CN218994827U - 一种移液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移液装置，包括温度测量装置、称重装置、移液主体、进液管组及出液管组，温度测量装置用于量取液体温度；称重装置设有样品瓶；移液主体包括并联设置的第一移液针管及第二移液针管，第一移液针管的移液量程大于第二移液针管的移液量程；进液管组用于向移液主体进液；出液管组用于将移液主体内的液体排至样品瓶，出液管组的出液端悬置于样品瓶的上方。在本申请提供的移液装置中，根据液体的重量变化控制对应所需的移液体积，根据第一移液针管进行大量程移液，实现液体快速移液，根据第二移液针管进行小量程移液，提高移液精度，即通过一套移液装置实现多种量程移液，提高了移液装置的准确性和通用性。

Description

一种移液装置

技术领域

本实用新型涉及移液器具技术领域，特别涉及一种移液装置。

背景技术

移液装置是检验检测实验室中不可缺少的关键设备之一，具体的，移液装置有移液枪、分液器、电子移液器等移液工具，其中大量程的电子移液器基本上采用“驱动泵+针管+管路”的结构。

然而，由于制造工艺的原因，不能保证每一种型号以及该型号下的每一支针管内部腔体与长度之间都呈现出理想的线性关系，因此，既使电机不丢步，移液结果也会存在着一定程度的偏差。

同时，传统的移液装置移液范围单一，只适用于某一特定的量程范围，然而在现实工作中随着移液对象的不同移液量程范围通常变换很大，在高准确度移液需求中往往要多种规格的移液工具共同协作才能完成，导致移液装置的通用性降低。

因此，如何在保证准确度的前提下提高移液装置的通用性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种移液装置，该移液装置可以提高移液的准确度和通用性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种移液装置，包括：

用于量取液体温度的温度测量装置；

设有样品瓶的称重装置；

移液主体，所述移液主体包括并联设置的第一移液针管及第二移液针管，所述第一移液针管的移液量程大于第二移液针管的移液量程；

进液管组，所述进液管组用于向所述移液主体进液；

及出液管组，所述出液管组用于将所述移液主体内的液体排至所述样品瓶，所述出液管组的出液端悬置于所述样品瓶的上方。

可选地，在上述移液装置中，所述第一移液针管和所述第二移液针管至少一者为电动活塞推杆移液器，所述电动活塞推杆移液器包括移液管、活塞推杆及带动所述活塞推杆在所述移液管内上下滑动的电机驱动装置，所述移液管的进液位置和出液位置位于所述移液管的底端。

可选地，在上述移液装置中，所述电机驱动装置包括齿轮组、电机、丝杆、提升块，所述电机通过齿轮组带动所述丝杆转动，所述提升块与所述活塞推杆相对固定，且所述提升块与所述丝杆螺纹连接，以能够沿所述丝杆轴线方向运动。

可选地，在上述移液装置中，所述电动活塞推杆移液器还包括Y型阀，所述Y型阀的三个接口分别与所述移液管、所述进液管组和所述出液管组连接，所述Y型阀为电控阀。

可选地，在上述移液装置中，还包括用于带动所述出液管组出液端振动，以将所述出液管组末端存液滴落至所述样品瓶的微振装置。

可选地，在上述移液装置中，所述进液管组包括与第一移液针管连接的第一进液管及与所述第二移液针管连接的第二进液管；

和/或，所述出液管组包括与第一移液针管连接的第一出液管及与所述第二移液针管连接的第二出液管。

可选地，在上述移液装置中，第一移液针管的移液量程为1ml～500ml，所述第二移液针管的移液量程为10ul～1000ul。

可选地，在上述移液装置中，还包括设置在所述出液管组出液端的导流块，所述导流块悬置在所述样品瓶的上方，所述导流块的顶端固定在所述出液管组末端的外壁，所述导流块顶端设有与所述出液管组的出液口衔接的出液槽，所述出液槽底端设有开口，所述导流块的外壁为向下渐缩的锥形结构。

可选地，在上述移液装置中，还包括控制装置、报警装置、用于监测所述进液管组内流量的第一流量测量装置及用于监测所述出液管组内流量的第二流量测量装置，所述报警装置、所述第一流量测量装置和所述第二流量测量装置均与所述控制装置连接，当所述第一流量测量装置和/或所述第二流量测量装置监测异常时，所述控制装置控制所述报警装置报警。

