CN106053198B - 剂液涡旋震荡器及自动分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种剂液涡旋震荡器，包括基座；转筒，通过中心旋转轴安装在所述基座上，所述转筒在与所述中心旋转轴相对的端面上偏心设置有支座旋转轴；震荡支座，可旋转的套设在所述支座旋转轴上，所述震荡支座上设置有用于固定反应器的固定部件；旋转约束机构，与所述震荡支座固定连接，当所述转筒转动时，用于限制所述震荡支座绕所述支座旋转轴沿同一方向实现360°的转动，能保证剂液与样品混合更加充分。本发明还涉及一种包括上述剂液涡旋震荡器的自动分析仪，该自动分析仪能对混合完毕后的反应器进行准确定位。

Description

剂液涡旋震荡器及自动分析仪

技术领域

本发明涉及自动分析技术领域，特别是涉及一种剂液涡旋震荡器及自动分析仪。

背景技术

在体外诊断等生化分析技术领域，往反应容器添加剂液后进行生化反应，在反应过程中，需要对分析剂液进行混匀，让其充分反应。一般的，自动化分析装置均带有混匀装置。对不同反应容器间相互污染度要求偏低的领域，如生化分析装置，一般采用搅拌杆直接对剂液进行混匀，混匀完毕后执行搅拌杆的清洗，再对下一个反应容器中的剂液进行混匀。对不同反应容器间相互污染度要求苛刻的领域，如化学发光或分子诊断等领域，一般采用非接触式混匀，通过机械式结构对反应容器进行偏心震荡，使剂液在反应容器内形成均质液，为充分反应创造良好条件。

但是，传统偏心震荡器上的反应器只能随转筒产生公转，或者在公转过程中随意自转，或者公转的同时产生上下振动，导致混匀效果不佳，反应液容易从反应器中溅出。

发明内容

基于此，有必要提供一种有效提高混匀效果的剂液涡旋震荡器以及具有该剂液涡旋震荡器的自动分析仪。

一种剂液涡旋震荡器，包括：

基座；

转筒，通过中心旋转轴安装在所述基座上，所述转筒在与所述中心旋转轴相对的端面上偏心设置有支座旋转轴；

震荡支座，可旋转的套设在所述支座旋转轴上，所述震荡支座上设置有用于固定反应器的固定部件；

旋转约束机构，与所述震荡支座固定连接，当所述转筒转动时，用于防止所述震荡支座绕所述支座旋转轴沿同一方向实现360°的转动。

在其中一个实施例中，所述支座旋转轴与所述中心旋转轴的偏心距离为X，其中0.5mm≤X≤5mm。

在其中一个实施例中，所述转筒连接有用于控制其启动或停止的控制装置，所述控制装置包括控制器、传感器以及信号诱发件，所述信号诱发件与所述转筒固定连接，所述传感器固定在所述基座上、并与所述控制器电连接，其中，当所述信号诱发件经过所述传感器时，将产生跳变沿信号，所述传感器将所述跳变沿信号反馈至所述控制器。

在其中一个实施例中，所述中心旋转轴连接有安装在所述基座上的马达，在所述马达处于低速运转的条件下，所述控制器检测到所述跳变沿信号时即停止所述马达转动，使所述震荡支座停止在指定位置处。

在其中一个实施例中，所述控制器上设置有报警器，当单位时间内产生的所述跳变沿信号的数量偏离设定的目标值时，所述报警器产生报警。

在其中一个实施例中，所述信号诱发件为带有缺口的传感器遮片，或者为磁性件，其中，所述缺口经过所述传感器时产出跳变沿信号。

在其中一个实施例中，所述旋转约束机构包括第一连杆和摇杆，所述第一连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第一连杆的另一端与所述摇杆铰接，所述摇杆远离所述第一连杆的一端铰接在所述基座上。

在其中一个实施例中，所述旋转约束机构包括第二连杆和滑块，所述第二连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第二连杆的另一端与所述滑块铰接，所述滑块与所述基座上开设的滑槽相适配。

