CN114152606B - 一种基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统，包括外壳、微流控盘芯片和消解单元，所述微流控盘芯片内设置有离心中心点，所述微流控盘芯片内固定安装有消解池、定量池、反应池、B试剂预置池和C试剂预置池，所述B试剂预置池和C试剂预置池内分别内置有液囊试剂TP‑B和液囊试剂TP‑C，该基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统设计合理，能够实现水质检测的微流化，多步骤反应的集成自动化，高温密闭消解的集成和试剂的预置与存储，从而使得开发的实验室及便携式微体积低功耗的微流控芯片水质检测系统有着体积小、试剂消耗和废液极少、功耗极低、反应周期短等突出优点，能够引领实验室快速标准化水质仪器的发展方向。

Description

一种基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统

技术领域

本发明属于水质监测设备生产技术领域，特别涉及一种基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统。

背景技术

现有实验室水质监测设备普遍存在的问题有：样品和试剂量大(每指标单次数十毫升左右)，检测废液多为危险废物，二次污染隐患大，检测所需时间长，系统自动化程度低，操作繁琐，受操作者人为因素影响大等诸多问题。

现有在线监测设备普遍存在的问题有：样品和试剂量大(每指标单次约十几毫升，管路清洗废液数十毫升)，二次污染问题严重，复杂的泵阀结构，功耗大，体积大，检测所需时间长等，每月的定期运行维护十分复杂。

总的来看，现有技术在产业中的应用亟需在水样和试剂微量化、环境友好化、设备体积小型化、能源节约化、数据准确化、检测高效化、运维便捷化、功能指标可拓展等方面取得突破，为此，本发明提出一种基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统，该基于微流控盘芯片水质监测设备及监测系统设计合理，能够实现水质检测的微流化，多步骤反应的集成自动化，高温密闭消解的集成和试剂的预置与存储，从而使得开发的实验室及便携式微体积低功耗的微流控芯片水质检测系统有着体积小、试剂消耗和废液极少、功耗极低、反应周期短等突出优点，能够引领实验室快速标准化水质仪器的发展方向，不仅如此，运用微流控芯片技术开发的在线监测系统对于解决现有水质监测的体积庞大、废液多、试剂有效期短、测量周期长、运维困难成本高、易造成二次污染等诸多痛点，形成新的水质检测趋势，有着颠覆性的影响力。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于微流控盘芯片水质监测设备，包括外壳、微流控盘芯片和消解单元，所述微流控盘芯片内设置有离心中心点，所述微流控盘芯片内固定安装有消解池、定量池、反应池、B试剂预置池和C试剂预置池，所述B试剂预置池和C试剂预置池内分别内置有液囊试剂TP-B和液囊试剂TP-C，所述B试剂预置池和C试剂预置池上距离离心中心点最远的位置处固定连接有导流微管，所述导流微管的一端与反应池固定连接并连通，所述导流微管的另一端内固定安装有过滤膜，所述B试剂预置池和C试剂预置池与反应池之间均固定连接有回气微管，所述消解池的两侧与定量池之间均连接有连接微管一，所述定量池与反应池之间连接有连接微管二，所述消解池的中心位置处固定安装有尖头导流管，所述消解池的中心位置处开设有安装孔，所述尖头导流管上开设有若干个导流孔，所述消解单元包括玻璃螺口瓶和螺口瓶盖，所述螺口瓶盖通过外螺纹与内螺纹配合安装在玻璃螺口瓶的顶部，所述玻璃螺口瓶的底部固定镶嵌有密封胶片，所述微流控盘芯片上与B试剂预置池和C试剂预置池对应的位置处均开设有穿刺孔，所述穿刺孔内固定安装有弹片，所述B试剂预置池和C试剂预置池的内侧壁上与导流微管的连接处和消解池内侧壁上的连接微管一处均开设有导流槽，穿刺机构包括连接板和尖头穿刺杆，所述连接板的底部固定安装有密封座，所述密封座上开设有卡槽，所述尖头穿刺杆固定安装在密封座的底部，所述尖头穿刺杆上固定安装有2个限位座，所述尖头穿刺杆的底部活动安装在穿刺孔内，所述弹片的一端处于两个所述限位座之间，所述外壳底部的内侧壁上固定安装有机械手、离心电机、控制板和PD感光传感器，所述离心电机的输出轴上固定安装有放置框，所述微流控盘芯片放置在放置框内，所述外壳一侧的内侧壁上固定安装有传动电机，所述传动电机的输出轴上固定安装有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠包括螺杆和螺母，所述滚珠丝杠的螺母的底部固定安装有穿刺电动推杆和光源，所述机械手的末端固定安装有加热爪，所述加热爪上安装有温感传感器，所述加热爪内置有升温薄膜，所述外壳的前侧安装有显示屏。

