[發明專利]一種攪拌子檢測系統及其檢測方法

有效

• 申請號: 201610352935.5
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN106054090B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 夏吉安;卓晴;王福洋
• 申請（專利權）人: 北京先驅威鋒技術開發公司
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙)11426
• 代理人: 劉冬梅,路永斌

技術領域

本發明涉及實驗設備領域，具體涉及一種磁力攪拌器，特別地，涉及一種攪拌子檢測系統及其檢測方法。

背景技術

攪拌器是一種使液體或氣體介質強迫對流并均勻混合的器件，尤其在生物、化學、材料或物質分析等多個領域的實驗中作為一種常用的實驗裝置，常用的攪拌器包括機械連桿攪拌器和磁力攪拌器，機械連桿攪拌器是攪拌零件與驅動電機旋轉軸連在一起的結構，其不會發生“失步”現象。

磁力攪拌器是利用容器外部的旋轉磁場帶動磁性攪拌子旋轉運動的，按生成旋轉磁場的方法可分為兩種：一種方法是用電機帶動裝著永磁鐵的轉盤，另一種方法是基于多個線圈生成不同相位的交變電流。相對于機械連桿攪拌器，磁力攪拌器有結構簡單、體積小、對攪拌液體造成的污染較小等優點，但是，攪拌子在旋轉過程中可能發生“失步”現象。發生失步現象的主要原因為攪拌子在旋轉過程中受到的溶液阻力與攪拌子自身的慣性，導致攪拌子無法跟上或明顯快于外部旋轉磁場的旋轉，出現不能轉動或攪拌子飛出容器等現象。因此，“失步”現象對實驗環境、實驗結果、安全性等方面會造成各種影響。在現有技術中，為了避免出現攪拌子的“失步”現象，常用的策略是限制較低的外部旋轉磁場轉速，其轉速是根據不同情況設定的，但是這種方法會導致攪拌溶液的混合均勻程度，甚至影響到實驗、分析的結果。

由于上述原因，本發明人對現有的磁力攪拌器進行改進，提出一種攪拌子檢測系統，可以檢測攪拌子的運動狀態，及時更正攪拌子的“失步”現象，使其進行正常攪拌，從而完成本發明。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種攪拌子檢測系統，該系統可以檢測攪拌子的運動狀態，及時檢測到“失步”現象，并對“失步”現象進行自動更正，使其恢復正常運轉。

具體來說，本發明的一方面在于提供一種攪拌子檢測系統：

(1)一種攪拌子檢測系統，其中，該系統用于檢測攪拌子的運動狀態，其包括容器1、攪拌子2、攪拌器3、第一光電管5、霍爾傳感器4、第二光電管6和控制器，其中，

所述攪拌子包括普通攪拌子和校正攪拌子，所述普通攪拌子為純白色，所述校正攪拌子的一端為白色、另一端為黑色；

所述攪拌器3包括永磁鐵轉盤31和轉盤帶動器32；

所述第一光電管5設置于永磁鐵轉盤31的下方，用于檢測永磁鐵轉盤的起始位置；

所述霍爾傳感器4設置于永磁鐵轉盤31的上方、攪拌子2的下方，且其到永磁鐵轉盤的圓心的距離大于永磁鐵轉盤的半徑，用于檢測攪拌子和永磁鐵轉盤的磁場信號，其中，所述攪拌子為普通攪拌子；

所述第二光電管6位于攪拌子2的上方，用于測量攪拌子2的轉動相位，其中，所述攪拌子為校正攪拌子；

所述控制器用于控制攪拌器3的轉動，并接收和儲存第一光電管5、霍爾傳感器4和第二光電管6的輸出信號；

(2)根據上述(1)所述的系統，其中，

在所述永磁鐵轉盤31上安裝有兩塊方向相反的永磁鐵311，用于形成外部磁場，和/或

所述轉盤帶動器32為步進電機，所述步進電機包括驅動芯片，所述步進電機旋轉一周所需要的脈沖數為N＝N_p·N_a·N_d，其中，N_p為步進電機的極對數，N_a為驅動芯片的換向節拍數，N_d為驅動芯片的細分步數；和/或

所述控制器為單片機；

(3)根據上述(1)或(2)所述的系統，其中，

所述霍爾傳感器與信號放大電路連接形成霍爾信號放大電路，用于檢測攪拌子與永磁鐵轉盤之間的磁場信號，其中攪拌子產生的磁場為攪拌子磁場，記為永磁鐵轉盤產生的磁場為永磁鐵轉盤磁場，記為攪拌子磁場與永磁鐵轉盤磁場疊加后的磁場為疊加磁場，記為

所述信號放大電路用于放大霍爾傳感器的輸出信號，優選地，所述信號放大電路為電容交流耦合放大電路8。

本發明的另一方面在于提供一種檢測攪拌子的運動狀態的方法，具體體現在：

(4)利用上述(1)至(3)之一所述的系統檢測攪拌子的運動狀態的方法，其中，所述方法包括以下步驟：

步驟1、獲得攪拌子的轉動相位，記為θ₁’；

步驟2、分別獲得永磁鐵轉盤的磁場相位，記為θ₀，以及攪拌子的磁場相位，記為θ₁；

步驟3、根據步驟1獲得的攪拌子的轉動相位對攪拌子的磁場相位進行校正，得攪拌子的校正相位，記為θ₁”；