CN204832222U - 自动识别液面的进样*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种自动识别液面的进样***，包括机架、样品试管输送装置，机架上设有一绝缘的进样针夹紧悬臂，绝缘的进样针夹紧臂的延伸端夹紧固定一用于检测液面的进样针，进样针包括导电内管、导电外管，导电内管与导电外管之间设有绝缘层，导电内管的进液端延伸出导电外管下端，导电内管通过导线接负电极，导电外管通过导线接正电极，导电内管上端用于与进样泵通过绝缘导管相连；控制器分别与进样针、样品试管输送装置的驱动电机、升降电机以及进样泵电连接，控制器用于接收进样针的液位信号后分别控制样品试管输送装置的驱动电机、机架的升降电机以及进样泵工作。本实用新型结构简单，成本低，达到了进料针自动追随液面的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验检测仪器，具体涉及一种自动识别液面的进样***。
背景技术
在医学、化学及物理领域中，经常需要对物质进行定性、定量分析，从而了解其研究物质的物理、化学特性。在进行实验研究时，操作人员通过注射针从试管中吸取待测试液，然后将注射针***到注液口中，将待测试液注入到分析仪中进行检查。每次试验都需对大批试管溶液进行检测，因此需要试验人员频繁的用注射针从不同的试管中抽取待测试液。采用这种方式不仅增大了实验人员的工作量，降低了工作效率，增加了人工成本，而且对于试管中易分层的溶液，如上下2层或多层时，待测试液位于液面以下某一特定的位置，在待测试液取样过程中，人工取样通常不准确，导致试验数据有误差，如：离心后的血液。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种自动识别液面的进样***，提高工作效率，能识别液面，进行自动取样，降低试验误差及人工费用。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种自动识别液面的进样***，包括机架、样品试管输送装置，所述机架上安装升降电机，其特征在于：所述机架上设有一个由升降电机驱动的进样针升降装置，所述进样针升降装置上设有一绝缘的进样针夹紧悬臂，所述绝缘的进样针夹紧臂的延伸端夹紧固定一用于检测液面的进样针，进样针位于样品试管输送装置的上方，所述用于检测液面的进样针包括导电内管、导电外管，所述导电内管与导电外管之间设有绝缘层，导电内管的进液端延伸出导电外管下端，所述导电内管通过导线接负电极；所述导电外管通过导线接正电极，所述导电内管上端用于与进样泵通过绝缘导管相连；一控制器分别与进样针、样品试管输送装置的驱动电机、升降电机以及进样泵电连接，所述控制器用于接收进样针的液位信号后分别控制样品试管输送装置的驱动电机、升降电机以及进样泵工作。
所述控制器包括微处理器、电源电路、进样针信号电路、震荡电路和复位及启动电路，所述电源电路分别与微处理器和进样针信号电路电连接，所述进样针信号电路、震荡电路、复位及启动电路分别与微处理器电连接，所述进样针信号电路用于采集试管液面信号，所述电源电路给微处理器和进样针信号电路供电，所述震荡电路用于检测进样针是否接触到液面，并发送给微处理器，所述复位及启动电路用于使微处理器恢复到起始状态，所述微处理器用于对接收的试管液面信号进行AD转换，分析液面信号。
所述进样针信号电路包括晶体振荡器YIA、电容C14，滤波电容Y2，接线座J3，整流器D2，运算跟随器U3，电容C15，电容C16以及电阻R5，所述晶体振荡器YIA的电源正极VCC脚与电源电路电连接，晶体振荡器YIA的电源负极GND脚接地，振荡器YIA的NC脚为空脚，晶体振荡器YIA的输出端OUT脚与电容C14的一端连接，电容C14的另一端分别与滤波电容Y2的一端、接线座J3的1脚连接，接线座J3的1脚与进样针的导电外管连接，接线座J3的2脚与进样针的导电内管连接，滤波电容Y2的另一端与整流器D2的一端连接，整流器D2的另一端分别与电容C15的正极端、运算跟随器U3的同相输入端连接，电容C15的负极端接地，运算跟随器U3的反相输入端、输出端分别与电容C16和电阻R5的一端连接，电容C16和电阻R5的另一端接地：所述晶体振荡器YIA输出的电信号通过电容C14经接线座J3对进样针分压，并由滤波电容Y2滤波，整流器D2整流，运算跟随器U3跟随，发送给微处理器。
