血型分析仪微量自动加样系统设计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明为一血型分析仪的自动加样装置，是结合机械、电子、自动控制技术为一体的机电一体化设备。
【背景技术】
[0002]在临床检验领域，血型分析是输血必须的检测项目，是医生做出准确病情诊断和选择输血血型的重要依据，其在临床应用极为普遍，然而目前，国内大部分医院还在使用手动方式完成配血检验，剩下的医院也都只是使用着国外为数不多几家公司的仪器，而根据每年国内输血量的统计结果可推知，国内医院对全自动血型分析系统的需求量每年将在500台以上。实现全自动血型分析仪器的国产化，可以打破国外的技术封锁和垄断，发展我国自己的全自动血型分析技术和产业，节省外汇，满足内需。
[0003]全自动血型分析系统的主要关键技术主要包括机械传动和定位技术、运动控制技术、微量加样技术、液位传感技术、液路清洗技术、离心机技术、故障诊断技术、机械手技术、嵌入式控制技术、条形码识别技术、高清图像的提取和处理技术、多功能应用分析软件技术坐寸ο
[0004]随着医疗技术的发展，血型分析实验日益复杂，传统的手工和半自动血型分析仪器已不能满足实际要求，从而使得全自动血型分析仪器的需求大大增加，微量自动加样模块是全自动血型分析系统中液路系统的核心部件，用于实现血液样品和试剂的精确采样，鉴于此本发明设计了一套基于单片机的微量液体自动加样系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:基于自动控制技术、传感技术、运动控制技术等，设计一种血型分析微量液体自动加样系统，其包括微量加样功能模块、清洗模块、液位检测模块、温度检测模块、流量监测模块、键盘模块及执行机构，各模块均依赖于单片机控制系统，实现精确抽放功能、自动清洗功能、自动控制功能、系统检测功能及报警功能。
[0006]本发明设计的自动抽样系统以单片机为控制核心，结合多种传感器如液位传感器、温度传感器、流量传感器以及执行机构包括步进电机，液压泵，电磁阀等共同构成自动加样控制系统，自动加样系统主要的功能作用就是实现血型分析时的血液样本和试剂的精确抽放，以完成血型分析工作，在每个加样工作完成之后，都需要对血液样本流经的器件、管路进行清洗，使得下一次的测量结果不受本次测量的影响，同时也为了避免交叉感染，影响血型分析结果，因此加样系统包含自动清洗功能，为实现系统的精确抽放和加样管路的自动清洗，，加样系统需要自动化的控制系统，实现整个系统的自动控制，系统在工作的过程中，需要实时监测系统清洗液和废液量，这就需要系统具有实时监测的功能，同时能够对系统出现清洗液余量不足或废液过多等特殊状况进行报警。
[0007]1、微量加样功能模块是整个自动加样系统的核心部件,完成血液样本和相关试剂的精确抽放样功能,主要包括微量加样装置、三通阀和加样针。当三通阀2关闭进口 1，打开进口 2和出口，系统便可以通过控制微量加样装置实现试剂的精确抽放。
[0008]2、清洗模块
在血型分析实验中，系统的加样针都是反复使用的，为了避免交叉污染，影响实验的检测结果，所以每次抽取血液样本之前或每个加样周期结束时，都要对加样针和加样管路进行清洗，本文采用蒸馏水和生理盐水两种清洗液进行交替清洗，采用“蒸馏水-生理盐水-蒸馏水”先后清洗的方式，提高冲洗效果，该模块主要包括清洗液及其容器、废液容器、三通阀、液泵，系统控制电机驱动液泵抽取清洗液来实现加样管路的清洗。
[0009]3、液位检测模块
系统在清洗的过程中，需要实时监测清洗液和废液的液位状况，一旦发生清洗液不足或者废液过多的情况需要及时处理，同时发出报警信号，主要包括压力液位传感器、控制单片机。
[0010]4、流量监控模块
流量监测模块:系统设有流量监测模块，用来监测清洗时的清洗液流量。因为清洗时，流速过低很难保证清洗质量，流速过高容易损坏管路等器件[14]。采用流量传感器进行监测，可安装在管路与液压泵接口的地方，并将所测流量反馈。
[0011]5、温度监控模块
血液样本与试剂进行反应时，对温度具有一定的要求，且在吸取血液样本进行分析之前，温度过低血液容易凝固，过高则容易破坏血液样本内部结构等，所以温度过高过低都不适于血液样本的加样与检测，从而影响到系统的工作性能，所以这里有必要对系统的环境温度进行实时监测。
