一种液面检测电路、装置以及样本分析装置

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202110772853.7 申请日 2021-07-08
公开(公告)号 CN115655795A 公开(公告)日 2023-01-31
申请人 深圳市帝迈生物技术有限公司; 申请人类型 企业
发明人 丁辉; 第一发明人 丁辉
权利人 深圳市帝迈生物技术有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 深圳市帝迈生物技术有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:广东省 城市 当前专利权人所在城市:广东省深圳市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:广东省深圳市光明区玉塘街道田寮社区光侨路高科创新中心B座10层 邮编 当前专利权人邮编:518107
主IPC国际分类 G01N1/14 所有IPC国际分类 G01N1/14G01N33/48G01F23/22G01F23/26G01F23/292G01F23/28G01F23/24G01F23/14
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 深圳市威世博知识产权代理事务所 专利代理人 李庆波;
摘要 本 申请 公开了一种液面检测 电路 、装置以及样本分析装置,该液面检测电路包括:检测电路,连接 采样 针,检测电路被配置为输入检测 信号 ,并输出目标 电压 信号;其中,检测信号由电容式采样针与液面的 接触 情况确定;判断电路,连接检测电路,判断电路被配置为输入目标电压信号和参考电压信号,用于判断目标电压信号和参考电压信号的大小关系,并输出判断结果信号;第一控制电路,连接判断电路,第一控制电路被配置为根据判断结果信号控制采样针进行采样。通过这样的方式,能够提高采样效率和采样 精度 。
权利要求

1.一种液面检测电路,其特征在于,所述液面检测电路包括:
检测电路,连接采样针,所述检测电路被配置为输入检测信号,并输出目标电压信号;
其中,所述检测信号由电容式采样针与液面的接触情况确定;
判断电路,连接所述检测电路,所述判断电路被配置为输入所述目标电压信号和参考电压信号,用于判断所述目标电压信号和所述参考电压信号的大小关系,并输出判断结果信号;
第一控制电路,连接所述判断电路,所述第一控制电路被配置为根据所述判断结果信号控制所述采样针进行采样。
2.根据权利要求1所述的液面检测电路,其特征在于,
所述判断电路包括:
比较器,所述比较器的第一输入端连接所述检测电路,被配置为输入所述目标电压信号,所述比较器的第二输入端被配置为输入所述参考电压信号,所述比较器的输出端被配置为根据所述目标电压信号和所述参考电压信号的大小关系输出所述判断结果信号。
3.根据权利要求2所述的液面检测电路,其特征在于,
所述判断电路还包括:
第一调理电路,所述第一调理电路的输入端连接所述检测电路,所述第一调理电路的输出端连接所述比较器的第一输入端,用于对所述目标电压信号进行调理;和/或第二调理电路,所述第二调理电路的输入端连接所述比较器的输出端,所述第二调理电路的输出端连接所述第一控制电路,用于对所述判断结果信号进行调理。
4.根据权利要求1所述的液面检测电路,其特征在于,
所述采样针包括外针管、内针管以及所述外针管和所述内针管之间的绝缘层,所述外针管接地;
所述检测电路包括:
压控振荡器,所述压控振荡器的电容端口连接所述内针管,所述压控振荡器的电阻端口连接可调电阻;
鉴相器,所述鉴相器的输入端连接所述压控振荡器的输出端,所述鉴相器的输出端连接所述判断电路,用于输出所述目标电压信号。
5.根据权利要求4所述的液面检测电路,其特征在于,
所述液面检测电路还包括:
校准电路,所述校准电路包括第二控制电路,所述第二控制电路连接所述鉴相器的输出端和所述可调电阻,用于根据所述目标电压信号对所述可调电阻进行调节。
6.根据权利要求5所述的液面检测电路,其特征在于,
所述校准电路还包括:
源跟随器,所述源跟随器的输入端连接所述鉴相器的输出端,所述源跟随器的输出端连接所述第二控制电路。
7.根据权利要求6所述的液面检测电路,其特征在于,
所述校准电路还包括:
滤波电路,所述滤波电路的输入端连接所述鉴相器的输出端,所述滤波电路的输出端连接所述源跟随器的输入端;
第三调理电路,所述第三调理电路的输入端连接所述源跟随器的输出端,所述第三调理电路的输出端连接所述第二控制电路。
8.根据权利要求5所述的液面检测电路,其特征在于,
所述第二控制电路具体用于在所述目标电压信号的电压值不满足设定电压阈值时,对所述可调电阻进行调节。
9.一种液面检测装置,其特征在于,所述液面检测装置包括如权利要求1‑8任一项所述的液面检测电路。
10.一种样本分析装置,其特征在于,所述样本分析装置包括如权利要求1‑8任一项所述的液面检测电路。

说明书全文

一种液面检测电路、装置以及样本分析装置

技术领域

[0001] 本申请涉及液面检测技术领域,特别涉及一种液面检测电路、装置以及样本分析装置。

背景技术

[0002] 在样本分析领域中,特别是医疗领域的血样分析中,利用全自动血液分析仪、免疫分析仪等在分析样本溶液时,通常需要先对样本溶液进行吸样操作,具体是通过控制采样针下行运动到容置有样本溶液的待测试管中进行,在实际应用中,为了防止采样针触碰到待测试管底部或吸取到不需要的溶液而导致出现分析误差,需要在采样针接触到液面后的一段时间内控制采样针上行返回,因此,在进行血液分析时必须进行液面检测。
[0003] 常规的液面检测方法包括例如压检测法、光电检测法、射频检测法、阻抗检测法以及电容检测法等,以避免上述情况的发生。发明内容
[0004] 为了解决上述问题,本申请提供一种液面检测电路、装置以及样本分析装置,能够提高采样效率和采样精度
[0005] 为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种液面检测电路,该液面检测电路包括:检测电路,连接采样针,检测电路被配置为输入检测信号,并输出目标电压信号;其中,检测信号由电容式采样针与液面的接触情况确定;判断电路,连接检测电路,判断电路被配置为输入目标电压信号和参考电压信号,用于判断目标电压信号和参考电压信号的大小关系,并输出判断结果信号;第一控制电路,连接判断电路,第一控制电路被配置为根据判断结果信号控制采样针进行采样。
[0006] 其中,判断电路包括:比较器,比较器的第一输入端连接检测电路,被配置为输入目标电压信号,比较器的第二输入端被配置为输入参考电压信号,比较器的输出端被配置为根据目标电压信号和参考电压信号的大小关系输出判断结果信号。
[0007] 其中,判断电路还包括:第一调理电路,第一调理电路的输入端连接检测电路,第一调理电路的输出端连接比较器的第一输入端,用于对目标电压信号进行调理;和/或第二调理电路,第二调理电路的输入端连接比较器的输出端,第二调理电路的输出端连接第一控制电路,用于对判断结果信号进行调理。
[0008] 其中,采样针包括外针管、内针管以及外针管和内针管之间的绝缘层,外针管接地;检测电路包括:压控振荡器,压控振荡器的电容端口连接内针管,压控振荡器的电阻端口连接可调电阻;鉴相器,鉴相器的输入端连接压控振荡器的输出端,鉴相器的输出端连接判断电路,用于输出目标电压信号。
[0009] 其中,液面检测电路还包括:校准电路,校准电路包括第二控制电路,第二控制电路连接鉴相器的输出端和可调电阻,用于根据目标电压信号对可调电阻进行调节。
[0010] 其中,校准电路还包括:源跟随器,源跟随器的输入端连接鉴相器的输出端,源跟随器的输出端连接第二控制电路。
[0011] 其中,校准电路还包括:滤波电路,滤波电路的输入端连接鉴相器的输出端,滤波电路的输出端连接源跟随器的输入端;第三调理电路,第三调理电路的输入端连接源跟随器的输出端,第三调理电路的输出端连接第二控制电路。
[0012] 其中,第二控制电路具体用于在目标电压信号的电压值不满足设定电压阈值时,对可调电阻进行调节。
[0013] 为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种液面检测装置,该液面检测装置包括如上述的液面检测电路。
[0014] 为解决上述技术问题,本申请采用的又一个技术方案是:提供一种样本分析装置,该样本分析装置包括如上述的液面检测电路。
