本實用新型涉及一種生化領域的實驗、自動化分析儀器和液體自動處理設備，特別涉及一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置。

背景技術：

自動進樣器通過吸液泵、吸液針的相互配合，可以將液體注入到尾管濃縮杯中，或者旋轉蒸發(fā)定量濃縮結束后將定量后的液體吸取出來。

其中，旋轉蒸發(fā)定量濃縮尾管部分的液位判斷以及液體定量方式，傳統(tǒng)做法有三種方式：第一種，低溫冷卻無傳感器式。濃縮杯的尾管以外的部分加熱，尾管部分浸入到低溫環(huán)境中，阻止尾管部分液體的蒸發(fā)，從而達到定量的目的。第二種，非接觸式電容傳感器判斷液位。尾管部分安裝有電容傳感器，可以隔著玻璃尾管壁對尾管部分液體的液面進行實時監(jiān)測，從而達到定量的目的。第三種，非接觸式光電傳感器判斷液位。尾管部分安裝有光電傳感器，傳感器發(fā)射端發(fā)射平行光穿過液體，傳感器接收端在另一側接收穿過液體的光信號。當液面到達傳感器高度時，光因為折射而無法到達傳感器接收端，傳感器接收端便可以監(jiān)測到尾管部分液體液面是否到達定量位置。

以上的三種液位判斷以及液體定量方式各有優(yōu)缺點：第一種，優(yōu)點是成本最低，技術難度最小，對干凈或者臟污的液體均適用。缺點是定量精度很差，因為沒有傳感器，所以無法實時的監(jiān)測定量情況，只能通過時間來控制，無法實現自動化操作，所以在手動的定量濃縮裝置中有用到此技術。第二種，優(yōu)點是對干凈或者不透光的液體均適用。缺點是一方面對電容無反應的液體不適用，另一方面電容傳感器的響應范圍或分辨率很低，對液面的監(jiān)測精度非常低，無法滿足1毫升以下微量液體定量濃縮的要求，所以在同類濃縮裝置中使用非常少。第三種，優(yōu)點是成本低，體積小，對透光的液體都適用，精度在1毫米至3毫米左右，對于常規(guī)1毫升以上的定量濃縮體積適用。缺點是對深色不透光的液體不適用，即使本來透光的大體積液體濃縮到最后小體積時可能會因為透光率下降而使傳感器失效。另外，光電傳感器壽命受溫度影響比較大，不適合高溫環(huán)境。

有鑒于此，為解決深色不透光液體實現高精度微量定量濃縮的問題，本實用新型人基于相關領域的研發(fā)，為了填補深色不透光液體高精度微量定量濃縮的技術空白，經過不斷測試及改良，進而有本實用新型專利的產生。

技術實現要素：

本實用新型為了解決上述問題，達到良好的使用效果和經濟效益，提供一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，使其適用于深色不透光液體微量定量濃縮，液面監(jiān)測精度可以達到0.3毫米的像素級別，將同類裝置的定量濃縮精度提高了一個數量級，填補這類深色不透光液體高精度微量定量濃縮的技術空白。

為達上述目的，本實用新型提供一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其特征在于，包括：

自動進樣器底盤；

第一液體容器，設于自動進樣器底盤上，用于儲存濃縮后的深色不透光液體；

第二液體容器，設于自動進樣器底盤上，用于儲存濃縮前的深色不透光液體；

自動進樣器X/Y臂，架設于自動進樣器底盤上，用于實現水平面上的二維移動；

自動進樣器Z臂，設于自動進樣器X/Y臂上，用于實現垂向移動；

吸液針，設于自動進樣器Z臂上；

吸液泵，設于自動進樣器底盤上；

液體管路，兩端分別與吸液針和吸液泵相連接；

在所述自動進樣器底盤上還設有偏心搖擺機構，其包括固定在自動進樣器底盤上的旋轉電機，旋轉電機帶動偏心輪做旋轉離心運動，所述偏心輪上固定有傳感器座，所述傳感器座上設有尾管濃縮杯、加熱套筒和視覺傳感器，所述尾管濃縮杯用于盛裝深色不透光液體，所述加熱套筒用于對所述尾管濃縮杯中的深色不透光液進行加熱，所述視覺傳感器正對著所述尾管濃縮杯最低處直徑縮小的尾管處。

