一种环境自适应空气式移液泵及其控制方法

技术领域

本发明涉及空气式移液泵技术领域，尤其涉及的是一种环境自适应空气式移液泵及其控制方法。

背景技术

空气移液泵由于其轻巧、紧凑、免维护的优点，广泛应用于IVD(in vitrodiagnostic products体外诊断产品)行业内众多检测仪器中。由于其密封件与液体之间存在一段空气柱，移液泵配合Tip头(吸液尖)使用时，其转移的液体只与tip头接触，最大程度降低了交叉污染的风险。因此在对交叉污染比较敏感的场合尤其是分子诊断领域应用广泛。

在分子诊断领域，待转移液体常常与环境温度有较为明显的温差。在转移这些液体时，连续吸排液，移液泵体中的空气段会被液体加热，从而改变体积，影响移液的准确度。当仪器设备加样量越来越小时，该问题就更加凸显，甚至会影响整机测试的准确性。

因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种环境自适应空气式移液泵及其控制方法，旨在解决现有技术中空气式移液泵的移液精度受温度影响较大的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：一种环境自适应空气式移液泵的控制方法，其包括：

获取移液体积值和预设空腔体积值，根据所述移液体积值和预设空腔体积值得到吸液后空腔体积值；

当吸液完成时，采集第一检测温度值，若未检测到排液指令，则到达预设间隔时间时采集第二检测温度值；

根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到第一体积修正值，并根据所述第一体积修正值调节移液泵的活塞位置，且继续检测排液指令；

当检测到排液指令时，移液泵按照当前活塞位置进行排液。

可选的，所述根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到体积修正值，并根据所述体积修正值调节移液泵的活塞位置，且继续检测排液指令，包括：

计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值，并根据所述第一温度差值得到第一体积修正值；

根据所述第一体积修正值调节移液泵的活塞位置；

继续检测排液指令。

可选的，所述继续检测排液指令之后，还包括：

若未检测到所述排液指令，则到达预设间隔时间时采集第三检测温度值；

计算所述第三检测温度值和第二检测温度值的第二温度差值，并根据所述第二温度差值得到第二体积修正值；

根据所述第二体积修正值调节移液泵的活塞位置；

继续检测排液指令，直至检测到排液指令。

可选的，所述体积修正值的计算公式为：

ΔV＝(T

其中，所述ΔV为体积修正值，所述T

可选的，所述计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值，并根据所述温度差值得到第一体积修正值，包括：

计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值；

获取预设温差阈值；

若所述第一温度差值的绝对值大于所述预设温差阈值，则根据所述第一温度差值得到第一体积修正值。

可选的，所述获取预设温差阈值之后，还包括：

若所述第一温度差值小于或等于所述预设温差阈值，则继续检测所述排液指令。

可选的，所述环境自适应空气式移液泵的控制方法还包括：

当采集到检测温度值时，将所述检测温度值换算为开氏温度值。

本发明解决技术问题所采用的又一技术方案如下：一种环境自适应空气式移液泵，其包括：

获取模块，用于获取移液体积值和预设空腔体积值，根据所述移液体积值和预设空腔体积值得到吸液后空腔体积值；

采集模块，用于当吸液完成时，采集第一检测温度值，若未检测到排液指令，则到达预设间隔时间时采集第二检测温度值；

计算模块，用于根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到第一体积修正值；

调节模块，用于根据所述体积修正值调节移液泵的活塞位置，并继续检测排液指令；

排液模块，用于当检测到排液指令时，移液泵按照当前活塞位置进行排液。

本发明解决技术问题所采用的又一技术方案如下：一种终端，其包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的环境自适应空气式移液泵的控制程序，所述环境自适应空气式移液泵的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的环境自适应空气式移液泵的控制方法的步骤。

本发明解决技术问题所采用的又一技术方案如下：一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的环境自适应空气式移液泵的控制方法的步骤。

有益效果：

发明提供了一种环境自适应空气式移液泵及其控制方法，通过在吸液完成后即时检测一次吸液后空腔中的空气温度，以及在吸液完成后未接收到排液指令时，到达预设间隔时间时再次检测一次吸液后空腔中的空气温度，根据两次连续检测的空气温度值计算出体积修正值，进而可以对应吸液后预设间隔时间后空腔中的空气的体积变化值，针对性调整活塞位置，做出吸液补充或者排液调整，保障移液的精准性，且还避免空气式移液泵出现抖动问题；并且在接收到排液指令之前，可以一直进行校正，直至接收到排液指令，即可控制移液泵按照当前活塞位置进行排液，最大可能的降低温度变化对空气式移液泵的精准度的影响。

