手持式尿液分析儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種手持式尿液分析儀，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。包括由單片機(jī)控制的試紙輸送裝置、光采集裝置、液晶顯示屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、霍爾元件，試紙輸送裝置包括滑軌、試紙托盤(pán)、齒條、齒輪、電機(jī)，試紙托盤(pán)固定磁鐵，單片機(jī)內(nèi)程序設(shè)計(jì)有依次啟動(dòng)的開(kāi)機(jī)自檢程序、試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序、光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序、試紙位置檢測(cè)程序、試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序以及尿液檢測(cè)程序。本發(fā)明能夠使光檢測(cè)裝置自動(dòng)對(duì)正試紙色塊、能夠更加準(zhǔn)確地對(duì)尿液進(jìn)行分析。
【專利說(shuō)明】手持式尿液分析儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液體分析裝置，具體地說(shuō)是一種手持式尿液分析儀，屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]尿液分析儀是一種常見(jiàn)的醫(yī)學(xué)分析儀器，常用于醫(yī)院及各醫(yī)療機(jī)構(gòu)，尿液分析儀的基本工作原理是利用光線對(duì)蘸取了尿液試紙條進(jìn)行照射，通過(guò)檢測(cè)經(jīng)過(guò)尿液浸濕而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試紙條的反射光的光強(qiáng)，從而得到分析結(jié)果。
[0003]對(duì)于尿液分析儀專用的試紙條，按試紙條檢測(cè)項(xiàng)目的數(shù)量一般分為8項(xiàng)、10項(xiàng)和11項(xiàng)，分別檢測(cè)尿液中的蛋白(PRO)、葡萄糖(GLU)、PH、酮體(KET)、膽紅素(BIL)、尿膽原(UGB)、潛血(BLD)、亞硝酸鹽(NIT)、白細(xì)胞(LEU)、比重(SG)以及維生素C (Vc)等成分。測(cè)量依據(jù)主要是利用浸濕尿液的試紙條的顏色變化來(lái)判斷尿液中相應(yīng)成分的濃度變化。測(cè)試中將試紙浸入尿液后，除了空白塊外，其余的試紙塊都因和尿液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生了顏色變化。試紙塊的顏色深淺與光的反射率成比例關(guān)系，而顏色的深淺又與尿液中各種成分的濃度成比例關(guān)系。因此只要測(cè)得光的反射率即可求得尿液中各種成分的濃度。尿液分析儀一般采用處理器控制，以檢測(cè)特定波長(zhǎng)反射光強(qiáng)度的方式測(cè)定試紙條上的顏色變化來(lái)進(jìn)行半定量測(cè)試。其中雙波長(zhǎng)法測(cè)定波長(zhǎng)一種是被測(cè)試紙敏感特征波長(zhǎng)，另一種為參比波長(zhǎng)，即被測(cè)試紙的不敏感波長(zhǎng)。例如R試紙=Tm (試紙塊對(duì)測(cè)量波長(zhǎng)的反射強(qiáng)度)/Ts (試紙塊對(duì)參考波長(zhǎng)的反射強(qiáng)度)*100%;R空白=Cm (空白塊對(duì)測(cè)量波長(zhǎng)的反射強(qiáng)度)/Cs (空白塊對(duì)參考波長(zhǎng)的反射強(qiáng)度)*100% ；R總(％) =R試紙/R空白=(Tm/Cs) / (Ts/Cm) *100%。
[0004]在現(xiàn)代生活中，人們更多地注意到自身的健康指標(biāo)，希望能夠在家庭中或者其他私人環(huán)境便可進(jìn)行尿液分析，因此，對(duì)尿液分析儀的便攜方便、操作簡(jiǎn)單等技術(shù)指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求。但是，現(xiàn)有的尿液分析儀由于主要用于醫(yī)院等專業(yè)的定點(diǎn)場(chǎng)所，其體積一般都比較大，不僅攜帶不方便，而且操作也很麻煩，難以滿足人們的實(shí)際需求。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN202141670U公開(kāi)了一種便攜式尿液分析儀，包括光路檢測(cè)裝置、顯示裝置、傳送裝置，以及帶動(dòng)該傳送裝置運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置。