所述的處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中：所述加熱套筒上還設有濃縮杯密封橡膠環(huán)、濃縮杯密封塊墊以及濃縮杯密封螺母，所述濃縮杯密封螺母用螺紋連接于所述加熱套筒，使?jié)饪s杯密封螺母、濃縮杯密封塊墊、尾管濃縮杯、濃縮杯密封橡膠環(huán)以及加熱套筒依次密封連接。

所述的處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中：所述濃縮杯塊墊上設有密封蓋。

所述的一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中，所述的液體管路采用的是特氟龍管，該管路材質可以用于腐蝕性的酸堿和有機溶劑。

所述的一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中，所述的第一液體容器和第二液體容器采用防腐蝕性的材質。

所述的一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中，所述的吸液針采用耐酸堿、耐有機溶劑的材質。

所述的一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中，所述的吸液針采用包覆有特氟龍塑料的不銹鋼材質。

所述的一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中，所述的旋轉電機采用直線步進電機，電機的初始位置由光耦或霍爾定位。

所述的一種處理深色不透光液體的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置，其中，所述的吸液泵采用針筒式注射泵。

本實用新型與現有的技術相比有以下優(yōu)點：

1、本實用新型裝置，通過自動進樣器、吸液針和吸液泵可以將深色不透光液體全自動的注入到尾管濃縮杯中或者移出尾管濃縮杯。代替手動移液過程，自動化程度更好，便于大批量液體的處理。

2、本實用新型專利，通過包含硬件和軟件的視覺傳感器，對尾管部分液位進行實時圖像采集與比對，進行0.3毫米像素級別高精度的液位判斷，解決了電容傳感器以及光電傳感器精度差，無法適用于微量液體定量濃縮的問題。

3、本實用新型專利，通過包含硬件和軟件的視覺傳感器，可對所有類型的液體進行液位實時監(jiān)控，可以完全代替所有的液位傳感器。解決了對電容不響應或者響應差的液體不適用電容傳感器的問題。解決了光電傳感器對不透光液體不適用的問題。

4、相比于其它方式的旋轉蒸發(fā)定量濃縮方式，本實用新型裝置的電路和機械方面技術難度非常小，可靠性更高，更容易實現與普及，尤其是與移動互聯網的擴展應用更加的便捷。

附圖說明

圖1為本實用新型的多通道旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置的立體圖；

圖2為本實用新型的單個旋轉蒸發(fā)定量濃縮模塊的立體分解圖；

圖3A-圖3D為本實用新型的單個旋轉蒸發(fā)定量濃縮裝置的工作流程示意圖；

圖4A為本實用新型的視覺傳感器的工作原理示意圖。

圖4B為現有技術中的光點傳感器的工作原理示意圖。

附圖標記說明：1-自動進樣器底盤；2-第一液體容器；3-第二液體容器；4-吸液針；5-自動進樣器X/Y臂；6-自動進樣器Z臂；7-液體管路；8-密封蓋；9-濃縮杯密封塊墊；10-濃縮杯密封螺母；11-吸液泵；12-加熱套筒；13-傳感器座；14-偏心輪；15-旋轉電機；16-視覺傳感器；17-濃縮杯密封橡膠環(huán)；18-尾管濃縮杯；19-深色不透光液體；20-光電傳感器光信號發(fā)射端；21-光電傳感器光信號接收端。

