一种移液器用TIP头检测方法及移液器与流程

一种移液器用tip头检测方法及移液器
技术领域
1.本发明涉及移液器技术领域，具体而言，涉及一种移液器用tip头检测方法及移液器。


背景技术：

2.移液器又称为移液枪，是在一定量程范围内，将液体从原容器内移取到另一容器内的一种计量工具，被广泛用于生物、化学等领域，例如在医院的检测化验科进行血液样本或尿液样本检测分析时，通常需要利用移液器来将样本或相应的化学检测助剂吸取至对应的器皿中进行检测。
3.常规的气动移液器通常由移液器本体以及tip头(又称为吸头)组成，其中，移液器本体上设置有与tip头配合使用的枪头，在需要进行移液时先由移液系统的z轴驱动机构驱动移液器本体运动，使得移液器本体的枪头伸入至tip头内部完成tip头的扎取动作后，重复扎取动作使得移液器可以更换tip头并再进行后续的吸液动作。
4.由于tip头为一次性耗材，受tip头生产、运输、装配等因素的影响，部分tip头在实际应用过程中可能会出现变形、尖头折损等问题，进而会造成tip头内部通道出现堵塞这一异常情况，如果采用存在堵塞情况的tip头进行移液，将影响实际的移液操作，影响移液时的准确性甚至污染试剂。
5.因此，亟需一种用于检测tip头是否堵塞的方法，以避免在利用气动移液器进行移液操作时误用存在堵塞情况的tip头造成其他严重后果。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种移液器用tip头检测方法及移液器，以实现在进行移液操作前对所使用的tip头进行检测，以判定tip头是否存在堵塞现象，避免使用存在堵塞情况的tip头进行移液操作。
7.本发明的目的通过以下技术方案实现：
8.一方面，本发明提供了一种移液器用tip头检测方法，移液器包括移液器本体以及tip头，移液器本体包括枪头以及压力检测模块，用于检测得到枪头内腔与非内腔之间的气压差；
9.检测方法包括以下步骤：s1.执行tip头扎取动作，压力检测模块检测得到扎取动作过程中枪头内腔与非内腔之间的第一气压差值，记为p
x
；
10.s2.预设第一气压阈值x，将第一气压差值p
x
与第一气压阈值x进行比较，若扎取动作过程中存在p
x
≥x的情况，则判定tip头为完全堵塞状态。
11.可选的，还包括步骤：
12.s3.若扎取动作过程中p
x
＜x，执行一次吸气或排气操作，压力检测模块继续检测得到吸气或排气过程中枪头内腔与非内腔之间的第二气压差值，记为py；
13.s4预设第二气压阈值y，将第二气压差值py与第二气压阈值y进行比较，若吸气或
排气过程中存在py≥y的情况，则判定tip头为不完全堵塞状态，若吸气或排气过程中py＜y，则判定tip头为不堵塞状态。
14.进一步的，在步骤s4中，在将第二气压差值py与第二气压阈值y进行比较前，先对第二气压差值py数据进行均值滤波处理。
15.可选的，在步骤s2中，在将第一气压差值p
x
与第一气压阈值x进行比较前，先对第一气压差值p
x
数据进行均值滤波处理。
16.可选的，移液器本体还包括处理模块，处理模块与压力检测模块通信连接。
17.进一步的，移液器本体还包括报警模块，报警模块与处理模块通信连接。
18.可选的，压力检测模块为差压传感器。
19.另一方面，本发明提供了一种移液器，包括移液器本体以及tip头，移液器本体包括：
20.枪头，具有内腔；
21.压力检测模块，用于检测枪头内腔与非内腔之间的气压差；
22.处理模块，与压力检测模块通信连接；处理模块用于获取压力检测模块检测得到的气压差值，以将气压差值与预设的气压阈值进行比较。
23.可选的，移液器本体还包括报警模块，报警模块与处理模块通信连接。
24.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
25.本发明基于枪头在扎取tip头的过程中，随着tip头内部通道的堵塞情况不同，枪头内腔的气压也将出现不一样的变化情况，因此，通过在进行tip头扎取动作的过程中对枪头内腔与非内腔之间的气压差进行监控，并将得到的第一气压差值p
x
