專利名稱：液相化學(xué)發(fā)光儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型化學(xué)發(fā)光儀，尤其是測試成本低廉易于維護(hù)、測試重現(xiàn)性好、精度高的能夠測定瞬間化學(xué)發(fā)光的便攜式液相化學(xué)發(fā)光儀。
背景技術(shù)：
化學(xué)發(fā)光分析是近年來獲得迅速發(fā)展的一種高靈敏度微量及痕量分析技術(shù)。由于它分析速度快，儀器設(shè)備簡單，易于實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、免疫分析、巖礦分析、食品檢驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。目前廣為應(yīng)用的有固定加樣化學(xué)發(fā)光儀、流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀和帶有微滴板的全自動化學(xué)發(fā)光分析儀。其中流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀耗費(fèi)試劑量大，測試成本高昂(所用試劑非常昂貴)，而且流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀的進(jìn)樣系統(tǒng)較為復(fù)雜，不易于維護(hù)操作，很容易造成測試重現(xiàn)性差；另外，由于我國加工工藝水平較低，加工精度受到影響，而且不少關(guān)鍵元件需要進(jìn)口，因此國產(chǎn)流動注射化學(xué)發(fā)光分析儀的性能和質(zhì)量與國外儀器相比還有一定差距。到目前為止，我國尚未生產(chǎn)出適用于臨床檢驗(yàn)的帶有微滴板的全自動化學(xué)發(fā)光分析儀，而進(jìn)口的該類儀器昂貴，不易于推廣普及。另外，現(xiàn)有的化學(xué)發(fā)光儀對環(huán)境條件要求較為苛刻(如要求防磁、防靜電、防潮等，否則會對測試結(jié)果產(chǎn)生極大的干擾)。
目前公知的固定加樣化學(xué)發(fā)光儀型號較多，它們有的采用手動進(jìn)樣機(jī)構(gòu)，有的采用半機(jī)械式進(jìn)樣機(jī)構(gòu)，但大都無法保證進(jìn)樣條件(如進(jìn)樣時(shí)間長短、速度、流量、強(qiáng)度等)具有一致性，進(jìn)而導(dǎo)致了測試的重現(xiàn)不好；另外它們的探測靈敏度也不盡如人意，需要進(jìn)一步的提高。
所以一種操作維護(hù)簡便、測試成本低廉、探測靈敏度高、測試重現(xiàn)好且具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性的液相化學(xué)發(fā)光儀正是人們多年來所盼望的。
(三)實(shí)用新型的內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種操作維護(hù)簡便、測試成本低廉、探測靈敏度高、測試重現(xiàn)好、能夠測定瞬間化學(xué)發(fā)光且具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性的液相化學(xué)發(fā)光儀，本液相化學(xué)發(fā)光儀采用一種新式的進(jìn)樣控制機(jī)構(gòu)和液相反應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1.