专利名称：一种便携式高分辨率金标检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种便携式高分辨率金标检测仪。
背景技术：
金标检测仪是20世纪九十年代发展起来的一项新型速测检验仪器，应用抗原抗体特异性规律及胶体金显色原理，目测胶体金试条得到直观的显色结果以判断试条的阴性与阳性。近年来随着电子技术的迅速发展，将电子技术应用到金标检测仪器中，出现了金标试条定量测试仪，对被测样品可进行定性和半定量检测，由于操作简便、快速、可靠、价格较低，成为快速检测微生物病原体以及临床快速诊断疾病的主要技术手段之一 。目前金标检测仪检测金标试条的方法主要是光纤扫描法和CCD成像法。光纤扫描法对于较低浓度试样的反射光强较弱，影响了测量结果的准确性，光纤扫描采用机械扫描装置带动光纤传感器扫描，机械扫描装置结构复杂、体积较大。CCD成像法无机械扫描装置，速度快，数据读取方便，体积较小，但由于分辨率较低，不同浓度的被测样品之间定量测量结果较为接近，仪器对被测液浓度的区分等级受到限制，影响了定量检测结果准确性。并且由于分辨率较低，致使部分样本在接近显色而不能显色的情况下，易得出错误的定性结论。
发明内容本实用新型是为了解决金标检测仪存在的上述技术问题而提供的一种便携式高分辨率金标检测仪，整个仪器体积较小，分辨率较高，具有信息检测、射频标签读取、信号处理、液晶显示、USB接口、蓝牙通讯等功能，内置6节AA电池供电，也可外接9V直流电源，使用安全可靠，检测范围较广、小型便携，可广泛应用于医院临床检测及现场快速检测。本实用新型为实现上述目的采取以下技术方案一种便携式高分辨率金标检测仪由光路系统、电路系统、金标试纸卡组成，检测仪内置6节AA电池供电，也可外接9V直流电源，整个检测仪体积仅为210X110X70mm，外观示意图见图I。光路系统由高亮LED发光管、反射镜、聚焦镜(透镜)、CXD传感器、金标试纸卡槽组成，其特征是高亮LED发光管位于金标试纸卡槽上方一侧与试纸卡槽平面呈20度夹角，反射镜高于LED发光管位于金标试纸卡槽正上方且与试纸卡槽平面呈45度夹角，聚焦镜、(XD传感器与LED发光管同在一侧且与反射镜位于同一水平中心线上,如图2所不，LED发光管、反射镜、聚焦镜、CCD传感器密闭在一盒内，仅在密闭盒的下方金标试纸卡槽处留有开孔。电路系统由射频标签读写装置、A/D转换器、DSP、微控制器、蓝牙通迅模块、USB接口、液晶显示器、输入按键等组成；其中射频标签读写装置由高频模块(发送器和接收器)及天线(耦合线圈)组成；通过天线与金标试纸卡中的射频标签进行无线通信，可以实现对试纸类别和内存数据的读出或写入操作；本实用新型仪器设有USB接口，可方便地与计算机连接，读取机身存储器中保存的数据；仪器设有蓝牙通讯模块，可方便地与上位机进行数据传递，并可与微型蓝牙无线打印机通讯以打印测量结果。液晶显示器为3. 5寸320*240，配合输入薄膜按键，可方便地进行人机界面操作。金标试纸卡由胶体金免疫层析试条和射频标签组成并封装在一个塑料外壳之内，胶体金免疫层析试条位于上部，试条上有一个加样区，一个显色区，显色区有C、T两条色带，未使用的试纸条显色区本底为白色，使用时，向加样区滴入I滴待测液体，一定的时间后，观察显色区的显色情况，两条色带同时出现为阳性，只出现C色带为阴性，C色带不出现为错误检测，不同的检测类型，胶体金免疫层析试条不同；射频标签位于胶体金免疫层析试条下方，由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成的无源电子标签，微芯片存有试纸卡类型、出厂日期、编号等信息，如图3所示。本实用新型实例选用高亮LED光源、高灵敏度2048象素线阵CCD图像传感器，16位A/D转换器，分辨率可达65536，即试条显色线的灰度颜色表示在O 65535的灰度值范围内，识别被测液(样品)显色情况的区分等级较高。本实用新型主要任务是，获取线阵CCD的检测数据，根据识别的试纸类别对该数 据进行处理，识别波谷，并计算波谷幅值的比值，CCD数据形式可以用一条曲线来描述，如图4所示，两个波谷代表C和T两条色带的检测值。