Page 28 - 《中国医疗器械杂志》2025年第6期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2025年 第49卷 第6期

研 究 与 论 著

内外圈 内外圈 导向 压缩 弹簧 满足要求的情况下，对三款加样针进行剖切，分别

固定件2 针芯 固定件1 外套管 套管 弹簧 压片
测量内外壁不同位置的粗糙度值。针剖开实物如
定位支架 图8所示。在同一家测试机构，采用同一台3D光学
焊线接头 轮廓仪（型号：Contour GT-K1）利用白光干涉原

液路接头 理，对表面粗糙度进行非接触式测量，测量位置指
图6 加样针组件结构 示如图9所示。
Fig.6 Structure of sampling needle assembly
使用ANSYS仿真软件对针组件进行撞针受力仿
真，判断撞针后针的变形情况。在仪器上实测针受
到撞击时针尖部位受力大小，并将其作为输入条件，
结合针的材质、针的固定形式等，进行仿真分析。
图7为受到撞击后，针的等效应力仿真图。由图7
图8 针剖开实物照片
可知，针最大的等效应力在针尖位置，为5.028× Fig.8 Cross-sectional photograph of the needle

8
10 Pa，小于材料本身的屈服强度2.07×10 Pa。针撞
6
位置1 位置2
击后，当力消失，应力也会消失，弹性变形可恢复。 针芯变径前 位置3 针芯变径后
（直段） 针芯变径处 （针尖细端）
E: 静态结构
图9 针粗糙度测量位置指示
等效应力
Fig.9 Needle roughness measurement position indication
类型: 等效 (Von-Mises) 应力
单位: Pa
由表3可知，3家厂商的加样针外壁粗糙度值相
时间: 1 s
差不大。而在针内壁的针尖细端和变径处，厂商
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3的内壁粗糙度更好，厂商1的最差。由于同一家
5.028×10 最大
6
厂商的加样针在抛光工艺和抛光时长上保持一致，
4.469×10 6
3.911×10 6 因此同一家厂商同一批次的针内外壁粗糙度基本
3.352×10 6 相同。

2.793×10 6
表3 3家厂商针的粗糙度
2.235×10 6 Tab.3 Roughness values of needles from three manufacturers
1.676×10 6 单位：μm
1.117×10 6 外壁 内壁
厂商
5.587×10 5 位置1 位置2 位置1 位置2 位置3
−10
9.279×10 最小
1 0.023 0.029 0.024 0.036 0.138
2 0.021 0.024 0.011 0.023 0.058
图7 针的等效应力仿真
Fig.7 Equivalent stress simulation of the needle 3 0.032 0.032 0.031 0.009 0.029

基于3家不同厂商生产的加样针，分别从定
2 实测不同厂商的加样针对整机性能的影响
量、携带污染方面对加样针性能进行测试（每家厂
加样针作为生化检测仪器的重要零部件，其质 商都用2根针进行测试，以进一步排除同一家厂商
量和性能好坏直接影响着仪器整机的定量准确度、 的针之间的个体差异），经过测试发现，即使用同
试剂实验结果和不同样本之间携带污染的结果等 一根针做相同的测试，也会因针尖的挂液情况不
性能。 同，造成加样量差异，因测光稳定性、结果校准曲
2.1 加样针粗糙度值测定 线的拟合误差及清洗效果不同等因素而产生不同的
A公司B项目向3家厂商采购相同结构及要求的 测试结果。
加样针，由于各厂商的制作工艺和内外壁的抛光工 2.2 定量测试
艺存在差异，最终制作出3款加样针。在电容值都 定量测试常用的方法为称重法和比色法，称重

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