作为本发明的一种优选实施方式，所述外壳上通过合页安装有顶盖。

作为本发明的一种优选实施方式，所述B试剂预置池和C试剂预置池分别处于消解池的两侧并对称。

作为本发明的一种优选实施方式，所述B试剂预置池和C试剂预置池的形状和大小均相同。

作为本发明的一种优选实施方式，所述安装孔的直径与螺口瓶盖的直径相同。

作为本发明的一种优选实施方式，所述外壳内置有蓄电池，所述蓄电池分别与控制板、加热爪、离心电机、传动电机、穿刺电动推杆、光源、PD感光传感器、机械手、温感传感器和显示屏电性连接，所述控制板分别与加热爪、离心电机、传动电机、穿刺电动推杆、光源、PD感光传感器、机械手、温感传感器和显示屏电性连接。

一种基于微流控盘芯片水质监测系统，包括处理器以及用于控制的程序，整个电子电路设计由电源转换、核心板、逻辑控制板、PD信号板、电机驱动板和光源驱动板组成，电源转换板用于将输入的24V或是12V电源，转换成5V和3.3V电源，中间内带隔离模块，隔离电压3000VDC,工作温度范围-40度到+105度，转换效率80％以上，带防反接短路保护，输出电流10A，最大程度满足加热和传动设备的供电负荷，核心板主要负责所有传感器、电机、检测、通讯的逻辑处理，检测整机设备中的所有光源信号、温度信号、电机运转状态、控制逻辑、后台通讯协议、电子防伪标签，试剂混合动作、数据存储、数据分析、算法单元，逻辑控制板用于开关量输入信号、继电器动作信号、温感传感器、出入仓门监测、升温与恒温控制、485通讯协议、CAN通讯协议、传动执行器。PD信号板用于检测各类试剂浓度值，将物理量转换成小电流信号，内带I-V转换电路，小信号处理，同向放大器，滤波处理电路，电机驱动板用于电机驱动和加热爪动作。

本发明的有益效果：本发明的一种基于微流控盘芯片水质监测设备，包括外壳、微流控盘芯片、离心中心点、消解池、定量池、反应池、过滤膜、B试剂预置池、C试剂预置池、液囊试剂TP-B、液囊试剂TP-C、导流微管、回气微管、连接微管一、连接微管二、尖头导流管、导流孔、消解单元、密封胶片、玻璃螺口瓶、螺口瓶盖、穿刺机构、弹片、导流槽、穿刺孔、连接板、尖头穿刺杆、密封座、卡槽、限位座、离心电机、放置框、传动电机、滚珠丝杠、穿刺电动推杆、光源、PD感光传感器、机械手、控制板、显示屏、顶盖和加热爪。

1、此基于微流控盘芯片水质监测设备能够实现水质检测的微流化，多步骤反应的集成自动化，高温密闭消解的集成和试剂的预置与存储，从而使得开发的实验室及便携式微体积低功耗的微流控芯片水质检测系统有着体积小、试剂消耗和废液极少、功耗极低、反应周期短等突出优点，能够引领实验室快速标准化水质仪器的发展方向，不仅如此，运用微流控芯片技术开发的在线监测系统对于解决现有水质监测的体积庞大、废液多、试剂有效期短、测量周期长、运维困难成本高、易造成二次污染等诸多痛点，形成新的水质检测趋势，有着颠覆性的影响力。

2、此基于微流控盘芯片水质监测设备的标准化和自动化程度高，将行业标准的取样、混合、高温消解、分步加试剂、反应、显色和检测全部集成到一张芯片上，实现一键全自动标准化检测，试剂和所需样品消耗量低，这大大降低了实验的成本，安全性高，试剂微量的消耗可以保证实验过程温和与安全，环境友好，微流体的反应废液排放基本可以忽略，且将难回收和运输的废液变成易回收、易运输、易处理的固体废物，因此对环境几乎没有任何威胁，芯片尺寸小，集成度高，体积小，适用场景多而广。

