專利名稱：一種液位探測(cè)方法及探測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液位探測(cè)方法及探測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液位探測(cè)是自動(dòng)酶免分析儀加樣過程中的關(guān)鍵技術(shù)，它能保證探針迅速下降的時(shí)候，通過探測(cè)液面所在的位置及時(shí)判斷樣本杯或試劑瓶中是否有足夠的樣本可以進(jìn)行檢 測(cè)，以保證吸到準(zhǔn)確的液量而又不至于探的過深，得以最大限度減少探針的掛液現(xiàn)象引起的攜帶污染，尤其在使用原始管時(shí)，如果液位探測(cè)不夠準(zhǔn)確則會(huì)產(chǎn)生空吸，或者因?yàn)楦鳂悠饭軆?nèi)液面和血凝塊高度不定，導(dǎo)致探針扎入血凝塊，而吸不到準(zhǔn)確的血清需要量，最終會(huì)造成探針堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種液位探測(cè)方法及探測(cè)系統(tǒng)，最大限度減少探針掛液引起的攜帶污染，避免探針被堵塞。本發(fā)明實(shí)施例提供一種液位探測(cè)方法，包括當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探針接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，通過所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值判定所述探針已經(jīng)探測(cè)接觸到所述液面；當(dāng)所述探針接觸到所述液面并且所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，通過所述步進(jìn)電機(jī)控制所述探針停止運(yùn)動(dòng)，并控制所述探針沿著所述試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離所述液面；當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)斷定所述探針完全脫離所述液面。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種液位探測(cè)系統(tǒng)，包括步進(jìn)電機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理模塊、探針、電容傳感器；其中，當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述探針接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊通過所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值判定所述探針已經(jīng)探測(cè)接觸到所述液面；當(dāng)所述探針接觸到所述液面并且所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊通過所述步進(jìn)電機(jī)控制所述探針停止運(yùn)動(dòng)，并控制所述探針沿著所述試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離所述液面；當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)所述數(shù)字信號(hào)處理模塊斷定所述探針完全脫離所述液面。本發(fā)明提供的液位探測(cè)方法及探測(cè)系統(tǒng)，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化量作為探針到達(dá)液面的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，有效地消除了探針浸潤現(xiàn)象引入的誤差，從而使得探針能夠準(zhǔn)確地探測(cè)液位，進(jìn)一步地最大限度地減少了探針掛液引起的攜帶污染。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例中的探針接觸液面的示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的探針脫離液面的示意圖；圖3為本發(fā)明液位探測(cè)方法一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；圖4為本發(fā)明液位探測(cè)方法又一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
圖5為圖4所示實(shí)施例中輸出電壓值經(jīng)過濾波前的示意圖；圖6為圖4所示實(shí)施例中輸出電壓值經(jīng)過濾波后的示意圖；圖7為本發(fā)明液位探測(cè)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明液位探測(cè)系統(tǒng)又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的電容傳感器進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試的結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖I為本發(fā)明實(shí)施例中的探針接觸液面的示意；如圖I所示,探針11緩慢地接觸液面12時(shí),探針11的針尖與液面12并不是單點(diǎn)接觸,而是樣本液體沿著探針11的尖端上升，在針尖附近的液面高度高于其他部分的液面高度，這是由于探針11與樣本有浸潤現(xiàn)象而產(chǎn)生毛細(xì)管作用的結(jié)果。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的探針脫離液面的示意圖，如圖2所示，當(dāng)緩慢地提升探針11時(shí)，雖然探針11的末端已經(jīng)高于液面，由于液體和探針11之間附著力的作用，液體不能馬上脫開探針，一直到附著力小于探針11帶起的液體的重力，探針11才會(huì)脫開液面，此時(shí)探針11的位置已經(jīng)高出液面達(dá)幾毫米高度，確定探針11上提并脫離液體時(shí)離開液面的距離，該距離表征了浸潤現(xiàn)象對(duì)測(cè)量精度的影響程度。圖3為本發(fā)明液位探測(cè)方法一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例具體包括如下步驟步驟301、當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探針接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化值判定探針已經(jīng)探測(cè)接觸到液面；步驟302、當(dāng)探針接觸到液面并且電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，通過步進(jìn)電機(jī)控制探針停止運(yùn)動(dòng)，并控制探針沿著試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離液面；步驟303、當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)斷定探針完全脫離液面。