CN107064529A - 一种自动分析装置及自动分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动分析装置及自动分析方法，自动分析装置包括液体供给单元、转数检测单元、反应容器单元、气泡检测装置和计算分析单元；液体供给单元包括样品容器、试剂容器、纯水容器和电磁阀；转数检测单元包括软管泵、吸入软管、排出软管、第四电磁阀、排放管路、转数检测装置和电机；反应容器单元包括反应槽、搅拌器、感应器、排液泵；气泡检测装置连接在第四电磁阀与和反应槽之间；计算分析单元包括注入量计算装置、成分计算装置；自动分析方法包括：液体注入、转数检测、气泡检测、液体反应和计算分析。提供一种自动分析装置及自动分析方法，避免软管老化导致单位时间注入量发生变化；气泡检测装置的设置消除了液体中的气泡对分析精度的影响。

Description

一种自动分析装置及自动分析方法

技术领域

本发明涉及自动分析技术领域，特别是涉及一种自动分析装置及自动分析方法。

背景技术

为了精确地注入微量的溶液，常规化学分析设备在进行高精度的化学分析时会用到软管泵，由于软管泵是用滚轮挤压软管的方式使液体排出，长期使用会使软管老化伸长，导致单位时间的排出量发生变化，这种变化致使其应用于定量分析的添加机构时产生误差，从而限制了它的用途。另外，溶液的压力变化、接触摩擦、温度变化等因素，以及滚轮的挤压使管内产生气泡的情况，都会导致软管泵排出量精度不稳定。

因此，对于高精度的化学分析，如何确保溶液的精确定量非常重要。近年来，为了解决软管泵的上述问题，特别是软管老化导致排出量变化的问题，已研发出一种设备，使用恒定液体体积的装置将软管泵的排出量转换为排出所需的时间，然后确定排出时间，以此确保所需注入量的精度。然而，这种设备的注入量是根据注入时间来确定的，在液体中存在气泡的情况下无法确保注入量的精度。

发明内容

鉴于以上内容，本发明提供了一种结构简单、便于操作、设计合理、使用方便的自动分析装置及自动分析方法。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动分析装置，包括：液体供给单元、转数检测单元、反应容器单元、气泡检测装置和计算分析单元；所述液体供给单元包括样品容器、试剂容器、纯水容器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀；所述样品容器、试剂容器和纯水容器分别连接在所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的输入端；所述转数检测单元包括软管泵、吸入软管、排出软管、第四电磁阀、排放管路、转数检测装置和电机；所述吸入软管和排出软管分别连接在所述软管泵的吸入端和排出端；所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的输出端分别连接在所述吸入软管上；所述第四电磁阀为三通电磁阀，所述第四电磁阀的输入端与所述排出软管连接，所述第四电磁阀的第一输出端与所述排放管路连接；所述转数检测装置与所述软管泵电连接；所述电机与所述转数检测装置电连接；所述反应容器单元包括反应槽、搅拌器、感应器、排液泵；所述搅拌器安装在所述反应槽内的底部，所述感应器放置在所述反应槽内，所述排液泵连接在所述反应槽的底端；所述气泡检测装置连接在所述第四电磁阀的第二输出端与和所述反应槽之间；所述计算分析单元包括注入量计算装置、成分计算装置；所述注入量计算装置与所述转数检测装置和所述气泡检测装置电连接，所述成分计算装置与所述注入量计算装置和所述感应器电连接。

优选的，所述电机为可以准确控制转子转角的机构，其为伺服电机、带编码器的直流电机或无刷直流电机中的一种。

优选的，所述感应器为pH感应器、氧化还原电位感应器、温度感应器、吸光度感应器或颜色感应器等中的一种或多种。

优选的，所述计算分析单元还连接有显示器和键盘，用于显示成分、浓度以及设置分析程序。

优选的，所述试剂容器的数量为至少一个。

一种自动分析方法，该方法包括：

(1)液体注入：将所述样品容器中的样品、所述纯水容器中的纯水和所述试剂容器中的试剂分别通过所述吸入软管和所述软管泵注入到所述反应槽中；

(2)转数检测：在每次所述软管泵输送液体时，所述转数检测装置检测所述软管泵的转子的转数信息，并转换为转数信息电信号；

(3)气泡检测：所述气泡检测装置检测所述应槽中液体的气泡含量，并转换为气泡含量电信号；

(4)液体反应：注入到所述反应槽中的液体在所述搅拌器的搅拌下发生反应，所述感应器实时记录所述反应槽中液体的物理化学特性的变化；

(5)计算分析：所述注入量计算装置将所述转数信息电信号和所述气泡含量电信号通过逻辑运算得出去除气泡后的液体的实际注入量电信号；所述成分计算装置通过所述去除气泡后的液体的实际注入量电信号和所述液体的物理化学特性的变化得出反应后样品的成分及浓度。

