血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一血型分析儀的自動加樣裝置，是結(jié)合機(jī)械、電子、自動控制技術(shù)為一體的機(jī)電一體化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域，血型分析是輸血必須的檢測項(xiàng)目，是醫(yī)生做出準(zhǔn)確病情診斷和選擇輸血血型的重要依據(jù)，其在臨床應(yīng)用極為普遍，然而目前，國內(nèi)大部分醫(yī)院還在使用手動方式完成配血檢驗(yàn)，剩下的醫(yī)院也都只是使用著國外為數(shù)不多幾家公司的儀器，而根據(jù)每年國內(nèi)輸血量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可推知，國內(nèi)醫(yī)院對全自動血型分析系統(tǒng)的需求量每年將在500臺以上。實(shí)現(xiàn)全自動血型分析儀器的國產(chǎn)化，可以打破國外的技術(shù)封鎖和壟斷，發(fā)展我國自己的全自動血型分析技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，節(jié)省外匯，滿足內(nèi)需。
[0003]全自動血型分析系統(tǒng)的主要關(guān)鍵技術(shù)主要包括機(jī)械傳動和定位技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)、微量加樣技術(shù)、液位傳感技術(shù)、液路清洗技術(shù)、離心機(jī)技術(shù)、故障診斷技術(shù)、機(jī)械手技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)、條形碼識別技術(shù)、高清圖像的提取和處理技術(shù)、多功能應(yīng)用分析軟件技術(shù)坐寸ο
[0004]隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，血型分析實(shí)驗(yàn)日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的手工和半自動血型分析儀器已不能滿足實(shí)際要求，從而使得全自動血型分析儀器的需求大大增加，微量自動加樣模塊是全自動血型分析系統(tǒng)中液路系統(tǒng)的核心部件，用于實(shí)現(xiàn)血液樣品和試劑的精確采樣，鑒于此本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套基于單片機(jī)的微量液體自動加樣系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:基于自動控制技術(shù)、傳感技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)等，設(shè)計(jì)一種血型分析微量液體自動加樣系統(tǒng)，其包括微量加樣功能模塊、清洗模塊、液位檢測模塊、溫度檢測模塊、流量監(jiān)測模塊、鍵盤模塊及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各模塊均依賴于單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確抽放功能、自動清洗功能、自動控制功能、系統(tǒng)檢測功能及報(bào)警功能。
[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)的自動抽樣系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，結(jié)合多種傳感器如液位傳感器、溫度傳感器、流量傳感器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)，液壓泵，電磁閥等共同構(gòu)成自動加樣控制系統(tǒng)，自動加樣系統(tǒng)主要的功能作用就是實(shí)現(xiàn)血型分析時(shí)的血液樣本和試劑的精確抽放，以完成血型分析工作，在每個(gè)加樣工作完成之后，都需要對血液樣本流經(jīng)的器件、管路進(jìn)行清洗，使得下一次的測量結(jié)果不受本次測量的影響，同時(shí)也為了避免交叉感染，影響血型分析結(jié)果，因此加樣系統(tǒng)包含自動清洗功能，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精確抽放和加樣管路的自動清洗，，加樣系統(tǒng)需要自動化的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動控制，系統(tǒng)在工作的過程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)清洗液和廢液量，這就需要系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能，同時(shí)能夠?qū)ο到y(tǒng)出現(xiàn)清洗液余量不足或廢液過多等特殊狀況進(jìn)行報(bào)警。
[0007]1、微量加樣功能模塊是整個(gè)自動加樣系統(tǒng)的核心部件,完成血液樣本和相關(guān)試劑的精確抽放樣功能,主要包括微量加樣裝置、三通閥和加樣針。當(dāng)三通閥2關(guān)閉進(jìn)口 1，打開進(jìn)口 2和出口，系統(tǒng)便可以通過控制微量加樣裝置實(shí)現(xiàn)試劑的精確抽放。
[0008]2、清洗模塊
在血型分析實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)的加樣針都是反復(fù)使用的，為了避免交叉污染，影響實(shí)驗(yàn)的檢測結(jié)果，所以每次抽取血液樣本之前或每個(gè)加樣周期結(jié)束時(shí)，都要對加樣針和加樣管路進(jìn)行清洗，本文采用蒸餾水和生理鹽水兩種清洗液進(jìn)行交替清洗，采用“蒸餾水-生理鹽水-蒸餾水”先后清洗的方式，提高沖洗效果，該模塊主要包括清洗液及其容器、廢液容器、三通閥、液泵，系統(tǒng)控制電機(jī)驅(qū)動液泵抽取清洗液來實(shí)現(xiàn)加樣管路的清洗。
[0009]3、液位檢測模塊
系統(tǒng)在清洗的過程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測清洗液和廢液的液位狀況，一旦發(fā)生清洗液不足或者廢液過多的情況需要及時(shí)處理，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，主要包括壓力液位傳感器、控制單片機(jī)。
[0010]4、流量監(jiān)控模塊
流量監(jiān)測模塊:系統(tǒng)設(shè)有流量監(jiān)測模塊，用來監(jiān)測清洗時(shí)的清洗液流量。因?yàn)榍逑磿r(shí)，流速過低很難保證清洗質(zhì)量，流速過高容易損壞管路等器件[14]。采用流量傳感器進(jìn)行監(jiān)測，可安裝在管路與液壓泵接口的地方，并將所測流量反饋。
[0011]5、溫度監(jiān)控模塊
