CN1752754A - 一种光电式相对液位检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液位检测方法，特别涉及一种光电式相对液位检测方法。解决现有吸样头的液位以及吸样量无法直接测量的技术问题。本发明的技术方案为：一种光电式相对液位检测方法，包括以下步骤：a.将一反射式光电传感器固定于塑料吸样头旁，并保持传感器和吸样头的相对位置不变；b.加样量标定：标准吸样头吸取标准液体试样，将吸样头相对反射式光电传感器上下运动，根据精度要求设定采样点间隔区间，在吸样头运动同时间隔测定反射式光电传感器的电压信号U0，液位线在反射式光电传感器的中心位置得到U0的最小值，确定U0的最小值的采样点，建立不同标准量液位线与采样点的对应关系；c.在以后实际的吸样中进行步骤b的测试，根据采样点的数值，与标准吸样量对应采样点比对即可得到实际的吸样量。本发明主要用于自动化免疫检测分析设备的加样系统的移液。
Description
技术领域：本发明涉及一种液位检测方法，特别涉及一种光电式相对液位检测方法。
背景技术：免疫检测分析，是当前一种广泛应用于临床和科研上的重要方法。作为一种超微量物质的检测手段，免疫检测分析实验中所使用的样本和试剂量一般为微升(μl)级，实验人员一般是通过使用手动/电动移液器来完成样本和试剂的加注。当测试项目较多时，加样工作量是非常巨大的。另一方面，加样量是否准确直接决定了最终实验结果的有效性，因此所有步骤中的加样量必须严格掌握，而在所难免的人为失误却降低了实验数据的有效性。因此具备加样功能的自动化免疫检测分析设备是当前免疫检测设备的发展趋势。
目前自动化免疫检测分析设备的加样系统的移液装置可分为针管式和吸样头式。针管式移液装置可以实现高精确的移液功能，但主要的缺点是存在交叉污染的可能，在吸取不同标本之间，必须对不锈钢针管进行充分的清洗。吸样头式相对针管式具有通道多、效率高、彻底避免了交叉污染和无清洗液消耗等突出优点。无论针管式或吸样头式，由于血清样本本身存在血凝现象(由于血脂较高而导致凝结成块)，往往都会出现堵塞/针管或吸样头的现象，从而使加样装置无法正常吸取足量的样本或试剂，导致实验数据失效；同样，针管与进样器或吸样头与移液器连接处密封不严等情况均会导致加样装置无法正常吸取足量的样本或试剂。这些情况对于无人照看的全自动仪器来说是致命的，如果没有相应的检测手段，该类系统是不具备实用性的。
以知的国外自动化免疫检测分析设备，其加样系统的检测方法采用了专利技术的过程压力检测方法，即运用压力传感器实时检测吸样过程中的压力变化，如出现异常的压力变化则认为吸样装置有故障发生，随即向系统报警。但是这种设备无法直接测量液位的变化，只能间接监控，而且不能检测出实际的吸样量。
发明内容：本发明的目的是提供一种能检测液位相对变化的光电式相对液位检测方法，解决现有吸样头的液位以及吸样量无法直接测量的技术问题。本发明的技术方案为：一种光电式相对液位检测方法，包括以下步骤：a、将一反射式光电传感器固定于塑料吸样头旁，并保持传感器和吸样头的相对位置不变；b、加样量标定：标准吸样头吸取标准量液体试样，将吸样头相对反射式光电传感器上下运动，根据精度要求设定采样点间隔区间，在吸样头运动同时间隔测定反射式光电传感器的电压信号U0，液位线在反射式光电传感器的中心位置得到U0的最小值，确定U0的最小值的采样点，建立不同标准量液位线与采样点的对应关系；c、在以后实际的吸样中进行步骤b的测试，根据采样点的数值，与标准吸样量对应采样点比对即可得到实际的吸样量。
反射式光电传感器与塑料吸样头间隔距离应当使反射式光电传感器的电压信号U0为最大值。
本发明的有益效果为：本发明提出一种基于反射式光电传感器的相对液位检测方法，用于全自动加样器中，光电反射式相对液位检测方法式相对过程压力检测方法具有如下特点：可直接测量液位的变化，而非如过程压力检测方法的间接监控；能够检测出吸样系统完成的实际吸样量，如实际吸样量有变化但尚在允许范围内，则不会影响实验的继续运行，而过程压力检测方法不能检测出实际吸样量。
附图说明：
图1为本发明检测实施示意图
图2为本发明反射式光电传感器结构示意图
图3为本发明液位线为220μl和215μl的Uo曲线波形图
图4为本发明液位线为210、200μl和0μl的Uo曲线波形图
图5为本发明液位线为195μl和190μl的Uo曲线波形图
图中：1-反射式光电传感器，2-吸样头，3-液位线。
