CN116196994B - 一种可自适应振荡破滴针头组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分析仪器用进样设备技术领域,公开了一种可自适应振荡破滴针头组件,包括:承载架,若干个安装在承载架上的滴液针头;若干个安装在承载架上且与滴液针头一一对应接触的振荡件;控制器;滴液针头在控制器的控制下以逐渐降低的滴加速度滴加试剂,且当滴液针头的实时滴加速度低于设定阈值时,控制器控制振荡件带动滴液针头往复振荡以将试剂液滴打散破碎,直至滴液针头的滴加速度降为零。该针头组件可在试剂的滴加速度低于设定阈值时通过振荡将针头液滴打散破碎,将其用在基于PID算法控制的试剂进样操作中,即可在进样目标值和实际值的差值小于一定值时自动进行打散破滴,避免挂滴现象,从而实现更加精密的加液动作。
Description
技术领域
本发明涉及分析仪器用进样设备技术领域,具体涉及一种可自适应振荡破滴针头组件。
背景技术
在传统的化学分析实验中,实验人员添加试剂样品需要使用移液枪或者其他试剂加注工具手动操作,过程中有一定的危险性,如遇到需要大批量不同配比的试剂添加会非常的繁琐。随着检测技术的不断发展,人们进行分析检测的样品更加多样化,对进样***的样本进样量精确度、进样液流平顺性、生物安全性等方面的性能提出了更高的要求。
为此,近期研发出一种自动化的液体进样***,其根据设定的质量目标值,控制蠕动泵工作,带动相应试剂瓶内的液体试剂输送至放置在天平上的样品盛装瓶中,且输送末端一般采用滴液针头,其按照一定速率将液体试剂滴入盛装瓶中,直至天平的称重值达到目标值,完成进样工作。然而,由于液体试剂表面张力的存在,在滴液过程中,滴液针头容易出现挂液的现象,尤其是在滴液速率较慢时,这对进液精度造成了影响,使得进样***无法适用于高精度要求的进样工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自适应振荡破滴针头组件,其解决了现有滴液针头容易出现挂液现象而导致进样精度降低的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种可自适应振荡破滴针头组件,所述组件包括:
一承载架,
若干个活动安装在承载架上的滴液针头;
若干个安装在承载架上且与滴液针头一一对应接触的振荡件;
一控制器;
其中,所述滴液针头在控制器的控制下以逐渐降低的滴加速度滴加试剂,且当滴液针头的实时滴加速度低于设定阈值时,控制器控制所述振荡件带动滴液针头往复振荡以将试剂液滴打散破碎,直至滴液针头的滴加速度降为零。
进一步改进在于,所述控制器控制滴液针头滴加速度的具体过程为:获取滴加试剂的实时质量值,将所述实时质量值与设定目标质量值的差值进行PID计算,得到不断调整的滴液针头的滴加速度,使滴加速度逐渐降低,直至为零。
进一步改进在于,所述承载架上开设有若干个贯穿的第一通孔,每个第一通孔的侧边均扩充设有第二通孔,所述滴液针头安装在第一通孔内且与孔壁间隙活动配合,所述振荡件位于第二通孔内且与滴液针头侧壁贴合连接。
进一步改进在于,所述滴液针头包括柱形针座和连通在柱形针座底部的锥形针头,所述柱形针座位于第一通孔内,且在柱形针座与第一通孔之间的间隙上部嵌装有气囊体,在柱形针座与第一通孔之间的间隙下部嵌装有限位体,所述柱形针座上部通过气囊体与第一通孔孔壁柔性接触,柱形针座下部通过限位体与第一通孔孔壁刚性接触,所述振荡件与柱形针座上部侧壁贴合连接;
当所述振荡件带动柱形针座上部往复振荡时,在限位体的杠杆作用下,所述锥形针头的末端以同频率、更大幅度进行往复振荡。
进一步改进在于,所述气囊体和限位体均为带缺口的环形,且限位体的横截面为直径等于柱形针座与第一通孔间隙宽度的圆形。
进一步改进在于,所述承载架上设有管道架,所述管道架上开设有若干个穿孔,所述穿孔内穿插有输送软管,所述输送软管与滴液针头一一对应连通。
