用于生化分析的液面检测装置制造方法及图纸

一种生化分析液面检测装置，包括取样针管，针管运动机构，检测控制电路，其特征在于：所述取样针管为双层取样针管（１０），包括导电外针管（１２）和导电内针管（１４）以及中间绝缘层（１３）；所述检测控制电路包括一只锁相环集成电路；由导电外针管（１２）引出的导线接地，由导电内针管（１４）引出的导线接锁相环集成电路中压控振荡器应连接振荡电容的那个引脚。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及液面传感装置，特别是用于生化分析仪在取样过程中检测样本液面的传感装置。
技术介绍
现有技术的生化分析液面检测主要方式有，一是，使用两个电极，一个作为发射端，另一个作为接收端，发射端为样本盘底座，发出频率为几千赫兹的正弦波信号。工作时，针管从样本杯上方向下运动，插入样本杯内，当针头接触杯内液体时，接收电路检测到一信号电平，接收端收到信号后，即控制针停止运动，吸取样本。另一种电路是通过单管针对大地之间的电容变化来达到液面检测的目的，此种检测方法极易受到外界干扰，对样本盘接地要求较高。前一种装置，机械结构和电路结构均较复杂，后一种依赖于样本盘的接地情况，工作极不稳定。国外虽有使用双管针检测液面的机器，但其电路结构十分复杂，而且成本很高。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是避免上述现有技术的不足之处而提出一种低成本、高灵敏度、结构简单、工作可靠的液面检测装置。包括双层取样针管，针管运动机构及液面检测控制电路。双层取样针管相当于一个电容器，通过导线接入检测控制电路，与其中锁相环集成电路内的VCO(压控振荡器)的振荡电容一起决定VCO的振荡频率。当双层取样针管的针头触及液面时，电容值的变化导致振荡频率的变化，锁相环的输出有一个电位增高的变化，这个增高的电位被运算放大器放大，然后与参考电压比较，若超过阈值，比较器翻转，输出一个高电平信号去控制步进电机。本技术解决上述技术问题采取的技术方案包括加工制造一个液面检测装置，包括取样针管，针管运动机构，检测控制电路，特别是所述取样针管加工成双层取样针管，双层取样针管包括导电外针管和导电内针管以及中间绝缘层；绝缘层至少一层，最佳为两层，即在导电外针管的外表面再设置一外绝缘层。所述的检测控制电路中包括一只锁相环集成电路；由导电外针管引出的导线接地，由导电内针管引出的导线接锁相环集成电路中压控振荡器应连接振荡电容的那个引脚。本技术中锁相环集成电路的型号采用CD4046，其内部VCO(压控振荡器)接振荡电容的两个引脚为第6脚和第7脚。导电内针管引出的导线接锁相环集成电路U1中压控振荡器接振荡电容的那个引脚是CD4046的第7脚。当然也可以采用其他型号的锁相环集成电路。导电外针管和导电内针管用导电材料制作，在本技术中用的是医用不锈钢。再设置一个可以方便固定取样针管的针臂，针臂连结于针管运动机构，针管运动机构由步进电机驱动。还设置一个液面检测电路，内外针管接出的引线接入液面检测电路中的锁相环集成电路，导电外针管和导电内针管相当于一个电容参与VCO(压控振荡器)的振荡，锁相环还输入另一个振荡器的信号，当这两个振荡器的频率相同时，锁相环集成电路的输出为一较低电位，此时取样针管未接触到液面。当取样针管向下运动接触到液面时，其电容值发生变化，A振荡回路的频率亦随之变化，由于A和B的频率不同，锁相环集成电路输出电位也升高，经运算放大器放大后使比较器翻转，控制电机停止转动，取样针管即停止运动，吸样后返回。与现有技术相比，本技术稳定可靠，准确方便，成本低廉。附图说明图1是本技术双层取样针管的结构示意图；图2是本技术的取样示意图；图3是本技术检测控制电路的原理方框图；图4是本技术检测控制电路的电原理图。具体实施方式以下结合附图所示最佳实施例作进一步详述如图1所示双层取样针管10包括导电外针管12和导电内针管14以及中间绝缘层13；绝缘层至少一层，最佳为两层，即在导电外针管的外表面再设置一外绝缘层11。