一位置信息X1的缺省值X₀1和第二位置信息X2的缺省值X₀2。在本实施例中以反应杯盘相对于传感器为非连续转动为例，缺省值是指，反应杯盘相对传感器发生单次位移后，落杯位相对传感器所转过的单次行程的起始位坐标值和终止位坐标值。也即，将反应杯盘的整个行程范围分为若干个相等的行程范围，每个落杯位对应一个行程范围，反应杯盘相对于传感器转动时，落杯位相对传感器转动一个行程范围，该行程范围的起始位坐标值和终止位坐标值定义为缺省值。

本步骤中所述设定阈值区间可通过大量测试实验获得，也可以根据理论计算获得。具体地，设定阈值区间为上限阈值L1和下限阈值L2构成的区间范围。上限阈值L1设定为判断单个落杯位中反应杯状态为“有”时的落杯位的第一位置信息X1和第二位置信息X2差值中的最大值。下限阈值L2设定为判断单个落杯位检测到反应杯状态为“有”时的落杯位的第一位置信息X1和第二位置信息X2差值中的最小值。当第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值位于上限阈值L1和下限阈值L2之间时，即满足L2<X2-X1<L1，则判断反应杯状态为“有”。

可以理解的是，当落杯位相对于传感器为靠近和远离的过程，当反应杯状态为“有”时，第二位置信息X2与第一位置信息X1之间的差值可以看作是反应杯实体部分的有效检测宽度。由于上限阈值L1和下限阈值L2是基于大量数据获得的，即使落杯位中反应杯出现倾斜，也可通过第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值与阈值区间进行判断获得其状态。

在一实施例中，在判断第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值与阈值区间进行比较前，还执行判断第一位置信息X1和第二位置信息X2是否均位于预定区间的步骤S6。

具体地，检验模块50将信号处理单元20确定的落杯位的第一位置信息X1和第二位置信息X2分别与预定区间进行比较判断。若第一位置信息X1和第二位置信息X2均处于预定区间，则执行步骤S7。若第一位置信息X1和第二位置信息X2不全处于预定区间，则判断结果为异常信号步骤S61，重新返回至步骤S2对该落杯位进行新一轮的反应杯状态判断。

在另一实施例中，如图4所示，本实施例的反应杯状态检测流程与上述实施例略有不同。其不同之处主要在于：执行判断第一位置信息X1和第二位置信息X2是否均位于预定区间的步骤S6，若第一位置信息X1和第二位置信息X2不全处于预定区间，则判断结果为异常信号步骤S61，若单个落杯位出现两次被判断为异常信号的判断步骤S61，则执行异常报警步骤S62，结束检测流程S63，进行人工干预。

本实施例中用于与第一位置信息X1和第二位置信息X2进行比较的预定区间的参数值，在实施步骤S1启动检测装置时，其被配置到信号处理单元。同时将存储单元中每个落杯位的反应杯状态初始化为“无”。

通过检验第一位置信息X1和第二位置信息X2是否处于预定区间，可以避免因信号干扰导致的误检。比如，若干扰信号产生的假信号宽度刚好等于第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值，但是干扰信号与正常信号相比有坐标上的平移，当采用位置信息差值与设定阈值区间比较时，则不能识别干扰信号带来的误检。此时可以通过步骤S6排除上述异常情况，为状态判断模块将第一位置信息X1和第二位置信息X2的差值与设定阈值区间进行比较提供更准确的位置信息参数。

在本实施例中，预定区间可通过大量测试实验获得，也可以根据理论计算获得。具体地，预定区间包括用于判断第一位置信息X1的第一区间和用于判断第二位置信息X2的第二区间。第一区间为第一位置上限值A1和第一位置下限值A2构成的区间范围，第二区间为第二位置上限值B1和第二位置下限值B2构成的区间范围。即，若满足A1<X1<A2，B1<X2<B2，则信号传输正常。其中，第一位置上限值A1为信号处理单元检测到上升沿信号时确定的对应落杯位的第一位置信息X1的上限值，第一位置下限值A2为信号处理单元检测到下降沿信号时确定的对应落杯位的第一位置信息X1的下限值。第二位置上限值B1为信号处理单元检测到下降沿信号时确定的对应落杯位的第二位置信息X2的上限值，第二位置下限值B2为信号处理单元检测到下降沿信号时确定的对应落杯位的第二位置信息X2的下限值。

反应杯状态检测系统的工作过程为：复位检测系统，初始化预定区间的参数值，将每个落杯位的反应杯状态初始化为“无”，机械复位反应杯盘使传感器位于反应杯盘两个相邻的落杯位之间。

进行检测工作时，转动反应杯盘使落杯位经过传感器，在此过程中，落杯位进入传感器检测区域时，传感器对被检测物的检测从无到有，此时传感器产生相应的第一检测信号。信号处理单元根据传感器生成的第一检测信号确定此时落杯位的第一位置信息。落杯位离开传感器检测区域时，传感器对被检测物的检测从有到无，此时传感器产生相应的第二检测信号。信号处理单元根据传感器生成的第二检测信号确定此时落杯位的第二位置信息。