本实用新型由于所采用的成像部件分辨率及灵敏度较高，为利用数据冗余，特在微控制器软件设计上设计了依据获取的样品类别自动设置参数及人工手动设置参数的功能，对部分样本接近显色而不能显色的情况下，通过调整特征参数，仪器可以做出正确的定性结论，因而解决了部分样本因不能显色而无法准确定性的问题。整机工作原理框图如图5所示，仪器工作时，首先启动射频标签读写装置，读取试纸类别，传至微控制器，微控制器依据试纸类别调整LED光源，LED光源照射到金标试纸卡槽中的金标试纸卡显色区上，反射光经反射镜反射至聚焦镜(透镜)、光线经聚焦镜(透镜)传入CCD传感器，CCD传感器将光信号转换为电压幅值不等的模拟信号，模拟信号经控制电路板上的A/D转换器转换为数字信号送入DSP，DSP依据射频标签试纸类型，对获取的CCD检测数据进行数据处理，CCD数据形式用一条曲线来描述，计算曲线波谷幅值的比值，如图4所示，两个波谷代表C和T两条色带的检测值。微控制器将测量、分析的数据及结果在液晶屏上显示，显示内容主要有检测时间、检测数据(C和T带的比值)、判断结果(阴性或阳性)、试纸卡类别等，同时并将测量、分析的结果存储至存储器和金标试纸卡中的射频标签中，以便随时调取信息察看。
附图I本实用新型外观示意图附图2光路系统结构及工作原理图附图3金标试纸卡结构图附图4CXD检测数据曲线附图5工作原理图图中标号I高亮LED发光管、2金标试纸卡槽、3反射镜、4聚焦镜(透镜)、5(XD传感器、6射频标签、7胶体金免疫层析试条、8加样区、9显色区、10显色区D条色带、11显色区C条色带具体实施方式
一种便携式高分辨率金标检测仪由光路系统、电路系统、金标试纸卡组成,检测仪内置6节AA电池供电，也可外接9V直流电源，整个检测仪体积仅为210X 110X 70mm，外观示意图见图I。光路系统由高亮LED发光管、反射镜、聚焦镜(透镜)、CCD传感器、金标试纸卡槽组成，其特征是高亮LED发光管位于金标试纸卡槽上方一侧与试纸卡槽平面呈20度夹角，反射镜高于LED发光管位于金标试纸卡槽正上方且与试纸卡槽平面呈45度夹角，聚焦镜、CCD传感器与LED发光管同在一侧且与反射镜位于同一水平中心线上，如图2所示，LED发光管、反射镜、聚焦镜、CCD传感器密闭在一盒内，仅在密闭盒的下方金标试纸卡槽处留有开孔。电路系统由射频标签读写装置、A/D转换器、DSP、微控制器、蓝牙通迅模块、USB接口、液晶显示器等组成；其中射频标签读写装置由高频模块(发送器和接收器)及天线(耦合线圈)组成；通过天线与金标试纸卡中的射频标签进行无线通信，可以实现对试纸类别和内存数据的读出或写入操作；本实用新型仪器设有USB接口，可方便地与计算机连接，读取机身存储器中保存的数据；仪器设有蓝牙通讯模块，可方便地与上位机进行数据传递，并可与微型蓝牙无线打印机通讯以打印测量结果。液晶显示器为3. 5寸320*240，配合输入薄膜按键，可方便地进行人机界面操作。金标试纸卡由胶体金免疫层析试条和射频标签组成并封装在一个塑料外壳之内，胶体金免疫层析试条位于上部，试条上有一个加样区，一个·显色区，显色区有C、T两条色带，未使用的试纸条显色区本底为白色，使用时，向加样区滴入I滴待测液体，一定的时间后，观察显色区的显色情况，两条色带同时出现为阳性，只出现C色带为阴性，C色带不出现为错误检测，不同的检测类型，胶体金免疫层析试条不同；射频标签位于胶体金免疫层析试条下方，由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成的无源电子标签，微芯片存有试纸卡类型、出厂日期、编号等信息，如图3所示。本实用新型实例选用高亮LED光源、高灵敏度2048象素线阵CCD图像传感器，16位A/D转换器，分辨率可达65536，DSP获取线阵CXD的检测数据，根据识别的试纸类别对该数据进行处理，识别波谷，并计算波谷幅值的比值，CCD数据形式可以用一条曲线来描述，如图4所示，两个波谷代表C和T两条色带的检测值。