液体流量控制装置及方法与流程

本申请涉及制作试纸条的，特别涉及一种液体流量控制装置及方法。

背景技术：

1、制作快速诊断试纸条时是需要往层析材料上喷洒试剂和缓冲液，如果不能微量且精确控制药液的流量将会影响试纸条的制作质量，尤其是对试纸条的灵敏度和特异性带来重要影响，快速诊断试纸条例如是荧光、量子点试纸条等。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种液体流量控制装置及方法。

2、本申请实施例提供一种液体流量控制装置，包括：输送管道，其用于输送液体；驱动装置，其用于驱动所述输送管道中的液体流动；驱动装置包括：储液管、沿储液管内壁运行的活塞、与活塞一端连接的活塞杆、传动机构和驱动电机；传动机构分别与活塞杆和驱动电机连接，用于将驱动电机的驱动力传递给活塞杆，以使活塞杆作直线运动推动活塞；其中，储液管与输送管道连通；控制器，其与所述驱动电机连接，配置为根据启动指令按第一旋转方向启动所述驱动电机，控制所述驱动电机的工作转速与目标转速一致，和控制所述驱动电机的工作时间与目标时间一致，以得到经输送管道输出的实际流量与设定的目标流量一致；根据启动指令按第二旋转方向启动所述驱动电机以实现活塞返回原位，储液管内完成吸液；其中，第一旋转方向和第二旋转方向设为相反；工控机，其与所述控制器连接，配置为向所述控制器发送启动所述驱动电机的指令；以及，根据输入的液体的粘度、输送管道的结构参数、储液管的结构参数、所述驱动电机的最大转速和设定的目标流量确定所述驱动电机的目标转速和目标时间，并向所述控制器发送按第一旋转方向以目标转速和目标时间启动所述驱动电机。

3、进一步地，所述传动机构包括：减速器，其与驱动电机连接；丝杆，其与所述减速器的输出轴连接；丝母，其套设在所述丝杆上，且丝母与所述丝杆相适配，丝母的一端与所述活塞杆连接固定，所述活塞杆的轴线与所述驱动电机的旋转轴线大致平行。

4、进一步地，所述的装置还包括：传感器，其设置在所述活塞杆背离所述活塞的一端，配置为检测所述活塞是否在原位；所述传感器与所述工控机连接，配置为向所述工控机发送活塞是否在原位的检测信号；其中，所述驱动装置每次开机前，若所述传感器检测到所述活塞未在原位，则所述工控机向所述控制器发送按第二旋转方向启动所述驱动电机的指令，以使活塞返回原位，储液管内完成吸液。

5、进一步地，所述传感器设为光耦传感器；在所述活塞杆背离所述活塞的一端设有感应件，所述光耦传感器安装于所述减速器的壳体上；当所述感应件位于所述光耦传感器的感应区域内，所述光耦传感器发送检测到活塞在原位的信号；当所述感应件脱离所述光耦传感器的感应区域内，所述光耦传感器发送检测到活塞不在原位的信号。

6、进一步地，输送管道的结构参数包括输送管道的长度和截面积；储液管的结构参数包括储液管的长度和截面积；将储液管的截面积与输送管道的截面积的比值设为压力值系数；其中，压力值系数的取值范围设为20-150。

7、本申请实施例还提供一种液体流量控制方法，采用所述的液体流量控制装置，包括：根据液体的粘度和输送管道的结构参数，得到液体阻力值；根据储液管的截面积与输送管道的截面积，得到压力值系数；根据液体阻力值、压力值系数、输送管道的结构参数和驱动电机的最大转速，得到打液的平均流速；根据设定的目标流量和预设的流速，得到打液的目标时间；其中，预设的流速设为小于打液的平均流速；根据驱动电机的最大转速、预设的流速和打液的平均流速，得到驱动电机的目标转速；根据目标转速控制驱动电机的工作转速，以打液的目标时间控制驱动电机的工作时间，以使经输送管道输出的实际流量与设定的目标流量一致。