信号处理单元判断第一位置信息和第二位置信息是否处于预定区间，若否，则进行新一轮的检测判断或进行报警提示结束流程。若是，则状态判断模块判断第一位置信息和第二位置信息的差值是否位于设定阈值区间。若处于设定阈值区间，则判断此落杯位的反应杯状态为“有”，存储单元存储此落杯位的反应杯状态。若不处于设定阈值区间，则检验模块判断第一位置信息和第二位置信息是否均为缺省值；若是，则状态判断模块判断此落杯位的反应杯状态为“无”，存储单元存储此落杯位的反应杯状态；若否，则判断为异常，进行新一轮的检测判断。在第一轮反应杯状态检测结束后，状态判断模块判断是否所有落杯位的反应杯状态均为“有”，若均为“有”，则状态检测流程结束；若否，检测系统对相应落杯位进行补杯，并对补杯结果进行新一轮的反应杯状态检测。

本发明反应杯状态检测方法，通过使反应杯盘和传感器发生相对转动，传感器由于落杯位的靠近和远离产生相应的开关信号；信号处理单元根据接收到的开关信号动态检测到上升沿信号和下降沿信号两次沿信号，并确定对应落杯位的第一位置信息和第二位置信息，检验模块分别判断第一位置信息和第二位置信息是否满足位于预定区间，以降低信号干扰带来的误检概率；状态判断模块通过将第一位置信息和第二位置信息的差值与设定阈值区间进行处理分析获得反应杯状态。上述检测方法，避免了静态检测时由于反应杯放置角度、姿态或机械误差导致的误检，提高了检测可靠性及准确度，且结构简单，操作方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种反应杯状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、使反应杯盘和传感器发生相对转动，当落杯位靠近并进入传感器的检测范围时，获取传感器对应反应杯盘中的落杯位的前侧时传感器生成的第一检测信号，当落杯位逐渐远离并离开传感器的检测范围时，获取传感器对应落杯位的后侧时传感器生成的第二检测信号；

S200、信号处理单元根据传感器生成的第一检测信号检测上升沿信号，在信号处理单元检测到上升沿信号时确定对应落杯位的第一位置信息，信号处理单元根据传感器生成的第二检测信号检测下降沿信号，在信号处理单元检测到下降沿信号时确定对应落杯位的第二位置信息；

S300、判断所述第一位置信息和所述第二位置信息的差值是否处于设定阈值区间；

若是，则判断落杯位反应杯状态为有；

若否，则执行步骤S400；

S400、判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否均为缺省值，所述缺省值为反应杯盘相对传感器转动单次位移后，落杯位相对传感器所转过的单次行程的起始位坐标值和终止位坐标值；

若是，则判断落杯位反应杯状态为无；若否，则判断为异常，并重复步骤S100-步骤S300；

在使反应杯盘和传感器发生相对转动前，使传感器位于反应杯盘的相邻落杯位之间。

2.根据权利要求1所述的反应杯状态检测方法，其特征在于，在判断所述第一位置信息和所述第二位置信息的差值是否处于设定阈值区间之前还包括：判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否均分别处于预定区间；

若是，则执行步骤S300；

若否，则判断为异常信号，并再次重复步骤S100-步骤S300。

3.根据权利要求1所述的反应杯状态检测方法，其特征在于，在判断所述第一位置信息和所述第二位置信息的差值是否处于设定阈值区间之前还包括：判断所述第一位置信息和所述第二位置信息是否均分别处于预定区间；

若是，则执行步骤S300；

若否，则判断为异常信号，生成异常警报信息，不执行检测动作。

4.根据权利要求2或3所述的反应杯状态检测方法，其特征在于，所述异常信号包括传感器检测信号异常。

5.根据权利要求1所述的反应杯状态检测方法，其特征在于，在使反应杯盘和传感器发生相对转动前，配置预定区间的参数，设置所有落杯位的反应杯状态为无。

6.一种反应杯状态检测系统，其特征在于，所述反应杯状态检测系统用于实现如权利要求1至5任一项所述的反应杯状态检测方法，包括传感器、信号处理单元和状态判断模块；

所述传感器在反应杯盘和传感器发生相对转动时，生成对应落杯位的前侧时的第一检测信号和对应落杯位的后侧时的第二检测信号；

所述信号处理单元根据第一检测信号确定落杯位的第一位置信息，根据第二检测信号确定落杯位的第二位置信息；

所述状态判断模块判断所述信号处理单元确定的第一位置信息和所述第二位置信息之间的差值是否处于设定阈值区间进而判断落杯位是否有反应杯。

7.根据权利要求6所述的反应杯状态检测系统，其特征在于，还包括检验模块，所述检验模块用于判断所述信号处理单元确定的第一位置信息和第二位置信息是否处于预定区间。

8.根据权利要求7所述的反应杯状态检测系统，其特征在于，所述反应杯状态检测系统还包括存储单元，所述存储单元根据所述状态判断模块的判断结果存储落杯位中反应杯状态的信息。