3、此基于微流控盘芯片水质监测设备的B试剂预置池和C试剂预置池上距离离心中心点最远的位置处于反应池之间均安装了导流微管，从而能够使液囊试剂TP-B和液囊试剂TP-C中的试剂能够完全排出，而回气微管的设置，能够有利于气压的平衡，方便试剂的排出，B试剂预置池、C试剂预置池、消解池和定量池的液体排出处均开设了导流槽，在离心进行试剂的释放时，能够使离心半径逐渐增大，有利于试剂的聚集和排出，保证试剂能够被完全排出。

4、此基于微流控盘芯片水质监测设备的微流控盘芯片的B试剂预置池和C试剂预置池处均安装了穿刺机构，穿刺机构在对液囊试剂TP-B和液囊试剂TP-C进行穿刺后，弹片能够通过卡槽将密封座固定在穿刺孔中，从而将穿刺孔封闭，防止在离心时试剂跑出，提高使用的安全性。

附图说明

图1为一种基于微流控盘芯片水质监测设备的结构示意图；

图2为一种基于微流控盘芯片水质监测设备的剖面示意图；

图3为一种基于微流控盘芯片水质监测设备的微流控盘芯片剖面示意图；

图4为一种基于微流控盘芯片水质监测设备的消解池与消解单元连接示意图；

图5为一种基于微流控盘芯片水质监测设备的穿刺机构安装示意图；

图6为一种基于微流控盘芯片水质监测设备的穿刺机构剖面示意图；

图7为一种基于微流控盘芯片水质监测设备的消解单元剖面示意图；

图中：1、外壳；2、微流控盘芯片；3、离心中心点；4、消解池；5、定量池；6、反应池；7、过滤膜；8、B试剂预置池；9、C试剂预置池；10、液囊试剂TP-B；11、液囊试剂TP-C；12、导流微管；13、回气微管；14、连接微管一；15、连接微管二；16、尖头导流管；17、导流孔；18、消解单元；19、密封胶片；20、玻璃螺口瓶；21、螺口瓶盖；22、穿刺机构；23、弹片；24、导流槽；25、穿刺孔；26、连接板；27、尖头穿刺杆；28、密封座；29、卡槽；30、限位座；31、离心电机；32、放置框；33、传动电机；34、滚珠丝杠；35、穿刺电动推杆；36、光源；37、PD感光传感器；38、机械手；39、控制板；40、显示屏；41、顶盖；42、加热爪；43、安装孔。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种基于微流控盘芯片水质监测设备，包括外壳1、微流控盘芯片2和消解单元18，所述微流控盘芯片2内设置有离心中心点3，所述微流控盘芯片2内固定安装有消解池4、定量池5、反应池6、B试剂预置池8和C试剂预置池9，所述B试剂预置池8和C试剂预置池9内分别内置有液囊试剂TP-B10和液囊试剂TP-C11，所述B试剂预置池8和C试剂预置池9上距离离心中心点最远的位置处固定连接有导流微管12，所述导流微管12的一端与反应池6固定连接并连通，所述导流微管12的另一端内固定安装有过滤膜7，所述B试剂预置池8和C试剂预置池9与反应池6之间均固定连接有回气微管13，所述消解池4的两侧与定量池5之间均连接有连接微管一14，所述定量池5与反应池6之间连接有连接微管二15，所述消解池4的中心位置处固定安装有尖头导流管16，所述消解池4的中心位置处开设有安装孔43，所述尖头导流管16上开设有若干个导流孔17，所述消解单元18包括玻璃螺口瓶20和螺口瓶盖21，所述螺口瓶盖21通过外螺纹与内螺纹配合安装在玻璃螺口瓶20的顶部，所述玻璃螺口瓶20的底部固定镶嵌有密封胶片19，所述微流控盘芯片2上与B试剂预置池8和C试剂预置池9对应的位置处均开设有穿刺孔25，所述穿刺孔25内固定安装有弹片23，所述B试剂预置池8和C试剂预置池9的内侧壁上与导流微管12的连接处和消解池4内侧壁上的连接微管一14处均开设有导流槽24，穿刺机构22包括连接板26和尖头穿刺杆27，所述连接板26的底部固定安装有密封座28，所述密封座28上开设有卡槽29，所述尖头穿刺杆27固定安装在密封座28的底部，所述尖头穿刺杆27上固定安装有2个限位座30，所述尖头穿刺杆27的底部活动安装在穿刺孔25内，所述弹片23的一端处于两个所述限位座30之间，所述外壳1底部的内侧壁上固定安装有机械手38、离心电机31、控制板39和PD感光传感器37，所述离心电机31的输出轴上固定安装有放置框32，所述微流控盘芯片2放置在放置框32内，所述外壳1一侧的内侧壁上固定安装有传动电机33，所述传动电机33的输出轴上固定安装有滚珠丝杠34，所述滚珠丝杠34包括螺杆和螺母，所述滚珠丝杠34的螺母的底部固定安装有穿刺电动推杆35和光源36，所述机械手38的末端固定安装有加热爪42，所述加热爪42上安装有温感传感器，所述加热爪42内置有升温薄膜，所述外壳1的前侧安装有显示屏40。

