杨延丽, 郑新旺, 杨光松

(集美大学a.诚毅学院,b.信息工程学院,福建 厦门361021)

0 引 言

近年来,随着社会地进步在工业生产、检测检验、实验室和医疗仪器等领域,对自动化微量液体加样的功能需求日益增大,越来越多的检验检测项目已经由传统的手工检验分析法逐步向全自动化发展,自动化的微量液体加样是这些自动化系统的重要组成部分,为此设计了一种自动化的微量液体加样模块,可以嵌入到全自动化检测检验系统中。

1 总体方案设计

从简化自动化微量液体加样模块机械结构的角度出发,采用一次性TIP头作为吸液容器,避免了钢针吸取液体带来的交叉污染和需要复杂清洗装置的问题。目前液体加样的方式主要有两种,蠕动泵和注射泵加样,蠕动泵是采用软管挤压的方式输送液体,最高加样精度只能达到10u L左右[1],所以选用滚珠直线电机驱动高精度微量注射针(即注射泵)的机械结构。自动化微量加样模块是安装在XYZ三轴的机械臂上的,在此基础上执行完整的加样流程。微量液体加样流程如下:机械臂上的Z轴复位→Z轴带动TIP头下移→移动到试管口时放慢速度,边下移边查询下位机的液面探测信号→探测到液面后继续下移一段,下移深度根据目标吸液量计算得出→微量注射泵电机驱动注射针吸液→Z轴上移到复位位置→机械臂移动到目标位置→Z轴下移,微量注射泵电机反转将TIP头中液体加到目标孔杯中。

模块采用STM32F103作为下位机微控制器,用外部中断检测是否取到TIP头,取到TIP头后读取微压力传感器信号进行液面探测、腔内气压变化检测。……