具体实施方式：按照仪器实验规程，每次吸样头吸取的样本量应当是确定的，这意味着在正常情况下每次吸样头中的液位高度应当是一定的。因此，检验样本量的问题就转化为检测吸样头中的样本液位高度是否偏离了正常位置，偏离值是多少。
将一反射式光电传感器1固定于塑料吸样头2附近，如图1所示，并保持传感器1和吸样头2的相对位置不变，即可从光电传感器1取出一稳定电压信号Uo(电路如图2)，调整传感器1与吸样头2的间距使Uo在同一位置时有最大输出值，本实验为5mm。实验表明，当吸样头2中的液位高度发生变化时，电压信号U。也随即发生变化，且变化的幅值对于同一吸样头来说也是稳定的和便于测量的。我们让吸样头2相对于反射式光电传感器1在一定范围内作上下运动，我们就会发现一个现象：当吸样头液位线3在接近传感器中心位置时，电压信号Uo会输出一个最小值。我们让吸样头2的吸液量分别为220μl、215μl、210μl、200μl、195μl、190μl和0μl时，从液位线3位于传感器中心位置上方出发向下运动，以0.75mm为间隔测试一次Uo值，共采样7点，并在相同位置旋转吸样头做第二组测量，同时我们取最小值出现的采样点为液位参考值，测试数据如表1所示。
表1测量结果(单位：)
| 吸液量 | 组别 | 采样点数据 | 最小值 | 液位参考值 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||
| 220ul | 第一组 | 0.81 | 0.79 | 0.72 | 0.64 | 0.59 | 0.68 | 0.77 | 0.59 | 5 |
| 第二组 | 1.19 | 1.11 | 1.05 | 0.98 | 0.96 | 1.05 | 1.14 | 0.96 | 5 | |
| 215ul | 第一组 | 0.79 | 0.73 | 0.68 | 0.62 | 0.66 | 0.74 | 0.8 | 0.62 | 4 |
| 第二组 | 1.04 | 1.01 | 0.96 | 0.85 | 0.87 | 0.96 | 1 | 0.85 | 4 | |
| 210ul | 第一组 | 0.81 | 0.74 | 0.69 | 0.77 | 0.79 | 0.83 | 0.84 | 0.69 | 3 |
| 第二组 | 1.06 | 0.97 | 0.89 | 0.97 | 0.98 | 0.99 | 1.05 | 0.89 | 3 | |
| 200ul | 第一组 | 1 | 0.92 | 0.85 | 0.9 | 0.93 | 0.92 | 0.95 | 0.85 | 3 |
| 第二组 | 0.8 | 0.76 | 0.75 | 0.84 | 0.84 | 0.8 | 0.82 | 0.75 | 3 | |
| 195ul | 第一组 | 0.72 | 0.80 | 0.89 | 0.90 | 0.88 | 0.90 | 0.91 | 0.72 | 1 |
| 第二组 | 0.51 | 0.58 | 0.68 | 0.68 | 0.64 | 0.68 | 0.67 | 0.51 | 1 | |
| 190ul | 第一组 | 0.76 | 0.80 | 0.88 | 0.87 | 0.94 | 0.94 | 0.93 | 0.76 | 1 |
| 第二组 | 0.68 | 0.71 | 0.76 | 0.80 | 0.78 | 0.79 | 0.78 | 0.68 | 1 | |
| 空测 | 第一组 | 1 | 0.98 | 0.97 | 0.94 | 0.86 | 0.85 | 0.80 | 0.80 | 7 |
用Matlab对上表中的离散数据做线性插值处理并绘图，结果如图3、4、5所示。分析图3、4、5所示的Uo曲线波形，可得出如下结论：
(1)在空测的情况下，输出Uo值是持续下降的，其余情况下的Uo曲线均有明显的波谷；
(2)随着移液量的减少，波谷的位置呈左移的态势，具体表现为：当移液量220μl时，在第五采样试点获得最低值；当移液量215μl时，在第四采样点获得最低值；而当移液量210或200μl时，最低值则移至第三采样点；而当移液量195或190μl时，最低值则移至第一采样点。
(3)旋转吸样头重复实验，结果表明：对任意吸样头来说都是符合上述波形变化规律的。
