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手持式智能尿液分析儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種手持式智能尿液分析儀，包括外殼，外殼內(nèi)部設(shè)置有主控板模塊、CCD光電檢測模塊、多波長LED燈組模塊和尿液試紙匣模塊；CCD光電檢測模塊包括CCD傳感器、CPLD驅(qū)動電路和信號放大電路，多波長LED組模塊包括分時發(fā)光的兩排多個多波長的LED燈，以及LED燈驅(qū)動電路；尿液試紙匣模塊包括尿液試紙匣、試紙匣基座和試紙匣蓋子，試紙匣蓋子罩設(shè)在試紙匣基座上，尿液試紙匣可推拉的安裝在試紙匣基座內(nèi)；兩排LED燈分別安裝在試紙匣蓋子的兩側(cè)，試紙匣蓋子的中間垂直插著大芯光纖，所述大芯光纖與CCD傳感器相連。該手持式智能尿液分析儀具有友好的人機交互界面，無電機傳送裝置，結(jié)構(gòu)簡單、輕便、操作簡易、測量準(zhǔn)確、快速。
【專利說明】手持式智能尿液分析儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及尿液分析儀器，特別涉及一種面向家庭用戶的、微型化的手持式智能尿液分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]對于尿液的檢測和分析，一直是臨床醫(yī)學(xué)上最常見的檢測項目之一。因為尿液檢測對于醫(yī)生診斷泌尿系統(tǒng)疾病有很大的幫助，同樣有利于對能夠造成血液中的生化組成發(fā)生變化的其余的各種病狀的檢測。浸過尿液的尿液試紙條將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其各試劑塊將發(fā)生不同的顏色變化，通過檢測各試劑塊的顏色變化程度即可得知尿液中各成分的含量，從而判斷出身體健康狀況。
[0003]針對越來越多的家庭式尿液分析儀的需求，市場上出現(xiàn)了各式各樣的尿液分析儀。申請?zhí)枮镃N200420098535.9、名稱為《自動尿液分析儀》的中國專利中公開了一種自動尿液分析儀，其在基座上方設(shè)置有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤下方設(shè)置電動機，轉(zhuǎn)盤上方設(shè)置有托盤，托盤的周圈設(shè)置有尿杯槽，尿杯槽中設(shè)置有尿杯，托盤中間部分設(shè)置有試紙、試紙識別碼和托盤識別碼；基座的一側(cè)設(shè)置有升降裝置，升降裝置上連接有吸管，吸管與尿杯口垂直相對，吸管上端連接有軟管，軟管另一端設(shè)置有噴淋頭，噴淋頭設(shè)置在試紙上方，軟管中部設(shè)置有蠕動泵和電導(dǎo)傳感器；試紙上方還設(shè)置有2飛組測試儀，蠕動泵、電導(dǎo)傳感器和測試儀分別設(shè)置在基座一側(cè)的支架上；轉(zhuǎn)盤一側(cè)還設(shè)置有上盤機構(gòu)和托盤機構(gòu)，實現(xiàn)對尿液成分的分析。該專利中公開的技術(shù)方案構(gòu)造復(fù)雜，需要有轉(zhuǎn)盤、電機、升降裝置等造成裝卸復(fù)雜，體積龐大笨重，局限于固定的場所使用，不利于出行攜帶。申請?zhí)枮镃N200920035115.9、名稱為《基于線陣CCD的尿試紙檢測分析儀》的中國專利中公開了一種基于線陣CCD的尿紙條檢測分析儀，包括傳動檢測部分和數(shù)據(jù)處理部分，傳動檢測部分的結(jié)構(gòu)是:包括傳送結(jié)構(gòu)，傳送結(jié)構(gòu)的末端設(shè)置有垃圾箱，傳送結(jié)構(gòu)與電機連接；在傳送結(jié)構(gòu)傳送帶的上方設(shè)置有光學(xué)系統(tǒng)，在光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置有線狀光源和線陣CCD傳感器；檢測處理部分的結(jié)構(gòu)是，包括與線陣CCD傳感器連接的主控制板，主控制板的內(nèi)部包括FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊與A/D轉(zhuǎn)換器、外部存儲器、CPU控制器分別通過數(shù)據(jù)線連接；FPGA模塊和CPU控制器分別與鍵盤連接，F(xiàn)PGA模塊與液晶屏連接，CPU控制器與打印機連接，CPU控制器與電源連接。實用新型簡化人工操作，通過鍵盤的選擇可以進行測試、顏色校驗、清洗等一系列功能。整體儀器結(jié)構(gòu)有所簡化，但其有電機傳送機構(gòu)，使得整個儀器仍顯龐大，不利于攜帶；使用按鍵使得操作簡單易上手，但在數(shù)據(jù)選項比較多的情況下會造成按鍵繁瑣等不良體驗。申請?zhí)枮镃N201220208722.2、名稱為《便攜式尿液分析儀》的專利中公開了一種便攜式尿液分析儀，包括主控制器(MCU)、電源模塊、試紙測試平臺模塊、光源及顏色識別模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、LCD液晶顯示屏、按鍵、數(shù)據(jù)傳輸模塊、外置打印模塊等。使用白色LED冷光源，以及使用TCS3200進行顏色識別，大大縮小了尿液分析儀的體積，更適合于攜帶以及家用。但由于其內(nèi)部試紙平臺采用步進減速電機控制試紙托盤直線運動來進行對每個試劑塊的檢測，造成其檢測速度較慢，儀器笨重等不足，按鍵操作仍帶來不良體驗。實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的尿液分析儀器體型龐大笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣等問題，本實用新型提供了一種面向家庭用戶的、微型化、無傳動裝置的手持式智能尿液分析儀。
[0005]本實用新型采用技術(shù)方案是:
[0006]—種手持式智能尿液分析儀，包括外殼，所述外殼的外表面上設(shè)置有電源接口、電源按鍵和電源指示燈，所述外殼內(nèi)部設(shè)置有主控板模塊、CCD光電檢測模塊、多波長LED燈組模塊和尿液試紙匣模塊；
[0007]所述主控板模塊包括主控芯片、外部存儲器、USB接口、以太網(wǎng)接口和IXD觸摸屏，所述外部存儲器、USB接口、以太網(wǎng)接口和IXD觸摸屏與均主控芯片通過數(shù)據(jù)線連接；
[0008]所述CXD光電檢測模塊包括CXD傳感器、CPLD驅(qū)動電路和信號放大電路，所述CPLD驅(qū)動電路與CXD傳感器相連，所述CXD傳感器通過信號放大電路與主控芯片相連；
[0009]所述多波長LED組模塊包括分時發(fā)光的兩排多個多波長的LED燈，以及LED燈驅(qū)動電路；每個LED燈均通過LED燈驅(qū)動電路與主控芯片相連；
[0010]所述尿液試紙匣模塊包括尿液試紙匣、試紙匣基座和試紙匣蓋子，試紙匣蓋子罩設(shè)在試紙匣基座上，尿液試紙匣可推拉的安裝在試紙匣基座內(nèi)；兩排LED燈分別安裝在試紙匣蓋子的兩側(cè)，試紙匣蓋子的中間垂直插著大芯光纖，所述大芯光纖與CCD傳感器相連。
[0011]本實用新型所述的手持式智能尿液分析儀通過控制特定波長光源LED燈依次照射浸過尿液的試紙，利用大芯光纖傳導(dǎo)反射光到CCD傳感器的方式測定試帶上的顏色變化，進行半定量測定。該手持式智能尿液分析儀具有友好的人機交互界面，無電機傳送裝置，結(jié)構(gòu)簡單、輕便、操作簡易、測量準(zhǔn)確、快速。
[0012]優(yōu)選的，所述LED燈共20個，每排10個。
[0013]如此設(shè)置，可以使尿液試紙每個試劑塊被各自最大反射率差所對應(yīng)波長的LED燈照射，產(chǎn)生最佳測量效果，且不再需要電機傳送試紙條進行單個試劑塊的測量，使測量更加準(zhǔn)確、快速。
[0014]優(yōu)選的，LED燈驅(qū)動電路包括TLC5923恒流LED驅(qū)動芯片。
[0015]如此設(shè)置，可以通過LED驅(qū)動芯片控制每個LED燈，且可進行LED燈的逐點電流校正，使得LED燈光源更加穩(wěn)定可靠。
[0016]優(yōu)選的，所述CXD傳感器使用線性陣列T⑶1209D。
[0017]如此設(shè)置，可以使大芯光纖組端口并排列在C⑶傳感器上，方便封裝。同時有利于數(shù)據(jù)的采集和處理。
[0018]優(yōu)選的，所述CPLD驅(qū)動電路采用CPLD芯片EPM7064S來實現(xiàn)。
[0019]如此設(shè)置，可以使CXD傳感器在高頻率下穩(wěn)定工作，提高系統(tǒng)測量速度。
[0020]優(yōu)選的，所述主控芯片采用Cortex-M3內(nèi)核的32位嵌入式芯片STM32F103RB來實現(xiàn)。
[0021]如此設(shè)置，可以使得主控制板具有更高的性能，更多的擴展模塊和更低的功耗等優(yōu)點。
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1是本實用新型專利的電路原理示意圖。
[0024]圖2是本實用新型專利的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實用新型專利試紙匣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本實用新型專利的試紙匣頂蓋截面示意圖；
[0027]圖中:1一外殼,2—以太網(wǎng)接口，3—電源接口，4一尿液試紙匣，5—LCD觸摸屏，6—USB接口，7—電源按鍵，8—電源指示燈，9一LED燈，10—試紙匣底座，11 一大芯光纖，12—試紙匣蓋子，13一尿液試紙試劑塊。
【具體實施方式】
[0028]如圖1-4，本實用新型提供了一種手持式智能尿液分析儀，包括外殼1，所述外殼I的外表面上設(shè)置有電源接口 3、電源按鍵7和電源指示燈8，所述外殼I內(nèi)部設(shè)置有主控板模塊、CCD光電檢測模塊、多波長LED燈組模塊和尿液試紙匣模塊；
[0029]所述主控板模塊包括主控芯片(Cortex_M3內(nèi)核的32位嵌入式芯片STM32F103RB)、外部存儲器、USB接口 6、以太網(wǎng)接口 2和LCD觸摸屏5，其中外部存儲器、USB接口 6、以太網(wǎng)接口 2和IXD觸摸屏5與主控芯片STM32F103RB通過數(shù)據(jù)線連接。主控芯片STM32F103RB內(nèi)部自帶12位A/D轉(zhuǎn)換器以及SP1、IIC等接口，外部存儲器用于存儲用戶的檢測結(jié)果。USB接口和以太網(wǎng)接口用于數(shù)據(jù)的傳輸。IXD觸摸屏通過植入可視化操作系統(tǒng)方便用戶操作使用。
[0030]所述CXD光電檢測模塊包括CXD傳感器、CPLD驅(qū)動電路和信號放大電路，其中CXD傳感器采用線性陣列TCD1209D，使用CPLD驅(qū)動電路產(chǎn)生6路驅(qū)動脈沖驅(qū)動CCD傳感器采集由大芯光纖傳輸過來的光線信號。CCD采集光強信號后輸出模擬的電壓信號，通過信號放大電路將CCD輸出模擬電壓放大至3.3V以內(nèi)供主控芯片進行A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)分析。
[0031]所述多波長LED燈組模塊包含有分時發(fā)光的兩排共20個多波長的LED燈和相應(yīng)的LED燈驅(qū)動電路，每個LED燈均通過LED燈驅(qū)動電路與主控芯片相連。由于尿液試紙中有葡萄糖、膽紅素、酮體、pH、比重、潛血、尿膽原、蛋白質(zhì)、亞硝酸鹽、白細(xì)胞等含量的檢測試劑塊，每種試劑塊在對應(yīng)波長的LED燈光照射下才能得到最大的反射率差，因此選用10個不同波長的LED燈組作為試劑塊的照射光源，另需要10個相同波長的LED燈作為參考光，用于數(shù)據(jù)處理。使用恒流LED驅(qū)動芯片TLC5923驅(qū)動20個LED，再使用STM32F103RB通過控制TLC5923控制每個LED燈的發(fā)光強度，保證光源穩(wěn)定性。
[0032]所述尿液試紙匣模塊如圖3所示，包含尿液試紙匣4、試紙匣基座10和試紙匣蓋子12。試紙匣蓋子12罩設(shè)在試紙匣基座10上，尿液試紙匣4可推拉的安裝在試紙匣基座10內(nèi)。試紙匣蓋子12如圖4所示，包含有對稱的兩排LED燈9，中間垂直插著大芯光纖11。
[0033]浸泡過后的尿液試紙平放于尿液試紙匣4中，推進試紙匣基座10中，整個裝置密封不透光，尿液試紙匣4推進后LED燈9分時照射至尿液試紙試劑塊13中，其反射光正好可以照射至大芯光纖11的端口，再由大芯光纖11傳輸至(XD傳感器上。大芯光纖11可以使照射尿液試紙試劑塊的反射光很好的傳輸至CCD傳感器上，而不會受到外界光線的影響。
[0034]本實用新型不僅局限于上述【具體實施方式】，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容，可以采用其它多種【具體實施方式】實施本實用新型，因此，凡是采用本實用新型的設(shè)計結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡單的變化或更改的設(shè)計，都落入本實用新型保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種手持式智能尿液分析儀，其特征在于，包括外殼，所述外殼的外表面上設(shè)置有電源接口、電源按鍵和電源指示燈，所述外殼內(nèi)部設(shè)置有主控板模塊、CCD光電檢測模塊、多波長LED燈組模塊和尿液試紙匣模塊； 所述主控板模塊包括主控芯片、外部存儲器、USB接口、以太網(wǎng)接口和IXD觸摸屏，所述外部存儲器、USB接口、以太網(wǎng)接口和IXD觸摸屏與均主控芯片通過數(shù)據(jù)線連接； 所述CCD光電檢測模塊包括CCD傳感器、CPLD驅(qū)動電路和信號放大電路，所述CPLD驅(qū)動電路與CCD傳感器相連，所述CCD傳感器通過信號放大電路與主控芯片相連； 所述多波長LED組模塊包括分時發(fā)光的兩排多個多波長的LED燈，以及LED燈驅(qū)動電路；每個LED燈均通過LED燈驅(qū)動電路與主控芯片相連； 所述尿液試紙匣模塊包括尿液試紙匣、試紙匣基座和試紙匣蓋子，試紙匣蓋子罩設(shè)在試紙匣基座上，尿液試紙匣可推拉的安裝在試紙匣基座內(nèi)；兩排LED燈分別安裝在試紙匣蓋子的兩側(cè)，試紙匣蓋子的中間垂直插著大芯光纖，所述大芯光纖與CCD傳感器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式智能尿液分析儀，其特征在于，所述LED燈共20個，每排10個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式智能尿液分析儀，其特征在于，所述LED燈驅(qū)動電路包括TLC5923恒流LED驅(qū)動芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式智能尿液分析儀，其特征在于，所述CCD傳感器使用線性陣列TCD1209D。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式智能尿液分析儀，其特征在于，所述CPLD驅(qū)動電路采用 CPLD 芯片 EPM7064S。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式智能尿液分析儀，其特征在于，所述主控芯片采用STM32F103RB 芯片。
【文檔編號】G01N21/78GK203587598SQ201320761397
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】林新泉, 王帥峰, 龔坤, 羅文俊, 章偉強, 游穎敏 申請人:溫州大學(xué)