CN117813460A - 使用霍尔效应传感器的电磁阀监测器 - Google Patents

Abstract

公开了用于检测自动分析仪中的故障的系统和方法。系统和方法可以包括接收来自传感器(116)的信号，该传感器比如是位于电磁阀(100)的线圈(104)附近的霍尔效应传感器。来自传感器的信号可以与当线圈被通电时电磁阀的柱塞(102)被吸入到线圈中时所产生的磁通量或磁通量的变化相关联。信号与参考值的偏差可以指示电磁阀的故障。在检测到故障时，可以确定故障前状态。

Description

使用霍尔效应传感器的电磁阀监测器

优先权要求

本申请要求于2021年10月25日提交的序列号为63/271,609的美国临时申请的优先权的权益，该美国临时申请的全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及电磁阀及其用途。更具体地，本公开涉及使用传感器来监测电磁阀及电磁阀用于控制使用这种阀的自动分析仪或其他装置的使用方法。

背景技术

测定是用于定性评估或测量分析物的特性的分析过程。分析物可以是化学物质、生物体中的细胞或其他有机样品。进行测定时，将分析物放置在自动分析仪中。自动分析仪包括用以测量所讨论的特性的仪器。

发明内容

公开了用于检测自动分析仪中的故障的系统和方法。系统和方法可以包括接收来自传感器的信号，该传感器比如是位于电磁阀的线圈附近的霍尔效应传感器。来自传感器的信号可以与在使线圈通电时，电磁阀的柱塞被吸入到线圈中时所产生的磁通量或磁通量的变化相关联。信号与参考值的偏差可以指示电磁阀出现故障。在检测到故障时，可以确定故障前状态。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的附图标记可以在不同的视图中描述类似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可以表示类似部件的不同实例。附图以示例的方式而非限制性的方式概括性地说明了本文件中所讨论的各种实施方式。

图1A、图1B、图1C和图1D各自示出了与本公开的至少一个实施方式一致的电磁阀的示例示意图。

图2示出了与本公开的至少一个实施方式一致的电磁阀的磁通量与输入电压的曲线。

图3示出了与本公开的至少一个实施方式一致的命令信号和监测信号的曲线。

图4A和图4B示出了与本公开的至少一个实施方式一致的命令信号和监测信号的曲线。

图5示出了与本公开的至少一个实施方式一致的命令信号和监测信号的曲线。

图6至图16各自示出了根据本公开的至少一个示例的与用于检测异常的相应逻辑相对应的不同信号。

图17示出了与本公开一致的示例方法。

图18示出了与本公开一致的计算装置的示例示意图。

图19示出了与本公开一致的示例。

图20示出了与本公开一致的示例。

图21示出了与本公开一致的示例。

贯穿若干个视图，对应的附图标记指示对应的部件。本文中陈述的范例说明了本公开的示例性实施方式，并且这样的范例不应当被解释为以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

电磁阀用作临床或其他化学系统中所使用的自动分析仪上的流体开关部件。目前，自动分析仪不包括用以监测电磁阀的功能并且/或者基于电磁阀的功能控制自动分析仪的系统或方法。因此，当阀发生故障时，流体系统错误可能不会被系统识别。这种故障识别的缺乏可能会增加由于阀故障而在自动分析仪的分配、清洗和其他功能上产生错误的潜在风险。

目前，难以从可以用于测定系统的若干个阀中识别出有缺陷的阀或以其他方式检测出有故障的阀。因此，在维修系统时，现场服务工程师可能至少要花费大量的时间来识别具有这样的缺陷的阀。这可能导致用户的停机时间延长。另外，有缺陷的阀可能导致样品损坏或与使用自动分析仪进行的测试相关的其他错误。

如本文中所公开的，传感器、比如霍尔效应传感器可以位于电磁阀的线圈附近。当线圈通电并且电磁阀的柱塞被吸入到线圈中时，传感器可以检测磁通量以及/或者磁通量和/或磁场的变化。可以使用如本文中所公开的一个或更多个逻辑来检测与已知磁通量和/或磁场的偏差和/或变化。当偏差和/或变化大于阈值时，可以确定故障前状态。

故障前状态可以指示阀正以指示在不久的将来可能会发生故障的方式工作。换句话说，故障前状态可以指示阀接近故障模式，但仍按预期工作。因此，可能需要补救措施来避免阀在使用期间出现故障。例如，故障前状态可以指示阀需要在操作的X天或Y小时内被更换或以其他方式进行维修，以避免阀在测定过程期间的潜在故障。

上述的讨论意在提供本专利申请的主题的概述。其并非意在提供对本发明的排他性的或详尽的解释。包括以下描述以提供关于本专利申请的进其他信息。

现在转到附图，图1A、图1B、图1C和图1D各自示出了与本公开的至少一个实施方式一致的电磁阀100。电磁阀100可以包括柱塞102、线圈104、弹簧106和密封件108。如图1A所示，在初始状态下，线圈104可以不通电并且弹簧108可以向柱塞102施加力，由此使密封件108与由电磁阀的本体112限定的开口110接触。如图1B所示，在柱塞102处于第一位置(即，闭合位置)的情况下，流体114可以进入到本体112中。由于柱塞102处于第一位置，因此流体110不能流动通过电磁阀100。

为了允许流体114流动通过电磁阀100，可以致动电磁阀100。为了致动电磁阀100，可以通过使电流、比如交流电或直流电通过线圈104而使线圈104通电。在使线圈104通电时，柱塞102可以行进至第二位置(即打开位置)。在柱塞102处于第二位置的情况下，流体114可以穿过电磁阀100，如图1C所示。为了使流体114的流动中止，线圈104可以断电。在使线圈104断电时，弹簧106可以使柱塞102行进至第一位置。在到达第一位置时，密封件108可以接触开口110，由此使流体114的流动停止。