本发明提供的剂液涡旋震荡器，由于震荡支座上固定有旋转约束机构，在震荡支座绕中心旋转轴公转时，旋转约束机构带动震荡支座沿某一方向自转小于360°的角度，当公转到一定位置时，震荡支座将沿相反的方向自转小于360°的角度。因此，震荡支座公转时，其自转不是始终沿同一方向，而是会产生周期性的变化。这样会进一步提高剂液的紊流效果，形成更加强大的涡旋，使剂液与样品更充分的混合。

一种自动分析仪，包括用于承载并带动反应器跟随其旋转的孵育转盘，用于承载并转移剂液至所述孵育转盘的剂液装置，用于承载并转移样品至所述孵育转盘的样品装置，测量装置，控制器；所述剂液装置、样品装置和测量装置均在周向上环绕所述孵育转盘布置，其特征在于，环绕所述孵育转盘还布置了如上述任一所述的剂液涡旋震荡器；所述孵育转盘、剂液装置、样品装置、测量装置、剂液涡旋震荡器均与所述控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述剂液装置包括剂液转盘和剂液转移组件，所述剂液转移组件设置在所述孵育转盘和剂液转盘之间，所述剂液转盘沿其周向均匀布置有若干剂液盛放位；所述样品装置包括样品转盘和样品转移组件，所述样品转移组件设置在所述孵育转盘和样品转盘之间，所述样品转盘沿其周向均匀布置有若干样品盛放位；所述剂液涡旋震荡器与孵育转盘之间设置有反应器转移组件。

本发明提供的自动分析仪，自动分析仪使用上述剂液涡旋震荡器对剂液与样品实现充分混合，同时，当剂液涡旋震荡器停止工作时，控制器能使反应器停放在指定所需要的位置，反应器能实现精准定位，确保反应器转移组件很方便的在指定位置处将混合完毕的反应器转移至孵育转盘中。

附图说明

图1为一实施例剂液涡旋震荡器的结构示意图；

图2为另一实施例剂液涡旋震荡器的结构示意图；

图3为剂液涡旋震荡器的局部结构示意图；

图4为跳变沿信号的周期性激发示意图；

图5为自动分析仪的结构示意图；

图6为剂液涡旋震荡器的工作流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”、以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

同时参阅图1至图3，一种剂液涡旋震荡器10，包括基座100，转筒200，震荡支座300和旋转约束机构400。转筒200的一个端面上固定连接有中心旋转轴210，中心旋转轴210的轴线与转筒200的中心线完全重合。中心旋转轴210安装在基座100上，为减少磨损和保证转筒200的回转精度，中心旋转轴210和基座100之间可以设置滚动轴承，例如滚珠轴承等。转筒200的另一个端面上，也就是与中心旋转轴210相对的端面上设置有支座旋转轴220，支座旋转轴220与中心旋转轴210保持一定的偏心距离。支座旋转轴220上转动安装有震荡支座300，震荡支座300也可以设置为圆筒形，震荡支座300的顶部设置有固定反应器的固定部件。震荡支座300的底部固定连接有旋转约束机构400。

支座旋转轴220与中心旋转轴210的偏心距离为X，中心旋转轴210带动转筒200旋转，由于偏心距的存在，支座旋转轴220绕中心旋转轴210转动，也就是绕转筒200的中心线转动，从而会使支座旋转轴220带动震荡支座300绕中心旋转轴210产生公转，为保证合适的公转速度，偏心距离X不能过高和过低，X的取值范围为：0.5mm≤X≤5mm，优选的，X的值为3mm。

参阅图1，具体的，在一实施例中，旋转约束机构400包括第一连杆410和摇杆420，第一连杆410的一端与震荡支座300的底端固定连接，第一连杆410的另一端与摇杆420的一端铰接，摇杆420远离第一连杆410的一端铰接在基座100上。第一连杆410、摇杆420和转筒200构成了曲柄摇杆机构。

