CN101806697A - 一种尿液检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于尿液检测技术领域，提供了一种尿液检测装置，包括：一个或多个用于存储待测尿液的尿液存储部；以及与一个或多个尿液存储部对应连接的一个或多个尿液比重及尿液重量检测部，尿液比重及尿液重量检测部用于即时检测相应的尿液存储部存储的待测尿液的比重及尿液重量，并根据待测尿液的比重及尿液重量，计算出待测尿液的体积并显示，由此得到的尿量的精度要远高于现有技术直接检测到的尿量的精度，且对尿液尿量的多少没有限制，拓展了应用范围。

Description

一种尿液检测装置

技术领域

本发明属于尿液检测技术领域，尤其涉及一种尿液检测装置。

背景技术

目前应用于医学上的尿液检测装置用以对人体尿液体积进行检测，以实现对尿液尿量(尿液体积)的监控。

现有技术提供的尿液检测装置通过导尿管将人体尿液导入一贮尿盒暂存，在该贮尿盒底部设置一精确滴斗，暂存于该贮尿盒的尿液通过该精确滴斗以点滴的形式滴落。该尿液检测装置还包括感应该点滴数目的光电耦合器电路，以及与该光电耦合器电路连接的数据处理单元，该数据处理单元根据该光电耦合器电路感应到的尿液的点滴数目以及预设的每一滴尿液的体积来计算即时尿量的大小。

然而现有技术提供的该种尿液检测装置所采用的计量方法受到诸多因素的影响。比如精确滴斗出尿口的制造精度的不同、尿液本身由于组成成分差异而造成的滴斗出尿口的表面张力的不同、环境振动等，均会使得每一滴尿液的体积与预设值出现偏差，进而影响该种计量方法的检测精度，因此，该种检测装置仅适用于对检测精度要求不高的小体积尿液尿量的检测，其应用范围有限。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种尿液检测装置，旨在解决现有技术提供的尿液检测装置的检测精度低，应用范围窄的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种尿液检测装置，述装置包括：

一个或多个用于存储待测尿液的尿液存储部；以及

与所述一个或多个尿液存储部对应连接的一个或多个尿液比重及尿液重量检测部，所述尿液比重及尿液重量检测部用于即时检测相应的所述尿液存储部存储的待测尿液的比重及尿液重量，并根据所述待测尿液的比重及尿液重量，计算出所述待测尿液的体积并显示。

本发明实施例提供的尿液检测装置通过尿液比重及尿液重量检测部即时检测待测尿液的比重及重量，并据此计算出待测尿液的尿量，由此得到的尿量的精度要远高于现有技术直接检测到的尿量的精度，提高了尿量的检测精度，且对尿液尿量的多少没有限制，拓展了应用范围。

附图说明

图1是本发明实施例提供的尿液检测装置的原理图；

图2是图1中尿液存储部的拆分结构示意图；

图3是图1中尿液比重及尿液重量检测部的结构图；

图4是本发明一个实施例提供的图3中比重检测单元的电路图；

图5是本发明另一个实施例提供的图3中比重检测单元的电路图；

图6是本发明再一实施例提供的高度尺的结构图；

图7是图3中滴液检测单元的电路图；

图8是图3中检测单元的电路图；

图9是图3中重量检测单元的电路图；

图10是图3中尿液比重及尿液重量检测部的一种结构示意图；

图11是图3中主控单元的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的尿液检测装置通过尿液比重及尿液重量检测部即时检测待测尿液的比重及重量，并据此计算出待测尿液的尿量。

图1示出了本发明实施例提供的尿液检测装置的原理，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供的尿液检测装置包括一个或多个用于存储待测尿液的尿液存储部3，以及分别与一个或多个尿液存储部3对应连接的一个或多个尿液比重及尿液重量检测部2，尿液比重及尿液重量检测部2用于即时检测相应的尿液存储部3存储的待测尿液的比重及尿液重量，并根据检测到的待测尿液的比重及尿液重量，计算出待测尿液的体积并显示。

由于待测尿液的比重及重量均可以被较精确的测量，由此得到的体积的精度要远高于现有技术直接检测到的体积的精度，提高了尿量的检测精度，且对尿液尿量的多少没有限制，拓展了应用范围。

