小型生化分析仪自动进样系统设计

 针对全自动生化分析系统高精度、小型化需求,设计了一种新型的小型生化分析仪自动进样系统.采用小型直线步进电机,实现样品的自动提取.根据仪器的性能需求,给出进样系统的结构.通过对试验数据的分析得出系统的误差补偿曲线和校正方法.最后的试验结果表明,系统实现了预期的性能指标,可以满足实用化的需求.     

全自动生化进样系统的设计

医疗检测过程中,传统的人工检测方法效率低、主观误差大、成本高.针对人工检测的缺陷以及生化分析系统高精度、小型化的需求,自主研发了一种全自动生化进样系统.该系统在机械结构上兼具移液和取退吸头的功能,在控制方法上优化了执行机构的控制算法.首先,为满足自动进样系统的实际需求,设计了整个系统的结构和以STM32控制芯片为核心的控制系统;其次,通过论证步进电机的控制算法,决定采用S型曲线控制算法,并对其进行优化和实现,从而提高了系统的控制精度和速度;最后,为进一步提高系统的鲁棒性,对试验数据进行整理和分析,得到了系统的误差补偿曲线和校正方法.结果表明改进后的系统拥有更高的进样精度,满足了更广泛的实际需求,对医疗器械的研发具有指导意义.     

两种标准物质对液相色谱仪自动进样器性能验证的比较分析

采用萘的甲醇溶液和咖啡因两种标准物质,对液相色谱仪自动进样器的性能进行了验证研究,并比较了两种不同标准物质对验证的影响。我们采用紫外-可见检测器的液相色谱仪为例,对自动进样器的进样体积准确性和重复性,进样残留以及进样线性进行了验证研究。     

高精度小型酶联免疫分析仪微量进样系统设计

为提高酶联免疫分析仪微量进样的可靠性与精度,自主研发了一种小型微量自动进样系统。采用丝杆与进样器活塞杆错位平行分布的方式,设计了精巧的进样机构,实现移液和取、退吸头的功能;利用STM32核心控制器,实现了单轴的S型加减速控制以及多轴协调、多线程运动控制;利用分段的方法对加减速曲线进行分析与优化,实现系统最小进样量为1 μL,以0.05 μL的进样分辨率步进;通过试验校验了进样臂的位置精度与进样精度,采用最小二乘线性拟合方法对系统进样误差进行补偿校正。研究结果表明：优化后的S型加减速算法改善了步进电机的运动特性,有效避免了失步与过冲现象,使进样机构具有较高的位置精度;误差补偿后的微量进样系统拥有更高的进样精度与稳定性,在检定进样量为10,50,100 μL时的进样精度分别由±7.2%,±5.3%,±3.2%提高到±1.8%,±1.28%,±1.15%,满足仪器小型化、高精度的设计要求,具有良好的实际应用与推广价值。     

基于Linnik型白光显微干涉光谱测量方法

针对在复杂测量环境下实现薄膜类样品的高精度测量需求,基于白光干涉光谱测量理论,搭建了Linnik型白光显微干涉光谱测量系统,该系统具有较长的工作距离.系统采用5步相移算法实现相位信息的精确提取,通过对绝对距离以及标准薄膜样品的测试,验证了方法的可行性,并在此基础上利用系统实现了对微结构表面形貌和不同材料薄膜厚度的纳米级精度测量.     

气相色谱进样后样品瓶中溶剂挥发情况的分析

近些年,随着气相色谱技术的发展,自动进样技术已经非常成熟,并且大部分实验室的气相色谱都已经自动进样。可是,人们往往会忘记及时处置进样后样品盘上的样品瓶。这些样品瓶中的有机溶剂很有可能挥发到空气中,从而污染实验室内空气。本次试验将对几种常用的气相色谱有机溶剂进样后在样品瓶中可能产生的挥发情况进行监测,进而了解在这种情况下,实验室内空气中相关物质的含量情况。     

气相色谱仪自动进样器系统性能试验研究

气相色谱仪是一种常用的混合气体组成成分检测仪器,其各个组成部分的性能都会关系到气相色谱仪整体的质量。本文对气相色谱仪自动进样器系统的性能试验展开了研究,并详细介绍了气相色谱仪自动进样器系统性能试验的方法,为有关需要提供参考。     

基于NIR的茶叶成分检测仪的设计与实现

本文提出了基于近红外光谱的荼叶成份检测仪的设计与实现.该检测仪采用干涉滤光片作为分光器件,其旋转样品池内嵌了漫反射标准白板,以实现快速交替检测样品及白板漫反射信号,使样品与白板的检测同步完成,简化仪器机械结构,提高了光谱稳定性和样品检测速度与精度.光电信号检测系统采用了InGaAs光电探测器,利用仪表放大器和24位A/D转换器分别完成信号调理和数据采集,以USB 2.0实现仪器与计算机的数据传输,再由计算机化学计量学软件完成吸光度计算及茶叶样品的成分分析.实验结果表明,本样机实测茶叶成份值与理化检验值的相对误差小于5%.     

