一种磁吸式血培养瓶及在线式电阻抗检测血培养仪

摘要

本实用新型提供了一种磁吸式血培养瓶及在线式电阻抗检测血培养仪，通过把检测电极设置在培养瓶侧面来增加电极之间的距离，提高检测灵敏度，通过在圆盘体上设置的固定磁铁与培养瓶的磁性金属片配合，不仅减少了检测电路的导线连接，而且便于培养瓶的快速拆卸，并利用圆盘体旋转完成对培养液的摇晃，便于血培养仪的全自动化的实施。

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物化学检测技术领域，尤其涉及一种磁吸式血培养瓶及在线式电阻抗检测血培养仪。

背景技术

血培养仪是一种用于检验血液样品中有无细菌存在的微生物学检查装置，对于快速检测临床上严重危及患者生命的败血症、菌血症患者血液中是否有细菌生长以明确诊断具有十分重要的作用。

现有的血培养仪电阻抗检测因为培养瓶结构问题，电极只能从瓶口插入，检测电极之间的相对距离一般只能控制在10mm左右。在一定程度上影响检测灵敏度。现有技术CN201120250854.7中公开了一种电极血培养瓶包括培养瓶、瓶底、过滤板、瓶盖及胶塞，培养瓶与瓶底中间放过滤板后可拧紧，盖上胶塞密封瓶盖后为一个密封培养容器，密封培养容器底部为两支电极，容器中间为适于微生物生长的各种培养基，容器内部、培养基上面有混合气体。该发明虽然把电极设置在瓶底，但是由于培养瓶大小的限制，检测电极之间的距离仍较为狭窄。

而且现有的血培养仪采用摇晃式混匀技术存在成本高，占用空间大，取放血培养瓶不方便、传感器的安装困难以及接线不方便等不足；限制了这些血培养仪的全自动化的实施。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种磁吸式血培养瓶及在线式电阻抗检测血培养仪，通过把检测电极设置在培养瓶侧面来增加电极之间的距离，提高检测灵敏度，通过在圆盘体上设置的固定磁铁与培养瓶的磁性金属片配合，不仅减少了检测电路的导线连接，而且便于培养瓶的快速拆卸，并利用圆盘体旋转完成对培养液的摇晃。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种磁吸式血培养瓶，包括：培养瓶、磁性金属片和电极针；所述培养瓶侧面靠近瓶口的一端和靠近瓶底的一端的均设有电极针和磁性金属片，所述电极针位于培养瓶的同一轴线上，且电极针一端穿过培养瓶置于培养瓶内侧，另一端连接对应的磁性金属片，所述磁性金属片固定在培养瓶上。

需要说明的是：通过设置的磁性金属片能够把培养瓶通过磁力固定到培养仪上，以便于培养瓶的快速装卸；而且磁性金属片不仅扩大了电极针与检测电极接触面，还增加了与磁铁的贴合面积，使培养瓶的安装更加稳定；进一步的，所述电极针可以采用直径1mm长为10-20mm左右的316不锈钢丝，并在距离培养瓶端面5-15mm嵌入培养瓶侧面，所述磁性金属片可以采用40*20*0.5mm镀锌铁片，不锈钢丝与镀锌铁片可以采用点焊固定，以此完成预置两个检测电极的磁吸式血培养瓶。

优选地，所述培养瓶的截面呈等腰梯形或者圆弧形，所述电极针设置在等腰梯形培养瓶的下底面或者圆弧形培养瓶的弦线面上。

需要说明的是，通过采用截面呈等腰梯形或者圆弧形的培养瓶，并把电极针设置在等腰梯形培养瓶的下底面或者圆弧形培养瓶的弦线面上，不仅便于培养瓶的安放，而且能够使电极针在使用时能够充分浸入培养液中，提高检测的精准度。

优选地，所述电极针设置在下底面或弦线面的中心线偏向一侧的位置，且与中心线距离L为5-10mm；所述磁性金属片呈矩形，且与培养瓶底面平行设置。

需要说明的是，把电极针偏向中心线一侧设置，使电极针在培养瓶旋转到一定角度时，电极针平面处于水平状态(培养瓶旋转到处于0°或者180°)时电极针能够完全浸入培养液里，便于检测。