另外，当该尿液检测装置包括多个尿液存储部3及多个相应的尿液比重及尿液重量检测部2时，本发明实施例提供的尿液检测装置还包括与多个尿液比重及尿液重量检测部2均连接的中央控制单元1，中央控制单元1用于收集并保存多个尿液比重及尿液重量检测部2的检测数据，当然，中央控制单元1还可以进一步实现报表生成并将检测数据通过组网电路上传网络的功能。

图2是图1中尿液存储部3的拆分结构示意图，图3是图2的组合结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

尿液存储部3具体包括：第一容器34；包裹第一容器34、并通过连通管35贯通连接第一容器34出尿口的第二容器36；导尿管31；用于暂存待测尿液的贮尿盒32，贮尿盒32的入尿口与导尿管31的一端贯通连接，贮尿盒32的出尿口通过一滴斗贯通连接第一容器34的入尿口。更具体地，第一容器34为一柱体，且其入尿口置于该柱体的底面，其出尿口置于该柱体的侧面；第二容器36为一尿袋。

当有待测尿液从导尿管31的另一端流入贮尿盒32后，待测尿液通过滴斗滴入第一容器34，当第一容器34中的待测尿液达到第一容器34出尿口的高度时，待测尿液经由连通管流入第二容器36。为了实现对尿液比重的检测，本发明实施例中，在第一容器34中放置比重仪，该比重仪具体为浮球33以及稳定该浮球33的比重仪支架37。

图3示出了图1中尿液比重及尿液重量检测部2的结构。

尿液比重及尿液重量检测部2具体包括用于检测尿液存储部3存储的待测尿液比重的比重检测单元23，用于检测尿液存储部3存储的待测尿液重量的重量检测单元22，同时连接比重检测单元23和重量检测单元22的主控单元21，以及显示单元24。主控单元21用于分别控制比重检测单元23和重量检测单元22对尿液存储部3存储的待测尿液进行相应的检测，并将比重检测单元23和重量检测单元22生成的检测数据通过显示单元24显示。

进一步地，本发明实施例中，尿液比重及尿液重量检测部2具体还包括检测尿液存储部3存储的待测尿液体积的滴液检测单元25，滴液检测单元25具体是检测一段时间内图2中贮尿盒32通过滴斗滴落的液滴数，并将该液滴数与预存的单滴液滴的体积相乘，得到该段时间内待测尿液的体积(即尿量)的。

对短时间内的小体积尿液而言，采用该滴液检测单元25对尿量进行检测，其误差通常可以忽略，而对于大体积尿液而言，可以根据重量检测单元22检测到的尿液重量以及比重检测单元23检测到的尿液比重计算出尿液的精确体积，将该计算得到的精确体积除以滴液检测单元25测得的液滴数，可以得到单滴液滴的精确体积，以对滴液检测单元25预存的单滴液滴的体积进行修正，获得更准确的检测数据。

为了实现操作自动化，本发明实施例提供的尿液比重及尿液重量检测部2具体还包括感应第二容器36是否存在的检测单元26，此时，主控单元21是在检测单元26感应第二容器36存在时，控制滴液检测单元25、比重检测单元23或重量检测单元22开始进行检测的。

当该尿液检测装置还包括中央控制单元1时，主控单元21具体可以通过USB接口或短距离无线通信协议(如：蓝牙等)实现同中央控制单元1的信息交互。

本发明实施例中，比重检测单元23具体是通过一高度传感器感应浮球33的高度的，比重检测单元23之后将感应到的高度换算成比重检测单元23预存的该高度所对应的比重，得到待测尿液的比重。该高度传感器具体可以为现有任一种检测高度的传感器装置，如图4示出了本发明一个实施例提供的图3中比重检测单元23的电路。

在本发明的该实施例中，比重检测单元23包括一单片机芯片U1，以及与单片机芯片U1连接的光电检测电路，该光电检测电路通过发光二极管及光敏二极管的组合来感应浮球33的高度。具体地，该光电检测电路包括48个发光二极管，以及与该48个发光二极管分别对应的48个光敏二极管，该48个发光二极管相互之间沿浮球33浮动方向间隔1厘米排布，48个光敏二极管分别与相应的发光二极管沿浮球33对称分布。

