一體式定量采樣加試劑裝置檢測(cè)儀的控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本涉及一種采樣器檢測(cè)裝置的控制系統(tǒng)和控制方法，尤其是一體式定量采樣加試劑裝置檢測(cè)儀的控制系統(tǒng)和控制方法，適合控制生物監(jiān)測(cè)和臨床醫(yī)學(xué)光學(xué)檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行樣本檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]即時(shí)檢驗(yàn)(POCT)在采樣現(xiàn)場(chǎng)即刻進(jìn)行樣本檢測(cè)分析，省去標(biāo)本在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)時(shí)的復(fù)雜處理程序，能夠快速得到檢驗(yàn)結(jié)果，隨著高新技術(shù)的發(fā)展和醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步，具有實(shí)驗(yàn)儀器小型化、操作簡(jiǎn)單化、報(bào)告結(jié)果即時(shí)化的POCT越來(lái)越受到了人們的青睞。
[0003]中國(guó)專利“一體化樣本采集加注器”(授權(quán)公告號(hào)為CN202204706U)，實(shí)現(xiàn)了精確采樣、存儲(chǔ)和定量加入試劑的一體化功能。中國(guó)專利“一種一體化定量采樣加試劑裝置”(授權(quán)公告號(hào)為102072949B)，公開了一種一體式定量采樣加試劑裝置，提高了檢測(cè)精度。中國(guó)專利“一種反應(yīng)杯”(授權(quán)公告號(hào)為ZL201120293301.X)提出了一種在杯口處對(duì)稱設(shè)有一對(duì)凸耳的反應(yīng)杯，在加注試樣時(shí)可以為手指提供支撐，使用更加方便。中國(guó)專利“一種免疫熒光檢測(cè)儀的硬件系統(tǒng)”(授權(quán)公告號(hào)為CN203606362U)，實(shí)現(xiàn)了熒光試紙條的傳動(dòng)、熒光反應(yīng)的檢測(cè)、熒光信號(hào)的分析、檢測(cè)結(jié)果的打印和檢測(cè)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化功能。這些新技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。但是，目前國(guó)內(nèi)外檢測(cè)產(chǎn)品均為半自動(dòng)設(shè)備，從試劑信息掃描、反應(yīng)杯初始溫度檢測(cè)、恒溫系統(tǒng)啟停、樣本混勻、活塞下壓、測(cè)試模式切換到試劑測(cè)試、顯示操作過(guò)程中間需人工參與的環(huán)節(jié)較多，人工操作帶入的誤差對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性存在不可忽視的影響。而且現(xiàn)有技術(shù)，只針對(duì)單一的測(cè)試方法學(xué)設(shè)計(jì)，只能使用一種模式檢測(cè)樣本，應(yīng)用范圍比較小。醫(yī)院需購(gòu)置多臺(tái)儀器才能滿足多種檢測(cè)方法的需求，增加了設(shè)備購(gòu)置的成本。另外，檢測(cè)設(shè)備校準(zhǔn)和質(zhì)控工作過(guò)程復(fù)雜，后期儀器維護(hù)保養(yǎng)工作比較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種能夠進(jìn)行全程自動(dòng)化檢測(cè)控制的一體式定量采樣加試劑裝置檢測(cè)儀的控制系統(tǒng)及控制方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
技術(shù)方案一:一種一體式定量采樣加試劑裝置檢測(cè)儀的控制系統(tǒng)
包括主控單元、溫度控制單元、包括反應(yīng)杯感應(yīng)檢測(cè)電路、檢測(cè)信息讀取模塊、采樣器定位下壓聯(lián)動(dòng)控制單元、混勻與光路定位單元、信號(hào)采集單元和顯示電路；
所述主控單元包括微處理器MCU ；
所述溫度控制單元由恒溫控制電路、溫度檢測(cè)電路和紅外溫度檢測(cè)電路組成；所述溫度檢測(cè)電路的輸出端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端；所述恒溫控制電路的相應(yīng)輸入端所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端，其相應(yīng)輸出端用于控制所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置中電加熱器和風(fēng)扇的工作狀態(tài)；所述紅外溫度檢測(cè)電路的輸出端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端；
所述反應(yīng)杯感應(yīng)檢測(cè)電路的輸出端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端；
所述檢測(cè)信息讀取模塊的相應(yīng)輸入端和輸出端分別接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端和輸入端；
所述采樣器定位下壓聯(lián)動(dòng)控制單元由聯(lián)動(dòng)位置檢測(cè)電路和采樣器移位下壓控制電路組成；所述聯(lián)動(dòng)位置檢測(cè)電路的相應(yīng)輸出端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端；所述采樣器移位下壓控制電路的相應(yīng)輸入端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端，其輸出端用于控制所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向和速度；