所述培养瓶的底部设有取放铁片。

需要说明的是，通过设置取放铁片，通过利用电磁铁就可以方便培养瓶的拆装，减少操作步骤，提高工作效率。

一种在线式电阻抗检测血培养仪，包括磁吸式血培养瓶、固定架、控制电机、圆盘体和检测装置；所述控制电机设置在固定架上，并通过传动轴带动圆盘体旋转，所述圆盘体的盘面上对应培养瓶大小沿径向间隔设有若干置物槽，所述培养瓶沿圆盘体径向设置在置物槽内，所述置物槽中对应培养瓶两端的磁性金属片分别设有固定磁铁，所述固定磁铁上对应电极针分别设有B电极和C电极，所述检测装置与B电极电气连接。

需要说明的是，所述圆盘体可以使用金属材料(铝或者不锈钢)或者强度比较高的非金属材料如3240环氧树脂板或者环氧树脂覆铜板或者亚克力板作为基体制作，在圆盘体基体一面或者两面都可以设置血培养瓶的置物槽；两面置物槽位置交错布局，从而防止检测结果相互影响；所述控制电机可以采用步进电机(57型、86型步进电机)或者直流减速电机或者交流同步电机。

优选地，所述圆盘体的径向上对应置物槽设置有若干样品干簧管，所述样品干簧管固定在置物槽的外侧，并与圆盘体平行且紧贴圆盘体圆周端面，所述样品干簧管的一端与检测装置电气连接；另一端连接B电极；所述圆盘体水平位置的一侧的机架上设有定位磁铁，且所述定位磁铁能够控制旋转到水平位置的样品干簧管的开关。

需要说明的是，通过利用样品干簧管来对检测装置与电极针的连接电路进行控制，使样品干簧管旋转至定位磁铁位置是才能够对培养液进行检测，从而防止不同培养瓶的检测结果之间的干扰。

优选地，所述圆盘体外侧边缘处设有一个初始位磁铁，所述初始位磁铁设置在相邻干簧管之间，且与定位磁铁相对的圆盘体另一侧的机架上对应设有初始位干簧管。

需要说明的是，对于初始位的检测，安放在圆盘体初始位的初始位磁铁靠近机架上的初始位检测干簧管时(磁铁同样使用20*5*5条形钕铁硼永磁体，5*5截面正对干簧管中心位置，相对距离10mm左右)，初始位干簧管闭合，将检测装置A1电位拉至恒定的GND电位。此时，A1C为恒定的GND，单片机很容易做出判断出初始位。

优选地，所述控制电机经过离合器后通过轴联器与传动轴连接，所述传动轴两端设置在轴承支撑座上，且传动轴上依次设有第一法兰、圆盘体和第二法兰；所述第一法兰第二法兰均与圆盘体同轴设置，所述传动轴远离控制电机的一端设有导电滑环，所述轴承支撑座固定在恒温箱箱体内。

需要说明的是，样品干簧管固定在圆盘体的外侧靠近边缘部分，相邻干簧管引脚之间的距离保持在10mm左右，初始位磁铁占用0.5个到一个样品位，也固定在圆盘体外侧边缘处。电极固定磁铁固定在基体相应位置上，其中靠近内环的为C电极接GND，靠近外环的为B电极；可以根据培养瓶容纳量选择直径在30-80cm甚至更大的圆盘，可以一个或者多个圆盘体并联扩容。圆盘体通过法兰与传动轴连接，同时金属材料的法兰与金属材料传动轴作为电气连接的导线使用也可以从电滑环上取得GND信号线。

优选地，所述C电极靠近圆盘体内环，所述C电极搭铁设置，所述B电极靠近圆盘体外环，所述B电极连接干簧管后通过第二法兰或者导电滑环与检测装置电气连接。

需要说明的是，可以在金属法兰上引出信号线；两个或者多个圆盘体之间通过非金属材料固定，单个圆盘体的信号线可以通过第二法兰引出，多个圆盘体的信号线需要使用电滑环结构引出多条信号线或者多个法兰引出多条信号线。

