基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀的製作方法
2023-06-17 22:17:56 4
專利名稱：基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及血液中微量鉛元素含量的檢測儀，尤其是基於光纖傳感器的血 鉛快速檢測儀。
技術背景隨著城市現代化和工業化的迅速發展，環境鉛汙染問題日益嚴重。鉛是一 種具有蓄積性的有害元素，是微量元素檢測中需重點控制的離子。鉛對全身各 系統和器官均有毒性作用。其基本病理過程涉及神經系統、造血系統、泌尿系 統、心血管系統、生殖系統、骨骼系統、內分泌系統、免疫系統、酶系統等多 個方面。其中兒童、妊娠婦女和老年人是最易感的基本人群。 一些研究提示， 由於生理方面的原因，兒童對鉛的神經毒性特別易感，處於生長發育期的兒童對 鉛的吸收率遠遠高於成年人,而對鉛的排洩較成人低鉛對兒童健康的影響是全身 的,不可逆的，且是長期的。近年來,鉛中毒現象報導不斷增多，鉛中毒的問題越來 越受到政府和公眾的關注,定期測査血鉛特別是兒童血鉛水平是一個不容忽視的 問題，也是社會良性發展的需求。目前血鉛的測量方法主要有四種紅細胞原卟啉(EP)的測試法、原子吸收光譜法(AAS)、塞曼效應石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)、陽極溶出伏 安法(ASV)。用EP法檢測會造成兒童實際血鉛水平較高而測量結果較低，即 假陰性現象出現。AAS方法所需的靜脈血量較多(5~7毫升)。同時由於在處 理血樣的過程中是完全暴露在環境(如灰塵)中和血樣進行硝化處理過程中使 用國產硝酸本身的鉛含量過高，因此可能造成對血樣的二次汙染，會造成兒童 實際血鉛水平較低而測量結果較高。使用塞曼效應石墨爐原子吸收光譜來測定 血鉛時必須要有專業技術人員來完成此操作過程.。ASV方法由於現有的電化學 儀器的廠家太雜，檢出限和穩定性太差。市面上較普遍的血鉛分析儀主要是基 於化學電極的處理方式，該類儀器價格普遍較低，但由於電化學傳感器存在汞 汙染等自身的特點和製造廠家自身原因，導致儀器的檢出限和穩定性都比較差。 另外， 一些比較專業的血鉛分析儀採用原子吸收法的原理來測量，這類儀器相 比化學電極類儀器，具有高的檢測限和精度，但該類儀器普遍具有操作複雜， 要求人員素質高，環境要求高，價格貴，體積大，無法大範圍內普及的缺點。隨著生活水平的提高，人們的保健意識不斷增強，人們也希望定期檢測自 身的微量元素的含量來進行合理的飲食調節。但就目前的微量元素檢測方面來說，常見的方法都是到醫院去檢測，測試結果報告周期較長， 一般情況下一個 月後才能拿到檢測結果，耽誤了時間不說，有時還錯過了最佳的進補排毒時節， 不能滿足大多數家庭的需求，即使現存的部分家用產品也存在檢測成本較高、 費時、過程複雜等缺點。 發明內容本發明的目的是提供一種快速測量血鉛濃度的可攜式微型化的基於光纖傳 感器的血鉛快速檢測儀。本發明的基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀，包括光纖傳感器探頭，法蘭 盤，光耦合器，光源，光電探測器，信號濾波放大解調電路，中央處理單元， 顯示屏和供電電源模塊，光纖傳感器探頭經法蘭盤與光耦合器的出射端相連， 光源發出的光與光耦合器的入射端相連，光耦合器的反射端與光電探測器的輸 入端相連，光電探測器的輸出端與信號濾波放大解調電路的輸入端相連，信號 濾波放大解調電路的輸出端與中央處理單元相連，顯示屏與中央處理單元相連， 所說的光纖傳感器探頭包括光纖和盛裝被測血液的器皿，光纖的一端具有與法 蘭盤連接的光纖接頭，光纖的另一端裝置有用塑料薄膜封裝的和鉛發生絡合的 環境，器皿底部有微創針頭。上述的中央處理單元可採用帶有12位A/D功能的微處理器，以提高測量精 度和速度。使用時，利用器皿上的微創針頭刺破被檢測者的手指，血樣滴入器皿內， 把光纖傳感器探頭的和鉛發生絡合的環境端放入器皿內壓實，器皿底部的針頭 剌破環境的封裝薄膜，血樣進入環境池反應生成鉛的絡合物。光源通過光纖耦 合器向光纖傳感器探頭入射光束，帶有被測鉛的絡合物信息的反射光經過光耦 合器進入光電探測器，由光電探測器將光信號轉化成電信號輸入信號濾波放大 解調電路，信號經過濾波放大解調後進入中央處理單元，中央處理單元通過其 中的軟體算法得到最終測試結果，測試結果直接顯示在顯示屏上。本發明具有以下優點和特點本發明的基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀結構簡單，體積小，可攜式使 用方便，可以作為日常血鉛含量監控的儀器，根據測量結果和提示的信息初步 診斷血鉛含量，做好預防工作。該檢測儀利用中央處理單元軟體算法有利於提 高測量精度和測量速度，並具有記錄不同日期下的測量結果，提供列印實時和 歷史測量結果曲線圖功能。光纖傳感探頭成本低，便於一次性使用，可避免被 測量者之間的交叉影響，衛生安全可靠。
