基于鎖相環(huán)的液面探測(cè)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于醫(yī)療設(shè)備的電子電路，主要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生化分析儀的液面探測(cè)功會(huì)K。
【背景技術(shù)】
[0002]液面探測(cè)(LLD)功能是臨床全自動(dòng)檢驗(yàn)儀器必不可少的，其通過(guò)控制加樣針探入待轉(zhuǎn)移液體的深度，從而最大程度地解決因加樣針外表面附著液體引起的儀器交叉污染高和加樣誤差大的問(wèn)題。攜帶污染率是衡量生化分析儀分析性能的重要指標(biāo)，而加樣針外表面液體攜帶量是引起儀器攜帶污染的主要因素，因此減少加樣針外表面的液體攜帶量是降低攜帶污染率、提高分析精度的重要方法。
[0003]目前，液面探測(cè)電路傳感方式主要有電阻式和電容式兩種，傳統(tǒng)的系統(tǒng)一般采用電阻式傳感方式，這種方式是根據(jù)空氣電阻與液體電阻的不同來(lái)檢測(cè)液面的。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于不同液體的導(dǎo)電率不同，且電阻式傳感靈敏度差，因此難以精確控制采樣針探入待轉(zhuǎn)移液體的深度，在臨床上經(jīng)常出現(xiàn)“空吸”和“撞針”等故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種由電容式吸樣針與鎖相環(huán)電路結(jié)合的結(jié)構(gòu)方式，以克服現(xiàn)有技術(shù)中液面探測(cè)功能的不足。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種基于鎖相環(huán)的液面探測(cè)電路，該電路包括液面檢測(cè)電路、波形調(diào)制電路模塊；液面探測(cè)電路的基準(zhǔn)電壓由振蕩及分頻電路提供，并由電容式結(jié)構(gòu)的加樣針作為液位傳感方式，液面檢測(cè)電路的輸出端連接至波形調(diào)制電路的輸入端，波形調(diào)制電路的輸出端連接至MCU的中斷信號(hào)端。
[0006]所述的液面檢測(cè)電路包括開(kāi)關(guān)芯片和⑶4046典型芯片，Vin信號(hào)接入振蕩及分頻電路的輸出端，作為鎖相環(huán)電路的基準(zhǔn)電壓，Probe信號(hào)接至電容式吸樣針，輸出電壓信號(hào)VC0_0UT接至波形調(diào)制電路的輸入端。
[0007]所述的波形調(diào)制電路包括兩個(gè)放大器及其外圍電路，VC0_0UT連接至液面檢測(cè)電路的輸出端，放大器IC205B的7號(hào)引腳連接至MCU的中斷信號(hào)輸入端。
[0008]本實(shí)用新型的思路是:當(dāng)加樣針接觸到液體，其電容值發(fā)生變化，并導(dǎo)致鎖相環(huán)輸入電壓信號(hào)的相位發(fā)生變化，此時(shí)鎖相環(huán)電路將相位的變化轉(zhuǎn)換為一個(gè)偏差電壓，再經(jīng)低通濾波器濾波、信號(hào)整形和電壓放大后，液面探測(cè)系統(tǒng)輸出正脈沖信號(hào)，并觸發(fā)相應(yīng)的MCU產(chǎn)生中斷，最后由中央處理器完成控制加樣針動(dòng)作的啟停。
[0009]振蕩及分頻電路可為液面檢測(cè)電路提供一固定頻率為&的輸出電壓V in，該電壓作整個(gè)鎖相環(huán)相位比較器的基準(zhǔn)。加樣針為一外接電容傳感器，連接在CD4046典型芯片的6、7號(hào)引腳，構(gòu)成RC振蕩電路，振蕩頻率為f\。當(dāng)加樣針未接觸到液體時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)振蕩及分頻電路的電壓Vin，滿(mǎn)足條件f1= f。，此時(shí)，⑶4046典型芯片中相位比較器II的輸出電壓為O。當(dāng)加樣針接觸到液體時(shí)，加樣針的電容值發(fā)生改變，壓控振蕩器輸出電壓信號(hào)V。的頻率發(fā)生改變，此時(shí)，f 0，即V。