基于鎖相環的液面探測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于醫療設備的電子電路，主要實現全自動生化分析儀的液面探測功會K。
【背景技術】
[0002]液面探測(LLD)功能是臨床全自動檢驗儀器必不可少的，其通過控制加樣針探入待轉移液體的深度，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題。攜帶污染率是衡量生化分析儀分析性能的重要指標，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，液面探測電路傳感方式主要有電阻式和電容式兩種，傳統的系統一般采用電阻式傳感方式，這種方式是根據空氣電阻與液體電阻的不同來檢測液面的。但在實際應用中，由于不同液體的導電率不同，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移液體的深度，在臨床上經常出現“空吸”和“撞針”等故障。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種由電容式吸樣針與鎖相環電路結合的結構方式，以克服現有技術中液面探測功能的不足。
[0005]本實用新型的技術方案為:一種基于鎖相環的液面探測電路，該電路包括液面檢測電路、波形調制電路模塊；液面探測電路的基準電壓由振蕩及分頻電路提供，并由電容式結構的加樣針作為液位傳感方式，液面檢測電路的輸出端連接至波形調制電路的輸入端，波形調制電路的輸出端連接至MCU的中斷信號端。
[0006]所述的液面檢測電路包括開關芯片和⑶4046典型芯片，Vin信號接入振蕩及分頻電路的輸出端，作為鎖相環電路的基準電壓，Probe信號接至電容式吸樣針，輸出電壓信號VC0_0UT接至波形調制電路的輸入端。
[0007]所述的波形調制電路包括兩個放大器及其外圍電路，VC0_0UT連接至液面檢測電路的輸出端，放大器IC205B的7號引腳連接至MCU的中斷信號輸入端。
[0008]本實用新型的思路是:當加樣針接觸到液體，其電容值發生變化，并導致鎖相環輸入電壓信號的相位發生變化，此時鎖相環電路將相位的變化轉換為一個偏差電壓，再經低通濾波器濾波、信號整形和電壓放大后，液面探測系統輸出正脈沖信號，并觸發相應的MCU產生中斷，最后由中央處理器完成控制加樣針動作的啟停。
[0009]振蕩及分頻電路可為液面檢測電路提供一固定頻率為&的輸出電壓V in，該電壓作整個鎖相環相位比較器的基準。加樣針為一外接電容傳感器，連接在CD4046典型芯片的6、7號引腳，構成RC振蕩電路，振蕩頻率為f\。當加樣針未接觸到液體時，通過調節振蕩及分頻電路的電壓Vin，滿足條件f1= f。，此時，⑶4046典型芯片中相位比較器II的輸出電壓為O。當加樣針接觸到液體時，加樣針的電容值發生改變，壓控振蕩器輸出電壓信號V。的頻率發生改變，此時，f 0，即V。與基準信號V in存在相位差，故相位比較器將得到一個偏差電壓AU，該電壓經過由R213、R214、R215、R216、C208、C209、C210構成低通濾波電路濾除高頻分量，最終輸出一穩定電壓信號VC0_0UT。VC0_0UT經過波形調制電路的放大、整形處理輸出到MCU的中斷信號輸入端。
[0010]本實用新型的優點在于:加樣針選用高可靠性電容式液位傳感器，并采用鎖相環CD4046電路完成對電容式傳感器電容變化的檢測、信號濾波和控制信號的輸出，實現了減少交叉污染、提高儀器性能的目標，且本實用新型結構簡單、穩定性好，解決了傳統生化分析儀中經常存在的“撞針”和“空吸”等故障。
【附圖說明】
[0011]圖1是液面檢測電路的原理圖；
[0012]圖2為波形調制電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0013]本實用新型將結合附圖，通過以下實施例作進一步說明。
[0014]實施例。
[0015]附圖1為液面檢測電路的原理圖。Probe信號連接至電容式吸樣針，Vin信號連接至振蕩及分頻電路的輸出端，VC0_0UT連接至波形調制電路的輸入端。其中IC203為⑶4046典型芯片，SW201為撥動開關MK13C01，Probe連接至電容式吸樣針，Vin信號連接至振蕩及分頻電路的輸出端，VC0_0UT連接至波形調制電路的輸入端。
