一种立体智能液体配制系统技术方案

本发明专利技术提供一种立体智能液体配制系统，立体设计，具有样品管理、稀释、混合、均质、定容功能；所述立体智能液体配制系统包括智能样品管理、样品调度、溶液配制和工艺优化控制四个装置；所述智能样品管理装置处于下层，包括样品录入、库存优化、识别、质量追溯和样品槽管理五个模块；所述溶液配制装置处上层，包括工位转盘、开盖/加盖模块、样品转移、加注、清洗、稀释和均质模块，开盖/加盖模块可减少样品挥发、变质和污染；所述样品调度装置在智能样品管理装置和溶液配制装置之间来回传送样品，包括样品传送和上下线转移模块；所述工艺优化控制装置自动生成配制方法，控制所述智能样品管理装置、样品调度装置和溶液配制装置协同执行配制过程。

A three-dimensional intelligent liquid preparation system

The present invention provides a three-dimensional intelligent liquid dispensing system with three-dimensional design, sample management, dilution, mixing, homogenizing, constant volume function; the liquid dispensing system includes intelligent three-dimensional intelligent sample management, scheduling, sample solution preparation and process optimization control device four; the intelligent sample management device at the lower level, including sample entry, inventory optimization, identification, quality traceability and sample cell management of five modules; the solution preparation device at the upper, including station turntable, opening the cover / stamped module, sample transfer, filling, cleaning, dilute and homogeneous modules, open the cover / stamped module can reduce sample volatilization, and deterioration of the pollution; sample dispatch device to send the samples back and forth between the intelligent management device and sample solution preparation device, including sample transfer and offline transfer module; the process. The chemical control device automatically generates the preparation method, and controls the intelligent sample management device, the sample scheduling device and the solution preparation device to perform the preparation process in collaboration.

