CN2677921Y - 液相化学发光仪 - Google Patents
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Abstract
一种新型液相化学发光仪，具有操作维护简便、测试成本低廉、探测灵敏度高、测试重现性好、能够测定瞬间化学发光且具有较强的环境适应性等特点。该液相化学发光仪应用了新式的进样装置和液相反应系统，并采用了抗干扰电路。本实用新型可广泛应用于化学分析、免疫分析、岩矿分析、食品检验、环境监测等领域。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及一种新型化学发光仪，尤其是测试成本低廉易于维护、测试重现性好、精度高的能够测定瞬间化学发光的便携式液相化学发光仪。
(二)背景技术
化学发光分析是近年来获得迅速发展的一种高灵敏度微量及痕量分析技术。由于它分析速度快，仪器设备简单，易于实现自动化等特点，已广泛应用于化学分析、免疫分析、岩矿分析、食品检验、环境监测等领域。目前广为应用的有固定加样化学发光仪、流动注射化学发光分析仪和带有微滴板的全自动化学发光分析仪。其中流动注射化学发光分析仪耗费试剂量大，测试成本高昂(所用试剂非常昂贵)，而且流动注射化学发光分析仪的进样系统较为复杂，不易于维护操作，很容易造成测试重现性差；另外，由于我国加工工艺水平较低，加工精度受到影响，而且不少关键元件需要进口，因此国产流动注射化学发光分析仪的性能和质量与国外仪器相比还有一定差距。到目前为止，我国尚未生产出适用于临床检验的带有微滴板的全自动化学发光分析仪，而进口的该类仪器昂贵，不易于推广普及。另外，现有的化学发光仪对环境条件要求较为苛刻(如要求防磁、防静电、防潮等，否则会对测试结果产生极大的干扰)。
目前公知的固定加样化学发光仪型号较多，它们有的采用手动进样机构，有的采用半机械式进样机构，但大都无法保证进样条件(如进样时间长短、速度、流量、强度等)具有一致性，进而导致了测试的重现不好；另外它们的探测灵敏度也不尽如人意，需要进一步的提高。
所以一种操作维护简便、测试成本低廉、探测灵敏度高、测试重现好且具有较强的环境适应性的液相化学发光仪正是人们多年来所盼望的。
(三)实用新型的内容
本实用新型的目的是提供一种操作维护简便、测试成本低廉、探测灵敏度高、测试重现好、能够测定瞬间化学发光且具有较强的环境适应性的液相化学发光仪，本液相化学发光仪采用一种新式的进样控制机构和液相反应系统，结构简单实用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
1.液相反应系统中的定量反应池呈扁平状，采用透明材料制成，其上部有两个进液口和一个排液口，下部有一个排液口，定量反应池置于密封的暗室中；液相反应系统中的进液通道包括原样进液通道和加样进液通道，原样进液通道由漏斗和管道组成，其管道一端与定量反应池的一个进液口相连，加样进液通道由储液池、开关活塞和管道组成，其管道一端与定量反应池的另一个进液口相连；液相反应系统中的排液通道包括废液排放通道和过量溶液排放通道，废液排放通道由一向上凸起的管道和活塞控制开关组成，该管道的一端连接于定量反应池的下部排液口，过量溶液排放通道为一端连接于定量反应池上部排液口的管道；暗室由不透明材料制成，其内一侧安置光反射镜，另一侧镀有反光材料或安置光电感应器。
2.进样控制机构是由棘轮、棘爪、机架构成的间歇式运动机构，棘轮与液相反应系统中的加样进液通道上的控制活塞相连接，组成联动装置控制液相反应系统的加样进液通道的开关。
3.微电脑测控电路由单片机电路、模拟信号测量电路、电源电路组成。单片机电路采用ADUC812(U4)+AT89C51(U5)双单片机结构，ADUC812用于模数转换、程控增益调整、键盘响应及测量结果输出，AT89C51用于将测量结果送液晶显示器显示；两者之间的联系由74LS86(U6)来完成，ADUC812(U4)的P0端口用于键盘响应，U4-44、U4-45、U4-46、U4-49连接4个控制键开关，ADUC812(U4)的P1端口用于AD转换，U4-4连接模拟信号，ADUC812(U4)的P2端口用于显示数据输出，U4-28、U4-29、U4-30、U4-36、U4-37、U4-38、U4-39分别连接到AT89C51(U5)的P1端口的对应引脚上，ADUC812(U4)的U4-26、U4-27分别连接到X9241的U2-14、U2-9上，实现对数字电位器的调整，U4-25经74LS86(U6)连接到AT89C51(U5)的U5-13引脚，提供准备好