一种生化分析仪智能光源更换装置与故障判断更换方法

摘要

本发明提供了一种生化分析仪智能光源更换装置与故障判断更换方法，包括控制器、光源更换器、聚光凸透镜、检测杯以及连接到控制器的光电检测器和电源切换控制器；所述光源更换器包括支撑架、光源座以及驱动杆，光源座位于支撑架内或安装于支撑架上，光源座上设有工作光源以及备用光源，所述光源座设置在驱动杆上，所述控制器连接到驱动电机，所述驱动电机连接驱动杆，所述聚光凸透镜、检测杯和光电检测器依次位于工作光源的前侧，所述工作光源和备用光源分别连接到电源切换控制器。所述光源更换器也可以由可移动光纤与固定安装的光源座组合而成。

说明书

技术领域

本发明涉及医学检验技术领域，特别是一种生化分析仪智能光源更换装置与故障判 断更换方法。

背景技术

生化分析仪是医疗机构常用的、日常工作不可缺少的检验设备。而一旦仪器发生故 障往往影响医疗机构的日常工作的正常开展。生化分析仪的检测光源是一个损坏频率较 高的部件，仪器使用频率越高其损坏越快、更换频率越高,甚至达到每三个月要更换一 次的频率。光源损坏后一般需要专门的工程技术人员专门更换光源，如不能及时更换， 或更换安装调试不到位，仪器也无法正常使用。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种生化分析 仪智能光源更换装置与故障判断更换方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生化分析仪智能光源更换装置，包括控 制器、光源更换器、聚光凸透镜、检测杯以及连接到控制器的光电检测器和电源切换控 制器；所述光源更换器包括支撑架、光源座以及驱动杆，光源座位于支撑架内(或支撑 架上)，光源座上设有工作光源以及备用光源，所述光源座设置在驱动杆上由驱动杆带 动运动，所述聚光凸透镜、检测杯和光电检测器依次位于工作光源的前侧，所述工作光 源和备用光源分别连接到电源切换控制器。

本发明中，所述光源更换器为直线式驱动方式，所述驱动杆为贯穿支撑架的螺杆， 所述光源座嵌套在螺杆上，随着螺杆的旋转光源座可沿螺杆方向做往返直线移动。

本发明中，所述光源更换器为旋转式驱动方式，所述驱动杆为贯穿支撑架的旋转杆， 所述旋转杆一端与驱动电机相连另一端连接到光源座，驱动电机转动时旋转杆转动带动 光源座旋转；所述光源座为圆盘状结构或者扇形结构。

本发明中，所述光源座的支撑架设有连接到控制器的电磁控制器，所述电磁控制器 与光源座之间设有弹簧和顶体，当弹簧张开对顶体形成压力，则顶体挤压光源座，使得 光源座固定；当光源座需要移动时，控制器控制电磁控制器产生电磁力，吸引顶体克服 弹簧的张力回缩，此时顶体离开光源座，光源座可不受顶体阻碍自由移动。

本发明中，工作光源及备用光源的中心的移动轨迹与光电检测器的中心相重合。

本发明中，所述工作光源及备用光源为灯丝发光灯泡时，发光灯泡的灯丝与工作光 源及备用光源移动的轨迹成垂直相交(直线运动方式)、或相切的位置关系(旋转运动 方式)，且工作光源及备用光源的中心的移动轨迹与光电检测器的中心相交重合。

本发明中，所述控制器连接到驱动电机，所述驱动电机连接驱动杆，驱动杆驱动光 源座运动。

本发明还提供了一种生化分析仪智能光源更换装置，包括控制器、光纤、检测杯、 光源座以及连接到控制器的光电检测器和电源切换控制器；所述光纤固定在光纤固定架 上，所述光源座为固定不可移动设计，光源座上设有两个光源位(工作光源、备用光源)； 也可以设两个以上的光源位：即一个工作光源位，一个以上的备用光源位。检测杯和光 电检测器依次位于光源座的前侧，所述光纤的一端面对工作光源或者备用光源，另一端 面对检测杯和光电检测器。

本发明中，所述光纤两端也可以设有用于提高光信号强度的凸透镜。

本发明中，所述光纤固定架连接一个驱动电机，由驱动电机可控制光纤面对光源的 一端在朝向工作光源或者备用光源的位置之间移动切换，也可以通过电机的微细转动实 现光纤向光源一端的更准确对准光源而实现对光源的聚焦。

