[发明专利]电容式液面探测装置、方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及液面探测领域，特别涉及一种电容式液面探测装置、方法及系统。

背景技术

目前，为了更准确地获取病人的临床诊断信息，越来越多的生化分析检验仪器被使用。现有的生化分析仪器通常采用电容式液面感应的方法进行液面探测，此方法具有反应灵敏，稳定性较高的特点。

现有技术中提出了一种检测液面并判断是否成功的方法：探针液面检测装置包括：吸液探针，用于吸取被测液体并输出其自身电容；转换模块，用于接收吸液探针输出的电容值，并输出与电容值相对应的模拟电压信号；A/D转换器，用于将模拟电压信号转换为数字电压信号；信号处理模块，用于对接收的数字电压信号进行处理，输出接触液面指示信号。所述的信号处理模块包括：第一判断单元，接收数字电压信号，用于判断当前电压信号的电压值是否大于低阀值，并在当前电压信号的电压值大于低阀值时输出第一控制信号；在接收到第一控制信号后开始计算相邻电压信号的斜率。

现有技术中需要检测到当前电压信号的电压值大于低阀值后才开始计算相邻电压信号的斜率，但由于仪器的个体差异以及周围环境的分布电容影响导致每台仪器的阀值不同，其探测时需要根据不同仪器以及所处的不同环境重新标定对应的探测阀值，这会造成调试繁琐，步骤复杂等弊端。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种电容式液面探测装置、方法及系统，旨在简化现有的液面探测步骤，提高液面探测的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电容式液面探测装置，包括:

吸液探针，用于吸取被测液体并输出其自身电容；

A/D转换单元，用于采样所述吸液探针输出的电容值，将所述电容值转换为对应的数字电压信号并输出；

判断单元，用于判断所述A/D转换单元输出的本次采样的数字电压信号的电压值是否小于等于上次采样的数字电压信号的电压值，当判断结果为是时，输出电压差值；其中，所述电压差值为上次采样的数字电压信号的电压值减去本次采样的数字电压信号的电压值；以及

比较单元，用于比较所述电压差值与预定阈值的大小，若所述电压差值大于所述预定阈值，则输出用于控制所述吸液探针停止运动的控制信号。

优选的，所述A/D转换单元具体用于每间隔预定时间采样输出一次对应的数字电压信号。

进一步的，所述预定时间为63微秒至1毫秒。

优选的，该电容式液面探测装置还包括电压差值累加单元和控制单元；

所述判断单元具体用于：a）判断所述A/D转换单元输出的第N次采样的数字电压信号的电压值是否小于等于第（N-1）次采样的数字电压信号的电压值，若判断结果为是，则输出电压差值；其中，所述电压差值为第（N-1）次采样的数字电压信号的电压值减去第N次采样的数字电压信号的电压值，N≥2，N为整数；

所述电压差值累加单元用于：b）接收所述电压差值，将所述电压差值与初值为零的变量S相加；

所述比较单元还用于：c）比较S的当前值与所述预定阈值的大小，若S的当前值大于所述预定阈值，则输出用于控制所述吸液探针停止运动的控制信号；

所述控制单元，用于当S的当前值不大于所述预定阈值时，将N的值自增1，控制所述判断单元、电压差值累加单元和比较单元依次循环上述a）、b）、c）过程直至S大于所述预定阈值。

优选的，所述控制单元还用于：当所述判断单元的判断结果为第N次采样的数字电压信号的电压值大于第（N-1）次采样的数字电压信号的电压值时，将所述变量S的当前值清零，将N的值自增1，控制所述判断单元、电压差值累加单元和比较单元依次重新循环上述a）、b）、c）过程。

优选的，所述控制单元还用于：当所述比较单元的比较结果为S的当前值大于所述预定阈值且输出所述控制信号后，将所述变量S的当前值清零，将N的值自增1，控制所述判断单元、电压差值累加单元和比较单元依次重新循环上述a）、b）、c）过程。

优选的，所述判断单元和比较单元集成在同一个处理器、集成电路或可编程器件中。

优选的，还包括隔离DC-DC电源模块，用于为A/D转换单元供电，所述DC-DC电源模块的纹波在20MHZ带宽时小于30mVp-p。

优选的，所述预定阀值与容器中盛放的液体的表面面积大小相关，若液体的表面面积小于预定值，则所述预定阀值随所述液体的表面面积减小而对应减小；若所述液体的表面面积大于所述预定值，则所述预定阀值随所述液体的表面面积增大而保持不变。