作为本发明的一种优选实施方式，所述外壳1上通过合页安装有顶盖41。

作为本发明的一种优选实施方式，所述B试剂预置池8和C试剂预置池9分别处于消解池4的两侧并对称。

作为本发明的一种优选实施方式，所述B试剂预置池8和C试剂预置池9的形状和大小均相同。

作为本发明的一种优选实施方式，所述安装孔43的直径与螺口瓶盖21的直径相同。

作为本发明的一种优选实施方式，所述外壳1内置有蓄电池，所述蓄电池分别与控制板39、加热爪42、离心电机31、传动电机33、穿刺电动推杆35、光源36、PD感光传感器37、机械手38、温感传感器和显示屏40电性连接，所述控制板39分别与加热爪42、离心电机31、传动电机33、穿刺电动推杆35、光源36、PD感光传感器37、机械手38、温感传感器和显示屏40电性连接。

一种基于微流控盘芯片水质监测系统，包括处理器以及用于控制的程序，整个电子电路设计由电源转换、核心板、逻辑控制板、PD信号板、电机驱动板和光源驱动板组成，电源转换板用于将输入的24V或是12V电源，转换成5V和3.3V电源，中间内带隔离模块，隔离电压3000VDC,工作温度范围-40度到+105度，转换效率80％以上，带防反接短路保护，输出电流10A，最大程度满足加热和传动设备的供电负荷，核心板主要负责所有传感器、电机、检测、通讯的逻辑处理，检测整机设备中的所有光源信号、温度信号、电机运转状态、控制逻辑、后台通讯协议、电子防伪标签，试剂混合动作、数据存储、数据分析、算法单元，逻辑控制板用于开关量输入信号、继电器动作信号、温感传感器、出入仓门监测、升温与恒温控制、485通讯协议、CAN通讯协议、传动执行器。PD信号板用于检测各类试剂浓度值，将物理量转换成小电流信号，内带I-V转换电路，小信号处理，同向放大器，滤波处理电路，电机驱动板用于电机驱动和加热爪动作。

