專利名稱：自動酶標(biāo)洗板機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動控制裝置，更確切地說是涉及一種自動控制清洗酶標(biāo)板條的裝置。
自動酶標(biāo)洗板機(jī)是為醫(yī)院、血站、衛(wèi)生防疫部門作酶聯(lián)免疫(FLISA)分析時，清洗酶標(biāo)板(或條)的專用儀器，由于實(shí)驗(yàn)分析是通過洗滌來分離游離的酶標(biāo)記物，通過洗滌來清除殘留在酶標(biāo)板微孔中未與固相抗原(或抗體)結(jié)合的物質(zhì)及反應(yīng)過程中非特異性的干擾吸附物，因此洗板的精確性及徹底性直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)分析的成敗及靈敏度、穩(wěn)定度。
現(xiàn)有的洗板機(jī)通常包括兩大部分，一是液路、氣路及其清洗裝置，二是控制裝置，其中控制裝置產(chǎn)生各種控制信號用于管理氣路、液路及完成整個清洗過程。由于在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中，清洗次數(shù)、清洗排數(shù)、浸泡時間及洗板方式并不是固定不變的，即大多數(shù)醫(yī)院、防疫站為了保證FLISA的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，提高臨床檢驗(yàn)水平及提高工作效率，迫切需要的是一種較高檔次的洗板機(jī)，可隨意設(shè)定清洗次數(shù)、清洗排數(shù)、浸泡時間及清洗方式等。
本實(shí)用新型的目的是為酶標(biāo)洗板機(jī)設(shè)計(jì)一種自動控制器，在現(xiàn)有控制器技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步向精密、準(zhǔn)確、多功能的方向發(fā)展，且結(jié)構(gòu)簡單可靠，操作方便。
自動酶標(biāo)洗板機(jī)的液路、氣路、清洗裝置(另案申請實(shí)用新型專利)包括高品質(zhì)雙頭微型泵、設(shè)置有吸液管及加液管的清洗頭、承載酶標(biāo)板的托盤、洗液瓶、緩沖瓶、廢液瓶和電磁閥?？刂破骺刂齐p頭微型泵使氣路產(chǎn)生正氣壓并配合電磁閥完成清洗過程中的加液；控制器控制雙頭微型泵使氣路產(chǎn)生負(fù)氣壓完成清洗過程中的吸液；控制器通過控制清洗頭的上、下運(yùn)動再配合泵、閥的動作實(shí)現(xiàn)對酶標(biāo)板條上微孔的吸液、加液；在對酶標(biāo)板一排微孔作完清洗加液浸泡后，控制器通過控制托盤的水平移動帶動酶標(biāo)板移動，使下一排微孔位于清洗頭下方。一次清洗過程包括清洗頭下降到酶標(biāo)板微孔底部吸液；清洗頭上升到微孔頂面位置加液；清洗頭上升到起始位置停止或開始。
本實(shí)用新型自動酶標(biāo)洗板機(jī)控制器包括單片微處理器、輸入命令及參數(shù)的鍵盤、液晶顯示器、控制程序存貯器、應(yīng)用參數(shù)存貯器和輸出執(zhí)行驅(qū)動電路，其特征在于還包括托盤的水平運(yùn)動起始位置檢測電路、清洗頭的垂直運(yùn)動起始位置檢測電路和廢液瓶的液位監(jiān)測電路；所述托盤的水平運(yùn)動起始位置檢測電路、所述清洗頭的垂直運(yùn)動起始位置檢測電路及所述廢液瓶的液位監(jiān)測電路的輸出分別與所述單片微處理器的I/O口連接；所述的輸出執(zhí)行驅(qū)動電路包括并行擴(kuò)展接口、分別與并行擴(kuò)展接口連接的清洗頭垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、托盤水平運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、液路中電磁閥控制驅(qū)動電路和氣路中泵的控制驅(qū)動電路，并行擴(kuò)展接口的輸入連接單片微處理器的I/O口。
所述托盤的水平運(yùn)動起始位置檢測電路及所述清洗頭的垂直運(yùn)動起始位置檢測電路分別是由光電耦合器與電壓比較器連接構(gòu)成的光電傳感電路。
所述的清洗頭垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、所述的托盤水平運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、所述的液路中電磁閥控制驅(qū)動電路和氣路中泵的控制驅(qū)動電路分別是由光電耦合器連接晶體三極管構(gòu)成。