超声雾化-ICP-OES测定罗非鱼中的6种重金属

本文使用超声雾化进样系统进样,建立了等离子体发射光谱法(ICP-OES)同时测定罗非鱼中Ag、Cd、Co、Cr、Mn、Ni六种重金属的方法。对超声雾化器进样系统的仪器参数进行了优化,在最佳仪器条件下对微波消解的样品进行检测。结果表明,该方法线性相关系数好(R2在0.9993~0.9999),精密度好(RSD在0.31%~1.59%),准确度好,样品加标回收率范围为91.2%-113.7%。该方法具有分析速度快,操作简便,多元素同时测定等优点,应用于实际样品的测定,结果令人满意。     

X射线荧光光谱结合聚类分析检验快递塑料包装袋

目的 针对现场经常提取到的快递塑料包装袋物证,建立一种快速检验分析、样本分类的方法.方法 采用X射线荧光光谱法对41个不同快递公司、不同来源地的快递塑料包装袋样品进行无机元素检验分析.根据不同样品的元素种类含量进行分类,并利用系统聚类和K-Means聚类,对样品进行聚类分析.结果 根据检验得出无机元素含量及其主要元素的比值,对各样品进行有效区分.通过系统聚类的方法,将样品成功聚为4类.用K-Mean算法对聚类结果进行检验,其分组结果基本一致,说明该方法的聚类效果良好.结论 利用X射线荧光光谱法结合聚类分析检验41个样品,结果表明,各类样品特征明显,具有较高的区分度,可以实现对不同公司、不同来源地的快递塑料包装袋进行区分.文中方法为公安工作中处理此类物证提供了一定的理论参考.     

Development of multichannel devices with an array of electrospray tips for high-throughput mass spectrometry

The basic principles of multichannel devices with an array of electrospray tips for high-throughput infusion electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) have been developed. The prototype plastic devices were fabricated by casting from a solvent-resistant resin. The sample wells on the device were arranged in the format of the standard 96-microtiter well plate, with each sample well connected to an independent electrospray exit port via a microchannel with imbedded electrode. A second plastic plate with distribution microchannels was employed as a cover plate and pressure distributor. Nitrogen gas was used to pressurize individual wells for transport of sample into the electrospray exit port. The design of independent microchannels and electrospray exit ports allowed very high throughput and duty cycle, as well as elimination of any potential sample carryover. The device was placed on a computer-controlled translation stage for precise positioning of the electrospray exit ports in front of the mass spectrometer sampling orifice. High-throughput ESI-MS was demonstrated by analyzing 96 peptide samples in 480 s, corresponding to a potential throughput of 720 samples/h. As a model application, the device was used for the MS determination of inhibition constants of several inhibitors of HIV-1 protease.     

Ausbau eines Sektormagnet-RGA zu einem PC-gestützten quantitativen Massenspektrometer

With careful sampling system design and in-situ calibration, Residual Gas Analyzers (RGAs) are becoming an important tool for quantitative Gas Analysis. RGAs were previously thought of as only “cheap and dirty” qualitative instruments for detecting leaks and/or contaminants in vacuum systems. This paper presents design features of RGA sampling systems which should be considered when specifying or building a mass spectrometer sampling system. Important design features are described including non-fractionating, fast time response sampling system design, onboard calibration standards, multiple sample points and remote operation. PC control of both the sampling system and the RGA provides for important features including automatic peak position tuning, spectrum de-convolution, composition analysis based on actual calibration gas standards, and automatic round-robin sampling and data logging. Applications of such integrated sampling systems currently operating at industrial and government facilities performing continuous on-line monitoring and self calibration are also described. All mass spectrometer/RGA sampling systems consist of the same basic subsystems including high vacuum pump/fore pump combination, the mass analyzer instrument including sensor head, control electronics and display, sample inlet valves and flow restrictions, and possibly a sample withdrawal/roughing pump. Although the basics of the system are the same, the finer details of sampling system design are frequently ignored, which make the simpler, less expensive sampling systems inadequate for quantitative gas analysis. Some of these important details which should be considered when writing a specification for a mass spectrometer sampling system are reviewed here.     

