基于分束镜的尿液干化分析方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到生物医学领域的尿常规检测技术领域，具体地说，是一种基于分束 镜的尿液干化分析方法及装置。
【背景技术】
[0002] 尿液分析仪是由机械系统（传动）、光学系统和控制电路系统三部分组成，其中光 学系统是仪器的关键部分，主要实现颜色的采集。其方法主要是将光学照射到试纸的反应 区表面产生反射光，反射光的强度与各个测试项目的反应颜色成有关，而目前采用的是斜 入射的方法，这造成试纸条离光源的距离及入射方向等对测试结果会产生较大的影响，主 要表现在影响测试结果的一致性和测量准确性。
[0003] 虽然有文献报道采用半反半透镜及T型光筒灯的方法能在一定程度上减小测试 结果的一致性和一定程度地提高测量的准确性，但在实际中由于照射光强的变化，会对测 量结果产生明显的变化；还需时常利用白块来实现校准，否则对测量结果会产生较大的影 响；另外，在测量过程中若照射光强发生了较大的变化，设备也无法检测到，不能发出报警 或错误。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于分束镜的尿液干化分析方法 及装置，能够有利于缩小尿液干化分析检测仪或装置的体积，减少试纸条离光源的距离对 测试结果的影响，能够提高测量精度，更易于小型化、产品化。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] -种基于分束镜的尿液干化分析方法，其关键在于按照以下步骤进行：
[0007] 步骤1 :系统初始化；
[0008] 步骤2 :通过测控模块中的触摸式显示单元输入尿液干化分析中每个测试项的经 验公式、各对应项的半定量区间以及检测所需光照强度；
[0009] 步骤3 :所述测控模块控制复合光源发出检测所需的复合光，并使得光束经过位 于十字形扁筒内的分束镜透射后，第一颜色传感器与第二颜色传感器均能够处于正常工作 状态；
[0010] 步骤4 :将试纸条放置在试纸台上，所述测控模块驱动步进电机转动，控制试纸台 上的试纸条经过所述十字形扁筒下方的检测区域；
[0011] 步骤5 :所述测控模块从第一颜色传感器与第二颜色传感器获取试纸条对应色块 的R、G、B分量，并通过温度测量单元检测环境温度；
[0012] 步骤6 :所述测控模块将步骤5获得的R、G、B分量与环境温度代入所述经验公式， 计算得出相应的试纸条的反射率，并根据对应项半定量区间，得出试纸条的半定量值。
[0013] 进一步的，步骤2中所述经验公式为：
[0015] 式中，y*表示对应项的拟合的反射率；c。表示拟合计算系数；Ci表示对应项的红色 分量拟合的一次方的计算系数，c2表示对应项的红色分量拟合的二次方的计算系数，〇,表 示测定的对应项红色分量的值；(：3表示对应项的绿色分量拟合的一次方的计算系数，（：4表 示对应项的红色分量拟合的二次方的计算系数，表示测定的对应项绿色分量的值；(：5表 示对应项的蓝色分量拟合的一次方的计算系数，c6表示对应项的蓝色分量拟合的二次方的 计算系数，DR表示测定的对应项蓝色分量的值；c 7表示对应项的温度拟合的一次方的计算 系数，cs表示对应项的温度拟合的二次方的计算系数，T表示测量时的环境温度值。
[0016] 进一步的，步骤2中所述经验公式中的计算系数采用偏最小二乘法，对多次检测 获取的对应色块的R、G、B分量及测量温度进行二次项拟合得出。
[0017] 进一步的，步骤2中所述经验公式中计算系数的获取步骤如下：
[0018] 步骤2-1 :选择5°C~35°C范围内多个温度点，在各个温度点环境下，将尿液加到 相应试纸条（1)上经过1分钟后，利用现有仪器测试不同浓度的质控液Ι、Π、ΙΙΙ和实际尿 液试纸条⑴中一个试剂区的反射率，其中m为表示测试的次序；