所述导电外管外壁设有疏水涂层，导电内管向下延伸长度为2～5mm。
所述绝缘层采用绝缘管，所述绝缘管位于导电内管与导电外管之间，绝缘管的长度与导电内管相同。
所述导电内管与导电外管均采用不锈钢管。
所述进样针升降装置包括进样针支撑架、滑动安装座、导向杆及空心轴，所述进样针支撑架的上下两端分别设有下支撑平台和下支撑平台，上、下水平支撑平台上分别设有通孔；所述导向杆固定在进样针支撑架的上、下支撑平台之间，所述滑动安装座通过第一轴承安装在导向杆上；所述升降电机的轴竖直向上穿过下支撑平台的通孔，升降电机的电机螺母与滑动安装座相连，所述空心轴空套在升降电机的轴上，空心轴下端固定连接在滑动安装座上，空心轴的上部通过第二轴承安装在进样针支撑架的上支撑平台上，且延长出上支撑平台，所述空心轴的上端与绝缘的进样针夹紧悬臂的一端相连。
所述升降电机采用直线步进电机。
所述样品试管输送装置包括转盘支架、储存转盘及驱动电机，所述驱动电机安装在转盘支架上，驱动电机的输出轴向上，驱动电机通过联轴器与储存转盘相连，所述储存转盘沿周向设有若干供试管***的安装槽。
本实用新型的有益效果：本实用新型在进样针升降装置上设有一绝缘的进样针夹紧悬臂，所述绝缘的进样针夹紧臂的延伸端夹紧固定一用于检测液面的进样针，进样针由导电内管和导电外管构成，导电内管与导电外管之间设有绝缘层，导电内管通过导线接负电极；导电外管通过导线接正电极，所述导电内管上端用于与进样泵通过绝缘导管相连；控制器用于接收进样针的液位信号后分别控制样品试管输送装置的驱动电机、升降电机以及进样泵工作。所述导电外管接正电极，导电内管接负电极，以检测电容变化量的大小，变化量可预先设置，可根据不同类型样品的导电性能进行最佳设置，实现了稳定、可靠地检测出不同电导率的液面，有效的解决了不同电导率液面识别的难题，并精确的检测出待测层的液体。如：18.25M的去离子水，也能正常识别。采用控制器进行控制在自动标本检测过程中能批量化操作，减轻操作员工作量，实现了自动流水化操作，降低了感染率，且对分层液体（如血液离心后）的血浆取样检测不用预先分离出血浆。因此本实用新型结构简单，成本低，便于维护更换，采用电容式液面检测方式，可以自动检测液面，准确的定位液体的液面位置，根据吸样量的多少调节进样针下降伸入液面的高度，并且对于电导性差的有机溶剂，都能灵敏的检测出液面信号，提高了反应效果，达到了进料针自动追随液面的效果。
所述控制器包括微处理器、电源电路、进样针信号电路、震荡电路和复位及启动电路，该控制器采用进样针信号电路采集液面信息，通过该震荡电路检测进样针是否接触到液面，并发送给微处理器，提高了液面采集信号的准确度和稳定度。
所述导电外管外壁设有疏水涂层，所述导电内管向下延伸长度为2～5mm，该疏水涂层避免了试管中待测检测液残留在导电外管壁，可缩短导电内管向下延伸的长度，提高了进样针的灵敏度。
所述导电内管与导电外管均采用不锈钢管，既能保证导电内、外管导电，又避免了被试管中待测试液腐蚀。
所述样品试管输送装置包括转盘支架、储存转盘及驱动电机，采用储存转盘不仅便于放置若干待测试管，而且占地面积小，节约空间。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型进样针的结构示意图；
图3是本实用新型电路原理图；
图4是本实用新型中进样针信号电路图；
图5是本实用新型震荡电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明。