进一步改进在于,所述管道架的外部设有保护壳。
进一步改进在于,所述组件还包括集束管,所述集束管内部用于所有输送软管集中穿插。
本发明的有益效果在于:该针头组件可在试剂的滴加速度低于设定阈值时通过振荡将针头液滴打散破碎,将其用在基于PID算法控制的试剂进样操作中,即可在进样目标值和实际值的差值小于一定值时自动进行打散破滴,避免挂滴现象,从而实现更加精密的加液动作,试验证明使得单次滴样精度可达0.001g。
附图说明
图1为本发明实施例1的整体结构示意图;
图2为本发明实施例1中承载架及其相关结构的安装示意图;
图3为本发明实施例1中承载架的俯视示意图;
图4为本发明实施例2中滴液针头的安装示意图;
图5为本发明实施例2中承载架位置的剖视图;
图中:1、承载架;11、第一通孔;12、第二通孔;2、滴液针头;21、柱形针座;22、锥形针头;3、振荡件;4、气囊体;5、限位体;6、管道架;61、穿孔;7、输送软管;8、保护壳;9、集束管。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
结合图1-3所示,一种可自适应振荡破滴针头组件,组件包括:
一承载架1,
若干个活动安装在承载架1上的滴液针头2;
若干个安装在承载架1上且与滴液针头2一一对应接触的振荡件3(例如带偏心振子的振荡马达);
一控制器;
其中,滴液针头2在控制器的控制下以逐渐降低的滴加速度滴加试剂,且当滴液针头2的实时滴加速度低于设定阈值时,控制器控制振荡件3带动滴液针头2往复振荡以将试剂液滴打散破碎,直至滴液针头2的滴加速度降为零。这样可避免挂滴现象,从而实现更加精密的加液动作,试验证明使得单次滴样精度可达0.001g。
该实施例中,控制器控制滴液针头2滴加速度的具体过程为:获取滴加试剂的实时质量值,将实时质量值与设定目标质量值的差值进行PID计算,得到不断调整的滴液针头2滴加速度,使滴加速度逐渐降低,直至为零。在实际应用中,可以将该组件用在基于PID算法控制的试剂进样***中,进样***一般包括用于驱动试剂输送的蠕动泵,以及获取进样实时值的称重件。控制器基于PID算法,获取进样的实时质量值,将实时质量值与设定的目标质量值的差值进行PID计算,得到蠕动泵的实时输送速率,控制蠕动泵以实时输送速率将试剂经滴液针头2进行输送。由此在设定进样目标值后,当目标值和实时值的差值较大时,使蠕动泵的输送速度快,当差值较小时,使蠕动泵的输送速度慢,这样也就实现了根据目标值和实时值的差值的大小实时调整试剂的滴加速度,滴液针头2内试剂的滴加速度随着进样目标值和实时值的差值减小而逐渐降低。而当进样目标值和实时值的差值小于一定值时,使得滴液针头2内试剂的滴加速度小于设定阈值,此时即可自动启动振荡打散程序,控制振荡件3带动滴液针头2往复振荡以将试剂液滴打散,直至完成所述目标值的试剂进样。
该实施例中优选的,承载架1上开设有若干个贯穿的第一通孔11,每个第一通孔11的侧边均扩充设有第二通孔12,滴液针头2安装在第一通孔11内且与孔壁间隙活动配合,振荡件3位于第二通孔12内且与滴液针头2侧壁贴合连接,振荡件3带动滴液针头2在第一通孔11内往复振荡。
该实施例中优选的,承载架1上设有管道架6,管道架6上开设有若干个穿孔61,穿孔61内穿插有输送软管7,输送软管7与穿孔61之间可以采用过盈配合,防止滑动,输送软管7与滴液针头2一一对应连通,这样即使滴液针头2与第一通孔11的孔壁存在间隙,也能保证滴液针头2的位置稳定性。
另外,管道架6的外部设有保护壳8,保护壳8顶部开设敞口,用于输送软管7经过。组件还包括集束管9,所述集束管9内部用于所有输送软管7集中穿插,从而避免管道杂乱。
实施例2
