体外诊断原理与设计-第8讲-液面检测

体外诊断仪器原理与设计PrincipleandDesignofInVitroDiagnosticInstrument第8讲液面检测1“8.12

液面检测是体外诊断仪器取样和加样过程中必不可少的关键技术，生化分析仪、尿液分析仪等全自动临床分析仪器大都具有自动移样系统，移样精度是这些仪器分析精度的决定因素之一。而取样针外表面的液体携带是影响移样精度的主要原因，因此，需要尽量减少取样针外表面的液体携带量，从而减少携带污染，提高分析精度。目前最常用方法是采用液面检测功能控制取样针探入液体的深度。理论基础TheoreticalBasis液面检测原理3

电容法液面检测的原理与取样针的结构息息相关，图为取样针的结构示意图，取样针有两内径不同的针管，可看作两个极板，中间填充绝缘材料隔开，且外针管接参考地。随着取样针接触液面，针内介质由空气变为空气与液体的混合，这将引起电容发生变化，因此通过检测电容的变化便可以确定取样针与液面的接触情况，从而实现液面的检测。液面检测模块4

实验平台使用的是一款基于电容式液面传感器的液面检测模块。该模块能够检测小于1pf的电容变化，并能将液面检测结果转化成TTL数字电平脉冲信号输出和直观的LED指示。其中的白色引线为输出引脚，在探测到液面时会在该引脚输出一个低电平脉冲，指示灯同步显示探测状态。液面检测模块接口5IVD1Driver和IVD1Device模块函数6IVD1Driver模块函数：InitIVD1Driver：IVD1驱动初始化IVD1VeritcalHome：取样针竖直归位IVD1HonrizonHome：取样针水平归位IVD1GotoTube：旋转到某一试管上方IVD1LiquidTest：液面检测IVD1Device模块函数：InitIVD1：初始化IVD1IVD1Proc：IVD1处理函数SetIVD1Init：初始化IVD1机器，供KEY1使用SetIVD1Task1：任务1，供KEY2使用SetIVD1Idle：停止，供KEY3使用IVD1ErrorProc：错误处理，液面检测失败IVD1平台的底层驱动函数IVD1平台的顶层应用函数体外诊断任务处理——步骤结构体7typedefstruct{void*task;//任务函数，可变参数u8paraNum;

//任务函数参数个数u16para1;//任务函数第1个参数，不用填入NULLu16para2;//任务函数第2个参数，不用填入NULLvoid(*error)(void);//步骤出错回调函数，不用请填入NULL}StructIVD1StepList;staticStructIVD1StepLists_arrInitStep[]={{IVD1VeritcalHome,0,NULL

,NULL,NULL},//针管竖直归位

{IVD1HonrizonHome,0,NULL

,NULL,NULL},//针管水平归位

{IVD1GotoTube

,1,IVD1_TUBE1,NULL,NULL},//去往1号试管};体外诊断任务处理——任务结构体8typedefstruct{EnumIVD1TasknextTask;//任务完成后下一个任务StructIVD1StepList*list;//步骤列表(只读)u16stepCnt;//当前任务步骤计数u16stepNum;//当前任务步骤总数（只读）void(*done)(void);//任务完成回调函数，不用请填入NULL}StructIVD1TaskProc;staticStructIVD1TaskProcs_structInitProc={.nextTask=IVD1_STATE_IDLE,

//默认下一个任务为空闲（不处理）

.list

=s_arrInitStep,

//匹配任务步骤列表

.stepCnt

=0,

//步骤计数初始化为0.stepNum=sizeof(s_arrInitStep)/sizeof(StructIVD1StepList),//步骤总数

.done

=NULL

//不需要回调};体外诊断任务处理——IVDTaskProc函数9IVDTaskProc函数的功能是IVD任务处理，该函数可以根据驱动状态，对该StructIVD1TaskProc任务结构体指针中的任务步骤列表进行逐一处理，并在任务步骤列表任务处理完后自动切换到任务结构体指针中的下一个任务。设计思路DesignIdeas“8.210工程结构11液面检测实验使用了F103基准工程的框架，同时还涉及到了步进电机控制的StepMotor模块和光耦检测的OPTIC模块。对于液面检测的驱动则是在OPTIC模块里实现的，包括液面检测GPIO的配置，初始化和液面检测信号的输入捕获等，此外，液面检测工程还新增了IVD1Device模块和IVD1Driver模块，这两个模块实现了对液面检测与移液实验平台的控制。液面检测流程12初始化任务流程13任务流程14设计流程DesignProcess“这次实验分为5个步骤，通过学习液面检测原理、检测方式以及硬件电路图，设计液面检测程序，通过液面检测与移液实验平台（IVD1）的独立按键控制取样针进行液面检测。8.315设计流程16步骤1：复制并编译原始工程步骤2：完善IVD1Driver.h文件步骤3：完善IVD1Driver.c文件步骤4：完善IVD1Device.c文件步骤5：编译及下载验证拓展设计ExtendedDesign“8.417拓展设计18

将前面实验的拓展设计中所测出的每个试管距离水平光耦的步数填入IVD1Driver.h的宏定义中，然后，修改初始化任务中IVD1GotoTube步骤函数参数，每次只检测一个试管，依次为液面检测与移液实验平台（IVD1）所有试管做液面检