如本文中所公开的，有时电磁阀100可能发生故障并且柱塞102可能被卡住或者以其他方式不能从第一位置完全行进至第二位置或者从第二位置完全行进至第一位置。当发生这种情况时，流体114的流动可能偏离期望的水平。例如，当柱塞没有完全行进至第二位置(即打开位置)时，通过电磁阀100的流体114的流量可能小于期望的流量，因为柱塞102可能部分地阻塞流体流的路径。

当线圈104通电并且柱塞102进入线圈104时，可以产生磁通量或者可以检测到磁通量的变化。磁通量或磁通量的变化可以用传感器116测量。例如，传感器116可以是霍尔效应传感器、线性霍尔效应传感器等，这些传感器可以测量磁通量和/或磁通量的变化并输出信号。输出信号可以是由计算装置接收的并且与如本文中所公开的磁通量和/或磁通量的变化相关联的电压。

图2示出了用于与本公开的至少一个实施方式一致的电磁阀、比如电磁阀100的磁通量与输入电压的曲线200。当柱塞、比如柱塞102进入通电线圈、比如线圈104时，传感器、比如传感器116可以输出与图2中所示的磁通量相关联的电压。图2示出的是，对于柱塞的不同位置，磁通量可以不同。

如图2所示，当电压、比如24伏的电压施加至线圈时，磁通量发生变化。在正常操作期间，如由线202表示的，当施加的电压达到阈值电压、比如16V时，磁通可能偏离线性轨迹。换句话说，当柱塞被拉入到通电线圈中时，柱塞可能会导致磁通跃增。阈值电压可以是用于电磁阀的额定电压。例如，电磁阀可以被设计成以16V被致动，并且因此在正常操作条件下，需要16V来使电磁阀的柱塞从闭合位置完全转换至打开位置。

换句话说，对于普通的电磁阀机构，可移动的芯柱塞、比如铁芯柱塞通过弹簧的力保持在闭合位置。当电压施加至电磁阀时，电流流动通过线圈以产生磁场，并且线圈变成电磁体以产生电磁力。随着施加的电压增加，流动通过线圈的电流也增加，并且线圈的磁场和电磁力也增加。柱塞通过弹簧的力保持在闭合位置，并且电磁阀的流动路径保持闭合。

然而，当电压达到阈值电压、例如16V时，用于将柱塞拉动到线圈中的电磁力克服了弹簧力并将柱塞向上拉动到线圈中。当柱塞进入线圈时，可以具有金属(例如，铁、镍、钴、铝等或任何金属合金)芯的柱塞被磁化并且被添加至由通电线圈产生的磁场。因此，当通过给线圈通电而将柱塞快速(例如几分之一秒、比如0.1秒或更短)拉动到线圈中时，磁场快速增加并且产生线202所示的跃增。

柱塞的面积越大，线202所示的磁场跃增量就越大。例如，具有比第二柱塞的第二表面积Y大的第一表面积X的第一柱塞比第二柱塞具有更大的磁通量跃增。

线204示出了当柱塞被卡在打开位置时的示例。在打开位置中，由传感器测量的磁通量可以包括作为卡在线圈中的柱塞的线圈的磁通量。由于柱塞随着线圈被磁化而被磁化，因此磁通量的变化保持线性，如图2所示。

线206示出了当柱塞被卡在闭合位置时的示例。在闭合位置中，柱塞不位于线圈中。因此，由传感器测量的磁通量可以基本上仅包括线圈的磁通量。由于所测量的磁通量基本上仅包括线圈的磁通量，因此所测量的磁通量可以低于线以204所示的线圈和柱塞的所测量的磁通量。

图2中所示的磁通量可以跃增的电压和点仅用于说明目的。所施加的电压和发生磁通量跃增的电压可以取决于许多因素。例如，对于施加较大的力以将柱塞保持在闭合位置的弹簧，可能需要施加更大的电压来将柱塞移动至打开位置。例如，第一弹簧可以产生第一力X并且第二弹簧可以产生第二力Y以将柱塞保持在闭合位置。因此，使用第一弹簧将柱塞从闭合位置移动比使用第二弹簧将柱塞从闭合位置移动可能需要更大的电压。

如附图标记208所示，线204与线202之间的磁通量读数可以表示柱塞卡在打开位置与闭合位置之间的情况。换句话说，如果柱塞应当从闭合位置移动并且在向打开位置的转换期间被卡住，则磁通量可能会发生跃增，但是该跃增将不会超过指示柱塞已经移动至打开位置的阈值。例如，线202示出了大约40韦伯的增加。因此，40韦伯可以是阈值。在从闭合状态转换至打开状态期间，如果柱塞被卡住，则磁通量可能仅跃增10韦伯、20韦伯或30韦伯。因此，磁通量可能小于预期的40韦伯，并且因此可以指示错误。

图3示出了与本公开的至少一个实施方式一致的命令信号302和监测信号304的曲线300。具体地，图3示出了当电磁阀、比如电磁阀100正常工作时的命令信号302和监测信号304。当阀正常工作时，命令信号302和监测信号304可以是同步的。例如，当命令信号302传输至电磁阀以打开阀时，电压电流可以从第一状态或参考状态(例如，0V或0安培)转换至第二状态或操作状态(例如，X伏或Y安培)。该信号可以使线圈比如线圈104通电。在使线圈通电时，柱塞、比如柱塞102可以被吸入到线圈中，由此导致如本文中所公开的磁通量的变化。在磁通量发生变化时，传感器、比如传感器116可以传输信号(即，监测信号304)。