與基準(zhǔn)信號(hào)V in存在相位差，故相位比較器將得到一個(gè)偏差電壓AU，該電壓經(jīng)過(guò)由R213、R214、R215、R216、C208、C209、C210構(gòu)成低通濾波電路濾除高頻分量，最終輸出一穩(wěn)定電壓信號(hào)VC0_0UT。VC0_0UT經(jīng)過(guò)波形調(diào)制電路的放大、整形處理輸出到MCU的中斷信號(hào)輸入端。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:加樣針選用高可靠性電容式液位傳感器，并采用鎖相環(huán)CD4046電路完成對(duì)電容式傳感器電容變化的檢測(cè)、信號(hào)濾波和控制信號(hào)的輸出，實(shí)現(xiàn)了減少交叉污染、提高儀器性能的目標(biāo)，且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，解決了傳統(tǒng)生化分析儀中經(jīng)常存在的“撞針”和“空吸”等故障。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是液面檢測(cè)電路的原理圖；
[0012]圖2為波形調(diào)制電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本實(shí)用新型將結(jié)合附圖，通過(guò)以下實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例。
[0015]附圖1為液面檢測(cè)電路的原理圖。Probe信號(hào)連接至電容式吸樣針，Vin信號(hào)連接至振蕩及分頻電路的輸出端，VC0_0UT連接至波形調(diào)制電路的輸入端。其中IC203為⑶4046典型芯片，SW201為撥動(dòng)開(kāi)關(guān)MK13C01，Probe連接至電容式吸樣針，Vin信號(hào)連接至振蕩及分頻電路的輸出端，VC0_0UT連接至波形調(diào)制電路的輸入端。
[0016]附圖2為波形調(diào)制電路的原理圖。VC0_0UT連接至液面檢測(cè)電路的輸出端，放大器IC205B的7號(hào)引腳連接至控制器的信號(hào)輸入端。其中IC205A、IC205B為運(yùn)算放大器LM358AD，VC0_0UT連接至液面檢測(cè)電路的輸出端，放大器IC205B的7號(hào)引腳連接至控制器的中斷信號(hào)輸入端。
[0017]本實(shí)施例具體的連接方式是:⑶4046典型芯片IC203的6、7號(hào)引腳通過(guò)電容C207連接至加樣針，⑶4046典型芯片IC203的12號(hào)引腳通過(guò)電阻R210和電位器RW201連接至開(kāi)關(guān)芯片SW201的3號(hào)引腳，CD4046典型芯片IC203的9、13號(hào)引腳通過(guò)電阻R214、R215、R216和電容C208、C209、C210連接至波形調(diào)制電路的輸入端VC0_0UT。開(kāi)關(guān)芯片SW201的4號(hào)引腳通過(guò)電阻R202連接至開(kāi)關(guān)芯片SW201的2號(hào)引腳，開(kāi)關(guān)芯片SW201的2號(hào)引腳再通過(guò)電阻R207連接至開(kāi)關(guān)芯片SW201的I號(hào)引腳，開(kāi)關(guān)芯片SW201的I號(hào)引腳再通過(guò)電阻R208接地。放大器IC205A的3號(hào)引腳通過(guò)電阻R220連接至液面檢測(cè)電路的輸出端VC0_OUT，放大器IC205A的1、2號(hào)引腳通過(guò)電容C212、電阻R219、R217、R218、R219接地，放大器IC205A的8號(hào)引腳連接至電源端VCC_5V，放大器IC205A的4號(hào)引腳接地。放大器IC205B的5號(hào)引腳通過(guò)電阻R221連接至放大器IC205A的I號(hào)引腳，放大器IC205B的6號(hào)引腳通過(guò)R222連接至電源VCC_5V并通過(guò)電阻R233接地，放大器IC205B的7號(hào)引腳連接至MCU的中斷信號(hào)輸入端。