参见图1至图5所示，一种自动识别液面的进样***，包括机架6、进样泵17、控制器16、样品试管输送装置19，所述机架6可以固定在工作台面上，机架6上设有电机安装孔，机架6上安装一进样针升降装置18，所述进样针升降装置18包括进样针支撑架8、导向杆9、滑动安装座10及空心轴12，所述进样针支撑架8的上下两端分别设有上支撑平台8-1和下支撑平台8-2，上、下水平支撑平台上分别设有通孔8-3，所述进样针支撑架8通过下支撑平台8-2和螺钉固定在机架6的电机安装孔上，所述导向杆9固定在进样针支撑架8的上、下支撑平台之间，所述滑动安装座10上设有轴承安装孔和电机轴通孔，所述轴承安装孔内设有第一轴承11，滑动安装座10通过第一轴承11安装在导向杆9上，滑动安装座10可沿导向杆9上下滑动；进样针支撑架8的下支撑平台8-2的下端面固定安装一升降电机7，所述升降电机7采用直线步进电机，所述升降电机7的轴竖直向上穿过下支撑平台8-2的通孔8-3和滑动安装座10的电机轴通孔，升降电机7的轴上设有电机螺母15，升降电机7的电机螺母15与滑动安装座10固定连接，所述升降电机7用于驱动滑动安装座10上下运动；所述空心轴12垂直固定在滑动安装座10上，所述空心轴12空套在升降电机7的轴上，升降电机7的轴位于空心轴12的中心，通过升降电机7带动滑动安装座10上的空心轴12一起上下运动，空心轴12的上部通过第二轴承13安装在进样针支撑架8的上支撑平台8-1上，且向上延长出上支撑平台8-1，所述空心轴12的顶端与一绝缘的进样针夹紧悬臂14的一端固定连接。所述绝缘的进样针夹紧臂14的延伸端夹紧固定一用于检测液面的进样针1，所述用于检测液面的进样针1包括导电内管1-1、导电外管1-3，所述导电内管1-1与导电外管1-3均采用不锈钢空管，所述导电内管1-1与导电外管1-3之间设有绝缘层1-2，所述绝缘层1-2采用绝缘管，所述绝缘管的长度与导电内管1-1的长度相同，绝缘管的长度也可以设置为：绝缘管的长度小于导电内管1-1的长度，大于导电外管1-3的长度，导电外管1-3外壁设有疏水涂层，疏水涂层采用现有疏水涂料，导电内管1-1的进液端延伸出导电外管1-3下端，导电内管1-1向下延伸长度为2～5mm，导电内管1-1的出液端向上延伸出导电外管1-3，如无疏水涂层时，防止水滴影响导电内管1-1向下延伸长度应在5mm以上；所述导电内管1-1通过导线接负电极，导电内管1-1接地，所述导电外管1-3通过导线接正电极，所述导电内管1-1上端用于与进样泵17通过绝缘导管相连，导电内管1-1出液端通过绝缘导管与进样泵17连接，便于将试管内待测液体从试管中抽出，进样泵17可以设置在机架6上，也可以设置在机架6外。
所述样品试管输送装置19位于机架6旁，用于检测液面的进样针1位于样品试管输送装置19的上方，所述样品试管输送装置19包括转盘支架4、储存转盘3及驱动电机5，驱动电机5采用步进电机，所述驱动电机5安装在转盘支架4上，驱动电机5的输出轴向上，驱动电机5通过联轴器与储存转盘3相连，所述储存转盘3沿周向设有若干供试管2***的安装槽,各安装槽内***有盛装有待测试液的试管2。
所述控制器16分别与进样针1、样品试管输送装置的驱动电机5、升降电机7以及进样泵17电连接，所述控制器16用于接收进样针1的液位信号后分别控制样品试管输送装置的驱动电机5、升降电机7以及进样泵17工作。
所述控制器16包括微处理器、电源电路、进样针信号电路、震荡电路和复位及启动电路，所述电源电路分别与微处理器和进样针信号电路电连接，所述进样针信号电路、震荡电路、复位及启动电路分别与微处理器电连接，所述电源电路给微处理器和进样针信号电路供电，所述电源电路可以采用现有常用电源电路。所述进样针信号电路用于采集试管液面信号，并发送给微处理器。所述震荡电路是用于对进样针的信号进行处理，检测进样针是否接地到液面，处理后送到微处理器。所述微处理器用于分析接收到的试管液面信号，所述微处理器U2采用现有STM32微处理器。所述复位及启动电路用于使微处理器恢复到起始状态，所述复位及启动电路可以采用现有用于STM32微处理器的复位及启动电路。