附图说明

图1是本发明中环境自适应空气式移液泵的控制方法较佳实施例的流程图。

图2是本发明中环境自适应空气式移液泵的控制方法较佳实施例的原理流程框图。

图3是本发明中图2中A部的原理变形流程框图。

图4是本发明中环境自适应空气式移液泵较佳实施例的功能原理框图。

图5是本发明中终端的较佳实施例的功能原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

空气移液泵由于其轻巧、紧凑、免维护的优点，广泛应用于IVD(in vitrodiagnostic products体外诊断产品)行业内众多检测仪器中。由于其密封件与液体之间存在一段空气柱，移液泵配合Tip头(吸液尖)使用时，其转移的液体只与tip头接触，最大程度降低了交叉污染的风险。因此在对交叉污染比较敏感的场合尤其是分子诊断领域应用广泛。

在分子诊断领域，待转移液体常常与环境温度有较为明显的温差。在转移这些液体时，连续吸排液，移液泵体中的空气段会被液体加热，从而改变体积，影响移液的准确度。当仪器设备加样量越来越小时，该问题就更加凸显，甚至会影响整机测试的准确性。

为解决这一问题，业内通常有以下做法：

1.人工介入：使用手持式的移液泵，操作人员目视手持式的移液泵，观测液体量的多少进行增加与减少。该方法不但无法实现自动化，而且精度难以保证。

2.采用多个移液泵进行轮流移液，或者让泵冷却足够长时间。该方案在一定程度上减小了液体温度对空气段的影响，保证了精度，在成本和效率上却大打折扣。多个移液泵的同时操作还引入了泵的批间差得不偿失。

3.减小空气移液泵中空气段的体积，从而减小移液泵中空气受温差的影响。该方案在一定程度上可以减小影响，但是空气柱体积不可能完全取消，也就没有完全解决该问题。

也就是说，目前的在空气式移液泵领域，其移取的液体介质通常与空气式移液泵中空气存在明显的温差，在空气式移液泵按照移液体积值吸取对应体积的液体之后，液体与空气发生热交换，导致吸液后空腔中空气体积发生变化，严重影响空气式移液泵的移液精度，但是，现有解决方案均不能真正的解决空度变化对空气式移液泵的移液精度的影响问题。

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种环境自适应空气式移液泵及其控制方法、终端及计算机可读存储介质，所述方法包括：获取移液体积值和预设空腔体积值，根据所述移液体积值和预设空腔体积值得到吸液后空腔体积值；当吸液完成时，采集第一检测温度值；若未检测到排液指令，则到达预设间隔时间时采集第二检测温度值，并根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到体积修正值；根据所述体积修正值调节移液泵的活塞位置，并继续检测排液指令；当检测到排液指令时，移液泵按照当前活塞位置进行排液。本发明通过在接收到排液指令之前，每到达预设间隔时间采集一次检测温度变，利用温度差值变化计算出体积修正值，进而不断调整预设空腔体积值的变化值，保障空气式移液泵的移液精度。

请参见图1，本发明实施例所述的环境自适应空气式移液泵的控制方法包括如下步骤：

步骤S100、获取移液体积值和预设空腔体积值，根据所述移液体积值和预设空腔体积值得到吸液后空腔体积值。

具体的，在进行移液作业时，首先开启移液泵，然后控制所述活塞回到初始吸液位置，为吸液做好准备；获取预设空腔体积值，该预设空腔体积值为用于预设值，可以依据实际移液需求进行设置，进而提升空气式移液泵的适用范围；同时，还需要获取即将移取的液体的移液体积值，移液体积值也是依据不同使用场景和不同液体的实际实用需求，预先设置；可知，对于空气式移液泵而言，所述预设空腔体积值即预先设置了所述活塞的移动距离，所述移液体积值不大于所述预设空腔体积值；在获取所述移液体积值之后，所述空气式移液泵控制所述活塞对应移动，按照移液体积值进行吸液；而所述吸液后空腔体积值即吸液后空腔部位空气的体积值；在按照吸液后空腔体积值完成吸液后，进入空气式移液泵中的液体即时与吸液后空腔部位的空气进行热交换，进而导致所述吸液后空腔部位的空气温度变化，导致其体积变化，进而导致活塞移动，造成按照移液体积值移取的液体的体积发生变化，导致空气式移液泵的精度。