【技术实现步骤摘要】
一种立体智能液体配制系统
本专利技术属于自动化仪器领域，具体涉及一种立体智能液体配制系统。
技术介绍
随着社会经济与科技的发展，越来越多的行业领域涉及到对液体物品进行精确的管理、稀释、混合、均质、定容的需求。最为典型的是实验室溶液制备的过程中，需要利用为数众多的标准样品进行精确的配制形成混合溶液。此类工作技术要求高，工艺过程复杂，涉及工具种类繁多，过程繁琐，操作周期长，极易出错，出错后带来经济损失极大，且常常无法追溯，对检测和科学研究的质量管理带来严峻的挑战。现有技术存在的问题是：1)现有液体配制工作台产品技术，关注于移液、稀释等过程本身，而对于样品智能管理存在缺失：缺少样品库存的优化管理，无法保证所有样品都在保质期内、无法预测样品的消耗需求以提醒用户及时补充；配制过程缺少样品识别确认的手段，无法确认当前使用的样品是否符合配制的要求；配制完成后缺少样品质量追溯的方法，配制结果出现错误后无法追溯排查错误产生的具体步骤和原因。2)现有液体配制工作台产品技术，在液体配制过程中对于液体挥发、变质等考虑不充分：或直接使用敞口容器，无视液体配制过程中的挥发和变质；或使用带软胶盖的样品瓶，通过取样针物理扎破瓶盖的方式在获取液体的同时，减少液体的挥发和变质，此方法存在两个弊端：一是由于扎孔后的盖子已不能密封了，不利于长期保存，配制过程完成后还需要人工更换容器盖子；二是，由于取液针往往很细，长期用其扎透胶质瓶盖，会逐步磨损直至无法扎透或直接损坏，减少了取液针的寿命，会给用户维护带来不必要的成本。3)进一步，现有液体配制工作台产品技术，在样品瓶容量、样品瓶数量和仪器占地面积上尚未达到很好的平衡：或保证样品瓶的数量，但无法使用大容量的样品瓶；或使用大容量的样品瓶，但样品瓶数量随之减少；或使用数量较多的大容量样品瓶，但仪器占用了更多的占地面积。人工配制时，需要至少两张普通的实验操作台。例如，参照GB/T5009.218-2008《水果和蔬菜中多种农药残留量的测定》，根据其附录所述水果和蔬菜中107种农药及配制溶剂规定。需要配制一种由该107种农药标准样品混合而成的混合溶液，用于色谱法检测农药残留量。为了配制混合样品，这107钟农药标准样品在使用前需要稀释后再使用，每种标准样品稀释的浓度不同、且每种标准样品稀释所采用的溶剂也不尽相同。为了检测果蔬中107种农药的残留，假设107种标准农药样品仅需要稀释到某个指定的浓度中间液(而实际中可能一种标准样品就需要稀释成多种不同浓度的中间液)，则包括标准样品和稀释后的中间液样品，配制过程中一共要使用到214种样品(107×2)。在通常手工配制时，需要作一些大量的计算，先将中间液样品配制好：一般都是根据每一种标准样品在成分分析仪器上的响应值来计算每一种农药组分的合适浓度，没有固定的规则，或是固定的浓度。样品数量众多、大量的计算、繁复的中间稀释过程以及最终的定容混合配制，大大增加了混合溶液配制的复杂程度，使得人工配制混合溶液时不仅耗时过长、而且极易出错。在冗长的配制过程中，各标准样品、中间液样品及混合溶液无疑会长时间暴露在空气中，会造成样品和溶液的挥发、变质并引起环境污染，对人体健康也会带来损伤；同时，在配制过程中无论是计算出现偏差还是长期操作过程中的某个环节出现纰漏，这些错误都不可挽回，如果配制过程中没有做好人工记录，甚至哪个环节出错都无法追溯和排查，出错后不仅降低了配制效率，更会造成直接的经济损失。在不出错的情况下，熟练的操作人员完成国标所述107种标准样品配制成混标溶液并稀释到指定的浓度，通常需要耗费1周左右的时间。在农药残留检测领域，经常需要配制混标溶液，而每种混标溶液，需要通过几十种甚至上百种单标溶液进行混合配制得来，如GB/T23214-2008饮用水中450种农药及相关化学品残留量的测定液相色谱-串联质谱法中规定，将450种农药分成7个组，配制成混标溶液。在这过程中，就需要计算混标溶液的配置路线，而人工计算如何配制，依据每个实验员的技术水平不同，通常只是找到一个可行的配置路线，但需要消耗较多的单标溶液和定容溶剂，而且由于样品较多不方便管理，导致每次多配制的过渡溶液往往就浪费掉了。由于混标溶液的配置在上述领域是一个常规性操作，当单标溶液单价较贵时，浪费所造成的经济也不可忽视，因此如何对混标溶液配制路线进行优化是节省实验成本的重要因素。当下的液体制备工作台产品难以适配上述复杂的配制过程，对人工操作过程的模拟程度低，功能简化单一，或缺少完备的样品管理及质量追溯，或难以进行两百种以上样品的配制，或缺少解决配制过程中液体挥发的更佳技术方案。总之当前的产品及技术给使用者带来的使用体验还有很大的提升空间。
技术实现思路
针对当前液体制备工作台产品存在的上述问题，本专利技术提供了一种智能液体配制系统，实现支持智能化样品管理；支持液体配制过程中样品瓶的全自动快速开盖、压盖，减少样品的挥发；节约占地面积、支持200个以上30ml大样品瓶的立体化系统结构；配合智能工艺优化装置，支持全自动、更高效、无差错的较大规模液体配制。本专利技术提供了一种智能液体配制系统，其目的在于实现支持：1)智能化样品管理，包括样品库存的优化管理，能够确保所有使用到的样品都在保质期内，能够预测样品的消耗需求，提醒用户及时补充；包括配制过程样品在线识别，以确认当前使用的样品符合配制的要求；包括配制完成后样品质量追溯的方法，配制结果出现错误后可根据详细的电子质量记录追溯排查错误产生的具体步骤和原因。2)液体配制过程中样品瓶的全自动快速开盖、压盖，减少样品的挥发、变质和污染，包括样品使用前开盖功能及开盖后的废弃瓶盖收集功能；包括样品转移后新瓶盖的自动获取、样品瓶自动加盖、加盖后密封性检测功能。3)采用立体化系统结构，在满足支持200个以上30ml大样品瓶的同时，最大限度减少系统的占地面积，放置该系统仅需要一张普通的实验操作台上；最终，配合智能工艺优化装置，能够实现全程自动化、样品挥发和污染更少、配制效率更高、配制过程更准确(无差错)的较大规模(200个以上样品)液体配制，与人工标准操作方法具有高度的相似性。术语说明：样品：包含原料母液和中间液；溶液：指最终要配制生成的液体；样品瓶：装样品的瓶子；容量瓶：装溶液的瓶子；均质：均质就是对样品进行混合均匀，以便可直接应用于溶液的配制；工艺：通过样品配制溶液的方法；工艺路线：实现工艺的各个步骤；上层、下层：所描述的上层与下层是指空间上的相对位置。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种立体智能液体配制系统，所述的立体智能液体配制系统采用立体设计，所述的智能化配制系统具有液体样品管理、稀释、混合、均质、定容功能，所述的智能化配制系统包括智能样品管理装置、样品调度装置、溶液配制装置和工艺优化控制装置；所述智能样品管理装置处于下层，包括样品录入模块、样品库存优化模块、样品识别模块、样品质量追溯模块和样品槽管理模块；所述的溶液配制装置处于智能样品管理装置的上层，所述的溶液配制装置包括工位转盘、开盖/加盖模块、液体转移、加注、清洗、稀释和均质模块，其开盖/加盖模块可减少样品在液体配制过程中的挥发、变质和污染；所述样品调度装置用于实现样品在下层智能样品管理装置和上层溶液配制装置之间来回传送，所述样品调度装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体智能液体配制系统，其特征在于：所述的立体智能液体配制系统采用立体设计，所述的智能化配制系统具有液体样品管理、稀释、混合、均质、定容功能，所述的智能化配制系统包括智能样品管理装置、样品调度装置、溶液配制装置和工艺优化控制装置；所述智能样品管理装置处于下层，包括样品录入模块、样品库存优化模块、样品识别模块、样品质量追溯模块和样品槽管理模块；所述的溶液配制装置处于智能样品管理装置的上层，所述的溶液配制装置包括工位转盘、开盖/加盖模块、液体转移、加注、清洗、稀释和均质模块，其开盖/加盖模块可减少样品在液体配制过程中的挥发、变质和污染；所述样品调度装置用于实现样品在下层智能样品管理装置和上层溶液配制装置之间来回传送，所述样品调度装置包括样品传送模块、上下线转移模块；所述工艺优化控制装置自动生成优化的配制过程，并控制所述智能样品管理装置、样品调度装置、溶液配制装置的动作以共同执行全部的配制过程。