所述进样针信号电路包括晶体振荡器YIA、电容C14，滤波电容Y2，继电器J3，整流器D2，运算跟随器U3，电容C15，电容C16以及电阻R5，晶体振荡器YIA为有源晶振，滤波电容Y2采用石英晶体振荡器，所述晶体振荡器YIA的电源正极VCC脚与电源电路电连接，晶体振荡器YIA的电源负极GND脚接地，振荡器YIA的NC脚为空脚，晶体振荡器YIA的输出端OUT脚与电容C14的一端连接，电容C14的另一端分别与滤波电容Y2、接线座J3的一端连接，接线座J3的1脚与进样针的导电外管1-3连接，接线座J3的2脚与进样针的导电内管1-1连接，滤波电容Y2的另一端与整流器D2的一端连接，整流器D2的另一端分别与电容C15的正极端、运算跟随器U3的同相输入端连接，电容C15的负极端接地，运算跟随器U3的反相输入端、输出端分别与电容C16和电阻R5的一端连接，电容C16和电阻R5的另一端接地，进样针信号电路的输出端V0直接接微处理器的AD信号输入脚：所述晶体振荡器YIA输出的电信号通过电容C14经接线座J3对进样针分压，并由滤波电容Y2滤波，整流器D2整流，运算跟随器U3跟随，发送给微处理器，通过微处理器进行AD转换，分析液面信号。
所述震荡电路包括电容C17、电容C18、滤波电容Y2，震荡电路的输入端OSC_IN和震荡电路的输出端OSC_OUT分别与微处理器的输入、输出端相连。
进一步：所述进样针支撑架8的上支撑平台8-1侧面设有第二检测传感器，所述第二检测传感器采用霍尔传感器，滑动安装座10上端面设有一磁性材料定位块，所述第二检测传感器与控制器电连接，通过第二传感器与磁性材料定位块检测进样针是否到最高位。所述样品试管输送装置19的储存转盘3边沿固定有一磁性材料定位块，储存转盘3的初始位置安装槽处设有第一检测传感器，第一检测传感器采用霍尔传感器，所述第一检测传感器与控制器连接，第一检测传感器与磁性材料定位块检测出储存转盘3上初始位置的试管。
本实用新型的工作原理：
初始化：升降电机7转动带动滑动安装座10、空心轴12、绝缘的进样针夹紧悬臂14、进样针1上升到进样针支撑架8的顶端，通过第二传感器检测进样针支撑架8是否已到达顶端；驱动电机5转动带动储存转盘3上初始位试管转动到达进样针1正下方，通过第一传感器检测初始位试管是否已到进样针1下方。
工作时：定位样品位，驱动电机5转动带动储存转盘3到达指定的样品位。升降电机7转动带动进样针1下降，进样针1下降过程中对液面进行检测。检测到液面后，按控制器设置的下降步数继续下降的吸样位。吸样完成后，升降电机7带动进样针1向上移动到固定的设置步数到排样位。等待检测后的样品返回排到样品试管。完成检测后。升降电机7带动进样针1上升到初始的最高位。完成一次检测。
本实用新型检测方法是检测到液面后不是立即停止，而是根据预设置的吸样量的多少进行继续移动的步数设置，移动的步数靠升降电机7的螺距与细分来确定。检测过程中，进样针下降，当导电内管1-1下端延伸部分接触到液面后，检测出的数据无变化，当导电外管1-3接触到液面后，读出数据的变化。通过变化量来判断是否接触到液面。检测到液面后，根据要吸样的多少，调整进样针下降的高度。困此只要保证有够吸样的液体量，就不回吸到试管中的另外一层液体，本实用新型即方便吸样，又减少人工分离样品的步骤，降低了操作人员的劳动强度。
Claims (9)
1.一种自动识别液面的进样***，包括机架（6）、样品试管输送装置（19），所述机架（6）上安装升降电机（7），其特征在于：所述机架（6）上设有一个由升降电机（7）驱动的进样针升降装置（18），所述进样针升降装置（18）上设有一绝缘的进样针夹紧悬臂（14），所述绝缘的进样针夹紧臂（14）的延伸端夹紧固定一用于检测液面的进样针（1），进样针（1）位于样品试管输送装置（19）的上方，所述用于检测液面的进样针（1）包括导电内管（1-1）、导电外管（1-3），所述导电内管（1-1）与导电外管（1-3）之间设有绝缘层（1-2），导电内管（1-1）的进液端延伸出导电外管（1-3）下端，所述导电内管（1-1）通过导线接负电极，所述导电外管（1-3）通过导线接正电极，所述导电内管（1-1）上端用于与进样泵通过绝缘导管相连；一控制器（16）分别与进样针（1）、样品试管输送装置的驱动电机（5）、升降电机（7）以及进样泵（17）电连接，所述控制器（16）用于接收进样针（1）的液位信号后分别控制样品试管输送装置的驱动电机（5）、升降电机（7）以及进样泵（17）工作。