[0019] 步骤2-2 :获取相应试纸块的R、G、B颜色分量值及温度值，并根据偏最小二乘法原 理，求出第m次测试时，上述试剂区的检测参数xQm, xlm, x2m, x3m, x4m, x5m, x6m, x7m, xSm，
[0020] 其中，xQm= 1 ;x lm= D R,m为第m次测试的红色分量；x 2m= (D R,m)2为第m次测试的 红色分量的平方；x3ni= D&为第m次测试的绿色分量；x4ni= (D^)2为第m次测试的绿色分 量的平方；x5n= D B,n为第m次测试的蓝色分量；X 6n= (D B,n)2为第m次测试的蓝色分量的平 方；x7n= T为第m次测试的温值度；X Sni= T 2为第m次测试的温值度的平方；
[0021 ] 步骤2-3 :根据获得的检测参数获得系数计算公式
，并 按照该公式计算得出所述经验公式中的系数c。、q、c2、c3、c4、c 5、c6、c7、cs，k = 0~8。
[0022] 本发明还公开了一种进行上述基于分束镜的尿液干化分析方法的装置，包括用于 放置试纸条的试纸台、用于驱动该试纸台运动的步进电机、位于所述试纸台上方的十字形 扁筒以及测控模块，在所述十字形扁筒的中心位置安装有分束镜，在该十字形扁筒的左右 两侧分别安装有第一颜色传感器与复合光源，在该十字形扁筒的顶部安装有第二颜色传感 器；
[0023] 所述测控模块包括微处理器控制单元，在该微处理器控制单元上连接有触摸式显 示单元、颜色采集单元、步进电机控制单元、温度检测单元、光强控制单元以及无线收发单 元，其中所述颜色采集单元分别与所述第一颜色传感器、第二颜色传感器电连接，所述步进 电机控制单元与所述步进电机电性连接，所述光强控制单元与所述复合光源电连接；
[0024] 所述微处理器控制单元用于实现复合光源的光强控制和从第一颜色传感器与第 二颜色传感器、温度检测单元读取数据，根据相应数据计算出试纸条的反射率，再根据半定 量区间得出试纸条的半定量值，并在触摸式显示单元上显示或通过无线收发单元上传；所 述颜色采集单元用于从第一颜色传感器与第二颜色传感器中读取信息，实现色块的R、B、G 值的获取；所述步进电机控制单元用于实现步进电机的驱动控制；所述温度检测单元用于 对环境温度的检测；所述光强控制单元用于实现复合光源的光照强度调节；所述无线收发 单元用于与外部设备的通讯，实现与外部设备进行数据互通。
[0025] 进一步的，所述光强控制单元的控制信号输入端与所述微处理器控制单元直接连 接，该光强控制单元的信号输出端通过A/D转换模块与所述微处理器控制单元连接，所述 温度测量单元也通过该A/D转换模块与微处理器控制单元实现信息交互。
[0026] 进一步的，在所述微处理器控制单元上还连接有存储单元、数据打印单元以及限 位检测单元，其中所述限位检测单元用于对试纸台的行程进行检测，并发出信息通过微处 理器控制单元控制步进电机的运转。
[0027] 进一步的，所述触摸式显示单元采用触摸式IXD液晶显示屏。
[0028] 进一步的，所述颜色传感器可采用TCS3103高精度颜色传感器、TCS3103高精度颜 色传感器、TCS3103高精度颜色传感器中的一种。
[0029] 本发明中，复合光源提供红色、绿色和蓝色三基色的亮度可调的光；分束镜主要有 两方面作用，一方面是实现将复合光源发射的光反射到试纸条，并将经试纸条反射的光透 到颜色传感器，颜色传感器将颜色的RGB值及光强值转换为相应的数字值，以便进一步的 处理；另一方面是实现将复合光源发射的一部分光直接照射到颜色传感器，检测三种颜色 光的光强，若光强发生了变化，测控模块通过读取颜色传感器获取具体的变化情况，微处理 器在程序的控制下自动调节对应复合光源的亮度，从而保持照射光强为预先设定的值，进 而进一步保证测量结果的精度、测量的稳定性和一致性。两个颜色传感器一个用于检测入 射光强的大小，另一个用于检测经被测试纸块反射的光强大小；十字形扁筒主要用于固定 两个颜色传感器及分束镜，同时减小外界环境光对传感器的影响，以提高最后检测结果的 精度。
[0030] 在实际应用中，首先根据现有仪器获取各测试项的经验公式，