所述混勻與光路定位單元由混勻控制電路和光路定位檢測(cè)電路組成；所述光路定位檢測(cè)電路的相應(yīng)輸出端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端；所述混勻控制電路的相應(yīng)輸入端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端，其輸出端用于控制所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置中混勻電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向和速度；所述光路定位檢測(cè)電路由第一至第三霍爾傳感電路組成；所述第一至第三霍爾傳感電路的輸出端接分別所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端；
所述信號(hào)采集單元由信號(hào)檢測(cè)電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成；所述信號(hào)檢測(cè)電路由熒光信號(hào)檢測(cè)電路、吸光信號(hào)檢測(cè)電路和散射光信號(hào)檢測(cè)電路組成；所述熒光信號(hào)檢測(cè)電路、吸光信號(hào)檢測(cè)電路和散射光信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端分別接所述A/D轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端，所述突光信號(hào)檢測(cè)電路、吸光信號(hào)檢測(cè)電路、散射光信號(hào)檢測(cè)電路和A/D轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端分別接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端；
所述顯示電路的相應(yīng)輸出端和輸入端分別接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端和輸出端。
[0006]所述信號(hào)檢測(cè)電路由熒光信號(hào)檢測(cè)電路、吸光信號(hào)檢測(cè)電路和散射光信號(hào)檢測(cè)電路中的任意一個(gè)組成；所述光路定位檢測(cè)電路由第一霍爾傳感電路組成。
[0007]所述信號(hào)檢測(cè)電路由熒光信號(hào)檢測(cè)電路、吸光信號(hào)檢測(cè)電路和散射光信號(hào)檢測(cè)電路中的任意兩個(gè)組成；所述光路定位檢測(cè)電路由第一至第二霍爾傳感電路組成。
[0008]進(jìn)一步，所述一體式定量采樣加試劑裝置檢測(cè)儀的控制系統(tǒng)還包括藍(lán)牙模塊；所述藍(lán)牙模塊的輸入端和輸出端分別連接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端和輸入端；所述顯示電路為L(zhǎng)CD顯示屏幕；所述信息讀取模塊為二維碼讀取模塊或條形碼讀取模塊。
[0009]所述聯(lián)動(dòng)位置檢測(cè)電路由結(jié)構(gòu)相同的第一角度傳感電路和第二角度傳感電路組成；所述第一角度傳感電路和第二角度傳感器的輸入端和輸出端分別連接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端和輸入端；所述第一角度傳感電路包括第一角度傳感器；所述第二角度傳感電路包括第二角度傳感器；所述第一角度傳感器和第二角度傳感器分別設(shè)置于所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置的驅(qū)動(dòng)齒輪3和從驅(qū)動(dòng)齒輪2-21軸線上。
[0010]所述采樣器移位下壓控制電路由級(jí)聯(lián)的第一光耦電路和第一驅(qū)動(dòng)電路組成；所述第一光I禹電路的相應(yīng)輸入端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端,其相應(yīng)輸出端接所述第一驅(qū)動(dòng)電路的相應(yīng)輸入端；所述第一驅(qū)動(dòng)電路的輸出端用于控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0011]所述混勻控制電路由級(jí)聯(lián)的第二光耦電路和第二驅(qū)動(dòng)電路組成；所述第二光耦電路的輸入端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端，其相應(yīng)輸出端接所述第二驅(qū)動(dòng)電路的相應(yīng)輸入端；所述第二驅(qū)動(dòng)電路的輸出端用于控制所述混勻電機(jī)。
[0012]所述熒光信號(hào)檢測(cè)電路由通過(guò)熒光光通路連接的熒光信號(hào)發(fā)射電路和熒光信號(hào)接收電路組成；所述熒光信號(hào)發(fā)射電路由氙燈和熒光信號(hào)開關(guān)電路組成；所述熒光信號(hào)接收電路由熒光光敏傳感電路和程控放大電路組成；所述程控放大電路的相應(yīng)輸入端分別接所述熒光光敏傳感電路和所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端，其輸出端經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換電路接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端；所述熒光信號(hào)發(fā)射電路的輸入端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端。