的数据信息，ADUC812采用贴装，U4-16、U4-17及U4-41提供编程接口，AT89C51(U5)的P0端口向液晶显示器传送显示数据；P1端口接收来自ADUC812的显示数据，其余部分端口完成显示控制功能；模拟信号测量电路包括光电信号转换电路和程控增益电路两部分，光电信号转换电路选用精密、低噪声运算放大器TLC2654(U1)，采用T型网络反向比例运算电路，完成对D1光电二极管产生的光电流的电压转换，D1正极接地，负极接U1的2号引脚(反向输入端)，也可用光电倍增管代替光电二极管D1，U501的2号引脚(反向输入端)经由R1、R2、R3组成的T性网络与6号引脚(输出端)连接，6号引脚(输出端)经阻容滤波网络接入程控增益电路，光电二极管和光电信号转换电路分别加装有电磁屏蔽层，程控增益电路由精密、低噪声运算放大器TLC2654(U3)和数字电位器X9241(U2)组成接成同向比例运算电路，信号经R7接入运放的同向输入端(U3-3)，X9241中的V0电位器(U2-1、U2-2、U2-3)作为反馈电阻，接在U3-2和U3-6之间，X9241中的V3电位器(U2-17、U2-18、U2-19)作为比例电阻，接在U3-2和地之间，通过调整反馈电阻和比例电阻的大小，来改变电路的增益，再经R8、C15组容滤波网络送入单片机的AD输入端；电源电路采用R型次级双绕组变压器，提供两个9V交流电压，经全波整流电路整流、滤波产生±10V直流电压，U7、U8稳压产生+5V及-9V直流电压，给模拟信号回路供电，U9稳压产生-5V直流电压，一9V直流电压用于液晶显示器的负偏压，+5V、-5V直流电压给模拟电路及单片机供电。
本实用新型具有积极有益的效果：
1.有效降低了液相发光仪的制造成本和测试成本，有利于化学发光分析技术在化学分析、免疫分析、岩矿分析、食品检验、环境监测等领域的普及应用。
2.采用新式进样控制装置，保障了进样条件具有一致性，从而大大提高了化学发光仪测试结果的重现性。
3.液相反应系统中设置的过量溶液排放通道和凸起的废液排放通道，既确保了反应溶液体积的一致性，进一步提高测试的重现性和精确性，又方便了液相反应系统的清洗。
4.改进电路设计，解决了电磁兼容及静电干扰问题，进而增强了对环境的适应性，提高了探测的灵敏度。
(四)附图说明
图1是一种液相发光仪的俯视图；
图2是一种液相发光仪的后视图；
图3是一种液相发光仪A-A剖视图；
图4是一种液相发光仪B-B剖视图；
图5是一种液相发光仪的右视图；
图6是一种液相发光仪的间歇式运动机构的开关状态图；
图7是一种液相发光仪的液相反应系统的示意图；
图8是一种液相发光仪的单片机电路图；
图9是一种液相发光仪的光电信号转换电路图；
图10是一种液相发光仪的程控增益电路图；
图11是一种液相发光仪的电源电路图。
本实例图中1是控制键，2是显示器，3是壳体，4是暗室，5是漏斗，6是储液池，7是电源开关，8是保险管，9是电源插口，10是通讯接口，11是加样进液通道活塞开关，12是过量溶液排放通道，13是废液排放通道开关，14是主线路板，15是变压器，16是棘爪开关，17是棘轮开关，18是废液排放通道开关手柄，19是棘爪，20是棘轮，21原样进液通道，22是定量反应池原样进液口，23定量反应池，24是反射镜，25是定量反应池的废液排放口，26是加样通道，27是定量池的加样进液口，28是定量反应池的过量溶液排放口，29是废液排放通道。
(五)具体实施方式
本实例中液相反应系统中的定量反应池23呈扁平状，采用玻璃制成，其上部有两个进液口22、27和一个排液口27，下部有一个排液口25，定量反应池23置于密封的暗室4中；液相反应系统中的进液通道包括原样进液通道21和加样进液通道26，原样进液通道由漏斗5和管道组成，其管道一端与定量反应池23的一个进液口相连，加样进液通道26由储液池6、开关活塞11和管道组成，其管道一端与定量反应池23的另一个进液口27相连。液相反应系统中的排液通道包括废液排放通道29和过量溶液排放通道12，废液排放通道29由一向上凸起的管道和活塞控制开关13组成，该管道的一端连接于定量反应池的下部排液口25，过量溶液排放通道12为一端连接于定量反应池上部排液口28的管道。暗室4由不透明材料制成，其内一侧安置光反射镜24，用于增加光电池的感光量，另一侧安置光电池。