电容器盖板自动预压机及其控制系统设计

针对电容器盖板预压工序存在自动化程度低、劳动强度大等不足,设计了电容器盖板自动预压机及其控制系统.对电容器盖板自动预压机的机械系统进行了详细设计,包括铝壳放置转盘组件、电容器定位组件、盖板预压组件、电容器推出组件、电容器接收组件等;采用可编程序逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)作为控制系统的主控制器,实现多种规格电容器盖板的自动预压;依据电容器高度的不同,通过图形操作终端(graphic operating terminal,GOT)设置和调整生产参数.该设备已投入实际生产使用,运行结果表明:整机性能稳定,实际运行状况良好,满足了生产线高柔性化、高效率、高质量的自动化加工要求.     

基于机器视觉的丝网印刷样板尺寸测量方法

丝网印刷样板种类和样式多,每片样板上待测目标也较多,不宜采用一致的梯度阈值参数定位边缘实施测量;此外,传统视觉检测采用定位矩形框建立测量坐标系的方式会引入测量误差,因此,提出一种基于机器视觉的丝网印刷样板的尺寸测量方法。采用一种由粗到细的测量策略,借助每一类待测目标的模板进行信息统计,针对性地设置阈值参数,改善测量精度。在测量阶段,利用基于图像金字塔和归一化互相关函数相结合的分层匹配算法实现多个待测目标的粗糙定位,再使用由模板信息统计获取的阈值参数进行边缘精细定位,建立局部坐标系,完成测量。实验结果表明:在同等实验条件下,此方法能够有效提高测量精度,算法改进后测量结果的平均相对误差由原来的4.02%降到1.47%,并且无需用户介入调整测量参数,适用于不同种类丝网印刷样板的灵活测量。     

表面粗糙度国际比对自动测量系统关键技术研究

基于中国计量科学研究院的表面粗糙度基准计量装置,开展了视觉定位系统、自动操作系统和多自由度位移系统的研究,从而实现依据国际比对协议规定流程的自动化测量。实验验证表明:该系统可有效实现表面粗糙度的自动化测量,满足国际比对的要求。在对国际比对规定的表面粗糙度标准器的测量实验中,该系统的自动定位测量的重复性为4.2nm,相比于手动定位测量提高了2.6倍,有效地减少了测量过程中引入的人为误差。     

距离查找表的产生及其在三维传感中的应用

本文提出了一种快速、简便的三角剖面术查找表算法。根据这种算法,可以从样板上测量三个以上不同高度的点在CCD上成象位置,综合出距离查找表。采用这种方法可以加快以三角剖面术为基础的三维测量过程,减小误差,更重要的是当系统结构发生变化时(如重新安装系统或运输后),可以对样板重新测量,产生新的距离查找表,从而对系统进行自动校正。该算法已在四川大学研制的“鞋楦三维面形自动测量系统”中应用,获得了预期的结果。     

EMS输送小车定位系统自动清洁装置的设计

目的解决EMS输送小车在运行中定位故障频发的问题。方法设计一种EMS输送小车定位系统自动清洁装置,该装置由定位条码清洁机构和读码头清洁机构等部分组成,通过对其关键技术的研究,进行定位条码自动清洁机构、电推杆、读码头自动清洁机构、自动清洁控制系统等的设计及相关控制参数的调整,实现定位系统及读码头的自动定时清洁。结果该自动清洁装置能够使EMS输送小车定位系统保持清洁,消除了定位故障造成的停机,停车定位准确率达到100%。结论实现了EMS输送小车系统无人值守运行,降低了EMS输送系统的运行成本,该装置还可应用于环形穿梭车、堆垛机、移动式翻箱机、条形码移动车等设备的清洁装置。     

衰荡光腔温度控制研究

研制出一套光腔衰荡光谱中的温度控制系统。首先,设计了内壁带有硅胶加热片的控温箱体,将光腔置于箱体中并模拟内部温度分布;然后,对箱体进行有限元分析及参数化扫描,得到最优化情况下加热片的分布及功率大小,保证光腔通光部分温度的均匀性;根据仿真结果完成实际控温箱体和加热片的加工,以比例积分微分（PID）控制算法为核心,设计包括温度采样模块、控制模块、驱动电路模块等在内的硬件电路系统,开发相应的控制算法,精密控制光腔内部的温度变化,实现衰荡光腔通光部分8 h内温度变化标准差不超过0.01 ℃。