液相反應(yīng)系統(tǒng)中的定量反應(yīng)池呈扁平狀，采用透明材料制成，其上部有兩個(gè)進(jìn)液口和一個(gè)排液口，下部有一個(gè)排液口，定量反應(yīng)池置于密封的暗室中；液相反應(yīng)系統(tǒng)中的進(jìn)液通道包括原樣進(jìn)液通道和加樣進(jìn)液通道，原樣進(jìn)液通道由漏斗和管道組成，其管道一端與定量反應(yīng)池的一個(gè)進(jìn)液口相連，加樣進(jìn)液通道由儲液池、開關(guān)活塞和管道組成，其管道一端與定量反應(yīng)池的另一個(gè)進(jìn)液口相連；液相反應(yīng)系統(tǒng)中的排液通道包括廢液排放通道和過量溶液排放通道，廢液排放通道由一向上凸起的管道和活塞控制開關(guān)組成，該管道的一端連接于定量反應(yīng)池的下部排液口，過量溶液排放通道為一端連接于定量反應(yīng)池上部排液口的管道；暗室由不透明材料制成，其內(nèi)一側(cè)安置光反射鏡，另一側(cè)鍍有反光材料或安置光電感應(yīng)器。
2.進(jìn)樣控制機(jī)構(gòu)是由棘輪、棘爪、機(jī)架構(gòu)成的間歇式運(yùn)動機(jī)構(gòu)，棘輪與液相反應(yīng)系統(tǒng)中的加樣進(jìn)液通道上的控制活塞相連接，組成聯(lián)動裝置控制液相反應(yīng)系統(tǒng)的加樣進(jìn)液通道的開關(guān)。
3.微電腦測控電路由單片機(jī)電路、模擬信號測量電路、電源電路組成。單片機(jī)電路采用ADUC812(U4)+AT89C51(U5)雙單片機(jī)結(jié)構(gòu)，ADUC812用于模數(shù)轉(zhuǎn)換、程控增益調(diào)整、鍵盤響應(yīng)及測量結(jié)果輸出，AT89C51用于將測量結(jié)果送液晶顯示器顯示；兩者之間的聯(lián)系由74LS86(U6)來完成，ADUC812(U4)的P0端口用于鍵盤響應(yīng)，U4-44、U4-45、U4-46、U4-49連接4個(gè)控制鍵開關(guān)，ADUC812(U4)的P1端口用于AD轉(zhuǎn)換，U4-4連接模擬信號，ADUC812(U4)的P2端口用于顯示數(shù)據(jù)輸出，U4-28、U4-29、U4-30、U4-36、U4-37、U4-38、U4-39分別連接到AT89C51(U5)的P1端口的對應(yīng)引腳上，ADUC812(U4)的U4-26、U4-27分別連接到X9241的U2-14、U2-9上，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字電位器的調(diào)整，U4-25經(jīng)74LS86(U6)連接到AT89C51(U5)的U5-13引腳，提供準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)信息，ADUC812采用貼裝，U4-16、U4-17及U4-41提供編程接口，AT89C51(U5)的P0端口向液晶顯示器傳送顯示數(shù)據(jù)；P1端口接收來自ADUC812的顯示數(shù)據(jù)，其余部分端口完成顯示控制功能；模擬信號測量電路包括光電信號轉(zhuǎn)換電路和程控增益電路兩部分，光電信號轉(zhuǎn)換電路選用精密、低噪聲運(yùn)算放大器TLC2654(U1)，采用T型網(wǎng)絡(luò)反向比例運(yùn)算電路，完成對D1光電二極管產(chǎn)生的光電流的電壓轉(zhuǎn)換，D1正極接地，負(fù)極接U1的2號引腳(反向輸入端)，也可用光電倍增管代替光電二極管D1，U501的2號引腳(反向輸入端)經(jīng)由R1、R2、R3組成的T性網(wǎng)絡(luò)與6號引腳(輸出端)連接，6號引腳(輸出端)經(jīng)阻容濾波網(wǎng)絡(luò)接入程控增益電路，光電二極管和光電信號轉(zhuǎn)換電路分別加裝有電磁屏蔽層，程控增益電路由精密、低噪聲運(yùn)算放大器TLC2654(U3)和數(shù)字電位器X9241(U2)組成接成同向比例運(yùn)算電路，信號經(jīng)R7接入運(yùn)放的同向輸入端(U3-3)，X9241中的V0電位器(U2-1、U2-2、U2-3)作為反饋電阻，接在U3-2和U3-6之間，X9241中的V3電位器(U2-17、U2-18、U2-19)作為比例電阻，接在U3-2和地之間，通過調(diào)整反饋電阻和比例電阻的大小，來改變電路的增益，再經(jīng)R8、C15組容濾波網(wǎng)絡(luò)送入單片機(jī)的AD輸入端；電源電路采用R型次級雙繞組變壓器，提供兩個(gè)9V交流電壓，經(jīng)全波整流電路整流、濾波產(chǎn)生±10V直流電壓，U7、U8穩(wěn)壓產(chǎn)生+5V及-9V直流電壓，給模擬信號回路供電，U9穩(wěn)壓產(chǎn)生-5V直流電壓，一9V直流電壓用于液晶顯示器的負(fù)偏壓，+5V、-5V直流電壓給模擬電路及單片機(jī)供電。