2.根据权利要求1所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述控制器（16）包括微处理器、电源电路、进样针信号电路、震荡电路和复位及启动电路，所述电源电路分别与微处理器和进样针信号电路电连接，所述进样针信号电路、震荡电路、复位及启动电路分别与微处理器电连接，所述进样针信号电路用于采集试管液面信号，所述电源电路给微处理器和进样针信号电路供电，所述震荡电路用于检测进样针是否接触到液面，并发送给微处理器，所述复位及启动电路用于使微处理器恢复到起始状态，所述微处理器用于对接收的试管液面信号进行AD转换，分析液面信号。
3.根据权利要求2所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述进样针信号电路包括晶体振荡器YIA、电容C14，滤波电容Y2，接线座J3，整流器D2，运算跟随器U3，电容C15，电容C16以及电阻R5，所述晶体振荡器YIA的电源正极VCC脚与电源电路电连接，晶体振荡器YIA的电源负极GND脚接地，振荡器YIA的NC脚为空脚，晶体振荡器YIA的输出端OUT脚与电容C14的一端连接，电容C14的另一端分别与滤波电容Y2的一端、接线座J3的1脚连接，接线座J3的1脚与进样针的导电外管（1-3）连接，接线座J3的2脚与进样针的导电内管（1-1）连接，滤波电容Y2的另一端与整流器D2的一端连接，整流器D2的另一端分别与电容C15的正极端、运算跟随器U3的同相输入端连接，电容C15的负极端接地，运算跟随器U3的反相输入端、输出端分别与电容C16和电阻R5的一端连接，电容C16和电阻R5的另一端接地：所述晶体振荡器YIA输出的电信号通过电容C14经接线座J3对进样针分压，并由滤波电容Y2滤波，整流器D2整流，运算跟随器U3跟随，发送给微处理器。
4.根据权利要求1所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述导电外管（1-3）外壁设有疏水涂层，所述导电内管（1-1）向下延伸长度为2～5mm。
5.根据权利要求1或4所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述绝缘层（1-2）采用绝缘管，所述绝缘管的长度与导电内管（1-1）的长度相同。
6.根据权利要求1或4所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述导电内管（1-1）与导电外管（1-3）均采用不锈钢管。
7.根据权利要求1所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述进样针升降装置（18）包括进样针支撑架（8）、导向杆（9）、滑动安装座（10）及空心轴（12），所述进样针支撑架（8）的上下两端分别设有上支撑平台（8-1）和下支撑平台（8-2），上、下水平支撑平台上分别设有通孔（8-3）；所述导向杆（9）固定在进样针支撑架（8）的上、下支撑平台之间，所述滑动安装座（10）通过第一轴承（11）安装在导向杆（9）上；所述升降电机（7）的轴竖直向上穿过下支撑平台（8-2）的通孔，升降电机（7）的电机螺母（15）与滑动安装座（10）相连，所述空心轴（12）空套在升降电机（7）的轴上，空心轴（12）下端固定连接在滑动安装座（10）上，空心轴（12）的上部通过第二轴承（13）安装在进样针支撑架（8）的上支撑平台（8-1）上，且向上延长出上支撑平台（8-1），所述空心轴（12）的上端与绝缘的进样针夹紧悬臂（14）的一端相连。
8.根据权利要求1或7所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述升降电机（7）采用直线步进电机。
9.根据权利要求1所述的自动识别液面的进样***，其特征在于：所述样品试管输送装置（19）包括转盘支架（4）、储存转盘（3）及驱动电机（5），所述驱动电机（5）安装在转盘支架（4）上，驱动电机（5）的输出轴向上，驱动电机（5）通过联轴器与储存转盘（3）相连，所述储存转盘（3）沿周向设有若干供试管（2）***的安装槽。
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