具體實施方式

以下結合附圖說明進一步介紹本實用新型。

如圖1、圖2所示，本實用新型裝置的結構包括：

自動進樣器底盤1；

第一液體容器2，放置于所述的自動進樣器底盤1上合適位置；

第二液體容器3，放置于所述的自動進樣器底盤1上，并且坐標位置固定；

自動進樣器X/Y臂5，架設于自動進樣器底盤1上，用于實現水平面上的二維移動；

自動進樣器Z臂6，設于自動進樣器X/Y臂5上，用于實現垂向移動；

吸液針4，設于自動進樣器Z臂6上；

液體管路7，兩端分別與吸液針4和吸液泵11相連接；

吸液泵11，設于自動進樣器底盤1上。

在所述自動進樣器底盤1上還設有偏心搖擺機構，其包括固定在自動進樣器底盤1上的旋轉電機15，旋轉電機15帶動偏心輪14做旋轉離心運動，所述偏心輪1上固定有傳感器座13，所述傳感器座13上設有加熱套筒12和視覺傳感器16，所述加熱套筒12上設有尾管濃縮杯18、濃縮杯密封橡膠環(huán)17、濃縮杯密封塊墊9以及濃縮杯密封螺母10，所述濃縮杯密封螺母10用螺紋連接于所述加熱套筒12，使?jié)饪s杯密封螺母10、濃縮杯密封塊墊9、尾管濃縮杯18、濃縮杯密封橡膠環(huán)17以及加熱套筒12依次密封連接(如圖3A所示)；而且，所述尾管濃縮杯18內設有深色不透光液體19，所述濃縮杯塊墊9上設有密封蓋8。

其中，所述的液體管路7采用的是特氟龍管，特氟龍管對腐蝕性的酸堿以及有機溶劑有很強的耐受性。

所述的第一液體容器2、第二液體容器3采用防腐蝕性的材質，在本實施例中，采用的是硼硅玻璃材質或特氟龍材質容器，深色不透光液體19使用腐蝕性的無機或有機試劑。

所述的吸液針4為耐酸堿、耐有機溶劑的材質，在本實施例中采用的是外表面包覆了特氟龍塑料的不銹鋼材質。用作驅動吸液針4上下移動的自動進樣器Z臂6的初始位置由光耦或霍爾定位。

所述的視覺傳感器16固定在傳感器座13上，并正對著所述尾管濃縮杯18最低處直徑縮小的尾管處，通過視覺傳感器16的高清攝像頭和實時的視頻圖像對比軟件算法(算法是現有技術，可由視覺傳感器16的經銷商提供)，可以確定深色不透光液體19是否降低至尾管濃縮杯18的尾管的指定區(qū)域，從而達到定量液體體積的目的。

所述的尾管濃縮杯18，材質本例中使用透光性和耐腐蝕均可以的硼硅酸玻璃。如圖3A-圖3D所示，其尾管部分高度5毫米，而且尾管部分均處于視覺傳感器16的攝像頭圖像采集范圍。

所述的吸液泵11采用針筒式注射泵或陶瓷計量泵，吸液泵11要求對腐蝕性的酸堿以及有機溶劑有很強的耐受性。

接下來結合圖3A-圖3D和圖4A、圖4B詳細闡述本實用新型的四個工作步驟。

第一步：如圖3A所示，吸液針4在自動進樣器X/Y臂5的驅動下從自動進樣器底盤1的初始位置移動至第二液體容器3的正上方，并在自動進樣器Z臂6的驅動下扎入到第二液體容器3內部，針尖位于第二液體容器3內部深色不透光液體19液面以下。吸液泵11驅動深色不透光液體19依次通過第二液體容器3、吸液針4最后到達液體管路7。吸液針4在自動進樣器Z臂6的驅動下，抬離第二液體容器3，并在自動進樣器X/Y臂5驅動下，移動至密封蓋8正上方。吸液針4在自動進樣器Z臂6驅動下，向下運動，針尖位于尾管濃縮杯18內部。然后，吸液泵11驅動深色不透光液體19依次通過液體管路7、吸液針4，密封蓋8，最后到達尾管濃縮杯18。吸液針4在自動進樣器Z臂6驅動下抬離密封蓋8，密封蓋8關閉，此定量輸入液體過程結束。