如本文中所公开的，监测信号可以与命令信号302同步，因为在使线圈通电时，柱塞可以立即被吸入到线圈中，从而导致磁通量随着线圈通电而瞬时或几乎瞬时地变化，如图3所示。监测信号304跃增的值可以是用于电磁阀的已知的值。例如，对于给定的电磁阀，当柱塞被吸入到线圈中时，监测信号的值可以从0V增加至1.45mV。因此，与监测信号304的任何偏差都可以指示如本文中所公开的电磁阀的操作中的错误。

图4示出了与本公开的至少一个实施方式一致的命令信号402和监测信号404的曲线400。更具体地，曲线400示出了在阀存在异常时的示例。例如并且如图4B中详细示出的，在与使线圈通电和使柱塞从闭合状态转换至打开状态相关联的斜坡上升期间，监测信号404可能具有不规则性408。不规则性408可以指示柱塞的不平滑和/或连续运动，如监测信号404中的凸起部或其他不连续部所表示的。例如，如果柱塞暂时卡住，则不规则性408可以指示由于柱塞卡住而导致的操作负载的增加。

图5示出了与本公开的至少一个实施方式一致的命令信号502和监测信号504的曲线500。图5示出了碎屑可能出现在电磁阀的移动部分之间时的示例。例如是在碎屑可能出现在柱塞与柱塞抵靠其滑动或以其他方式移动的表面之间时的示例。碎屑可能导致柱塞行进的冲程或距离短于碎屑不存在时柱塞行进的正常距离。因此，如图5所示，传感器可以输出不具有与正常操作期间相同的电压阶跃的监测信号、即监测信号504。例如，代替监测信号504具有在正常操作期间预期的1.45mV的电压阶跃，监测信号504可以具有指示较短的柱塞行进冲程的1.35mV的电压阶跃。监测信号504的减少可能是由于冲程减少而导致线圈中包含的芯部的面积小于正常操作期间的面积。因此，减小的芯部面积可能导致由霍尔效应传感器测量的磁通量的减小。

如本文中所公开的，使用霍尔效应传感器可以允许检测电磁阀的打开反应时间和关闭反应时间。通过监测反应时间，还可以检测电磁阀的异常操作。使用如本文中所述的传感器，可以检测电磁阀正常工作的条件和发生故障的条件。从磁传感器输出的信号可能因阀的类型而不同。因此，可以为各种传感器开发和实现多种判断逻辑。如本文中所公开的，传感器可以将磁量关联为线性输出。因此，可以通过如表1中所示的多个判断逻辑来判断电磁阀的异常，以确定电磁阀的准确操作条件。

可以使用表1中的逻辑来判断从传感器接收的磁量的波形。在检测到异常时，可以确定故障前状态。在确定故障前状态存在时，警报可以被启用并且/或者自动分析仪的操作可以被终止。另外，在检测到故障前状态时，可以启动自诊断测试过程。自诊断测试可以包括通过自动分析仪测试流量以确认阀被卡住。表1呈现了可以用于检测异常的九个不同逻辑。虽然表1示出了九个逻辑，但可以创建任意数目的逻辑来检测异常，并且可以将多于一个的逻辑与信号阀一起使用来检测不同类型的异常。

逻辑1示出了上升延迟，并且可以用于测试“开启”信号与来自传感器的“开启”信号之间的延迟是否大于阈值。换句话说，逻辑1可以用于使用从启用(即控制)信号被发送至线圈的时间和传感器返回指示由于柱塞被吸入到电磁阀的线圈中而引起的磁通量变化的信号的时间的延迟来检测异常。例如，图6示出了磁场响应602(分别标记为响应602A、602B和602C)与被传输至阀的启用信号604有关。各个响应602可以对应于打开信号与关闭信号之间的时间延迟606的不同阈值。例如，响应602A可以对应于10ms的阈值，响应602B可以对应于50ms的阈值并且响应602C可以对应于100ms的阈值。其中可以使用逻辑1的示例阀是自动分析仪的样品/试剂分配阀。

图7示出了用于根据本公开的至少一个示例的三通阀的波形。如图7所示，可以将控制信号702供应给阀并且可以测量磁场响应704。在三通阀的情况下，将输出图7中所示的波形并且由于瞬变现象磁量可能超出限度。因此，可能需要在稳定的磁量的时间范围内、比如图8和图9所示那些稳定的磁量的时间范围内进行判断。

逻辑2示出了“开启”周期检查并且以可用于测试“开启”信号与来自传感器的“开启”信号之间的延迟是否类似于逻辑1而超过阈值，但是需要更高精度的控制。例如，图8示出了与传输至阀的启用信号804相关的磁场响应802。响应602可以对应于允许响应602振荡的不同偏移。如本文中所公开的，正常值、比如平均值可以偏移值α和β。α和β可以是时间值。α可以是小于β的值。β可以大于α并且可以对应于紧接控制信号804关闭之前的时间。可以使用逻辑2的非限制性示例阀是洗涤剂产生阀、废物阀、大气释放阀等。

