一種微粒檢測數字傳感器的製作方法

2023-05-07 01:01:11 2

專利名稱：一種微粒檢測數字傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微粒傳感器，尤其是涉及一種微粒檢測數字傳感器。
背景技術：
血液中的紅細胞RBC (Red Blood Cell)、白細胞WBC (White Blood Cell)和血小 板PLT (Platelet)為生理指標，許多疾病的發生和發展與紅細胞RBC、白細胞WBC和 血小板PLT在血液中的數量之間存在很大的關係。為滿足各種疾病診斷的需求，人們研 究開發出了很多對血液中的紅細胞RBC、白細胞WBC和血小板PLT數量進行計數的儀 器或方法。目前，常見的對血細胞進行計數的儀器基本採用了模擬傳感器，其存在以下 缺點
1、 血細胞信號(模擬輸出電壓)易受外部電子噪聲幹擾，會嚴重影響測量結果；
2、 這種儀器的模擬處理方法的實質是依靠電容等儲能元件"記錄"峰值電壓，長期 使用將導致儀器的多方面的性能發生明顯的變化；
3、 模擬處理會丟棄很多脈衝信號的重要參數，特別是不能處理雙細胞產生的M信 號，從而造成計數遺漏。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種檢測精度高，信號穩定，抗幹擾能力強， 並能有效地減少或避免細胞漏計數的微粒檢測數字傳感器。
本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為 一種微粒檢測數字傳感器，它 由順序連接的感知被檢測細胞通過時輸出電壓變化的信號傳感電路、對傳感電路信號進 行放大處理的前置放大器和主放大器及將放大處理後的信號轉換成數字電壓輸出信號
的AD (Analog-Digital)轉換器組成。
所述的信號傳感電路包括恆流源和寶石？L，所述的寶石孔的一端與所述的恆流源的 輸出端連接，所述的寶石孔的另一端接地，所述的恆流源的輸出端與所述的前置放大器 之間串接有儲能電容。
所述的恆流源設置有光電耦合器。
所述的光電耦合器包括發光二極體和光電三極體，當所述的發光二極體導通時，所 述的光電三極體處於飽和狀態；當所述的發光二極體截止時，所述的光電三極體處於截止狀態。
與現有技術相比，本實用新型的優點在於由於本實用新型通過AD轉換器將模擬信 號轉換成數位訊號，不僅使得輸出信號更加穩定，而且增強了本實用新型的抗幹擾能力； 由於本實用新型主要利用數位訊號處理技術來記錄峰值電壓，不僅大大提高了本實用新 型的檢測精度，而且減少了血細胞的漏計數；此外，本實用新型結構簡單、體積小且成 本低。


