[发明专利]一种流式细胞仪层流控制系统及控制方法

说明书

本发明提供一种流式细胞仪层流控制方法，所述控制方法包括：a)在第一控制输入端输入设定参数，由所述设定参数控制第一气压比例阀对样品池加压；b)第一压力传感器采集样品液压力，由第一信号处理器转换为第一反馈参数；c)第一反馈参数分为调节参数和控制参数两路，所述调节参数与设定参数通过第一模糊PID控制器调整为第一精确控制量；d)控制参数输入由计算比例模块输入到第二控制输入端，由控制参数控制第二气压比例阀对鞘液池加压；e)第二压力传感器采集鞘液压力，由第二信号处理器转换为第二反馈参数；f)第二反馈参数与控制参数通过第二模糊PID控制器调整为第二精确控制量，本发明能够实现调节和压力稳定输出。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种流式细胞仪层流控制系统及控制方法。

背景技术

流式细胞仪是一种基于流式细胞术原理对单细胞及微粒进行定量定性分析及分选的全自动医疗仪器。液流系统作为流式细胞仪的基础系统，将含有被荧光染色的细胞或微颗粒的样本液与作为缓冲液的鞘液按照一定压力比注入流动室，利用液流聚焦原理使细胞或微颗粒在层流状态下依次通过流动室检测区域。控制样本液与鞘液的入口压力稳定比是微型流动室内形成层流的前提和后续信号检测的保障，也是整个仪器核心技术之一。

目前，流式细胞仪液流系统主要采用传统PID控制算法通过控制阀体对外置空气压力及真空供压等动力源进行控制，功能实现建立在有效的、相对精确的系统模型的基础，解决了供压的安全性和快速性问题。但是液流系统却是一个时变的、滞后的、非线性的系统，而且气压源高速供压对液流系统存在随机干扰，反馈调节参数获取滞后，需要长时间达到稳定，建立一个精确的、动态的数学模型困难。目前的解决方案主要集中于研究与开发高性能的电气比例阀，研究各物理参数对气动阀性能的影响，实现性能的最大化，但相关理论国内研究不足，处于研发阶段且费用高。传统流式细胞仪液流系统中，样品液与鞘液两条主液路独立进行控制，形成层流的宽度固定，但样品液入口压力和鞘液入口压力相关性及同步性低，无法在样品液中颗粒直径大小变化时改变入口压力得到合适的层流宽度。

因此，需要一种在控制系统中引入反馈，建立压力闭环和主从结构，进行实时调节、实现压力稳定输出的流式细胞仪层流控制系统及控制方法。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种流式细胞仪层流控制系统，所述控制系统包括第一控制输入端、第二信号控制输入端和流动室，其中

所述第一控制输入端包括第一模糊PID控制器、第一气压比例阀、第一压力传感器、第一信号处理器和样品液池；所述第二控制输入端包括第二模糊PID控制器、第二气压比例阀、第二压力传感器、第二信号处理器和鞘液池；

所述样品液池与所述流动室连通，使所述第一气压比例阀控制样品液流入所述流动室的样品液压力，所述第一压力传感器将所述样品液压力反馈给所述第一模糊PID控制器；

所述鞘液池与所述流动室连通，使所述第二气压比例阀控制鞘液流入所述流动室的鞘液压力，所述第二压力传感器将所述鞘液压力反馈给所述第二模糊PID控制器；

在所述第一控制输入端与所述第二控制输入端之间设有计算比例模块，用于通过所述第一信号处理器将所述样品液压力传递至所述第二模糊PID控制器。

优选地，所述第一模糊PID控制器与所述第一气压比例阀之间通过第一A/D转换器与第一放大器连接。

优选地，所述第二模糊PID控制器与所述第二气压比例阀之间通过第二A/D转换器与第二放大器连接。

优选地，所述第一气压比例阀连接第一气泵，所述第二气压比例阀连接第二气泵。

本发明的另一个发明在于提供一种流式细胞仪层流控制方法，所述控制方法包括：

a)在第一控制输入端输入设定参数，由所述设定参数控制第一气压比例阀对样品池加压；