本实例中进样控制机构是由棘轮20、棘爪19、机架构(仪器壳体作支架)成的间歇式运动机构，棘轮与液相反应系统中的加样进液通道上的控制活塞11相连接，组成联动装置控制液相反应系统的加样进液通道的开关。控制过程如下，驱动棘轮20沿逆时针(或顺时针)旋转一定的角度，棘爪19卡住棘轮20，需要进样时，松开棘爪，棘轮在弹簧的作用下复位，同时联动加样进液通道开关打开(如图6所示)。由于该装置的弹性势能恒定，可以保证进样条件(如进样时间长短、速度、流量、强度等)始终处于稳定的状态，消除人为的手动加样所带来的不稳定因素。
本实例中的微电脑测控电路由单片机电路、模拟信号测量电路、电源电路组成。单片机电路采用ADUC812(U4)+AT89C51(U5)双单片机结构，ADUC812用于模数转换、程控增益调整、键盘响应及测量结果输出；AT89C51用于将测量结果送液晶显示器显示，两者之间的联系由74LS86(U6)来完成，ADUC812(U4)的P0端口用于键盘响应，U4-44、U4-45、U4-46、U4-49连接4个控制键开关，ADUC812(U4)的P1端口用于AD转换，U4-4连接模拟信号；ADUC812(U4)的P2端口用于显示数据输出，U4-28、U4-29、U4-30、U4-36、U4-37、U4-38、U4-39分别连接到AT89C51(U5)的P1端口的对应引脚上，ADUC812(U4)的U4-26、U4-27分别连接到X9241的U2-14、U2-9上，实现对数字电位器的调整；U4-25经74LS86(U6)连接到AT89C51(U5)的U5-13引脚，提供准备好的数据信息，ADUC812采用贴装，U4-16、U4-17及U4-41提供编程接口，AT89C51(U5)的P0端口向液晶显示器传送显示数据；P1端口接收来自ADUC812的显示数据；其余部分端口完成显示控制功能；模拟信号测量电路包括光电信号转换电路和程控增益电路两部分，光电信号转换电路选用精密、低噪声运算放大器TLC2654(U1)，采用T型网络反向比例运算电路，完成对D1光电二极管产生的光电流的电压转换，D1正极接地，负极接U1的2号引脚(反向输入端)，U501的2号引脚(反向输入端)经由R1、R2、R3组成的T性网络与6号引脚(输出端)连接，6号引脚(输出端)经阻容滤波网络接入程控增益电路，光电二极管和光电信号转换电路分别加装有金属质地的电磁屏蔽层，程控增益电路由精密、低噪声运算放大器TLC2654(U3)和数字电位器X9241(U2)组成接成同向比例运算电路，信号经R7接入运放的同向输入端(U3-3)，X9241中的V0电位器(U2-1、U2-2、U2-3)作为反馈电阻，接在U3-2和U3-6之间，X9241中的V3电位器(U2-17、U2-18、U2-19)作为比例电阻，接在U3-2和地之间，通过调整反馈电阻和比例电阻的大小，来改变电路的增益，再经R8、C15组容滤波网络送入单片机的AD输入端；电源电路采用R型次级双绕组变压器，提供两个9V交流电压，经全波整流电路整流、滤波产生±10V直流电压，U7、U8稳压产生+5V及-9V直流电压，给模拟信号回路供电，U9稳压产生-5V直流电压，-9V直流电压用于液晶显示器的负偏压，+5V、-5V直流电压给模拟电路及单片机供电。
Claims (4)
1.一种液相化学发光仪，由液相反应系统、进样控制机构、微电脑测控电路、显示器、控制键盘及外壳组成，其特征是：液相反应系统由定量反应池、进液通道、排液通道及暗室构成；进样控制机构为一间歇式运动机构；微电脑测控电路由单片机电路、模拟信号测量电路、电源电路组成。
2.根据权利要求1所述液相化学发光仪，其特征是：液相反应系统中的定量反应池呈扁平状，采用透明材料制成，其上部有两个进液口和一个排液口，下部有一个排液口，定量反应池置于密封的暗室中；液相反应系统中的进液通道包括原样进液通道和加样进液通道，原样进液通道由漏斗和管道组成，其管道一端与定量反应池的一个进液口相连，加样进液通道由储液池、开关活塞和管道组成，其管道一端与定量反应池的另一个进液口相连；液相反应系统中的排液通道包括废液排放通道和过量溶液排放通道，废液排放通道由一向上凸起的管道和活塞控制开关组成，该管道的一端连接于定量反应池的下部排液口，过量溶液排放通道为一端连接于定量反应池上部排液口的管道；暗室由不透明材料制成，其内一侧镀有反光材料或安置光反射镜，另一侧安置光电感应器。
3.根据权利要求1所述液相化学发光仪，其特征是：进样控制机构是由棘轮、棘爪、机架构成的间歇式运动机构，棘轮与液相反应系统中的加样进液通道上的控制活塞相连接，组成联动装置控制液相反应系统的加样进液通道的开关。