逻辑3示出了下降延迟并且可以用于测试“关断”信号与来自传感器的“关断”信号之间的延迟是否大于阈值。换句话说，逻辑3可以用于使用从启用(即控制)信号被关闭以使线圈断电的时间和传感器返回指示由于柱塞被弹簧挤出线圈而导致的磁通量变化的信号的时间的延迟来检测异常。逻辑3还可以用于检测阀的隔膜是否被卡住并且导致柱塞运动堵塞。例如，图9示出了与传输至被关闭的阀的启用信号904相关的磁场响应902(分别标记为响应902A、902B和902C)。各个响应902可以对应于从截止时间908开始的时间延迟906的不同阈值。例如，对于正常操作，响应902A可以对应于小于10ms的阈值，对于在闭合转换期间可能暂时卡住的柱塞，响应902B可以对应于50ms的阈值，并且响应902C可以对应于大于100ms的阈值，这可能指示阀卡在给定位置。可以使用逻辑3的示例阀是自动分析仪的样品内部清洗阀。

图6至图9可以对应于施加至电磁阀的线圈的直流电。然而，可以施加交流电。图10示出了与传输至阀的启用信号1004相关的磁场响应102。如图10所示，由于当前施加至线圈的是交变的，因此响应602的波形可以是周期的或是以其他方式非恒定的。换句话说，当交流电施加至线圈时，可能的缺陷不能通过平均值进行判断。因此，可能需要替代性的方法。

逻辑4可以用于测试与“开启”状态相对应的波形是否由于在电磁阀正常操作时由磁量的变化引起的劣化而稳定。例如，图10示出了与传输至阀的启用信号1004相关的磁场响应1002(分别标记为响应1002A、1002B和1002C)。各个响应1002可以对应于劣化的不同阈值。例如，响应1002A可以对应于达到最大值的正常阀操作，响应1002B可以对应于最大值0.7的阈值，并且响应1002C可以对应于最大值0.5的阈值。对于响应1002B和1002C所示的不同响应阀可以对应于阀中不同程度的劣化(即磨损)。可以使用逻辑4的示例阀是交流电磁阀。

逻辑5可以用于逻辑1和逻辑3的相同情况，但用于“开启”时间不稳定的阀。例如，图12示出了与传输至阀的启用信号1204相关的磁场响应1202(分别标记为响应1202A、1202B和1202C)。例如，响应1202A可以对应于达到最大值的正常阀操作，响应1202B可以对应于与最大值偏离0.7的阈值，并且响应1202C可以对应于与最大值偏离0.75的阈值。可以使用逻辑5的示例阀是自动分析仪的样品内部清洗阀。

逻辑6可以用于检测用于“开启”状态的波形是否由于劣化而随着时间的推移稳定或不稳定。例如，图13示出了与传输至阀的启用信号1304相关的磁场响应1302(分别标记为响应1302A、1302B和1302C)。各个响应1302可以对应于打开信号与关闭信号之间的平均值1306的不同阈值。例如，响应1302A可以对应于正常阀操作，在正常阀操作中，检测到用于平均值1306的磁场，响应1302B可以对应于检测到用于平均值1306+/-10％的磁场的阈值，并且响应1302C可以对应于检测到用于平均值1306+/-15％的磁场的阈值。可以使用逻辑6的示例阀是交流电磁阀。

逻辑7可以用于逻辑1和逻辑3的相同情况，但用于“开启”时间不稳定的阀。例如，图14示出了与传输至阀的启用信号1404相关的磁场响应1402(分别标记为响应1402A、1402B和1402C)。例如，响应1402A可以对应于正常阀操作，在正常阀操作中，检测到用于线圈的初始通电的平均值1406的磁场，响应1402B可以对应于检测到用于平均值1406+/-10％的磁场的阈值，并且响应1402C可以对应于检测到用于平均值1406+/-15％的磁场的阈值。响应1402B和1402C可以对应于用于柱塞到达指示潜在故障的打开位置的较长时间。可以使用逻辑7的示例阀是具有节能电路的电磁阀。在利用逻辑7的示例实施方式中，电磁阀在通电时刻(即，当线圈被启用或从“关断”切换至“开启”时)可能需要最大的功率，并且不需要同样多的功率来维持通电线圈。因此，在电磁阀的情况下可以具有内置的节能电路以防止热产生等。

逻辑8可用于使用上升积分来检测阀内的较小的缺陷。换句话说，逻辑8可以是在重大故障发生之前检测阀故障或阀的功能逐渐劣化的更敏感的方式。例如，图15示出了与传输至阀的启用信号1504相关的磁场响应1502(分别标记为响应1502A、1502B和1502C)。各个响应1502可以对应于打开信号与关闭信号之间的平均值1506的不同阈值。例如，响应1502A可以对应于正常阀操作，在正常阀操作中检测到用于平均值1506磁场，响应1502B可以对应于检测到用于平均值1506+/-10％的磁场的阈值，并且响应1502C可以对应于检测到用于平均值1506+/-15％的磁场的阈值。可以使用逻辑8的示例阀是自动分析仪的样品内部清洗阀。

如关于逻辑8和图15所公开的，逻辑9可以用于检测阀内的较小缺陷，除了使用下降积分用于从“开启”状态转换至“关断”状态之外，而逻辑9和图15旨在检测从“关断”状态转换至“开启”状态时的故障。例如，图16示出了与传输至阀的启用信号1604相关的磁场响应1602(分别标记为响应1602A、1602B和1602C)。各个响应1602可以对应于打开信号与关闭信号之间的平均值1606的不同阈值。例如，响应1602A可以对应于检测到用于平均值1606磁场的正常阀操作，响应1602B可以对应于检测到用于平均值1606+/-10％的磁场的阈值，并且响应1602C可以对应于检测到用于平均值1606+/-15％的磁场的阈值。可以使用逻辑8的示例阀是自动分析仪的样品内部清洗阀。

