[实用新型]一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控装置

说明书

(一)技术领域：

本实用新型属于高精度高鲁棒性的温度控制技术领域，尤其是一种基于LADRC(Linear Active Disturbance Rejection Control——线性自抗扰控制)的全自动酶免分析仪孵育温控装置。

(二)背景技术：

近年来，酶联免疫吸附实验检测已成为医学检测中对人体血液和体液检测的重要方式，酶免分析仪的全自动化也逐渐代替手工操作来提高检测效率。其中，酶免实验中孵育反应阶段是很重要的环节，而这个阶段主要的控制因素就是温度控制。首先，孵育板中需要经过一定的升温时间到达反应温度，在设定一定的时间内，如果升温时间的延长必然会导致反应时间的缩短，造成实验反应不完全，易出现假阴性的结果；同时，因为温度反应是一个不确定的滞后装置，很容易因为控制不当出现超调现象，此时便会影响到反应酶的活性问题，温度过高的话可能会使酶失活；最重要的，因为温度采集控制装置的散热与保温效果的影响以及实验过程中环境温度的变化，对酶免实验是一种不确定的干扰，加上实验控制中的内部因素，这些不确定的内外扰动会影响到实验控制的精确性以及实验过程的不稳定性，所以也会成为实验反应不成功的因素之一，所以对全自动酶免分析仪孵育温控装置的精度和鲁棒性的控制是必要的环节。

目前，国内外也有许多厂家致力于酶免分析仪更全面的技术应用上，在温度数据采集上也逐渐由16位精度向24位或更高发展，同时，在温度控制算法上也应用多种控制算法的结合来提高控制精度和稳定性能，但这些算法还是存在对仪器运行中各个环节的扰动没有合理的分析解决方案。所以在解决温度控制精度和控制内外扰动两个问题上需要更多的研究。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于设计一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控装置，它可以弥补现有技术的不足，是一种结构简单，操作方便，控制精度高，鲁棒性强的装置和方法。

本实用新型的技术方案：一种基于LADRC的全自动酶免分析仪孵育温控装置，其特征在于它包括上位机、传动板处理器、温度板处理器、电机传动单元和温度采集控制单元构成；其中，所述传动板处理器的输入端分别采集上位机的控制信号和电机传动单元的输出信号，其输出端与电机传动单元的输入端连接；所述温度板处理器的输入端分别采集上位机的控制信号和温度采集控制单元的输出信号，其输出端与温度采集控制单元的输入端连接。

所述上位机与传动板处理器和温度板处理器之间依CAN总线连接；所述CAN总线是由CAN控制器和CAN接收器构成；上位机分别通过CAN总线控制传动板和温度板的处理器，传动板处理器控制电机驱动来控制步进电机带动负载运行，并通过位置传感器来反馈位置信息；温度板处理器通过驱动电流对加热装置加热试剂，并通过温度采集装置以及温度转换装置来实时反馈温度值，并通过线性自抗扰算法进行温度反应控制，达到控温的效果。

所述CAN控制器采用带有CAN控制功能的MK10DN512VLL100芯片，所述的CAN接收器采用TJA1050T芯片；所述MK10DN512VLL100芯片和TJA1050T芯片上均有有CANH引脚和CANL引脚；所述CANH引脚和CANL引脚并联一个电阻R1，进行线路阻抗匹配的作用；所述TJA1050T芯片还有TXD端和RXD端；所述TXD端和RXD端分别与传动板处理器和温度板处理器的引脚相连接，S端直接接地。

所述CANH引脚和CANL引脚并联的电阻R1的阻值为120欧姆。

所述传动板处理器和温度板处理器均采用飞思卡尔MK10DN512VLL100芯片；同时采用CAN总线进行通信控制；先由上位机选取传动板处理器来发送控制指令，通过设定的S型加减速程序来控制电机平稳启动运行，通过光电传感器实时获取位置信息，控制脉冲数使得步进电机运动到指定位置，此时对温度板处理器发出控制信号，通过PT100来采集初始温度以及实时温度值传给处理器，通过修改线性自抗扰程序初始值和参数值来进行升温和恒温操作，保证实验的稳定进行，达到反应时间后，再由传动板处理器控制将反应物送到指定检测位置进行检测，完成孵育实验过程。

所述的电机传动单元由步进电机、电机驱动装置、位置传感器和负载组成；所述电机驱动装置的输入端接收传动板处理器的输出信号，其输出端与步进电机的输入端连接以控制负载的动作；所述位置传感器的输入端采集负载的位置信息，其输出端与传动板处理器的输入端连接。

所述步进电机是格威特的42型两相步进电机17HS3001；所述电机驱动装置采用DRV8825芯片。