[0015] 本申请实施例的有益效果是:区别于现有技术,本申请提供的液面检测电路包括:检测电路,连接采样针,检测电路被配置为输入检测信号,并输出目标电压信号;其中,检测信号由电容式采样针与液面的接触情况确定;判断电路,连接检测电路,判断电路被配置为输入目标电压信号和参考电压信号,用于判断目标电压信号和参考电压信号的大小关系,并输出判断结果信号;第一控制电路,连接判断电路,第一控制电路被配置为根据判断结果信号控制采样针进行采样。通过上述方式,采用硬件电路来实现检测信号的判断,与现有技术中先将模拟信号转化为数字信号,再由控制器采用软件的方法来对数字信号进行处理从而判断是否接触液面的方式相比,硬件的判断方式更加快捷效率,响应速度更快;另一方面,由于相应速度加快,采样针的控制电机的偏差也会随之减小,提高了采样精度。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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。其中:
[0017] 图1是本申请提供的液面检测电路一实施例的结构示意图;
[0018] 图2是图1中检测电路的结构示意图;
[0019] 图3是图1中判断电路的结构示意图;
[0020] 图4是本申请提供的液面检测方法一实施例的流程示意图;
[0021] 图5是本申请提供的液面检测电路另一实施例的结构示意图;
[0022] 图6是图5中校准电路的结构示意图;
[0023] 图7是本申请提供的液面检测方法另一实施例的流程示意图;
[0024] 图8是本申请提供的液面检测装置一实施例的结构示意图;
[0025] 图9是本申请提供的样本分析装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0026] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
[0027] 在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0028] 参阅图1,图1是本申请提供的液面检测电路一实施例的结构示意图,该液面检测电路100包括检测电路10、判断电路20和第一控制电路30。
[0029] 其中,检测电路10连接采样针,检测电路10被配置为输入检测信号,并输出目标电压信号;判断电路20连接检测电路10,判断电路20被配置为输入目标电压信号和参考电压信号,用于判断目标电压信号和参考电压信号的大小关系,并输出判断结果信号;第一控制电路30连接判断电路20,第一控制电路30被配置为根据判断结果信号控制采样针进行采样。
[0030] 可选地,采样针对应的液面检测方法可以是压力检测法、光电检测法、射频检测法、阻抗检测法以及电容检测法等。
[0031] 以压力检测法为例,可以在采样针上(如针尖部)设置一压力传感器压力传感器在空气中和液体中所采集到的压力值不同,当采样针的针尖接触到液面时,即压力传感器采集到的压力值会发生突变。检测电路10可以根据压力值产生一对应的电压值,即对应的目标电压信号会发生突变,那么判断电路20可以根据判断该目标电压信号与参考电压信号的大小关系,来确定采样针是否接触到液面。
[0032] 以光电检测法为例,可以在采样针上设置一光电传感器,用于发射光线和接收光线,以确定传感器(采样针)与液面的距离,检测电路10可以根据该距离信息产生一电压值,即目标电压信号。那么判断电路20可以根据判断该目标电压信号与参考电压信号的大小关系,来确定采样针是否接触到液面。
[0033] 在一具体的实施例中,采用电容检测法来进行液面检测。参阅图2,图2是图1中检测电路的结构示意图。
[0034] 其中,采样针包括外针管、内针管以及外针管和内针管之间的绝缘层,外针管接地。
[0035] 检测电路包括压控振荡器11和鉴相器12。其中,压控振荡器11的电容端口连接内针管,压控振荡器11的电阻端口连接可调电阻;鉴相器12的输入端连接压控振荡器11的输出端,鉴相器12的输出端连接判断电路20,用于输出目标电压信号。
[0036] 上述电路结构基于电容检测法实现,采用电容匹配的思想,基于谐振法的原理,通过RC振荡,把电容值的变化反应出相位误差电压的变化来实现。具体地,鉴相器12包括两个输入端,其中的一个输入端连接压控振荡器11的输出端,其中的另一个输入端输入参考相位信号,鉴相器12根据两个信号的相位差输出对应的电压信号,即目标电压信号。其中,参考相位信号可以由一个方波发生器来产生。