作为本发明的一种优选实施方式，在使用时，消解试剂提前预置在消解单元18内，定量水样加入消解单元18的玻璃螺口瓶20后拧上螺口瓶盖21，此时消解单元18与微流控盘芯片2是分离的，机械手38通过加热爪42抓取消解单元18并加热，消解单元18快速升温至130℃并恒温25min，待消解液降至室温后，机械手38会将消解单元18微流控盘芯片2上的安装孔43处并按压，消解池4内的尖头导流管16将消解单元18的密封胶片19刺破，消解单元18被固定在安装孔43内，离心电机31带动放置框32和微流控盘芯片2低速离心后，消解液通过尖头导流管16上的导流孔17进入消解池4中，然后进行高速离心，沉淀聚集在消解池4中远离离心中心点3的位置，过滤膜7对消解液进行过滤，清液通过连接微管一14进入定量池5中，然后再通过连接微管二15进入反应池6，传动电机33通过滚珠丝杠34带动穿刺电动推杆35移动到B试剂预置池8处，然后穿刺电动推杆35按压穿刺机构22的连接板26，尖头穿刺杆27下行并将液囊试剂TP-B10刺破，液囊试剂TP-B10被释放，离心电机31工作，带动微流控盘芯片2转动，再进行高速离心旋转，使得液囊试剂TP-B10能够完全转移到反应池6，液囊试剂TP-C11与液囊试剂TP-B10完全同理，通过高速离心定量后的消解液与液囊试剂TP-B10在反应池6中混合，液囊试剂TP-C11被释放，继续通过高速离心进入反应池6进行显色15min，随后微流控盘芯片2反应池6上下的光源36与PD感光传感器37配合进行吸光度检测，计算反应池6内液体对700nm光的吸收情况计算出吸光度，系统在标准工作曲线上读取水样浓度值，B试剂预置池8和C试剂预置池9上距离离心中心点3最远的位置处于反应池6之间均安装了导流微管12，从而能够使液囊试剂TP-B10和液囊试剂TP-C11中的试剂能够完全排出，而回气微管13的设置，能够有利于气压的平衡，方便试剂的排出，B试剂预置池8、C试剂预置池9、消解池4和定量池5的液体排出处均开设了导流槽24，在离心进行试剂的释放时，能够使离心半径逐渐增大，有利于试剂的聚集和排出，保证试剂能够被完全排出，微流控盘芯片2的B试剂预置池8和C试剂预置池9处均安装了穿刺机构22，穿刺机构22在对液囊试剂TP-B10和液囊试剂TP-C11进行穿刺后，弹片23能够通过卡槽29将密封座28固定在穿刺孔25中，从而将穿刺孔25封闭，防止在离心时试剂泄漏，提高使用的安全性，此基于微流控盘芯片2水质监测设备的标准化和自动化程度高，将行业标准的取样、混合、高温消解、分步加试剂、反应、显色和检测全部集成到一张微流控盘芯片2上，实现一键全自动标准化检测，试剂和所需样品消耗量低，这大大降低了实验的成本，安全性高，试剂微量的消耗可以保证实验过程温和与安全，环境友好，微流体的反应废液排放基本可以忽略，且将难回收和运输的废液变成易回收、易运输、易处理的固体废物，因此对环境几乎没有任何威胁，微流控盘芯片2尺寸小，集成度高，体积小，适用场景多而广，能够实现水质检测的微流化，多步骤反应的集成自动化，高温密闭消解的集成和试剂的预置与存储，从而使得开发的实验室及便携式微体积低功耗的微流控芯片水质检测系统有着体积小、试剂消耗和废液极少、功耗极低、反应周期短等突出优点，能够引领实验室快速标准化水质仪器的发展方向，不仅如此，运用微流控芯片技术开发的在线监测系统对于解决现有水质监测的体积庞大、废液多、试剂有效期短、测量周期长、运维困难成本高、易造成二次污染等诸多痛点，形成新的水质检测趋势，有着颠覆性的影响力。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于微流控盘芯片水质监测设备，其特征在于，包括外壳（1）、微流控盘芯片（2）和消解单元（18），所述微流控盘芯片（2）内设置有离心中心点（3），所述微流控盘芯片（2）内固定安装有消解池（4）、定量池（5）、反应池（6）、B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9），所述B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）内分别内置有液囊试剂TP-B（10）和液囊试剂TP-C（11），所述B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）上距离离心中心点最远的位置处固定连接有导流微管（12），所述导流微管（12）的一端与反应池（6）固定连接并连通，所述导流微管（12）的另一端内固定安装有过滤膜（7），所述B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）与反应池（6）之间均固定连接有回气微管（13），所述消解池（4）的两侧与定量池（5）之间均连接有连接微管一（14），所述定量池（5）与反应池（6）之间连接有连接微管二（15），所述消解池（4）的中心位置处固定安装有尖头导流管（16），所述消解池（4）的中心位置处开设有安装孔（43），所述尖头导流管（16）上开设有若干个导流孔（17），所述消解单元（18）包括玻璃螺口瓶（20）和螺口瓶盖（21），所述螺口瓶盖（21）通过外螺纹与内螺纹配合安装在玻璃螺口瓶（20）的顶部，所述玻璃螺口瓶（20）的底部固定镶嵌有密封胶片（19），所述微流控盘芯片（2）上与B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）对应的位置处均开设有穿刺孔（25），所述穿刺孔（25）内固定安装有弹片（23），所述B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）的内侧壁上与导流微管（12）的连接处和消解池（4）内侧壁上的连接微管一（14）处均开设有导流槽（24），所述B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）处均安装了穿刺机构（22），穿刺机构（22）包括连接板（26）和尖头穿刺杆（27），所述连接板（26）的底部固定安装有密封座（28），所述密封座（28）上开设有卡槽（29），所述尖头穿刺杆（27）固定安装在密封座（28）的底部，所述尖头穿刺杆（27）上固定安装有2个限位座（30），所述尖头穿刺杆（27）的底部活动安装在穿刺孔（25）内，所述弹片（23）的一端处于两个所述限位座（30）之间，所述外壳（1）底部的内侧壁上固定安装有机械手（38）、离心电机（31）、控制板（39）和PD感光传感器（37），所述离心电机（31）的输出轴上固定安装有放置框（32），所述微流控盘芯片（2）放置在放置框（32）内，所述外壳（1）一侧的内侧壁上固定安装有传动电机（33），所述传动电机（33）的输出轴上固定安装有滚珠丝杠（34），所述滚珠丝杠（34）包括螺杆和螺母，所述滚珠丝杠（34）的螺母的底部固定安装有穿刺电动推杆（35）和光源（36），传动电机（33）通过滚珠丝杠（34）带动穿刺电动推杆（35）移动到B试剂预置池（8）处，然后穿刺电动推杆（35）按压穿刺机构（22）的连接板（26），所述机械手（38）的末端固定安装有加热爪（42），所述加热爪（42）上安装有温感传感器，所述加热爪（42）内置有升温薄膜，所述外壳（1）的前侧安装有显示屏（40）。