【技术特征摘要】
1.一种立体智能液体配制系统，其特征在于：所述的立体智能液体配制系统采用立体设计，所述的智能化配制系统具有液体样品管理、稀释、混合、均质、定容功能，所述的智能化配制系统包括智能样品管理装置、样品调度装置、溶液配制装置和工艺优化控制装置；所述智能样品管理装置处于下层，包括样品录入模块、样品库存优化模块、样品识别模块、样品质量追溯模块和样品槽管理模块；所述的溶液配制装置处于智能样品管理装置的上层，所述的溶液配制装置包括工位转盘、开盖/加盖模块、液体转移、加注、清洗、稀释和均质模块，其开盖/加盖模块可减少样品在液体配制过程中的挥发、变质和污染；所述样品调度装置用于实现样品在下层智能样品管理装置和上层溶液配制装置之间来回传送，所述样品调度装置包括样品传送模块、上下线转移模块；所述工艺优化控制装置自动生成优化的配制过程，并控制所述智能样品管理装置、样品调度装置、溶液配制装置的动作以共同执行全部的配制过程。2.如权利要求1所述的一种立体智能液体配制系统，其特征在于所述样品识别模块能够在线识别样品的详细信息，以确认当前使用的样品符合配制的要求。3.如权利要求1所述的一种立体智能液体配制系统，其特征在于所述样品质量追溯模块，能够详细记录样品在配制过程中的详细信息并形成电子质量记录，依据此电子质量记录，在配制完成后可追溯排查错误产生的具体步骤和原因。4.如权利要求1所述的一种立体智能液体配制系统，其特征在于：所述样品槽管理模块，能够容纳200个以上30ml样品瓶，以支持较大规模溶液配。5.如权利要求1所述的一种立体智能液体配制系统，其特征在于：所述溶液配制装置进一步包含开盖/加盖模块，用于对样品瓶进行开盖、弃盖、压盖和压盖检测。6.如权利要求1-5任一项所述的一种立体智能液体配制系统，其特征在于：所述的开盖/加盖模块包含开盖设备、弃盖槽、新盖供料组件、加盖设备及压盖检测设备。7.如权利要求1-5任一项所述的一种立体智能液体配制系统，其特征在于：所述工艺优化控制装置采用最短操作时间的控制方法，液体转移、加注、清洗、稀释和均质模块则在开盖/加盖模块动作完成之后独立进行，在优先保证最大程度减少开盖后样品的暴露时间的同时，提高了液体配制效率。8.如权利要求1-7任一项所述的一种立体智能液体配制系统，其特征在于：所述的智能液体配制系统采用基于混合整数规划线性规划的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖晓健，郭淳，陈挺，
申请(专利权)人：赖晓健，郭淳，陈挺，
类型：发明
国别省市：浙江,33