本發(fā)明實(shí)施例提供的液位探測(cè)方法，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化量作為探針到達(dá)液面的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，有效地消除了探針浸潤現(xiàn)象引入的誤差，從而使得探針能夠準(zhǔn)確地探測(cè)液位，進(jìn)一步地最大限度地減少了探針掛液引起的攜帶污染。圖4為本發(fā)明液位探測(cè)方法又一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖，圖5為圖4所示實(shí)施例中輸出電壓值經(jīng)過濾波前的示意圖，圖6為圖4所示實(shí)施例中輸出電壓值經(jīng)過濾波后的示意圖；如圖4所示,本發(fā)明實(shí)施例包括如下步驟步驟401、通過數(shù)字信號(hào)處理模塊產(chǎn)生脈寬調(diào)制波從而為電容傳感器提供設(shè)定頻率的激勵(lì)信號(hào)；步驟402、當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探針接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，根據(jù)電容傳感器的輸出電壓值對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)序列中的零時(shí)刻序列構(gòu)建探針在零時(shí)刻的灰色模型，得到零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列；步驟403、對(duì)零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列進(jìn)行一次累加從而生成序列累加后的序列；步驟404、根據(jù)零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列和累加后的序列得到灰色微分方程；步驟405、通過求解灰色微分方程得到濾波后的電容傳感器的電壓輸出值；步驟406、當(dāng)探針接觸到液面并且電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，通過步進(jìn)電機(jī)控制探針停止運(yùn)動(dòng)，并控制探針沿著試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離液面；步驟407、當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)斷定探針完全脫離所述液面；步驟408、通過步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換驅(qū)動(dòng)探針再次沿著試管向下運(yùn)動(dòng)重復(fù)液面探測(cè)過程，使得探針在液面上下設(shè)定幅度范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而動(dòng)態(tài)測(cè)量所述液面的高度。在上述步驟401中，通過數(shù)字信號(hào)處理模塊輸出設(shè)定頻率的脈寬調(diào)制(PWM)波，為電容傳感器提供設(shè)定頻率的激勵(lì)信號(hào)，該激勵(lì)信號(hào)通過一系列的轉(zhuǎn)化電路最終將激勵(lì)信號(hào)逆變?yōu)楣潭ǚ档闹绷麟妷盒盘?hào)，該直流電壓信號(hào)可作為電容傳感器的輸出電壓值；本發(fā)明實(shí)施例為了凸顯本發(fā)明的主旨，因此將具體的轉(zhuǎn)換電路省略，不再贅述。
在上述步驟402 步驟405中，在零時(shí)刻，電容傳感器輸出采樣數(shù)據(jù)序列為設(shè)定項(xiàng)(例如前η項(xiàng))作為本發(fā)明實(shí)施例中的零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的序列，通過零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的序列構(gòu)建零時(shí)刻系統(tǒng)的灰色模型。通過灰色模型得出電容傳感器在零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列為( )丨(1-1)其中.vrW= y°)W;k=l，2，"·，η，η 為時(shí)刻的長度。對(duì)零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列進(jìn)行一次累加生成(1-accumulatedgeneratingoperation，I-AGO)序列為= tvf ⑴，允丨)⑵，…(1-2)式(1-2)中J^DR)=免jfV) ;k=l，2，…，η。
i=l灰色微分方程為〕40) (k) + a0 (I Of) (k) + (k -1))) ^b0(1-3)其中a0和b0為灰色微分方程的待定系數(shù)。通過求解灰色微分方程對(duì)應(yīng)的白化微分方程，得到灰色微分式(1-4)的解為(k) =Λ( 1-4)
οao其中，式(1-4)中，k=l，2，…，η。對(duì)灰色微分分式進(jìn)行累減，生成灰色微分方程對(duì)應(yīng)的灰色模型序列

其中，式(1-5)中的丸0 + 1)即為濾波后的電容傳感器的輸出電壓值。如圖5和圖6所示，為電容傳感器的輸出電壓值的采樣值經(jīng)過濾波前后的波形。圖5中的濾波前的波形中包含大量的毛刺，圖6中的濾波后的波形平滑，并且基本不包含噪聲；由此可知，通過上述步驟402 步驟405，由于電路運(yùn)行過程中的電磁干擾以及步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)引入噪聲等因素的存在，電容傳感器的輸出電壓)中包含有大量噪聲，大量噪聲的存在對(duì)于探針是否接觸到液面的判定會(huì)有很大影響，并且浸潤現(xiàn)象引起的電容傳感器的輸出電壓值的微小波動(dòng)幅值也被淹沒。而本發(fā)明實(shí)施例通過步驟402 步驟405對(duì)輸出電壓值的采樣結(jié)果進(jìn)行了處理，有效減小了電容傳感器輸出電壓值的毛刺、干擾等無效信號(hào)，從而能夠保證電容傳感器的輸出電壓值的變化值的實(shí)時(shí)性，從而可以對(duì)電容傳感器的輸出電壓值的變化值進(jìn)行及時(shí)的判斷。