中国报告大厅网讯，随着实验室自动化和数字化转型的加速，移液器作为实验室中不可或缺的精密计量工具，其校准技术也在不断革新。2025 年，移液器行业迎来了全自动校准装置的重大突破，这一技术不仅提高了校准效率和准确度，还为化学计量的数字化变革提供了有力支持。本文通过对移液器全自动校准装置的研制与应用进行探讨，展示了这一技术在提升移液器校准效率和准确度方面的显著优势。

  一、移液器全自动校准装置的研制背景

  《2025-2030年中国移液器行业市场调查研究及投资前景分析报告》指出，移液器作为一种高精度的可调容量计量器具，广泛应用于医院、质检中心、食品药品监督检验所等检验检测机构。移液器的准确性直接影响化验结果以及添加剂、霉菌等有毒有害物质检测结果的准确性，对医疗健康和食品药品安全的监管起到重要作用。然而，传统的移液器校准主要依赖人工操作，不仅效率低下，而且容易出现人为误差。随着实验室自动化和数字化转型的加速，开发一套全自动移液器校准装置成为行业发展的必然需求。

  二、移液器全自动校准装置的硬件设计

  (一)移液器的抓取及定位

  移液器全自动校准装置的核心在于实现移液器的自动抓取、定位和校准。装置采用伺服电机通过同步轮与丝杆连接，实现三向运动功能，并在三个运动方向分别加装位置控制器，以实现零点定位及防过冲功能。特制的伺服驱动电动夹爪配合漫反射传感器，能够稳定抓取不同粗细的移液器。此外，储料架的设计提升了检测效率，确保移液器在抓取过程中保持垂直状态。

  (二)基于机器视觉的移液器容量调整

  移液器容量值的识别及准确调整是校准过程中的关键点。装置采用机器视觉(CCD)技术替代人眼完成数据读取功能，通过智能 CCD 的 OCR 检测功能配合深度学习及模糊算法，实时监控和拍摄移液器的示值。设计可开合旋转夹爪对移液器旋钮进行抓握及旋转，使用伺服电机驱动旋转夹爪调节移液器顶部的容积调整旋钮，实现对不同容量的调节功能。CCD 拍摄的数据实时反馈至 PLC，并通过 PLC 反馈给伺服驱动器，实现移液器不同校准点的容积切换，达到精确控制容量的功能。

  (三)移液器液位识别系统设计

  移液器枪头插入深度影响吸液量，因此需要对液面位置及枪头零点位置进行精准定位。装置在储液装置下面安装重量传感器，通过计算抽液量与储液装置液面的线性关系，确定液面零点位置。采用漫反射传感器确定枪头零点位置，系统通过零位反馈，输出信号给 Z 轴滑动模组，确保枪头在液面下 2~3 mm，避免了人工操作时每次实验枪头浸入液面深度不同带来的误差。

  (四)移液器吸/放液系统设计

  移液器按钮的按压精度决定了容量值的准确性。装置设计了旋转夹爪作为按压机构，并在按压机构下方安装压力传感器，用于获取移液器按钮按压时接触面的压力。通过分析移液器的两个停止点的位置，装置能够准确识别移液器两段按压区间，实现移液器吸、放液功能，精度可达到 ±5 g，且重复性好，远大于人手对压力的分辨力。

  (五)移液器液体循环系统设计

  对大量移液器进行连续校准时，储液装置水位下降，称重烧杯水量增加且重量会超过天平最大量程，制约了移液器连续自动校准。装置设计了液体循环系统，在储液槽和称重烧杯间连接软管及蠕动泵。天平数据通过串口发送给蠕动泵，蠕动泵随天平数值变化开启、关闭，完成液体内部循环，防止称量烧杯过载或天平超出最大量程，实现大批量移液器连续自动校准工作。

  三、移液器全自动校准装置的运动控制及通信

  移液器全自动校准装置结构复杂，具有多个伺服电机、重量传感器、机器视觉识别系统、蠕动泵等运动及识别机构。为了兼容不同型号移液器，装置设计了可自定义的软件，通过多参数对方法及路径进行控制，实现动作的灵活调整。可编程控制器(PLC)具有稳定的硬件和软件体系结构，可以处理复杂的逻辑控制任务，同时集成多种通信协议，方便与其他设备进行通信。PLC 通过以太网实现与 CCD 的通信及多轴联动;通过串口与上位机软件、蠕动泵、重量传感器进行通信，确保校准过程的完整统一。

  四、移液器全自动校准装置的上位机软件设计

  为了实现数据自动采集并形成自动记录，装置设计了基于 Python 的上位机人机交互界面，通过内置控制面板实现移液器校准功能的选择。使用 MySQL 建立数据库存储原始数据，并通过 PyMySQL 库实现数据库的连接和访问。电子天平通过串口与上位机相连，自动获取移液器排液质量并对获取数据进行处理及分析。在原始记录模板、数据库和不确定度计算知识库基础上，装置能够智能生成电子记录及证书。整个软件遵循自顶向下、模块化的设计思想，程序结构清晰易懂，具有良好的扩展性和维护性。

  五、移液器全自动校准装置的应用与展望

  移液器行业现状分析指出，移液器全自动校准装置的研制成功，标志着移液器校准技术的重大突破。该装置不仅提高了移液器的校准效率和准确度，还为化学计量的数字化变革提供了有力支持。通过机器视觉及可编程控制器(PLC)替代人工完成移液器的常规校准操作，装置实现了测试数据的自动采集、上传，形成电子记录和证书，最终实现机器代替人工完成所有校准过程。这一技术的应用，不仅释放了更多的生产力，还为探索量大面广的理化类设备的自动化校准提供了研究思路，推动了化学计量向数字化变革的进程。

  综上所述，2025 年移液器行业在全自动校准技术方面取得了显著进展。移液器全自动校准装置的研制成功，不仅提高了校准效率和准确度，还为化学计量的数字化变革提供了有力支持。未来，随着技术的不断改进和应用的进一步推广，移液器全自动校准装置将在更多领域发挥重要作用，助力实验室高效准确工作。