可选地，在上述移液装置中，还包括显示装置、信息输入装置、信息输出装置、用于所述移液装置供电的电源装置，所述显示装置、所述信息输入装置和所述信息输出装置均与所述控制装置连接，所述显示装置用于显示移液流程显示、输入信息显示、系统操作菜单显示、故障信息显示、移液结果显示、所述第一流量测量装置和所述第二流量测量装置及所述温度测量装置测量信息的显示，所述的信息输入装置用于移液关键信息的输入，所述的信息输出装置用于移液结果的编辑、拷贝和输出；所述控制装置获取所述第一移液针管和所述第二移液针管移液所需的必要参数后，控制所述第一移液针管和所述第二移液针管进液量和出液量，所述控制装置在获取目标移液体积后，判断是否需要更换第一移液针管和/或第二移液针管，所述控制装置在确定使用的第一移液针管和第二移液针管后，获取液体温度及密度后计算待移液重量、第一移液针管和第二移液针管移液量后，所述控制装置通过称重装置获取所述移液重量闭环控制所述第一移液针管和所述第二移液针管移液量，直至移液结束。

在上述技术方案中，本实用新型提供的移液装置包括温度测量装置、称重装置、移液主体、进液管组及出液管组，温度测量装置用于量取液体温度；称重装置设有样品瓶；移液主体包括并联设置的第一移液针管及第二移液针管，第一移液针管的移液量程大于第二移液针管的移液量程；进液管组用于向移液主体进液；出液管组用于将移液主体内的液体排至样品瓶，出液管组的出液端悬置于样品瓶的上方。

通过上述描述可知，在本申请提供的移液装置中，根据液体的重量变化控制对应所需的移液体积，根据第一移液针管进行大量程移液，实现液体快速移液，根据第二移液针管进行小量程移液，提高移液精度，即通过一套移液装置实现多种量程移液，提高了移液装置的准确性和通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的移液装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的微振装置的安装位置图；

图3为图2所示A部中导流块安装位置正视放大图；

图4为图3所示A部中导流块安装位置侧视放大图；

图5为本申请控制装置采用的闭环控制示意图；

图6为本申请的移液方法正常移液的流量信号变化示意图；

图7为本申请的移液方法堵管状态的流量信号变化示意图；

图8为本申请的移液方法管路存在气泡的流量信号变化示意图；

图9为本实用新型实施例所提供的移液方法的流程示意图；

图10为本申请的移液方法与只采用单支针管移液的RSD对比图；

图11为本申的请移液方法与只采用单支针管移液的最大容量误差对比图；

图12为本申请的移液方法与只采用单支针管移液的最小容量误差对比图；

图13为本申请的移液方法与只采用单支针管移液的移液时间对比图。

其中图1-4中：1-称重装置、2-样品瓶、3-出液管组、4-重量信号传输线、5-温度信号传输线、6-移液主体、7-活塞推杆、8-活塞推杆、9-第一移液针管、10-第二移液针管、11-Y型阀、12-Y型阀、13-温度测量装置、14-进液管组、15-感温部件信号传输线、16-感温部件、17-母液瓶、18-第一流量测量装置、19-进液管组流量传感器的信号传输线、20-第二流量测量装置、21-出液管组流量传感器的信号传输线、22-输出装置、23-输出装置信号传输线、24-输入装置信号传输线、25-输入装置、26-微振装置、27-固定支架升降臂、28-升降臂紧固件、29-固定支架横臂、30-横臂紧固件、31-支架底座、32-导流块。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种移液装置，该移液装置的准确性和通用性均能提高。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图13。

在一种具体实施方式中，本实用新型具体实施例提供的移液装置包括温度测量装置13、称重装置1、移液主体6、进液管组14及出液管组3，为了便于放置待移液体，优选，还包括母液瓶17，如图1所示。温度测量装置13用于量取液体温度，优选，温度测量装置13为数字式温度计。数字式温度计用于测量待移液体的温度，工作时，将其感温部件16浸没在待移液体的中心位置，具体的，感温部件16位于母液瓶17中。