本发明还公开了一种生化分析仪智能光源故障判断及更换的方法，包括以下步骤：

步骤1：生化分析仪智能光源故障判断及更换的装置在工作时，执行水空白检测时， 控制器对光电检测器检测电信号AD值进行评价；

步骤2：若当光电检测器检测电信号AD值小于一定值时，生化分析仪智能光源故 障判断及更换的装置首先自动启动对现有工作光源的自动聚焦流程.该流程是通过细微 调节光源座的位置,使得光源与检测器充分最优重合,最大提高检测信号；

步骤3：若通过自动聚焦检测电信号强度达到指定AD值以上，且光信号持续5分 钟AD值变化小于200AD/分钟，则可继续使用该光源进行检测；若仪器自动聚焦检测AD 值未达到指定AD值及以上，或者AD值达到指定AD值以上，但是仪器检测获得的光信 号持续AD值变化大于200AD/分钟，则启动更换光源流程；

步骤4：控制器控制驱动电机转动通过驱动杆驱动光源座运动，将原工作光源移除 检测状态位置，将备用光源移至检测光源位置，并切断原光源的供电，而给予转入工作 状态的光源供电，并将新进入工作状态的光源进行聚焦，从而完成工作光源和备用光源 的切换。

本发明还公开了另一种生化分析仪智能光源故障判断及更换的方法，包括以下步骤：

步骤1：生化分析仪智能光源故障判断及更换的装置在工作时，执行水空白检测时， 控制器对光电检测器检测电信号AD值进行分析；

步骤2：若当光电检测器检测电信号AD值小于一定值时，生化分析仪智能光源故 障判断及更换的装置首先自动启动对现有工作光源的自动聚焦检测；

步骤3：若自动聚焦检测电信号强度达到指定AD值，且光信号持续5分钟AD值变 化小于200AD/分钟，则继续使用该光源进行检测；

若仪器自动聚焦检测AD值未达到指定AD值及以上，或者AD值达到指定AD值以上， 但是仪器检测获得的光信号持续AD值变化大于200AD/分钟，则启动更换光源流程；

步骤4：控制器控制驱动电机转动通过驱动光纤固定架运动将光纤可移动端(即朝 向光源一端)由原工作光源位移至备用光源位，且切断原工作光源的供电而给原备用光 源(现转为工作光源)供电，从而完成工作光源和备用光源的切换。

有益效果：本发明设计的一种适用于生化分析仪的智能光源故障判断及自动更换装 置与方法，提供了一种当生化分析仪在使用中光源发生故障、损坏或光强度减弱，或稳 定性降低至不能适应于工作时，仪器具有对光源故障进行智能判断和自动将不适用的光 源更换,同时将备用光源自动转为工作状态的功能。仪器还可对新装上的光源进行聚焦 调整,通过自动调整使得新换上的光源达到适合继续进行检测工作的状态,满足仪器检测 需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述或其 它方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本发明装置一种实施方式的总体结构示意图；

