[发明专利]一种生化分析仪电子控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种生化分析仪电子控制系统。

背景技术

生化分析仪是利用光吸收原理来检测人体血液和体液中多项生化指标的常规仪器，广泛应用于各医院的医疗检测；当前国内的生化分析仪存在分析速度慢、精准度差、自动化程度低等诸多问题；生化分析仪的电子控制系统是实现整个仪器实时化监测和操控的核心部件、也肩负着与上位PC机通信的重要任务，是整个生化仪自动化程度的保证；当前国产生化分析仪的电子控制系统需要多微控芯片来实现，导致电子控制系统相对比较复杂，也增加了数据分析和仪器操控时间、仪器出现故障的机会和运行成本。

此外，生化分析仪在进行生化指标测量时，比色杯内样品的各类生化反应对温度涨落异常敏感，只能在恒温情况下，才能获得可靠、准确的测量分析结果。因此，生化分析仪的电子控制系统对比色杯温度进行高精度的测量和恒温控制显示尤为重要；当前的生化仪温度监控系统主要采用铂热电阻Pt100来进行温度监测，但器件会因通过电流过大而使自身发热而引入误差；虽然可以在A/D转换器件前加小信号放大电路来减小误差，但同时也增加前端温度采集电路的复杂程度，降低了高精度控温的效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一简单、易操作、分析速度快、高精度的生化分析仪的电子控制系统。

本发明的具体实施方案是采用ARM控制芯片，搭配强有力的、调试有序，可实现实时多任务管理的嵌入式操作系统对生化分析仪的电子控制系统进行操控和管理；利用电阻温度系数大、热惯性小、响应速度快的NTC热敏电阻传感器对比色杯进行实时温度测量，同时搭配基于Fuzzy-PID控制算法对比色杯进行恒温控制。

本发明提供一种生化分析仪电子控制系统，包含ARM控制芯片、显示模块、键盘模块、I²C总线、步进电机模块、恒温控制模块、光路控制模块、液路控制模块、电源。

所述ARM控制芯片是整个电子控制系统的核心，负责整个生化分析仪系统任务的调度和控制，包括生化分析仪启动时的自检、监控液路状态、控制液路控制电路中步进电机的运动、监测光路系统状态、指令光度计工作、调控恒温控制、接收采集数据和上位PC机的命令等。

所述显示模块包括ST7920中文图形液晶模块驱动控制器和LCD显示屏，在ST7920控制器驱动配合下，可实现256×32点阵液晶显示。

所述键盘模块包括ZLG7290键盘扫描芯片和8×8键盘。

所述I²C总线主要用于ARM控制芯片与上位PC机的通信。

所述步进电机模块主要由驱动电路和步进电机构成，驱动电路的实现是采用A3977SED细分步进电机驱动芯片。

所述恒温控制模块包括高精度温度测量电路和恒温控制电路；高精度温度测量电路由恒流源、NTC热敏电阻传感器、放大电路、LTC2400A/D转换芯片以及光电隔离电路构成；恒温控制电路包括光电隔离电路、驱动电路、可控硅、制冷器和加热。

所述光路控制模块由光学分度系统（包括光源、前置光学系统、比色杯、后置光学系统、单色器）、光电探测器、线性放大电路、模拟开关、对数运算电路、A/D转换电路构成。

所述液路控制系统包括转盘控制部分、搅拌臂控制部分、采样和清洗控制部分；转盘控制部分由定位光偶、盘号识别霍尔传感器、转盘电机构成；搅拌臂控制部分由定位光偶、液位传感器、撞针保护电路、搅拌臂摆动电机构成；采样和清洗控制部分由定位光偶、清洗阈开关电路以及注射采样电机构成。

所述电源模块主要为自动分析仪提供电源，包括整流、稳压、滤波、去噪、电磁兼容电路。