试剂盒定位方法及系统与流程

1.本发明是关于医药技术领域，特别是关于一种试剂盒定位方法及系统。


背景技术：

2.细胞加样系统需要对仪器内部从外部出入的试剂盒进行检测，以确定试剂盒是否插入到仪器内部相应的通道内，同时还需要判断试剂盒的插入位置是否准确到位，系统确定试剂盒准确插入到位后，才能进行后续的试剂操作。
3.由于后续的整个试剂操作过程均由程序控制自动运行，因此，为了确保后续的试剂操作准确无误，操作之前先检测试剂盒是否准确插入到位是非常必要的。
4.目前，对试剂盒的插入检测多采用微动开关，或者光电开关。光电开关在精确检测及检测精度上很难控制到一个准确的微小量；微动开关因机械弹片原理导致其使用寿命有限，随着使用次数的增加及时间加长，导致检测不灵敏时长发生。另一方面，上述两种开关在多通道使用时往往对机械结构的一致性控制要求严苛，导致生产装配效率低下，不利于生产效率提升；而且在多通道一起使用时，各通道间开关阈值设定很难分别进行单通道修改。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种试剂盒定位方法及系统，其用以解决如何提高校准试剂盒定位精度、以及单独修改多个通道的开关阈值的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种试剂盒定位方法，所述方法包括：
8.s1、获取试剂盒与光电检测器件之间的距离，并将该距离转化为输入电压v
in
，其中，输入电压v
in
随着距离的减小而减小；
9.s2、比较输入电压v
in
与电压阈值的大小，当输入电压v
in
等于电压阈值时，判定试剂盒到达目标位置。
10.在本发明的一个或多个实施方式中，所述步骤s2包括：
11.通过模数转换器将输入电压v
in
转换为数字电压v
in’；
12.比较数字电压v
in’与第一电压阈值v0的大小，当数字电压v
in’等于第一电压阈值v0时，判定试剂盒到达目标位置；
13.其中，第一电压阈值v0为试剂盒位于目标位置时对应的电压值。
14.在本发明的一个或多个实施方式中，所述步骤s2还包括：
15.通过比较器比较输入电压v
in
与第二电压阈值v
ref
的大小，当比较器的输出信号由第一电平跳变至第二电平时，判定试剂盒到达目标位置；
16.其中，第二电压阈值v
ref
满足：v
ref
＝v0+δv，其中，δv为误差电压。
17.在本发明的一个或多个实施方式中，所述步骤s2还包括：
18.当输入电压v
in
大于电压阈值时，判定试剂盒未到达目标位置。
19.在本发明的一个或多个实施方式中，所述方法还包括：
20.通过模数转换器将输入电压v
in
转换为数字电压v
in’，比较数字电压v
in’与第一电压阈值v0的大小，得到第一判定结果；
21.通过比较器比较输入电压v
in
与第二电压阈值v
ref
的大小，得到第二判定结果；
22.当第一判定结果和第二判定结果不同时，对第一电压阈值v0和/或第二电压阈值v
ref
进行校准。
23.在本发明的另一个方面当中，还提供了一种试剂盒定位系统，所述系统包括光电检测器件、模数转换器和控制器；其中，
24.所述光电检测器件与模数转换器的输入端相连，用于获取试剂盒与光电检测器件之间的距离，并将该距离转化为输入电压v
in
，所述输入电压v
in
随着距离的减小而减小；
25.所述模数转换器的输出端与控制器相连，用于获取输入电压v
in
；
26.所述控制器用于比较输入电压v
in
与电压阈值的大小，得到试剂盒位置判定结果。
27.在本发明的一个或多个实施方式中，所述系统还包括电压跟随器，所述电压跟随器的输入端与光电检测器件的输出端相连，电压跟随器的输出端与模数转换器的输入端相连。
28.在本发明的一个或多个实施方式中，所述系统还包括比较器，所述比较器的第二输入端与电压跟随器的输出端相连，比较器的第一输入端及输出端均与控制器相连。
29.在本发明的一个或多个实施方式中，所述光电检测器件包括光电传感器u1，所述光电传感器u1包括红外光电二极管和光电晶体管，红外光电二极管的正极通过第二电阻r2与电源电压相连，红外光电二极管的负极及光电晶体管的发射极均与地电位相连，光电晶体管的集电极通过第一电阻r1与电源电压相连，且光电晶体管的集电极通过第三电阻r3与电压跟随器的输入端相连。
