一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置及方法。该装置包括箱体以及安装在箱体内的U形沉淀池、振动机构和传送机构。U形沉淀池包括外壳和嵌入安装在外壳内的内壳。内壳底部设有与内壳内部相通的引流导管一。引流导管一上安装有正压阀。振动机构包括机械波发生器、可伸缩套管、换能器和振动板。机械波发生器的输出端与换能器的输入端相连，换能器的输出端与振动板相连。可伸缩套管的一端与控制马达相连，另一端与换能器相连。箱体内依次设有工位一、工位二和工位三。该装置及方法使得尿液有形成分沉淀速度可控，提高了沉淀层质量，易于实现自动化，适用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置及方法
本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置及方法。
技术介绍
随着社会生活节奏的加快和生活水平的提高，人们对个人的身体健康状况的重视程度逐渐加强。包括慢性肾脏病、心血管病、肿瘤、糖尿病在内的多种疾病的诊断都需要对尿液有形成分的异常状态进行快速检测。尿液检测需要先获得尿液中的有形成分。传统提取方法主要包括离心法和自然沉降法两种方法，但这两种提取方法各有利弊。离心法需要使用离心机对尿液离心3-5分钟，虽然能达到尿沉渣浓缩的目的，但不易把握提取的尿残渣量，易漏检异常成分，同时由于离心机械张力作用，可使脆弱的管型及细胞破坏。而使用自然沉降法，尿液有形成分通常需要较长的时间(5分钟以上)才能自然沉降到沉淀池底部同一平面上，这一要求在实际应用中往往很难达到，致使沉降不充分，沉淀层过厚，而且由于相对密度不同，不同的尿液有形成分沉淀速度不一，在沉淀池底部会互相覆盖，沉淀层过厚，致使显微镜进行观察时成像质量不高，严重影响了尿液检测结果的准确性。另一方面，由于不同患者尿液常常具有不同的粘稠度，不同个体间尿沉渣自然沉降时间变异大，不利于实现自动化。因此，急需设计一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置及方法，该装置及方法使得尿液有形成分沉淀速度可控，提高了沉淀层质量，易于实现自动化，适用范围较广。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，包括箱体以及安装在箱体内的U形沉淀池、振动机构和传送机构。所述U形沉淀池包括外壳和嵌入安装在外壳内的内壳；所述外壳上开设有过孔一；所述内壳底部设有与内壳内部相通的引流导管一；所述引流导管一上安装有正压阀。所述振动机构包括机械波发生器、可伸缩套管、换能器和振动板；所述机械波发生器的输出端与换能器的输入端相连，换能器的输出端与振动板的微型电机的电源端相连；所述可伸缩套管的一端与控制马达相连，另一端与换能器相连。所述振动板上设有包胶膜。所述箱体内依次设有工位一、工位二和工位三；所述工位一处的箱体顶部设有送样口，工位二处的箱体底部设有取样口，工位三处的箱体侧壁上设有取料门。所述工位一，用于将尿液样本放入至U形沉淀池中；所述振动机构安装在工位二上方，所述工位二，用于在装有尿液样本的U形沉淀池移动到该工位后，在控制马达的作用下，可伸缩套管长度变长，驱动换能器及振动板向下运动，使振动板的包胶膜与U形沉淀池中的尿液样本相接触，在换能器及振动板的作用下，尿液样本中的有形成分沉淀，沉淀后的尿液有形成分从取样口流出；所述工位三，用于在装有尿液样本的U形沉淀池完成有形成分沉淀移动到该工位后，通过取料门将内壳进行更换。将U形沉淀池放置于工位一，通过箱体送样口倒入适量合格尿液标本，通过液位传感器检测尿液标本的容量和沉淀之后的废液的容量，将液位信号转换为电信号反馈至控制单元，尿液标本不足时警示检验操作人员。停止倒入样本时，通过送样口盖进行遮盖，防止尿液挥发气味散出。U形沉淀池完成上述操作后，按下箱体上的工位二按钮，U沉淀池送至工位二。进一步的，所述机械波发生器包括带有ARM芯片的控制电路板和与控制电路板信号连接的变频器。所述机械波发生器，用于产生频率可变的机械波电信号，经过换能器能够带动振动板产生相应机械波的电路模块。进一步的，所述振动板包括振动臂、驱动单元、调节臂、检测端子、调节端子、基部。所述驱动单元包括微型电机、振动电极和调节电极。所述振动臂、调节臂和微型电机均安装在基部上，调节臂通过调节电极与微型电机相连，振动臂通过振动电极与微型电机相连，检测端子安装在振动臂的顶部，调节端子安装在调节臂的顶部，所述包胶膜包裹在基部的外侧，所述包胶膜采用硅胶材质。