优选地，所述控制电机以1-2.5r/min的速度带动圆盘体旋转；所述检测装置输出到第B电极的激励信号为具有正弦波波形的电压信号。

需要说明的是，正弦波波形的电压信号在阻抗检测中较为常用(如采用DDS信号发生器来产生正弦波电压信号)，本实用新型的正弦波发生电路图如图7所示，从A点直接引出一路信号同时送到单片机I/O口作为每次检测的参考电压以监测正弦波产生电路的实时电压以防止由于正弦波产生电路输出电压的异常电阻检测结果出现异常。当血培养瓶旋转到达设定位置时，相对应的样品干簧管接通，此时，A1C之间的电压就是BC之间的电压，此电压由RS与血培养瓶内部的电阻抗分压决定；只要将BC电压值与AC电压值进行运算处理，当BC/AC电压比值低于设定参考电压比值(由细菌未生长也就是接种开始的一个短时间内的培养液电阻抗产生的电压)时，系统发出培养阳性提示。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种磁吸式血培养瓶，通过在培养瓶的侧面设置电极针，使电极之间的相对距离大大增加，从而提高阻抗检测的灵敏度，并利用磁性金属片使培养瓶能够通过磁铁的磁力天赋到培养仪上，从而使得培养瓶的安装与拆卸更加便捷，并在培养瓶底部设置取放铁片，以方便方使用电磁铁取放培养瓶，从而为实现全自动取放培养瓶提供了方便。

还提供了一种在线式电阻抗检测血培养仪，采用可旋转的圆盘体来安置培养瓶，使培养瓶在使用过程中能通过圆盘体慢速旋转，从而降低细菌代谢产物对细菌生长的不利影响，而且培养瓶定位方便准确，圆盘体设计占用空间小，节省空间；

并利用培养瓶的磁性金属片与固定磁铁配合，使培养瓶采用预置无导线磁吸式电极设计，方便进行快速电气连接；

采用干簧管配合定位磁铁定位检测解决了一对检测线通过分时原理解决多个样品的检测问题；

干簧管一端连接B电极，另一端通过导电滑环或者法兰与检测装置进行电气连接，解决了旋转导致导线扭结的可能；而C电极通过搭铁设计，减少了线缆连接量，大大简化了整个检测装置的系统布局。

通过在检测装置中设置正弦波波形的电压信号，在检测培养瓶电阻抗的同时检测偏置的正弦波输出电压从而消除了因为正弦波电压本身的波动而产生的误差的可能，在保证检测精度的前提下，降低了对偏置的正弦波的要求从而简化了正弦波产生电路，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的一种磁吸式血培养瓶的立体示意图。

图2为本实用新型实施例1的一种磁吸式血培养瓶的剖视图。

图3为本实用新型实施例1的磁性金属片和电极针的立体示意图。

图4为本实用新型实施例2的一种磁吸式血培养瓶的立体示意图。

图5为本实用新型实施例3的一种在线式电阻抗检测血培养仪的立体示意图。

图6为本实用新型实施例3的圆盘体的立体示意图。

图7为本实用新型实施例3的正弦波产生电路及检测电极接线示意图。

图8为本实用新型实施例3的干簧管连接电路图。

图9为本实用新型实施例3的圆盘体基本结构示意简图。

图10为本实用新型实施例3的血培养仪整体电气连接框图。

图11为本实用新型实施例3的圆盘体机械连结构接示意简图。

图12为本实用新型实施例3的恒温箱结构示意简图。

图13为本实用新型实施例4的一种在线式电阻抗检测血培养仪的立体示意图。

图14为本实用新型实施例4的圆盘体的立体示意图。

图中：1、培养瓶；2、磁性金属片；3、电极针；4、取放铁片；5、固定架；51、轴承支撑座；6、控制电机；7、圆盘体；8、检测装置；9、传动轴；10、置物槽；11、固定磁铁；12、B电极；13、C电极；14、样品干簧管；15、定位磁铁；16、初始位磁铁；17、初始位干簧管；18、第一法兰；19、第二法兰；20、导电滑环；21、恒温箱。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不指在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-图3所示，一种磁吸式血培养瓶，包括：培养瓶1、磁性金属片2和电极针3；所述培养瓶1侧面靠近瓶口的一端和靠近瓶底的一端的均设有电极针3和磁性金属片2，所述电极针3位于培养瓶1的同一轴线上，且电极针3一端穿过培养瓶1置于培养瓶1内侧，另一端连接对应的磁性金属片2，所述磁性金属片2固定在培养瓶1上。

所述电极针3可以采用直径1mm长为12mm左右的316不锈钢大头针，并在距离培养瓶1端面10mm嵌入培养瓶1侧面，所述磁性金属片2可以采用40*20*0.5mm镀锌铁片，大头针与镀锌铁片可以采用点焊固定，以此制成预置两个检测电极的磁吸式血培养瓶1。