[0018]本實(shí)施例的工作過(guò)程是:振蕩及分頻電路可為液面檢測(cè)電路提供一固定頻率為的輸出電壓Vin，該電壓作整個(gè)鎖相環(huán)相位比較器的基準(zhǔn)。加樣針為一外接電容傳感器，連接在⑶4046典型芯片IC203的6、7號(hào)引腳，構(gòu)成RC振蕩電路，振蕩頻率為f\。當(dāng)加樣針未接觸到液體時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)振蕩及分頻電路的電壓Vin，滿(mǎn)足條件f1= f C1，此時(shí)，⑶4046典型芯片IC203中相位比較器II的輸出電壓為O。當(dāng)加樣針接觸到液體時(shí)，加樣針的電容值發(fā)生改變，壓控振蕩器輸出電壓信號(hào)V。的頻率發(fā)生改變，此時(shí)，f f C1，即V。與基準(zhǔn)信號(hào)V in存在相位差，故相位比較器將得到一個(gè)偏差電壓Δ U，該電壓經(jīng)過(guò)由R213、R214、R215、R216、C208、C209、C210構(gòu)成低通濾波電路濾除高頻分量，最終輸出一穩(wěn)定電壓信號(hào)VCO_OUT。VCO_OUT經(jīng)過(guò)波形調(diào)制電路的放大、整形處理輸出到MCU的中斷信號(hào)輸入端。由于采用電容式傳感方式檢測(cè)液面，靈敏度高、可靠性強(qiáng)，降低了生化分析儀在加樣過(guò)程中的故障發(fā)生的頻率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于鎖相環(huán)的液面探測(cè)電路，其特征在于:該電路包括液面檢測(cè)電路、波形調(diào)制電路模塊；液面探測(cè)電路的基準(zhǔn)電壓由振蕩及分頻電路提供，并由電容式結(jié)構(gòu)的加樣針作為液位傳感方式，液面檢測(cè)電路的輸出端連接至波形調(diào)制電路的輸入端，波形調(diào)制電路的輸出端連接至MCU的中斷信號(hào)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于鎖相環(huán)的液面探測(cè)電路，其特征在于:所述的液面檢測(cè)電路包括開(kāi)關(guān)芯片SW201和⑶4046典型芯片IC203，Vin信號(hào)接入振蕩及分頻電路的輸出端，作為鎖相環(huán)電路的基準(zhǔn)電壓，Probe信號(hào)接至電容式吸樣針，輸出電壓信號(hào)VC0_0UT接至波形調(diào)制電路的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于鎖相環(huán)的液面探測(cè)電路，其特征在于:所述的波形調(diào)制電路包括兩個(gè)放大器IC205A、IC205B及其外圍電路，VC0_0UT連接至液面檢測(cè)電路的輸出端，放大器IC205B的7號(hào)引腳連接至MCU的中斷信號(hào)輸入端。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于鎖相環(huán)的液面探測(cè)電路，該電路包括液面檢測(cè)電路、波形調(diào)制電路模塊；液面探測(cè)電路的基準(zhǔn)電壓由振蕩及分頻電路提供，并由電容式結(jié)構(gòu)的加樣針作為液位傳感方式，液面檢測(cè)電路的輸出端連接至波形調(diào)制電路的輸入端，波形調(diào)制電路的輸出端連接至MCU的中斷信號(hào)端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：加樣針選用高可靠性電容式液位傳感器，并采用鎖相環(huán)CD4046電路完成對(duì)電容式傳感器電容變化的檢測(cè)、信號(hào)濾波和控制信號(hào)的輸出，實(shí)現(xiàn)了減少交叉污染、提高儀器性能的目標(biāo)，且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，解決了傳統(tǒng)生化分析儀中經(jīng)常存在的“撞針”和“空吸”等故障。
【IPC分類(lèi)】G01F23-26
【公開(kāi)號(hào)】CN204373736
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520032866
【發(fā)明人】萬(wàn)里霞, 李富貴, 吳丹, 羅亮, 張星原, 田志俠, 張明媛
【申請(qǐng)人】南昌百特生物高新技術(shù)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日