混合液体比重检测方法、介质、设备及尿液比重检测设备与流程

本发明涉及液体测量技术领域，特别是涉及一种混合液体比重检测方法、介质、设备及尿液比重检测设备。

背景技术：

光线透过液体后传输方向会因为折射发生偏移，即光线射出位置与入射位置有偏移，并且偏移量因液体的比重而改变。基于此，传统方案中设计了一种折光法(光线折射法)测量液体的比重，采用一束光线入射待测液体，通过测量透过待测液体后位置的偏移量，结合标定好的比重与偏移量的线性关系得出待测液体的比重。

折光法相较于其他测量液体比重的方法更优，比如折光法可应用于设备中实现自动化测量，可解决称重法(通过取一标定体积的待测液体，用天平或其他称重装置称出质量，根据公式ρ＝m/v，计算出待测液体的比重)不能应用于自动化测量的问题；折光法的测量精度一般比浮标法(将浮子置于待测液体中，通过读浮子排开待测液体的高度来计算待测液体的比重)的测量精度高。

然而，由于不同物质对光线折射率存在差异性，不同待测液体的比重与偏移量的相关系数是不一样的，如氯化钠溶解液与葡萄糖溶解液的相关系数是不一样的。当待测液体为混合不同溶解物质的混合液体时，不能采用单一溶解物质对应溶解液的相关系数进行计算，因此采用折光法测量比重时，只适用于检测单一或已知固定成分的物质溶解液比重，否则无法保证测量准确度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的折光法不能准确测量混合液体比重的问题，提供一种可准确测量混合液体比重的混合液体比重检测方法、介质、设备及尿液比重检测设备。

一种混合液体比重检测方法，包括：

测量光线照射混合液体后射出的位置与对应预设的基准位置的偏移距离；

获取所述混合液体中各主体成分的含量；

根据所述偏移距离和所述混合液体中各主体成分对应的预设系数获取各主体成分的单一比重；

根据各主体成分的单一比重和各主体成分的含量计算得到混合液体的比重。

上述混合液体比重检测方法，通过测量光线照射混合液体后射出的位置与基准位置的偏移距离，根据偏移距离和混合液体中各主体成分对应的预设系数获取各主体成分的单一比重，根据各主体成分的含量和单一比重计算得到混合液体的比重，可以实现对混合液体的比重测量，避免了采用单一物质的相关系数进行比重检测产生的偏差，检测准确度高。

一种介质，存储有计算机程序，存储的计算机程序被处理器执行时实现上述混合液体比重检测方法的步骤。

一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述混合液体比重检测方法的步骤。

上述介质和设备，由于实现了上述混合液体比重检测方法的步骤，同理可以实现对混合液体的比重测量，检测准确度高。

一种尿液比重检测设备，包括光线偏移检测装置、成分含量分析仪和计算机设备，所述光线偏移检测装置和所述成分含量分析仪连接所述计算机设备；

所述光线偏移检测装置向尿液照射光线并拍摄射出光线成像得到的图像，将所述图像发送至所述计算机设备；

所述成分含量分析仪对所述尿液进行电导率测量和尿干化学检测分别得到电导率和检测结果；

所述计算机设备根据所述图像得到光线射出的位置与对应预设的基准位置的偏移距离，根据所述偏移距离和所述尿液中各主体成分对应的预设系数获取各主体成分的单一比重，以及根据所述电导率和所述检测结果得到各主体成分的含量，根据各主体成分的单一比重和各主体成分的含量计算得到所述尿液的比重，其中，所述尿液中的主体成分包括氯化钠、葡萄糖和蛋白质。

上述尿液比重检测设备，通过光线偏移检测装置向尿液照射光线并拍摄图像，采用成分含量分析仪测量得到尿液的电导率和尿干化学检测的检测结果，计算机设备根据图像获取偏移距离、根据电导率和检测结果得到各主体成分的含量，并根据偏移距离、尿液中各主体成分对应的预设系数和主体成分的含量得到尿液的比重。如此，可实现成分复杂的尿液的比重检测，准确性高，可满足临床需求。

