基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及尿液检测，具体涉及一种基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置，本实用新型以多单色光和光纤、高精光电传感器、微处理器为核心实现尿液干化分析及数据处理，属于光电技术领域。
【背景技术】
[0002]尿液分析是临床化验中一项常规的检测指标，主要是利用试纸条干化分析的方法检测尿液中白细胞、酮体、亚硝酸盐、尿胆原、胆红素、蛋白质、葡萄糖、尿比重、隐血、PH、维C、肌酐、微量白蛋白的等，其结果可用于泌尿系统疾病的诊断、疗效观察以及能起尿液生化成分改变的其它系统疾病的诊疗，还可用于安全用药检测和健康状态的初评。其检测的基本原理是:各试纸块与尿液中相应成分发生反应后，其颜色会发生变化，且其颜色的变化情况与尿液中被检测物含量呈现确定的规律。这样，只要能获取各试纸块反应后的颜色，就能检测出尿液中被检测物质的半定量结果。因此，尿液干化分析类的装置或仪器的关键是颜色值的获取和半定量结果分析算法两部分，而获取颜色值的精度主要由光学系统的优劣和光电传感器的精度决定。
[0003]目前已有不少文献从上述两个方面进行了讨论，但各有优缺点。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提出一种基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置。本实用新型利用光纤改变现有尿液分析仪的光路系统和信号采集方法，减少试纸条离检测模块的距离、传感器等对测试结果的影响，有效地提高尿液分析仪的测量精度、一致性和稳定性，降低成本，简化装配。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置，包括试纸条和光源，试纸条放在传动机构上可由传动机构带动移动，在试纸条上设有用于对尿液某检测项进行检测的试纸块；所述光源为由2-6种单色LED光源构成的单色光源组，单色光源组中每种单色光分别通过各自对应的照射光纤束垂直照射到试纸块上;试纸块对每种单色光的反射光通过共同的反射光纤照射到光电传感器上，由光电传感器检测经试纸块反射的反射光光强大小;所述光电传感器的输出接微处理器，微处理器同时与温度测量单元和光强控制单元连接，温度测量单元用于检测环境温度并传输给微处理器，光强控制单元用于控制单色光源组中每种单色光的强度保持在设定范围内，并在微处理器控制下依次轮流点亮。
[0007]所述微处理器同时接限位检测单元、步进电机、数据打印单元、存储单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶输入显示单元和供电单元;所述步进电机作为传动机构的动力源，在微处理器的控制下通过传动机构驱动试纸条移动;限位检测单元用于检测试纸条是否移动到位，微处理器根据限位检测单元的检测情况决定步进电机的运行和停止；
[0008]触摸式LCD液晶输入显示单元既作为输入设备向微处理器输入相应参数，也用于作为显示设备显示结果;数据打印单元用于在微处理器的控制下打印所需打印的数据，存储单元用于保存结果等;无线收发单元用于在微处理器的控制下与其它设备实现无线通
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[0009]相比现有技术，本实用新型具体优点如下:
[0010]I)本实用新型通过光纤技术，使得检测光的入射光和反射光在一条线上，可有效减少环境光的影响，并很好地减小试纸条与检测装置之间距离，提高检测精度。
[0011]2)本实用新型利用单色LED光源，可以很好地减小光谱的重叠对检测结果的影响，提高测量精度。
[0012]3)本实用新型因为光纤可以弯曲，能构成一个非常紧凑的结构，故可以缩小尿液分析仪体积，降低成本，简化装配，提高尿液分析仪测量精度、一致性和稳定性。
【附图说明】
[0013]图1-本实用新型光学部分框图。
[0014]图2-本实用新型光纤束组的横截面图。
[0015]图3-本实用新型控制及检测电路原理框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0017]本实用新型提出一种基于多单色光和光纤、高精光电传感器、微处理器的尿液干化分析装置。本实用新型除了能有效地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等对测试结果的影响外，还能有效地提高仪器或设备的测量精度和一致性，降低成本，更易于小型化、产品化，具有广阔的市场潜力。
[0018]本实用新型基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置，包括试纸条和光源，试纸条安装在传动机构上可由传动机构带动移动，在试纸条上设有用于添加尿液以对尿液某检测项进行检测的试纸块。所述光源为由2-6种单色LED光源构成的单色光源组，单色光源组每种单色光分别通过各自对应的照射光纤束(所有单色光的照射光纤束构成光纤束组)垂直照射到试纸块上;试纸块对每种单色光的反射光通过共同的反射光纤照射到光电传感器上，由光电传感器检测经试纸块反射的反射光光强大小。所述光电传感器的输出接微处理器，微处理器同时与温度测量单元和光强控制单元连接，温度测量单元用于检测环境温度并传输给微处理器，光强控制单元用于控制单色光源组中每种单色光的强度保持在设定范围内，并在微处理器控制下依次轮流点亮。