在逻辑8和逻辑9以及对应的图15和图16的情况下，可以通过上升倾斜度的最大值、平均值或积分等进行判断。图6至图16中所示的磁场响应可以与电压相关联。例如，霍尔效应传感器可以输出电压并且处理器可以使用公式或查找表将电压与图6至图16所示的磁场读数相关联。

由于存在由于电磁阀和传感器的个体差异而引起的变化，或者由于安装位置而引起的磁量的变化，通过执行用于阈值设定的校准以及阈值的校和零点校正，可以更精确地测量磁量。例如，可以将多个测量结果的平均值设定为作为正常值的阈值。可以设定电磁阀的操作时间的零点校正。磁量的零点校正加上电磁阀被启用(即“开启”)时的值可以用于提供增益校正。

虽然本文中已经公开了电压和霍尔效应传感器，但是也可以使用电流传感器。例如，可以监测阀的电流变化以监测电磁阀的打开/关闭。因此，本文中所公开的输出信号可以是电流读数。

图17示出了与本公开一致的示例方法1700。方法1700可以在可以接收输出信号的阶段1702处开始。输出信号可以来自位于电磁阀的线圈附近的传感器。例如，输出信号可以是电压。在另一示例中，输出可以是与磁通量相关联的信号。例如，传感器可以包括电路，该电路可以将读数转换成信号并且将信号传输至如本文中所公开的处理器。

在另一示例中，处理器可以接收输出信号并且使用数学公式或查找表将电压与磁通量读数和/或磁场变化相关联(1704)。将电压与磁通量读数相关联可以包括将输出信号转换成波形并且确定波形何时偏离预定波形的预定范围。例如，输出信号可以被转换成如图6至图16中的任一者所示的波形。

方法1700可以包括基于传感器的输出信号确定(1706)电磁阀的线圈附近磁场的变化。例如，电磁阀的线圈附近磁场的变化可以包括当柱塞被弹簧拉动到通电线圈中或推出线圈时磁场的突然变化、比如在小于10ms的时间内的突然变化。在另一示例中，可以将信号转换成如本文中所公开的波形，并且然后可以将该波形与已知或预期的波形进行比较，以确定与已知或预期的波形的偏差。例如，可以从已知或预期的波形中减去构成波形的值，以确定波形偏离已知或预期的波形预定范围。

确定何时发生偏差可以包括选定逻辑并且所选定的逻辑可以取决于电磁阀的类型。例如，如表1所示，各种逻辑中的每一种逻辑可以适用于不同类型的电磁阀。因此，可以基于自动分析仪中所使用的电磁阀的类型来选定用于确定发生偏差的所选定的逻辑。

一旦检测到超过阈值的偏差，就可以确定(1708)故障前状态。如本文中所公开的，故障前状态可以指示故障可能在给定时间段内发生。例如，故障前状态可以指示故障可能在X小时或Y天内发生。因此，可能需要维护。

在确定故障前状态时，可以生成(1710)故障前状态的指示。该指示可以包括由于磁场的变化在预定范围之外而中断测定过程。例如，处理器可以向自动分析仪的继电器或其他部件传输信号，以终止正在实施的任何当前测定过程。终止测定过程还可以包括使驱动测定过程的信号的传输停止。

故障前状态的指示还可以包括启用警报以向技术人员指示可能需要维护。例如，在检测到偏差时，可以启用声音和/或视觉警报以指示自动分析仪的至少一个电磁阀的故障。

方法1700还可以包括启动(1712)测试。如本文中所公开的启动测试可以包括由自动分析仪启动自诊断测试。启动测试还可以包括通知技术人员需要维护并且技术人员可以使用已知浓度的样品执行系统完整性评估。

图18示出了与本公开一致的计算装置1800的示例示意图。计算装置1800可以是自动分析仪的部件或者可以是电耦合至自动分析仪以发送和接收信号的独立计算装置，如本文中所公开的。如图18所示，计算装置1800可以包括处理器1802和存储器1804。存储器1804可以包括软件模块1806和逻辑数据1808。当在处理器1802上执行时，软件模块1804可以执行用于监测电磁阀和控制自动分析仪的过程，该过程包括例如在本文中关于图1700所描述的方法1700中所包括的一个或更多个阶段。计算装置1800还可以包括用户界面1810、通信端口1812和输入/输出(I/O)装置1814。

如本文中所公开的，软件模块1806可以包括指令，指令在由处理器1802执行时使处理器1802接收来自传感器的输出信号、如本文中所公开的确定电磁阀何时具有故障、终止和测定过程并且/或者启用警报。例如，使用输出信号处理器1802可以确定电磁阀被卡在关闭位置、终止测定程序并且启用警报，如本文中所公开的。

逻辑数据1808可以包括可以用于确定由处理器1802接收的输出信号何时偏离预定阈值的各种逻辑。例如，逻辑数据1808可以包括表1中所示的逻辑1至逻辑9中的任一者。逻辑数据1808还可以包括用以将电压与磁场读数相关联的公式和/或查找表，如本文中所公开的。

用户界面1810可以包括允许用户与计算装置1800交互的任意数目的装置。用户界面1810的非限制性示例包括小键盘、麦克风、显示器(触摸屏或其他显示器)等。

通信端口1812可以允许计算装置1800与各种信息源和装置比如但不限于远程计算装置比如服务器或由测试设施维护的其他远程计算机、移动装置、外围装置等通信。通信端口1812的非限制性示例包括以太网卡(无线或有线)、Bluetooth(蓝牙)发射器和接收器、近场通信模块等。

I/O装置1814可以允许计算装置1800接收和输出信息。例如，I/O装置1814可以包括连接至电磁阀的传感器或者允许传感器连接至计算装置1800的端口。I/O装置1814的非限制性示例包括通用串行总线(USB)端口、并行端口、照相机(静态或视频)、指纹或其他生物识别扫描仪等。