参阅图2，在另一实施例中，旋转约束机构400包括第二连杆430和滑块440，第二连杆430的一端与震荡支座300的底端固定连接，第二连杆430的另一端与滑块440铰接，滑块440与基座100上开设的滑槽相适配。第二连杆430、滑块440和转筒200构成了曲柄滑块机构。

参阅图1和图5，转筒200连接有用于控制其启动或停止的控制装置，通过控制装置的作用，可以检测转筒200的转速；也可以在某一时间点停止转筒200的转动，从而使震荡支座300准确的停放在所需要的位置，方便反应器从震荡支座300上取走。控制装置包括控制器12、传感器510以及信号诱发件。信号诱发件固定在转筒200的底部，当然也可以固定在转筒200的中部或上部，传感器510固定在基座100上、并与控制器12电连接，传感器510与信号诱发件相对应，当转筒200旋转并带动信号诱发件经过传感器510时，将产生跳变沿信号530，传感器510将跳变沿信号530反馈至控制器12。控制器12根据跳变沿信号530来控制转筒200的运转，即控制转筒200什么时候停止，以使震荡支座300处于合适的位置。信号诱发件为带有缺口521的传感器遮片520，或者为磁性件。

当传感器510采用光耦传感器时，将光耦传感器固定在基座100某一位置处，与之相对应的信号诱发件为带有缺口521的传感器遮片520，传感器遮片520随转筒200旋转，当缺口521每经过一次光耦传感器时，将激发出一个跳变沿信号530。当传感器510采用霍尔传感器时，信号诱发件为磁性件，磁性件可以选择为磁铁，磁铁固定在转筒200的外壁上，霍尔传感器固定在基座100某一位置上，并处于磁铁的运动轨迹附近，当磁铁靠近霍尔传感器，同样会激发一个跳变沿信号530。

具体的，震荡支座300的固定部件优选为震荡孔310，震荡孔310与反应器底部的外形相适配，震荡孔310具有合理的深度。当反应器为柱形试管时，震荡孔310为一圆孔，为防止反应器转动时相对震荡孔310产生不必要的晃动，震荡孔310的内壁上增添有防滑层，防滑层能适当增加反应器与震荡孔310之间的摩擦力。当然，固定部件也有其它替代方式，例如为一夹具，或者粘附件，只要能使反应器固定在震荡支座300上，并且很方便的从震荡支座300上取下。

参阅图3，基座100上安装有马达250，马达250的输出轴与中心旋转轴210连接，马达250用以驱动转筒200旋转，为使转筒200保持较高的转速，马达250采用直流电机，转速为3000rpm。在本实施例中，优选为高速步进电机。可以理解，也可以采用普通步进电机，在普通步进电机的输出轴上设置大带轮240，而在中心旋转轴210上安装小带轮230，小带轮230和大带轮240之间通过同步带连接，同样可以实现普通步进电机驱动转筒200以较高的速度转动。

当马达250通过中心旋转轴210带动转筒200旋转时，支座旋转轴220带动震荡支座300绕中心旋转轴210产生公转，在公转速度的作用下，剂液将在反应器中形成紊流，从而产生涡旋震荡，将反应器中的剂液与样品混合均匀。震荡支座300沿某一方向(例如逆时针或顺时针)产生公转的同时，在旋转约束机构400的作用下，震荡支座300绕支座旋转轴220产生自转。具体的，不论旋转约束机构400为曲柄摇杆机构还是曲柄滑块机构，可以将支座旋转轴220所处转筒200端面的中心与支座旋转轴220之间的连线看成是一曲柄，支座旋转轴220即为该曲柄与第一连杆410或第二连杆430的铰接轴，当旋转约束机构400运转时，第一连杆410或第二连杆430相对支座旋转轴220(相当于铰接轴)将产生有规律的转动，由于第一连杆410或第二连杆430的一端均与震荡支座300固定连接，震荡支座300也会相对支座旋转轴220将产生有规律的转动，即相对支座旋转轴220的自转。