2.根据权利要求1所述的一种基于微流控盘芯片水质监测设备，其特征在于：所述外壳（1）上通过合页安装有顶盖（41）。

3.根据权利要求1所述的一种基于微流控盘芯片水质监测设备，其特征在于：所述B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）分别处于消解池（4）的两侧并对称。

4.根据权利要求1所述的一种基于微流控盘芯片水质监测设备，其特征在于：所述B试剂预置池（8）和C试剂预置池（9）的形状和大小均相同。

5.根据权利要求1所述的一种基于微流控盘芯片水质监测设备，其特征在于：所述安装孔（43）的直径与螺口瓶盖（21）的直径相同。

6.根据权利要求1所述的一种基于微流控盘芯片水质监测设备，其特征在于：所述外壳（1）内置有蓄电池，所述蓄电池分别与控制板（39）、加热爪（42）、离心电机（31）、传动电机（33）、穿刺电动推杆（35）、光源（36）、PD感光传感器（37）、机械手（38）、温感传感器和显示屏（40）电性连接，所述控制板（39）分别与加热爪（42）、离心电机（31）、传动电机（33）、穿刺电动推杆（35）、光源（36）、PD感光传感器（37）、机械手（38）、温感传感器和显示屏（40）电性连接。

7.使用如权利要求1所述的基于微流控盘芯片水质监测设备的监测系统，其特征在于：包括处理器，整个电子电路设计由电源转换、核心板、逻辑控制板、PD信号板、电机驱动板和光源驱动板组成，电源转换板用于将输入的24V或是12V电源，转换成5V和3.3V电源，中间内带隔离模块，隔离电压3000VDC,工作温度范围-40度 到 +105度，转换效率80%以上，带防反接短路保护，输出电流10A，满足加热和传动设备的供电负荷，核心板主要负责所有传感器、电机、检测、通讯的逻辑处理，检测整机设备中的所有光源信号、温度信号、电机运转状态、控制逻辑、后台通讯协议、电子防伪标签，试剂混合动作、数据存储、数据分析、算法单元，逻辑控制板用于开关量输入信号、继电器动作信号、温感传感器、出入仓门监测、升温与恒温控制、485通讯协议、CAN通讯协议、传动执行器，PD信号板用于检测各类试剂浓度值，将物理量转换成小电流信号，内带I-V转换电路，小信号处理，同向放大器，滤波处理电路，电机驱动板用于电机驱动和加热爪动作。

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