示例

图19示出了用于电磁阀的波形。线A表示在正常操作条件下正常工作的电磁阀。线B表示在异常操作条件之前以及线C表示异常操作条件。

可以使用表1的逻辑如下述检测条件(A)至条件(C)。

(A)→(B)：指定的平均周期(表1——逻辑No7)

(A)→(C)：指定的最大周期(表1——逻辑No5)

(C)→(B)：指定的平均周期(表1——逻辑No7)

在图20中，曲线2002示出了正常操作条件下的电磁阀的磁波形，并且曲线2004示出了趋向于异常条件的条件下的电磁阀的磁波形。使用本文中所公开的系统和方法，可以通过比较曲线2010中所示的阴影区域2006和2008的累积量的值来进行检测。

图21示出了可以通过指定的最大周期的逻辑(表1——逻辑No.5)(例如，条件(A)→条件(C))来检测故障电磁阀的示例。如图21所示，正常条件(曲线2102)与异常条件(曲线2104)之间的磁波形存在差异。因此，可以通过监测电磁阀操作开始之后所产生的上升磁波形的最大量(最大值1)和此后的最大量(最大值2)来检测异常条件。如曲线2106中所示的差异可以指示故障的电磁阀。

附加示例和注释

下述非限制性示例详述了本主题的某些方面以解决这些挑战并提供本文中所讨论的益处等。

示例1是一种自动分析仪，该自动分析仪包括：电磁阀，该电磁阀包括限定腔的阀本体、至少部分地位于腔内的柱塞以及位于柱塞的一部分附近的电线线圈；传感器，该传感器位于线圈附近；处理器，该处理器与传感器和电磁阀电通信；以及存储器，该存储器用于存储指令，指令在由处理器执行时使得处理器执行包括下述各者的动作：使电磁阀的电线线圈通电；接收来自传感器的信号，该信号与电磁阀附近的磁通量相关联；以及当该信号在预定范围之外时确定故障前状态。

在示例2中，示例1的主题可选地包括，其中，信号是电压并且在预定范围之外的信号包括低于预设电压的电压。

在示例3中，示例1至示例2中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括：将信号转换成波形；以及确定波形何时偏离预定波形达预定范围。

在示例4中，示例1至示例3中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，预定范围基于电磁阀的类型。

在示例5中，示例1至示例4中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，传感器是线性霍尔效应传感器。

在示例6中，示例1至示例5中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，传感器是多个传感器中的一个传感器并且电磁阀是多个电磁阀中的一个电磁阀。

在示例7中，示例1至示例6中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态时生成故障前状态的指示。

在示例8中，示例1至示例7中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

在示例9中，示例1至示例8中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态时启动自诊断测试过程。

示例10是一种用于控制自动分析仪的系统，该系统包括：处理器；以及存储器，该存储器存储指令，指令在由处理器执行时使处理器执行包括下述各者的动作：将控制信号传输至自动分析仪的电磁阀，该控制信号可操作成致动自动分析仪的电磁阀；接收来自位于电磁阀的线圈附近的传感器的输出信号，该输出信号与电磁阀的线圈附近的磁通量相关联；以及响应于中断测定过程而确定故障前状态。

在示例11中，示例10的主题可选地包括，其中，输出信号是电压并且在预定范围之外的输出信号包括低于预设电压的电压。

在示例12中，示例10至示例11中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括：将输出信号转换成波形；以及确定波形何时偏离预定波形达预定范围。

在示例13中，示例10至示例12中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，预定范围基于电磁阀的类型。

在示例14中，示例10至示例13中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，传感器是线性霍尔效应传感器。

在示例15中，示例10至示例14中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，系统是自动分析仪的部件。

在示例16中，示例10至示例15中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态时生成故障前状态的指示。

在示例17中，示例10至示例16中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

在示例18中，示例10至示例17中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态时启动自诊断测试过程。

示例19是一种用于确定流体样品的至少一个参数的系统，该系统包括电磁阀、传感器和处理器，该电磁阀包括：阀本体；柱塞，该柱塞至少部分地位于阀本体内，柱塞能够在第一位置与第二位置之间移动；以及线圈，该线圈环绕柱塞的至少一部分，该线圈布置成在处于通电状态时磁化柱塞，该传感器布置在线圈附近，该传感器配置成检测线圈附近磁场的变化以及输出输出信号，该处理器与电磁阀和传感器电通信，该处理器操作成执行包括确定输出信号何时偏离阈值的动作。

在示例20中，示例19的主题可选地包括，其中，至少一个传感器是霍尔效应传感器。

在示例21中，示例20的主题可选地包括，其中，传感器中的至少一个传感器是线性霍尔效应传感器。

在示例22中，示例19至示例21中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，至少一个传感器直接附接至该阀本体。

在示例23中，示例19至示例22中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，输出信号何时偏离阈值是基于至少一个判断逻辑的。

在示例24中，示例19至示例23中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，当输出信号偏离至少一个判断逻辑的阈值时能够触发警报。

在示例25中，示例24的主题可选地包括，其中，警报由判断单元触发。

在示例26中，示例24至示例25中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，警报是电磁阀故障警报和/或电磁阀更换警报。

在示例27中，示例19至示例26中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与柱塞的第一位置与第二位置之间的时间差进行比较，第一位置是闭合状态并且第二位置是打开状态。

在示例28中，示例19至示例27中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与柱塞的第二位置之间的时间差进行比较，第二位置是打开状态。