优选的，每次所述液体注入前，先打开所述第四电磁阀的第一输出端、关闭所述第四电磁阀的第二输出端，直至所述排放管路内排出本次要注入的液体，再关闭所述第四电磁阀的第一输出端、打开所述第四电磁阀的第二输出端，进行液体注入。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：

提供了一种自动分析装置及自动分析方法，通过同一吸入软管和软管泵注入不同液体，避免因软管老化导致单位时间注入量发生变化，注入量不准确，影响分析精度；同时，不同液体都是通过同一软管泵注入，减少了软管泵的数量，降低了生产成本；气泡检测装置的设置消除了液体中的气泡对分析精度的影响，提高分析的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种自动分析装置一较佳实施例的示意图。

图2是本发明一种自动分析方法转换得出电信号的示意图。

附图标记说明：1电机，2软管泵，3转数检测装置，4吸入软管，5排出软管，6气泡检测装置，7反应槽，8感应器，9a第一电磁阀，9b第二电磁阀，9c第三电磁阀，9d第四电磁阀，10样品容器，11试剂容器，12纯水容器，13计算机分析单元，13a注入量计算装置，13b成分计算装置，14排放管路，15排液泵，16搅拌器，A转数信息电信号，B气泡含量电信号，C实际注入量电信号。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

参阅图1，一种自动分析装置，包括：液体供给单元、转数检测单元、反应容器单元、气泡检测装置和计算分析单元；液体供给单元包括样品容器10、试剂容器11、纯水容器12、第一电磁阀9a、第二电磁阀9b和第三电磁阀9c；样品容器10、试剂容器11和纯水容器12分别连接在第一电磁阀9a、第二电磁阀9b和第三电磁阀9c的输入端；转数检测单元包括软管泵2、吸入软管4、排出软管5、第四电磁阀9d、排放管路14、转数检测装置3和电机1；吸入软管4和排出软管5分别连接在软管泵2的吸入端和排出端；第一电磁阀9a、第二电磁阀9b和第三电磁阀9c的输出端分别连接在吸入软管4上；第四电磁阀9d为三通电磁阀，第四电磁阀9d的输入端与排出软管5连接，第四电磁阀9d的第一输出端与排放管路14连接；转数检测装置3与软管泵2电连接；电机1与转数检测装置3电连接；反应容器单元包括反应槽7、搅拌器16、感应器8、排液泵15；搅拌器16安装在反应槽7内的底部，感应器8放置在反应槽7内，排液泵15连接在反应槽7的底端；气泡检测装置6连接在第四电磁阀9d的第二输出端与和反应槽7之间；计算分析单元13包括注入量计算装置13a、成分计算装置13b；注入量计算装置13a与转数检测装置3和气泡检测装置6电连接，成分计算装置13b与注入量计算装置13a和感应器8电连接。

一种自动分析方法，包括液体注入、转数检测、气泡检测、液体反应和计算分析等步骤。在进行样品分析时，驱动软管泵2，为了定量注入样品只开启第一电磁阀9a，以此方式输送样品直至原残留在吸入软管和排出软管里的液体和样品完全置换，开启第四电磁阀9d的第一输出端，使样品从排放管路14中流出。关闭第四电磁阀9d的第一输出端、开启第四电磁阀9d的第二输出端开始向反应槽7内定量注入样品。当反应槽7中的样品量过少，达不到感应器8的感应部位时，关闭第一电磁阀9a并开启第三电磁阀9c，软管泵2将纯水从纯水容器12输送至反应槽7中。在此情况下，也需要先通过排放管路14将纯水排放后再注入到反应槽7中。至此，样品的注入过程结束。

将一定量的试剂从试剂容器11输送至反应槽7中，同时使用搅拌器16进行搅拌。图1所示试剂容器11只有一个，可以根据实际分析对象的数量配置多个试剂容器11。试剂注入和样品注入的方法一样，先只开启第二电磁阀9b，用软管泵2进行试剂的输送，同样需要先通过排放管路14将试剂排放后再注入到反应槽7中。将试剂注入到反应槽7后，感应器8感应搅拌后液体的物理化学特性的变化，并将其转换为电信号。持续进行试剂的注入，至液体的物理化学特性变化达到一定的值为止。这种物理化学特性的变化包括pH值、氧化还原电位、温度、透明度、颜色、电导率及离子浓度等变化，因此感应器可以使用pH感应器、氧化还原电位感应器、温度感应器、吸光度感应器、颜色感应器、电导率感应器以及离子浓度感应器等组成一套或多套的组合。例如，分析碱性样品时，可以加入酸性液体作为试剂，以pH感应器读取液体的变化；分析还原性样品时，可以加入氧化性液体，以氧化还原电位感应器读取液体的变化。