为了提高使用安全性，优选，移液装置还包括用于保护电器件的外壳。

称重装置1设有样品瓶2。具体的，称重装置1具体可以为电子天平。电子天平用于称量移液主体6排出的液体重量。工作时，样品瓶2放置在电子天平的称重区，移液主体6的出液端悬空在样品瓶2的正上方。

移液主体6包括并联设置的第一移液针管9及第二移液针管10，第一移液针管9的移液量程大于第二移液针管10的移液量程；进液管组14用于向移液主体6进液；出液管组3用于将移液主体6内的液体排至样品瓶2，出液管组3的出液端悬置于样品瓶2的上方。具体的，第一移液针管9及第二移液针管10可以共用进液管组14和出液管组3。第二移液针管10的移液量程具体可以为第一移液针管9的移液量程最小刻度值。优选，第一移液针管9的移液量程为1ml～500ml，第二移液针管10的移液量程为10ul～1000ul。

在一种具体实施方式中，第一移液针管9和第二移液针管10至少一者为电动活塞推杆移液器，电动活塞推杆移液器包括移液管、活塞推杆及带动活塞推杆在移液管内上下滑动的电机驱动装置，移液管的进液位置和出液位置位于移液管的底端。第一移液针管9和第二移液针管10采用出液端朝下的方式，避免在移液过程中针管内气泡的干扰。

在一种具体实施方式中，该移液装置还包括用于带动出液管组3出液端振动，以将出液管组末端存液滴落至样品瓶2的微振装置26。

在一种具体实施方式中，电机驱动装置包括齿轮组、电机、丝杆、提升块，电机通过齿轮组带动丝杆转动，提升块与活塞推杆相对固定，且提升块与丝杆螺纹连接，以能够沿丝杆轴线方向运动，具体的，采用活塞推杆朝上的垂直倒置方式安装。移液装置在移液时，通过齿轮组和丝杆将电机的旋转运动转换为活塞推杆的垂直直线运动以实现移液。

本申请还包括移液主体6中的控制装置，移液管每次的移液量取决于对拖动活塞推杆移动的电机的旋转周数，具体旋转周数值通过移液主体6中的控制装置内的参数控制器所确定的模型参数计算确定。参数控制器是由一系列的控制算法和调参方法构成，通过这些控制算法和调参方法可以实现对线性、非线性以及难建模移液模型参数的自动调整。

具体的，称重装置1通过重量信号传输线4与移液主体6中的控制装置连接，进而实现移液主体6中的控制装置接收重量信息。温度测量装置13通过温度信号传输线5与移液主体6中的控制装置连接，进而实现移液主体6中的控制装置接收温度信息。

为了便于进液和出液，具体的，电动活塞推杆移液器还包括Y型阀，Y型阀的三个接口分别与移液管、进液管组14和出液管组3连接。在进液时，移液管与进液管组14联通，与出液管组3封闭，在出液时，移液管与出液管组3联通，与进液管组14封闭。

为了降低工作人员的劳动强度，优选，Y型阀为电控阀。

在一种具体实施方式中，进液管组14包括与第一移液针管9连接的第一进液管及与第二移液针管10连接的第二进液管。具体的，第一进液管和第二进液管均与母液瓶17联通。

出液管组3包括与第一移液针管9连接的第一出液管及与第二移液针管10连接的第二出液管。第一出液管和第二出液管的出液端均悬置于样品瓶2的上方。

在一种具体实施方式中，该移液装置还包括设置在出液管组3出液端的导流块32，导流块32悬置在样品瓶2的上方，导流块32的顶端固定在出液管组3末端的外壁，导流块32顶端设有与出液管组3的出液口衔接的出液槽，出液槽底端设有开口，导流块32的外壁为向下渐缩的锥形结构。通过微震和减小接触面的方式，解决了出液管组3末端残液的问题，如图2、图3和图4所示。第一出液管和第二出液管均设置导流块32，导流块32可套装在第一出液管和第二出液管末端，第一出液管和第二出液管与微振装置26相固定，微振装置26安装在固定支架升降臂27的下端，固定支架升降臂27通过升降臂紧固件28安置在固定支架横臂29的一端，固定支架升降臂27可通过升降臂紧固件28在上下左右方向调节位置，固定支架横臂29的另一端通过横臂紧固件30与支架底座31相固定，横臂紧固件30也可在上下左右方向调节固定支架横臂29的位置，移动到指定位置后固定支架横臂29通过横臂紧固件30与支架底座31固定。具体的，导流块32为锥状物，上端较粗且部分中空，用于承接出液管组3的液体，下端越靠近端部横截面积越小。