所述培养瓶1的截面呈等腰梯形，所述电极针3设置在等腰梯形培养瓶1的下底面上。

所述电极针3设置在下底面的中心线偏右的位置，且与中心线距离L为5mm；所述磁性金属片2呈矩形，且与培养瓶1底面平行设置。

所述培养瓶1的底部设有取放铁片4。

本实施例的一种磁吸式血培养瓶的工作原理和使用方法：

本实施例提供的一种磁吸式血培养瓶，通过在培养瓶1的侧面设置电极针3，使电极之间的相对距离大大增加，从而提高阻抗检测的灵敏度，并利用磁性金属片2使培养瓶1能够通过磁铁的磁力天赋到培养仪上，从而使得培养瓶1的安装与拆卸更加便捷，并在培养瓶1底部设置取放铁片4，以方便方使用电磁铁取放培养瓶1，从而为实现全自动取放培养瓶1提供了方便。

使用时，通过在培养仪上设置磁铁来把培养瓶1吸附打培养仪上进行固定，并通过旋转使培养瓶1倾斜一定角度，是电极针3能够完全浸入培养液里，从而完成对培培养瓶1中物质的阻抗检测，并利用培养瓶1培养瓶1底部的取放铁片4与电磁铁配合来对培养瓶1进行快速拆卸。

实施例2

如图4所示，一种磁吸式血培养瓶，包括：培养瓶1、磁性金属片2和电极针3；所述培养瓶1侧面靠近瓶口的一端和靠近瓶底的一端的均设有电极针3和磁性金属片2，所述电极针3位于培养瓶1的同一轴线上，且电极针3一端穿过培养瓶1置于培养瓶1内侧，另一端连接对应的磁性金属片2，所述磁性金属片2固定在培养瓶1上。

所述电极针3可以采用直径1mm长为10-20mm左右的316不锈钢丝，并在距离培养瓶1端面5-15mm嵌入培养瓶1侧面，所述磁性金属片2可以采用40*20*0.5mm镀锌铁片，不锈钢丝与镀锌铁片可以采用点焊固定，以此完成预置两个检测电极的磁吸式血培养瓶1。

所述培养瓶1的截面呈圆弧形，所述电极针3设置在圆弧形培养瓶1的弦线面上。

所述电极针3设置在下底面或弦线面的中心线偏向一侧的位置，且与中心线距离L为10mm；所述磁性金属片2呈矩形，且与培养瓶1底面平行设置。

所述培养瓶1的底部设有取放铁片4。

与实施例一相比：

本实施例提供的一种磁吸式血培养瓶，采用圆弧形截面的培养瓶1便于培养瓶1的安放，而且能够使电极针3在使用时能够充分浸入培养液中，提高检测的精准度。

实施例3

如图5-图12所示，本实施例的一种在线式电阻抗检测血培养仪，包括：包括实施例1的磁吸式血培养瓶1、固定架5、控制电机6、圆盘体7和检测装置8；所述控制电机6设置在固定架5上，并通过传动轴9带动圆盘体7旋转，所述圆盘体7的盘面上对应培养瓶1大小沿径向间隔设有若干置物槽10，所述培养瓶1沿圆盘体7径向设置在置物槽10内，所述置物槽10中对应培养瓶1两端的磁性金属片2分别设有固定磁铁11，所述固定磁铁11上对应电极针3分别设有B电极12和C电极13，所述检测装置8与B电极12电气连接。

所述圆盘体7的径向上对应置物槽10设置有若干样品干簧管14，所述样品干簧管14固定在置物槽10的外侧，并与圆盘体7平面平行且紧贴圆盘体7圆周端面，且其一端与检测装置8电气连接；另一端连接B电极12；所述圆盘体7水平位置的一侧的机架上设有定位磁铁15，且所述定位磁铁15能够控制旋转到水平位置的样品干簧管14的开关。

所述圆盘体7外侧边缘处设有一个初始位磁铁16，所述初始位磁铁16设置在相邻干簧管之间，且与定位磁铁15相对的圆盘体7另一侧的机架上对应设有初始位干簧管17。

所述控制电机6经过离合器后通过轴联器与传动轴9连接，所述传动轴9两端设置在轴承支撑座51上，且传动轴9上依次设有第一法兰18、圆盘体7和第二法兰19；所述第一法兰18第二法兰19均与圆盘体7同轴设置，所述传动轴9远离控制电机6的一端设有导电滑环20，所述轴承支撑座51固定在恒温箱21箱体内。