与预设的第一气压阈值x进行比较，完成一次判定，能够直接判断tip头是否处于完全堵塞状态，从而实现在移液前初步确认该tip头能否正常使用；同时，通过在一次判定结束之后对tip头内部通道的堵塞情况进行二次判定，能够有效识别出处于不完全堵塞状态和不堵塞状态的tip头，以进一步确认该tip头能否正常使用，通过两次判定的结合，能够有效提高判定结果的准确性，从而尽可能的避免在进行移液操作时误用了存在异常情况的tip头，确保后续的移液操作能够顺利进行并节约整个移液流程所需的时间。
附图说明
26.图1为本发明实施例提供的移液器的结构示意图；
27.图2为本发明实施例提供的枪头处的局部剖视图；
28.图3为本发明实施例提供的移液器的电学原理框体；
29.图4为本发明实施例提供的tip头检测方法的流程图。
30.图标：1-移液器本体，11-枪头，11a-内腔，12-压力检测模块，12a-检测通道，13-处理模块，14-报警模块，2-tip头。
具体实施方式
31.本实施例提供了一种移液器以及利用该移液器对tip头2进行检测的方法，其中，请参照图1，移液器包括移液器本体1以及tip头2，移液器本体1包括枪头11、压力检测模块12以及处理模块13。本实施例通过对tip头2内部通道的堵塞情况进行检测和判定，进而判
断tip头2能否正常使用，从而尽可能的避免在实际应用过程中误用存在异常情况的tip头2进行移液操作，影响移液操作的顺利进行。
32.具体地，请参照图2，枪头11具有内腔11a，利用该枪头11能够完成tip头2的扎取动作，并当tip头2扎取动作完成时，枪头11内腔11a与tip头2的内部通道连通，以便于后续移液操作的顺利进行。对于本实施例中所涉及的移液器的具体结构可参照申请人在先申请且已公开的实用新型专利(公开号为cn215087261u，名称为“一种气动移液器”)中气动移液器的结构，在此不做过多赘述。
33.压力检测模块12则用于检测枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差，需要说明的是，本实施例所说的枪头11非内腔指的是枪头11外部的环境，此时，压力检测模块12至少具有第一检测口和第二检测口，其中，第一检测口与枪头11内腔11a连通，以实现检测枪头11内腔11a内的气压，第二检测口则与枪头11非内腔连通，以实现检测枪头11非内腔的气压。可以理解的是，本实施例的压力检测模块12可以但不局限于为具有两个检测探头的差压传感器，差压传感器的其中一个检测探头与第一检测口连通，差压传感器的另一个检测探头与第二检测口连通，且该压力检测模块12可以直接设置在移液器本体1内部，此时，枪头11非内腔指的是压力检测模块12的周围环境(即，移液器本体1的内部安装环境)，第二检测口与压力检测模块12的周围环境连通，继续参照图2，移液器本体1上设置有与枪头11内腔11a连通的检测通道12a(例如检测导管)，压力检测模块12的第一检测口通过检测通道12a与枪头11的内腔11a相连，以实现利用压力检测模块12检测枪头11内腔11a的气压，通过压力检测模块12即可直接检测并计算得到枪头11内腔11a与枪头11非内腔之间的气压差值。
34.请参照图3，处理模块13则与压力检测模块12通信连接，该处理模块13用于获取压力检测模块12检测并计算得到的气压差值，从而将气压差值与预设在处理模块13中的气压阈值进行比较，进而判定当前tip头2是否存在堵塞现象。可以理解的是，本实施例的处理模块13同样可以设置在移液器本体1内部，且通过处理模块13能够实现控制移液器本体1进行吸液或排液操作，以实现自动吸排液。示例的，本实施例的处理模块13为单片机。
35.此外，为了实现当检测的tip头2存在堵塞现象时能够及时提醒相应的工作人员，移液器本体1还包括报警模块14，此时，继续参照图3，报警模块14与处理模块13通信连接，当检测到tip头2存在堵塞现象时，处理模块13控制报警模块14发出相应的预警信号。可以理解的是，本实施例的报警模块14同样可以直接设置在移液器本体1的内部，且报警模块14可以但不局限于为声光报警器或蜂鸣报警器中的一种或多种的组合。作为优选的方案，该报警模块14还能够根据tip头2不同的堵塞情况发出不同的预警信号，例如，当tip头2为完全堵塞状态时，报警模块14发出第一预警信号，该第一预警信号对应较大的预警声且发出的是红色光，当tip头2为不完全堵塞状态时，报警模块14发出第二预警信号，该第二预警信号对应较小的预警声且发出的是黄色光，而当tip头2为不堵塞状态时，报警模块14发出第三预警信号，该第三预警信号对应更小的预警声且发出的是绿色光，以便于相关工作人员直接获知当前tip头2属于哪一种堵塞情况。