第二步：如圖3B所示，旋轉電機15開始以特定的轉速做旋轉運動。通過連接在上面的偏心輪14帶動傳感器座13以特定的轉速做離心旋轉運動。傳感器座13帶動加熱套筒12、視覺傳感器16、濃縮杯密封橡膠環(huán)17、尾管濃縮杯18、濃縮杯密封塊墊9、濃縮杯密封螺母10、密封蓋8、深色不透光液體19一起以特定的轉速做離心旋轉運動。加熱套筒12開始升溫并源源不斷的提供熱量，溫度通過尾管濃縮杯18最終傳遞到深色不透光液體19，深色不透光液體19受熱后在離線旋轉運動過程中，不斷的蒸發(fā)，體積不斷的減少，直至到達定量的體積，此加熱旋轉蒸發(fā)過程才結束。

第三步：旋轉蒸發(fā)過程一開始，如圖4A所示，視覺傳感器16開始實時的采集尾管濃縮杯18尾管部分的深色不透光液體19圖像，并通過視覺傳感器16的自身軟件圖像對比算法進行實時不間斷監(jiān)控深色不透光液體19的液面情況。但是同樣的情況下，如圖4B所示，傳統(tǒng)的光電傳感器光信號發(fā)射端20和光電傳感器光信號接收端21無法實時監(jiān)測深色不透光液體19液面的具體位置，從而使整個過程失敗。本實用新型中，當深色不透光液體19液面到達尾管濃縮杯18的尾管定量體積時，視覺傳感器16通過比對系統(tǒng)，獲得液面被檢測到的信號，然后視覺傳感器16發(fā)信號給系統(tǒng)，并將圖像信息保存并傳輸給系統(tǒng)。一旦液面到達尾管濃縮杯18的尾管部分，如圖3C所示，系統(tǒng)控制旋轉電機15停止旋轉運動，同時系統(tǒng)控制加熱套筒12停止加熱，此定量過程結束。

第四步：吸液針4在自動進樣器X/Y臂5的驅動下，移動至密封蓋8的正上方，吸液針4在自動進樣器Z臂6驅動下，向下運動，如圖3D所示，針尖位于尾管濃縮杯18底部深色不透光液體19液面以下。然后，吸液泵11驅動定量后的深色不透光液體19依次通過吸液針4、液體管路7。然后，吸液針4在自動進樣器Z臂6驅動下，向上運動。然后，吸液針4在自動進樣器X/Y臂5和自動進樣器Z臂6的驅動下，移動至第一液體容器2內部。然后，吸液泵11驅動定量后的深色不透光液體19依次通過液體管路7、吸液針4，最后到達第一液體容器2內部。吸液針4在自動進樣器Z臂6驅動下抬離第一液體容器2，此次取液過程結束，并準備下一批次的液體的旋轉蒸發(fā)定量濃縮過程。

本實用新型的優(yōu)點在于：

本實用新型裝置，通過自動進樣器、吸液針和吸液泵可以將深色不透光液體全自動的注入到尾管濃縮杯中或者移出尾管濃縮杯。

本實用新型裝置，通過包含硬件和軟件的視覺傳感器，對尾管部分液位進行實時圖像采集與比對，進行0.3毫米像素級別高精度的液位判斷，適用于各種微量液體定量濃縮的問題。

本實用新型裝置，通過包含硬件和軟件的視覺傳感器，可對所有類型的液體進行液位實時監(jiān)控，可以完全代替所有的液位傳感器，尤其適用于深色不透光液體或者渾濁不透光的液體的高精度微量定量檢測，解決了其他傳感器無法解決的難題。

本實用新型裝置，相比于其它方式的旋轉蒸發(fā)定量濃縮方式，本實用新型裝置的電路和機械方面技術難度非常小，可靠性更高，更容易實現與普及，尤其是與移動互聯網的擴展應用更加的便捷。

以上對本實用新型的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術人員理解，在權利要求限定的精神與范圍之內可對其進行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實用新型的保護范圍內。