[0037] 可选地,判断电路20由硬件电路实现,具体可以采用一个比较器。比较器的第一输入端连接检测电路10(具体为鉴相器12),被配置为输入目标电压信号,比较器的第二输入端被配置为输入参考电压信号,比较器的输出端被配置为根据目标电压信号和参考电压信号的大小关系输出判断结果信号。
[0038] 其中,参考电压信号可以根据经验来设定,例如,可以将采样针的针尖接触液面,然后采集对应的目标电压信号,根据若干次实验得到一个平均电压值,再根据该平均电压值确定对应的参考电压信号。具体地,若该平均电压值为V0,该参考电压信号的电压值可以设置为0.8V0。
[0039] 可选地,第一控制电路30可以采用一控制器实现,如单片机,判断电路20输出的判断结果信号为“1”或“0”,在一实施例中,“1”表示采样针接触液面,“0”表示采样针未接触液面。那么,在判断结果信号为“1”时,第一控制电路30控制采样针进行吸样操作。
[0040] 可以理解地,第一控制电路30连接一驱动结构,如电机、压力等,第一控制电路30控制电机进一步驱动采样针进行移动,第一控制电路30控制压力泵进一步驱动采样针进行吸样。
[0041] 进一步参阅图3,图3是图1中判断电路的结构示意图,该判断电路20包括第一调理电路21、比较器22和第二调理电路23。
[0042] 其中,第一调理电路21的输入端连接检测电路10,第一调理电路21的输出端连接比较器22的第一输入端,用于对目标电压信号进行调理。比较器22的第一输入端连接第一调理电路21,被配置为输入调理后的目标电压信号,比较器22的第二输入端被配置为输入参考电压信号,比较器的输出端被配置为根据目标电压信号和参考电压信号的大小关系输出判断结果信号。第二调理电路23的输入端连接比较器的输出端,第二调理电路的输出端连接第一控制电路30,用于对判断结果信号进行调理。
[0043] 其中,第一调理电路21用于对信号进行例如滤波处理或放大处理,用于去除信号中的噪声,或者对信号进行增强。第二调理电路23用于对信号进行整形或电平转换等处理,可以理解地,输入所述第二调理电路23的信号为数字信号。
[0044] 区别于现有技术,本实施例提供的液面检测电路包括:检测电路,连接采样针,检测电路被配置为输入检测信号,并输出目标电压信号;其中,检测信号由电容式采样针与液面的接触情况确定;判断电路,连接检测电路,判断电路被配置为输入目标电压信号和参考电压信号,用于判断目标电压信号和参考电压信号的大小关系,并输出判断结果信号;第一控制电路,连接判断电路,第一控制电路被配置为根据判断结果信号控制采样针进行采样。通过上述方式,采用硬件电路来实现检测信号的判断,与现有技术中先将模拟信号转化为数字信号,再由控制器采用软件的方法来对数字信号进行处理从而判断是否接触液面的方式相比,硬件的判断方式更加快捷效率,响应速度更快;另一方面,由于相应速度加快,采样针的控制电机的偏差也会随之减小,提高了采样精度。
[0045] 进一步参阅图4,图4是本申请提供的液面检测方法一实施例的流程示意图,该方法基于上述图1‑图3的电路结构实现,该方法具体包括:
[0046] 步骤41:对采样针进行初始化。
[0047] 初始化主要是对采样针的位置进行初始化,具体地,控制平电机驱动采样针进行水平移动,以移动至待采样试管的顶部;进一步,控制垂直电机驱动采样针进行垂直移动,并根据待采样试管的高度,驱动采样针移动至试管口,或者试管顶部的设定高度。
[0048] 步骤42:控制采样针向下移动。
[0049] 步骤43:判断接收到的判断结果信号的高低电平状态是否为高电平。
[0050] 在步骤43的判断结果为是时,执行步骤44,在步骤43的判断结果为否时,执行步骤42。
[0051] 步骤44:控制采样针停止移动。
[0052] 步骤45:控制采样针进行吸样操作。
[0053] 参阅图5,图5是本申请提供的液面检测电路另一实施例的结构示意图,该液面检测电路100包括检测电路10、判断电路20、第一控制电路30和校准电路40。
[0054] 其中,判断电路20、第一控制电路30的工作原理可以参考上述实施例,这里不再赘述。
[0055] 其中,检测电路包括压控振荡器11和鉴相器12。其中,压控振荡器11的电容端口连接内针管,压控振荡器11的电阻端口连接可调电阻;鉴相器12的输入端连接压控振荡器11的输出端,鉴相器12的输出端连接判断电路20,用于输出目标电压信号。
[0056] 校准电路40包括第二控制电路41,第二控制电路41连接鉴相器12的输出端和可调电阻R,用于根据目标电压信号对可调电阻进行调节。