如图1所示，所述环境自适应空气式移液泵的控制方法还包括如下步骤：

步骤S200、当吸液完成时，采集第一检测温度值，若未检测到排液指令，则到达预设间隔时间时采集第二检测温度值。

具体地，在获取移液体积值、预设空腔体积值和吸液后空腔体积值，之后空气式移液泵，按照所述移液体积值进行吸液作业；因此，获取移液体积值之后，所述空气式移液泵即时进行吸液，并同步检测空气式移液泵是否完成吸液，若未完成，则继续进行吸液；若完成吸液，当完成吸液时，待移取液体已经进入空气式移液泵中，此时即时采集第一检测温度值，进而获知吸液完成时，吸液后空腔中的空气温度，为后续温度变化的判断提供一个初始的参考温度；在吸液完成时，即时开始实时检测排液指令，若接收到排液指令时，则直接进行排液，并等待下一侧吸液；但是而当未检测到排液指令时，就需要待移取液体暂存与空气式移液泵中，这就导致了泵内液体与吸液后空腔中的空气，具备热交换的时间，此时吸液后空腔中的空气已经发生温度变化，且当到达预设间隔时间时，再采集第二检测温度值，进而既及时获知了吸液后空腔中的空气的温度变化，又避免频繁的温度检测造成空气式移液泵的电机无法及时响应，并且避免空气式移液泵频繁调节活塞位置导致的抖动问题；即若未检测到排液指令，则采集吸液后空腔中的空气的第二检测温度值，进而为后续移液体积修正提供了保障。

如图1所示，所述环境自适应空气式移液泵的控制方法还包括如下步骤：

步骤S300、根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到第一体积修正值，并根据所述第一体积修正值调节移液泵的活塞位置，且继续检测排液指令。

具体地，在检测到两轮温度值时，即根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，得到吸液后空腔中的空气的体积变化，进而计算得到体积修正值，为保障空气式移液泵的移液精度提供了保障；然后按照所述体积修正值调节移液泵的活塞位置，完成一次体积修正，然后再次继续检测排液指令，直至接收到排液指令。

在一些是实现方式中，所述步骤S300具体包括：

步骤S310、计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值，并根据所述第一温度差值得到第一体积修正值；

步骤S320、根据所述第一体积修正值调节移液泵的活塞位置；

步骤S330、继续检测排液指令。

可知，当吸液后空腔中的空气的温的发生变化时，吸液后空腔中的空气的体积也发生变化，进而导致泵内液体的体积发生变化，进而影响空气式移液泵的移液精度；因此，通过计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的温度差值即第一温度差值，并根据所述温度差值得到体积修正值即第二温度差值，进而保障所述空气式移液泵的移液精度；然后按照所述体积修正值调节移液泵的活塞位置，完成一次体积修正，然后再次继续检测排液指令，直至接收到排液指令。

在一些是实现方式中，所述步骤S330之后还包括：

步骤S340、若未检测到所述排液指令，则到达预设间隔时间时采集第三检测温度值；

步骤S350、计算所述第三检测温度值和第二检测温度值的第二温度差值，并根据所述第二温度差值得到第二体积修正值；

步骤S360、根据所述第二体积修正值调节移液泵的活塞位置；

步骤S370、继续检测排液指令，直至检测到排液指令。

可知，在完成第一次体积修正之后，如果没有检测排液指令，所述吸液后空腔中的空气与本体内液体继续进行热交换，通过在若未检测到所述排液指令后的再次温度检测，进而可以持续对进行温度变化后的体积校正，持续保持空气式移液泵的移液精度，直至检测到排液指令，进行排液为止。

在一些是实现方式中，所述体积修正值的计算公式为：

ΔV＝(T

其中，所述ΔV为体积修正值，所述T

需要说明的是，所述空气式移液泵的吸液后空腔中的空气是满足气态方程P1*V1/T1＝P2*V2/T2，并且基本都是在恒压状态下工作，因此V1/T1＝V2/T2温度变化与体积变化成线性关系。可知，上述实施方式中，以第一检测温度和第二检测温度而言，所述第一检测温度为上一次检测温度，所述第二检测温度为当前检测温度；以第二检测温度和第三检测温度而言，所述第二检测温度为上一次检测温度，所述第三检测温度为当前检测温度。