30.在本发明的一个或多个实施方式中，所述控制器还通过第四电阻r4与地电位相连；
31.和/或，所述系统还包括存储器和显示器，且存储器和显示器均与控制器相连。
32.与现有技术相比，根据本发明实施方式的试剂盒定位方法，其利用光电检测器件的光电效应随距离的变化而变化的特性，根据光电检测器件与试剂盒之间的距离，得到输入电压v
in
，然后通过比较输入电压v
in
与电压阈值的大小来判断试剂盒是否到达目标位置，提高试剂盒定位检测的精确度；同时，可用于单通道或多通道试剂盒的定位检测，且对于多通道的试剂盒定位检测，可以单独修改每个通道的电压阈值来进行定位，提高生产效率。
33.另一方面，本发明可以单独采用模数转换器获取输入电压v
in
来检测试剂盒是否到达目标位置，或者结合模数转换器和比较器来检测试剂盒是否到达目标位置，并比较通过模数转换器的判定结果和通过比较器的判定结果，来判断是否需要对电压阈值进行校准刷新，以应对因试剂盒变更、或者各通道的光电检测器件性能衰减引起的误差。
附图说明
34.图1为本发明一具体实施例中试剂盒定位方法的流程图；
35.图2为本发明一具体实施例中试剂盒定位系统的电路原理图；
36.图3为本发明一具体实施例中输入电压v
in
随试剂盒和光电检测器件之间的距离变化的示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
38.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
39.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。
40.参图1，本发明公开了一种试剂盒定位方法，其包括以下步骤：
41.s1、获取试剂盒与光电检测器件10之间的距离，并将该距离转化为输入电压v
in
，其中，输入电压v
in
随着距离的减小而减小；
42.s2、比较输入电压v
in
与电压阈值的大小，当输入电压v
in
等于电压阈值时，判定试剂盒到达目标位置。
43.参图2，本发明还公开了一种试剂盒定位系统，其包括光电检测器件10、模数转换器20和控制器40；其中：
44.光电检测器件10与模数转换器20的输入端相连，用于获取试剂盒与光电检测器件10之间的距离，并将该距离转化为输入电压v
in
，且该输入电压v
in
随着距离的减小而减小；
45.模数转换器20的输出端与控制器40相连，用于获取输入电压v
in
；
46.控制器40用于比较输入电压v
in
与电压阈值的大小，得到试剂盒位置判定结果。
47.进一步地，该试剂盒定位系统还包括电压跟随器50，电压跟随器50的输入端与光电检测器件10的输出端相连，电压跟随器50的输出端与模数转换器的输入端相连。
48.该试剂盒定位系统还包括比较器30，比较器30的第二输入端与电压跟随器50的输出端相连，比较器30的第一输入端及输出端均与控制器40相连。
49.本发明可用于单通道或多通道试剂盒的定位检测，利用光电检测器件10的光电效应随距离的变化而变化的特性，根据光电检测器件与试剂盒之间的距离，得到输入电压v
in
，然后通过比较输入电压v
in
与电压阈值的大小来判断试剂盒是否到达目标位置，提高了试剂盒定位检测的精确度，方便仪器对试剂盒上的不同点位进行操作。
50.同时，对于多通道的试剂盒定位检测操作，可以单独修改每个通道的电压阈值来进行定位，提高了生产效率。
51.以下结合具体实施例对本发明中的试剂盒定位方法及系统进行详细说明。
52.在本实施例的步骤s1中，获取试剂盒与光电检测器件10之间的距离，并将该距离转化为输入电压v
in
。
53.具体地，本实施例中的光电检测器件包括光电传感器u1，优选该光电传感器u1为st188反射式红外光电传感器。
54.光电传感器u1包括红外光电二极管和光电晶体管，红外光电二极管的正极通过第
二电阻r2与电源电压相连，红外光电二极管的负极及光电晶体管的发射极均与地电位相连，光电晶体管的集电极通过第一电阻r1与电源电压相连，且光电晶体管的集电极通过第三电阻r3与电压跟随器50的输入端相连。