图2是本发明设计的一种生化分析仪光源座直线移动方式设计结构的光学单元局部结 构示意图；

图3是一种生化分析仪光源座直线移动方式光源座与光源座的支撑架的关系，及光源座 移动轨迹示意图；

图4是本发明设计的光源、灯泡灯丝与灯座直线移动的轨迹示意图；

图5是本发明设计的一种扇形光源座上光源、灯泡灯丝与灯座移动的轨迹示意图；

图6是本发明设计的一种圆盘状光源座、及运动轨迹平视示意图；

图7是是本发明设计的圆盘状光源座，及其光学单元系统主要部件关系俯视示意图；

图8a是本发明设计的一种利用光纤移动切换光源的光学系统局部俯视示意图；

图8b是本发明设计的一种利用光纤移动切换光源的光学系统局部俯视示意图；

图8c是该设计光纤移动轨迹示意图及光纤切换光源的系统平视示意图；

图8d是该设计光纤切换光源的系统主要部件位置关系示意图；

图9a是本设计的光源座固定功能结构设计示意图；

图9b是光源座固定功能结构设计示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细说明。

实施例1：

如图1，为本发明装置的一种实施方式的总体结构示意图，在该示意图中光源座移 动方式为直线移动。该装置包括光电检测器1、检测杯2、聚光凸透镜3、工作光源4a、 备用光源4b、驱动电机10、驱动杆11、检测信号线12、第一控制信号线13a、第二控 制信号线13b、第三控制信号线13c、控制器14、电源切换控制器15、工作光源电源线 16和备用光源电源线17，其中控制器14通过第一控制信号线13a连通驱动电机10， 驱动电机10连接驱动杆11，控制器14通过第二控制信号线13b连通到电源切换控制 器15，电源切换控制器15通过工作光源电源线16连接到工作光源4a，通过备用光源 电源线17连通到备用光源4b，电源切换控制器15根据13b发来的指令控制电源供应 在16、17之间切换，实现选择向一个工作的光源供电，工作光源4a的前侧依次设有聚 光凸透镜3、检测杯2和光电检测器1，光电检测器1通过信号线12受控制器14控制。 在控制器14与电源切换控制器15之间还有一条信号线13c，用于电源切换控制器15 对光源电源电压质量检测异常时向控制器14发出信号。

如图2，是本发明设计的一种生化分析仪光源座直线移动方式设计结构的光学单元 局部结构示意图。图中包括光源座9，工作光源4a和备用光源4b，及两光源内部灯丝 5，工作光源4a和备用光源4b设置在光源座9上。

如图3，是本发明一种生化分析仪光源座直线移动方式光源座与光源座的支撑架的 关系，及光源座移动轨迹示意图。图中包括光源座的支撑架18，驱动杆11为设置在光 源座的支撑架18上的螺杆，螺杆受驱动电机10驱动在光源座支撑架18上的固定位置 移动，带动光源座9移动实现光源的更换。

如图4，是本发明设计的光源及光源灯泡灯丝与灯座直线移动的轨迹示意图。图中 包括生化仪光学单元检测点1，在本发明设计的装置中，光源座上光源安装在灯座的中 心，光源座移动及光源移动时光源中心的移动轨迹与仪器检测中心点位置相交重合；

且如果该光源采用灯丝发光灯泡为光源时光源灯丝位置与光源移动轨迹相交，且灯 丝中心点移动轨迹与仪器检测中心点位置相交重合。

生化分析仪智能光源故障判断及更换的方法，包括以下步骤：

步骤1：当生化分析仪在执行工作时一旦仪器执行水空白检测时电信号AD值小于 45000以下的一个指定值时，仪器自动对光源供电电源电压及稳定性进行判断。如电源 电压与额定电压差异小于±5％，或每分钟电压波动小于额定电压5％，则判断光源供电 合格，否则判断光源电源质量不合格，仪器自动提示操作者或工程师检查纠正供电质量。 在排除供电质量问题后，且仪器检测器可测得的光信号AD值偏低时，仪器首先自动启 动对现有工作光源的自动聚焦检测，通过自动聚焦不能获得检测信号达到规定的AD值 强度、或AD值信号达到规定强度但检测光信号变化大于AD200/分钟(稳定性不好)， 且光源电源供应符合要求，则仪器启动光源更换操作；

步骤2：工作光源再聚焦的操作：原装有水的反应杯保持在原位置，仪器驱动电机 10带动光源座9沿螺杆11的直线方向运动，其具体执行行为：以该工作光源座9原位 置为原始起点分别以该点向螺杆11的中心线两端缓慢的各移动5mm以内的距离，如在 该移动过程中光电检测器1检测仍然不能达到满足检测需要的规定的AD值标准，或不 能达到规定的AD值稳定状态时(5分钟内AD值变化大于200/分钟)，仪器则启动更换 光源流程，但如果在步骤二的工作光源再聚焦过程中检测器获得检测信号源达到指定 AD值以上，且光信号稳定满足小于200AD/分钟则仪器继续使用该光源进行检测。此外， 仪器还增加供电电源自动电压检测器对供电质量判断功能，当仪器的智能功能判断检测 信号不稳或不足是否由于供电电源所导致，如是供电电源所导致，仪器自动启动提示要 求操作者或工程师检查和纠正供电不良，而不启动更换光源。

步骤3：仪器更换光源：在确认原光源再聚焦无效后，仪器驱动电机10转动带动 螺杆11转动，自动将工作位光源移出原位置,同时将备用光源移至工作位,且在移动前 即将备用光源接通电源，而断掉原工作光源的电源，并点亮备用光源5分钟以上才开始 移动。在移动过程中保持检测器正常工作状态，选择移动中检测获得最大AD信号值的 位置为备用光源的最佳位置，并在确认其稳定性也满足要求后将光源座固定。这样即实 现自动完成备用光源代替原工作光源流程，并自动采用备用光源继续执行检测任务。在 本发明设计的光源座为圆盘形或扇形装置时，进行光源更换时，也是由电机将备用光源 移动到工作光源位置，并聚焦后备用电源转入工作状态，而原工作电源断电处于非工作 状态。本发明设计的光源固定、以光纤移动的更换光源设计装置在更换光源时，则是电 机10移动带动光纤朝向光源一端移动，将在光纤移至备用光源位置并聚焦，备用光源 供电，而原工作光源断电，从而完成对光源的更换。

