生化分析仪作为体外诊断临床检验必备的分析仪器,被广泛地用于临床检测、流行病学、免疫学、内分泌学等领域,为医师在疾病的诊断、治疗、预防中提供重要的科学依据。微量移液系统作为全自动生化分析仪处理系统的重要功能模块,在加快反应速度、降低成本、增大仪器寿命以及减少试剂用量等方面具有十分重要的意义。其中涉及到多项关键技术,包括多轴运动控制技术、液位探测技术、移液过程监测技术、移液结果检测技术等。本文针对生化分析仪高精度、小型化的需求,进行了生化分析仪微量移液系统关键技术的研究,论文的主要工作有:(1)设计了多功能微量移液机械臂,研究了自动移液控制方法、单轴运动控制算法,多轴协调运动控制策略。利用STM32核心处理器,完成了单轴的S型加减速算法以及多轴、多线程协调运动控制。通过分段的方法对加减速曲线进行了分析与优化,实现了移液系统最小移液量0.40ul,以0.01ul的加样分辨率步进;建立了模块化设计与任务封装的多轴控制策略,简化了多任务的执行过程,提高了移液系统的工作效率。(2)设计了微量移液压力监测系统。通过压力传感器对移液器腔体内压力进行监测,实现了液体试剂的液位探测与移液过程故障的实时监测。通过协调进样臂与移液器活塞杆运动速度的方式,避免了液面泡沫对液位探测精度的影响,提高了液位探测的精度与可靠性;以移液操作的运动学模型建立了正常移液过程压力模型,通过实验法对压力模型参数进行了校正,该模型能较好的反应实际移液过程的压力变化;通过对移液过程压力以及压力的一阶导数进行实时监测,建立了分段处理的双阈值法作为移液故障的评判标准,实现了移液过程中出现的样本量不足、堵针、样本中有气泡等故障现象的实时监测。(3)设计了图像法移液量定量检测系统。利用摄像头采集移液异常情况下的移液吸头图像,建立了背景对比法的液体区域边界提取算法以及结合移液吸头的几何特征的移液量定量识别算法,通过最小二乘法对识别误差进行了误差补偿,提高了检测精度。移液量检测系统将移液偏差量反馈至自动移液控制器,进行移液纠偏处理,实现了微量移液系统移液量的闭环调节,提高了移液精度与可靠性。