附图说明

图1为一实施例中混合液体比重检测方法的流程图；

图2为另一实施例中混合液体比重检测方法的流程图；

图3为一实施例中检测结果-葡萄糖浓度关系表的示意图；

图4为一实施例中检测结果-蛋白质浓度关系表的示意图；

图5为一实施例中葡萄糖、蛋白质和氯化钠的线性曲线的示意图；

图6为一实施例中光线偏移检测装置的结构图。

具体实施方式

参考图1，在一个实施例中，提供了一种混合液体比重检测方法，包括如下步骤：

s110：测量光线照射混合液体后射出的位置与对应预设的基准位置的偏移距离。

混合液体为需要检测比重的混合多种成分的液体。测量光线射出的位置与基准位置的偏移距离，具体可以是测量光线照射混合液体后射出的光线成像得到的图像中、射出的光线所在的位置相对于基准位置的偏移方向和偏移量。例如，激光器发射激光照射混合液体，激光穿透混合液体后光线经过装置聚光及成像处理得到图像；通过采集图像并利用公知的图像处理算法提取图像中心最亮部位的光线，测量最亮部位的光线相对于基准位置的偏移量和偏移方向得到偏移距离。具体地，可以采用正负符号表示偏移方向，例如正号表示向左偏移、负号表示向右偏移，或者正号表示向右偏移、负号表示向左偏移。

其中，基准位置为预先测量的、采用与照射混合液体的入射角相同的光线照射基准液体后射出的位置。具体地，基准液体可以为纯水，对应地，偏移距离为光线照射混合液体后射出的位置与相同入射角的光线照射纯水后射出的位置的偏移方向和偏移量。例如，以成像处理得到图像的中心线所在位置为零偏移参考位置，先测量光线照射纯水后射出的位置与零偏移参考位置的第一距离，再测量相同入射角的光线照射混合液体后射出的位置与零偏移参考位置的第二距离，则偏移距离的数值等于第二距离与第一距离之差。基准位置预先设定，例如基准位置可以是固定位置，即对所有混合液体采用同一基准位置。基准位置也可以为每次光线照射混合液体之前先光线照射基准液体进行测量得到。

s130：获取混合液体中各主体成分的含量。

主体成分是混合液体中包含的主要物质。其中，主要物质可以包括混合液体中包含的所有溶解物质，也可以是包括混合液体中影响光线折射率的溶解物质。例如，病人尿液中一般可以检测到氯化钠、葡萄糖、蛋白质、尿素等，影响光线折射率的物质有氯化钠、葡萄糖和蛋白质，因此混合液体为尿液时，主体成分包括氯化钠、葡萄糖和蛋白质。主体成分的含量可以是通过测量得到，也可以是由人工测定后、接收人工输入的信息得到。

s150：根据偏移距离和混合液体中各主体成分对应的预设系数获取各主体成分的单一比重。

预设系数为预先存储的数值。混合液体中各主体成分分别对应有各自的预设系数。具体地，主体成分的单一比重是仅溶解对应主体成分的单一成分溶解液对应产生偏移距离时的比重；单一成分溶解液是仅溶解有一种物质的液体。

s170：根据各主体成分的单一比重和各主体成分的含量计算得到混合液体的比重。

上述混合液体比重检测方法，通过测量光线照射混合液体后射出的位置与基准位置的偏移距离，根据偏移距离和混合液体中各主体成分对应的预设系数获取各主体成分的单一比重，根据各主体成分的含量和单一比重计算得到混合液体的比重，可以实现对混合液体的比重测量，避免了采用单一物质的相关系数进行比重检测产生的偏差，检测准确度高。

临床上对尿液进行比重检测时，由于尿液成分复杂，差异性大，采用传统的折光法测量比重的准确性低。上述混合液体比重检测方法用于检测尿液的比重，能大大提高比重测量的准确性，满足临床需求，且可实现检测自动化，避免人为因素的干扰。