在一种具体实施方式中，该移液装置还包括移液主体6中的控制装置、报警装置、用于监测进液管组14内流量的第一流量测量装置18及用于监测出液管组3内流量的第二流量测量装置20，报警装置、第一流量测量装置18和第二流量测量装置20均与移液主体6中的控制装置连接，当第一流量测量装置18和/或第二流量测量装置20监测异常时，移液主体6中的控制装置控制报警装置报警。具体的，第一流量测量装置18和第二流量测量装置20用于时时监测进液管组和出液管组中的流量变化，以便及时发现移液时的流量异常。第一流量测量装置18通过进液管组流量传感器的信号传输线19与移液主体6中的控制装置连接。第二流量测量装置20通过出液管组流量传感器的信号传输线21与移液主体6中的控制装置连接。

该移液装置还包括显示装置、信息输入装置25、信息输出装置22、用于移液装置供电的电源装置，显示装置、信息输入装置25、信息输出装置22均与移液主体6中的控制装置连接，其中，信息输入装置25通过输入装置信号传输线24与移液主体6中的控制装置连接，信息输出装置22通过输出装置信号传输线23与移液主体6中的控制装置连接。信息输入装置25用于移液关键信息的输入，信息输出装置22用于移液结果的编辑、拷贝和输出。显示装置用于显示移液流程显示、输入信息显示、系统操作菜单显示、故障信息显示、移液结果显示、第一流量测量装置18和第二流量测量装置20及温度测量装置13的测量信息显示，移液主体6中的控制装置用于数据处理和协调各功能装置的工作。

称重装置1的重量信息、温度测量装置13的温度信息、第一流量测量装置18和第二流量测量装置20的流量信息可以通过对应的信号传输线随时被移液主体6中的控制装置读取，使得移液装置构成一个闭环系统。

在上述方案的基础上，移液主体6中的控制装置获取第一移液针管9和第二移液针管10移液所需的必要参数后，控制第一移液针管9和第二移液针管10的进液量和出液量。移液主体6中的控制装置在获取目标移液体积后，判断是否需要更换第一移液针管9和/或第二移液针管10，移液主体6中的控制装置在确定使用的第一移液针管9和第二移液针管10后，获取液体温度及密度后计算待移液重量、第一移液针管9和第二移液针管10移液量后，移液主体6中的控制装置通过称重装置1获取移液重量闭环控制第一移液针管9和第二移液针管10移液量，直至移液结束。

即在启动阶段，因针管内活塞推杆的活塞与目标位置相距较远，故采用加速控制，当电机速度达到预设的最大速度时做匀速控制，直到推杆活塞接近目标位置时再做减速控制，直至让推杆活塞停在目标位置，该过程可采用S型分段式电机速度控制算法实现。本实用新型将S型分段式电机速度控制算法与本实用新型设计的重量-速度双反馈电机控制方法结合使用，重量-速度双反馈电机控制方法如图5所示，其外环为移液的重量闭环运动控制，内环为电机的速度闭环运动控制。

在重量闭环运动控制中，通过称重装置1时时读取样品瓶2的重量信息，将实际移液重量g_out与目标移液重量G_in作比较得到对应的重量偏差e₁(k)，然后对e₁(k)进行相应的比例、积分和微分处理，最终使得e₁(k)逐渐趋向于零。当采用离散式PID运动控制时，重量控制器的调节输出Δm_in为：

Δm_in＝K_p1e₁(k)+K_i1∑e₁(k)+K_d1[e₁(k)-e₁(k-1)]

其中，K_p1、K_i1、K_d1分别为PID参数，其值可通过试凑法和MATLAB仿真进行确定。∑e₁(k)表示对重量偏差进行累加，e₁(k-1)为上一时刻重量偏差，Δm_in可对电机接下来的运行状态(加速运动、匀速运动、减速运动)进行控制。