本實(shí)用新型具有積極有益的效果1.有效降低了液相發(fā)光儀的制造成本和測試成本，有利于化學(xué)發(fā)光分析技術(shù)在化學(xué)分析、免疫分析、巖礦分析、食品檢驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的普及應(yīng)用。
2.采用新式進(jìn)樣控制裝置，保障了進(jìn)樣條件具有一致性，從而大大提高了化學(xué)發(fā)光儀測試結(jié)果的重現(xiàn)性。
3.液相反應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置的過量溶液排放通道和凸起的廢液排放通道，既確保了反應(yīng)溶液體積的一致性，進(jìn)一步提高測試的重現(xiàn)性和精確性，又方便了液相反應(yīng)系統(tǒng)的清洗。
4.改進(jìn)電路設(shè)計(jì)，解決了電磁兼容及靜電干擾問題，進(jìn)而增強(qiáng)了對環(huán)境的適應(yīng)性，提高了探測的靈敏度。


圖1是一種液相發(fā)光儀的俯視圖；圖2是一種液相發(fā)光儀的后視圖；圖3是一種液相發(fā)光儀A-A剖視圖；圖4是一種液相發(fā)光儀B-B剖視圖；圖5是一種液相發(fā)光儀的右視圖；圖6是一種液相發(fā)光儀的間歇式運(yùn)動機(jī)構(gòu)的開關(guān)狀態(tài)圖；圖7是一種液相發(fā)光儀的液相反應(yīng)系統(tǒng)的示意圖；圖8是一種液相發(fā)光儀的單片機(jī)電路圖；圖9是一種液相發(fā)光儀的光電信號轉(zhuǎn)換電路圖；圖10是一種液相發(fā)光儀的程控增益電路圖；圖11是一種液相發(fā)光儀的電源電路圖。
本實(shí)例圖中1是控制鍵，2是顯示器，3是殼體，4是暗室，5是漏斗，6是儲液池，7是電源開關(guān)，8是保險(xiǎn)管，9是電源插口，10是通訊接口，11是加樣進(jìn)液通道活塞開關(guān)，12是過量溶液排放通道，13是廢液排放通道開關(guān)，14是主線路板，15是變壓器，16是棘爪開關(guān)，17是棘輪開關(guān)，18是廢液排放通道開關(guān)手柄，19是棘爪，20是棘輪，21原樣進(jìn)液通道，22是定量反應(yīng)池原樣進(jìn)液口，23定量反應(yīng)池，24是反射鏡，25是定量反應(yīng)池的廢液排放口，26是加樣通道，27是定量池的加樣進(jìn)液口，28是定量反應(yīng)池的過量溶液排放口，29是廢液排放通道。
具體實(shí)施方式
本實(shí)例中液相反應(yīng)系統(tǒng)中的定量反應(yīng)池23呈扁平狀，采用玻璃制成，其上部有兩個(gè)進(jìn)液口22、27和一個(gè)排液口27，下部有一個(gè)排液口25，定量反應(yīng)池23置于密封的暗室4中；液相反應(yīng)系統(tǒng)中的進(jìn)液通道包括原樣進(jìn)液通道21和加樣進(jìn)液通道26，原樣進(jìn)液通道由漏斗5和管道組成，其管道一端與定量反應(yīng)池23的一個(gè)進(jìn)液口相連，加樣進(jìn)液通道26由儲液池6、開關(guān)活塞11和管道組成，其管道一端與定量反應(yīng)池23的另一個(gè)進(jìn)液口27相連。液相反應(yīng)系統(tǒng)中的排液通道包括廢液排放通道29和過量溶液排放通道12，廢液排放通道29由一向上凸起的管道和活塞控制開關(guān)13組成，該管道的一端連接于定量反應(yīng)池的下部排液口25，過量溶液排放通道12為一端連接于定量反應(yīng)池上部排液口28的管道。暗室4由不透明材料制成，其內(nèi)一側(cè)安置光反射鏡24，用于增加光電池的感光量，另一側(cè)安置光電池。
