專利名稱：自動酶標洗板機控制器的制作方法
技術領域：
本實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板條的裝置。
自動酶標洗板機是為醫院、血站、衛生防疫部門作酶聯免疫(FLISA)分析時，清洗酶標板(或條)的專用儀器，由于實驗分析是通過洗滌來分離游離的酶標記物，通過洗滌來清除殘留在酶標板微孔中未與固相抗原(或抗體)結合的物質及反應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系到實驗分析的成敗及靈敏度、穩定度。
現有的洗板機通常包括兩大部分，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。由于在實際實驗操作中，清洗次數、清洗排數、浸泡時間及洗板方式并不是固定不變的，即大多數醫院、防疫站為了保證FLISA的實驗質量，提高臨床檢驗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，可隨意設定清洗次數、清洗排數、浸泡時間及清洗方式等。
本實用新型的目的是為酶標洗板機設計一種自動控制器，在現有控制器技術的基礎上進一步向精密、準確、多功能的方向發展，且結構簡單可靠，操作方便。
自動酶標洗板機的液路、氣路、清洗裝置(另案申請實用新型專利)包括高品質雙頭微型泵、設置有吸液管及加液管的清洗頭、承載酶標板的托盤、洗液瓶、緩沖瓶、廢液瓶和電磁閥。控制器控制雙頭微型泵使氣路產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生負氣壓完成清洗過程中的吸液；控制器通過控制清洗頭的上、下運動再配合泵、閥的動作實現對酶標板條上微孔的吸液、加液；在對酶標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。
本實用新型自動酶標洗板機控制器包括單片微處理器、輸入命令及參數的鍵盤、液晶顯示器、控制程序存貯器、應用參數存貯器和輸出執行驅動電路，其特征在于還包括托盤的水平運動起始位置檢測電路、清洗頭的垂直運動起始位置檢測電路和廢液瓶的液位監測電路；所述托盤的水平運動起始位置檢測電路、所述清洗頭的垂直運動起始位置檢測電路及所述廢液瓶的液位監測電路的輸出分別與所述單片微處理器的I/O口連接；所述的輸出執行驅動電路包括并行擴展接口、分別與并行擴展接口連接的清洗頭垂直運動步進電機控制驅動電路、托盤水平運動步進電機控制驅動電路、液路中電磁閥控制驅動電路和氣路中泵的控制驅動電路，并行擴展接口的輸入連接單片微處理器的I/O口。
所述托盤的水平運動起始位置檢測電路及所述清洗頭的垂直運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成的光電傳感電路。
所述的清洗頭垂直運動步進電機控制驅動電路、所述的托盤水平運動步進電機控制驅動電路、所述的液路中電磁閥控制驅動電路和氣路中泵的控制驅動電路分別是由光電耦合器連接晶體三極管構成。
所述的廢液瓶的液位監測電路是一設置在廢液瓶瓶蓋上的浮子開關。
下面結合實施例附圖進一步說明本實用新型的技術
圖1、自動酶標洗板機清洗系統結構框圖圖2、自動酶標洗板機控制器原理框圖圖3、圖2中單片微處理器及其外圍部件實施電路圖圖4、圖2中并行擴展接口及水平、垂直運動步進電機控制驅動電路圖圖5、圖2中水平、垂直運動起始位置檢測電路圖圖6、圖2中泵及電磁閥的控制驅動電路圖參見圖1，自動酶標洗板機清洗系統包括清洗頭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。控制泵13產生正壓并打開電磁閥16時，洗液瓶沖洗液經液路壓入酶標板微孔；當控制泵13產生負壓時，酶標板微孔中洗液被吸入廢液瓶11中。廢液瓶11內裝有液位監測用浮子開關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，可省去外部程序存貯器。202為廢液瓶液位監測電路，203為托盤水平運動起始位置檢測電路，204為清洗頭垂直運動起始位置檢測電路，205為命令及參數輸入鍵盤，206為液晶顯示器，207為數據存貯器，208為并行擴展接口，209為清洗頭垂直運動步進電機控制驅動電路，210為托盤水平運動步進電機控制驅動電路，211為高品質雙頭微型泵控制驅動電路，212為電磁閥控制驅動電路。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，經計算步進步數實現兩維精確定位，實施例精度可達0.2mm。
