[发明专利]一种采样设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采样设备及方法，尤其涉及一种医疗领域中的采样设备及方法。

背景技术

在采样系统中，采样针需要保证吸足目标液体。对此，现有技术中，往往采用的是一种开环式的控制系统，仅仅通过液面检测系统检测到采样针接触到目标液面后停止运动，再执行后续动作，如吸液等。

但是，在实际操作中常常存在干扰，这样，采样针在没有真正接触到目标液面的时候，误判断接触到了真实的液面。这样会对后继的操作产生极大的影响。例如，当待测液体表面存在气泡时，采样针接触到气泡，气泡本身会对液面检测系统产生一定的影响，使系统错误的将该影响判断为检测到液面，而停止运动并执行吸液等后续动作，造成测试结果错误。不只是气泡，其它的干扰因素，如静电、电磁干扰等也可能会使液面检测系统在未到达真实的液面前误以为接触液面，造成错误。

此外，采样针吸液过程中也可能脱离液面，致使其吸液不足。当目标液体量不足时，使得其后继的动作造成结果错误。

对于吸液不足，现有技术有如下的解决方案。

1、对采样针的停止位置进行判断，首先记录前一次的采样针停止位置，本次停止位置与上一次比较，超出范围则认为是由于受到干扰影响。这一方法的缺点在于只能应用于封闭式系统，且无法判断吸液不足的情况；

2、增加压力传感器进行检测判断，即对吸液时候的压力数据进行分析，监测是否有空吸现象出现。这一方法需要增加整套的压力检测系统，成本较高，同时只能在吸液过程中检测，对于吸液量比目标值略少的情况下，无法检测出来。

3、设置一定的高度限制，以保证吸足液体，这一方法会造成剩余液体量较多，并对机械相关设计提出要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够解决对异常吸液状况作出判断的采样设备及方法。

对此，本发明提供一种采样设备，包括：采样针、用于驱动所述采样针动作的动作模块，和用于控制所述动作模块的控制模块，

还包括：用于监测所述采样针相关的物理量变化，并将该物理量转换为相应的电信号到所述控制模块的检测模块；

所述控制模块处理由所述检测模块输出的电信号，并据此控制所述动作模块动作。

在上述技术方案中，当采样针没有接触到真实的液面或遇到干扰，例如仅仅接触到液面上的气泡的时候，其相关的物理量也会发生突然的变化，例如该采样针的等效电容值、等效电阻值，或者其他物理量等，这样可以通过采用相应的传感器的检测模块将该变化的物理量检测出来，以作为该采样针接触到液面的初步判断。由于与真实的液面相比，干扰所产生的该采样针相关的突然变化的物理量变化很难持续。与之相应的是，如果采样针接触到真实的液面，则其相关的物理量也会发生突然的变化后，将维持稳定。这样，上述技术方案将克服，现有技术中，对采样针是否遇到干扰的时候误判，进而采取下一步的操作，例如，执行吸液等，从而造成测试结果错误的缺陷。于是，本技术方案极大的提高了采样系统整体的可靠性。

例如，最常见的干扰包括液面的气泡。气泡特性脆弱，当遇到采样针时候将会被触动改变且会进一步被扎破，其保持时间较为短暂。当采样针遇到气泡的时候，其相关的物理量会突然变化，然后，气泡破掉，而其相关的物理量会恢复到其碰到气泡之前的值附近。这样通过对该采样针相关的物理量进行监测，并分析处理，就能够发现采样针是否在进行采样的时候，是否接触到真实的液面。

其中，采样的采样针将逐渐接近所要采样的液体的液面，直到接触到液面则停止动作，然后开始采样。真实的液面是指，当采样的采样针将要进行采样的时候，其尖端所接触的是完全的液面，不包括如液面上的气泡等。

接着，在吸液的过程中，如果采样针脱离液面，致使其吸液不足。则当采样针脱离液面的时候，采样针的相关的物理量也会发生突然的变化。检测出该变化，将能够很好的判断出采样针是否吸液不足。

优选的，所述采样针采用导电材料制成。

一个具体的实施例中，所述检测模块检测采样针的相关物理量为其等效电容值。其中，所述检测模块包括：

锁相环路，用于检测所述采样针的等效电容值，并转化为相应的模拟电压信号；

放大电路，用于放大所述锁相环路输出的模拟电压信号；以及，

A/D转换电路，用于将所述放大电路输出的模拟电压信号转换为相应的数字信号，并输出到所述控制模块。

所述锁相环路包括：依次闭环耦合的鉴相器、环路滤波器和压控振荡器；

所述环路滤波器向所述放大电路输出模拟电压信号；所述压控振荡器耦合于所述采样针，所述鉴相器还输入一个参考频率。