振动臂和调节臂是振动板的机械结构，检测端子和调节端子是传感器，基部是容纳上述结构及支撑的结构。所述振动板，用于产生适合尿液有形成分均匀有效沉淀的机械振动波，能够给尿液有形成分中的细胞一个向下的作用力使细胞能够匀速沉淀在沉淀池底部，而且作用力的方向和细胞自然沉淀的方向相同，细胞就不会变形，不会影响下一步的检测。对于机械波发生器产生的不同的频率能够产生相应的机械振动波，上述波通过尿液的表面不断向下传输和叠加给尿液中细胞，所受波源的外加力大小与离波源的距离成正比，使得相对密度不同的尿液有形成分能匀速的同时到达至沉淀池底部，并不会分层。振动板的振动电极所用的电机是微型电机，将换能器传递的能量转换为振动臂的微型振动，微型电机放在振动臂的空腔中，驱动振动臂，调节臂振动，与振动电极构成驱动单元。微型电机带动振动臂振动，能够产生适合细胞级别的微小振动，而振动臂上面增加了传感器能够精准反馈振动频率，增加了调节臂使振动的精度提高，调节臂的振动频率比振动臂的振动频率小一个量级，使振动波的范围微调至细胞级别的振动波强度，调节臂上增加了速度传感器反馈至控制单元，使控制更加精准。进一步的，所述外壳内设有固定卡槽，所述内壳通过固定卡槽安装在外壳内；所述内壳底部设有支撑结构；所述引流导管一的上端穿过支撑结构后伸入至内壳的腔体内，下端穿过支撑结构及外壳上的过孔一后连接正压阀；所述内壳内安装有液位传感器和PSD液体浓度传感器。进一步的，所述送样口处安装有送样导管，所述送样导管上安装有液位控制开关一。进一步的，所述取样口处安装有引流导管二，引流导管二上设有液位控制开关二；所述引流导管一的下端从过孔一向下伸出；所述引流导管二的上端伸入至箱体内部，下端伸出至箱体的外部，引流管二的下端上安装有液位控制开关二。进一步的，所述振动板的下端外侧套设有包胶膜。在上述的机械结构上理论上实现了尿液有形成分的外加力，在实际运用过程中为了增加系统的鲁棒性和安全性，增加了包胶膜结构。包胶膜是设置在振动板基部外部会直接接触到尿液的一个机械结构，可以一次性更换，提高尿液有形成分提取的安全性和效率，经济实用；包胶膜起到了缓冲的作用，从而保护了细胞的正常形态，而且包胶膜能够使振动更加均匀，不会在振动臂下方垂直集中作用于尿液表面，导致细胞沉淀不均匀。包胶膜的厚度越厚分散振动的效果就越大，缓冲作用越明显，在振动板硬件振动力太大时，加上包胶膜就能很好的改进这一点，包胶膜软，能够与沉淀池吻合，减少了振动板产生的振动波的浪费和尿液与外界的接触，避免感染，在实验了众多材料之后，选择硅胶材质，尺寸与振动板基部一致。进一步的，所述传送机构包括传动辊和与传动辊传动配合的传送带；所述传送带上开设有过孔二。所述传送机构还包括位移传感器一。所述位移传感器一采用反射式光电传感器，在到达指定位置时，传送机构的电机就停止转动。进一步的，所述可伸缩套管为中空套管，其空腔用于信号线走线。可伸缩套管上安装有用于检测可伸缩套管端部位置的位移传感器二。进一步的，该装置还包括控制单元和电源；所述控制单元的输入端与液位传感器、振动板的角速度传感器、传送机构中的位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：包括箱体以及安装在箱体内的U形沉淀池、振动机构和传送机构；/n所述U形沉淀池包括外壳和嵌入安装在外壳内的内壳；所述外壳上开设有过孔一；所述内壳底部设有与内壳内部相通的引流导管一；所述引流导管一上安装有正压阀；/n所述振动机构包括机械波发生器、可伸缩套管、换能器、振动板和控制马达；所述机械波发生器的输出端与换能器的输入端相连，换能器的输出端与振动板的驱动单元相连；所述可伸缩套管的一端与控制马达相连，另一端与换能器相连；所述振动板上设有包胶膜；/n所述箱体内依次设有工位一、工位二和工位三；所述工位一处的箱体顶部设有送样口，工位二处的箱体底部设有取样口，工位三处的箱体侧壁上设有取料门。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：包括箱体以及安装在箱体内的U形沉淀池、振动机构和传送机构；
所述U形沉淀池包括外壳和嵌入安装在外壳内的内壳；所述外壳上开设有过孔一；所述内壳底部设有与内壳内部相通的引流导管一；所述引流导管一上安装有正压阀；
所述振动机构包括机械波发生器、可伸缩套管、换能器、振动板和控制马达；所述机械波发生器的输出端与换能器的输入端相连，换能器的输出端与振动板的驱动单元相连；所述可伸缩套管的一端与控制马达相连，另一端与换能器相连；所述振动板上设有包胶膜；
所述箱体内依次设有工位一、工位二和工位三；所述工位一处的箱体顶部设有送样口，工位二处的箱体底部设有取样口，工位三处的箱体侧壁上设有取料门。