光路檢測(cè)裝置包括一帶有通孔的光路支架，光路支架上方有一 LED燈泡作為光線發(fā)射裝置，同時(shí)在光路支架上方并正對(duì)于所述通孔的位置設(shè)置一信息處理裝置；信息處理裝置包括集成有光線處理芯片的PCB板，PCB板上安裝有光連接器。LED燈泡的光線照射到試紙上，在從光路支架的通孔中反射到光線處理芯片，光線處理芯片對(duì)反射光信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果傳輸至顯示裝置上顯示出來(lái)。在對(duì)尿液分析之前先照射比色塊將數(shù)據(jù)初始化，然后再照射浸過(guò)尿液的試紙，通過(guò)比較得到檢測(cè)結(jié)果。手持式的尿液分析儀在對(duì)被測(cè)試紙進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，是將試紙放置的傳送裝置上，然后在輸送到光路檢測(cè)裝置中，在放置試紙時(shí)有可能試紙放置位置不準(zhǔn)確，試紙上浸有尿液的色塊有可能對(duì)不正光路檢測(cè)裝置，或者光線僅僅是照射到色塊的邊緣，這就會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠使光檢測(cè)裝置對(duì)正試紙的色塊、能夠準(zhǔn)確對(duì)尿液進(jìn)行分析的手持式尿液分析儀。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種手持式尿液分析儀，包括安裝在機(jī)殼內(nèi)的單片機(jī)以及由單片機(jī)控制的試紙輸送裝置、光采集裝置、液晶顯示屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述試紙輸送裝置包括滑軌、沿滑軌滑動(dòng)的試紙托盤(pán)、與試紙托盤(pán)連接為一體的齒條、以及與齒條配合的驅(qū)動(dòng)試紙托盤(pán)進(jìn)出的由電機(jī)帶動(dòng)的齒輪，所述光采集裝置、電機(jī)、滑軌安裝在位于機(jī)殼內(nèi)的支架上，所述試紙托盤(pán)還固定設(shè)置一磁鐵，在支架上安裝有與磁鐵對(duì)應(yīng)的霍爾元件，所述霍爾元件與單片機(jī)連接通信；所述單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)有依次啟動(dòng)的開(kāi)機(jī)自檢程序、試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序、光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序、試紙位置檢測(cè)程序、試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序以及尿液檢測(cè)程序；
所述試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序是通過(guò)霍爾元件檢測(cè)磁鐵的位置，從而使試紙托盤(pán)處于與光采集裝置對(duì)應(yīng)的零位置；
所述試紙位置檢測(cè)程序是在試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序運(yùn)行完畢、試紙托盤(pán)處于零位置的基礎(chǔ)上，通過(guò)試紙托盤(pán)的移進(jìn)和移出檢測(cè)放置于試紙托盤(pán)上的試紙是否與光采集裝置對(duì)正，
所述光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序是將已知反射率標(biāo)準(zhǔn)值的標(biāo)準(zhǔn)灰度條放置到試紙托盤(pán)上并輸送到與光采集裝置對(duì)應(yīng)的位置，光采集裝置對(duì)標(biāo)準(zhǔn)灰度條進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)到的R、G、B三色光反射率與已知反射率標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較計(jì)算，得到R、G、B三色光的修正系數(shù)，將此修正系數(shù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，供后續(xù)運(yùn)行尿液檢測(cè)程序時(shí)調(diào)用以修正檢測(cè)結(jié)果；
所述試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序是將每個(gè)色塊分成若干檢測(cè)點(diǎn)，光采集裝置對(duì)每個(gè)色塊的所有檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)形成各檢測(cè)點(diǎn)的波形后，將該色塊上的各檢測(cè)點(diǎn)的波形進(jìn)行比較并確定色塊的中心；