本实用新型由于所采用的成像部件分辨率及灵敏度较高，特在微控制器软件设计上设计了依据获取的样品类别自动设置参数及人工手动设置参数的功能，对部分样本接近显色而不能显色的情况下，通过调整特征参数，仪器可以做出正确的定性结论。整机工作原理框图如图5所示，仪器工作时，首先启动射频标签读写装置，读取试纸类别，传至微控制器，微控制器依据试纸类别调整LED光源，LED光源照射到金标试纸卡槽中的金标试纸卡显色区上，反射光经反射镜反射至聚焦镜(透镜)、光线经聚焦镜(透镜)传入CCD传感器，CCD传感器将光信号转换为电压幅值不等的模拟信号，模拟信号经控制电路板上的A/D转换器转换为数字信号送入DSP，DSP依据射频标签试纸类型，对获取的CCD检测数据进行数据处理，CCD数据形式用一条曲线来描述，计算曲线波谷幅值的比值，如图4所示，两个波谷代表C和T两条色带的检测值。将测量、分析的数据及结果在液晶屏上显示，显示内容主要有检测时间、检测数据(C和T带的比值)、判断结果(阴性或阳性)、试纸卡类别等，同时并将测量、分析的结果存储至身存储器和金标试纸卡中的射频标签中，以便随时调取信息察看。以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或 替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求1.一种便携式高分辨率金标检测仪，其特征是金标检测仪由光路系统、电路系统、金标试纸卡组成，检测仪内置6节AA电池供电，也可外接9V直流电源，整个检测仪体积仅为2IOmmX IlOmmX 70mm。
2.根据权利要求I所述的一种便携式高分辨率金标检测仪，其特征在于光路系统由高亮LED发光管、反射镜、聚焦镜、CCD传感器、金标试纸卡槽组成，高亮LED发光管位于金标试纸卡槽上方一侧与试纸卡槽平面呈20度夹角，反射镜高于LED发光管位于金标试纸卡槽正上方且与试纸卡槽平面呈45度夹角，聚焦镜、CXD传感器与LED发光管同在一侧且与反射镜位于同一水平中心线上，LED发光管、反射镜、聚焦镜、CCD传感器密闭在一盒内，仅在密闭盒的下方金标试纸卡槽处留有开孔。
3.根据权利要求I所述的一种便携式高分辨率金标检测仪，其特征在于电路系统由射频标签读写装置、A/D转换器、DSP、微控制器、蓝牙通迅模块、USB接口、液晶显示器组成；其中射频标签读写装置由高频模块及天线组成；通过天线与金标试纸卡中的射频标签进行无线通信，可以实现对试纸类别和内存数据的读出或写入操作；本实用新型仪器设有USB接口，可方便地与计算机连接，读取机身存储器中保存的数据；仪器设有蓝牙通讯模块，可方便地与上位机进行数据传递，并可与微型蓝牙无线打印机通讯以打印测量结果；液晶显示器为3. 5寸320*240，配合输入薄膜按键，可方便地进行人机界面操作。
4.根据权利要求I所述的一种便携式高分辨率金标检测仪,其特征在于金标试纸卡由胶体金免疫层析试条和射频标签组成并封装在一个塑料外壳之内，胶体金免疫层析试条位于上部，试条上有一个加样区，一个显色区，显色区有C、T两条色带；射频标签位于胶体金免疫层析试条下方，由耦合原件和微芯片组成的无源电子标签。
专利摘要一种便携式高分辨率金标检测仪由光路系统、电路系统、金标试纸卡组成，检测仪内置6节AA电池供电，也可外接9V直流电源，本实用新型实例选用高亮LED光源、高灵敏度2048象素线阵CCD图像传感器，16位A/D转换器，分辨率可达65536，识别被测液(样品)显色情况的区分等级较高，整个仪器体积较小，具有信息检测、射频标签读取、信号处理、液晶显示、USB接口、蓝牙通讯等功能，使用安全可靠，检测范围较广、小型便携，可广泛应用于医院临床检测及现场快速检测。
文档编号G01N33/558GK202720230SQ20122030324
公开日2013年2月6日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者王宇晓, 王宏强, 雷勇智, 马洪芳, 余明, 王春飞, 张广 申请人:天津市普瑞仪器有限公司