专利名称：基于光纤传感器的血铅快速检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及血液中微量铅元素含量的检测仪，尤其是基于光纤传感器的血 铅快速检测仪。
技术背景随着城市现代化和工业化的迅速发展，环境铅污染问题日益严重。铅是一 种具有蓄积性的有害元素，是微量元素检测中需重点控制的离子。铅对全身各 系统和器官均有毒性作用。其基本病理过程涉及神经系统、造血系统、泌尿系 统、心血管系统、生殖系统、骨骼系统、内分泌系统、免疫系统、酶系统等多 个方面。其中儿童、妊娠妇女和老年人是最易感的基本人群。 一些研究提示， 由于生理方面的原因，儿童对铅的神经毒性特别易感，处于生长发育期的儿童对 铅的吸收率远远高于成年人,而对铅的排泄较成人低铅对儿童健康的影响是全身 的,不可逆的，且是长期的。近年来,铅中毒现象报道不断增多，铅中毒的问题越来 越受到政府和公众的关注,定期测査血铅特别是儿童血铅水平是一个不容忽视的 问题，也是社会良性发展的需求。目前血铅的测量方法主要有四种红细胞原卟啉(EP)的测试法、原子吸收光谱法(AAS)、塞曼效应石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)、阳极溶出伏 安法(ASV)。用EP法检测会造成儿童实际血铅水平较高而测量结果较低，即 假阴性现象出现。AAS方法所需的静脉血量较多(5~7毫升)。同时由于在处 理血样的过程中是完全暴露在环境(如灰尘)中和血样进行硝化处理过程中使 用国产硝酸本身的铅含量过高，因此可能造成对血样的二次污染，会造成儿童 实际血铅水平较低而测量结果较高。使用塞曼效应石墨炉原子吸收光谱来测定 血铅时必须要有专业技术人员来完成此操作过程.。ASV方法由于现有的电化学 仪器的厂家太杂，检出限和稳定性太差。市面上较普遍的血铅分析仪主要是基 于化学电极的处理方式，该类仪器价格普遍较低，但由于电化学传感器存在汞 污染等自身的特点和制造厂家自身原因，导致仪器的检出限和稳定性都比较差。 另外， 一些比较专业的血铅分析仪采用原子吸收法的原理来测量，这类仪器相 比化学电极类仪器，具有高的检测限和精度，但该类仪器普遍具有操作复杂， 要求人员素质高，环境要求高，价格贵，体积大，无法大范围内普及的缺点。随着生活水平的提高，人们的保健意识不断增强，人们也希望定期检测自 身的微量元素的含量来进行合理的饮食调节。但就目前的微量元素检测方面来说，常见的方法都是到医院去检测，测试结果报告周期较长， 一般情况下一个 月后才能拿到检测结果，耽误了时间不说，有时还错过了最佳的进补排毒时节， 不能满足大多数家庭的需求，即使现存的部分家用产品也存在检测成本较高、 费时、过程复杂等缺点。 发明内容本发明的目的是提供一种快速测量血铅浓度的便携式微型化的基于光纤传 感器的血铅快速检测仪。本发明的基于光纤传感器的血铅快速检测仪，包括光纤传感器探头，法兰 盘，光耦合器，光源，光电探测器，信号滤波放大解调电路，中央处理单元， 显示屏和供电电源模块，光纤传感器探头经法兰盘与光耦合器的出射端相连， 光源发出的光与光耦合器的入射端相连，光耦合器的反射端与光电探测器的输 入端相连，光电探测器的输出端与信号滤波放大解调电路的输入端相连，信号 滤波放大解调电路的输出端与中央处理单元相连，显示屏与中央处理单元相连， 所说的光纤传感器探头包括光纤和盛装被测血液的器皿，光纤的一端具有与法 兰盘连接的光纤接头，光纤的另一端装置有用塑料薄膜封装的和铅发生络合的 环境，器皿底部有微创针头。上述的中央处理单元可采用带有12位A/D功能的微处理器，以提高测量精 度和速度。使用时，利用器皿上的微创针头刺破被检测者的手指，血样滴入器皿内， 把光纤传感器探头的和铅发生络合的环境端放入器皿内压实，器皿底部的针头 剌破环境的封装薄膜，血样进入环境池反应生成铅的络合物。光源通过光纤耦 合器向光纤传感器探头入射光束，带有被测铅的络合物信息的反射光经过光耦 合器进入光电探测器，由光电探测器将光信号转化成电信号输入信号滤波放大 解调电路，信号经过滤波放大解调后进入中央处理单元，中央处理单元通过其 中的软件算法得到最终测试结果，测试结果直接显示在显示屏上。本发明具有以下优点和特点本发明的基于光纤传感器的血铅快速检测仪结构简单，体积小，便携式使 用方便，可以作为日常血铅含量监控的仪器，根据测量结果和提示的信息初步 诊断血铅含量，做好预防工作。该检测仪利用中央处理单元软件算法有利于提 高测量精度和测量速度，并具有记录不同日期下的测量结果，提供打印实时和 历史测量结果曲线图功能。光纤传感探头成本低，便于一次性使用，可避免被 测量者之间的交叉影响，卫生安全可靠。