在气泡检测装置6转换得出的电信号B存在的情况下，仅实际排出的液体部分对应的转数电信号被认作有效，以电信号C为液体实际注入量电信号，如图2所示。气泡检测装置6将液体中含有气泡的信息转换为电信号B传输至注入量计算装置13a。转数检测装置用于检测软管泵中转子的转数，将转子的转数信息转换为电信号A，如将转子的转角转换为电子脉冲信号传输至注入量计算装置13a，再结合气泡检测装置的电信号通过逻辑运算得出实际注入量电信号C。液体实际注入量电信号C和液体的物理化学特性变化通过成分计算装置13b进行关联，计算出样品的成分及浓度。得出浓度后，由排液泵15将反应槽7内的液体排出。注入量计算装置13a和成分计算装置13b都是由计算机***控制，注入量计算装置13a和成分计算装置13b与显示器、键盘连接，可以显示成分、浓度以及设置分析程序，各装置可单独操作。

本实施例虽然使用了软管泵，但因为在同一根软管中输送样品和试剂，即使长期使用也不会导致软管老化对分析精度产生影响。液体浓度C的计算公式如下所示：

即

其中，m为样品注入时软管泵中转子的转角，Vr为单位角度输送样品的体积，Vr*m为注入样品的体积，Σp为试剂在达到所定pH值时转子转角总和，浓度的系数为f，计算各成分对应的系数为E。由此公式可见，单位角度输送的体积Vr可以消去，Vr是在软管泵浦长期运行后会产生缓慢变化的特性值，由此公式可以得出液体浓度C不会受到Vr值变化的影响。且气泡检测装置的设置消除了液体中的气泡对分析精度的影响，保证分析的准确性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自动分析装置，其特征在于，包括：液体供给单元、转数检测单元、反应容器单元、气泡检测装置和计算分析单元；

所述液体供给单元包括样品容器、试剂容器、纯水容器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀；所述样品容器、试剂容器和纯水容器分别连接在所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的输入端；

所述转数检测单元包括软管泵、吸入软管、排出软管、第四电磁阀、排放管路、转数检测装置和电机；所述吸入软管和排出软管分别连接在所述软管泵的吸入端和排出端；所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的输出端分别连接在所述吸入软管上；所述第四电磁阀为三通电磁阀，所述第四电磁阀的输入端与所述排出软管连接，所述第四电磁阀的第一输出端与所述排放管路连接；所述转数检测装置与所述软管泵电连接；所述电机与所述转数检测装置电连接；

所述反应容器单元包括反应槽、搅拌器、感应器、排液泵；所述搅拌器安装在所述反应槽内的底部，所述感应器放置在所述反应槽内，所述排液泵连接在所述反应槽的底端；

所述气泡检测装置连接在所述第四电磁阀的第二输出端与所述反应槽之间；

所述计算分析单元包括注入量计算装置、成分计算装置；所述注入量计算装置与所述转数检测装置和所述气泡检测装置电连接，所述成分计算装置与所述注入量计算装置和所述感应器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动分析装置，其特征在于：所述电机为可以准确控制转子转角的机构，其为伺服电机、带编码器的直流电机或无刷直流电机中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种自动分析装置，其特征在于：所述感应器为pH感应器、氧化还原电位感应器、温度感应器、吸光度感应器或颜色感应器等中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种自动分析装置，其特征在于：所述计算分析单元还连接有显示器和键盘，用于显示成分、浓度以及设置分析程序。

5.根据权利要求1所述的一种自动分析装置，其特征在于：所述试剂容器的数量为至少一个。

6.一种利用如权利要求1至5任一项所述的自动分析装置进行的自动分析方法，其特征在于：该方法包括：

(1)液体注入：将所述样品容器中的样品、所述纯水容器中的纯水和所述试剂容器中的试剂分别通过所述吸入软管和所述软管泵注入到所述反应槽中；

(2)转数检测：在每次所述软管泵输送液体时，所述转数检测装置检测所述软管泵的转子的转数信息，并转换为转数信息电信号；

(3)气泡检测：所述气泡检测装置检测所述应槽中液体的气泡含量，并转换为气泡含量电信号；

(4)液体反应：注入到所述反应槽中的液体在所述搅拌器的搅拌下发生反应，所述感应器实时记录所述反应槽中液体的物理化学特性的变化；

(5)计算分析：所述注入量计算装置将所述转数信息电信号和所述气泡含量电信号通过逻辑运算得出去除气泡后的液体的实际注入量电信号；所述成分计算装置通过所述去除气泡后的液体的实际注入量电信号和所述液体的物理化学特性的变化得出反应后样品的成分及浓度。

7.根据权利要求6所述的一种自动分析方法，其特征在于：每次所述液体注入前，先打开所述第四电磁阀的第一输出端、关闭所述第四电磁阀的第二输出端，直至所述排放管路内排出本次要注入的液体，再关闭所述第四电磁阀的第一输出端、打开所述第四电磁阀的第二输出端，进行液体注入。