正常工作時(shí)，開(kāi)機(jī)自檢程序執(zhí)行完畢后，開(kāi)始試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序，然后進(jìn)行光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序、試紙位置檢測(cè)程序、試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序，最后試紙輸送裝置將被測(cè)試紙的色塊中心對(duì)準(zhǔn)光采集裝置進(jìn)行尿液檢測(cè)程序，尿液檢測(cè)程序是對(duì)色塊中心的反射率進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果輸出到液晶顯示屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序中霍爾元件在檢測(cè)磁鐵位置時(shí)先檢測(cè)磁鐵的極性，然后檢測(cè)磁鐵的位置；
霍爾元件檢測(cè)磁鐵位置時(shí)是通過(guò)檢測(cè)磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)磁鐵的位置，如果霍爾元件檢測(cè)到磁鐵，則執(zhí)行試紙位置檢測(cè)程序；如果霍爾元件沒(méi)有檢測(cè)到磁鐵，則電機(jī)帶動(dòng)試紙托盤(pán)移動(dòng)，當(dāng)霍爾元件檢測(cè)到磁鐵，則執(zhí)行試紙位置檢測(cè)程序；如果在試紙托盤(pán)的一個(gè)往復(fù)移動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有檢測(cè)到磁鐵，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0008]所述試紙位置檢測(cè)程序是在試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序完成、試紙托盤(pán)到達(dá)零位置后進(jìn)行，試紙位置檢測(cè)程序在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)先檢測(cè)光采集裝置的光源是否正常，如果不正常則退出檢測(cè)程序，如果正常，則檢測(cè)試紙放置位置是否正確，如試紙位置正確則繼續(xù)進(jìn)行后面的程序，如果不正確，則發(fā)出糾正提示信號(hào)。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于:
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于: 采用本發(fā)明的手持式尿液分析儀能夠使光檢測(cè)裝置對(duì)正試紙的色塊，能夠準(zhǔn)確地對(duì)尿液進(jìn)行分析。本發(fā)明體積小、攜帶更方便，電機(jī)力矩小、步距角小、轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確，用可充電鋰電池供電即可，可隨時(shí)隨地的進(jìn)行測(cè)試。本發(fā)明采用霍爾元件檢測(cè)磁鐵的極性，能夠自動(dòng)識(shí)別定位磁鐵的S-N極，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)組裝工藝。本發(fā)明還采用超高亮度白光LED光源和高性能光電接收器件，RGB三原色測(cè)量原理，提高了儀器的系統(tǒng)信噪比，同時(shí)具有較好的抗干擾能力和適應(yīng)性。本發(fā)明通過(guò)光學(xué)傳感器TCS3200采集試紙條RGB的反射率，通過(guò)算法進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行顏色識(shí)別，反射率自動(dòng)校準(zhǔn)，托盤(pán)校準(zhǔn)，測(cè)試精準(zhǔn)，快捷方便。解決了機(jī)器檢驗(yàn)工藝復(fù)雜問(wèn)題。本發(fā)明使用反射率自動(dòng)校準(zhǔn)和托盤(pán)校準(zhǔn)方法，使測(cè)量更加精確。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3本發(fā)明的尿液檢測(cè)過(guò)程流程圖；
圖4本發(fā)明的開(kāi)機(jī)自檢流程圖；
圖5本發(fā)明的試紙托盤(pán)位置檢測(cè)流程圖及試紙托盤(pán)移動(dòng)的流程圖；
圖6本發(fā)明的反射率自動(dòng)校準(zhǔn)流程；
圖7本發(fā)明的試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)流程圖；
圖8本發(fā)明的試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序的波形對(duì)正示意圖。
[0011]其中，1、機(jī)殼，2、USB插口，3、鍵盤(pán)，4、試紙托盤(pán)，5、通道，6、齒條，7、霍爾元件，8、磁鐵，9、齒輪，10、電機(jī)，11、滑軌，12、光采集裝置，13、支架。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
