CN209878403U - 一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，包括稀释液瓶、注射泵、采样针、清洗池、蠕动泵、清洗液瓶、真空泵、废液瓶、布置在采样针下方的试管旋转支架以及安装在试管旋转支架上的多个容量瓶和废液管，注射泵的进口与稀释液瓶连接，出口与采样针连接；蠕动泵的进口与清洗液瓶连接，出口与清洗池的进液接口连接；真空泵的进口与清洗池的出液接口连接，出口与废液瓶连接；注射泵、蠕动泵、真空泵均与控制单元连接；还包括与采样针连接的电容检测模块，电容检测模块用于实时检测采样针的电容，所述采样针能上下移动地贯穿清洗池布置。本实用新型能够根据需要调整采样针***溶液的状态，便于采样针的清洗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，属于全自动稀释配液器技术领域。
背景技术
移液、配液作为很多实验的第一步，其操作的精度对实验结果的准确性至关重要，当其存在较大偏差时，即使后续实验采用高端的仪器、操作无误也将毫无意义。目前，常用的配液方式主要有两种，一种是人工操作，主要通过移液枪或移液管配置溶液，其对人员操作要求高，误差大。另一种是利用全自动稀释配液器进行配置，现有的全自动稀释配液器主要包括稀释液瓶，采样针，连接在稀释液瓶和采样针之间的注射泵，用于对采样针进行清洗的清洗池，用于向清洗池提供清洗液的蠕动泵和与蠕动泵连接的清洗液瓶，用于将清洗池内部液体抽走的真空泵和与真空泵连接的废液瓶，以及布置在采样针下方的试管旋转支架，多个布置在试管旋转支架上的容量瓶和废液管，以及控制各个泵工作的控制单元，其误差小，但在实际操作过程中，液体采样针伸入容量瓶的长度固定，即采样针在容量瓶中都是固定的一个位置，当溶液很少时，采样针接触不到溶液；当溶液很多时，采样针插进溶液太深，给清洗采样针带来很大的麻烦。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，能够根据需要调整采样针***溶液状态，便于采样针的清洗。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，包括稀释液瓶、注射泵、采样针、清洗池、蠕动泵、清洗液瓶、真空泵、废液瓶、布置在采样针下方的试管旋转支架以及安装在试管旋转支架上的多个容量瓶和废液管，注射泵的进口与稀释液瓶连接，出口与采样针连接；蠕动泵的进口与清洗液瓶连接，出口与清洗池的进液接口连接；真空泵的进口与清洗池的出液接口连接，出口与废液瓶连接；注射泵、蠕动泵、真空泵均与控制单元连接；还包括与采样针连接的电容检测模块，电容检测模块用于实时检测采样针的电容，所述采样针能上下移动地贯穿清洗池布置。
优选地，所述电容检测模块包括单片机、脉冲发生单元、RC电路、电压跟随模块和电压检测电路，所述单片机与脉冲发生单元的输入端连接，脉冲单元的输出端与RC电路的一端连接，RC电路的另一端与电压跟随模块的输入端连接，电压跟随模块的输出端与电压检测电路的输入端连接，电压检测电路的输出端与单片机连接；所述采样针构成了RC电路中的电容器件。
优选地，所述清洗池上安装有用于带动采样针上下移动的动力机构，所述动力机构包括安装在清洗池上的支撑架、能够转动地安装在支撑架上的丝杆、套装在丝杆上的滑套和用于驱动丝杆转动的伺服电机，所述丝杆竖直布置，所述滑套能随着丝杆的转动沿丝杆上下移动，所述滑套上设有用于夹紧采样针的夹具。
优选地，所述注射泵为双微量注射泵，包括两个级联的第一注射器和第二注射器，第一注射器的容积为250ul，第二注射器的容积为20ml。
优选地，所述注射泵通过螺旋状的缓冲管路4与采样针6连接。
与现有的技术相比，本实用新型通过电容检测模块实时检测采样针的电容信号，信号经过处理后送入控制单元。当采样针未接触到试剂瓶内部的液体时，电容值相对较小，一旦采样针接触到试剂瓶内部的液体，电容值将显著增加。因此在测量过程中，控制单元可以通过校测到的电容值判断采样针是否接触到液面。在采样过程中，控制采样针自动下移直到接触到液位为止，一旦在吸取样本液时，同步控制采样针下移(根据采样量比例下降)，从而实现采样针的随动采样，避免采样针深入样本液太深的距离，降低样本液对采样针外壁的携带污染。最终，实现对采样针***溶液的控制，工作时采样针只进入液面一点，便于采样针的清洗，降低了交叉配样污染，大大提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型动力机构的示意图；
图3为本实用新型电容检测模块的一种原理图；
图4为图3对应的电路图；
图5为本实用新型电容检测模块的另一种原理图；
图6为图5对应的电路图。