在速度闭环运动控制中，通过编码器获取电机的时时速度信息，将实际电机速度v_out与电机预设的最大速度V_in作比较得到对应的速度偏差e₂(k)，然后对e₂(k)进行相应的比例、积分和微分处理最终使得e₂(k)逐渐趋向于零。当采用离散式PID运动控制时，速度控制器的调节输出Δv_in为：

Δv_in＝K_p2[e₂(k)-e₂(k-1)]+K_i2e₂(k)+K_d2[e₂(k)-2e₂(k-1)+e₂(k-2)]

其中，K_p2、K_i2、K_d2分别为PID参数，其值也可通过试凑法和MATLAB仿真进行确定；e₂(k-1)为上一时刻速度偏差，e₂(k-2)为前两时刻的速度偏差，Δv_in可对电机接下来的速度状态(速度大小和方向)进行控制。若电机在上一时刻的速度为v_out(k-1)，则下一时刻的速度v_out(k)为：

v_out(k)＝v_out(k-1)+Δv_in

移液主体6中的控制装置根据Δm_in和Δv_in对PWM进行调节，电机依据PWM实现对电机运行状态的控制，PWM可通过单片机的定时器中断程序实现。

通过重量闭环运动控制与速度闭环运动控制的结合使用，可以实现移液装置移液准确度与移液速度的精确控制。针对不同体积与种类的液体，采用不同的针管活塞推杆移动速度以有效改善微量液体处理的移液性能。

本申请在对电机的旋转周数进行精准控制中，采用了液体重量-电机旋转速度双反馈闭环电机控制方法，参见图5，其外环为移液的重量控制，内环为电机的速度控制，使得移液主体6中的控制装置可以根据实际移液重量与目标移液重量的偏差时时调整电机运行状态和速度状态并对移液准确度进行监控。

在对移液准确度进行监控中设计了第一移液针管9和第二移液针管10组合移液的方法，即第一移液针管9和第二移液针管10的配合使用来实现精准移液，其中，第一移液针管9用于初步移液，第二移液针管10则在第一移液针管9的基础上进行微量调整以控制最终移液的准确度。

本申请对电机采用重量-速度双反馈闭环控制，以初步保证移液的准确度，再通过组合移液的方法，以提升移液装置的移液准确度和量程范围。在移液过程中，可对管路中的流量进行时时监控，以及时发现堵管、大气泡、进液管脱离母液的异常状态。

在对管路中的流量进行时时监控时采用了管路异常状态识别算法。在移液过程中，当管路内有液体流动时，传感器装置的流量传感器和信号处理电路将采集到的流量信息转化为标准的电信号，电信号与管路内的液体流速成对应关系，参见图6，其中，ab和ef为Y型阀的管路切换时间，bcde为进液管正常进液过程中的流量信号变化，fgpq为出液管正常排液过程中的流量信号变化，y为液体最大流速对应的电信号值。因此，移液主体6中的控制装置可以通过对电信号的波形变化识别来判断管路内的流量异常情况，参见图7和图8，以实现移液过程中移液异常的时时监测。图7为进液管堵管状态的电信号变化，被堵的短时间内流量电信号将迅速减小，堵快越大越硬则ku段信号越陡，um段的信号值z越小。因此，可以通过设定堵管电信号阈值V_d和堵塞时间T_d来实现管路堵塞的异常状态识别。图8为进液管中有大气泡状态的电信号变化，气泡越大，电信号凹陷的幅度和宽度就越深、越宽，电信号的波动频率则反应了管路中气泡的多少。因此，可以通过设定气泡电信号阈值V_q和气泡时间T_q来实现管路气泡的异常状态识别，为了避免噪声信号的干扰，V_q应大于一临界值V_p。

移液装置对活塞推杆的移动速度有要求，如果活塞推杆移动速度过快，将导致移液管还没来得及吸满液体就要开始移液，从而影响移液的准确度，但如果活塞推杆移动速度过低，整个移液过程又显得较为耗时。通过实验验证得到移液管活塞推杆移动速度与移液管总容量间的最佳匹配关系如下：