55.光电传感器u1可用于实时检测其与试剂盒之间的距离，并将该距离转化为电信号，得到输入电压v
in
。可以理解地，红外光电二极管可作为光电传感器u1的发送器，用于发射光信号来探测其识别区域内是否插入有试剂盒；光电晶体管可作为光电传感器u1的接收器，用于接收反射回来的光信号，并输出电流信号，该电流信号流过第三电阻r3后即形成输入电压v
in
，该输入电压v
in
为模拟电压，且通过电压跟随器50增强后输入至模数转换器20和比较器30。
56.在本实施例中，光电传感器u1可以安装在靠近通道出口的一端，试剂盒从通道入口插入，试剂盒只能沿着通道延伸的方向(x轴方向)运动，其余方向(y轴方向及z轴方向)由结构件固定；且通道内的目标位置处设置有限位结构，用于限定试剂盒最终的插入位置，即目标位置。
57.参图3，输入电压v
in
随着试剂盒与光电传感器u1之间的距离的减小而减小。具体地，随着试剂盒的插入，试剂盒与光电传感器u1之间的距离越来越小，当试剂盒到达光电传感器u1的识别区域且距离光电传感器u1越来越近时，反射回来的光信号强度随着距离的减小而减小，使得输入电压v
in
也随之线性减小。
58.在本实施例的步骤s2中，比较输入电压v
in
与电压阈值的大小，当输入电压v
in
等于电压阈值时，判定试剂盒到达目标位置。
59.本实施例中，可通过模数转换器20将输入电压v
in
转换为数字电压v
in’。具体地，光电传感器u1通过电压跟随器50与模数转换器20的输入端相连，模数转换器20的输出端与控制器40相连。光电传感器u1输出的输入电压v
in
为模拟电压，该模拟电压经电压跟随器50增强后被发送至模数转换器20，由模数转换器20将其转换为数字电压v
in’后输出给控制器40。
60.控制器40可以按照设定好的时间间隔定时读取数字电压v
in’，并比较数字电压v
in’与第一电压阈值v0的大小，当读取到数字电压v
in’等于第一电压阈值v0时，则判定试剂盒到达目标位置。
61.其中，第一电压阈值v0为试剂盒位于目标位置时对应的电压值，该第一电压阈值v0是在进行定位检测操作之前，先利用光电传感器u1采集试剂盒位于目标位置时对应的电压值，该电压值将作为第一电压阈值v0被存储至控制器40所连接的存储器60内。
62.本实施例中，优选该存储器60为带电可擦可编程只读存储器(eeprom)，可实现单独修改单个或多个通道的电压阈值。
63.示范性地，假设通道内未插入试剂盒或插入的试剂盒还未到达光电传感器u1的识别范围内时，光电传感器u1内部接收的反射光信号强度最大，此时对应的输入电压v
in
最大为v1＝2.7v；第一电压阈值v0(即试剂盒位于目标位置时对应的电压值)为1.1v。
64.随着试剂盒的插入，其与光电传感器u1之间的距离越来越小，光电传感器u1内部接收的反射光信号强度越来越小，输入电压v
in
也随之减小。当控制器40读取到转换后的数字电压v
in’减小至1.1v时，此时与第一电压阈值v0相等，则判定试剂盒到达目标位置。
65.可以理解地，当控制器40读取到转换后的数字电压v
in’大于第一电压阈值v0时，控制器40判定试剂盒未到达目标位置。
66.由于试剂盒在到达目标位置或非常接近目标位置时对应的输入电压v
in
可能会出现波动，而这个波动可能不会被模数转换器20识别到，这可能会影响试剂盒定位的精度。另一方面，对于多通道的试剂盒定位来说，单独采用模数转换器20来获取输入电压v
in
，再通过控制器40进行判定，这样会导致资源量的耗费较大。
67.基于上述可能出现的弊端，在本实施例的步骤s2中，引入了比较器30，且光电传感器u1的输出端通过电压跟随器50与比较器30的第二输入端相连，光电传感器u1输出的输入电压v
in
经电压跟随器50增强后被输入至比较器30的第二输入端；比较器30的第一输入端及输出端均与控制器40相连，第一输入端输入的是第二电压阈值v
ref
。
68.通过比较器30比较输入电压v
in
与第二电压阈值v
ref
的大小，当比较器30的输出信号由第一电平跳变至第二电平时，则判定试剂盒到达目标位置。
69.其中，第二电压阈值v
ref
满足：v
ref