在一些实施方式中，所述步骤S310，包括：

步骤S310a、计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值；

步骤S310b、获取预设温差阈值；

步骤S310c、若所述第一温度差值的绝对值大于所述预设温差阈值，则根据所述第一温度差值得到第一体积修正值。

可以理解，通过设置预设温度阈值，即预先设置温差门限值，进而可以了有效的避免因为测试误差和其他微小温差变化，出现数据拥堵、电机响应不急，以及空气式移液泵频繁调整活塞位置产生抖动；当且仅当此次计算的温度差值的绝对值大于该门限值时，才触发自适应调整，进行体积修正，否则维持不变，不进行体积修正；既提高了对干扰的抵抗力，更加稳定可靠运行，又能同时对于影响移液精度的温度变化进行及时捕捉检测，确保了移液准确性。可知，所述环境自适应空气式移液泵的控制方法，在每次检测出新的温度差值时，即将温度差值的绝对值与所述预设温度阈值进行比对，有效的提升环境自适应空气式移液泵的移液精度。

如图1所示，所述环境自适应空气式移液泵的控制方法还包括如下步骤：

步骤S400、当检测到排液指令时，移液泵按照当前活塞位置进行排液。

可知，完成体积修正后，当检测到排液指令时，即时按照当前活塞位置进行排液，最终实现了空气式移液泵的精准移液。

下面列举一具体实施例进行说明。

实施例一：

基于气体受热膨胀，遇冷收缩的基本原理，空气式移液泵的泵内空气满足气态方程P

如图2所示，所述环境自适应空气式移液泵的控制方法包括：

步骤S1、空气式移液泵启动；

步骤S2、空气式移液泵复位，活塞回到初始吸液位置，准备吸液；

步骤S3、读取系统默认空腔体积V

步骤S4、计算吸液后空腔计算体积V

步骤S5、准备吸液；

步骤S6、检测是否吸液完成；

步骤S7、若否，则继续吸液，返回步骤6，直至吸液完成；

步骤S8、若是，则采集当前空腔温度，并转换为开氏温度T

步骤S9、将计算温度设为刚刚采集的温度，即T

步骤S10、检测是否收到排液指令；

步骤S11、若否，则自动进入环境自适应状态；

步骤S12、再次采集当前空腔温度，并转换为开氏温度T

步骤S13、更新计算温度，T

步骤S14、计算体积修正值△V＝(T

步骤S15、根据体积修正值，调节活塞位置，(体积修正值直接转化为吸排液的量，修正值为正，则为吸液，活塞后移；修正值为负值，则为排液，活塞前移)；

步骤S16、修正细算体积V

步骤S17、返回步骤S10，实时监控，当收到排液指令，活塞前移，开始排液；

步骤S18、排液完毕后，流程结束。

实施例二：

基于气体受热膨胀，遇冷收缩的基本原理，空气式移液泵的泵内空气满足气态方程P

如图2和图3所示，所述环境自适应空气式移液泵的控制方法包括：

步骤S1、空气式移液泵启动；

步骤S2、空气式移液泵复位，活塞回到初始吸液位置，准备吸液；

步骤S3、读取系统默认空腔体积V

步骤S4、计算吸液后空腔计算体积V

步骤S5、准备吸液；

步骤S6、检测是否吸液完成；

步骤S7、若否，则继续吸液，返回步骤6，直至吸液完成；

步骤S8、若是，则采集当前空腔温度，并转换为开氏温度T

步骤S9、将计算温度设为刚刚采集的温度，即T

步骤S10、检测是否收到排液指令；

步骤S11、若否，则自动进入环境自适应状态；

步骤S12、再次采集当前空腔温度，并转换为开氏温度T

步骤Sc、计算温度差值ΔT＝T

步骤Sd、判断|ΔT|＞T

步骤S13、若是则更新计算温度，T

步骤S14、计算体积修正值△V＝(T

步骤S15、根据体积修正值，调节活塞位置，(体积修正值直接转化为吸排液的量，修正值为正，则为吸液，活塞后移；修正值为负值，则为排液，活塞前移)；

步骤S16、修正细算体积V

步骤S17、返回步骤S10，实时监控，当收到排液指令，活塞前移，开始排液；

步骤S18、排液完毕后，流程结束。

在一种实施例中，如图4所示，基于上述环境自适应空气式移液泵的控制方法，本发明还相应提供了一种环境自适应空气式移液泵，包括：

获取模块100，用于获取移液体积值和预设空腔体积值，根据所述移液体积值和预设空腔体积值得到吸液后空腔体积值；

采集模块200，用于当吸液完成时，采集第一检测温度值，若未检测到排液指令，则到达预设间隔时间时采集第二检测温度值；

计算模块300，用于根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到第一体积修正值；