36.下面将对具体的tip头2检测方法做详细阐述，请参照图4所示的tip头2检测方法的流程图，该tip头2检测方法包括以下步骤：
37.s1.在初始阶段，tip头2放置于相应的放置架上，此时，移液器本体1位于tip头2的正上方，且移液器本体1的枪头11朝向tip头2。当需要进行检测时，执行tip头2扎取动作，即
移液器本体1在移液系统的z轴驱动机构的驱动下沿z轴向下运动，直至移液器本体1的枪头11伸入至tip头2内部并到位，此时枪头11的内腔11a与tip头2的内部通道连通，完成tip头2的扎取动作，在此过程中，压力检测模块12实时并持续检测第一检测口的气压值和第二检测口的气压值并计算得到相应的第一气压差值，记为p
x
；该第一气压差值p
x
即为在扎取tip头2过程中枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差值。需要说明的是，基于本实施例中枪头11非内腔指的是压力检测模块12的周围环境，且压力检测模块12周围环境的气压通常为当地的标准大气压，因此在整个检测过程中只需要在检测初期通过压力检测模块12检测一次第二检测口的气压值以得到枪头11非内腔的气压即可，在后续的检测过程中无需继续检测。
38.s2.在处理模块13中预设第一气压阈值x，该第一气压阈值x可通过事先检测枪头11扎取到处于完全堵塞状态的tip头2时枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差得到；此时，处理模块13将获取到的第一气压差值p
x
与预设的第一气压阈值x进行比较，基于第一气压差值p
x
是通过事先检测枪头11扎取到处于完全堵塞状态的tip头2时枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差值，因此，若在tip头2扎取动作过程中存在第一气压差值p
x
≥预设的第一气压阈值x的情况，则说明tip头2处于完全堵塞状态，此时处理模块13判定该tip头2为完全堵塞状态，处理模块13控制报警模块14发出相应的第一预警信号，以提醒相关工作人员该tip头2不可使用；反之，若在tip头2扎取动作过程中，第一气压差值p
x
始终＜预设的第一气压阈值x，则说明该tip头2不处于完全堵塞状态。
39.与此同时，考虑在实际应用过程中，tip头2除了存在完全堵塞这一异常情况外，还存在另一种异常情况，即tip头2不完全堵塞，例如，tip头2的内部通道存在一定的异物或tip头2发生的变形较小，此时，由于tip头2与外界大气处于弱连通状态，导致tip头2扎取动作完成后枪头11内腔11a的压力变化较小，因此采用上述一次判定的方式难以检测出这种不完全堵塞的异常情况，同时，若采用处于不完全堵塞状态的tip头2同样会影响后续移液操作的顺利进行。
40.为此，在对tip头2进行一次判定之后，还需要对tip头2进行二次判定，以确定tip头2是否处于不完全堵塞状态，从而进一步提高tip头2检测结果的准确性。此时，该检测方法还包括步骤：
41.s3.若在tip头2扎取动作过程中，压力检测模块12检测并计算得到的第一气压差值p
x