当工作光源的累计工作时间已达到光源的预期寿命时间时，仪器也可自动直接启动 光源更换流程；

或仪器不对光源供电质量进行判断，凡遇到检测信号值过低、或检测信号稳定性不 符合规定要求，则仪器自动启动自动聚焦，当仪器自动聚焦不能满足仪器检测要求，仪 器则自动启动光源更换流程。如处理后任然不能满足仪器正常使用要求则仪器自动提示 操作者。

步骤4：备用光源启用后,仪器自动停止使用原保留的标准曲线,定标值参数等资料， 而自动要求或自动执行各检测项目的重新定标和重新建立标准曲线，至此，仪器实现了 光源自动更换和仪器重新校正，可以正常执行检测任务；

备用光源切换时，该装置具有对备用光源自动聚焦的功能，使得备用光源能够更好 满足检测需要，在启动光源更换流程时的聚焦流程包括，仪器自动给备用光源供电，在 备用光源供电5分钟以上，光源发光信号稳定后，仪器同时将装有干净水的检测杯移动 到检测位，光源座带着替换的新光源向着检测点位置移动，在移动的过程中检测器不断 检测光源信号强度，光源自动聚焦调节，当光信号达到符合需要的检测范围时进一步通 过位置调节选择最佳的位置，调节过程完成，仪器即可投入应用。

在本发明设计的各种方式中不论哪种设计光源更换或聚焦仅仅需要一个电机带动 光源或光纤位移，且该位移为一个维度空间的移动。

该光源切换功能也可以通过人工操作实现,即在工作光源不适宜检测时,仪器自动提 示,由操作者手工将备用光源推到工作光源位置而实现备用光源的切换。

在完成光源更换后，仪器可通过操作界面文字、指示灯、或声音语言等任一方式或 多种方式同时作用提示用户，仪器已启用备用光源，请尽快换下损坏的备用光源。这样 在提示后技术人员在最近的方便时间将原工作光源4a换下，并在该位置上装上新的合 格的光源时，同时消除仪器要求更换光源的所有提示信息。此时新装光源就作为备用光 源，而此时实际处于工作的光源当使用过程中不适合检测使用时，仪器自动启动电机 10向相反方向转动，将使用后损坏或不适合使用的光源移出工作位，而将新光源移至 工作位。这样就可以实现在光源座上始终有一个可用的备用光源，在仪器随时需要更换 光源时就自动完成光源更换。

在本设计中备用光源也可以是2个或多个，这样可以减少人工干预的次数，提高仪 器光源保障。

实施例2：

如图5、图6，是本发明设计的弧形光源座上光源或发光灯泡灯丝移动的轨迹示意 图。光源座的设计可以为圆形、扇形、或三角型，该设计的光源移动轨迹为弧形旋转方 式，在光源座移动轨迹中光源中心与检测点(检测器)中心点相重合，且当光源为灯丝 发光灯泡时灯丝安装位置与光源移动的轨迹垂直相交或相切。

如图5、图6和图7，本实施例与实施例1不同之处在于光源座9为圆盘结构，工 作光源4a和备用光源4b设置在光源座9的边沿一侧，在需要更换光源时，驱动电机 10直接驱动或通过传动驱动该圆形光源座9转动，让备用光源4b转动到工作光源4a 的位置，完成光源的更换。在图7中18为支撑架，电机10固定在支撑架上，驱动杆 11一端连接电机，另一端穿过支撑架上的孔连接光源座。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于光源切换方式不同，图8a是本发明设计一种 利用光纤移动切换光源的光学系统局部俯视示意图，图中光源4a处于工作状态，光信 号由光源4a提供，即光源4a处于工作状态，而图中光源4b处于非工作状态。光纤接 入光源信号后照射到检测杯2，相当于光纤代替了实施例1中图1聚光凸投镜的功能将 光信号引入检测杯进入检测系统。光纤固定在光纤固定架上，光纤的一端面对工作光源 或者备用光源，另一端面对检测杯和光电检测器，也可以在光纤的一端或两端装配上凸 透镜灯装置提高光信号强度。图8b与8a示意相同，但图8b中光纤位置已发生改变， 此时光纤指向4b，光源4b处于工作状态，此时光信号由光源4b提供，即光源4b处于 工作状态，而图中光源4a处于非工作状态。图8c显示本发明的这一设计实施例光纤移 动轨迹示意图及光纤切换光源的系统平视示意图，图8d是本实施例光纤切换光源的系 统主要部件位置关系示意图，光纤固定在光纤固定架19上，检测杯和光电检测器依次 位于光源座的前侧，光纤一端正对光源，另一端正对检测杯，光纤两端可通过放置凸透 镜，提高光信号强度。