[0013]所述吸光信號(hào)檢測(cè)電路由通過(guò)吸光光通路連接的吸光信號(hào)發(fā)射電路和吸光信號(hào)接收電路組成；所述吸光信號(hào)發(fā)射電路由氙燈和吸光信號(hào)開關(guān)電路組成；所述吸光信號(hào)接收電路由光敏傳感器D9、運(yùn)算放大器U15、數(shù)字電位器U14、電阻R23-R24和電容C3_C7、C16組成；所述吸光光敏傳感器D9接在所述運(yùn)算放大器U15的2腳和地之間，所述運(yùn)算放大器U15的4腳、7腳和8腳分別接接VCC3電源、VCC4電源和地，所述VCC3電源和VCC4電源分別為-5v和+5v電源；所述電容C5和C7并聯(lián)后接在所述運(yùn)算放大器U15的4腳和地之間，所述電容C4和C16并聯(lián)后接在所述運(yùn)算放大器U15的7腳和8腳之間，所述電阻R23和電容C6并聯(lián)后接在所述數(shù)字電位器U14的6腳和所述運(yùn)算放大器U15的2腳之間；所述數(shù)字電位器U14的8腳接VCC電源，所述VCC電源為+5v電源；所述電容C3接在所述數(shù)字電位器U14的8腳和地之間；所述電阻R24接在所述數(shù)字電位器U14的5腳和地之間，所述數(shù)字電位器U14的7腳與所述運(yùn)算放大器U15的6腳連接后與所述A/D轉(zhuǎn)換電路的相應(yīng)輸入端連接，其1-3腳所述微處理器MCU的相應(yīng)輸出端。
[0014]所述散射光信號(hào)檢測(cè)電路由通過(guò)散射光光通路連接的散射光信號(hào)發(fā)射電路和散射吸光信號(hào)接收電路組成；所述散射光信號(hào)發(fā)射電路由激光管和散射光信號(hào)開關(guān)電路組成；所述散射光信號(hào)接收電路與所述吸光信號(hào)接收電路結(jié)構(gòu)相同。所述紅外溫度檢測(cè)電路由級(jí)聯(lián)的紅外溫度傳感電路和差分放大電路組成；所述差分放大電路的輸出端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端。
[0015]所述反應(yīng)杯感應(yīng)檢測(cè)電路由級(jí)聯(lián)的對(duì)射傳感電路和電壓比較電路組成；所述電壓比較電路的其輸出端接所述微處理器MCU的相應(yīng)輸入端。
[0016]技術(shù)方案二: 一種利用所述控制系統(tǒng)控制一體式定量采樣加試劑裝置檢測(cè)儀的控制方法:
由以下具體步驟組成:
A.開機(jī)自檢:所述微處理器MCU檢測(cè)所述采樣器定位下壓聯(lián)動(dòng)控制單元、混勻與光路定位單元和溫度控制單元的電路是否正常工作；如果出現(xiàn)異常，所述顯示電路顯示報(bào)警信息，否則，執(zhí)行步驟B;
所述開機(jī)自檢的具體步驟為:
A-1.所述微處理器MCU讀取所述聯(lián)動(dòng)位置檢測(cè)電路檢測(cè)到的反應(yīng)杯托盤5-9豎向運(yùn)動(dòng)位置信息，計(jì)算它的初始位置與混勻位置差異，確定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向和速度；控制所述采樣器移位下壓控制電路控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使所述反應(yīng)杯托盤5-9豎向移動(dòng)到混勻位置；
A-2.在所述微處理器MCU控制下，所述混勻控制電路控制所述混勻電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)采樣器支架3-2左右搖擺；搖擺結(jié)束時(shí)，將所述采樣器支架3-2擺動(dòng)到豎直方向；
A-3.所述微處理器MCU讀取所述聯(lián)動(dòng)位置檢測(cè)電路檢測(cè)到的所述反應(yīng)杯托盤5-9豎向運(yùn)動(dòng)位置信息，計(jì)算其與等待反應(yīng)杯放入位置差異，確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向和速度；在所述微處理器MCU控制下，所述采樣器移位下壓控制電路控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使所述反應(yīng)杯托盤5-9移動(dòng)到等待反應(yīng)杯放入位置，同時(shí)打開倉(cāng)門；
A-4.上述過(guò)程如果出現(xiàn)異常，控制所述顯示電路顯示報(bào)警信息；
B.恒溫控制:所述微處理器MCU控制所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置內(nèi)部溫度恒溫在預(yù)先設(shè)定的恒定溫度偏差范圍之內(nèi)；
B-1:所述溫度檢測(cè)電路讀取所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置內(nèi)部風(fēng)道6-4出口處溫度，判斷其是否處于所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置內(nèi)部恒定溫度偏差范圍之內(nèi)；如果否，執(zhí)行步驟B-2 ;如果是，執(zhí)行步驟C ；
B-2:判斷是否高于所述機(jī)內(nèi)恒定溫度偏差范圍的最高值，如果是執(zhí)行步驟B-3 ;如果否，執(zhí)行步驟B-4;
B-3:循環(huán)檢測(cè)所述采樣器樣本檢測(cè)控制裝置的機(jī)內(nèi)溫度，直到其低于所述機(jī)內(nèi)恒定溫度偏差范圍的最高值，再執(zhí)行步驟C ;
B-4:啟動(dòng)所述恒溫控制電路控制加熱系統(tǒng)加熱后循環(huán)檢測(cè)所述采樣器樣本檢測(cè)控制裝置的機(jī)內(nèi)溫度，直到所述采樣器樣本自動(dòng)檢測(cè)裝置的內(nèi)部溫度高于所述機(jī)內(nèi)恒定溫度偏差范圍的最低值，停止所述恒溫控制電路工作，執(zhí)行步驟C ；
C.反應(yīng)杯置入檢測(cè):所述微處理器MCU循環(huán)檢測(cè)所述采樣器