图中：1、稀释液瓶，2、第二注射器，21、三通电磁阀，3、第一注射器，31、三通接头，4、缓冲管路，5、电容检测模块，6、采样针，7、清洗池，8、蠕动泵，9、清洗液瓶，10、废液瓶，11、真空泵，12、试管旋转支架，13、废液管，14、容量瓶，15、支撑架，16、丝杆，17、伺服电机，18、滑套，19、夹具。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图6所示，本实用新型实施例提供的一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，包括稀释液瓶1、注射泵、采样针6、清洗池7、用于向清洗池输送清洗液的蠕动泵8、清洗液瓶9、用于将清洗池内部的液体抽走的真空泵11、废液瓶10、布置在采样针6下方的试管旋转支架12以及安装在试管旋转支架12上的多个容量瓶14和废液管13，注射泵的进口与稀释液瓶1连接，出口与采样针6连接；蠕动泵8的进口与清洗液瓶9连接，出口与清洗池7的进液接口连接；真空泵11的进口与清洗池7的出液接口连接，出口与废液瓶10连接；注射泵、蠕动泵8、真空泵11均与控制单元连接；通过采样针、注射泵、清洗池、蠕动泵、真空泵以及试管旋转支架的配合动作，可以对采样针内外壁实现彻底稀释，避免不同样本稀释时的交叉污染。还包括与采样针6连接的电容检测模块5，电容检测模块5用于实时检测采样针6的电容，所述采样针6能上下移动地贯穿清洗池7布置。其中，所述电容检测模块5与控制单元连接。采样针6通过屏蔽导线连接到电容检测模块5，信号经过处理后送入控制单元。当采样针6未接触到试剂瓶内部的液体时，电容值相对较小，一旦采样针6接触到试剂瓶内部的液体，电容值将显著增加。因此在测量过程中，控制单元可以通过校测到的电容值判断采样针6是否接触到液面。在采样过程中，控制采样针6自动下移直到接触到液位为止，一旦在吸取样本液时，同步控制采样针6下移(根据采样量比例下降)，从而实现采样针6的随动采样，避免采样针6深入样本液太深的距离，降低样本液对采样针6外壁的携带污染，便于采样针6的清洗。
如图2所示，所述清洗池7上可安装有用于带动采样针6上下移动的动力机构，所述动力机构包括安装在清洗池上的支撑架15、能够转动地安装在支撑架15上的丝杆16、套装在丝杆16上的滑套18和用于驱动丝杆16转动的伺服电机17，所述丝杆16竖直布置，所述滑套18能随着丝杆16的转动沿丝杆16上下移动，所述滑套18上设有用于夹紧采样针6的夹具19。其中，所述伺服电机17与控制单元连接，夹具19夹紧采样针6，当伺服电机17接收到控制单元发送的操作信号时，伺服电机17驱动丝杆16正向或反向转动，从而带动滑套18沿丝杆16上下移动，实现采样针6的上下移动，进而实现采样针***溶液与否或***深度的控制。
如图3所示，上述电容检测模块5可以基于单片机的方波生成及电压信号检测，可包括单片机、脉冲发生单元、RC电路、电压跟随模块和电压检测电路，所述单片机与脉冲发生单元的输入端连接，脉冲单元的输出端与RC电路的一端连接，RC电路的另一端与电压跟随模块的输入端连接，电压跟随模块的输出端与电压检测电路的输入端连接，电压检测电路的输出端与单片机连接；所述采样针6构成了RC电路中的电容器件。工作时，单片机通过脉冲发生单元，产生一定周期的脉冲信号，由脉冲信号给RC电路进行充放电；当采样针接触液面时，期电容值会发生变化，进而导致充放电曲线(充放电时间)发生变化，RC电路经过电压跟随模块后送入电压检测电路，实现充放电时间检测，进一步可换算为采样针的电容值，并将电容值传送给控制单元，控制单元根据收到的电容值判断采样针是否***溶液以及***溶液的深度，并向动力机构中的伺服电机发送采样针升降调节信号，从而实现对采样针***状态及深度的调节。其中，采样针的电容值与采样针***溶液深度之间的关系可在使用前通过实验采集记录，并录入控制单元即可，其不属于本实用新型的保护内容，故在此不做赘述。
具体的，上述电容检测模块的实际电路可如图4所示，所述单片机采用MCU51，脉冲发生单元是由单片机通过内部的一个PWM管脚，产生一个方波信号；电阻R6与采样针构成RC振荡电路，其中采样针作为电容期间；运算放大器LMV321构成电压跟随模块；电压检测电路：电压跟随后的电路直接送入单片机的中断信号，通过检测中断的时间信号计算充放电时间常数，进一步换算为采样针的电容值。
如图5和图6所示，上述电容检测模块5也可以基于555定时器的方波生成及单片机电压信号检测，主要采用555定时器构成的RC振荡电路和单片机技术。设计思路：被测电容(即采样针)通过RC振荡转换成频率信号f，送入单片机测频,对该频率进行运算处理求出被测电容的值。其主要由测量电路和控制电路两部分组成。当接入被测电容后,由555定时器构成RC振荡器产生方波信号，把此信号通过接口传到MCS-51单片机I/O口上，对此方波信号进行测频，计算出得到被测电容值，并通过通讯端口由上位机获取。如图6所示，电容CX为被测电容(即采样针)，接通电源后，电容CX被充电，A点电压UA上升。当UA上升到时，触发器被复位，同时555芯片内部放电三极管导通，此时U0为低电平。电容CX通过电阻R2和放电三极管放电，使UA下降。当UA下降到时，触发器又被置位，U0翻转为高电平。电容CX放电所需时间tPL为：
tPL＝R2Cx ln2 (1)，
当放电结束时，放电三极管截止，电压VCC通过电阻R1、R2向电容CX充电，电压V由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时间tPH为：
tPH＝(R1+R2)Cx ln2 (2)，