再结合图4-5所示,实施例2在实施例1的结构基础上,进一步的:滴液针头2包括柱形针座21和连通在柱形针座21底部的锥形针头22,柱形针座21位于第一通孔11内,且在柱形针座21与第一通孔11之间的间隙上部嵌装有气囊体4,在柱形针座21与第一通孔11之间的间隙下部嵌装有限位体5,柱形针座21上部通过气囊体4与第一通孔11孔壁柔性接触,柱形针座21下部通过限位体5与第一通孔11孔壁刚性接触,振荡件3与柱形针座21上部侧壁贴合连接;
由于锥形针头22的长度较大,其末端距限位体5的距离大于振荡件3贴合位置距距限位体5的距离,因此当振荡件3带动柱形针座21上部往复振荡时,在限位体5的杠杆作用下,锥形针头22的末端以同频率、更大幅度进行往复振荡。这样设计的优点在于,针对振荡马达的振荡幅度有限的问题,在振荡频率不变的前提下,加大锥形针头22末端的振荡幅度和移动速率,使得液滴能更好的被打散、甩落,进一步增加进样精度。
该实施例中优选的,气囊体4和限位体5均为带缺口的环形,且限位体5的横截面为直径等于柱形针座21与第一通孔11间隙宽度的圆形,圆形设置有助于柱形针座21的摆动。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种可自适应振荡破滴针头组件,其特征在于,所述组件包括:
一承载架(1),
若干个活动安装在承载架(1)上的滴液针头(2);
若干个安装在承载架(1)上且与滴液针头(2)一一对应接触的振荡件(3);
一控制器;
其中,所述滴液针头(2)在控制器的控制下以逐渐降低的滴加速度滴加试剂,且当滴液针头(2)的实时滴加速度低于设定阈值时,控制器控制所述振荡件(3)带动滴液针头(2)往复振荡以将试剂液滴打散破碎,直至滴液针头(2)的滴加速度降为零;
所述承载架(1)上开设有若干个贯穿的第一通孔(11),每个第一通孔(11)的侧边均扩充设有第二通孔(12),所述滴液针头(2)安装在第一通孔(11)内且与孔壁间隙活动配合,所述振荡件(3)位于第二通孔(12)内且与滴液针头(2)侧壁贴合连接;
所述滴液针头(2)包括柱形针座(21)和连通在柱形针座(21)底部的锥形针头(22),所述柱形针座(21)位于第一通孔(11)内,且在柱形针座(21)与第一通孔(11)之间的间隙上部嵌装有气囊体(4),在柱形针座(21)与第一通孔(11)之间的间隙下部嵌装有限位体(5),所述柱形针座(21)上部通过气囊体(4)与第一通孔(11)孔壁柔性接触,柱形针座(21)下部通过限位体(5)与第一通孔(11)孔壁刚性接触,所述振荡件(3)与柱形针座(21)上部侧壁贴合连接;
当所述振荡件(3)带动柱形针座(21)上部往复振荡时,在限位体(5)的杠杆作用下,所述锥形针头(22)的末端以同频率、更大幅度进行往复振荡。
2.根据权利要求1所述的一种可自适应振荡破滴针头组件,其特征在于,所述控制器控制滴液针头(2)滴加速度的具体过程为:获取滴加试剂的实时质量值,将所述实时质量值与设定目标质量值的差值进行PID计算,得到不断调整的滴液针头(2)滴加速度,使滴加速度逐渐降低,直至降为零。
3.根据权利要求1所述的一种可自适应振荡破滴针头组件,其特征在于,所述气囊体(4)和限位体(5)均为带缺口的环形,且限位体(5)的横截面为直径等于柱形针座(21)与第一通孔(11)间隙宽度的圆形。
4.根据权利要求1所述的一种可自适应振荡破滴针头组件,其特征在于,所述承载架(1)上设有管道架(6),所述管道架(6)上开设有若干个穿孔(61),所述穿孔(61)内穿插有输送软管(7),所述输送软管(7)与滴液针头(2)一一对应连通。
5.根据权利要求4所述的一种可自适应振荡破滴针头组件,其特征在于,所述管道架(6)的外部设有保护壳(8)。
6.根据权利要求4所述的一种可自适应振荡破滴针头组件,其特征在于,所述组件还包括集束管(9),所述集束管(9)内部用于所有输送软管(7)集中穿插。
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