由以上论述可见，Uo最小值出现的采样点位置与移液量的多少是存在对应关系的，随着吸液量的减少，液位线也逐步接近传感器的中心位置，Uo最小值随之将提前出现，反过来Uo最小值出现的采样点位置也直接反应了移液量的变化。因此通过上述方法分段对U。值取样，进而判断U。电压最低值出现在哪个测试点或测试区域，应该是判断液位线位置的有效办法。首先在确保移液量正确的前提下完成定标工作，即记录下正确移液量时的Uo最小值出现的采样点位置，再以该采样点位置为参考，与以后移液时Uo最小值出现的采样点位置作比对，从而判断出液位变化情况。以上述实施例为例，标准采样量以220μl为准的话，在采样头某次吸样中，由于血凝现象导致移液量少于标准值，如果在第4采样点出现Uo最小值，说明实际的采样量为215μl，与标准值相差5μl。
上述实验数据均为人工手动采样，系统分辨率为5-10ul，如果应用光电式相对液位检测方法原理，结合利用单片机的工程实现方法，采样点间距将极大缩小，系统分辨率也将提高(实验表明系统分辨率＜5ul)，这些都将有效提高该方法的检测精度，从而将塑料吸样头的吸样量有效控制在可正常实验的误差范围内，保证了全自动前处理器的实用性和可靠性。
此种光电式相对液位检测方法的应用领域并不局限于发明述及的自动化免疫检测分析设备领域，该方法可被广泛应用于测量透光(红外光)管状物中的液位相对变化。
Claims (2)
1、一种光电式相对液位检测方法，包括以下步骤：a、将一反射式光电传感器固定于塑料吸样头旁，并保持传感器和吸样头的相对位置不变；b、加样量标定：标准吸样头吸取标准液体试样，将吸样头相对反射式光电传感器上下运动，根据精度要求设定采样点间隔区间，在吸样头运动同时间隔测定反射式光电传感器的电压信号U0，液位线在反射式光电传感器的中心位置得到U0的最小值，确定U0的最小值的采样点，建立不同标准量液位线与采样点的对应关系；c、在以后实际的吸样中进行步骤b的测试，根据采样点的数值，与标准吸样量对应采样点比对即可得到实际的吸样量。
2、根据权利要求1所述的一种光电式相对液位检测方法，其特征是：反射式光电传感器与塑料吸样头间隔距离应当使反射式光电传感器的电压信号U0为最大值。
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| CN 200510030688 CN1752754A (zh) | 2005-10-20 | 2005-10-20 | 一种光电式相对液位检测方法 |
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| CN 200510030688 CN1752754A (zh) | 2005-10-20 | 2005-10-20 | 一种光电式相对液位检测方法 |
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| CN 200510030688 Pending CN1752754A (zh) | 2005-10-20 | 2005-10-20 | 一种光电式相对液位检测方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101881706A (zh) * | 2010-07-05 | 2010-11-10 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种采样设备及方法 |
| CN105091930A (zh) * | 2014-05-22 | 2015-11-25 | 北京科美生物技术有限公司 | 用于检测洗板机堵孔的方法和装置 |
| CN110412659A (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 株式会社岛津制作所 | 一种判断是否有检测样品供给的判断方法 |
| CN110631658A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | 用于压力设备的检测装置和压缩机 |
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2005
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| CN101881706B (zh) * | 2010-07-05 | 2014-04-02 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种采样设备及方法 |
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