＝v0+δv，δv为误差电压，即可以是所允许的最大误差距离对应的电压值，而所允许的误差距离的范围大小主要取决于光电传感器u1的精度。v0为试剂盒位于目标位置时对应的电压值。即，第二电压阈值v
ref
可以理解为试剂盒位于接近目标位置时对应的电压值，且该位置与目标位置之间相差的距离在允许的最大误差距离范围以内。
70.同样，该第二电压阈值v
ref
是在进行定位检测操作之前，先利用光电传感器u1采集试剂盒位于目标位置时对应的电压值v0，由模数转换器20获取并发送至控制器40，控制器40根据设定的指令执行将位于目标位置对应的电压值v0与误差电压δv相加的操作，并将两者相加后得到的电压值作为第二电压阈值v
ref
存储至控制器40所连接的存储器60内。
71.由比较器30比较输入电压v
in
与第二电压阈值v
ref
的大小。由于输入电压v
in
是随着试剂盒与光电传感器u1之间的距离的减小而减小的，因此，在试剂盒未到达第二电压阈值v
ref
所对应的位置时，输入电压v
in
一直大于第二电压阈值v
ref
，比较器30输出第一电平；当试剂盒越过第二电压阈值v
ref
所对应的位置时，此时输入电压v
in
将减小至小于第二电压阈值v
ref
，比较器30的输出信号将由第一电平跳变至第二电平。
72.示范性地，假设通道内未插入试剂盒或插入的试剂盒还未到达光电传感器u1的识别范围内时，对应的输入电压v
in
最大为v1＝2.7v，试剂盒位于目标位置时对应的电压值v0为1.1v，假设所允许的最大误差距离(即与目标位置之间相差的距离)为0.5mm，对应的误差电压δv为0.05v，则第二电压阈值v
ref
为1.15v。
73.试剂盒插入，且在试剂盒还未到达第二电压阈值v
ref
所对应的位置之前，输入电压v
in
是大于第二电压阈值v
ref
的1.15v的，此时比较器30输出的是低电平；随着试剂盒的继续插入，直到试剂盒越过第二电压阈值v
ref
所对应的位置时，此时输入电压v
in
将减小至小于第二电压阈值v
ref
的1.15v，比较器30的输出信号将发生跳变，由低电平跳变至高电平。
74.控制器40接收到比较器30的输出端发生电平跳变的信号，判定试剂盒到达目标位置。
75.可以理解地，当输入电压v
in
大于或等于第二电压阈值v
ref
时，比较器30的输出信号不会发生跳变，控制器40判定试剂盒未到达目标位置。
76.进一步地，为了应对因试剂盒变更、或者各通道的光电检测器件性能衰减引起的误差，本实施例中，可比较通过模数转换器的判定结果和通过比较器的判定结果，来判断是否需要对电压阈值进行校准刷新。
77.具体地，通过模数转换器20将输入电压v
in
转换为数字电压v
in’，比较数字电压v
in’与第一电压阈值v0的大小，得到第一判定结果；通过比较器30比较输入电压v
in
与第二电压阈值v
ref
的大小，得到第二判定结果；当第一判定结果和第二判定结果不同时，对第一电压阈值v0和/或第二电压阈值v
ref
进行校准，以确保试剂盒定位的精度。
78.进一步地，本实施例中的控制器40还通过第四电阻r4与地电位相连，该线路为系统自检线路，会产生一个test信号，第四电阻r4为下拉电阻，通过设置第四电阻r4，可以给控制器40输入一个初始的默认状态值。在执行试剂盒定位操作之前，test信号将会被拉低，以对系统电路功能进行自检，确保功能正常后再执行试剂盒定位操作。
79.本实施例中的试剂盒定位系统还包括显示器70，显示器70与控制器40相连，显示器70可直观显示试剂盒插入通道后，输入电压v
in
随着试剂盒与光电传感器u1之间距离的变化而变化的情形；同时显示器70还可直观显示出试剂盒是否到达目标位置的判定结果。
80.由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
81.本发明利用光电检测器件的光电效应随距离的变化而变化的特性，根据光电检测器件与试剂盒之间的距离，得到输入电压v
in
，然后通过比较输入电压v
in
与电压阈值的大小来判断试剂盒是否到达目标位置，提高试剂盒定位检测的精确度；同时，可用于单通道或多通道试剂盒的定位检测，且对于多通道的试剂盒定位检测，可以单独修改每个通道的电压阈值来进行定位，提高生产效率。