【附图说明】
[0012]图1是本自动加样系统的控制结构框图；
图2是本自动加样系统的功能示意图；
图3是本系统的硬件结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]血型分析微量液体自动加样系统是机电一体化产品，涉及机械、电子、自动控制等多个领域的知识，需要各方面互相配合，下面仅对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0014]系统上电初始化。全自动血型分析加样系统上电后，首先完成系统的初始化以及各模块的状态检测，如微量液体加注机构和加样机械臂等回到初始零位，等待控制系统发出的操作命令和等待血液样本信息。
[0015]实验前样本识别和加载，通过医疗信息管理系统确认待检血液样本的信息，信息确认后，实验人员手动把样本和试剂装载到转盘专用试管架中，并加载到样本试剂转盘上，至此完成了血型实验前的样品准备工作，加样系统发出开始命令，即开始对样品进行微量抽取工作，从而进行血型实验。
[0016]样本和试剂定位，根据②过程中记录的待检样本和试剂位置信息，自动加样系统计算出加样机械臂、样本试剂转盘的进给位移量，并将各机构的运动控制参数传递给相应的运动控制器，样本试剂转盘将待检样本定位至取样位置，加样机械臂拖动加样针进给至液面下规定深度。
[0017]抽放样。加样针深入待吸取血液样本一定深度后，由单片机控制系统发出指令，输入加样量信息，选择加样功能，微量液体加注机构吸取定量的血液样本，完成后控制加样机械臂拖动加样针将血液样本释放到相应的反应试管内，释放完毕后，完成一次加样，加样机械臂拖动加样针到废液缸上方，开始执行清洗功能。
[0018]加样针清洗。如④完成一次加样作业后,为避免与下次作业交叉污染,需要对加样针进行清洗，此时单片机控制系统发出指令，选择清洗功能，开始清洗工作:
1)清洗工作时，控制系统根据所需清洗液的量，检测容器中剩余清洗液的量是否达到满足本次清洗任务，如果不满足，提示工作人员向容器中加入所需清洗液，反之，进行步骤2)；
2)控制系统控制三通阀通断，使进水口通向出水口，控制系统驱动液压泵控制蒸馏水单向清洗，废液从加样针口排到废液容器，开阀时间15s ；
3)单片机控制系统控制三通阀进水口关闭，进水口通向出水口，控制系统驱动液压泵吸取生理盐水单向清洗，废液从加样针口排到废液容器，开阀时间15s ；
4)再次用蒸馏水对加样针进行最后清洗，过程同2)；
完成一个加样周期，确保各工作元件复位，如需再次加样，回到开始，否则，系统断电。
【主权项】
1.一种血型分析仪微量自动加样系统设计，该系统以单片机为控制核心，包括微量加样功能模块、清洗模块、液位检测模块、温度检测模块、流量监测模块、键盘模块及执行机构，各模块均依赖于单片机控制系统，实现精确抽放功能、自动清洗功能、自动控制功能、系统检测功能及报警功能。
2.根据权利要求1所述血型分析仪微量自动加样系统设计，其特征在于，系统以单片机为控制核心，各模块均依赖于单片机控制系统。
3.根据权利要求1所述血型分析仪微量自动加样系统设计，其特征在于，所述微量加样功能模块为整个系统的核心部件，完成试剂的精确抽放功能。
4.根据权利要求1所述血型分析仪微量自动加样系统设计，其特征在于，所述清洗模块实现加样针的自动清洗功能。
5.根据权利要求1所述血型分析仪微量自动加样系统设计，其特征在于，所述液位检测模块、温度检测模块、流量监测模块实现系统检测及报警功能。
6.根据权利要求1所述血型分析仪微量自动加样系统设计，其特征在于，所述键盘模块可对相关加样信息、清洗信息、流量、温度等信息进行设置。
【专利摘要】本发明公开了血型分析仪微量自动加样系统设计，其特征在于：该系统以单片机为控制核心，包括微量加样功能模块、清洗模块、液位检测模块、温度检测模块、流量监测模块、键盘模块及执行机构，各模块均依赖于单片机控制系统，实现精确抽放功能、自动清洗功能、自动控制功能、系统检测功能及报警功能。
【IPC分类】G01N35-10
【公开号】CN104698202
【申请号】CN201310654451
【发明人】孙滕安
【申请人】孙滕安
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日