液面探测传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种液面探测传感器，用于设置在加样针和驱动加样针运动的执行机构之间，其特征在于，包括电容检测单元模块、数据处理单元模块和高速通信单元模块，所述电容检测单元模块与加样针相连接，用于对加样针上的电容进行实时采集；所述数据处理单元模块通过串行通信总线IIC通信接口与所述电容检测单元模块通信连接，用于获取所述电容检测单元模块采集到的数据，并对数据进行分析处理，然后将处理后的数据传输给高速通信单元模块；所述高速通信单元模块用于接收经过所述数据处理单元模块处理后的数据以进行实时监控和对触发阈值进行合理设定。本实用新型专利技术结构简洁可靠，使用灵活方便，抗干扰能力强，反应速度快，系统兼容性强。

【技术实现步骤摘要】
液面探测传感器
本技术生物科技领域，尤其涉及一种液面探测传感器。
技术介绍
随着科学的进步，很多实验精细化。液面探测作为一个重要的样本处理环节，广泛应用于体外诊断（IVD）设备的自动化样本及试剂等处理过程中，由于采用的是测量脉冲占空比方法，在进行液面探测过程中，由于外界如静电、电磁干扰等存在，使液面探测精准度不高，导致抽取样本时出现没有抽取到样本或者进入样本太深，导致抽取样的样本不对（比如在抽取离心后的血清时，会抽取到红细胞）等现象，影响最终实验结果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种液面探测精准、适用性广、使用灵活的液面探测传感器。为实现上述技术目的，本技术采用了如下技术方案：液面探测传感器,用于设置在加样针和驱动加样针运动的执行机构之间，包括电容检测单元模块、数据处理单元模块和高速通信单元模块，所述电容检测单元模块与加样针相连接，用于对加样针上的电容进行实时采集；所述数据处理单元模块通过串行通信总线IIC通信接口与所述电容检测单元模块通信连接，用于获取所述电容检测单元模块采集到的数据，并对数据进行分析处理，然后将处理后的数据传输给高速通信单元模块；所述高速通信单元模块用于接收经过所述数据处理单元模块处理后的数据以进行实时监控和对触发阈值进行合理设定，且与执行机构和上位机通过CAN总线进行通信连接，当电容数据发生变化并且大于触发阈值时，所述高速通信单元模块给执行机构反馈信号，使执行机构立即停止驱动加样针下行的运动。作为优选，所述电容检测单元模块采用德州仪器（TI）的电容检测芯片FDC2214。该芯片具有抗干扰、高速、精准的优点。作为优选，数据处理单元模块采用意法半导体（ST）的Cortex-M3系列的STM32F103处理器，该处理器具有最高72MHz工作频率,处理能力强，生态好，使用方便。作为优选，高速通信单元模块采用CAN通信网络，具有较好的兼容性。作为优选，所述液面探测传感器与加样针之间采用屏蔽双绞线进行连接，具体地，电容检测单元模块与加样针之间采用屏蔽双绞线进行连接。作为优选，所述液面探测传感器上还包括电源模块，用于给其他模块进行供电。作为优选，液面探测传感器核心电路即电容检测单元模块、数据处理单元模块和高速通信单元模块周围用金属外壳进行包裹，使信号更加稳定可靠，让干扰能力更强。由于采用了上述技术方案，本技术具有如下技术效果：本技术的液面探测传感器，结构简洁可靠，尺寸小巧，使用灵活方便，抗干扰能力强，反应速度快，系统兼容性强；结合运动执行机构可实现0.2m/s运动速度下液面探测精度±0.2mm；通过设定不同的触发阈值可实现更加精准的微小液面精准探测，实用性强，值得推广。附图说明本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为本技术实施例的使用系统示意图；图2为本技术实际检测液面的电容值截图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1-2所示的一种液面探测传感器，用于设置在加样针和驱动加样针运动的执行机构之间，包括电容检测单元模块、数据处理单元模块和高速通信单元模块，所述电容检测单元模块与加样针相连接，用于对加样针上的电容进行实时采集；所述数据处理单元模块通过串行通信总线IIC通信接口与所述电容检测单元模块通信连接，用于获取所述电容检测单元模块采集到的数据，并对数据进行分析处理，然后将处理后的数据传输给高速通信单元模块；为了保证液面探测传感器具有较好的兼容性并且可以对采集的电容进行实时监控和对触发值进行合理设定，所述高速通信单元模块用于接收经过所述数据处理单元模块处理后的数据以进行实时监控和对触发阈值进行合理设定，且与执行机构和上位机通过CAN总线进行通信连接，当电容数据发生变化并且大于触发阈值时，所述高速通信单元模块给执行机构反馈信号，使执行机构立即停止驱动加样针下行的运动。