在上述步驟406和步驟407中，探針在液面上動(dòng)態(tài)跟蹤，探針向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行液面探測(cè)，當(dāng)探針接觸到液面并且電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則數(shù)字信號(hào)處理模塊通過控制步進(jìn)電機(jī)立即停止驅(qū)動(dòng)探針運(yùn)動(dòng)，然后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探針沿著試管向上運(yùn)動(dòng)以準(zhǔn)備脫離液面。當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)即斷定探針完全脫離液面，數(shù)字信號(hào)處理模塊通過控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探針再次沿著試管向下運(yùn)動(dòng)重復(fù)液面探測(cè)過程。在上述步驟408中，數(shù)字信號(hào)處理模塊控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的快速切換來減小探針單向運(yùn)動(dòng)的慣性，并且控制步進(jìn)電機(jī)沿著試管上下運(yùn)動(dòng)的距離相同從而使步進(jìn)電機(jī)向上運(yùn)動(dòng)和向下運(yùn)動(dòng)的單向運(yùn)動(dòng)慣性相抵消，從而消除電機(jī)運(yùn)動(dòng)慣性對(duì)液位探測(cè)的影響。此外，數(shù)字信號(hào)處理模塊控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的快速切換，還克服了探針從距離液面不同高度處接近液面進(jìn)行液位檢測(cè)時(shí)，由于探針的慣性而造成探針的插入深度不同的影響。本發(fā)明實(shí)施例提供的液位探測(cè)方法，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化量作為探針到達(dá)液面的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，有效地消除了探針浸潤現(xiàn)象引入的誤差，從而使得探針能夠準(zhǔn)確地探測(cè)液位，進(jìn)一步地最大限度地減少了探針掛液引起的攜帶污染。圖7為本發(fā)明液位探測(cè)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例可以執(zhí)行圖3所示實(shí)施例的方法流程；如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例包括步進(jìn)電機(jī)71、數(shù)字信號(hào)處理模塊72、探針73、電容傳感器74。其中，盛放試劑的試管放置在金屬工作臺(tái)上，探針73設(shè)置在加樣尖的端部，電容傳感器74與探針73可以設(shè)置成一體。本發(fā)明實(shí)施例為了形象起見，將電容傳感器74和探針73分別標(biāo)號(hào)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)71驅(qū)動(dòng)探針73接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理模塊72通過電容傳感器74的輸出電壓值的變化值判定探針73已經(jīng)探測(cè)接觸到液面；當(dāng)探針73接觸到液面并且電容傳感器74的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理模塊72通過步進(jìn)電機(jī)71控制探針73停止運(yùn)動(dòng)，并控制探針73沿著試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離液面；當(dāng)電容傳感器74的輸出電壓值的變化值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)數(shù)字信號(hào)處理模塊72斷定探針73完全脫離液面。本發(fā)明實(shí)施例提供的液位探測(cè)系統(tǒng)，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化量作為探針到達(dá)液面的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，有效地消除了探針浸潤現(xiàn)象引入的誤差，從而使得探針能夠準(zhǔn)確地探測(cè)液位，進(jìn)一步地最大限度地減少了探針掛液引起的攜帶污染。
圖8為本發(fā)明液位探測(cè)系統(tǒng)又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例可以執(zhí)行圖3和圖4所示實(shí)施例的方法流程；如圖8所示，步進(jìn)電機(jī)81、數(shù)字信號(hào)處理模塊82、探針83、電容傳感器84。其中，盛放試劑的試管放置在金屬工作臺(tái)上，探針83設(shè)置在加樣尖的端部，電容傳感器84與探針83可以設(shè)置成一體。本發(fā)明實(shí)施例為了形象起見，將電容傳感器84和探針83分別標(biāo)號(hào)。
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當(dāng)步進(jìn)電機(jī)81驅(qū)動(dòng)探針83接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理模塊82通過電容傳感器84的輸出電壓值的變化值判定探針83已經(jīng)探測(cè)接觸到液面；當(dāng)探針83接觸到液面并且電容傳感器84的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理模塊82通過步進(jìn)電機(jī)81控制探針83停止運(yùn)動(dòng)，并控制探針83沿著試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離液面；當(dāng)電容傳感器84的輸出電壓值的變化值小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)數(shù)字信號(hào)處理模塊82斷定探針83完全脫離液面。進(jìn)一步地，數(shù)字信號(hào)處理模塊82還可以包括構(gòu)建單元821、累加單元822、第一計(jì)算單元823、第二計(jì)算單元824以及脈沖生成單元825 ;其中，構(gòu)建單元821根據(jù)所述電容傳感器的輸出電壓值對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)序列中的零時(shí)刻序列構(gòu)建所述探針在零時(shí)刻的灰色模型，得到零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列；累加單元822對(duì)所述零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列進(jìn)行一次累加從而生成序列累加后的序列；第一計(jì)算單元823根據(jù)所述零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列和所述累加后的序列計(jì)算得到灰色微分方程；第二計(jì)算單元824通過求解所述灰色微分方程得到濾波后的電容傳感器的電壓輸出值。