CN113342077A - 一种化学试剂自动配制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学试剂自动配制系统和控制方法，其特征包括：单片机、LCD、触摸屏、驱动板、X轴运动组件、Y轴运动组件、大功率mos管PWM开关模块、蠕动泵、抽液管、电源、定容装置、压力传感器、试剂瓶座、试剂瓶。一种化学试剂自动配制系统包含试剂配制方案数据库，具有校准、清洗、定量配制试剂、定容配制试剂、机械部件快速复位的功能。一种化学试剂自动配制系统控制方法的包括：按照通过触摸屏操作输入或者选择的配制方案和配制数量，单片机运行计算公式，算出当前配制数量需要抽液的时间和抽液的速度，根据当前配制方案控制化学试剂自动配制系统运行到指定位置，进行指定操作。

Description

一种化学试剂自动配制系统和控制方法

技术领域

本发明属于化学试剂配制设备，一种化学试剂自动配制系统和控制方法。

背景技术

在食品检测中需要配制很多不同种类的试剂，配制过程包括计算、称量、混合、定容、清洗。试剂配制工作占用实验员的时间，为此我们提出了一种操作方便的化学试剂自动配制系统。试剂配制常常有一定的先后混合顺序，有一定的试剂加入速度要求，有固定的配制比例，化学试剂自动配制系统这这些都存储在数据库里，节省实验员查资料背资料的时间。

发明内容

基于现有技术，本发明提供一种化学试剂自动配制系统和控制方法，目的是为了实现化学试剂自动配制，解决人工配制试剂步骤繁琐、节省查资料的时间、提高准确度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

本发明公开了一种化学试剂自动配制系统和控制方法，包括校准、清洗、定量配制试剂、定容配制试剂、机械部件快速复位的功能。系统根据用户输入或者选择的配制方案和配制数量算出当前配制数量需要抽液的时间和抽液的速度,并根据预设的试剂加入顺序，抽取对应试剂，逐步添加，直到完成试剂配制，或者被中断。配制前进行校准，配制完成后进行清洗。

单片机根据被选中的配制方法和配置数量，运行计算公式：

T2==L×T1×D÷L1，其中T1是单位时间，T2是理论抽试剂时间，L是需要抽试剂的量，L1是单位时间内抽试剂的量，D抽试剂的精度。单位时间T1内抽试剂的量L1，是通过运行校准功能得到的值；

T=T2+C（L）,其中T2是理论抽试剂时间，T是实际抽试剂的时间，C(L)是Accuracy curve曲线在L位置对应的精度校正值。

可选的，校准抽液管和单个蠕动泵组成的抽试剂单通道在单位时间内抽试剂的体积，化学试剂自动配制系统有多个抽试剂通道，分别对每个通道进行单独校准。水的重量和体积比例是1:1，使用百分之一天平称量单位时间内抽试剂的水的重量，就得到单位时间内抽试剂的体积。通过触摸屏，输入将称量到的体积。此数据就是计算公式里的L1。

每个通道进行单独校准原因在于蠕动泵之间存在个体差异，同一型号的蠕动泵在接受相同PWM信号的情况下，单位时间内抽出的试剂量不同，因此要进行单通道校准。每次更换抽液管，由于抽液管的长度不同、生产批次不同，引起在单位时间内传输的试剂量不同，所以更换抽液管后要重新校准。

可选的清洗，单片机按既定轨迹控制蠕动泵和抽液管去到放置纯水的地方。每次抽纯水一分钟，可以反复进行多次清洗。减少人工清洗的时间。

单片机系统外挂存储芯片，存储多个常用的配制方法、常用的配制数量。每种配制方法都按照配制标准的执行试剂加入的先后顺序。每种配制试剂对于不同种类的试剂有固定的比例，按照固定的比例和操作人员需要的试剂量计算出每种试剂对应要抽取的量。试剂配制是会遇到发热的情况，所以对于试剂如入的速度也有指定的标准。所述的数据库中每种配制方法都有指定的：试剂加入顺序、试剂加入速度、试剂配制的基础数量。

附图说明

图1：化学试剂自动配制系统方框图。

图2：系统功能图。

图3：校准曲线。

图4：定量配制试剂流程图。

图5：定容配制试剂流程图。

图6：数据库配制试剂流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

用户可以不使用数据库，采用直接输入试剂量的方式配制化学试剂。在这种模式下，系统根据A\B\C\D中输入的试剂量，按照A→B→C→D的顺序依次抽试剂。

用户可以不使用数据库，采用直接输入试剂量并勾选定容的方式配制化学试剂。在这种模式下，系统根据A\B\C\D中输入的试剂量，先抽部分溶剂，再按照A→B→C→D的顺序依次抽试剂，最后用溶剂定容。