[0019]由此可以看出，本实用新型主要包括机械部分、光学部分和控制及检测电路三部分。
[0020]机械部分主要是将光学部分和控制及检测电路固定于其中，形成一个整体。主要包括微型步进电机、前后限位结构、传送齿轮、传送带和试纸台等，试纸台上设有试纸槽，试纸槽内放置试纸条，试纸块设置在试纸条上。微型步进电机通过传送齿轮、传送带使试纸台移动，以达到传送试纸条、试纸块和为测试提供机械载体的目的。前后限位结构用于检测试纸槽的移动是否到位。
[0021]光学部分(如图1)主要由单色光源组、光纤束组、光电传感器构成，光纤束组中光纤的排列方式见图2。
[0022]其中单色光源组主要由2-6种单色LED光源提供，其亮度可通过微处理器控制，并在微处理器控制下依次轮流点亮。光纤束组主要是实现将各单色LED发出的光通过光纤导光后照射到试纸块上，并通过反射光纤将经试纸块反射的光导入到光电传感器。经光电传感器集成放大后，将光强转换为适当的电压值，并经微处理器内带的A/D转换单元转换为数字值，经过相关的运算后可得到对应测试试纸块项的反射率及半定量结果。同时，利用光纤束可很好地控制光的传播，同时减小外界环境光对传感器的影响，可提高最后检测结果的精度。光电传感器主要用于检测经试纸块反射的光强的大小，本实用新型可选用光电二极管、三极管等光电传感器。
[0023]控制及检测电路主要由微处理器、限位检测单元、步进电机、数据打印单元、温度测量单元、光强控制单元、存储单元、无线收发单元、高精度光电信号处理单元(即光电传感器)、触摸式LCD液晶输入显示单元、供电单元共11个单元构成，如图3所示。触摸式LCD液晶输入显示单元既是输入设备，又是显示设备。限位检测单元用于检测试纸槽的移动是否到位的，用于判断测试是否结束。
[0024]控制及检测电路主要是利用32位微处理器控制步进电机、光强控制单元和高精度光电信号处理单元获取试纸条中试纸块的光强信息，并通过温度测量单元测量的温度值进行修正，使测试结果更准确、可靠，然后根据用户经触摸式LCD液晶输入显示单元的输入情况，将结果通过触摸式LCD液晶输入显示单元显示出来，同时也可通过数据打印单元打印结果等数据，并通过存储单元保存结果，通过无线收发单元实现与其它设备的无线通信。
[0025]本实用新型利用光纤改变现有尿液分析仪的光路和信号采集方法，一方面减少照射光、试纸条离检测模块(光源和光电传感器)的距离等对测试结果的影响，提高尿液分析仪的测量精度、一致性和稳定性，简化装配;另外一方面通过光强控制单元实现光强的自动调节，保持各单色光亮度的稳定性，可进一步提高尿液分析仪的测量准确性。
[0026]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置，包括试纸条和光源，试纸条放在传动机构上可由传动机构带动移动，在试纸条上设有用于对尿液某检测项进行检测的试纸块;其特征在于:所述光源为由2-6种单色LED光源构成的单色光源组，单色光源组中每种单色光分别通过各自对应的照射光纤束垂直照射到试纸块上;试纸块对每种单色光的反射光通过共同的反射光纤照射到光电传感器上，由光电传感器检测经试纸块反射的反射光光强大小；所述光电传感器的输出接微处理器，微处理器同时与温度测量单元和光强控制单元连接，温度测量单元用于检测环境温度并传输给微处理器，光强控制单元用于控制单色光源组中每种单色光的强度保持在设定范围内，并在微处理器控制下依次轮流点亮。2.根据权利要求1所述的基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置，其特征在于:所述微处理器同时接限位检测单元、步进电机、数据打印单元、存储单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶输入显示单元和供电单元;所述步进电机作为传动机构的动力源，在微处理器的控制下通过传动机构驱动试纸条移动；限位检测单元用于检测试纸条是否移动到位，微处理器根据限位检测单元的检测情况决定步进电机的运行和停止； 触摸式LCD液晶输入显示单元既作为输入设备向微处理器输入相应参数，也用于作为显示设备显示结果;数据打印单元用于在微处理器的控制下打印所需打印的数据，存储单元用于保存结果;无线收发单元用于在微处理器的控制下与其它设备实现无线通信。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置，包括试纸条和光源，在试纸条上设有试纸块；光源为由2-6种单色LED光源构成的单色光源组，单色光源组中每种单色光分别通过照射光纤束垂直照射到试纸块上。试纸块对每种单色光的反射光通过共同的反射光纤照射到光电传感器上，由光电传感器检测经试纸块反射的反射光光强大小；光电传感器的输出接微处理器，微处理器同时与温度测量单元和光强控制单元连接。本实用新型利用光纤改变现有尿液分析仪的光路系统和信号采集方法，减少试纸条离检测模块的距离、传感器等对测试结果的影响，有效地提高尿液分析仪的测量精度、一致性和稳定性，降低成本，简化装配。
【IPC分类】G01N21/78
【公开号】CN205229055
【申请号】CN201521046135
【发明人】刘改琴
【申请人】重庆理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月15日