控制器采用人機對話、菜單操作方式工作，存貯有十個用戶程序，可調整清洗次數、清洗排數、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計了沖洗管路的功能。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定的各排微孔進行清洗，然后返回起始位置直到浸泡時間結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，對每一排連續沖洗規定的次數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上增加對微孔底部的近距離沖洗及稀釋過程，從而達到更好的清洗效果。快速清洗亦稱淋浴式沖洗，可對微孔底部進行2-9秒可調的連續沖洗。可對微孔底部進行2-9秒可調的連續沖洗。
參見圖3，單片微處理器89C52，其P10-15接鍵盤，其中斷口INTO接廢液瓶液位監測浮子開關111，其POO-PO7接數據鎖存器74LS373，鎖存低位地址A0-A7，其P20-P27接高位地址A8-A15，數據存貯器2864用于存貯應用參數，可編程邏輯電路GAL16V8用于譯碼產生顯示器LCD的片選信號E、產生并行擴展接口8255的片選信號55CE(見圖4)和產生數據存貯器2864的片選信號64CE、640E。
參見圖4，并行擴展接口8255的D0-D7接單片機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動步進電機及垂直運動步進電機(均為四相步進電機)，其PC0-PC3口接圖6中同名端，用于控制泵及電磁閥。
參見圖5，清洗頭垂直運動起始位置檢測電路及托盤水平運動起始位置檢測電路均由光電耦合器連接電壓比較器構成，電壓比較器輸出接圖3中單片機的P16、P17端。
參見圖6，門電路IC1、光電耦合器B1、晶體管N1連接構成電磁閥V的控制驅動電路，門電路IC2、固態繼電器(帶光耦)J1連接構成液壓泵P的控制驅動電路。門電路IC3、揚聲器Y等連接構成報警電路。
本實用新型采用Intel公司51系列高檔單片機為主控芯片，外接EEPROM為工作參數與用戶程序存貯器，并提供有LCD控制與顯示、兩臺步進電機的控制與驅動、兩維運動的位置監測、鍵盤的去抖與識別和泵、閥的控制驅動。在電腦控制下自動完成酶標板的清洗，設計有多種清洗方式供用戶選擇可達到最佳清洗效果。
權利要求1.一種自動酶標洗板機控制器包括單片微處理器、輸入命令及參數的鍵盤、液晶顯示器、控制程序存貯器、應用參數存貯器和輸出執行驅動電路，其特征在于還包括托盤的水平運動起始位置檢測電路、清洗頭的垂直運動起始位置檢測電路和廢液瓶的液位監測電路；所述托盤的水平運動起始位置檢測電路、所述清洗頭的垂直運動起始位置檢測電路及所述廢液瓶的液位監測電路的輸出分別與所述單片微處理器的I/O口連接；所述的輸出執行驅動電路包括并行擴展接口、分別與并行擴展接口連接的清洗頭垂直運動步進電機控制驅動電路、托盤水平運動步進電機控制驅動電路、液路中電磁閥控制驅動電路和氣路中泵的控制驅動電路，并行擴展接口的輸入連接單片微處理器的I/O口。
2.根據權利要求1所述的自動酶標洗板機控制器，其特征在于所述托盤的水平運動起始位置檢測電路及所述清洗頭的垂直運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成的光電傳感電路。
3.根據權利要求1所述的自動酶標洗板機控制器，其特征在于所述的清洗頭垂直運動步進電機控制驅動電路、所述的托盤水平運動步進電機控制驅動電路、所述的液路中電磁閥控制驅動電路和氣路中泵的控制驅動電路分別是由光電耦合器連接晶體三極管構成。
4.根據權利要求1所述的自動酶標洗板機控制器，其特征在于所述的廢液瓶的液位監測電路是一設置在廢液瓶瓶蓋上的浮子開關。
專利摘要本實用新型涉及一種自動控制清洗酶標板條的裝置,產生控制信號控制液路、氣路及清洗。包括單片機、鍵盤、顯示器、存貯器、并行擴展接口、托盤及清洗頭的起始位置檢測電路、廢液瓶液位監測電路、托盤水平運動步進電機驅動電路、清洗頭垂直運動步進電機驅動電路、液路電磁閥和氣路液壓泵的驅動電路。可設置清洗次數、清洗排數、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、準確、多功能的特點且操作方便。
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 優先權日1996年4月11日
發明者馬選民, 魏連營 申請人:北京拓普分析儀器有限責任公司