1. Tổng quan các thành phần

Máy phân tích sinh hóa hoàn toàn tự động là một trong những thiết bị lõi trong các phòng thí nghiệm y tế hiện đại, được sử dụng rộng rãi để phân tích tự động các chỉ số sinh hóa trong máu, nước tiểu và các dịch cơ thể khác. Thiết bị có cấu trúc tinh vi và phức tạp, bao gồm các thành phần sau:

• Hệ thống chuyển mẫu: Bao gồm băng tải giá đỡ ống nghiệm, cánh tay robot và bàn xoay, hệ thống này thực hiện tự động nhận dạng, lấy và chuyển mẫu.
• Hệ thống phân phối hóa chất: Bao gồm các máy bơm chất lỏng chính xác nhiều kênh, thiết bị định vị và nền tảng chai hóa chất để bổ sung chính xác các chất phản ứng khác nhau.
• Hệ thống phản ứng: Bao gồm bồn ổn nhiệt, cốc phản ứng vi mô và khuấy trộn để duy trì môi trường phản ứng ổn định và đầy đủ.
• Hệ thống phát hiện: Một mô-đun phát hiện quang học đo màu phân tích các thông số mẫu dựa trên độ hấp thụ của dung dịch phản ứng.
• Hệ thống rửa và chất lỏng thải: Tự động làm sạch các cốc phản ứng và tái sử dụng chất thải lỏng, ngăn ngừa ô nhiễm chéo.
• Hệ thống điều khiển: Dựa trên PLC hoặc vi xử lý nhúng, hệ thống này điều phối các hoạt động của tất cả các thành phần và kết nối với hệ thống LIS của bệnh viện.

2. Nguyên lý hoạt động

Sau khi thiết bị được cấp nguồn, các động cơ điều khiển hệ thống chuyển mẫu để chuyển các chai mẫu đến vị trí lấy mẫu. Cánh tay robot sau đó định vị và hút một lượng mẫu cố định vào cốc phản ứng. Tiếp theo, hệ thống bơm hóa chất chính xác thêm hóa chất tương ứng vào cốc phản ứng. Cốc phản ứng sau đó được đưa vào khu vực ổn nhiệt, nơi động cơ điều khiển thiết bị khuấy để thúc đẩy quá trình phản ứng. Sau khi phản ứng hoàn tất, mô-đun phát hiện bắt đầu phân tích đo màu và ghi lại dữ liệu. Sau khi hoàn thành, cốc phản ứng được chuyển đến hệ thống làm sạch, nơi động cơ bước hoặc servo điều khiển một nền tảng xoay để làm sạch và sấy khô. Toàn bộ thiết bị dựa vào nhiều động cơ hoạt động phối hợp để thực hiện các thao tác chính xác như chuyển mẫu, định vị, phân phối chất lỏng và khuấy, giúp tự động hóa, hiệu quả và xử lý mẫu theo lô.

3. Vai trò chính của động cơ trong hệ thống

Máy phân tích sinh hóa hoàn toàn tự động đặt ra yêu cầu rất cao về hiệu suất động cơ, điều này cực kỳ quan trọng trong các lĩnh vực sau:

• Điều khiển định vị chính xác: Các thao tác như chuyển mẫu và định vị hóa chất dựa vào động cơ bước hoặc động cơ servo có độ phân giải cao, với độ chính xác thường yêu cầu trong phạm vi 0,01mm.
• Đầu ra ổn định ở tốc độ thấp: Hệ thống khuấy và chuyển cốc phản ứng thường hoạt động ở tốc độ thấp với độ chính xác cao. Các động cơ phải có sự ổn định tốc độ xuất sắc và rung động tối thiểu.
• Thiết kế êm ái và giảm rung: Môi trường y tế yêu cầu thiết bị vận hành êm ái, vì vậy việc lựa chọn động cơ phải tập trung vào việc kiểm soát tiếng ồn và giảm rung.
• Vận hành phối hợp đa trục: Hệ thống điều khiển cần phối hợp các hành động của hơn mười động cơ (như lấy mẫu, thêm hóa chất, phát hiện và làm sạch). Các động cơ phải có khả năng phản hồi mạnh mẽ và đồng bộ hóa chính xác.
• Tuổi thọ cao và bảo trì thấp: Hệ thống điều khiển cần phối hợp các hành động của hơn mười động cơ (như lấy mẫu, thêm hóa chất, phát hiện và làm sạch). Các động cơ phải có khả năng phản hồi mạnh mẽ và đồng bộ hóa chính xác.
• Kháng ăn mòn và thiết kế vệ sinh: Vỏ động cơ phải chống ăn mòn, chống bụi và chống nước (khuyến nghị IP65 trở lên), để chịu được môi trường chứa hóa chất axit và kiềm, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh cao trong phòng thí nghiệm.

4. Giải pháp động cơ tùy chỉnh

Để đáp ứng yêu cầu cực kỳ chính xác và ổn định của máy phân tích sinh hóa, chúng tôi cung cấp các giải pháp hệ thống động cơ được thiết kế đặc biệt cho thiết bị phân tích y tế. Hệ thống chuyển mẫu được khuyến nghị sử dụng động cơ bước vòng kín dòng GPG-MS60, tích hợp bộ mã hóa và bộ giảm tốc để đạt độ chính xác định vị dưới millimeter và lực đẩy ổn định, phù hợp cho các mô-đun lấy mẫu và trượt ray. Hệ thống phân phối hóa chất nên sử dụng động cơ servo vi mô GPG-SV50, có thời gian phản hồi dưới 20ms, đảm bảo phân phối chất lỏng nhanh chóng và chính xác. Đối với hệ thống khuấy, chúng tôi sử dụng động cơ DC không chổi than GPG-BLDC24, cung cấp đầu ra mượt mà, tiếng ồn thấp và vận hành không cần bảo trì, lý tưởng cho việc trộn đồng đều các cốc phản ứng vi mô tốc độ cao. Bộ phận làm sạch sử dụng động cơ bước vi mô GPG-MI35 để điều khiển chính xác nền tảng xoay làm sạch. Tất cả các động cơ đều hỗ trợ giao tiếp CANopen hoặc RS485, tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều khiển hệ thống tập trung và chẩn đoán lỗi.

Thân động cơ được xử lý đặc biệt với lớp phủ chống ăn mòn, và một số mẫu có thể tùy chọn trang bị trục bằng thép không gỉ và cấu trúc kín để ngăn chặn hiệu quả sự ăn mòn hóa chất và xâm nhập của bụi, đảm bảo vận hành ổn định lâu dài của thiết bị. Giải pháp tích hợp này đảm bảo hiệu quả cao và độ chính xác trong chẩn đoán y tế, cung cấp kết quả đáng tin cậy cho các chuyên gia chăm sóc sức khỏe.