82.另一方面，本发明可以单独采用模数转换器获取输入电压v
in
来检测试剂盒是否到达目标位置，或者结合模数转换器和比较器来检测试剂盒是否到达目标位置，并比较通过模数转换器的判定结果和通过比较器的判定结果，来判断是否需要对电压阈值进行校准刷新，以应对因试剂盒变更、或者各通道的光电检测器件性能衰减引起的误差。
83.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种试剂盒定位方法，其特征在于，所述方法包括：s1、获取试剂盒与光电检测器件之间的距离，并将该距离转化为输入电压v
in
，其中，输入电压v
in
随着距离的减小而减小；s2、比较输入电压v
in
与电压阈值的大小，当输入电压v
in
等于电压阈值时，判定试剂盒到达目标位置。2.根据权利要求1所述的试剂盒定位方法，其特征在于，所述步骤s2包括：通过模数转换器将输入电压v
in
转换为数字电压v
in’；比较数字电压v
in’与第一电压阈值v0的大小，当数字电压v
in’等于第一电压阈值v0时，判定试剂盒到达目标位置；其中，第一电压阈值v0为试剂盒位于目标位置时对应的电压值。3.根据权利要求2所述的试剂盒定位方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：通过比较器比较输入电压v
in
与第二电压阈值v
ref
的大小，当比较器的输出信号由第一电平跳变至第二电平时，判定试剂盒到达目标位置；其中，第二电压阈值v
ref
满足：v
ref
＝v0+δv，其中，δv为误差电压。4.根据权利要求1所述的试剂盒定位方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：当输入电压v
in
大于电压阈值时，判定试剂盒未到达目标位置。5.根据权利要求3所述的试剂盒定位方法，其特征在于，所述方法还包括：通过模数转换器将输入电压v
in
转换为数字电压v
in’，比较数字电压v
in’与第一电压阈值v0的大小，得到第一判定结果；通过比较器比较输入电压v
in
与第二电压阈值v
ref
的大小，得到第二判定结果；当第一判定结果和第二判定结果不同时，对第一电压阈值v0和/或第二电压阈值v
ref
进行校准。6.一种试剂盒定位系统，其特征在于，所述系统包括光电检测器件、模数转换器和控制器；其中，所述光电检测器件与模数转换器的输入端相连，用于获取试剂盒与光电检测器件之间的距离，并将该距离转化为输入电压v
in
，所述输入电压v
in
随着距离的减小而减小；所述模数转换器的输出端与控制器相连，用于获取输入电压v
in
；所述控制器用于比较输入电压v
in
与电压阈值的大小，得到试剂盒位置判定结果。7.根据权利要求6所述的试剂盒定位系统，其特征在于，所述系统还包括电压跟随器，所述电压跟随器的输入端与光电检测器件的输出端相连，电压跟随器的输出端与模数转换器的输入端相连。8.根据权利要求7所述的试剂盒定位系统，其特征在于，所述系统还包括比较器，所述比较器的第二输入端与电压跟随器的输出端相连，比较器的第一输入端及输出端均与控制器相连。9.根据权利要求7所述的试剂盒定位系统，其特征在于，所述光电检测器件包括光电传感器u1，所述光电传感器u1包括红外光电二极管和光电晶体管，红外光电二极管的正极通过第二电阻r2与电源电压相连，红外光电二极管的负极及光电晶体管的发射极均与地电位相连，光电晶体管的集电极通过第一电阻r1与电源电压相连，且光电晶体管的集电极通过第三电阻r3与电压跟随器的输入端相连。
10.根据权利要求6所述的试剂盒定位系统，其特征在于，所述控制器还通过第四电阻r4与地电位相连；和/或，所述系统还包括存储器和显示器，且存储器和显示器均与控制器相连。

技术总结
本发明公开了一种试剂盒定位方法及系统，该方法包括：S1、获取试剂盒与光电检测器件之间的距离，并将该距离转化为输入电压V


技术研发人员：颜菁 朱军华
受保护的技术使用者：江苏汇先医药技术有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/16