智能化八路微流控芯片电泳电驱动仪主控板的利记博彩app
【专利摘要】一种智能化八路微流控芯片电泳电驱动仪主控板，包括CPU、达林顿管、三端可调分流基准源TL431、晶振、运算放大器和低压继电器，CPU有两个，每个CPU内集成有8通道A/D转换器和双路D/A转换器，同时控制2路输出，达林顿管控制低压继电器，低压继电器控制高压继电器实现状态的切换，三端可调分流基准源TL431电路连接CPU，提供电压基准，运算放大器电路连接CPU和电驱动仪中的高压模块，实现CPU控制电压输出和实时电压采样，晶振连接CPU；实现高压继电器输出0伏（接地）、高压和悬浮三种状态。本发明体现了集成化、智能化的特点，节约了生产成本，为研制一种小型化、智能化的电驱动仪提供了技术支持。
【专利说明】智能化八路微流控芯片电泳电驱动仪主控板
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种分析化学仪器设备中用于智能化、小型化的驱动微流控芯片内试剂样品的八路电泳电驱动仪主控板，属于分析化学仪器设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]微流控芯片技术(MiCTOfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析。近20年来，在Manz等提出的微全分析系统(Micro Total Analysis System, ii TAS)理念的引领下构建集成在几平方厘米芯片上的微流控分析系统，使得微流控芯片技术具有以下特点:散热快受到焦耳热的影响较小、液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等优点，可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析，可以在线实现样品的预处理及分析。这使得微流控芯片在生物科学、化学、医学、环境学等领域获得了巨大的发展潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
[0003]流体驱动的自动化控制是微全分析系统研究的基础，也是满足微流控分析芯片分离模式、分离过程及分离重现性的重要保证。目前尚无商业化生产的微流控驱动仪，国内外的科研中所使用的微流控驱动仪基本是从专门的科研机构定制的，个别商品化的仪器，自动化程度低，人、机互动界面质量差，价格高，而且体积大、集成化程度不高，不适于单细胞水平上环境污染物对健康危害性的评价。而主控板是电驱动仪的核心，因此急需研制一种价格低廉，性能好，体积小，集成化程度高的主控板，来对一种适于在单细胞水平上环境污染物毒性评价的智能微流控电泳驱动仪提供技术支持，从而建立适于单细胞水平上污染物毒性评价的新方法和新技术，为疾病、特别是癌症的早期诊断和预警提供技术和方法的支持。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在克服现有电驱动仪主控板的技术不足，提供一种小型化、集成化的智能化八路微流控芯片电泳电驱动仪主控板，以满足微流控系统方面的研究。
[0005]本发明的智能化八路微流控芯片电泳电驱动仪主控板，采用以下技术方案:
[0006]该主控板，包括CPU (中央处理器)、达林顿管、三端可调分流基准源TL431、晶振、运算放大器和低压继电器，CPU有两个，每个CPU内集成有8通道A/D转换器和双路D/A转换器，同时控制2路输出，达林顿管控制低压继电器，低压继电器控制高压继电器实现状态的切换，三端可调分流基准源TL431电路连接CPU，提供电压基准，运算放大器电路连接CPU和电驱动仪中的高压模块，实现CPU控制电压输出和实时电压采样，晶振连接CPU ；
[0007]CPU控制D/A转换器输出控制，实现高压的输出；通过达林顿管增大驱动电流，控制低压继电器的吸合，从而使低压继电器输出12V电压，进而控制电驱动仪中的高压继电器状态的切换；TL431电路为A/D转换器和D/A转换器输出2.5V提供基准源；晶振16M提供CPU工作的基本振荡频率；运算放大器将输出电压转换至0-5V，将输入的检测电压控制到0-2.5V，检测电流转化为0-2.5V ;低压继电器通过CPU的控制来输出3.3V的开关量，驱动达林顿管，进而控制高压继电器的开闭，实现高压继电器输出0伏(接地)、高压和悬浮三种状态。
[0008]每个多路流体智能单细胞电驱动仪设有两个上述主控制板，共8路输出，可以与计算机连接以实现控制、显示、记录等功能，该驱动仪以上述主控板为控制核心，配以光电隔离通讯、高压模块、高压继电器等电路组件。控制指令由计算机通过通讯模块送入主控板；主控板通过高压继电器来控制电压输出；通过D/A转换器，将设置的控制参数转换成模拟信号，这种模拟信号通过放大器被进一步放大，放大的模拟信号控制高压模块进行高压输出，再经过高压继电器与机身外部的高压导线及钼丝电极连接；如果设定输出状态为接地或者悬浮，主控板将通过驱高压继电器来实现；在主控板和高压模块之间设置了电压电流采集电路，当电流监测值超过报警设定值时，主控板将断开高压继电器；对于驱动仪的实时状态显示功能，高压模块的输出电压和电流信号经过放大器放大，再经过A/D转换器转换成数字信号，然后进入主控板，主控板经过智能逻辑运算处理后，由计算机进行实时状态显示。该主控板在设计上体现了集成化和智能化的优点，满足了研制一种小型化、智能化、经济实用的电驱动仪的需要。
[0009]本发明具有以下特点
[0010]1.将微电子技术与微流控技术进行结合，组成了可智能操控的八路电驱动仪主控板，在设计和应用上都体现出集成化、智能化和操作简单的特点。