脈沖生成單元825產(chǎn)生脈寬調(diào)制波從而為電容傳感器84提供固定頻率的激勵(lì)信號(hào)。進(jìn)一步地，第二計(jì)算單元824還可以包括第一計(jì)算子單元和累減子單元；其中第一計(jì)算子單元，用于通過求解所述灰色微分方程對(duì)應(yīng)的白化微分方程，得到所述灰色微分方程的灰色微分式；累減子單元，用于對(duì)所述灰色微分式進(jìn)行累減，生成所述灰色微分方程對(duì)應(yīng)的灰色模型序列；所述灰色模型序列即為所述電容傳感器濾波后的輸出電壓值。進(jìn)一步地，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊還用于通過控制所述步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換，從而使得所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述探針再次沿著試管向下運(yùn)動(dòng)重復(fù)液面探測(cè)過程，使得所述探針在所述液面上下設(shè)定幅度范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而動(dòng)態(tài)測(cè)量所述液面的高度。本發(fā)明實(shí)施例提供的液位探測(cè)系統(tǒng)，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化量作為探針到達(dá)液面的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，有效地消除了探針浸潤現(xiàn)象引入的誤差，從而使得探針能夠準(zhǔn)確地探測(cè)液位，進(jìn)一步地最大限度地減少了探針掛液引起的攜帶污染。為了更清楚地理解本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案所帶來的有益技術(shù)效果，通過對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試，得出圖9所示的對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的電容傳感器進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試的結(jié)果示意圖，探針接觸到液面之前數(shù)字信號(hào)處理模塊已經(jīng)開始采樣，并將前50個(gè)采樣點(diǎn)的平均值作為電容傳感器在零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出電壓值。電容傳感器的輸出值和起始值之間的差值即為電容傳感器的輸出電壓值的變化值。進(jìn)行30次液位測(cè)量的電容傳感器輸出波形如圖9所示，通過對(duì)30次測(cè)量曲線的觀察分析，可以看出控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)距離，使得探針每次進(jìn)入液體的深度相同，電容傳感器的輸出電壓值均是從I. 47伏(V)降到O. 99V，并且當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值從起始值變化O. IV時(shí)，所需的采樣點(diǎn)數(shù)均為10個(gè)。在每次測(cè)量中電容傳感器的輸出電壓值的變化值O. IV對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入液體的深度相同，具有良好的重復(fù)性。綜上，本發(fā)明實(shí)施例通過電容傳感器的輸出電壓值的變化量作為探針到達(dá)液面的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，有效地消除了探針浸潤現(xiàn)象引入的誤差，從而使得探針能夠準(zhǔn)確地探測(cè)液位，進(jìn)一步地最大限度地減少了探針掛液引起的攜帶污染，保證了酶免分析儀中加樣量的準(zhǔn)確性；通過對(duì)采樣結(jié)果中的噪聲進(jìn)行濾波，提高了電容傳感器輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性，為電容傳感器輸出值變化量的準(zhǔn)確判斷提供保證。此外，電容傳感器的輸出電壓值的變化量可以通過在設(shè)計(jì)電路時(shí)的具體參數(shù)選擇最佳變化量作為探針到達(dá)液面的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，從而有效地消除浸潤現(xiàn)象引入的誤差；通過使用探針式電容傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)液位的動(dòng)態(tài)探測(cè)，因此提高了探測(cè)液位的準(zhǔn)確性，并且最大限度減少探針掛液引起的攜帶污染。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種液位探測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探針接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化值判定所述探針已經(jīng)探測(cè)接觸到所述液面； 當(dāng)所述探針接觸到所述液面并且所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，通過所述步進(jìn)電機(jī)控制所述探針停止運(yùn)動(dòng)，并控制所述探針沿著所述試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離所述液面； 當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)斷定所述探針完全脫離所述液面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 通過數(shù)字信號(hào)處理模塊產(chǎn)生脈寬調(diào)制波從而為所述電容傳感器提供設(shè)定頻率的激勵(lì)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述通過所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值判定探針已經(jīng)探測(cè)接觸到液面的步驟包括 