[发明专利]一种图像法液面探测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式液面探测方法，特别是需要自动对液体进行微量取样、加样的分析仪器中，如全自动生化分析仪、自动酶标免疫分析仪、血液粘度仪、血液凝聚分析仪等的液面探测方法及装置。

背景技术

分析精度是自动分析仪器的最重要指标。而影响分析精度的诸多因素中，加样精度是最主要因素。自动分析仪器中对液体样本和试剂进行微量加样多是通过加样针探入液体，在与加样针管路相连的加样器的抽吸作用下，定量的被加样液体被抽入加样针内，然后被注射进反应杯或比色杯中进行后续测量。该加样过程中加样针针头不能浸入被加样液体太深，否则加样头外表面会携带过量的残液，造成加样不准，从而影响测试精度。此外，自动分析仪在加样之前首先需要探知被加样液体容器中是否有足够的被加样液体，以免造成加样不足，产生错误测量结果。因而，自动分析仪器中的加样系统中，液面探测功能是必需的。

分析仪器实际工作过程中，还面临着诸多其他问题，例如：被加样液体的导电、粘度等物理因素特性差异较大；液体表面伴有气泡；操作人员忘记将容器盖忘记取下等等。这些问题对仪器的液面探测功能提出更高要求。同时，分析仪器中样品和试剂的加样过程是的快慢是制约分析仪器整体运行速度的关键因素，因而要求液面探测过程所用时间尽量短。

目前自动分析仪器中液面探测方法多种多样，主要可以归类为接触式和非接触式两大类。

接触式是指只有当加样针或传感器接触到被加样液体时，才能探知液体的存在，进而探知液面高度。现有的接触式液面探测技术有电容法(例如中国专利CN101135584A)、管道气压法(例如美国专利4,777,832)、机械振动法(例如美国专利US7,416,706)、光纤法(例如美国专利US3,448,616)等。接触式的最大缺点是：1、液体的导电性等物理性能影响液面探测精度；2、液面气泡会导致加样量不准；3、当被加样液体耗尽时，探测装置要完成探测动作才能得知液体已经耗尽，该动作成为无效动作，因而降低了仪器速度；4、当容器瓶盖忘记取下时，瓶盖可能会损坏加样针。

非接触式是指加样针不必下探到被加样液面即可感知液面高度。现有的非接触式液面探测技术有激光法(例如欧洲专利WO200042384)、超声波法(例如美国专利US5,880,364)和成像法(例如美国专利US5,463,228)等。就所提及的专利而言，WO200042384激光法亦然具有非接触法的缺点；超声法不能探测到气泡和瓶盖；而US5,463,228介绍的成像法采用透射方式成像，照明光源和成像装置与试管在同一水平面。光源发出的光透射过被测试管在成像装置上成像，软件系统对图像分析获得液面高度。该方法最大缺点是只能用于透明试管，并且试管内外壁上不能有污渍，而临床上所用试管外表面均贴有纸质标签或血渍，标签和血渍挡住了液面成像，因此限制了该方法的使用场合。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种非接触、不受被加样液体导电性能影响、不受试管外壁所贴标签、污渍影响且能够探测出液面气泡、瓶盖是否移走的图像法液面探测方法及装置。

本发明的一种图像法液面探测方法，它包括以下步骤：

(1)照亮待测试管内液面及其内壁；

(2)自待测试管底部一侧圆弧切点处向试管开口另一侧内边缘做连线并延长形成第一延长线，过试管开口一侧内边缘处做一平行于所述的第一延长线的第二延长线，一个数码相机的镜头平面垂直于所述的第一延长线和第二延长线设置并且其镜头对准试管内壁的整个一侧边缘段拍摄；

(3)在所述试管内壁的图像上获得试管顶端内侧点距液面与试管壁交界面的距离，再根据该距离计算出所述的待测试管中液面的高度值。

本发明的一种图像法液面探测装置它包括一个数码照相机，所述的数码照相机的镜头平面垂直于第一延长线和第二延长线设置并且其镜头对准试管内壁的整个一侧边缘段，所述的第一延长线为自样本试管底部一侧圆弧切点处向试管开口另一侧内边缘做连线并延长形成，所述的第二延长线为过试管开口一侧内边缘处做一平行于所述的第一延长线形成，它还包括一个位于所述的试管侧壁或者试管开口上方的照明装置。

本发明的优点在于：采用本发明的方法和装置不受被加样液体导电性能影响、不受试管外壁所贴标签、污渍影响且能够探测出液面气泡、瓶盖是否移走。

附图说明

图1是本发明的图像法液面探测方法的原理示意图；

图2是试管液面照片示意图；

图3是本发明的另一种试管试剂瓶的结构示意图；

图4是本发明的另一种实施方式原理示意图。

具体实施方式