2.根据权利要求1所述的一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：所述工位一，用于将尿液样本放入至U形沉淀池中；所述振动机构安装在工位二上方，所述工位二，用于在装有尿液样本的U形沉淀池移动到该工位后，在控制马达的作用下，可伸缩套管长度变长，驱动换能器及振动板向下运动，使振动板上的包胶膜与U形沉淀池中的尿液样本相接触，在换能器及振动板的作用下，尿液样本中的有形成分沉淀，沉淀后的尿液有形成分从取样口流出；所述工位三，用于在装有尿液样本的U形沉淀池完成有形成分沉淀移动到该工位后，通过取料门对内壳进行更换。


3.根据权利要求1所述的一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：所述机械波发生器包括带ARM芯片的控制电路板和与控制电路板信号连接的变频器。


4.根据权利要求1所述的一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：所述振动板包括振动臂、驱动单元、调节臂、检测端子、调节端子、基部；所述驱动单元包括微型电机、振动电极和调节电极；所述振动臂、调节臂和微型电机均安装在基部上，调节臂通过调节电极与微型电机相连，振动臂通过振动电极与微型电机相连，检测端子安装在振动臂的顶部，调节端子安装在调节臂的顶部，所述包胶膜包裹在基部的外侧，所述包胶膜采用硅胶材质。


5.根据权利要求1所述的一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：所述外壳内设有固定卡槽，所述内壳通过固定卡槽安装在外壳内；所述内壳底部设有支撑结构；所述引流导管一的上端穿过支撑结构后伸入至内壳的腔体内，下端穿过支撑结构及外壳上的过孔一后连接正压阀；所述内壳内安装有液位传感器和PSD液体浓度传感器。


6.根据权利要求1所述的一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：所述送样口处安装有送样导管，所述送样导管上安装有液位控制开关一。


7.根据权利要求1所述的一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：所述取样口处安装有引流导管二，引流导管二上设有液位控制开关二；所述引流导管一的下端从过孔一向下伸出；所述引流导管二的上端伸入至箱体内部，下端伸出至箱体的外部，引流管二的下端上安装有液位控制开关二。


8.根据权利要求1所述的一种基于机械波的尿液有形成分加速沉淀装置，其特征在于：所述传送机构包括传动辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红强，吴杰，靖高见，叶晓东，王容川，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34