[0057] 其中,可调电阻R可以是一个电位器。
[0058] 可以理解地,随着可调电阻R的变化,由可调电阻R和采样针电容C形成的RC谐振电路也会随之产生变化,导致压控振荡器11输出至鉴相器12的相位信号变化。
[0059] 其中,第二控制电路41具体用于在目标电压信号的电压值大于设定电压阈值时,对可调电阻进行调节。
[0060] 其中,设定电压阈值可以根据经验设定。在一具体的实施例中,在多台设备进行液面检测时,为了保持每台设备保持一致,可以设置统一的设定电压阈值。
[0061] 可选地,如图6所示,图6是图5中校准电路的结构示意图,校准电路40包括滤波电路42、源跟随器43、第三调理电路44和第二控制电路41。
[0062] 其中,滤波电路42输入端连接鉴相器12的输出端,滤波电路42的输出端连接源跟随器43的输入端;第三调理电路44的输入端连接源跟随器43的输出端,第三调理电路44的输出端连接第二控制电路41。
[0063] 其中,滤波电路42用于对鉴相器12输出的目标电压信号进行滤波处理;源跟随器43用于在电路之间做缓冲作用,减小两边电路的影响;第三调理电路44用于对信号进行去噪、平滑、增强等处理。
[0064] 可以理解地,在图6的实施例中,各个元器件或电路的划分是可以根据实际需求来确定的。例如,在一实施例中,压控振荡器11、鉴相器12和源跟随器43可以集成于同一芯片(如相环芯片),具体连接方式如下:鉴相器12通过集成芯片的输出端口连接滤波电路,再通过集成芯片的输入端口连接集成芯片中的源跟随器42,最后再通过集成芯片的输出端口连接校准电路40的第三调理电路44。
[0065] 进一步参阅图7,图7是本申请提供的液面检测方法另一实施例的流程示意图,该方法基于上述图5‑图6的电路结构实现,该方法具体包括:
[0066] 步骤71:对采样针进行初始化。
[0067] 步骤72:获取源跟随器输出的电压信号。
[0068] 步骤73:判断源跟随器输出的电压信号是否满足设定电压阈值。
[0069] 其中,在一实施例中,设定电压阈值可以是一个固定的值,例如5V,若源跟随器输出的电压信号不是5V,则认为是不满足。在另一实施例中,设定电压阈值也可以是一个电压范围,例如4.5‑5.5V,若源跟随器输出的电压信号不在4.5‑5.5V范围内,则认为是不满足。
[0070] 在步骤73的判断结果为是时,执行步骤74,在步骤73的判断结果为否时,执行步骤75。
[0071] 步骤74:校准完成。
[0072] 步骤75:控制可调电阻进行调节。
[0073] 其中,电阻的调节方式可以是增大或者减小,每次调节的步长可以根据电阻的阻值或者目标电压信号的电压值来确定。
[0074] 在步骤75执行完成后,再次执行步骤72。
[0075] 参阅图8,图8是本申请提供的液面检测装置一实施例的结构示意图,该液面检测装置800包括液面检测电路100,该液面检测电路100是如上述实施例中介绍的液面检测电路,这里不再赘述。
[0076] 该液面检测装置800可以应用于对工程领域,例如对矿井探测时,对井底水面进行检测。还可以应用于餐饮加工领域,对饮料等液体的液面进行检测。还可以应用于样本检测领域,在对样本溶液进行采样时,对样本溶液的液面进行检测。
[0077] 参阅图9,图9是本申请提供的样本分析装置一实施例的结构示意图,该样本分析装置900包括液面检测电路100,该液面检测电路100是如上述实施例中介绍的液面检测电路,这里不再赘述。
[0078] 该样本分析装置900可以是血球仪、免疫分析仪等,用于对血样进行检测。
[0079] 在本申请所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的方法以及设备,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
[0080] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
[0081] 另外,在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0082] 以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是根据本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
QQ群二维码
意见反馈