（技术篇）IVD仪器常用传感器介绍

John

来源：知乎
继加样针、光学器件之后，今天继续聊聊IVD仪器常用器件之一的传感器。
传感器的应用非常广泛，传感器被称为仪器的眼耳鼻喉，有了传感器仪器才能去感知外部的变化，才能具备自动化的能力。
在IVD仪器中，传感器主要包括如下几类：
1、光电传感器
光电传感器是一种通过光信号的变化来实现检测的器件，也叫光电开光，结构上分两部分一部分是发射单元，一部分是接收单元。


按发射单元和接收单元位置的不同，可以分为反射型和对射型光电传感器。
反射型光电传感器当传感器前方有物体时，会反射不同的光，从而可以识别前方是否有物体。部分黑白相间的条码也可以通这种传感器进行识别。反射型光电传感器常用与IVD仪器的轨道部分，用于检测是否有放置样本架或样本，当样本运输到某个位置时通过传感器检测到后，触发仪器进行相应的动作。
对射型光电传感器，一般为槽型结构，当有物体通过传感器凹槽时，会将发射的光遮挡，从而产生信号。对射型光电传感器应用广泛，可以用于位置检测，撞针检测，转速检测，周期性转动检测等。光电传感器对一个自动化仪器来说，是应用最多最广泛的传感器，可以与不同的结构配合，实现很多不同的功能。
2、温度传感器
IVD中很多检测反应都需要在37°的温度下进行，IVD设备的温控模块也是仪器缺一不可的组成部分，如生化分析仪，化学发光免疫分析仪等都有专用的温度孵育模块。
孵育模块的温度控制准确性和稳定性将直接影响到测试结果的准确性。温度孵育模块一般包括加热器件、温度传感器、温度保护开关、电路控制部分和控制软件组成。
温度控制系统一般通过PID算法进行温度控制，温度传感器是其中非常重要的器件，负责采集温度，通过电路反馈给控制部分，从而完成整个系统的闭环控制。
常用温度传感器包括PT系列和NTC系列，二者都是电阻型的温度传感器，不同的温度下，对应的电阻值不同，通过测量电阻值，即可确定温度值。


PT系列一般用在温度精度要求高的地方，常用的有PT1000和PT100，前者具有更高的灵敏度。
NTC系列一般用于要求不高的温度测量场合。安装时为保证测量结果的准确性，保证温度传感器与测量位置的良好接触，需要在温度传感器与测量位置填充导热硅脂。同时，为了减少外界电磁干扰对测量数据的影响，可在温度传感器导线上安装磁环来屏蔽外界干扰。
3、压力传感器
在IVD仪器的液路系统中，经常会用到压力传感器，用于检测管路中的压力情况，来完成对对应器件的控制和检测。
压力传感器根据检测管路介质的不同，可以分为气体压力检测传感器和液体压力检测传感器。
根据检测压力范围的不同，可以分为正压传感器和负压传感器。


在IVD仪器中，可以通过压力传感器检测的压力反馈给控制系统，从而来控制泵、阀等器件的启停。也可以通过压力传感器检测的压力反馈给报警系统，来对系统的工作状态和器件状态进行报警。以便操作人员准确掌握仪器的状态，及工程师进行准确问题定位。
4、液位传感器
在IVD仪器的液路系统中经常会用到一些装液体的容器，在一起运行过程中，需要随时知晓容器中液体的状态，所以会用到液位传感器。
当容器中液体消耗完后，会触发低液位传感器，部分容器在设计上会通过液路系统自动补液功能，这时就需要检测高液位传感器，触发高液位传感器后关闭进水开关。实现对相应液路器件的控制。


液位传感器也称为浮子传感器，传感器上有浮球，浮球会随着液位高度的变化而变化，当浮球在对应设置的位置时会触发传感器内部器件电路，产生型号，从而实现对液位的检测。
5、气泡传感器
气泡传感器从本质来说也是一种光电传感器，通过光信号的变化来检测管路中是否有气泡，因为气泡和液体对信号的影响是不同的。
在一些IVD仪器中，气泡会影响仪器的加样精度和测试信号，从而影响测量结果，所以需要对管路中气泡进行检测，及时提示结果可能有异常，需要提醒操作者注意。
6、电容检测传感器
在IVD仪器中，不排除液路系统出现管路破损，针堵塞，清洗池溢水等情况，为了保证仪器电气安全，需要对易漏水部分进行溢水检测，及时进行报警和故障处理。
常用漏液检测一般为一种电容结构的传感器，当接触到液体时，传感器的电容会发生变化，从而完成漏液检测。在液位检测的应用中，也可以采用电容式的传感器，将传感器贴在容器侧壁上，当液位到达传感器位置时，会引起电容变化，从而完成检测。
7、重力传感器
重力传感器是一种检测被测物体重量的传感器，在应用中重力传感器也常用于检测容器中液体的消耗，尤其是一些耗材的消耗报警。如清洗剂，溶血剂等。


相对检测液位的方式，重力传感器可以检测到更低残留量的液体，同时传感器无需放入液体中，操作人员在更换耗材时也更方便快捷。
以上，是IVD仪器常用传感器介绍，个人观点，不够全面，欢迎留言补充。
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