在一个实施例中，混合液体为主体成分包括氯化钠、葡萄糖和蛋白质的尿液。参考图2，步骤s130包括步骤s131至步骤s135。

s131：获取测量得到的尿液的电导率，以及对尿液进行尿干化学检测得到的检测结果。

尿液中的导电物质主要是氯化钠，通过测试尿液的电导率以便分析氯化钠的含量。尿液干化学检测是利用尿干化学分析仪对尿液中相应的化学成分进行检测，尿液中的化学成分可使尿多联试带上的模块发生颜色变化，颜色深浅与尿液中相应物质的浓度成正比。本实施例中通过尿干化学检测测量尿液中的葡萄糖和蛋白质的含量。其中，检测结果是尿多联试带上的颜色深浅对应的信息，例如检测结果包括第一级颜色、第二级颜色、第三级颜色和第四级颜色，依次用于表示尿多联试带颜色深度属于第一级别、第二级别、第三级别和第四级别，第一级别到第四级别的颜色依次加深。具体地，电导率和检测结果可以是由人工输入得到，也可以是通过连接测量电导率的装置和尿干化学分析仪直接采集得到。

s133：查找电导率所对应的氯化钠的重量，并获取检测结果所对应的葡萄糖的重量和蛋白质的重量。

查找电导率所对应的氯化钠的重量，具体可以是从存储的电导率-氯化钠关系表中查找电导率所对应的氯化钠的重量。本实施例中，存储的电导率-氯化钠关系表如下表1所示，默认根据18摄氏度下的电导率查找对应的氯化钠的质量，比如，电导率为20，则对应的氯化钠的重量为13.4g(克)。

表1

具体地，获取检测结果所对应的葡萄糖的重量和蛋白质的重量，包括：查找检测结果所对应的葡萄糖的浓度和蛋白质的浓度；根据葡萄糖的浓度和尿液的体积计算得到葡萄糖的重量，根据蛋白质的浓度和尿液的体积计算得到蛋白质的质量。其中，尿液的体积可以预先存储，也可以由人工输入。查找检测结果所对应的葡萄糖的浓度和蛋白质的浓度，具体可以是从存储的检测结果-葡萄糖浓度关系表中查找检测结果所对应的葡萄糖的浓度，从存储的检测结果-蛋白质浓度关系表中查找检测结果所对应的蛋白质的浓度。如图3和图4所示，分别为检测结果-葡萄糖浓度关系表和检测结果-蛋白质浓度关系表。

s135：根据尿液中氯化钠的重量、葡萄糖的重量和蛋白质的质量得到尿液中氯化钠的含量、葡萄糖的含量和蛋白质的含量。

其中，氯化钠的含量、葡萄糖的含量和蛋白质的含量之和为1。通过获取测量得到的尿液的电导率以获取氯化钠的含量，获取对尿液进行尿干化学检测得到的检测结果以获取葡萄糖的含量和蛋白质的含量，准确性高。可以理解，在其他实施例中，混合液体为其他液体时，可以采用其他方法获取各主体成分的含量，例如，可以接收人工测量后输入的各主体成分的含量。

在一个实施例中，步骤s133包括：获取测量的当前环境温度；查找当前环境温度下电导率所对应的氯化钠的重量，并获取检测结果所对应的葡萄糖的重量和蛋白质的重量。具体地，预先存储每一个温度对应的多个电导率以及不同电导率对应的氯化钠的重量，可以查找当前环境温度下电导率对应的氯化钠的重量。

不同环境温度下，电导率对应的氯化钠的重量可能不同，如下表2所示。通过获取测量的当前环境温度，根据当前环境温度查找电导率对应的氯化钠的重量，可以提高测量氯化钠的含量的准确度，从而提高比重检测的准确度。

表2

在一个实施例中，步骤s135包括步骤(a1)至步骤(a4)。

步骤(a1)：计算尿液中氯化钠的重量、葡萄糖的重量和蛋白质的重量的和值。

步骤(a2)：计算氯化钠的重量与和值的比值，得到尿液中氯化钠的含量。

步骤(a3)：计算葡萄糖的重量与和值的比值，得到尿液中葡萄糖的含量。

步骤(a4)：计算蛋白质的重量与和值的比值，得到尿液中蛋白质的含量。

通过根据重量计算各主体成分的含量，处理简单。例如，采用公式表示如下：

a＝m_na/(m_na+m_glu+m_pro)；

b＝m_pro/(m_na+m_glu+m_pro)；

c＝m_glu/(m_na+m_glu+m_pro)；

其中，a表示氯化钠的含量，b表示蛋白质的含量，c表示葡萄糖的含量，m_na表示氯化钠的重量，m_pro表示蛋白质的重量，m_glu表示葡萄糖的重量。

在一个实施例中，参考图2，步骤s150之前，还包括步骤s100至步骤s103。

s100：以用各主体成分分别溶于蒸馏水、分别配置两种以上标准比重的单一成分溶解液为样本液体，测量光线照射各主体成分的样本液体后射出的位置与对应预设的基准位置的偏移距离。