双层取样针管10的下部外层是外绝缘层11，其内部是导电外针管12，再往内是内绝缘层13，最内部是导电内针管14，最下部突出的部分是针头，它用来浸入液面，吸取样本。如图2所示需生化分析的样本30装在样本试管90里，试管90固定在样本盘40上，双层取样针管10被固定在针臂60上，针臂60可由步进电机20驱动上下运动，试管90可以是塑料或玻璃试管，在工作时步进电机20控制双层取样针管10运动到样本30的液面上方，然后开启检测控制电路，双层取样针管10的导电外针管12通过引线接地，导电内针管14通过引线70接在锁相环集成电路的一个引脚7上，双层取样针管10在向下运动过程中检测控制电路一直查询针头是否接触到液面，当针头接触到液面时，由于内外针管之间的电容发生变化，使检测控制电路的中心频率发生偏移，检测控制电路将这种变化转变成一个高电平，使控制电机20停止转动，双层取样针管10也停止运动，吸样后返回。图3是检测控制电路框图，检测控制电路由振荡及分频电路(B路)、锁相环路(A路)、低通滤波电路、高通滤波电路、电压放大电路、参考电压及电压比较电路构成。取样针管10作为锁相环路的振荡回路A的外接电容的一部分，当双层取样针管10构成的电容值发生变化时，锁相环路的VCO(压控振荡器)的频率发生变化，必然相应地产生相位变化。这相位变化在鉴相器(在锁相环集成电路之内)中与振荡器B的稳定相位相比较，使鉴相器输出一个与相位误差成比例的误差电压，经过低通滤波器滤波后，取出其中缓慢变化的直流电压分量。用来控制VCO(压控振荡器)中的压控元件数值，而这压控元件又是VCO振荡回路的组成部分，结果压控元件电容量的变化将VCO的输出频率又拉回到稳定值上来。在电容变化瞬间，该直流量经低通滤波后，再通过高通滤波，由放大器放大，放大后的信号，经比较电路比较后输出到控制步进电机。图4是本技术检测控制电路的电原理图，U1为锁相环集成电路CD4046，其内部的VCO(压控振荡器)的振荡频率主要由R1和C1+双层取样针管的电容决定，R2、R14、R15、R16、R17及VR1用来细调频率，这构成振荡器A。晶体振荡器X1输出一个6MHZ的方波由U4分频，输入到U1的第14脚，这是振荡器B。当A和B的频率相同时，U1的输出端第13脚为低电平；当针头18触及液面时，振荡器A的频率变化，第13脚的电平升高，这个变化经滤波器滤波后被放大器U2A放大，比较器U2B平时是6脚高电平，5脚低电平，此时5脚电平高于6脚，比较器翻转，其输出第7脚变为高电平，经U3A、U3B整形输出控制步进电机20停止转动。R10、R4将5V电压分压构成参考电压提供给U2B。U5和U6是稳压集成电路，U5输出为+5V，U6输出为+9V。本技术主要原器件如下表 实践证明，本技术稳定可靠，准确方便。权利要求1.一种生化分析液面检测装置，包括取样针管，针管运动机构，检测控制电路，其特征在于所述取样针管为双层取样针管(10)，包括导电外针管(12)和导电内针管(14)以及中间绝缘层(13)；所述检测控制电路包括一只锁相环集成电路；由导电外针管(12)引出的导线接地，由导电内针管(14)引出的导线接锁相环集成电路中压控振荡器应连接振荡电容的那个引脚。2.根据权利要求1所述的生化分析液面检测装置，其特征在于所述导电外针管(12)的外表面有一外绝缘层(11)。3.根据权利要求1所述的生化分析液面检测装置，其特征在于所述的锁相环集成电路的采用CD4046。4.据权利要求1权利要求3所述的生化分析液面检测装置，其特征在于所述导电内针管(14)引出的导线接锁相环集成电路中压控振荡器应连接振荡电容的那个引脚是CD4046的第7脚。5.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王学政，张龙山，严百平，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：