由于旋转约束机构400自身特有的运动规律，旋转约束机构400会限制震荡支座300沿同一方向实现360°的转动，也就是说，震荡支座300公转时，旋转约束机构400带动震荡支座300沿某一方向(例如逆时针或顺时针)自转小于360°的角度，当公转到一定位置时，震荡支座300将沿相反的方向自转小于360°的角度。因此，震荡支座300公转时，其自转不是始终沿同一方向，而是会产生周期性的变化。当自转的方向产生周期性变化时，会进一步提高剂液的紊流效果，形成更加强大的涡旋，使剂液与样品更充分的混合。

参阅图4，当转筒200转动，传感器遮片520上的缺口521或磁铁进过传感器510时，会激发一个跳变沿信号530，控制器12通过传感器510接受该跳变沿信号530，控制器12可以根据跳变沿信号530来确定转筒200的转速，以确保剂液涡旋震荡器110正常工作，对剂液和样品起到充分混合均匀的效果。转筒200高速旋转，会产生多个跳变沿信号530，控制器12检测出相邻两个跳变沿信号530之间的时间间隔T，即可以求出转筒200的转速为1/T，为减少测量误差，可以测试连续相邻的多个跳变沿信号530的时间间隔，再对其取平均值，即可准确测定转筒200的转速，从而实现控制器12对转筒200速度的监控作用。转筒200的转速也可以由单位时间内所产生的跳变沿信号530的数量来衡量，如测定转速与目标转速存在较大差距，即控制器检测到单位时间内产生跳变沿信号530的数量偏离设定的目标值时，则视为异常情况，由于控制器上设置有报警器，报警器将产生报警，同时控制器12停止转筒200的转动；或者控制器12发出指令重新调整转筒200的转速，使其接近正常的目标转速。

如果转筒200的转速正常，控制器12将对转筒200的转动时间进行控制，确定在何时停止转筒200转动，使震荡支座300停在指定位置，从而方便于震荡支座300上取放反应器。一般的，将传感器510置于基座100上与指定位置对应处，在转筒200没有转动时，传感器遮片520上的缺口521或磁铁刚好与传感器510相对应，这样，当震荡支座300公转经过指定位置时，会激发一个跳变沿信号530。当震荡时间达到后，停止马达250旋转，震荡支座300将停在指定位置处。具体的，震荡时间的判断方式可以采用跳变沿信号530的个数进行判断，如震荡时间为10s，转筒200的转速为3000rph，则当控制器12检测到第500个跳变沿信号530时，可以控制马达250停止，转筒200停止转动，震荡支座300将停在指定位置。

在控制器12控制马达250停止时，由于马达250高速运转，会存在惯性，震荡支座300将在偏离指定位置的地方停止，不利于震荡支座300的定位和反应器的取放。因此，可以在高速运转的马达250停止后，再重新低速启动马达250，只要控制器12检测到跳变沿信号530，就表明震荡支座300刚好经过指定位置，此时，控制器12控制马达250停止转动，由于马达250在低速情况下停止转动，可以避免惯性的作用，从而使马达250停止时，转筒200立即停止转动，震荡支座300能在指定位置处停止，确保其准确定位。当然，可以理解，当马达250可以在减速状态下停止时，也可以无需通过两步对震荡支座300进行定位，即在马达250低速运转的状态下，当控制器12检测到最后一个跳变沿信号530时，停止马达250，这样也能准确定位震荡支座300。

参阅图5，本发明还提供一种自动分析仪，包括孵育转盘600、剂液装置700、样品装置800、测量装置900、控制器12以及上文所述的剂液涡旋震荡器10。剂液装置700、样品装置800、剂液涡旋震荡器10和测量装置900在周向上环绕孵育转盘600布置。孵育转盘600、剂液装置700、样品装置800、剂液涡旋震荡器10和测量装置900均与控制器12电连接。

