引言

随着生物技术和电子技术的发展，医疗检测仪器迅速从半自动向全自动发展，并逐渐从低速向高速过渡。交叉污染是医疗检测仪器的一个重要指标，液面检测系统的灵敏度越高，探针与液体的接触面就越小，交叉污染也就越小。高速仪器对液面检测的灵敏度提出了更高的要求，同时由于通常医疗检测仪器的样本针和试剂针的粗细不一致，而且无法保证同类型探针电容的一致性，因此很有必要设计一套适用于高速仪器的具有自适应能力的高灵敏度液面检测系统。
目前绝大部分厂商都采用锁相环来测电容的方式来实现的液面检测功能。这种方式存在以下问题：
1、无法适应不同的针，需要调整电路上的电阻或电容才能调整到一个最佳检测范围。
2、检测精度一般，在样本管很长，但是只有一点样本的时候容易出现空探测现象。
3、容易带来EMC的问题，辐射发射超标。
4、不能带试管帽液面探测。
因此我们设计了一个液面探测电路板，采用ADI的高精度电容检测芯片+高性能的MCU方式。MCU获取电容变化情况，并进行一系列滤波处理，滤除液面探测的杂波信号。在滤波过后的信号上，再去判断阈值条件是否满足接触液面。并且每次液面探测前需要校准传感器。

探测前校准

为什么要进行探测前校准？

1、消除环境电容变化：液面探测模块采用电容检测原理，检测灵敏度高，响应速度快。但空气介质的电容值很容易受到环境影响，如环境的温度、湿度等。
2、排除系统干扰：液面探测属于微小信号检测模块，医疗仪器的电气和液路系统构成复杂，仪器系统产生的干扰随时可能影响模块检测。
3、消除电路累计误差：模块长时间工作，内部的电路的温度、电气特性可能随时间产生缓慢的漂移变化，即使校准可以有效消除电路漂移。

如何进行探测前校准？

在合适的时机和位置进行探测前校准，对保证探测的成功有决定性的意义
1、每次探测前校准：每一次探测前都校准一次传感器。
2、校准时机：在开始执行探测动作之前，执行校准。然后立即进行探测，可以最大保证探测的可靠性。
3、最佳校准位置：任何空探（未接触液面）位置都可以进行校准，探针处于试管口是最佳的校准位置。
4、如何进行校准：拉高RST引脚10ms，即可完成校准操作。可以再探测前拉高RST引脚，探测完成后拉低RST引脚

穿膜探测与普通探测校准方法相同

微量探测失效分析

问题场景：在50UL极限参数探测，开始能够正常探测，探测几次后，探测失效
原因分析：
1、待测液体流失：探针挂液，带走部分液体；液体自然蒸发
2、非中心探测：由于水表面的张力，液体表面形成内凹，探针可能不在针探测面的中心，导致针进入液体的深度不够
建议：
1、参数理解：实际采样探测场景，一般100UL为常见的最小采样体积。本产品50UL探测体积为模块的极限探测指标，目的是为了完全能够覆盖常规微量采样。
2、极限测试建议：测试极限50UL采样，需要每次采样前都保证足够的液体体积，不可长时间反复连续探测，液体损耗将很快导致探测失效.
3、稳定性测试建议：10W次稳定性测试需要预先准备足量的待测液体，不可同时测试10W连续采样和50UL采样。