[0011]2.输出路数可达八路，每路输出可实现“前悬浮、高压、0伏(接地)、后悬浮”四种，实验参数(路数、电压、时间、悬浮、接地等)可自由选择设置。
[0012]3.输出电压稳定性高，可以进行电流电压实时保护。
[0013]4.采用AD，DA集成度在内部的高性能单片机，缩小了控制板的体积。
[0014]5.实验参数实时显示:实时显示每路输出电压、输出电流、输出剩余时间、循环次数等实验参数。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明主控板的电路原理图。
[0016]图2是应用本发明的驱动仪的运行流程图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本发明的智能化八路微流控芯片电驱动仪主控板包括两个CPU (中央处理器)、达林顿管、三端可调分流基准源TL431、晶振、运算放大器和低压继电器。CPU为16位。CPU内集成有A/D转换器和D/A转换器，A/D转换器和D/A转换器均为12位。每个主控板上设置有两个CPU，每个CPU设有双路D/A转换器和8通道A/D转换器，可以同时控制2路输出，所以每个主控板可以同时控制四路。每个电驱动仪有两个主控制板，共8路输出。达林顿管控制低压继电器，低压继电器控制高压继电器实现状态的切换，三端可调分流基准源TL431电路连接CPU，提供电压基准，运算放大器电路连接CPU和电驱动仪中的高压模块，实现CPU控制电压输出和实时电压采样，晶振连接CPU。[0018]晶振的频率是16MHz。晶振电路连接到CPU的52，53管脚，为CPU工作提供系统时钟。达林顿管输入连接到CPU的4.0，4.1，4.2，4.3，输出连接到四个低压继电器。三端可调分流基准源TL431输入12V电压，输出连接到VREF，为AD和DA提供采样基准源。电压输出P6.6，P6.7分别连接到放大电路输入端，输出端接入高压模块。电压检测，通过两个IK的电阻分压，将电压降低到2.5V，连接到P6.2和P6.3AD的输入端。电流采样电路先将电流经过5K的电阻，再通过跟随器后送入到CPU的P6.0和P6.1的输入端。RS485电路MAX485分别连接到CPU的P6.6，P6, ? 7和P3.5另一端连接到485通信模块。
[0019]CPU通过程序与PC通信，控制D/A输出控制，实现高压的输出；通过达林顿管增大驱动电流，控制继电器的吸合，从而使低压继电器输出12V电压进而控制高压继电器状态的切换；TL431电路为A/D和D/A输出2.5V提供基准源；晶振16M提供CPU工作的基本振荡频率；运算放大器将输出电压转换至0-5V，将输入的检测电压控制到0-2.5V，检测电流转化为0-2.5V ;低压继电器通过CPU的控制来输出3.3V的开关量，驱动达林顿管，进而控制高压继电器的开闭，实现高压继电器输出0伏(接地)，高压，悬浮三种状态。
[0020]如图2所示，多路流体智能单细胞电驱动仪可以与计算机连接来实现控制、显示、记录等功能，该驱动仪以图1所示主控板为控制核心，配以光电隔离通讯、高压模块、高压继电器等电路组件构成。控制指令由计算机通过通讯模块送入主控板；主控板通过高压继电器来控制电压输出；通过D/A转换器，将设置的控制参数转换成模拟信号，这种模拟信号通过放大器被进一步放大，放大的模拟信号控制高压模块进行高压输出，再经过高压继电器与机身外部的高压导线及钼丝电极连接；如果设定输出状态为接地或者悬浮，主控板将通过驱高压继电器来实现；在主控板和高压模块之间设置了电压电流采集电路，当电流监测值超过报警设定值时，主控板将断开高压继电器；对于驱动仪的实时状态显示功能，高压模块的输出电压和电流信号经过放大器放大，再经过A/D转换器转换成数字信号，然后进入主控板，主控板经过智能逻辑运算处理后，由计算机进行实时状态显示。该主控板在设计上体现了集成化和智能化的优点，满足了研制一种小型化、智能化、经济实用的电驱动仪的需要。
[0021]本发明将微电子技术与微流控技术进行结合，组成了可智能操控的八路电驱动仪主控板，在设计和应用上都体现出集成化、智能化和操作简单的特点。输出路数可达八路，每路输出可实现“前悬浮、高压、0伏(接地)、后悬浮”四种，实验参数(路数、电压、时间、悬浮、接地等)可自由选择设置。
【权利要求】
1.一种智能化八路微流控芯片电泳电驱动仪主控板，其特征是: 包括CPU、达林顿管、三端可调分流基准源TL431、晶振、运算放大器和低压继电器，CPU有两个，每个CPU内集成有8通道A/D转换器和双路D/A转换器，同时控制2路输出，达林顿管控制低压继电器，低压继电器控制高压继电器实现状态的切换，三端可调分流基准源TL431电路连接CPU，提供电压基准，运算放大器电路连接CPU和电驱动仪中的高压模块，实现CPU控制电压输出和实时电压采样，晶振连接CPU ； CPU控制D/A转换器输出控制，实现高压的输出；通过达林顿管增大驱动电流，控制低压继电器的吸合，从而使低压继电器输出12V电压，进而控制电驱动仪中的高压继电器状态的切换；TL431电路为A/D转换器和D/A转换器输出2.5V提供基准源；晶振16M提供CPU工作的基本振荡频率；运算放大器将输出电压转换至0-5V，将输入的检测电压控制到0-2.5V，检测电流转化为0-2.5V ;低压继电器通过CPU的控制来输出3.3V的开关量，驱动达林顿管，进而控制高压继电器的开闭，实现高压继电器输出0伏、高压和悬浮三种状态。
2.根据权利要求1所述的智能化八路微流控芯片电泳电驱动仪主控板，其特征是，所述CPU为16位。
【文档编号】G05B19/042GK103454953SQ201310425345
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】刘汝涛, 郝明路, 罗亚慧, 刘衍青, 张强, 戴睿轩, 韩超 申请人:山东大学