在示例29中，示例19至示例28中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与柱塞转换至第一位置时的下降时间进行比较，第一位置是闭合状态。

在示例30中，示例19至示例29中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与柱塞处于第二状态并且供应交流电以产生通电状态时的最大值进行比较。

在示例31中，示例19至示例30中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与柱塞处于第二位置时的时间段期间的最大值进行比较。

在示例32中，示例19至示例31中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与柱塞处于第二位置时的平均值进行比较。

在示例33中，示例19至示例32中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与柱塞处于第二位置时的时间段期间的平均值进行比较。

在示例34中，示例19至示例33中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与输出信号的上升积分进行比较。

在示例35中，示例19至示例34中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，确定输出信号何时偏离阈值包括处理器将输出信号与输出信号的下降积分进行比较。

在示例36中，示例19至示例35中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态时生成故障前状态的指示。

在示例37中，示例19至示例36中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

在示例38中，示例19至示例37中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，动作还包括在确定故障前状态时启动自诊断测试过程。

示例39是一种用于控制具有电磁阀的自动分析仪的方法，该方法包括：通过计算装置接收来自位于电磁阀的线圈附近的传感器的输出信号；通过计算装置基于传感器的输出信号来确定电磁阀的线圈附近的磁场的变化；当磁场的变化在预定范围之外时通过计算装置确定故障前状态。

在示例40中，示例39的主题可选地包括将输出信号与磁场的磁通量相关联。

在示例41中，示例39至示例40中的任一者或更多者的主题可选地包括，将输出信号转换成波形；以及确定波形何时偏离预定波形达预定范围。

在示例42中，示例39至示例41中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，预定范围基于电磁阀的类型。

在示例43中，示例39至示例42中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，传感器是线性霍尔效应传感器。

在示例44中，示例39至示例43中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，传感器是霍尔效应传感器。

在示例45中，示例39至示例44中的任一者或更多者的主题可选地包括，其中，传感器是多个传感器中的一个传感器并且电磁阀是自动分析仪的多个电磁阀中的一个电磁阀。

在示例46中，示例39至示例45中的任一者或更多者的主题可选地包括在确定故障前状态时生成指示。

在示例47中，示例39至示例46中的任一者或更多者的主题可选地包括在确定故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

在示例48中，示例39至示例47中的任一者或更多者的主题可选地包括在确定故障前状态时启动自诊断测试过程。

在示例49中，示例39至示例48中的任一者或更多者的主题可选地包括在确定故障前状态之后使用已知浓度的样品来评估系统完整性。

在示例50中，示例39至示例49中的任一者或更多者的主题可选地包括使用自动分析仪来评估流体物质。

在示例51中，示例50的主题可选地包括，其中，流体物质包括全血、血清、血浆和唾液中的至少一者。

示例52是至少一种计算机可读介质，所述至少一种计算机可读介质包括用以执行示例39至示例51的方法中的任何方法的指令。

示例53是一种包括用于执行示例39至示例51的方法中的任何方法的装置的设备。

在示例54中，示例1至示例53中的任一项或任何组合的设备或方法可以可选地配置成使得所列举的所有元件或选项可供使用或选定。

上述详细描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参照。附图通过说明的方式示出了可以实践本发明的具体实施方式。这些实施方式在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示或所描述的那些元件之外的元件。然而，本发明人还考虑了其中仅提供所示或所描述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑使用关于特定示例(或特定示例的一个或更多个方面)或者关于本文中所示或所描述的其他示例(或其他示例的一个或更多个方面)所示或所描述的那些元件(或那些元件的一个或更多个方面)的任意组合或排列的示例。

在本文件与通过参引并入的任何文件之间的用法不一致的情况下，以本文件中的用法为准。

在本文件中，如专利文件中常见的那样，独立于“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法，术语“一”或“一种”用于包括一个或多于一个。在本文件中，除非另有指示，否则术语“或”用于指非排他性的或者使得“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在本文件中，术语“包括”和“在其中”被用作相应的术语“包含”和“其中”的简明英语等同物。此外，在所附权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，包括除了权利要求中的这样的术语之后列出的那些元件之外的元件的系统、装置、物品、组合物、制剂或过程仍被视为落入该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不意在对其对象强加数值要求。

上文描述意在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或上述示例的一个或更多个方面)可以彼此组合使用。比如由本领域普通技术人员中的一个技术人员在查阅上述描述后可以使用其他实施方式。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，以允许读者快速确定技术公开的本质。该摘要被提交，但是应当理解的是该摘要将不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在上述详细描述中，各种特征可以组合在一起以精简本公开。这不应当被解释为意在使未要求保护的公开特征对于任何权利要求都是必要的。而是，本发明主题可以在于少于特定公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求由此作为示例或实施方式并入到详细描述中，其中，每个权利要求独立地作为单独的实施方式，并且可以设想这样的实施方式可以以各种组合或排列相互组合。本发明的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围来确定。

Claims (48)

1.一种自动分析仪，包括：

电磁阀，所述电磁阀包括：

阀本体，所述阀本体限定腔，

柱塞，所述柱塞至少部分地位于所述腔内，以及

电线线圈，所述电线线圈位于所述柱塞的一部分附近；

传感器，所述传感器位于所述线圈附近；

处理器，所述处理器与所述传感器和所述电磁阀进行电通信；以及

存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器执行包括下述各项的动作：

使所述电磁阀的所述电线线圈通电，

接收来自所述传感器的信号，所述信号与所述电磁阀附近的磁通量相关联，以及

当所述信号在预定范围之外时，确定故障前状态。

2.根据权利要求1所述的自动分析仪，其中，所述信号是电压并且在所述预定范围之外的所述信号包括低于预设电压的电压。

3.根据权利要求1所述的自动分析仪，其中，所述动作还包括：

将所述信号转换成波形；以及

确定所述波形何时偏离预定波形达所述预定范围。

4.根据权利要求1所述的自动分析仪，其中，所述传感器是线性霍尔效应传感器。

5.根据权利要求1所述的自动分析仪，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态时生成所述故障前状态的指示。