一種手持式尿液分析儀，是一種家庭用的便攜式尿液分析檢測(cè)裝置，使用時(shí)是將待檢測(cè)尿液滴到專用試紙上，待尿液反應(yīng)完成后，放入手持式尿液分析儀內(nèi)，檢測(cè)各項(xiàng)生理指標(biāo)。本發(fā)明的手持式尿液分析儀包括一個(gè)機(jī)殼1，機(jī)殼I安裝有試紙輸送裝置、光采集裝置12、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊等，機(jī)殼I的正面設(shè)置有LCD顯示屏、對(duì)尿液分析儀進(jìn)行操作的鍵盤(pán)3等，機(jī)殼I的側(cè)面還設(shè)置有作為電源適配器供電插口、數(shù)據(jù)傳輸接口的USB插口 2等，試紙輸送裝置、光采集裝置12、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、IXD顯示屏、USB插口 2都和單片機(jī)連接，光采集裝置12的光學(xué)傳感器型號(hào)為T(mén)CS3200，能夠?qū)θ墓?R、G、B)的反射率進(jìn)行檢測(cè)，光學(xué)傳感器分別采集每個(gè)試紙色塊的RGB三色濾光片的光強(qiáng)，采集的光強(qiáng)值通過(guò)AD轉(zhuǎn)換，形成可供單片機(jī)識(shí)別的方波頻率信號(hào)、頻率信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)。本發(fā)明采用鋰電池供電，USB傳輸，可隨時(shí)隨地的進(jìn)行測(cè)試；該裝置的液晶屏、鍵盤(pán)可以提供人機(jī)對(duì)話界面，操作簡(jiǎn)單，方便快捷，給用戶使用帶來(lái)極大的便利。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)樣本檢測(cè)結(jié)果信息、存儲(chǔ)試紙條信息、存儲(chǔ)儀器設(shè)置信息等。
[0013]機(jī)殼I內(nèi)有一支架13，試紙輸送裝置和光采集裝置12安裝在支架13上。如圖2所示。試紙輸送裝置包括滑軌11、試紙托盤(pán)4、齒條6、齒輪9和電機(jī)10，在滑軌11與支架13固定連接，滑軌11沿機(jī)殼I的長(zhǎng)度方向布置，試紙托盤(pán)4在滑軌11內(nèi)滑動(dòng)，齒條6與試紙托盤(pán)4固定連接，或者制成一體的結(jié)構(gòu)，電機(jī)10也安裝在位于機(jī)殼I內(nèi)的支架13上，電機(jī)10上安裝一齒輪9，齒輪9與齒條6配合，電機(jī)10在單片機(jī)控制下通過(guò)齒條6驅(qū)動(dòng)試紙托盤(pán)4移動(dòng)，在機(jī)殼I內(nèi)還設(shè)置有沿機(jī)殼長(zhǎng)度方向布置的容納試紙托盤(pán)的通道5，滑軌11與通道5并行設(shè)置，試紙托盤(pán)4、齒條6可以在通道5內(nèi)移入或者移出。本發(fā)明的手持式尿液分析檢測(cè)裝置采用體積小、力矩小、步距角小、轉(zhuǎn)動(dòng)位置精確的電機(jī)，其小巧、噪聲小。
[0014]試紙托盤(pán)4還固定設(shè)置一磁鐵8，在支架13上安裝一霍爾元件7，試紙托盤(pán)4在內(nèi)外縱向移動(dòng)過(guò)程中霍爾元件7能夠與磁鐵8的位置對(duì)應(yīng)，霍爾元件7與單片機(jī)連接通信。
[0015]本發(fā)明的單片機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)有開(kāi)機(jī)自檢程序、試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序、光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序、試紙位置檢測(cè)程序、試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序以及尿液檢測(cè)程序。本發(fā)明的檢測(cè)尿液時(shí)的工作流程如圖3所述，手持式尿液分析儀開(kāi)機(jī)后，先進(jìn)行自檢，然后運(yùn)行試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序檢查齒條、試紙托盤(pán)的位置，再運(yùn)行光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序?qū)纹瑱C(jī)的光學(xué)傳感器測(cè)量誤差進(jìn)行校正，再啟動(dòng)試紙位置檢測(cè)程序檢查待被檢測(cè)到試紙的放置位置是否正確(待測(cè)試紙條安放于試紙托盤(pán)中)，再啟動(dòng)試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序?qū)⒋郎y(cè)試紙上的尿液色塊的中心對(duì)正光采集裝置12，上述這些步驟完成后就可以啟動(dòng)尿液檢測(cè)程序正式對(duì)浸過(guò)尿液的干試紙進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存。