调节模块400，用于根据所述体积修正值调节移液泵的活塞位置，并继续检测排液指令；

排液模块500，用于当检测到排液指令时，移液泵按照当前活塞位置进行排液。

在一种实施例中，如图5所示，基于上述环境自适应空气式移液泵的控制方法，本发明还相应提供了一种终端，包括处理器10、存储器20。图3仅示出了终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据，例如安装所述终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有环境自适应空气式移液泵的控制程序30，该环境自适应空气式移液泵的控制程序30可被处理器10所执行，从而实现本申请中环境自适应空气式移液泵的控制方法。

所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述环境自适应空气式移液泵的控制方法等。

在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中环境自适应空气式移液泵的控制程序30时实现以下步骤：

获取移液体积值和预设空腔体积值，根据所述移液体积值和预设空腔体积值得到吸液后空腔体积值；

当吸液完成时，采集第一检测温度值，若未检测到排液指令，则采集第二检测温度值；

根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到第一体积修正值，并根据所述第一体积修正值调节移液泵的活塞位置，且继续检测排液指令；

当检测到排液指令时，移液泵按照当前活塞位置进行排液。

所述根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到体积修正值，并根据所述体积修正值调节移液泵的活塞位置，且继续检测排液指令，包括：

计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值，并根据所述第一温度差值得到第一体积修正值；

根据所述第一体积修正值调节移液泵的活塞位置；

继续检测排液指令。

所述继续检测排液指令之后，还包括：

若未检测到所述排液指令，则采集第三检测温度值；

计算所述第三检测温度值和第二检测温度值的第二温度差值，并根据所述第二温度差值得到第二体积修正值；

根据所述第二体积修正值调节移液泵的活塞位置；

继续检测排液指令，直至检测到排液指令。

所述体积修正值的计算公式为：

ΔV＝(T

其中，所述ΔV为体积修正值，所述T

所述计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值，并根据所述温度差值得到第一体积修正值，包括：

计算所述第二检测温度值和第一检测温度值的第一温度差值；

获取预设温差阈值；

若所述第一温度差值的绝对值大于所述预设温差阈值，则根据所述第一温度差值得到第一体积修正值。

所述获取预设温差阈值之后，还包括：

若所述第一温度差值小于或等于所述预设温差阈值，则继续检测所述排液指令。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的环境自适应空气式移液泵的控制方法的步骤。

综上所述，本发明公开的一种环境自适应空气式移液泵及其控制方法，所述方法包括：获取移液体积值和预设空腔体积值，根据所述移液体积值和预设空腔体积值得到吸液后空腔体积值；当吸液完成时，采集第一检测温度值，若未检测到排液指令，则采集第二检测温度值；根据所述第二检测温度值和所述第一检测温度值，计算得到第一体积修正值，并根据所述第一体积修正值调节移液泵的活塞位置，且继续检测排液指令；当检测到排液指令时，移液泵按照当前活塞位置进行排液。通过在吸液完成后即时检测一次吸液后空腔中的空气温度，以及在吸液完成后未接收到排液指令时，再次检测一次吸液后空腔中的空气温度，根据两次连续检测的空气温度值计算出体积修正值，进而可以对应吸液后空腔中的空气的体积变化值，针对性调整活塞位置，做出吸液补充或者排液调整，保障移液的精准性；并且在接收到排液指令之前，可以一直进行校正，直至接收到排液指令，即可控制移液泵按照当前活塞位置进行排液，最大可能的降低温度变化对空气式移液泵的精准度的影响。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。