根據(jù)所述電容傳感器的輸出電壓值對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)序列中的零時(shí)刻序列構(gòu)建所述探針在零時(shí)刻的灰色模型，得到零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列； 對(duì)所述零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列進(jìn)行一次累加從而生成序列累加后的序列； 根據(jù)所述零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列和所述累加后的序列得到灰色微分方程； 通過求解所述灰色微分方程得到濾波后的電容傳感器的電壓輸出值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過求解所述灰色微分方程得到濾波后的電容傳感器的電壓輸出值的步驟包括 通過求解所述灰色微分方程對(duì)應(yīng)的白化微分方程，得到所述灰色微分方程的灰色微分式； 對(duì)所述灰色微分式進(jìn)行累減，生成所述灰色微分方程對(duì)應(yīng)的灰色模型序列；所述灰色模型序列即為濾波后的所述電容傳感器的輸出電壓值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)斷定所述探針完全脫離液面之后還包括 通過所述步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換驅(qū)動(dòng)所述探針再次沿著試管向下運(yùn)動(dòng)重復(fù)液面探測(cè)過程，使得所述探針在所述液面上下設(shè)定幅度范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而動(dòng)態(tài)測(cè)量所述液面的高度。
6.一種液位探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理模塊、探針、電容傳感器；其中， 當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述探針接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊通過所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值判定所述探針已經(jīng)探測(cè)接觸到所述液面；當(dāng)所述探針接觸到所述液面并且所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊通過所述步進(jìn)電機(jī)控制所述探針停止運(yùn)動(dòng)，并控制所述探針沿著所述試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離所述液面；當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)所述數(shù)字信號(hào)處理模塊斷定所述探針完全脫離所述液面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊包括 脈沖生成單元，用于產(chǎn)生脈寬調(diào)制波從而為所述電容傳感器提供固定頻率的激勵(lì)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊包括 構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述電容傳感器的輸出電壓值對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)序列中的零時(shí)刻序列構(gòu)建所述探針在零時(shí)刻的灰色模型，得到零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列； 累加單元，用于對(duì)所述零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列進(jìn)行一次累加從而生成序列累加后的序列； 第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出序列和所述累加后的序列計(jì)算得到灰色微分方程； 第二計(jì)算單元，用于通過求解所述灰色微分方程得到濾波后的電容傳感器的電壓輸出值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二計(jì)算單元包括 第一計(jì)算子單元，用于通過求解所述灰色微分方程對(duì)應(yīng)的白化微分方程，得到所述灰色微分方程的灰色微分式； 累減子單元，用于對(duì)所述灰色微分式進(jìn)行累減，生成所述灰色微分方程對(duì)應(yīng)的灰色模型序列；所述灰色模型序列即為所述電容傳感器濾波后的輸出電壓值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6 9任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊還用于通過控制所述步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換，從而使得所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述探針再次沿著試管向下運(yùn)動(dòng)重復(fù)液面探測(cè)過程，使得所述探針在所述液面上下設(shè)定幅度范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而動(dòng)態(tài)測(cè)量所述液面的高度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液位探測(cè)方法及探測(cè)系統(tǒng)，其中方法包括當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探針接觸到試管內(nèi)試劑的液面時(shí)，通過電容傳感器的輸出電壓值的變化值判定所述探針已經(jīng)探測(cè)接觸到所述液面；當(dāng)所述探針接觸到所述液面并且所述電容傳感器的輸出電壓值的變化值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，通過所述步進(jìn)電機(jī)控制所述探針停止運(yùn)動(dòng)，并控制所述探針沿著所述試管向上運(yùn)動(dòng)以脫離所述液面；當(dāng)電容傳感器的輸出電壓值的變化值小于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)斷定所述探針完全脫離所述液面。本發(fā)明實(shí)施例可最大限度減少探針掛液引起的攜帶污染，避免探針被堵塞。
文檔編號(hào)G01F23/26GK102928049SQ20121042271
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者祝連慶, 郭陽寬, 那云虓, 董明利, 王君, 婁小平, 孟曉辰 申請(qǐng)人:北京信息科技大學(xué)