[0016]開(kāi)機(jī)自檢程序如圖4所述，可以檢查單片機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的系統(tǒng)信息、歷史記錄、電機(jī)的狀態(tài)、光采集裝置的狀態(tài)等，這些檢測(cè)結(jié)果可以顯示在液晶顯示屏上。
[0017]所述試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序是通過(guò)霍爾元件7檢測(cè)磁鐵8的位置，從而使試紙托盤(pán)4處于與光采集裝置12對(duì)應(yīng)的零位置?；魻栐?檢測(cè)磁鐵位置時(shí)是通過(guò)檢測(cè)磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)磁鐵的位置，如果霍爾元件7檢測(cè)到磁鐵，則說(shuō)明試紙托盤(pán)4處于零位置(SP試紙托盤(pán)4位于機(jī)殼的最外面)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，可以向試紙托盤(pán)內(nèi)放入試紙，然后執(zhí)行試紙位置檢測(cè)程序。如果霍爾元件7沒(méi)有檢測(cè)磁鐵，則說(shuō)明試紙托盤(pán)4不在零位置，此時(shí)電機(jī)會(huì)帶動(dòng)試紙托盤(pán)4移動(dòng)，當(dāng)霍爾元件7檢測(cè)到磁鐵，再執(zhí)行試紙位置檢測(cè)程序。如果在試紙托盤(pán)4的一個(gè)往復(fù)移動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有檢測(cè)到磁鐵，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，退出尿液檢測(cè)程序?；魻栐峭ㄟ^(guò)檢測(cè)磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)檢測(cè)磁鐵的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試紙托盤(pán)4位置的控制。圖2所示位置是試紙托盤(pán)位于機(jī)殼的最里端，霍爾元件若沒(méi)有檢測(cè)到磁鐵，則電機(jī)使試紙托盤(pán)做移出操作:電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使試紙托盤(pán)從機(jī)殼內(nèi)向外移動(dòng)，直到檢測(cè)到磁鐵，到達(dá)零位置。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到磁鐵則找到零位置，超時(shí)沒(méi)有找到則停止電機(jī)運(yùn)行。找到零位置后方可進(jìn)行托盤(pán)移入操作:電機(jī)運(yùn)行固定步數(shù)使托盤(pán)收回至機(jī)殼內(nèi)。
[0018]試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序中霍爾元件在檢測(cè)磁鐵位置時(shí)先檢測(cè)磁鐵的極性，然后檢測(cè)磁鐵的位置。齒條帶動(dòng)磁鐵經(jīng)過(guò)霍爾元件，霍爾元件根據(jù)磁鐵的極性，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，與相應(yīng)的閾值進(jìn)行比較，符合S極閾值范圍的，判定為S極，符合N極閾值范圍的，判定為N極。這樣不管磁鐵的哪個(gè)極性與霍爾元件對(duì)應(yīng)，都能準(zhǔn)確檢測(cè)到磁鐵。
[0019]如果霍爾元件7檢測(cè)到磁鐵8，說(shuō)明試紙托盤(pán)4處于零位置，可以向試紙托盤(pán)4放入試紙或者進(jìn)行其他操作。如果不在零位置則需要先使試紙托盤(pán)4運(yùn)行到零位置，再繼續(xù)后續(xù)檢測(cè)。
[0020]所述試紙位置檢測(cè)程序是在試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序運(yùn)行完畢、試紙托盤(pán)4處于零位置的基礎(chǔ)上，通過(guò)試紙托盤(pán)的移進(jìn)和移出，檢測(cè)放置于試紙托盤(pán)4上的試紙是否與光采集裝置12對(duì)正。其檢測(cè)過(guò)程是:在試紙托盤(pán)到達(dá)零位置后，將試紙放入托盤(pán)中，托盤(pán)會(huì)從零位置運(yùn)行到試紙應(yīng)在的位置，此時(shí)打開(kāi)光源，采集反射率，有試紙和沒(méi)有試紙的反射率相差很大，通過(guò)反射率值判斷是否與試紙對(duì)正。如果沒(méi)有對(duì)正，則發(fā)出糾正提示信號(hào)，用戶在10秒內(nèi)糾正后繼續(xù)測(cè)試，超時(shí)沒(méi)有糾正或糾正錯(cuò)誤則退出測(cè)試，返回至開(kāi)始測(cè)試界面。如試紙位置正確則繼續(xù)進(jìn)行后面的程序。試紙位置檢測(cè)程序在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)還可以先檢測(cè)光采集裝置12的光源是否正常，如果不正常則退出尿液的檢測(cè)程序，返回至開(kāi)始測(cè)試界面，如果正常，再開(kāi)始檢測(cè)試紙放置是否正確。
