一种液位探测方法技术

本发明专利技术涉及一种液位探测方法，属于样品处理技术领域。使用机械臂驱动移液枪头和探测针移动，探测针采用电容探测方式；由探测针将探测信号传至控制系统，再由控制系统控制机械臂移动；控制系统包括激励电路、参考信号电路、检测电路、滤波及阈值电路、放大电路以及主控芯片；控制系统输出控制信号给机械臂的执行电机；激励信号电路的输出信号端同检测电路的输入信号端连接；检测电路的输出信号端同放大电路的输入信号端连接；放大电路的输出信号端同滤波及阈值电路的输入信号端连接，滤波及阈值电路的输出信号端同硬件滤波电路的输入信号端连接；检出电路的输入信号端同硬件滤波电路的输出信号端连接，输出信号端同主控芯片连接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
一种液位探测方法


[0001]本专利技术涉及一种液位探测方法，属于样品处理


技术介绍

[0002]在样品处理领域检测需要对液体样品进行移液加液处理，在加样移液排液过程中，对于小微量溶液，试剂针挂滴现象的存在，试剂针在液面的位置严重影响着移液精度。
[0003]目前市面上的液量跟随系统实通常采用根据电容和压力的变化，在吸样过程中实时监测电容和压力的变化来实现液面的探测，因为在吸液过程中，液面的高度位置是变化的，而探针的位置通常是不便的，因此，液体对于探测的压力是不同的，进而导致该方法有很多不稳定性，容易受环境影响，通用性单一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种新型的液位探测方法，来解决
技术介绍
中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种液位探测方法，使用机械臂驱动移液枪头和探测针移动，探测针采用电容探测方式；由探测针将探测信号通过控制电路传至控制系统，再由控制系统控制机械臂移动；控制系统包括激励电路、参考信号电路、检测电路、滤波及阈值电路、放大电路以及主控芯片；控制系统输出控制信号给机械臂的执行电机；主控芯片同执行电机连接；激励信号电路的输出信号端同检测电路的输入信号端连接；检测电路的输出信号端同放大电路的输入信号端连接；放大电路的输出信号端同滤波及阈值电路的输入信号端连接，滤波及阈值电路的输出信号端同硬件滤波电路的输入信号端连接；检出电路的输入信号端同硬件滤波电路的输出信号端连接，输出信号端同主控芯片连接；参考信号电路同主控芯片连接。
[0006]本专利技术技术方案的进一步改进为：主控芯片为单片机STM32F103RCT6；检测电路使用的芯片U9为LF398；检测电路中芯片U9的引脚11为信号输入端，连接探测针；检测电路中芯片U9的引脚7为信号输出端同放大电路的输入信号段连接；激励信号电路的输出信号端同芯片U9的引脚1连接；主控芯片的引脚9同执行电机连接，执行电机为伺服电机；参考信号电路包括电容C7、电容C6以及运输放大器U1A；电容C7一端接地另一端同运输放大器U1A连接；电容C6一端接地另一端同运输放大器U1A连接；放大电路使用R79、R80与运算放大器组成反向放大电路。
[0007]本专利技术技术方案的进一步改进为：检出电路的输入信号端同主控芯片的引脚23连接；检出电包括两个串联的运算放大器，R4、R13和C1组成的反向放大器放大二级输出信号；C2和R7组成的高通滤波滤除前级硬件电路引起的干扰，与R11、R8和R9构成的比较器将信号输出至主控芯片的引脚23。
[0008]本专利技术技术方案的进一步改进为：滤波及阈值电路的输出信号端同主控芯片的引
脚8连接，滤波及阈值电路的R81与R76构成一阶高通滤波，R83、C77和U7组成低通滤波；R81、R76、R83、C77和U7D组成选频网络；硬件滤波电路的输出信号端同执行电机连接，输入信号端同主控芯片的引脚8连接；R5、R6和C100及放大器构成硬件滤波电路。
[0009]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：本探测技术采用独特的电容探测的方式，能够减少探测时环境的影响，杂散电容的影响，提高自适应性，提供低成本高稳定性检测方案提高检测精度。
[0010]本探测技术能够在每个试剂位，机械臂移动过程中实时校正从而滤除杂散电容与环境干扰，由于每个试剂位在探测液面过程中都会进行自校准，从而增强了通用性。
[0011]本探测技术通过设计控制系统电路，控制系统电路中的功能电路，激励电路、参考信号电路、检测电路、滤波及阈值电路、放大电路、阈值电路以及主控芯片，各个功能电路之间相互配合能够实现液面位置的实时监测，并且能够滤除干扰信号。