定容就是在使用容量瓶配制准确浓度溶液时，加水离刻度线还有1到2厘米的时候，缓慢抽水注到容量瓶里，定容装置的传感器与刻度线水平，刻度线与凹液面最低处相水平的过程。

数据库中存储多个常用的配制方法、常用的配制数量。每种配制方法都按照配制标准的执行试剂加入的先后顺序。每种配制试剂对于不同种类的试剂有固定的比例，按照固定的比例和操作人员需要的试剂量计算出每种试剂对应要抽取的量。试剂配制是会遇到发热的情况，所以对于试剂如入的速度也有指定的标准。所述的数据库中每种配制方法都有指定的：试剂加入顺序、试剂加入速度、试剂配制的基础数量。比如：配制2%硫酸，必须先加入纯水，再加硫酸，最后用纯水定容。

纯酸、纯碱试剂加入水中，会产生大量热量，因此抽纯酸试剂时，单片机调整PWM信号占空比，降低抽试剂的速度等级，防止试剂沸腾。

清洗功能需要抽大量的纯水冲洗管道。单片机调整PWM信号占空比，提高抽试剂的速度等级，以达到冲洗的目的。

由于校准采用的是单位时间测量。而在实际抽取试剂时，蠕动泵启动和停止有一定的时长，造成在实际抽取试剂耗时与理论计算耗时存在一定的偏差。在因此引用Accuracy curve校正曲线。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.本发明公开了一种化学试剂自动配制系统和控制方法，其特征包括：单片机、LCD、触摸屏、驱动板、X轴运动组件、Y轴运动组件、大功率mos管PWM开关模块、蠕动泵、抽液管、电源、定容装置、压力传感器、试剂瓶座、试剂瓶；

一种化学试剂自动配制系统包含试剂配制方案数据库，具有校准、清洗、定量配制试剂、定容配制试剂、机械部件快速复位的功能；

一种化学试剂自动配制系统控制方法的包括：按照通过触摸屏操作输入或者选择的配制方案和配制数量，单片机运行计算公式，算出当前配制数量需要抽液的时间和抽液的速度，根据当前配制方案控制化学试剂自动配制系统运行到指定位置，进行指定操作。

2.根据权利要求1所述的一种化学试剂自动配制系统控制方法其特征在于：单片机根据被选中的配制方法和配置数量，运行计算公式：

T2==L×T1×D÷L1，其中T1是单位时间，T2是理论抽试剂时间，L是需要抽试剂的量，L1是单位时间内抽试剂的量，D抽试剂的精度；

T=T2+C（L）,其中T2是理论抽试剂时间，T是实际抽试剂的时间，C(L)是Accuracy curve曲线在L位置对应的精度校正值。

3.根据权利要求2所述的单位时间T1，单位时间内抽试剂的量L1，是通过运行校准功能得到的值。

4.根据权利要求1所述的校准，其特征在于校准抽液管和单个蠕动泵组成的抽试剂单通道在单位时间内抽试剂的体积，化学试剂自动配制系统有多个抽试剂通道，分别对每个通道进行单独校准。

5.根据权利要求4所述的校准，其原因在于蠕动泵之间存在个体差异，同一型号的蠕动泵在接受相同PWM信号的情况下，单位时间内抽出的试剂量不同，因此要进行单通道校准；每次更换抽液管，由于抽液管的长度不同、生产批次不同，引起在单位时间内传输的试剂量不同，所以更换抽液管后要重新校准。

6.根据权利要求1所述的清洗，其特征在于每次抽纯水一分钟，可以反复进行多次清洗，减少人工清洗的时间。

7.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于：存储多个常用的配制方法、常用的配制数量，每种配制方法都按照配制标准的执行试剂加入的先后顺序；每种配制试剂对于不同种类的试剂有固定的比例，按照固定的比例和操作人员需要的试剂量计算出每种试剂对应要抽取的量；试剂配制是会遇到发热的情况，所以对于试剂如入的速度也有指定的标准；所述的数据库中每种配制方法都有指定的：试剂加入顺序、试剂加入速度、试剂配制的基础数量。

8.根据权利要求1所述的蠕动泵、抽液管、试剂瓶使用耐酸碱防腐蚀、耐高温材料。

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