[0021]所述光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序是在完成試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序和試紙位置檢測(cè)程序后，將已知反射率標(biāo)準(zhǔn)值的標(biāo)準(zhǔn)灰度條放置到試紙托盤(pán)4上并輸送到與光采集裝置12對(duì)應(yīng)的位置，光采集裝置12對(duì)標(biāo)準(zhǔn)灰度條進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)到的R、G、B三色光反射率與已知反射率標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較計(jì)算，得到R、G、B三色光的修正系數(shù)，將此修正系數(shù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，供后續(xù)運(yùn)行尿液檢測(cè)程序時(shí)調(diào)用以修正檢測(cè)結(jié)果。光采集裝置12由采集板、發(fā)光二極管或者LED光源、接收反射光的光學(xué)傳感器等組成。由于不同批次光采集裝置12可能存在偏差，偏差較大就會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，通過(guò)反射率校準(zhǔn)功能可以將有問(wèn)題光采集裝置12修正過(guò)來(lái)，單片機(jī)將保存該修正系數(shù)，待執(zhí)行尿液檢測(cè)程序時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果加以修正，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序不是每檢測(cè)一張?jiān)嚰埦瓦\(yùn)行一次，而是運(yùn)行一次該程序后，就將自動(dòng)校準(zhǔn)的光反射率修正系數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，在連續(xù)檢測(cè)多張?jiān)嚰垥r(shí)，檢測(cè)后面的試紙的過(guò)程中可以不啟動(dòng)該程序，即連續(xù)檢測(cè)下一張?jiān)嚰垥r(shí)，就用本次校準(zhǔn)的修正系數(shù)。但是當(dāng)手持式尿液分析儀退出尿液檢測(cè)程序而再次運(yùn)行校準(zhǔn)時(shí)，需重新運(yùn)行光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序，并用重新校準(zhǔn)的光反射率修正系數(shù)替換原有的修正系數(shù)。
[0022]一條試紙上的色塊數(shù)量與試紙類型及所要檢測(cè)的尿液項(xiàng)目有關(guān)，例如IlH試紙有11個(gè)項(xiàng)目，一條試紙上就有11個(gè)或者12個(gè)色塊(第12個(gè)色塊為校準(zhǔn)塊)。色塊中有固定的化學(xué)成分，可與尿液發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完成后會(huì)形成不同顏色的色塊。
[0023]所述試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序是將整條待測(cè)試紙上的每個(gè)色塊的位置進(jìn)行校正，以使尿液分析過(guò)程中，試紙托盤(pán)能夠運(yùn)行到使該色塊的中心對(duì)正光采集裝置12的位置。試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序?qū)⒄麠l待測(cè)試紙上的每個(gè)色塊分成若干檢測(cè)點(diǎn)，光采集裝置12對(duì)每個(gè)色塊的所有檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并形成各檢測(cè)點(diǎn)的波形，然后將該色塊上的各檢測(cè)點(diǎn)的波形匯集、比較，找到這些波形的波峰或波谷，這些波峰或波谷位置即是每個(gè)色塊的中心。確定色塊的中心后，單片機(jī)自動(dòng)保存各色塊位置信息。本發(fā)明的手持式尿液分析儀在執(zhí)行試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序時(shí)，液晶顯示屏上會(huì)有一條豎線，每個(gè)色塊的波峰或波谷中心對(duì)正此豎線時(shí)，色塊的中心就與光采集裝置12對(duì)正，檢測(cè)尿液時(shí)試紙會(huì)運(yùn)行到色塊的中心，這樣檢測(cè)到的反射率才能正確反映色塊的反射率，若沒(méi)有在中心則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。