光纤的中心点移动轨迹与光源的中心点相交，且如果光源为发光灯丝灯泡时，灯泡 灯丝的安装位置与光纤移动轨迹呈垂直相交状态。

此外，本实施例中，光源更换装置可以不装载驱动电机，而由手工驱动实现光源更 换。控制装置执行光源是否损坏的判断和提示。

本实施例对应的一种生化分析仪智能光源故障判断及更换的方法，包括以下步骤：

步骤1：生化分析仪智能光源故障判断及更换的装置在工作时，执行水空白检测。检测 时，控制器14对光电检测器1检测电信号AD值进行分析；

步骤2：若当光电检测器1检测电信号AD值小于一定值，但不是处于过低值(比如小 于AD15000)时，生化分析仪智能光源故障判断及更换的装置首先自动启动对现有工 作光源的自动聚焦检测；

步骤3：若自动聚焦检测电信号强度达到指定AD值，且光信号持续5分钟AD值变化小 于200AD/分钟，则继续使用该光源进行检测；

若仪器自动聚焦检测AD值未达到指定AD值及以上，或者AD值达到指定AD值以上，但 是仪器检测获得的光信号持续AD值变化大于200AD/分钟，则启动更换光源流程；

步骤4：控制器14控制驱动电机10转动通过驱动光纤固定架19运动从而带动光 纤由工作光源4a和备用光源4b的切换，同时切断给光源4a的供电，转而给光源4b供 电，完成光源的更换。

实施例4：

本实施例为实施例1所述的发明装置光源座提供了一种稳固装置，如图9a和图9b， 包括第一可旋转固定定点7、第二可旋转固定定点8、弹簧20、电磁控制器21和顶体 22。电磁控制器21、顶体22和弹簧20形成一个电磁控位装置，当光源座9需要移动 时，电磁控位装置21产生与弹簧20向反的磁力，使得平时与光源座紧密相接触的顶体 22离开光源座9，使光源座便于移动。当光源座移动到确定位置后，电磁控位装置21 停止产生磁力，顶体22则由于弹簧20的张力再次转换为顶紧位，顶紧光源座。图9a 中光源座固定装置处于顶紧状态，在图9a由于弹簧张开对顶体22形成压力挤压光源座 9，使得光源座能够很好固定住；图9b中光源座固定装置处于松弛状态，在图9b当光 源座需要移动时，仪器控制系统发出信号使得电磁控位装置的电磁体21形成产生电磁 力，吸引顶体22克服弹簧20的张力回缩，此时顶体22离开光源座9，光源座就可以 较方便的移动。第一可旋转固定定点7和第二可旋转固定定点8是驱动杆11穿过支撑 架18的两个连接点。

实施例5本实施例是在实施例2的基础上参照实施例4的方式给旋转移动圆形或 扇形光源座也安装一个电磁固定装置，更好提高光源的稳定性；

实施例6实施例是在实施例3的基础上参照实施例4给驱动光纤移动的装置光纤固 定架19安装一个电磁固定装置，使得光纤支架及光纤更好固定。

实施例7：

本实施例与实施例4的区别在于，光源座9的固定方式通过锁紧驱动电机10的轴 实现。

实施例8：

本实施例与实施例4、5、6、7的区别在于，该设计实施例的固定方式是通过安装 在支撑架上或附属装置上的固定螺丝装置顶紧光源座，或光纤支架实现的。在移动光源 座时需要松开固定螺丝装置。

本发明提供了一种生化分析仪智能光源更换装置与故障判断更换方法，具体实现该 技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本 技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和 润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均 可用现有技术加以实现。