本實(shí)例中進(jìn)樣控制機(jī)構(gòu)是由棘輪20、棘爪19、機(jī)架構(gòu)(儀器殼體作支架)成的間歇式運(yùn)動機(jī)構(gòu)，棘輪與液相反應(yīng)系統(tǒng)中的加樣進(jìn)液通道上的控制活塞11相連接，組成聯(lián)動裝置控制液相反應(yīng)系統(tǒng)的加樣進(jìn)液通道的開關(guān)。控制過程如下，驅(qū)動棘輪20沿逆時(shí)針(或順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)一定的角度，棘爪19卡住棘輪20，需要進(jìn)樣時(shí)，松開棘爪，棘輪在彈簧的作用下復(fù)位，同時(shí)聯(lián)動加樣進(jìn)液通道開關(guān)打開(如圖6所示)。由于該裝置的彈性勢能恒定，可以保證進(jìn)樣條件(如進(jìn)樣時(shí)間長短、速度、流量、強(qiáng)度等)始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)，消除人為的手動加樣所帶來的不穩(wěn)定因素。
本實(shí)例中的微電腦測控電路由單片機(jī)電路、模擬信號測量電路、電源電路組成。單片機(jī)電路采用ADUC812(U4)+AT89C51(U5)雙單片機(jī)結(jié)構(gòu)，ADUC812用于模數(shù)轉(zhuǎn)換、程控增益調(diào)整、鍵盤響應(yīng)及測量結(jié)果輸出；AT89C51用于將測量結(jié)果送液晶顯示器顯示，兩者之間的聯(lián)系由74LS86(U6)來完成，ADUC812(U4)的P0端口用于鍵盤響應(yīng)，U4-44、U4-45、U4-46、U4-49連接4個(gè)控制鍵開關(guān)，ADUC812(U4)的P1端口用于AD轉(zhuǎn)換，U4-4連接模擬信號；ADUC812(U4)的P2端口用于顯示數(shù)據(jù)輸出，U4-28、U4-29、U4-30、U4-36、U4-37、U4-38、U4-39分別連接到AT89C51(U5)的P1端口的對應(yīng)引腳上，ADUC812(U4)的U4-26、U4-27分別連接到X9241的U2-14、U2-9上，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字電位器的調(diào)整；U4-25經(jīng)74LS86(U6)連接到AT89C51(U5)的U5-13引腳，提供準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)信息，ADUC812采用貼裝，U4-16、U4-17及U4-41提供編程接口，AT89C51(U5)的P0端口向液晶顯示器傳送顯示數(shù)據(jù)；P1端口接收來自ADUC812的顯示數(shù)據(jù)；其余部分端口完成顯示控制功能；模擬信號測量電路包括光電信號轉(zhuǎn)換電路和程控增益電路兩部分，光電信號轉(zhuǎn)換電路選用精密、低噪聲運(yùn)算放大器TLC2654(U1)，采用T型網(wǎng)絡(luò)反向比例運(yùn)算電路，完成對D1光電二極管產(chǎn)生的光電流的電壓轉(zhuǎn)換，D1正極接地，負(fù)極接U1的2號引腳(反向輸入端)，U501的2號引腳(反向輸入端)經(jīng)由R1、R2、R3組成的T性網(wǎng)絡(luò)與6號引腳(輸出端)連接，6號引腳(輸出端)經(jīng)阻容濾波網(wǎng)絡(luò)接入程控增益電路，光電二極管和光電信號轉(zhuǎn)換電路分別加裝有金屬質(zhì)地的電磁屏蔽層，程控增益電路由精密、低噪聲運(yùn)算放大器TLC2654(U3)和數(shù)字電位器X9241(U2)組成接成同向比例運(yùn)算電路