[0024]在對(duì)尿液進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，試紙輸送裝置將色塊的中心位置對(duì)準(zhǔn)光采集裝置12，光采集裝置12再對(duì)色塊中心的反射率進(jìn)行檢測(cè)，得到各項(xiàng)生理指標(biāo)。試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序在制作試紙參數(shù)時(shí)，能夠方便地確定各色塊的位置信息，也可以修正不準(zhǔn)確的試紙參數(shù)位置信息。試紙參數(shù)主要包含試紙名稱、項(xiàng)目數(shù)、空白塊是否參與計(jì)算、位置信息、項(xiàng)目名、檢測(cè)波長(zhǎng)(每個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng))、閾值(每個(gè)項(xiàng)目各個(gè)梯度閾值)、試紙版本(試紙制作日期)。
[0025]試紙條蘸取尿液，尿液與試紙條發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，顏色發(fā)生變化。正常工作時(shí)，開(kāi)機(jī)自檢程序執(zhí)行完畢后開(kāi)始試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序，然后進(jìn)行光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序、試紙位置檢測(cè)程序、試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序，最后進(jìn)行尿液檢測(cè)程序。尿液檢測(cè)時(shí)，試紙輸送裝置的電機(jī)控制試紙托盤(pán)走過(guò)光學(xué)傳感器，將被測(cè)試紙的色塊中心對(duì)準(zhǔn)光采集裝置12，尿液檢測(cè)程序是對(duì)色塊中心的反射率進(jìn)行檢測(cè)，超高亮度白光光源照射到試紙上，并反射到光學(xué)傳感器中，光學(xué)傳感器檢測(cè)試紙條上不同色塊的數(shù)據(jù)，并經(jīng)單片機(jī)處理轉(zhuǎn)化后，得到相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，最終計(jì)算得出相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，然后將檢測(cè)結(jié)果輸出到液晶顯示屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序還可以通過(guò)操作機(jī)殼上的鍵盤(pán)3單獨(dú)執(zhí)行，只對(duì)光采集裝置進(jìn)行校準(zhǔn)并存儲(chǔ)校正結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種手持式尿液分析儀，包括安裝在機(jī)殼(1)內(nèi)的單片機(jī)以及由單片機(jī)控制的試紙輸送裝置、光采集裝置(^)、液晶顯示屏、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述試紙輸送裝置包括滑軌00、沿滑軌(11)滑動(dòng)的試紙托盤(pán)“)、與試紙托盤(pán)(4)連接為一體的齒條“)、以及與齒條(6)配合的驅(qū)動(dòng)試紙托盤(pán)(4)進(jìn)出的由電機(jī)(10)帶動(dòng)的齒輪(9),所述光采集裝置(^)、電機(jī)(1(0、滑軌(11)安裝在位于機(jī)殼(1)內(nèi)的支架(13)上，其特征在于:所述試紙托盤(pán)(4)還固定設(shè)置一磁鐵(8),在支架(13)上安裝有與磁鐵(8)對(duì)應(yīng)的霍爾元件(7),所述霍爾元件(7)與單片機(jī)連接通信；所述單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)有依次啟動(dòng)的開(kāi)機(jī)自檢程序、試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序、光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序、試紙位置檢測(cè)程序、試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序以及尿液檢測(cè)程序； 所述試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序是通過(guò)霍爾元件(7)檢測(cè)磁鐵(8)的位置，從而使試紙托盤(pán)(4)處于與光采集裝置(12)對(duì)應(yīng)的零位置； 