本实用新型一种移液装置具有宽量程和高准确度且在移液过程中不受气泡的影响，可被广泛的应用在临床诊断、生物技术、医药、化学、环境、食品检测领域，可实现液体从数微升至几百毫升间的跨级别的精准移液，既具有很宽的量程范围可选，又具有很高的量取准确度，在移液的过程中还可以避免气泡的干扰、大幅节省移液时间。移液装置还具有结构简单、容易制造、使用方便、自动化程度高、易于推广的众多优势，可作为众多容量以及移液器具的替代品，有显著的社会效益。

在一种具体移液方式中，采用移液装置包括步骤：

S1、通过移液主体6中的控制装置获取第一移液针管9和第二移液针管10移液所需的必要参数；

S2、通过移液主体6中的控制装置获取目标移液体积；

S3、通过移液主体6中的控制装置获取使用第一移液针管9和第二移液针管10的进液量和出液量，通过移液主体6中的控制装置判断是否需要更换第一移液针管9和/或第二移液针管10，如更换第一移液针管9和/或第二移液针管10后执行步骤S1，否则进入步骤S4；

S4、通过移液主体6中的控制装置获取液体温度及密度；

S5、通过移液主体6中的控制装置计算第一移液针管9和第二移液针管10移液量及待移液重量与电机待移动步数关系；

S6、通过移液主体6中的控制装置实施获取样品瓶2内液体重量闭环调整第一移液针管9和第二移液针管10移液量直至样品瓶2内移液重量达到预设值结束。

具体的，当第一移液针管9和第二移液针管10均为电动活塞推杆移液器，电动活塞推杆移液器包括移液管、活塞推杆及带动活塞推杆在移液管内上下滑动的电机驱动装置，移液管的进液位置和出液位置位于移液管的底端。电机驱动装置包括齿轮组、电机、丝杆、提升块，电机通过齿轮组带动丝杆转动，提升块与活塞推杆相对固定，且提升块与丝杆螺纹连接，以能够沿丝杆轴线方向运动。

具体的，移液方法包括步骤：

S1、通过移液主体6中的控制装置获取第一移液针管9和第二移液针管10移液所需的必要参数，参数包括：

L_M：第一移液针管9的移液管腔体的有效长度，其值需通过标准量具测定；

L_m：第二移液针管10的移液管腔体的有效长度，其值需通过标准量具测定；

l₁：控制第一移液针管9的电机步距长度，其值由制造厂商提供；

l₂：控制第二移液针管10的电机步距长度，其值由制造厂商提供；

S₁：控制第一移液针管9的电机单次总步数，其值由制造厂商提供；

S₂：控制第二移液针管10的电机单次总步数，其值由制造厂商提供；

v：第二移液针管10的满量程体积，其值需通过标准量具测定；

V：第一移液针管9的满量程体积，其值需通过标准量具测定；

S2、通过移液主体6中的控制装置获取目标移液体积；

S3、通过移液主体6中的控制装置获取使用第一移液针管9和第二移液针管10的进液量和出液量，通过移液主体6中的控制装置判断是否需要更换第一移液针管9和/或第二移液针管10，如更换第一移液针管9和/或第二移液针管10后执行步骤S1，否则第一移液针管9实际移液的最大有效长度为L₁和第二移液针管10实际移液的最大有效长度为L₂后进入步骤S4；

S4、通过移液主体6中的控制装置获取液体温度及密度；

S5、通过移液主体6中的控制装置计算第一移液针管9和第二移液针管10移液量及待移液重量与电机待移动步数关系，计算在预设温度条件下预设移液量时，第一移液针管9待移液体体积G和第二移液针管10待移液体体积g，第一移液针管9的活塞推杆7的位移量H，第二移液针管10的活塞推杆8的位移量h，第一移液针管9电机的移动步数T，第二移液针管10电机的移动步数t；

S6、通过移液主体6中的控制装置实施获取样品瓶2内液体重量闭环调整第一移液针管9和第二移液针管10移液量直至样品瓶2内移液重量达到预设值结束。

下面将选用第一移液针管9和第二移液针管10的容量分别25ml和1ml，最大量程为220g分度为0.1mg的电子天平作为称重装置1，温度测量装置13为测量范围为-40℃～+105℃分度为0.10℃的数字式温度计，样品瓶2为10ml的PP塑料瓶，母液瓶17为5000ml的塑料烧杯，待移液体为去离子水，目标移液体积x为10ml(即测试点为10)，移液一次为例来说明使用本实用新型移液装置完成移液的实现步骤。