所述的廢液瓶的液位監(jiān)測電路是一設(shè)置在廢液瓶瓶蓋上的浮子開關(guān)。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)

圖1、自動酶標(biāo)洗板機(jī)清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖2、自動酶標(biāo)洗板機(jī)控制器原理框圖圖3、圖2中單片微處理器及其外圍部件實(shí)施電路圖圖4、圖2中并行擴(kuò)展接口及水平、垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路圖圖5、圖2中水平、垂直運(yùn)動起始位置檢測電路圖圖6、圖2中泵及電磁閥的控制驅(qū)動電路圖參見圖1，自動酶標(biāo)洗板機(jī)清洗系統(tǒng)包括清洗頭10、廢液瓶11、緩沖瓶12、泵13、安全閥14、洗液瓶15和電磁閥16。清洗頭長針101用于吸液，清洗頭短針102用于加液?？刂票?3產(chǎn)生正壓并打開電磁閥16時，洗液瓶沖洗液經(jīng)液路壓入酶標(biāo)板微孔；當(dāng)控制泵13產(chǎn)生負(fù)壓時，酶標(biāo)板微孔中洗液被吸入廢液瓶11中。廢液瓶11內(nèi)裝有液位監(jiān)測用浮子開關(guān)111，用于在液位超限時通知單片微處理器告警。清洗頭10的起始位置及托盤17的起始位置由設(shè)置的光電傳感電路檢測。
參見圖2，控制器以單片微處理器201為核心部件，采用帶有控制程序存貯器的單片機(jī)，可省去外部程序存貯器。202為廢液瓶液位監(jiān)測電路，203為托盤水平運(yùn)動起始位置檢測電路，204為清洗頭垂直運(yùn)動起始位置檢測電路，205為命令及參數(shù)輸入鍵盤，206為液晶顯示器，207為數(shù)據(jù)存貯器，208為并行擴(kuò)展接口，209為清洗頭垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路，210為托盤水平運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路，211為高品質(zhì)雙頭微型泵控制驅(qū)動電路，212為電磁閥控制驅(qū)動電路。微處理器201通過203、204檢測電路檢測出清洗頭、托盤的初始位置后，經(jīng)計(jì)算步進(jìn)步數(shù)實(shí)現(xiàn)兩維精確定位，實(shí)施例精度可達(dá)0.2mm。
控制器采用人機(jī)對話、菜單操作方式工作，存貯有十個用戶程序，可調(diào)整清洗次數(shù)、清洗排數(shù)、浸泡時間，沖洗位置與漂洗位置，提供有板式清洗、板式精密清洗、條或清洗、條式精密清洗及快速清洗等五種清洗方式供用戶選擇，為了有效地降低清洗頭堵塞的可能還設(shè)計(jì)了沖洗管路的功能。板式清洗適用于需要較長浸泡時間的洗板過程，從第一排微孔開始依次對規(guī)定的各排微孔進(jìn)行清洗，然后返回起始位置直到浸泡時間結(jié)束后再開始下一輪的清洗。條式清洗則適合于不需要較長浸泡時間的洗板過程，對每一排連續(xù)沖洗規(guī)定的次數(shù)后再開始下一排的沖洗。板式精密清洗與條式精密清洗則是在板式清洗與條式清洗的基礎(chǔ)上增加對微孔底部的近距離沖洗及稀釋過程，從而達(dá)到更好的清洗效果?？焖偾逑匆喾Q淋浴式?jīng)_洗，可對微孔底部進(jìn)行2-9秒可調(diào)的連續(xù)沖洗?？蓪ξ⒖椎撞窟M(jìn)行2-9秒可調(diào)的連續(xù)沖洗。
參見圖3，單片微處理器89C52，其P10-15接鍵盤，其中斷口INTO接廢液瓶液位監(jiān)測浮子開關(guān)111，其POO-PO7接數(shù)據(jù)鎖存器74LS373，鎖存低位地址A0-A7，其P20-P27接高位地址A8-A15，數(shù)據(jù)存貯器2864用于存貯應(yīng)用參數(shù)，可編程邏輯電路GAL16V8用于譯碼產(chǎn)生顯示器LCD的片選信號E、產(chǎn)生并行擴(kuò)展接口8255的片選信號55CE(見圖4)和產(chǎn)生數(shù)據(jù)存貯器2864的片選信號64CE、640E。
參見圖4，并行擴(kuò)展接口8255的D0-D7接單片機(jī)89C52的P00-P07，其輸出PA0-PA7口、PB0-PB7口分別通過光電耦合器、晶體三極管接水平運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)及垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)(均為四相步進(jìn)電機(jī))，其PC0-PC3口接圖6中同名端，用于控制泵及電磁閥。