所述C电极13靠近圆盘体7内环，所述C电极13搭铁设置，所述B电极12靠近圆盘体7外环，所述B电极12连接干簧管后通过导电滑环20与检测装置8电气连接。

优选地，所述控制电机6以2.5r/min的速度带动圆盘体7旋转；所述检测装置8输出到第B电极12的激励信号为具有正弦波波形的电压信号。

本实施例的一种在线式电阻抗检测血培养仪的工作原理和使用方法：

本实施例提供的一种在线式电阻抗检测血培养仪，采用可旋转的圆盘体7来安置培养瓶1，使培养瓶1在使用过程中能通过圆盘体7慢速旋转，从而降低细菌代谢产物对细菌生长的不利影响，而且培养瓶1定位方便准确，圆盘体7设计占用空间小，节省空间；并利用培养瓶1的磁性金属片2与固定磁铁11配合，使培养瓶1采用预置无导线磁吸式电极设计，方便进行快速电气连接；采用干簧管配合定位磁铁15定位检测解决了一对检测线通过分时原理解决多个样品的检测问题；干簧管一端连接B电极12，另一端通过导电滑环20或者法兰与检测装置8进行电气连接，解决了旋转导致导线扭结的可能；而C电极13通过搭铁设计，减少了线缆连接量，大大简化了整个检测装置8的系统布局；通过在检测装置8中设置正弦波波形的电压信号，在检测培养瓶1电阻抗的同时检测偏置的正弦波输出电压从而消除了因为正弦波电压本身的波动而产生的误差的可能，在保证检测精度的前提下，降低了对偏置的正弦波的要求从而简化了正弦波产生电路，降低了成本。

使用时，培养仪设置在恒温箱21中，把培养瓶1通过固定磁铁11对磁性金属片2吸附能力，把培养瓶1固定到圆盘体7上，并使电极针3与固定磁铁11上的B电极12与C电极13对应连接，完成对培养瓶1的安装；开始工作时，有控制电机6带动圆盘体7进行旋转，在培养瓶1未旋转至定位磁铁15的位置时，检测装置8与C电极13之间相当于开路；当旋转至水平位置时，电极针3完全浸没在培养液中，同时样品干簧管14在定位磁铁15的作用下进行连通，从而使检测装置8检测能够自动对培养液进行阻抗检测。

实施例4

如图13、图14所示，本实施例的一种在线式电阻抗检测血培养仪，包括：包括实施例1的磁吸式血培养瓶1、固定架5、控制电机6、圆盘体7和检测装置8；所述控制电机6设置在固定架5上，并通过传动轴9带动圆盘体7旋转，所述圆盘体7的两侧盘面上对应培养瓶1大小沿径向间隔交错设有若干置物槽10，所述培养瓶1沿圆盘体7径向设置在置物槽10内，所述置物槽10中对应培养瓶1两端的磁性金属片2分别设有固定磁铁11，所述固定磁铁11上对应电极针3分别设有B电极12和C电极13，所述检测装置8与B电极12电气连接。

所述圆盘体7的径向上对应置物槽10设置有若干样品干簧管14，所述样品干簧管14固定在置物槽10的外侧，并与圆盘体7平面平行且紧贴圆盘体7圆周端面，所述样品干簧管14一端与检测装置8电气连接；另一端连接B电极12；所述圆盘体7水平位置的一侧的机架上设有定位磁铁15，且所述定位磁铁15能够控制旋转到水平位置的样品干簧管14的开关。

所述圆盘体7外侧边缘处设有一个初始位磁铁16，所述初始位磁铁16设置在相邻干簧管之间，且与定位磁铁15相对的圆盘体7另一侧的机架上对应设有初始位干簧管17。

所述控制电机6经过离合器后通过轴联器与传动轴9连接，所述传动轴9两端设置在轴承支撑座51上，且传动轴9上依次设有第一法兰18、圆盘体7和第二法兰19；所述第一法兰18第二法兰19均与圆盘体7同轴设置，所述传动轴9远离控制电机6的一端设有导电滑环20，所述轴承支撑座51固定在恒温箱21箱体内。

所述C电极13靠近圆盘体7内环，所述C电极13搭铁设置，所述B电极12靠近圆盘体7外环，所述B电极12连接干簧管后通过第二法兰19与检测装置8电气连接。

优选地，所述控制电机6以2.5r/min的速度带动圆盘体7旋转；所述检测装置8输出到第B电极12的激励信号为具有正弦波波形的电压信号。

与实施例3相比：

本实施例提供的一种在线式电阻抗检测血培养仪，通过在圆盘体7两面交错设置置物槽10，从而能够一次对多个培养瓶1进行检测，提高工作效率。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“上端”、“下端”、“上表面”、“下表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。