所述电容检测单元模块采用德州仪器（TI）的电容检测芯片FDC2214。该芯片具有抗干扰、高速、精准的优点，结合合理的参考电容以及寄存器配置实现高速精准的多通道电容测量。数据处理单元模块采用意法半导体（ST）的Cortex-M3系列的STM32F103处理器，该处理器具有最高72MHz工作频率，并能提供最高1.25DMips/MHz的处理能力,处理能力强，生态好，使用方便。在通过IIC通信获取到FDC2214数据，对其进行滤波、变换等方式进行处理，并最终计算出当前加样针上的电容值。为了保证液面探测传感器具有较好的兼容性并且可以对采集的电容进行实时监控和对触发值进行合理设定，液面探测传感器须具备高速通信的能力。高速通信单元模块采用CAN通信网络，具有较好的兼容性。STM32具备CAN通信控制器，可以实现最高1M的通信波特率。所述液面探测传感器与加样针之间采用屏蔽双绞线进行连接，具体地，电容检测单元模块与加样针之间采用屏蔽双绞线进行连接。所述液面探测传感器上还包括电源模块，用于给其他模块进行供电。液面探测传感器核心电路即电容检测单元模块、数据处理单元模块和高速通信单元模块周围用金属外壳进行包裹，使信号更加稳定可靠，让干扰能力更强。电容检测模块采用具有抗电磁干扰（EMI）架构的德州仪器（TI）的集成式方案电容检测芯片FDC2214对加样针电容进行采集；并通过串行通信总线IIC通信接口与数据处理单元模块连接；数据处理单元模块通过IIC通信接口获取到电容采集单元模块采集到的数据并进行分析处理，并经过高速通信单元模块与系统中的其他装置通过CAN总线进行通信，使传感器获取的数据可以与上位机进行高速的数据信息交互，方便上位机进行集中控制和分散管理；同时可以通过开关量直接对执行机构进行控制，以提高设备在进行液面探测时的灵敏度。本技术的液面探测传感器，电容检测单元模块对加样针上的电容进行实时采集，数据处理单元模块通过IIC接口获取电容检测单元采集到的数据并对数据进行处理；当加样针接触到待检测样本的液体表面时，加样针上的电容会发生变化，当电容变化超过所设定阈值时，液面探测传感器触发指示及信号，结构简洁可靠，尺寸小巧，使用灵活方便，抗干扰能力强，反应速度快，系统兼容性强；结合运动执行机构可实现0.5m/s运动速度下液面探测精度±0.2mm；通过设定不同的触发阈值可实现更加精准的微小液面精准探测，实用性强，值得推广。本技术并不局限于前述的具体实施方式。本技术扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.液面探测传感器，用于设置在加样针和驱动加样针运动的执行机构之间，其特征在于，包括电容检测单元模块、数据处理单元模块和高速通信单元模块，所述电容检测单元模块与加样针相连接，用于对加样针上的电容进行实时采集；所述数据处理单元模块通过串行通信总线IIC通信接口与所述电容检测单元模块通信连接，用于获取所述电容检测单元模块采集到的数据，并对数据进行分析处理，然后将处理后的数据传输给高速通信单元模块；所述高速通信单元模块用于接收经过所述数据处理单元模块处理后的数据以进行实时监控和对触发阈值进行合理设定，且与执行机构和上位机通过CAN总线进行通信连接，当电容数据发生变化并且大于触发阈值时，所述高速通信单元模块给执行机构反馈信号，使执行机构立即停止驱动加样针下行的运动。/n

【技术特征摘要】
1.液面探测传感器，用于设置在加样针和驱动加样针运动的执行机构之间，其特征在于，包括电容检测单元模块、数据处理单元模块和高速通信单元模块，所述电容检测单元模块与加样针相连接，用于对加样针上的电容进行实时采集；所述数据处理单元模块通过串行通信总线IIC通信接口与所述电容检测单元模块通信连接，用于获取所述电容检测单元模块采集到的数据，并对数据进行分析处理，然后将处理后的数据传输给高速通信单元模块；所述高速通信单元模块用于接收经过所述数据处理单元模块处理后的数据以进行实时监控和对触发阈值进行合理设定，且与执行机构和上位机通过CAN总线进行通信连接，当电容数据发生变化并且大于触发阈值时，所述高速通信单元模块给执行机构反馈信号，使执行机构立即停止驱动加样针下行的运动。


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【专利技术属性】
技术研发人员：吴旻，陈金礼，
申请(专利权)人：江苏贝索生物工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32