參見圖5，清洗頭垂直運(yùn)動起始位置檢測電路及托盤水平運(yùn)動起始位置檢測電路均由光電耦合器連接電壓比較器構(gòu)成，電壓比較器輸出接圖3中單片機(jī)的P16、P17端。
參見圖6，門電路IC1、光電耦合器B1、晶體管N1連接構(gòu)成電磁閥V的控制驅(qū)動電路，門電路IC2、固態(tài)繼電器(帶光耦)J1連接構(gòu)成液壓泵P的控制驅(qū)動電路。門電路IC3、揚(yáng)聲器Y等連接構(gòu)成報(bào)警電路。
本實(shí)用新型采用Intel公司51系列高檔單片機(jī)為主控芯片，外接EEPROM為工作參數(shù)與用戶程序存貯器，并提供有LCD控制與顯示、兩臺步進(jìn)電機(jī)的控制與驅(qū)動、兩維運(yùn)動的位置監(jiān)測、鍵盤的去抖與識別和泵、閥的控制驅(qū)動。在電腦控制下自動完成酶標(biāo)板的清洗，設(shè)計(jì)有多種清洗方式供用戶選擇可達(dá)到最佳清洗效果。
權(quán)利要求1.一種自動酶標(biāo)洗板機(jī)控制器包括單片微處理器、輸入命令及參數(shù)的鍵盤、液晶顯示器、控制程序存貯器、應(yīng)用參數(shù)存貯器和輸出執(zhí)行驅(qū)動電路，其特征在于還包括托盤的水平運(yùn)動起始位置檢測電路、清洗頭的垂直運(yùn)動起始位置檢測電路和廢液瓶的液位監(jiān)測電路；所述托盤的水平運(yùn)動起始位置檢測電路、所述清洗頭的垂直運(yùn)動起始位置檢測電路及所述廢液瓶的液位監(jiān)測電路的輸出分別與所述單片微處理器的I/O口連接；所述的輸出執(zhí)行驅(qū)動電路包括并行擴(kuò)展接口、分別與并行擴(kuò)展接口連接的清洗頭垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、托盤水平運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、液路中電磁閥控制驅(qū)動電路和氣路中泵的控制驅(qū)動電路，并行擴(kuò)展接口的輸入連接單片微處理器的I/O口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動酶標(biāo)洗板機(jī)控制器，其特征在于所述托盤的水平運(yùn)動起始位置檢測電路及所述清洗頭的垂直運(yùn)動起始位置檢測電路分別是由光電耦合器與電壓比較器連接構(gòu)成的光電傳感電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動酶標(biāo)洗板機(jī)控制器，其特征在于所述的清洗頭垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、所述的托盤水平運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動電路、所述的液路中電磁閥控制驅(qū)動電路和氣路中泵的控制驅(qū)動電路分別是由光電耦合器連接晶體三極管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動酶標(biāo)洗板機(jī)控制器，其特征在于所述的廢液瓶的液位監(jiān)測電路是一設(shè)置在廢液瓶瓶蓋上的浮子開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動控制清洗酶標(biāo)板條的裝置,產(chǎn)生控制信號控制液路、氣路及清洗。包括單片機(jī)、鍵盤、顯示器、存貯器、并行擴(kuò)展接口、托盤及清洗頭的起始位置檢測電路、廢液瓶液位監(jiān)測電路、托盤水平運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、清洗頭垂直運(yùn)動步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、液路電磁閥和氣路液壓泵的驅(qū)動電路?？稍O(shè)置清洗次數(shù)、清洗排數(shù)、浸泡時間及清洗方式等。在電腦控制下自動完成清洗全過程。具有精密、準(zhǔn)確、多功能的特點(diǎn)且操作方便。
文檔編號G01N33/53GK2273865SQ9620759
公開日1998年2月4日 申請日期1996年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月11日
發(fā)明者馬選民, 魏連營 申請人:北京拓普分析儀器有限責(zé)任公司