参见图9，采用本实用新型移液装置来移取一次10ml去离子水的步骤如下：

首先获取装置参数，主要参数及其值如下：

第一移液针管9的移液管腔体的有效长度：L_M＝6.2cm；

第二移液针管10的移液管腔体的有效长度：L_m＝6.6cm；

控制第一移液针管9的电机步距长度：l₁＝10um；

控制第二移液针管10的电机步距长度：l₂＝10um；

控制第一移液针管9的电机单次总步数：S₁＝6000；

控制第二移液针管10的电机单次总步数：S₂＝6000；

第二移液针管10的满量程体积：v＝1.000868ml；

第一移液针管9的满量程体积：V＝24.997138ml；

获取目标移液体积x，x＝10ml；

移液管判断：

第一移液针管9的移液管：

因6000×10um＝6cm<6.2cm，故第一移液针管9的移液管选用的移液管合适，第一移液针管9的移液管实际移液的最大有效长度L₁为6cm；

第二移液针管10的移液管：

因6000×10um＝6cm<6.6cm，故第二移液针管10的移液管选用的移液管合适，第二移液针管10的移液管实际移液的最大有效长度L₂为6cm；

获取液体温度T，通过移液主体6中的控制装置读取当前时刻温度测量装置13的信息得到此时的液体温度T为28.7℃；

获取液体密度ρ，因采用的是去离子水，故密度值可直接从液体密度数据库中读取，28.7℃对应的密度为0.996092g/cm³；

液体密度数据库是由一系列液体在不同温度下的密度表构成。

计算在28.7℃条件下需移液10ml去离子水时，第一移液针管9和第二移液针管10各自的待移液体体积(G、g)，各活塞推杆7、8的位移量(H、h)，各电机的移动步数(T、t)：

因目标移液体积x为10ml大于第二移液针管10的满量程体积1.000868ml，所以：

用称重装置1称量当前时刻28.7℃时第二移液针管10的满量程体积v对应的去离子水重量m，得到m为0.996956g，第二移液针管10的满量程体积v经标准量具测定为1.000868ml，第一移液针管9的满量程体积V经标准量具测定为24.997138ml；

第一移液针管9的待移液体体积G：

G＝(10×0.996092-0.5×0.996956)/0.996092＝9.499566ml

第一移液针管9的活塞推杆7位移量H：

H＝6×9.499566/24.997138＝2.280157cm

控制第一移液针管9的活塞推杆7的电机移动步数T：

T＝2.280157/0.001＝2280.157步

第二移液针管10的待移液体体积g：

g＝10－9.499566＝0.500434ml

第二移液针管10的活塞推杆8位移量h：

h＝6×0.500434/1.000868＝3.000000cm

控制第二移液针管10的活塞推杆8的电机移动步数t：

t＝3.000000/0.001＝3000.000步

第一移液针管9移液，第一移液针管9按照以下方式移液：

当第一移液针管9的电机单次总步数为6000需要移动2280.157步时，第一移液针管9只需要吸液1次；

第一移液针管9移液；

第一移液针管9移液结束时，出液管组3在微振装置26的作用下震动1秒，抖落出液管组3末端附着的最后一滴液体；

样品瓶2静置10秒，然后通过称重装置1得到第一移液针管9本次的移液重量M_o1为9.462359g；

计算第一移液针管9本次的移液体积V_o1，V_o1＝9.462359/0.996092＝9.499482ml。

第二移液针管10移液，第二移液针管10按照以下方式移液：

当第二移液针管10的电机单次总步数为6000需要移3000.000步时，第二移液针管10只需要吸液1次；

第二移液针管10移液；

第二移液针管10移液结束时，出液管组3在微振装置26的作用下震动1秒，抖落出液管组3末端附着的最后一滴液体；

样品瓶2静置10秒，然后通过称重装置1得到第二移液针管10本次的移液重量M_o2为0.498604g；

计算第二移液针管10本次的移液体积V_o2，V_o2＝0.498604/0.996092＝0.500560ml。

计算总移液体积V_s，V_s＝V_o1+V_o2＝10.000042ml；

数据保存和输出。

按照上述移液方法，每个测试点重复移液10次得到：

本申请的移液方法与只采用单支针管移液的RSD对比参见图10。

本申请的移液方法与只采用单支针管移液的最大容量误差对比参见图11。

本申请的移液方法与只采用单支针管移液的最小容量误差对比参见图12。

本申请的移液方法与只采用单支针管移液的移液时间对比参见图13。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种移液装置，其特征在于，包括：