孵育转盘600用于承载并带动反应器跟随其旋转，孵育转盘600沿其周向均匀布置有若干反应器盛放位610，孵育转盘600可以绕自身的中心轴旋转。

剂液装置700用于承载并转移剂液至孵育转盘600，剂液装置700包括剂液转盘710和剂液转移组件，剂液转移组件设置在孵育转盘600和剂液转盘710之间，剂液转移组件包括剂液探针720、以及与剂液探针720配套的剂液清洗池730。剂液转盘710沿其周向均匀布置有若干剂液盛放位711，剂液盛放位711中可以盛装不同类型的剂液，剂液转盘710可以围绕其自身的中心轴转动，当转动到使某一剂液盛放位711与孵育转盘600的距离最近时，剂液探针720将从该剂液盛放位711中吸取剂液放入孵育转盘600上的反应器中，为防止不同剂液之间相互污染，剂液探针720每吸取完一种剂液放入反应器后，都必须在剂液清洗池730进行清洗，以便吸取下一种不同的剂液。

样品装置800用于承载并转移样品至孵育转盘600，样品转移组件包括样品探针830、以及与样品探针830配套的样品清洗池820。样品转盘810沿其周向均匀布置有若干样品盛放位811，样品盛放位811中可以盛装不同类型的样品，样品转盘810可以围绕其自身的中心轴转动，当转动到使某一样品盛放位811与孵育转盘600的距离最近时，样品探针830将从该样品盛放位811中吸取样品放入孵育转盘600上的反应器中，为防止不同样品之间相互污染，样品探针830每吸取完一种样品放入反应器后，都必须在样品清洗池820进行清洗，以便吸取下一种不同的样品。

剂液涡旋震荡器10与孵育转盘600之间设置有反应器转移组件11，反应器转移组件11可以将孵育转盘600上的反应器转移至剂液涡旋震荡器10上的震荡支座300上，以便完成样品与剂液的均匀混合，当混合完毕后，反应器转移组件11将震荡支座300上的反应器转移至孵育转盘600上。

测量装置900对反应器中样品与剂液的反应程度进行检测，并将检测信息输入控制器12，控制器12对检测信息进行最终有关成分含量的分析。

自动分析仪工作时，首先，剂液探针720吸取剂液转盘710上的剂液，将其放入孵育转盘600上的反应器中，孵育转盘600旋转并带动装有剂液的反应器转动到最接近样品转盘810位置时，孵育转盘600停止转动。其次，样品探针830吸取样品转盘810上的样品，将其放入孵育转盘600上装有剂液的反应器中。再次，孵育转盘600带动装有样品和剂液的反应器转动到剂液涡旋震荡器10附近，反应器转移组件11将该反应器转移至剂液涡旋震荡器10，剂液涡旋震荡器10将样品和剂液通过涡旋震荡充分混合，混合完毕后，控制器12控制剂液涡旋震荡器10在某一时刻停止，使反应器准确的停在指定位置，方便反应器转移组件11将已混合好的反应器转移至孵育转盘600，经过一段时间的充分孵育。最后，孵育转盘600带动已完成孵育反应的反应器转动至测量装置900处，测量装置900将完成成分含量的分析。

参阅图6，对于剂液涡旋震荡器10的工作流程，具体的，反应器转移组件11将该反应器放入震荡孔310中，马达250驱动转筒200旋转以对反应器中的剂液和样品进行混合，在震荡混合过程中，如果控制器12检测到转筒200的转速存在异常情况，则产生报警；如果震荡时间已到，则停止马达250。为克服马达250停止时产生的惯性，使反应器停放在指定位置，方便反应器转移组件11将反应器转移至孵育转盘600中进行孵育，可以重新低速启动马达250，当控制器12检测到跳变沿信号530后，此时停止马达250即可，这样可以对反应器的停放位置实现精确定位，确保反应器转移组件11能在指定位置处转移反应器。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种剂液涡旋震荡器，其特征在于，包括：