其中，每一种主体成分配置得到两种以上标准比重的样本液体，对每一种样本液体对应测量得到样本液体对应的偏移距离。例如，分别用氯化钠、葡萄糖、蛋白质溶于蒸馏水，各配置5种标准比重的单一成分溶解液，标准比重分别为1.0、1.01、1.02、1.03、1.04。

s101：分别根据各主体成分的样本液体在不同标准比重下的偏移距离生成对应主体成分的线性曲线。

具体地，可以采用最小二乘法拟合得到比重与偏移距离的对应关系的线性曲线。例如，根据标准比重分别为1.0、1.01、1.02、1.03、1.04的单一成分溶解液的偏移距离生成对应的主体成分的线性曲线，如图5所示，横坐标表示光线照射样本液体后射出的位置与相同入射角的光线照射纯水后射出的位置之间的偏移距离，纵坐标表示比重，从上往下三条直线依次为葡萄糖、蛋白质和氯化钠的线性曲线；可利用1.0和1.04两个标准比重的单一成分溶解液校准纵坐标上的截距。

s103：获取各主体成分的线性曲线的斜率并存储得到对应主体成分的预设系数。

通过在步骤s150之前采用多种标准比重的单一成分溶解液进行测试得到预设系数，可确保预设系数的准确性。

其中，步骤s101至步骤s103可以是在步骤s130之后执行，也可以是在步骤s110之后、步骤s130之前执行，还可以是在步骤s110之前执行。本实施例中步骤s101至步骤s103在步骤s110之前执行。

在一个实施例中，步骤s150包括：

sgi＝ki*y+y0；

其中，sgi为第i个主体成分的单一比重，ki为第i个主体成分对应的预设系数，y0为预设的基本值，y为偏移距离。具体地，本实施例中，基准位置为相同入射角的光线照射纯水后射出的位置，则y0为纯水的比重。

例如，参考图5，预设的基本值为纵坐标上的截距。具体地，各主体成分对应的基本值相同，即y0相同，混合液体为尿液，根据如下公式计算得到氯化钠的单一比重、葡萄糖的单一比重和蛋白质的单一比重：

sg_na＝k1*y+y0；

sg_pro＝k2*y+y0；

sg_glu＝k3*y+y0；

其中，sg_na为氯化钠的单一比重，sg_pro为蛋白质的单一比重，sg_glu为葡萄糖的单一比重。

在一个实施例中，继续参考图2，步骤s170包括步骤s171至步骤s173。

s171：分别计算各主体成分的单一比重和所对应的含量的乘积。

s173：将各主主体成分对应的乘积相加得到混合液体的比重。

通过计算各主体成分对应的单一比重和所对应的含量乘积之和，以对单一比重进行校准得到混合液体的比重，提高混合液体比重检测的准确度。

例如，混合液体为尿液，计算：

sg＝a*sg_na+b*sg_pro+c*sg_glu；

得到尿液的比重sg。

在一个实施例中，提供一种介质，存储有计算机程序，存储的计算机程序被处理器执行时实现上述混合液体比重检测方法的步骤。具体地，介质可以为计算机可读存储介质。

在一个实施例中，提供一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述混合液体比重检测方法的步骤。具体地，设备可以为计算机设备。

上述介质和设备，由于实现了上述混合液体比重检测方法的步骤，同理可以实现对混合液体的比重测量，检测准确度高。

在一个实施例中，提供了一种尿液比重检测设备，包括光线偏移检测装置、成分含量分析仪和计算机设备，光线偏移检测装置和成分含量分析仪连接计算机设备。

光线偏移检测装置向尿液照射光线并拍摄射出光线成像得到的图像，将图像发送至计算机设备。成分含量分析仪对尿液进行电导率测量和尿干化学检测分别得到电导率和检测结果。计算机设备根据图像得到光线射出的位置与对应预设的基准位置的偏移距离，根据偏移距离和尿液中各主体成分对应的预设系数获取各主体成分的单一比重，以及根据电导率和检测结果得到各主体成分的含量，根据各主体成分的单一比重和各主体成分的含量计算得到尿液的比重。其中，尿液中的主体成分包括氯化钠、葡萄糖和蛋白质。

上述尿液比重检测设备，通过光线偏移检测装置向尿液照射光线并拍摄图像，采用成分含量分析仪测量得到尿液的电导率和尿干化学检测的检测结果，计算机设备根据图像获取偏移距离、根据电导率和检测结果得到各主体成分的含量，并根据偏移距离、尿液中各主体成分对应的预设系数和主体成分的含量得到尿液的比重。如此，可实现成分复杂的尿液的比重检测，准确性高，可满足临床需求。

具体地，参考图6，光线偏移检测装置包括用于输出激光的激光发射器210、沿依次位于激光发射器的发射方向依次先后设置的挡光片220、中空棱镜230、凸面镜240、成像滤光片250和摄像头260。挡光片220上开设有透光孔，激光发射器210发射的激光通过透光孔穿过挡光片220；中空棱镜230的中部设置有中空通道，用于使混合液体通过中空通道，穿过透光孔220的激光照射中空棱镜230并穿透混合液体射出，射出的光线依次经过凸面镜340聚焦、成像滤光片350成像，由摄像头260拍摄得到带有光线的图像。

具体地，成分含量分析仪包括电导率检测装置和尿干化学分析仪。电导率检测装置测量尿液的电导率，尿干化学分析仪用于对尿液进行尿干化学检测得到的检测结果。

在一个实施例中，计算机设备查找电导率所对应的氯化钠的重量，获取检测结果所对应的葡萄糖的重量和蛋白质的重量；根据尿液中氯化钠的重量、葡萄糖的重量和蛋白质的质量得到尿液中氯化钠的含量、葡萄糖的含量和蛋白质的含量。其中，氯化钠的含量、葡萄糖的含量和蛋白质的含量之和为1。

具体地，计算机设备从存储的电导率-氯化钠关系表中查找电导率所对应的氯化钠的重量。计算机设备查找检测结果所对应的葡萄糖的浓度和蛋白质的浓度；根据葡萄糖的浓度和尿液的体积计算得到葡萄糖的重量，根据蛋白质的浓度和尿液的体积计算得到蛋白质的质量。

在一个实施例中，计算机设备还获取测量的当前环境温度；查找当前环境温度下电导率所对应的氯化钠的重量，并获取检测结果所对应的葡萄糖的重量和蛋白质的重量。通过获取测量的当前环境温度，根据当前环境温度查找电导率对应的氯化钠的重量，可以提高测量氯化钠的含量的准确度，从而提高比重检测的准确度。

具体地，计算机设备计算尿液中氯化钠的重量、葡萄糖的重量和蛋白质的重量的和值；计算氯化钠的重量与和值的比值，得到尿液中氯化钠的含量；计算葡萄糖的重量与和值的比值，得到尿液中葡萄糖的含量；计算蛋白质的重量与和值的比值，得到尿液中蛋白质的含量。通过根据重量计算各主体成分的含量，处理简单。

在一个实施例中，计算机设备还用于以用各主体成分分别溶于蒸馏水、分别配置两种以上标准比重的单一成分溶解液为样本液体，测量光线照射各主体成分的样本液体后射出的位置与对应预设的基准位置的偏移距离；分别根据各主体成分的样本液体在不同标准比重下的偏移距离生成对应主体成分的线性曲线；获取各主体成分的线性曲线的斜率并存储得到对应主体成分的预设系数。通过预先采用多种标准比重的单一成分溶解液进行测试得到预设系数，可确保预设系数的准确性。

在一个实施例中，计算机设备根据：

sgi＝ki*y+y0；

计算得到各主体成分的单一比重。其中，sgi为第i个主体成分的单一比重，ki为第i个主体成分对应的预设系数，y0为预设的基本值，y为偏移距离。

在一个实施例中，计算机设备分别计算各主体成分的单一比重和所对应的含量的乘积；将各主主体成分对应的乘积相加得到混合液体的比重。通过计算各主体成分对应的单一比重和所对应的含量乘积之和，以对单一比重进行校准得到混合液体的比重，提高混合液体比重检测的准确度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。