始终＜预设的第一气压阈值x，说明该tip头2不处于完全堵塞状态，此时，处理模块13直接控制移液器本体1执行一次吸气或排气操作(即，在没有液体的情况下使得移液器本体1进行吸液或排液操作)，枪头11内腔11a的压力会随着吸气或排气操作的进行发生变化，通过执行吸气或排气操作则能够加速枪头11内腔11a内的压力变化，提高检测效率和准确性；同时，由于tip头2处于不堵塞状态时枪头11内腔11a的压力变化情况和tip头2处于不完全堵塞状态时枪头11内腔11a的压力变化情况往往是不同的，具体为，tip头2处于不完全堵塞状态时，tip头2的内部通道比tip头2处于不堵塞状态时tip头2的内部通道小，在执行吸气或排气操作时处于不完全堵塞状态的tip头2将使得枪头11内腔11a的压力变化更大，因此，通过检测吸气或排气操作时枪头11内腔11a的压力，即可作为判定tip头2处于不完全堵塞状态还是不堵塞状态的基础；此时，通过压力检测模块12继续实时并持续检测第一检测口的气压值和第二检测口的气压值并计算得到相应的第二气压差值，记为py；该第二气压差
值py即为在进行吸气或排气过程中枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差值。
42.s4.在处理模块13中预设第二气压阈值y，该第二气压阈值y可通过事先检测枪头11扎取到处于不完全堵塞状态的tip头2且进行了吸气或排气操作时枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差得到，可以理解的是，基于枪头11扎取到处于完全堵塞状态下的tip头2时枪头11内腔11a的压力肯定大于枪头11扎取到处于不完全堵塞状态的tip头2时枪头11内腔11a的压力，因此，本实施例的第二气压阈值y小于第一气压阈值x；此时，处理模块13将获取到的第二气压差值py与预设的第二气压阈值y进行比较，基于第二气压阈值y是通过事先检测枪头11扎取到处于不完全堵塞状态的tip头2且进行了吸气或排气操作时枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差值，因此，若在吸气或排气的过程中存在第二气压差值py≥预设的第二气压阈值y的情况，说明此时tip头2处于不完全堵塞状态，此时处理模块13判定tip头2为不完全堵塞状态，处理模块13控制报警模块14发出相应的第二预警信号，以提醒相关工作人员该tip头2不可使用；反之，若在吸气或排气过程中第二气压差值值py始终＜预设的第二气压阈值y，则处理模块13判定该tip头2为不堵塞状态，处理模块13控制报警模块14发出第三预警信号，以说明该tip头2能够正常使用。
43.需要说明的是，为了进一步提高对tip头2进行检测和判定时的准确性，还应该对计算得到的第一气压差值p
x
和第二气压差值py进行处理，以提高计算得到的气压差值的精确度。具体为，在步骤s2中，在将第一气压差值p
x
与第一气压阈值x进行比较前，先通过处理模块13对第一气压差值p
x
数据进行均值滤波处理，以提高第一气压差值p
x
的精确度，再将经均值滤波处理后的第一气压差值p
x
与预设的第一气压阈值x进行比较，以提高判定结果的准确性；相应的，在步骤s4中，在将第二气压差值py与第二气压阈值y进行比较前，先通过处理模块13对第二气压差值py数据进行均值滤波处理，以提高第二气压差值py的精确度，再将经均值滤波处理后的第二气压差值py与预设的第二气压阈值y进行比较，以提高判定结果的准确性。
44.由此可见，本实施例提供的tip头2检测方法基于枪头11在扎取tip头2的过程中，随着tip头2内部通道的堵塞情况不同，枪头11内腔11a的气压也将出现不一样的变化情况，因此，通过在进行tip头2扎取动作的过程中对枪头11内腔11a与非内腔之间的气压差进行监控，并将得到的第一气压差值p
x
与预设的第一气压阈值x进行比较，完成一次判定，能够直接判断tip头2是否处于完全堵塞状态，从而实现在移液前初步确认该tip头2能否正常使用；同时，通过在一次判定结束之后对tip头2内部通道的堵塞情况进行二次判定，能够有效识别出处于不完全堵塞状态和不堵塞状态的tip头2，以进一步确认该tip头2能否正常使用，通过两次判定的结合，能够有效提高判定结果的准确性，从而尽可能的避免在进行移液操作时误用了存在异常情况的tip头2，确保后续的移液操作能够顺利进行并节约整个移液流程所需的时间。
45.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。