基座；

转筒，通过中心旋转轴安装在所述基座上，所述转筒在与所述中心旋转轴相对的端面上偏心设置有支座旋转轴；

震荡支座，可旋转的套设在所述支座旋转轴上，所述震荡支座上设置有用于固定反应器的固定部件；

旋转约束机构，与所述震荡支座固定连接，当所述转筒转动时，用于防止所述震荡支座绕所述支座旋转轴沿同一方向实现360°的转动；

控制装置，与所述转筒连接并用于控制转筒启动或停止，所述控制装置包括控制器；

所述旋转约束机构包括第一连杆和摇杆，所述第一连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第一连杆的另一端与所述摇杆铰接，所述摇杆远离所述第一连杆的一端铰接在所述基座上。

2.根据权利要求1所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述支座旋转轴与所述中心旋转轴的偏心距离为X，其中0.5mm≤X≤5mm。

3.根据权利要求1所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述控制装置还包括传感器以及信号诱发件，所述信号诱发件与所述转筒固定连接，所述传感器固定在所述基座上、并与所述控制器电连接，其中，当所述信号诱发件经过所述传感器时，将产生跳变沿信号，所述传感器将所述跳变沿信号反馈至所述控制器。

4.根据权利要求3所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述中心旋转轴连接有安装在所述基座上的马达，在所述马达处于低速运转的条件下，所述控制器检测到所述跳变沿信号时即停止所述马达转动，使所述震荡支座停止在指定位置处。

5.根据权利要求3所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述控制器上设置有报警器，当单位时间内产生的所述跳变沿信号的数量偏离设定的目标值时，所述报警器产生报警。

6.根据权利要求3所述的剂液涡旋震荡器，其特征在于，所述信号诱发件为带有缺口的传感器遮片，或者为磁性件，其中，所述缺口经过所述传感器时产出跳变沿信号。

7.一种剂液涡旋震荡器，其特征在于，包括：

基座；

转筒，通过中心旋转轴安装在所述基座上，所述转筒在与所述中心旋转轴相对的端面上偏心设置有支座旋转轴；

震荡支座，可旋转的套设在所述支座旋转轴上，所述震荡支座上设置有用于固定反应器的固定部件；

旋转约束机构，与所述震荡支座固定连接，当所述转筒转动时，用于防止所述震荡支座绕所述支座旋转轴沿同一方向实现360°的转动；

控制装置，与所述转筒连接并用于控制转筒启动或停止，所述控制装置包括控制器；

所述旋转约束机构包括第二连杆和滑块，所述第二连杆的一端与所述震荡支座固定连接，所述第二连杆的另一端与所述滑块铰接，所述滑块与所述基座上开设的滑槽相适配。

8.一种自动分析仪，包括：用于承载并带动反应器跟随其旋转的孵育转盘，用于承载并转移剂液至所述孵育转盘的剂液装置，用于承载并转移样品至所述孵育转盘的样品装置，测量装置；所述剂液装置、样品装置和测量装置均在周向上环绕所述孵育转盘布置，其特征在于，环绕所述孵育转盘还布置了如权利要求1至7中任一所述的剂液涡旋震荡器；所述孵育转盘、剂液装置、样品装置、测量装置均与所述控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的自动分析仪，其特征在于，所述剂液装置包括剂液转盘和剂液转移组件，所述剂液转移组件设置在所述孵育转盘和剂液转盘之间，所述剂液转盘沿其周向均匀布置有若干剂液盛放位；所述样品装置包括样品转盘和样品转移组件，所述样品转移组件设置在所述孵育转盘和样品转盘之间，所述样品转盘沿其周向均匀布置有若干样品盛放位；所述剂液涡旋震荡器与孵育转盘之间设置有反应器转移组件。

10.根据权利要求9所述的自动分析仪，其特征在于，所述反应器转移组件用于将所述孵育转盘上的反应器转移至所述剂液涡旋震荡器上的震荡支座上，当样品与剂液混合完毕后，所述反应器转移组件将所述震荡支座上的反应器转移至所述孵育转盘上。