血液樣本與試劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，對溫度具有一定的要求，且在吸取血液樣本進(jìn)行分析之前，溫度過低血液容易凝固，過高則容易破壞血液樣本內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，所以溫度過高過低都不適于血液樣本的加樣與檢測，從而影響到系統(tǒng)的工作性能，所以這里有必要對系統(tǒng)的環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。
【附圖說明】
[0012]圖1是本自動加樣系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本自動加樣系統(tǒng)的功能示意圖；
圖3是本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]血型分析微量液體自動加樣系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品，涉及機(jī)械、電子、自動控制等多個(gè)領(lǐng)域的知識，需要各方面互相配合，下面僅對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0014]系統(tǒng)上電初始化。全自動血型分析加樣系統(tǒng)上電后，首先完成系統(tǒng)的初始化以及各模塊的狀態(tài)檢測，如微量液體加注機(jī)構(gòu)和加樣機(jī)械臂等回到初始零位，等待控制系統(tǒng)發(fā)出的操作命令和等待血液樣本信息。
[0015]實(shí)驗(yàn)前樣本識別和加載，通過醫(yī)療信息管理系統(tǒng)確認(rèn)待檢血液樣本的信息，信息確認(rèn)后，實(shí)驗(yàn)人員手動把樣本和試劑裝載到轉(zhuǎn)盤專用試管架中，并加載到樣本試劑轉(zhuǎn)盤上，至此完成了血型實(shí)驗(yàn)前的樣品準(zhǔn)備工作，加樣系統(tǒng)發(fā)出開始命令，即開始對樣品進(jìn)行微量抽取工作，從而進(jìn)行血型實(shí)驗(yàn)。
[0016]樣本和試劑定位，根據(jù)②過程中記錄的待檢樣本和試劑位置信息，自動加樣系統(tǒng)計(jì)算出加樣機(jī)械臂、樣本試劑轉(zhuǎn)盤的進(jìn)給位移量，并將各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動控制參數(shù)傳遞給相應(yīng)的運(yùn)動控制器，樣本試劑轉(zhuǎn)盤將待檢樣本定位至取樣位置，加樣機(jī)械臂拖動加樣針進(jìn)給至液面下規(guī)定深度。
[0017]抽放樣。加樣針深入待吸取血液樣本一定深度后，由單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，輸入加樣量信息，選擇加樣功能，微量液體加注機(jī)構(gòu)吸取定量的血液樣本，完成后控制加樣機(jī)械臂拖動加樣針將血液樣本釋放到相應(yīng)的反應(yīng)試管內(nèi)，釋放完畢后，完成一次加樣，加樣機(jī)械臂拖動加樣針到廢液缸上方，開始執(zhí)行清洗功能。
[0018]加樣針清洗。如④完成一次加樣作業(yè)后,為避免與下次作業(yè)交叉污染,需要對加樣針進(jìn)行清洗，此時(shí)單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，選擇清洗功能，開始清洗工作:
1)清洗工作時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)所需清洗液的量，檢測容器中剩余清洗液的量是否達(dá)到滿足本次清洗任務(wù)，如果不滿足，提示工作人員向容器中加入所需清洗液，反之，進(jìn)行步驟2)；
2)控制系統(tǒng)控制三通閥通斷，使進(jìn)水口通向出水口，控制系統(tǒng)驅(qū)動液壓泵控制蒸餾水單向清洗，廢液從加樣針口排到廢液容器，開閥時(shí)間15s ；
3)單片機(jī)控制系統(tǒng)控制三通閥進(jìn)水口關(guān)閉，進(jìn)水口通向出水口，控制系統(tǒng)驅(qū)動液壓泵吸取生理鹽水單向清洗，廢液從加樣針口排到廢液容器，開閥時(shí)間15s ；
4)再次用蒸餾水對加樣針進(jìn)行最后清洗，過程同2)；
完成一個(gè)加樣周期，確保各工作元件復(fù)位，如需再次加樣，回到開始，否則，系統(tǒng)斷電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，包括微量加樣功能模塊、清洗模塊、液位檢測模塊、溫度檢測模塊、流量監(jiān)測模塊、鍵盤模塊及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各模塊均依賴于單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確抽放功能、自動清洗功能、自動控制功能、系統(tǒng)檢測功能及報(bào)警功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征在于，系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，各模塊均依賴于單片機(jī)控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征在于，所述微量加樣功能模塊為整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，完成試劑的精確抽放功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征在于，所述清洗模塊實(shí)現(xiàn)加樣針的自動清洗功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征在于，所述液位檢測模塊、溫度檢測模塊、流量監(jiān)測模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)檢測及報(bào)警功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征在于，所述鍵盤模塊可對相關(guān)加樣信息、清洗信息、流量、溫度等信息進(jìn)行設(shè)置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了血型分析儀微量自動加樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征在于：該系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，包括微量加樣功能模塊、清洗模塊、液位檢測模塊、溫度檢測模塊、流量監(jiān)測模塊、鍵盤模塊及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各模塊均依賴于單片機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確抽放功能、自動清洗功能、自動控制功能、系統(tǒng)檢測功能及報(bào)警功能。
【IPC分類】G01N35-10
【公開號】CN104698202
【申請?zhí)枴緾N201310654451
【發(fā)明人】孫滕安
【申請人】孫滕安
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月9日