6.根据权利要求1所述的自动分析仪，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

7.根据权利要求1所述的自动分析仪，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态时启动自诊断测试过程。

8.一种用于控制自动分析仪的系统，所述系统包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行包括下述各项的动作：

将控制信号传输至所述自动分析仪的电磁阀，所述控制信号能够操作成致动所述自动分析仪的电磁阀，

接收来自位于所述电磁阀的线圈附近的传感器的输出信号，所述输出信号与所述电磁阀的所述线圈附近的磁通量相关联，

当所述磁通量在预定值之外时，确定故障前状态，并且

在确定所述故障前状态时生成所述故障前状态的指示。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述输出信号是电压，并且在预定范围之外的所述输出信号包括低于预设电压的电压。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述动作还包括：

将所述输出信号转换成波形；以及

确定所述波形何时偏离预定波形达所述预定范围。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述预定范围基于所述电磁阀的类型。

12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述传感器是线性霍尔效应传感器。

13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述系统是所述自动分析仪的部件。

14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

15.根据权利要求8所述的系统，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态时启动自诊断测试过程。

16.一种用于确定流体样品的至少一个参数的系统，所述系统包括：

电磁阀，所述电磁阀包括：

阀本体；

柱塞，所述柱塞至少部分地位于所述阀本体内，所述柱塞能够在第一位置与第二位置之间移动，以及

线圈，所述线圈环绕所述柱塞的至少一部分，所述线圈布置成在处于通电状态时磁化所述柱塞；

传感器，所述传感器布置在所述线圈附近，所述传感器配置成：

检测所述线圈附近磁场的变化，并且

输出输出信号；以及

处理器，所述处理器与所述电磁阀和所述传感器电通信，所述处理器能够操作成执行包括确定所述输出信号何时偏离阈值的动作。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述传感器中的至少一个传感器是线性霍尔效应传感器。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述输出信号何时偏离所述阈值是基于至少一个判断逻辑的。

19.根据权利要求16所述的系统，其中，当所述输出信号偏离至少一个判断逻辑的至少一个阈值时能够触发警报。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述警报由判断单元触发。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述警报是电磁阀故障警报和/或电磁阀更换警报。

22.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述柱塞的所述第一位置与所述第二位置之间的时间差进行比较，所述第一位置是闭合状态并且所述第二位置是打开状态。

23.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述柱塞的所述第二位置之间的时间差进行比较，所述第二位置是打开状态。

24.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述柱塞转换至所述第一位置时的下降时间进行比较，所述第一位置是闭合状态。

25.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述柱塞处于第二状态并且供应交流电以产生通电状态时的最大值进行比较。

26.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述柱塞处于所述第二位置时的时间段期间的最大值进行比较。

27.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述柱塞处于所述第二位置时的平均值进行比较。

28.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述柱塞处于所述第二位置时的时间段期间的平均值进行比较。

29.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述输出信号的上升积分进行比较。

30.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述输出信号何时偏离所述阈值包括所述处理器将所述输出信号与所述输出信号的下降积分进行比较。

31.根据权利要求16所述的系统，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态时生成所述故障前状态的指示。

32.根据权利要求16所述的系统，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

33.根据权利要求16所述的系统，其中，所述动作还包括在确定所述故障前状态时启动自诊断测试过程。

34.一种用于控制具有电磁阀的自动分析仪的方法，所述方法包括：

通过计算装置接收来自位于所述电磁阀的线圈附近的传感器的输出信号；

通过所述计算装置基于所述传感器的所述输出信号确定所述电磁阀的所述线圈附近的磁场的变化；

当所述磁场的变化在预定范围之外时，通过所述计算装置确定故障前状态。

35.根据权利要求34所述的方法，还包括将所述输出信号与所述磁场的磁通量相关联。

36.根据权利要求34所述的方法，还包括：

将所述输出信号转换成波形；以及

确定所述波形何时偏离预定波形达所述预定范围。

37.根据权利要求34所述的方法，其中，所述预定范围基于所述电磁阀的类型。

38.根据权利要求34所述的方法，其中，所述传感器是线性霍尔效应传感器。

39.根据权利要求34所述的方法，其中，所述传感器是霍尔效应传感器。

40.根据权利要求34所述的方法，其中，所述传感器是多个传感器中的一个传感器并且所述电磁阀是所述自动分析仪的多个电磁阀中的一个电磁阀。

41.根据权利要求40所述的方法，还包括在确定所述故障前状态时生成指示。

42.根据权利要求40所述的方法，还包括在确定所述故障前状态后的预定时间之后中断测定过程。

43.根据权利要求40所述的方法，还包括在确定所述故障前状态时启动自诊断测试过程。

44.根据权利要求40所述的方法，还包括在确定所述故障前状态之后使用已知浓度的样品来评估系统完整性。

45.根据权利要求40所述的方法，还包括使用所述自动分析仪来评估流体物质。

46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述流体物质包括全血、血清、血浆和唾液中的至少一者。

47.包括用以执行根据权利要求34至46所述的方法中的任何方法的指令的至少一种计算机可读介质。

48.一种包括用于执行根据权利要求34至46所述的方法中的任何方法的装置的设备。