[0016]附圖2為波形調制電路的原理圖。VC0_0UT連接至液面檢測電路的輸出端，放大器IC205B的7號引腳連接至控制器的信號輸入端。其中IC205A、IC205B為運算放大器LM358AD，VC0_0UT連接至液面檢測電路的輸出端，放大器IC205B的7號引腳連接至控制器的中斷信號輸入端。
[0017]本實施例具體的連接方式是:⑶4046典型芯片IC203的6、7號引腳通過電容C207連接至加樣針，⑶4046典型芯片IC203的12號引腳通過電阻R210和電位器RW201連接至開關芯片SW201的3號引腳，CD4046典型芯片IC203的9、13號引腳通過電阻R214、R215、R216和電容C208、C209、C210連接至波形調制電路的輸入端VC0_0UT。開關芯片SW201的4號引腳通過電阻R202連接至開關芯片SW201的2號引腳，開關芯片SW201的2號引腳再通過電阻R207連接至開關芯片SW201的I號引腳，開關芯片SW201的I號引腳再通過電阻R208接地。放大器IC205A的3號引腳通過電阻R220連接至液面檢測電路的輸出端VC0_OUT，放大器IC205A的1、2號引腳通過電容C212、電阻R219、R217、R218、R219接地，放大器IC205A的8號引腳連接至電源端VCC_5V，放大器IC205A的4號引腳接地。放大器IC205B的5號引腳通過電阻R221連接至放大器IC205A的I號引腳，放大器IC205B的6號引腳通過R222連接至電源VCC_5V并通過電阻R233接地，放大器IC205B的7號引腳連接至MCU的中斷信號輸入端。
[0018]本實施例的工作過程是:振蕩及分頻電路可為液面檢測電路提供一固定頻率為的輸出電壓Vin，該電壓作整個鎖相環相位比較器的基準。加樣針為一外接電容傳感器，連接在⑶4046典型芯片IC203的6、7號引腳，構成RC振蕩電路，振蕩頻率為f\。當加樣針未接觸到液體時，通過調節振蕩及分頻電路的電壓Vin，滿足條件f1= f C1，此時，⑶4046典型芯片IC203中相位比較器II的輸出電壓為O。當加樣針接觸到液體時，加樣針的電容值發生改變，壓控振蕩器輸出電壓信號V。的頻率發生改變，此時，f f C1，即V。與基準信號V in存在相位差，故相位比較器將得到一個偏差電壓Δ U，該電壓經過由R213、R214、R215、R216、C208、C209、C210構成低通濾波電路濾除高頻分量，最終輸出一穩定電壓信號VCO_OUT。VCO_OUT經過波形調制電路的放大、整形處理輸出到MCU的中斷信號輸入端。由于采用電容式傳感方式檢測液面，靈敏度高、可靠性強，降低了生化分析儀在加樣過程中的故障發生的頻率。
【主權項】
1.一種基于鎖相環的液面探測電路，其特征在于:該電路包括液面檢測電路、波形調制電路模塊；液面探測電路的基準電壓由振蕩及分頻電路提供，并由電容式結構的加樣針作為液位傳感方式，液面檢測電路的輸出端連接至波形調制電路的輸入端，波形調制電路的輸出端連接至MCU的中斷信號端。
2.根據權利要求1所述基于鎖相環的液面探測電路，其特征在于:所述的液面檢測電路包括開關芯片SW201和⑶4046典型芯片IC203，Vin信號接入振蕩及分頻電路的輸出端，作為鎖相環電路的基準電壓，Probe信號接至電容式吸樣針，輸出電壓信號VC0_0UT接至波形調制電路的輸入端。
3.根據權利要求1所述基于鎖相環的液面探測電路，其特征在于:所述的波形調制電路包括兩個放大器IC205A、IC205B及其外圍電路，VC0_0UT連接至液面檢測電路的輸出端，放大器IC205B的7號引腳連接至MCU的中斷信號輸入端。
【專利摘要】本實用新型公開一種基于鎖相環的液面探測電路，該電路包括液面檢測電路、波形調制電路模塊；液面探測電路的基準電壓由振蕩及分頻電路提供，并由電容式結構的加樣針作為液位傳感方式，液面檢測電路的輸出端連接至波形調制電路的輸入端，波形調制電路的輸出端連接至MCU的中斷信號端。本實用新型的優點在于：加樣針選用高可靠性電容式液位傳感器，并采用鎖相環CD4046電路完成對電容式傳感器電容變化的檢測、信號濾波和控制信號的輸出，實現了減少交叉污染、提高儀器性能的目標，且本實用新型結構簡單、穩定性好，解決了傳統生化分析儀中經常存在的“撞針”和“空吸”等故障。
【IPC分類】G01F23-26
【公開號】CN204373736
【申請號】CN201520032866
【發明人】萬里霞, 李富貴, 吳丹, 羅亮, 張星原, 田志俠, 張明媛
【申請人】南昌百特生物高新技術股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月19日