，信號經(jīng)R7接入運(yùn)放的同向輸入端(U3-3)，X9241中的V0電位器(U2-1、U2-2、U2-3)作為反饋電阻，接在U3-2和U3-6之間，X9241中的V3電位器(U2-17、U2-18、U2-19)作為比例電阻，接在U3-2和地之間，通過調(diào)整反饋電阻和比例電阻的大小，來改變電路的增益，再經(jīng)R8、C15組容濾波網(wǎng)絡(luò)送入單片機(jī)的AD輸入端；電源電路采用R型次級雙繞組變壓器，提供兩個(gè)9V交流電壓，經(jīng)全波整流電路整流、濾波產(chǎn)生±10V直流電壓，U7、U8穩(wěn)壓產(chǎn)生+5V及-9V直流電壓，給模擬信號回路供電，U9穩(wěn)壓產(chǎn)生-5V直流電壓，-9V直流電壓用于液晶顯示器的負(fù)偏壓，+5V、-5V直流電壓給模擬電路及單片機(jī)供電。
權(quán)利要求1.一種液相化學(xué)發(fā)光儀，由液相反應(yīng)系統(tǒng)、進(jìn)樣控制機(jī)構(gòu)、微電腦測控電路、顯示器、控制鍵盤及外殼組成，其特征是液相反應(yīng)系統(tǒng)由定量反應(yīng)池、進(jìn)液通道、排液通道及暗室構(gòu)成；進(jìn)樣控制機(jī)構(gòu)為一間歇式運(yùn)動機(jī)構(gòu)；微電腦測控電路由單片機(jī)電路、模擬信號測量電路、電源電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液相化學(xué)發(fā)光儀，其特征是液相反應(yīng)系統(tǒng)中的定量反應(yīng)池呈扁平狀，采用透明材料制成，其上部有兩個(gè)進(jìn)液口和一個(gè)排液口，下部有一個(gè)排液口，定量反應(yīng)池置于密封的暗室中；液相反應(yīng)系統(tǒng)中的進(jìn)液通道包括原樣進(jìn)液通道和加樣進(jìn)液通道，原樣進(jìn)液通道由漏斗和管道組成，其管道一端與定量反應(yīng)池的一個(gè)進(jìn)液口相連，加樣進(jìn)液通道由儲液池、開關(guān)活塞和管道組成，其管道一端與定量反應(yīng)池的另一個(gè)進(jìn)液口相連；液相反應(yīng)系統(tǒng)中的排液通道包括廢液排放通道和過量溶液排放通道，廢液排放通道由一向上凸起的管道和活塞控制開關(guān)組成，該管道的一端連接于定量反應(yīng)池的下部排液口，過量溶液排放通道為一端連接于定量反應(yīng)池上部排液口的管道；暗室由不透明材料制成，其內(nèi)一側(cè)鍍有反光材料或安置光反射鏡，另一側(cè)安置光電感應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述液相化學(xué)發(fā)光儀，其特征是進(jìn)樣控制機(jī)構(gòu)是由棘輪、棘爪、機(jī)架構(gòu)成的間歇式運(yùn)動機(jī)構(gòu)，棘輪與液相反應(yīng)系統(tǒng)中的加樣進(jìn)液通道上的控制活塞相連接，組成聯(lián)動裝置控制液相反應(yīng)系統(tǒng)的加樣進(jìn)液通道的開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述液相化學(xué)發(fā)光儀，其特征是微電腦測控電路由單片機(jī)電路、模擬信號測量電路、電源電路組成。單片機(jī)電路采用ADUC812(U4)+AT89C51(U5)雙單片機(jī)結(jié)構(gòu)，ADUC812實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換、程控增益調(diào)整、鍵盤響應(yīng)及測量結(jié)果輸出，AT89C51用于將測量結(jié)果送液晶顯示器顯示，兩者之間的聯(lián)系由74LS86(U6)來完成，ADUC812(U4)的P0端口用于鍵盤響應(yīng)，U4-44、U4-45、U4-46、U4-49連接4個(gè)控制鍵開關(guān)，ADUC812(U4)的P1端口用于AD轉(zhuǎn)換，U4-4連接模擬信號，ADUC812(U4)的P2端口用于顯示數(shù)據(jù)輸出，U4-28、U4-29、U4-30、U4-36、U4-37、U4-38、U4-39分別連接到AT89C51(U5)的P1端口的對應(yīng)引腳上，ADUC812(U4)的U4-26、U4-27分別連接到X9241的U2-14、U2-9上，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字電位器的調(diào)整，U4-25經(jīng)74LS86(U6)連接到AT89C51(U5)的U5-13引腳，提供準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)信息，ADUC812采用貼裝，U4-16、U4-17及U4-41提供編程接口，AT89C51(U5)的P0端口向液晶顯示器傳送顯示數(shù)據(jù)，P1端口接收來自ADUC812的顯示數(shù)據(jù)，其余部分端口完成顯示控制功能；模擬信號測量電路包括光電信號轉(zhuǎn)換電路和程控增益電路兩部分，光電信號轉(zhuǎn)換電路選用精密、低噪聲運(yùn)算放大器TLC2654(U1)，采用T型網(wǎng)絡(luò)反向比例運(yùn)算電路，完成對D1光電二極管產(chǎn)生的光電流的電壓轉(zhuǎn)換，D1正極接地，負(fù)極接U1的2號引腳(反向輸入端)，也可用光電倍增管代替光電二極管D1，U501的2號引腳(反向輸入端)經(jīng)由R1、R2、R3組成的T性網(wǎng)絡(luò)與6號引腳(輸出端)連接，6號引腳(輸出端)經(jīng)阻容濾波網(wǎng)絡(luò)接入程控增益電路，光電二極管和光電信號轉(zhuǎn)換電路分別加裝有電磁屏蔽層，程控增益電路由精密、低噪聲運(yùn)算放大器TLC2654(U3)和數(shù)字電位器X9241(U2)組成接成同向比例運(yùn)算電路，信號經(jīng)R7接入運(yùn)放的同向輸入端(U3-3)，X9241中的V0電位器(U2-1、U2-2、U2-3)作為反饋電阻，接在U3-2和U3-6之間，X9241中的V3電位器(U2-17、U2-18、U2-19)作為比例電阻，接在U3-2和地之間，通過調(diào)整反饋電阻和比例電阻的大小，來改變電路的增益，再經(jīng)R8、C15組容濾波網(wǎng)絡(luò)送入單片機(jī)的AD輸入端；電源電路采用R型次級雙繞組變壓器，提供兩個(gè)9V交流電壓，經(jīng)全波整流電路整流、濾波產(chǎn)生±10V直流電壓，U7、U8穩(wěn)壓產(chǎn)生+5V及-9V直流電壓，給模擬信號回路供電，U9穩(wěn)壓產(chǎn)生一5V直流電壓，-9V直流電壓用于液晶顯示器的負(fù)偏壓，+5V、-5V直流電壓給模擬電路及單片機(jī)供電。
專利摘要一種新型液相化學(xué)發(fā)光儀，具有操作維護(hù)簡便、測試成本低廉、探測靈敏度高、測試重現(xiàn)性好、能夠測定瞬間化學(xué)發(fā)光且具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)。該液相化學(xué)發(fā)光儀應(yīng)用了新式的進(jìn)樣裝置和液相反應(yīng)系統(tǒng)，并采用了抗干擾電路。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、免疫分析、巖礦分析、食品檢驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。
文檔編號G01N21/76GK2677921SQ20042001026
公開日2005年2月9日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者段鐵城, 賈瑋, 李振峰, 胡建東, 朱秀紅, 吳建中, 王社峰, 胡小寧, 劉延超 申請人:河南農(nóng)大迅捷測試技術(shù)有限公司