附图说明
[0012]图1是本专利技术主控芯片示意图；图2是本专利技术激励电路示意图；图3是本专利技术参考信号电路示意图；图4是本专利技术检测电路示意图；图5是本专利技术滤波及阈值电路示意图；图6是本专利技术检出电路示意图；图7是本专利技术硬件滤波电路示意图；图8是本专利技术放大电路示意图；其中，图1中，A表示的是晶振电路，B表示的是复位电路，C表示的是下载电路，D表示的是参考电压电路，E表示的是下载电路，F表示的是通信电路。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0014]本专利技术是一种液位探测方法，本专利技术主要应用在液体的移液加液过程中，具有较高的探测精度。
[0015]本专利技术应用在液体的移液加液过程中，移液加液需要用到移液枪头，将移液枪头安装在机械臂上，由机械臂带动移液枪头进行移动。同时，在机械臂上还设置探测针用于探测液体的液面高度。
[0016]本技术中使用的探测针采用电容探测方式；由探测针将探测信号通过控制电路传至控制系统，再由控制系统经过对信号进行分析输出控制信号来使机械臂带动移液枪头进行移动。机械臂具有执行电机，控制系统输出控制信号给机械臂的执行电机，由执行电机来执行输出的动作。
[0017]如图1
‑
图8所示，控制系统的电路包括激励电路、参考信号电路、检测电路、滤波及阈值电路、放大电路以及主控芯片。
[0018]激励信号电路的输出信号端同检测电路的输入信号端连接；激励信号电路提供给
系统稳定的激励源使测得的信号更平稳。
[0019]检测电路的输出信号端同放大电路的输入信号端连接，检测电路通过探测针来检测当前信号值，然后传递至放大电路。放大电路放大检测信号，更利于检出。
[0020]放大电路的输出信号端同滤波及阈值电路的输入信号端连接，放大的信号经过滤波并且同阈值进行比较。滤波及阈值电路的输出信号端同主控芯片连接。
[0021]控制系统对信号进行分析提供本次参考阈值，由滤波阈值电路进行具体的检测。
[0022]滤波及阈值电路的输出信号端同主控芯片连接，滤波及阈值电路能够对信号中的干扰信号进行滤除。
[0023]参考信号电路同主控芯片连接。参考信号电路同主控芯片的引脚20连接。参考信号电路是由软件计算参考值，提供给硬件滤除环境干扰。
[0024]如图1所示，在具体的实施中，主控芯片为单片机STM32F103RCT6也可以是STM32F103RBT6。电路图中的实施是以STM32F103RCT6为主控芯片的。如图4所示，检测电路使用的芯片U9为LF398。
[0025]激励信号电路的输出信号端同芯片U9的引脚1连接；芯片U9的引脚7同放大电路的输入信号端连接。芯片U9的引脚11同STM32F103RCT6的引脚33连接。放大电路使用R79、R80与运算放大器组成反向放大电路。
[0026]滤波及阈值电路的输出信号端同主控芯片STM32F103RCT6的引脚8连接，为主控芯片STM32F103RCT6提供输入信号来进行实时的检测。滤波及阈值电路的输出信号端还同硬件滤波电路的输入信号端连接；硬件滤波电路的输出信号端连接同检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液位探测方法，其特征在于：使用机械臂驱动移液枪头和探测针移动，探测针采用电容探测方式；由探测针将探测信号通过控制电路传至控制系统，再由控制系统控制机械臂移动；控制系统包括激励电路、参考信号电路、检测电路、滤波及阈值电路、放大电路以及主控芯片；控制系统输出控制信号给机械臂的执行电机；主控芯片同执行电机连接；激励信号电路的输出信号端同检测电路的输入信号端连接；检测电路的输出信号端同放大电路的输入信号端连接；放大电路的输出信号端同滤波及阈值电路的输入信号端连接，滤波及阈值电路的输出信号端同硬件滤波电路的输入信号端连接；检出电路的输入信号端同硬件滤波电路的输出信号端连接，输出信号端同主控芯片连接；参考信号电路同主控芯片连接。2.根据权利要求1所述的一种液位探测方法，其特征在于：主控芯片为单片机STM32F103RCT6；检测电路使用的芯片U9为LF398；检测电路中芯片U9的引脚11为信号输入端，连接探测针；检测电路中芯片U9的引脚7为信号输出端同放大电路的输入信号段连接；激励信号电路的输出信号端同芯片U9的引脚1连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱新，胡斌，张武，刘勇，武丽芬，王文杰，
申请(专利权)人：安徽省粮油产品质量监督检测站，
类型：发明
国别省市：