8、进一步地，在所述根据设定的目标流量和预设的流速，得到打液的目标时间之后，所述的方法还包括：根据设定的目标流量和储液管的截面积，得到活塞的上升高度；根据活塞的上升高度、压力值系数、打液的平均流速和输送管道的结构参数，得到打液的第一时间；比较打液的第一时间和打液的目标时间，判断是否满足驱动电机的启动条件；其中，当打液的目标时间大于打液的第一时间时，则满足驱动电机的启动条件；当打液的目标时间小于打液的第一时间，则将预设的流速调低，直至打液的目标时间大于打液的第一时间。

9、进一步地，所述根据液体阻力值、压力值系数、输送管道的结构参数和驱动电机的最大转速，得到打液的平均流速，包括：根据驱动电机的最大转速确定活塞运动的最大速度；根据液体阻力值、压力值系数、输送管道的长度和活塞运动的最大速度，得到打液的最大流速；根据打液的最大流速确定打液的平均流速。

10、进一步地，根据储液管的总容积及每次打液时设定的目标流量，得到活塞运动的每个工作周期内打液的目标总次数；当活塞运动的每个工作周期内打液的实际总次数达到预设阈值时，储液管切换为吸液的工作过程；其中，预设阈值设为小于目标总次数。

11、进一步地，每次打液时设定的目标流量范围为10-800μl。

12、本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

13、1、本申请实施例中，通过确定驱动电机的目标转速和目标时间后，并通过控制驱动电机的的工作转速与目标转速一致，控制驱动电机的工作时间与目标时间一致，进而可得到经输送管道输出的实际流量与设定的目标流量一致，由此可以实现微量且精确控制药液的流量；在批量制作快速诊断试纸条时，在活塞上升运动的一个工作周期内，可以实现多次打液，有利于提高试纸条的制作效率。

14、2、本申请实施例中，创新的使用了液体阻力值校正功能，及通过目标转速和打液的目标时间去控制驱动电机的工作转速和工作时间，这样可以量化控制滑膜流量，避免了目前实际工作中只能根据实验和操作人员经验去人为设置，因此可精确控制输出的实际流量；而且根据储液管内液体储量的变化可实时调整储液管是吸液或打液的工作过程，这样可准确的控制液体驱动压力，从而保证了液体持续而稳定的流量。

技术特征：

1.一种液体流量控制装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动机构包括：

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，

6.一种液体流量控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的液体流量控制装置，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述根据设定的目标流量和预设的流速，得到打液的目标时间之后，还包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据液体阻力值、压力值系数、输送管道的结构参数和驱动电机的最大转速，得到打液的平均流速，包括：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，每次打液时设定的目标流量为10-800μl。

技术总结本申请公开了一种液体流量控制装置及方法，该装置包括：驱动装置包括：储液管、沿储液管内壁运行的活塞、与活塞一端连接的活塞杆、传动机构和驱动电机；传动机构分别与活塞杆和驱动电机连接，用于将驱动电机的驱动力传递给活塞杆，以使活塞杆作直线运动推动活塞；控制器，其与驱动电机连接，配置为根据启动指令按第一旋转方向启动驱动电机，控制驱动电机的工作转速与目标转速一致，和控制驱动电机的工作时间与目标时间一致，以得到经输送管道输出的实际流量与设定的目标流量一致；根据启动指令按第二旋转方向启动驱动电机以实现活塞返回原位，储液管内完成吸液；工控机，其与控制器连接，配置为向控制器发送启动驱动电机的指令；以及，根据输入的液体的粘度、输送管道的结构参数、储液管的结构参数、驱动电机的最大转速和设定的目标流量确定驱动电机的目标转速和目标时间，并向控制器发送按第一旋转方向以目标转速和目标时间启动驱动电机。技术研发人员：徐东明受保护的技术使用者：东胜神州（北京）医学诊断技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18