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专利名称：	基于速度开环控制和行程定位补偿的加样系统和方法
摘要：	本发明公开一种基于速度开环控制和行程定位补偿的加样系统和方法。系统由加样臂模块、电容‑液面信号转换模块、步进电机驱动模块、加样系统控制模块组成。加样系统的旋转定位行程分成两段，旋转行程始点、终点、段分界点分别安装光电传感器；第一段旋转定位行程采用速度开环控制，圆盘缺口经过段分界点的光电传感器，实施第一段定位行程误差的补偿；速度开环控制和行程定位补偿，提高了加样定位的精度、系统的效率和易用性，简化了机械电气结构，降低了TCO。改进套筒型加样针探测液面下1.5mm液位，有助于试剂/样本的精确吸取，减少吸取操作时加样针对下降液面跟踪的难度；旋转/升降臂协同工作，进一步提高了加样系统的效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	何博伟;李沁园;黄懿明;吴明光
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910345191.8
公开号：	CN110146708A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	贾玉霞;邱启旺
分类号：	G01N35/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N35
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种基于速度开环控制和行程定位补偿的加样系统，其特征在于，加样系统由加样臂模块(100)、电容-液面信号转换模块(200)、步进电机驱动模块(300)、加样系统控制模块(400)组成；加样臂模块(100)经电容-液面信号转换模块(200)与加样系统控制模块(400)相连，加样系统控制模块(400)经步进电机驱动模块(300)与加样臂模块(100)相连；加样臂模块(100)包括升降臂(130)，末端装有改进套筒型加样针(110)的旋转臂(120)；旋转臂(120)配置旋转步进电机(121)，型号为SS1704A20A，升降臂(130)配置升降步进电机(131)，型号为SS1704A20A，旋转步进电机(121)、升降步进电机(131)经步进电机驱动模块(300)与加样系统控制模块(400)相连；升降臂(130)配置升降定位光电传感器(133)，型号为PM-L25，升降定位挡片(132)与升降定位光电传感器(133)配套使用；升降定位挡片(132)安装在升降臂(130)上，且随升降臂(130)上下运动，升降定位光电传感器(133)正对升降定位挡片(132)，固定在高度为安全运动平面的中轴上，升降定位光电传感器(133)与加样系统控制模块(400)相连；升降臂(130)上下运动涉及水平运动平面和安全运动平面，水平运动平面是旋转臂旋转定位时所处高度平面的称谓；安全运动平面是旋转臂旋转定位时，不与其它部件发生碰撞的、最低高度平面的称谓，安全运动平面位于水平运动平面之下；加样臂模块(100)采用工型基座(101)的主体结构，底部安装升降步进电机(131)，通过齿轮和皮带驱动升降臂(130)，顶部右侧安装旋转步进电机(121)，通过齿轮和皮带驱动旋转臂(120)；与旋转臂(120)旋转圆周同心的齿轮上装有带缺口(122)的圆盘(102)，旋转臂旋转时圆盘缺口同步转动；工型基座(101)的顶面分别安装第1旋转定位光电传感器(123)、第2旋转定位光电传感器(124)、第3旋转定位光电传感器(125)，型号均为PM-L25，与加样系统控制模块(400)相连；加样系统的旋转定位行程分成0.97旋转行程和0.03旋转行程两段，旋转定位行程的始点、段分界点、终点与第1旋转定位光电传感器(123)、第2旋转定位光电传感器(124)、第3旋转定位光电传感器(125)一一对应；旋转臂(120)根据S速度曲线，速度开环控制完成0.97旋转行程，第2旋转定位光电传感器(124)输出信号的电平变化，重置旋转步进电机(121)剩余0.03旋转行程对应的脉冲数，即补偿0.97旋转行程累积的误差；采用0.97旋转行程处的速度，继续走完0.03旋转行程对应的脉冲数，第3旋转定位光电传感器(125)输出信号的电平变化，试剂/样本吸样位的定位结束；改进套筒型加样针提供液面下1.5mm的液位，借助升降定位光耦-挡片实施旋转/升降臂的协同工作。 2.根据权利要求1所述的一种基于速度开环控制和行程定位补偿的加样系统，其特征在于，所述的电容-液面信号转换模块(200)由电容-电压信号转换单元(220)、信号调理和处理单元(230)组成；改进套筒型加样针(110)与电容-电压信号转换单元(220)相连，信号调理和处理单元(230)处理电容-电压信号转换单元(220)输出的电压信号，判断改进套筒型加样针(110)深入液面的距离；改进套筒型加样针(110)采用套筒结构，包括长L1.5＝L-1.5mm的外层套筒(111)，长L的内层套筒(112)，L是改进套筒型加样针(110)的长度；内层套筒(112)和外层套筒(111)采用316L型不锈钢制作；外层套筒(111)和内层套筒(112)的管壁上喷塗TEFLON绝缘涂层；外层套筒(111)、内层套筒(112)与加样容器金属机壳间形成的电容记为C10、C20，外层套筒(111)与内层套筒(112)形成的电容记为C12，改进套筒型加样针(110)未与加样容器的液面接触时、即外/内层套筒的空气介质电容值记为C120；改进套筒型加样针(110)输出的电容信号与深入液面距离的关系如下：定义，X为加样针针尖距液面的高度，液平面高度＝0，向下为正 X<0，加样针针尖位于液面之上、未接触液面 X＝0，加样针针尖刚接触液面 0
所属类别：	发明专利