当电压UA上升到2/3VCC时，触发器翻转，如此周而复始，在输出端得到一个周期性的方波，其频率f为：
f＝1/(tPL+tPH) (3)，
根据(1)、(2)、(3)式可推出：f＝1.44/(R1+2R2)Cx (4)，
整理得：Cx＝1.44/(R1+2R2)f (5)，
由(5)式可知，当电路设计完成后，振荡器输出频率f随被测电容CX的变化而变化，改变电阻R1、R2的值可改变***量程，所以说完全可以通过输出频率f判断被测电容CX的值，从而判断出采样针是否***溶液或***溶液的深度情况。其中，采样针的电容值与采样针***溶液深度之间的关系可在使用前通过实验采集记录，并录入控制单元即可，其不属于本实用新型的保护内容，故在此不做赘述。
优选地，所述注射泵为双微量注射泵，包括两个级联的第一注射器3和第二注射器2，第一注射器3的容积为250ul，第二注射器2的容积为20ml，第一注射器3可以实现1uL样本的精密采集，第二注射器2用以实现稀释液的注入，因此采用双微量注射泵可以实现高达100000:1的稀释。
优选地，所述注射泵通过螺旋状的缓冲管路4与采样针6连接。
综上所述，本实用新型通过电容检测模块实时检测采样针的电容信号，信号经过处理后送入控制单元。当采样针未接触到试剂瓶内部的液体时，电容值相对较小，一旦采样针接触到试剂瓶内部的液体，电容值将显著增加。因此在测量过程中，控制单元可以通过校测到的电容值判断采样针是否接触到液面。在采样过程中，控制采样针自动下移直到接触到液位为止，一旦在吸取样本液时，同步控制采样针下移(根据采样量比例下降)，从而实现采样针的随动采样，避免采样针深入样本液太深的距离，降低样本液对采样针外壁的携带污染。最终，实现对采样针***溶液的控制，工作时采样针只进入液面一点，便于采样针的清洗，降低了交叉配样污染，大大提高了工作效率。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，包括稀释液瓶(1)、注射泵、采样针(6)、清洗池(7)、蠕动泵(8)、清洗液瓶(9)、真空泵(11)、废液瓶(10)、布置在采样针(6)下方的试管旋转支架(12)以及安装在试管旋转支架(12)上的多个容量瓶(14)和废液管(13)，注射泵的进口与稀释液瓶(1)连接，出口与采样针(6)连接；蠕动泵(8)的进口与清洗液瓶(9)连接，出口与清洗池(7)的进液接口连接；真空泵(11)的进口与清洗池(7)的出液接口连接，出口与废液瓶(10)连接；注射泵、蠕动泵(8)、真空泵(11)均与控制单元连接；其特征在于，还包括与采样针(6)连接的电容检测模块(5)，电容检测模块(5)用于实时检测采样针(6)的电容，所述采样针(6)能上下移动地贯穿清洗池(7)布置。
2.根据权利要求1所述的一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，其特征在于，所述电容检测模块(5)包括单片机、脉冲发生单元、RC电路、电压跟随模块和电压检测电路，所述单片机与脉冲发生单元的输入端连接，脉冲单元的输出端与RC电路的一端连接，RC电路的另一端与电压跟随模块的输入端连接，电压跟随模块的输出端与电压检测电路的输入端连接，电压检测电路的输出端与单片机连接；所述采样针(6)构成了RC电路中的电容器件。
3.根据权利要求1所述的一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，其特征在于，所述清洗池(7)上安装有用于带动采样针(6)上下移动的动力机构，所述动力机构包括安装在清洗池上的支撑架(15)、能够转动地安装在支撑架(15)上的丝杆(16)、套装在丝杆(16)上的滑套(18)和用于驱动丝杆(16)转动的伺服电机(17)，所述丝杆(16)竖直布置，所述滑套(18)能随着丝杆(16)的转动沿丝杆(16)上下移动，所述滑套(18)上设有用于夹紧采样针(6)的夹具(19)。
4.根据权利要求1所述的一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，其特征在于，所述注射泵为双微量注射泵，包括两个级联的第一注射器(3)和第二注射器(2)，第一注射器(3)的容积为250ul，第二注射器(2)的容积为20ml。
5.根据权利要求1所述的一种全自动稀释配液器用采样针位置可调装置，其特征在于，所述注射泵通过螺旋状的缓冲管路(4)与采样针(6)连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN112051127A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-08 | 北京莱伯泰科仪器股份有限公司 | 生物体液样本制备混匀装置及方法 |
| CN113218470A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-08-06 | 上海应用技术大学 | 试管液位检测装置及检测方法 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |