手持式智能尿液分析儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)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(dòng)電路和信號(hào)放大電路，多波長LED組模塊包括分時(shí)發(fā)光的兩排多個(gè)多波長的LED燈，以及LED燈驅(qū)動(dòng)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(jī)交互界面，無電機(jī)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(shí)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(duì)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(xiàng)目之一。因?yàn)槟蛞簷z測對(duì)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(duì)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(duì)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(qǐng)?zhí)枮镃N200420098535.9、名稱為《自動(dòng)尿液分析儀》的中國專利中公開了一種自動(dòng)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(dòng)機(jī)，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(shí)別碼和托盤識(shí)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(duì)，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(dòng)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(dòng)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(jī)構(gòu)和托盤機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jī)、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(qǐng)?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(dòng)檢測部分和數(shù)據(jù)處理部分，傳動(dòng)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(jī)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(chǔ)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(jī)連接，CPU控制器與電源連接。實(shí)用新型簡化人工操作，通過鍵盤的選擇可以進(jìn)行測試、顏色校驗(yàn)、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(jī)傳送機(jī)構(gòu)，使得整個(gè)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(xiàng)比較多的情況下會(huì)造成按鍵繁瑣等不良體驗(yàn)。申請(qǐng)?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(tái)模塊、光源及顏色識(shí)別模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jìn)行顏色識(shí)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(tái)采用步進(jìn)減速電機(jī)控制試紙托盤直線運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行對(duì)每個(gè)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(yàn)。實(shí)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(shí)用新型提供了一種面向家庭用戶的、微型化、無傳動(dòng)裝置的手持式智能尿液分析儀。
[0005]本實(shí)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(chǔ)器、USB接口、以太網(wǎng)接口和IXD觸摸屏，所述外部存儲(chǔ)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(dòng)電路和信號(hào)放大電路，所述CPLD驅(qū)動(dòng)電路與CXD傳感器相連，所述CXD傳感器通過信號(hào)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(shí)發(fā)光的兩排多個(gè)多波長的LED燈，以及LED燈驅(qū)動(dòng)電路；每個(gè)LED燈均通過LED燈驅(qū)動(dòng)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(shí)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(jìn)行半定量測定。該手持式智能尿液分析儀具有友好的人機(jī)交互界面，無電機(jī)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(gè)，每排10個(gè)。
[0013]如此設(shè)置，可以使尿液試紙每個(gè)試劑塊被各自最大反射率差所對(duì)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(jī)傳送試紙條進(jìn)行單個(gè)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(dòng)電路包括TLC5923恒流LED驅(qū)動(dòng)芯片。
[0015]如此設(shè)置，可以通過LED驅(qū)動(dòng)芯片控制每個(gè)LED燈，且可進(jìn)行LED燈的逐點(diǎn)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(shí)有利于數(shù)據(jù)的采集和處理。
[0018]優(yōu)選的，所述CPLD驅(qū)動(dòng)電路采用CPLD芯片EPM7064S來實(shí)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(shí)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(kuò)展模塊和更低的功耗等優(yōu)點(diǎn)。
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1是本實(shí)用新型專利的電路原理示意圖。
[0024]圖2是本實(shí)用新型專利的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型專利試紙匣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本實(shí)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?jiān)噭K。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1-4，本實(shí)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(chǔ)器、USB接口 6、以太網(wǎng)接口 2和LCD觸摸屏5，其中外部存儲(chǔ)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(chǔ)器用于存儲(chǔ)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(dòng)電路和信號(hào)放大電路，其中CXD傳感器采用線性陣列TCD1209D，使用CPLD驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生6路驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)CCD傳感器采集由大芯光纖傳輸過來的光線信號(hào)。CCD采集光強(qiáng)信號(hào)后輸出模擬的電壓信號(hào)，通過信號(hào)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(jìn)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(shí)發(fā)光的兩排共20個(gè)多波長的LED燈和相應(yīng)的LED燈驅(qū)動(dòng)電路，每個(gè)LED燈均通過LED燈驅(qū)動(dòng)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(duì)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(gè)不同波長的LED燈組作為試劑塊的照射光源，另需要10個(gè)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(dòng)芯片TLC5923驅(qū)動(dòng)20個(gè)LED，再使用STM32F103RB通過控制TLC5923控制每個(gè)LED燈的發(fā)光強(qiáng)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(duì)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(jìn)試紙匣基座10中，整個(gè)裝置密封不透光，尿液試紙匣4推進(jìn)后LED燈9分時(shí)照射至尿液試紙?jiān)噭K13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?jiān)噭K的反射光很好的傳輸至CCD傳感器上，而不會(huì)受到外界光線的影響。
[0034]本實(shí)用新型不僅局限于上述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容，可以采用其它多種【具體實(shí)施方式】實(shí)施本實(shí)用新型，因此，凡是采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡單的變化或更改的設(shè)計(jì)，都落入本實(shí)用新型保護(hù)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(chǔ)器、USB接口、以太網(wǎng)接口和IXD觸摸屏，所述外部存儲(chǔ)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(dòng)電路和信號(hào)放大電路，所述CPLD驅(qū)動(dòng)電路與CCD傳感器相連，所述CCD傳感器通過信號(hào)放大電路與主控芯片相連； 所述多波長LED組模塊包括分時(shí)發(fā)光的兩排多個(gè)多波長的LED燈，以及LED燈驅(qū)動(dòng)電路；每個(gè)LED燈均通過LED燈驅(qū)動(dòng)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(gè)，每排10個(gè)。
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(dòng)電路包括TLC5923恒流LED驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(hào)】G01N21/78GK203587598SQ201320761397
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)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(qiáng), 游穎敏 申請(qǐng)人:溫州大學(xué)