圖1是基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀構成示意圖； 圖2是光纖傳感器探頭示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本發明。參見圖l，本發明的血鉛濃度快速分析檢測儀包括光纖傳感器探頭E，法 蘭盤A，光耦合器B，光源C，光電探測器U1，信號濾波放大解調電路U2，中 央處理單元U3，顯示屏U8和供電電源模塊U7，光纖傳感器探頭E經法蘭盤A 與光耦合器B的出射端相連，光源C發出的光與光耦合器B的入射端相連，光 耦合器B的反射端與光電探測器U1的輸入端相連，光電探測器U1的輸出端與 信號濾波放大解調電路U2的輸入端相連，信號濾波放大解調電路U2的輸出端 與中央處理單元U3相連，顯示屏U8與中央處理單元U3相連。圖示實例中， 在中央處理單元U3上接有外擴存儲器U4，以提高數據存儲量。所說的光纖傳 感器探頭E，如圖2所示，包括光纖2和盛裝被測血液的器皿4，光纖2的一端 具有與法蘭盤A連接的光纖接頭1，光纖2的另一端裝置有用塑料薄膜封裝的 和鉛發生絡合的環境3，器皿4底部有微創針頭5。檢測儀中的光源C，信號濾 波放大解調電路U2，中央處理單元U3和外擴存儲單元U4均由電源模塊U7供 電。上述的光電探測器U1可採用雪崩光電二極體；信號濾波放大解調電路U2 可採用OP77晶片；此例中中央處理單元U3採用ADuC812晶片，光耦合器B 採用1X2光耦合器，外擴存儲單元U4可採用62256型EEPROM，電源模塊 U7可採用UC3843為核心晶片，顯示屏採用20PinLCDHS12864型號。通常可在中央處理單元U3連接通信接口 U5，通信接口 U5可採用RS-232 接口，以便於血鉛濃度快速分析檢測儀與電腦相連，讀取相應的測試數據供分 析應用。
權利要求
1.基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀，其特徵是包括光纖傳感器探頭(E)，法蘭盤(A)，光耦合器(B)，光源(C)，光電探測器(U1)，信號濾波放大解調電路(U2)，中央處理單元(U3)，顯示屏(U8)和供電電源模塊(U7)，光纖傳感器探頭(E)經法蘭盤(A)與光耦合器(B)的出射端相連，光源(C)發出的光與光耦合器(B)的入射端相連，光耦合器(B)的反射端與光電探測器(U1)的輸入端相連，光電探測器(U1)的輸出端與信號濾波放大解調電路(U2)的輸入端相連，信號濾波放大解調電路(U2)的輸出端與中央處理單元(U3)相連，顯示屏(U8)與中央處理單元(U3)相連，所說的光纖傳感器探頭(E)包括光纖(2)和盛裝被測血液的器皿(4)，光纖(2)的一端具有與法蘭盤(A)連接的光纖接頭(1)，光纖(2)的另一端裝置有用塑料薄膜封裝的和鉛發生絡合的環境(3)，器皿(4)底部有微創針頭(5)。
2.根據權利要求1所述的基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀，其特徵是中央 處理單元(U3)上接有外擴存儲器(U4)。
全文摘要
本發明公開的基於光纖傳感器的血鉛快速檢測儀，包括光纖傳感器探頭，光耦合器，光源，光電探測器，信號濾波放大解調電路，中央處理單元，顯示屏和供電電源模塊，其中光纖傳感器探頭包括光纖和底部有微創針的器皿，光纖的一端連接光耦合器，光纖的另一端裝置和鉛發生絡合的環境。使用時，被測血樣進入環境池反應生成鉛的絡合物，光源通過光纖耦合器向光纖傳感器探頭入射光束，帶有被測鉛的絡合物信息的反射光經過光耦合器進入光電探測器，由光電探測器將光信號轉化成電信號輸入信號濾波放大解調電路，信號經過濾波放大解調後進入中央處理單元，中央處理單元通過軟體算法得到最終測試結果顯示在顯示屏上。本發明結構簡單，體積小，測量快速、方便。
文檔編號G01N21/75GK101236211SQ20081006010
公開日2008年8月6日 申請日期2008年3月6日 優先權日2008年3月6日
發明者娟 康, 徐時清, 李晨霞 申請人:中國計量學院