所述試紙位置檢測(cè)程序是在試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序運(yùn)行完畢、試紙托盤(pán)(4)處于零位置的基礎(chǔ)上，通過(guò)試紙托盤(pán)的移進(jìn)和移出檢測(cè)放置于試紙托盤(pán)(4)上的試紙是否與光采集裝置(12)對(duì)正， 所述光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序是將已知反射率標(biāo)準(zhǔn)值的標(biāo)準(zhǔn)灰度條放置到試紙托盤(pán)(4)上并輸送到與光采集裝置(12)對(duì)應(yīng)的位置，光采集裝置(12)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)灰度條進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)到的118三色光反射率與已知反射率標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較計(jì)算，得到118三色光的修正系數(shù)，將此修正系數(shù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，供后續(xù)運(yùn)行尿液檢測(cè)程序時(shí)調(diào)用以修正檢測(cè)結(jié)果； 所述試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序是將每個(gè)色塊分成若干檢測(cè)點(diǎn)，光采集裝置(12)對(duì)每個(gè)色塊的所有檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)形成各檢測(cè)點(diǎn)的波形后，將該色塊上的各檢測(cè)點(diǎn)的波形進(jìn)行比較并確定色塊的中心； 正常工作時(shí)，開(kāi)機(jī)自檢程序執(zhí)行完畢后，開(kāi)始試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序，然后進(jìn)行光反射率自動(dòng)校準(zhǔn)程序、試紙位置檢測(cè)程序、試紙色塊自動(dòng)校準(zhǔn)程序，最后試紙輸送裝置將被測(cè)試紙的色塊中心對(duì)準(zhǔn)光采集裝置(12)進(jìn)行尿液檢測(cè)程序，尿液檢測(cè)程序是對(duì)色塊中心的反射率進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果輸出到液晶顯示屏和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式尿液分析儀，其特征在于所述試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序中霍爾元件在檢測(cè)磁鐵位置時(shí)先檢測(cè)磁鐵的極性，然后檢測(cè)磁鐵的位置； 霍爾元件(7)檢測(cè)磁鐵位置時(shí)是通過(guò)檢測(cè)磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)磁鐵的位置，如果霍爾元件(7)檢測(cè)到磁鐵，則執(zhí)行試紙位置檢測(cè)程序；如果霍爾元件(7)沒(méi)有檢測(cè)磁鐵，則電機(jī)帶動(dòng)試紙托盤(pán)(4)移動(dòng)，當(dāng)霍爾元件(7)檢測(cè)到磁鐵，則執(zhí)行試紙位置檢測(cè)程序；如果在試紙托盤(pán)(4)的一個(gè)往復(fù)移動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有檢測(cè)到磁鐵，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式尿液分析儀，其特征在于所述試紙位置檢測(cè)程序是在試紙托盤(pán)位置檢測(cè)程序完成、試紙托盤(pán)到達(dá)零位置后進(jìn)行，試紙位置檢測(cè)程序在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)先檢測(cè)光采集裝置(12)的光源是否正常，如果不正常則退出檢測(cè)程序，如果正常，則檢測(cè)試紙放置位置是否正確，如試紙位置正確則繼續(xù)進(jìn)行后面的程序，如果不正確，則發(fā)出糾正提示信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01N21/78GK104359899SQ201410610372
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】胡坤, 許云龍, 王樹(shù)志, 于佳雪, 孫麗花, 張小美, 張磊 申請(qǐng)人:康泰醫(yī)學(xué)系統(tǒng)（秦皇島）股份有限公司