圖1為本實用新型的邏輯框圖； 圖2為本實用新型的具體電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
如圖所示， 一種微粒檢測數字傳感器，它由順序連接的感知被檢測細胞通過時輸出 電壓變化的信號傳感電路1、對傳感電路信號進行放大處理的前置放大器Ul和主放大 器U2及將放大處理後的信號轉換成數字電壓輸出信號的AD轉換器U3組成，本實施 例中前置放大器Ul和主放大器U2為具有數千倍放大功能的低噪聲放大器；AD轉換器 U3的功能主要是將模擬信號轉換成數位訊號，不僅使得該傳感器輸出的信號更加穩定， 而且還增強了該傳感器的抗幹擾能力。信號傳感電路1包括恆流源2和寶石孔3，寶石 孔3的一端與恆流源2的輸出端連接，寶石孔3的另一端接地，恆流源2的輸出端與前 置放大器U1的輸入端之間串接有儲能電容Cl，前置放大器U1的輸出端與主放大器 U2的輸入端連接，主放大器U2的輸出端與AD轉換器U3的輸入端連接，AD轉換器 U3的輸出端Dout與外部的ARM( Advanced RISC Microprocessor,高級RISC微處理器) 或DSP (Digital Signal Processing,數位訊號處理)或FPGA (Field-Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)等數位訊號處理晶片連接。
恆流源2設置有光電耦合器21，其作為一個開關用於導通或隔斷恆流源。光電耦合 器21包括發光二極體LED和光電三極體Q4，發光二極體LED的正極接+3.3V電壓， 發光二極體LED的負極接外部控制信號作為輸入，當輸入的外部控制信號為低電平時 發光二極體LED導通，並使得光電三極體Q4處於飽和狀態，此時，通過電阻Rl與光 電三極體Q4連接的晶體三極體Q3也處於飽和狀態，這樣恆流源2就被打開；而當輸 入的外部控制信號為高電平時發光二極體LED、光電三極體Q4和晶體三極體Q3都處 於截止狀態，這樣恆流源2就被關斷。本實用新型工作時，恆流源2的輸出端處的電流/o即為晶體三極體Q2的射極電流， 其電流值由與晶體三極體Q1的集電極連接的穩壓管D1兩端的反相穩定電壓^和與晶
體三極體Q2的集電極連接的電阻i 4決定，即可用公式/。=^來表示；假設寶石孔3
及4
的等效電阻為i c，恆流源2的輸出端處的電壓為F。，當一體積為V的被檢測細胞通過
寶石孔3時產生微小的電阻變化信號，電阻變化量為M;而恆流源2將電阻變化信號 轉化為電壓變化信號，此時流經儲能電容Cl的電流變化量為A7 ,
A/ = /。-~L = / —_M^ = ^M—，由於^》A/ ，則可以得到A7-AM;根
據Coulter定理，電阻變化量和微粒體積成正比，即M:《v，其中&為常數，則可以 得到電壓變化信號經過前置放大器Ul後輸出的電壓變化量為AFb，其值為前置放大器
Ul的反饋電阻i 5與電流變化量A/的乘積，即AP;:—i 5A/，再根據A7-奪M和 M-《v得至UA^二-i 5A/ = -^ii:,v-《v，其中^為常數，其值/: = —Ml尺,；假設W。
主放大器U2的放大倍數為^，則電壓變化量AVb經過主放大器U2後輸出的電壓為 rQ = 4^V，最後將經信號放大處理後的模擬電壓Fo通過串行高速AD轉換器U3轉換
成數字電壓信號，轉換後AD轉換器U3輸出端D。ut輸出的數字量為255，(0 。
本實施例中的AD轉換器U3採用LTC1196型號，也可採用其他具有相同功能的 AD轉換器。
權利要求1、 一種微粒檢測數字傳感器，其特徵在於它由順序連接的感知被檢測細胞通過時 輸出電壓變化的信號傳感電路、對傳感電路信號進行放大處理的前置放大器和主放大器 及將放大處理後的信號轉換成數字電壓輸出信號的AD轉換器組成。
2、 如權利要求1所述的一種微粒檢測數字傳感器，其特徵在於所述的信號傳感電 路包括恆流源和寶石孔，所述的寶石孔的一端與所述的恆流源的輸出端連接，所述的寶 石孔的另一端接地，所述的恆流源的輸出端與所述的前置放大器之間串接有儲能電容。
3、 如權利要求2所述的一種微粒檢測數字傳感器，其特徵在於所述的恆流源設置 有光電耦合器。
4、 如權利要求3所述的一種微粒檢測數字傳感器，其特徵在於所述的光電耦合器 包括發光二極體和光電三極體，當所述的發光二極體導通時，所述的光電三極體處於飽 和狀態；當所述的發光二極體截止時，所述的光電三極體處於截止狀態。
專利摘要本實用新型公開了一種微粒檢測數字傳感器，其特徵在於它由順序連接的感知被檢測細胞通過時輸出電壓變化的信號傳感電路、對傳感電路信號進行放大處理的前置放大器和主放大器及將放大處理後的信號轉換成數字電壓輸出信號的AD轉換器組成，優點在於由於本實用新型通過AD轉換器將模擬信號轉換成數位訊號，不僅使得輸出信號更加穩定，而且增強了本實用新型的抗幹擾能力；由於本實用新型主要利用數位訊號處理技術來記錄峰值電壓，不僅大大提高了本實用新型的檢測精度，而且減少了血細胞的漏計數；此外，本實用新型結構簡單、體積小且成本低。
文檔編號G01N15/10GK201156029SQ200820082838
公開日2008年11月26日 申請日期2008年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者蘭 葉, 宏 李 申請人:寧波大學