4.根据权利要求1所述液相化学发光仪，其特征是：微电脑测控电路由单片机电路、模拟信号测量电路、电源电路组成。单片机电路采用ADUC812(U4)+AT89C51(U5)双单片机结构，ADUC812实现模数转换、程控增益调整、键盘响应及测量结果输出，AT89C51用于将测量结果送液晶显示器显示，两者之间的联系由74LS86(U6)来完成，ADUC812(U4)的P0端口用于键盘响应，U4-44、U4-45、U4-46、U4-49连接4个控制键开关，ADUC812(U4)的P1端口用于AD转换，U4-4连接模拟信号，ADUC812(U4)的P2端口用于显示数据输出，U4-28、U4-29、U4-30、U4-36、U4-37、U4-38、U4-39分别连接到AT89C51(U5)的P1端口的对应引脚上，ADUC812(U4)的U4-26、U4-27分别连接到X9241的U2-14、U2-9上，实现对数字电位器的调整，U4-25经74LS86(U6)连接到AT89C51(U5)的U5-13引脚，提供准备好的数据信息，ADUC812采用贴装，U4-16、U4-17及U4-41提供编程接口，AT89C51(U5)的P0端口向液晶显示器传送显示数据，P1端口接收来自ADUC812的显示数据，其余部分端口完成显示控制功能；模拟信号测量电路包括光电信号转换电路和程控增益电路两部分，光电信号转换电路选用精密、低噪声运算放大器TLC2654(U1)，采用T型网络反向比例运算电路，完成对D1光电二极管产生的光电流的电压转换，D1正极接地，负极接U1的2号引脚(反向输入端)，也可用光电倍增管代替光电二极管D1，U501的2号引脚(反向输入端)经由R1、R2、R3组成的T性网络与6号引脚(输出端)连接，6号引脚(输出端)经阻容滤波网络接入程控增益电路，光电二极管和光电信号转换电路分别加装有电磁屏蔽层，程控增益电路由精密、低噪声运算放大器TLC2654(U3)和数字电位器X9241(U2)组成接成同向比例运算电路，信号经R7接入运放的同向输入端(U3-3)，X9241中的V0电位器(U2-1、U2-2、U2-3)作为反馈电阻，接在U3-2和U3-6之间，X9241中的V3电位器(U2-17、U2-18、U2-19)作为比例电阻，接在U3-2和地之间，通过调整反馈电阻和比例电阻的大小，来改变电路的增益，再经R8、C15组容滤波网络送入单片机的AD输入端；电源电路采用R型次级双绕组变压器，提供两个9V交流电压，经全波整流电路整流、滤波产生±10V直流电压，U7、U8稳压产生+5V及-9V直流电压，给模拟信号回路供电，U9稳压产生一5V直流电压，-9V直流电压用于液晶显示器的负偏压，+5V、-5V直流电压给模拟电路及单片机供电。
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| CN 200420010266 CN2677921Y (zh) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 液相化学发光仪 |
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| CN 200420010266 CN2677921Y (zh) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 液相化学发光仪 |
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| CN2677921Y true CN2677921Y (zh) | 2005-02-09 |
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| CN 200420010266 Expired - Fee Related CN2677921Y (zh) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 液相化学发光仪 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1900718B (zh) * | 2006-07-27 | 2010-12-29 | 华南师范大学 | 高灵敏度检测微量白蛋白的化学发光方法及其装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1900718B (zh) * | 2006-07-27 | 2010-12-29 | 华南师范大学 | 高灵敏度检测微量白蛋白的化学发光方法及其装置 |
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