图1是基于光纤传感器的血铅快速检测仪构成示意图； 图2是光纤传感器探头示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明。参见图l，本发明的血铅浓度快速分析检测仪包括光纤传感器探头E，法 兰盘A，光耦合器B，光源C，光电探测器U1，信号滤波放大解调电路U2，中 央处理单元U3，显示屏U8和供电电源模块U7，光纤传感器探头E经法兰盘A 与光耦合器B的出射端相连，光源C发出的光与光耦合器B的入射端相连，光 耦合器B的反射端与光电探测器U1的输入端相连，光电探测器U1的输出端与 信号滤波放大解调电路U2的输入端相连，信号滤波放大解调电路U2的输出端 与中央处理单元U3相连，显示屏U8与中央处理单元U3相连。图示实例中， 在中央处理单元U3上接有外扩存储器U4，以提高数据存储量。所说的光纤传 感器探头E，如图2所示，包括光纤2和盛装被测血液的器皿4，光纤2的一端 具有与法兰盘A连接的光纤接头1，光纤2的另一端装置有用塑料薄膜封装的 和铅发生络合的环境3，器皿4底部有微创针头5。检测仪中的光源C，信号滤 波放大解调电路U2，中央处理单元U3和外扩存储单元U4均由电源模块U7供 电。上述的光电探测器U1可采用雪崩光电二极管；信号滤波放大解调电路U2 可采用OP77芯片；此例中中央处理单元U3采用ADuC812芯片，光耦合器B 采用1X2光耦合器，外扩存储单元U4可采用62256型EEPROM，电源模块 U7可采用UC3843为核心芯片，显示屏采用20PinLCDHS12864型号。通常可在中央处理单元U3连接通信接口 U5，通信接口 U5可采用RS-232 接口，以便于血铅浓度快速分析检测仪与电脑相连，读取相应的测试数据供分 析应用。
权利要求
1.基于光纤传感器的血铅快速检测仪，其特征是包括光纤传感器探头(E)，法兰盘(A)，光耦合器(B)，光源(C)，光电探测器(U1)，信号滤波放大解调电路(U2)，中央处理单元(U3)，显示屏(U8)和供电电源模块(U7)，光纤传感器探头(E)经法兰盘(A)与光耦合器(B)的出射端相连，光源(C)发出的光与光耦合器(B)的入射端相连，光耦合器(B)的反射端与光电探测器(U1)的输入端相连，光电探测器(U1)的输出端与信号滤波放大解调电路(U2)的输入端相连，信号滤波放大解调电路(U2)的输出端与中央处理单元(U3)相连，显示屏(U8)与中央处理单元(U3)相连，所说的光纤传感器探头(E)包括光纤(2)和盛装被测血液的器皿(4)，光纤(2)的一端具有与法兰盘(A)连接的光纤接头(1)，光纤(2)的另一端装置有用塑料薄膜封装的和铅发生络合的环境(3)，器皿(4)底部有微创针头(5)。
2.根据权利要求1所述的基于光纤传感器的血铅快速检测仪，其特征是中央 处理单元(U3)上接有外扩存储器(U4)。
全文摘要
本发明公开的基于光纤传感器的血铅快速检测仪，包括光纤传感器探头，光耦合器，光源，光电探测器，信号滤波放大解调电路，中央处理单元，显示屏和供电电源模块，其中光纤传感器探头包括光纤和底部有微创针的器皿，光纤的一端连接光耦合器，光纤的另一端装置和铅发生络合的环境。使用时，被测血样进入环境池反应生成铅的络合物，光源通过光纤耦合器向光纤传感器探头入射光束，带有被测铅的络合物信息的反射光经过光耦合器进入光电探测器，由光电探测器将光信号转化成电信号输入信号滤波放大解调电路，信号经过滤波放大解调后进入中央处理单元，中央处理单元通过软件算法得到最终测试结果显示在显示屏上。本发明结构简单，体积小，测量快速、方便。
文档编号G01N21/75GK101236211SQ20081006010
公开日2008年8月6日 申请日期2008年3月6日 优先权日2008年3月6日
发明者娟 康, 徐时清, 李晨霞 申请人:中国计量学院