用于量取液体温度的温度测量装置；

设有样品瓶的称重装置；

移液主体，所述移液主体包括并联设置的第一移液针管及第二移液针管，所述第一移液针管的移液量程大于第二移液针管的移液量程；

进液管组，所述进液管组用于向所述移液主体进液；

及出液管组，所述出液管组用于将所述移液主体内的液体排至所述样品瓶，所述出液管组的出液端悬置于所述样品瓶的上方。

2.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述第一移液针管和所述第二移液针管至少一者为电动活塞推杆移液器，所述电动活塞推杆移液器包括移液管、活塞推杆及带动所述活塞推杆在所述移液管内上下滑动的电机驱动装置，所述移液管的进液位置和出液位置位于所述移液管的底端。

3.根据权利要求2所述的移液装置，其特征在于，所述电机驱动装置包括齿轮组、电机、丝杆、提升块，所述电机通过齿轮组带动所述丝杆转动，所述提升块与所述活塞推杆相对固定，且所述提升块与所述丝杆螺纹连接，以能够沿所述丝杆轴线方向运动。

4.根据权利要求2所述的移液装置，其特征在于，所述电动活塞推杆移液器还包括Y型阀，所述Y型阀的三个接口分别与所述移液管、所述进液管组和所述出液管组连接，所述Y型阀为电控阀。

5.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，还包括用于带动所述出液管组出液端振动，以将所述出液管组末端存液滴落至所述样品瓶的微振装置。

6.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，所述进液管组包括与第一移液针管连接的第一进液管及与所述第二移液针管连接的第二进液管；

和/或，所述出液管组包括与第一移液针管连接的第一出液管及与所述第二移液针管连接的第二出液管。

7.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，第一移液针管的移液量程为1ml～500ml，所述第二移液针管的移液量程为10ul～1000ul。

8.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，还包括设置在所述出液管组出液端的导流块，所述导流块悬置在所述样品瓶的上方，所述导流块的顶端固定在所述出液管组末端的外壁，所述导流块顶端设有与所述出液管组的出液口衔接的出液槽，所述出液槽底端设有开口，所述导流块的外壁为向下渐缩的锥形结构。

9.根据权利要求1所述的移液装置，其特征在于，还包括控制装置、报警装置、用于监测所述进液管组内流量的第一流量测量装置及用于监测所述出液管组内流量的第二流量测量装置，所述报警装置、所述第一流量测量装置和所述第二流量测量装置均与所述控制装置连接，当所述第一流量测量装置和/或所述第二流量测量装置监测异常时，所述控制装置控制所述报警装置报警。

10.根据权利要求9所述的移液装置，其特征在于，还包括显示装置、信息输入装置、信息输出装置、用于所述移液装置供电的电源装置，所述显示装置、所述信息输入装置和所述信息输出装置均与所述控制装置连接，所述显示装置用于显示移液流程显示、输入信息显示、系统操作菜单显示、故障信息显示、移液结果显示、所述第一流量测量装置和所述第二流量测量装置及所述温度测量装置测量信息的显示，所述的信息输入装置用于移液关键信息的输入，所述的信息输出装置用于移液结果的编辑、拷贝和输出；所述控制装置获取所述第一移液针管和所述第二移液针管移液所需的必要参数后，控制所述第一移液针管和所述第二移液针管进液量和出液量，所述控制装置在获取目标移液体积后，判断是否需要更换第一移液针管和/或第二移液针管，所述控制装置在确定使用的第一移液针管和第二移液针管后，获取液体温度及密度后计算待移液重量、第一移液针管和第二移液针管移液量后，所述控制装置通过称重装置获取所述移液重量闭环控制所述第一移液针管和所述第二移液针管移液量，直至移液结束。

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