48个发光二极管的连接方式均相同，与48个发光二极管分别对应的48个光敏二极管的连接方式均相同，下面以一个发光二极管及其相应的光敏二极管为例说明其连接关系。该发光二极管的阳极连接单片机U1的第一控制信号输出引脚RB，该发光二极管的阴极连接NPN型第一三极管的集电极，该三极管的基极通过电阻连接单片机U1的第二控制信号输出引脚RA，该三极管的发射极接地；该光敏二极管的阳极连接PNP型第二三极管的集电极，第二三极管的发射极连接高电平，第二三极管的基极通过电阻连接第一三极管的集电极，该光敏二极管的阴极通过电阻接地，该光敏二极管的阴极同时连接单片机U1的信号输入引脚RD。在进行检测时，单片机U1通过第一控制信号输出引脚RB以及第二控制信号输出引脚RA控制发光二极管的发光，并通过信号输入引脚RD的电平来感应浮球的高度。

图5示出了本发明另一个实施例提供的图3中比重检测单元23的电路。

在本发明的该实施例中，比重检测单元23具体包括单片机芯片U2，由单片机芯片U2驱动的步进电机M，由该步进电机M通过一丝杠拉动的光电支架(图中未示出)，以及固定在该光电支架上的三组光电开关，该三组光电开关与单片机芯片U2连接。该三组光电开关沿浮球33移动的方向顺次排列，分布在两端的两组光电开关用于分别感应被浮球33挡住的状态以及未被浮球33挡住的状态，分布在中间的一组光电开关用于感应被浮球33挡住以及未被浮球33挡住的临界状态。在检测时，当分布在两端的两组光电开关中有一组出现状态变化时，说明浮球33有移动，单片机芯片U2根据两端的两组光电开关反馈的信号，控制步进电机M启动，进而带动光电支架移动，直到单片机芯片U2接收到中间的一组光电开关反馈的信号时，控制步进电机M停止转动，光电支架停止移动。此时，单片机芯片U2根据步进电机M的步进数计算出丝杠的旋转圈数，并将该旋转圈数与预存的丝杠的螺距相乘，得到浮球33的浮动高度，进而得到浮球33的高度。

更具体地，三组光电开关包括发光二极管VT7、发光二极管VT8、发光二极管VT9，以及与发光二极管VT7、发光二极管VT8和发光二极管VT9分别对应的光敏二极管VT10、光敏二极管VT11和光敏二极管VT12。发光二极管VT7的阳极通过电阻连接单片机芯片U2的控制信号输出端RB0，发光二极管VT8的阳极通过电阻连接单片机芯片U2的控制信号输出端RB1，发光二极管VT9的阳极通过电阻连接单片机芯片U2的控制信号输出端RB2，发光二极管VT7、发光二极管VT8和发光二极管VT9的阴极均连接NPN型三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电阻R11连接单片机芯片U2的控制信号输出端RA0；光敏二极管VT10、光敏二极管VT11和光敏二极管VT12的阳极连接PNP型三极管Q11的集电极，三极管Q11的发射极连接高电平，三极管Q11的基极通过电阻R12连接三极管Q5的集电极，光敏二极管VT10的阴极通过电阻R13接地，光敏二极管VT11的阴极通过电阻R14接地，光敏二极管VT12的阴极通过电阻R15接地，光敏二极管VT10的阴极同时连接单片机芯片U2的信号输入引脚RD0，光敏二极管VT11的阴极同时连接单片机芯片U2的信号输入引脚RD1，光敏二极管VT12的阴极同时连接单片机芯片U2的信号输入引脚RD2。

在采用本发明再一个实施例提供的图3中比重检测单元23对尿液比重进行检测时，第一容器34为一透明容器，在第一容器34的内表面，沿浮球33的浮动方向铺设有一高度尺，且在该高度尺上，沿浮球33浮动方向设有多排透光孔，每排透光孔包括一个或多个圆形或其它形状的孔洞，多排透光孔相互之间间隔1mm，且多排透光孔所分别包含的孔洞中的一个或多个被封住，以使得多排透光孔在透光时形成预设编码规则。此时，比重检测单元23包括一单片机芯片以及与该单片机芯片连接的光电检测电路，该光电检测电路具体包括与每排透光孔的孔洞数目一致的多个发光二极管，以及与多个发光二极管分别对应、且与对应的发光二极管沿高度尺对称分布的多个光敏二极管，例如，如果每排透光孔包括6个孔洞，则需要沿高度尺对称分布的6个发光二极管，以及相应的6个光敏二极管。如图6示出了本发明该实施例提供的一种高度尺的结构，其中黑色圆圈表示已被封住的孔洞，白色圆圈表示未被封住的孔洞。

在检测时，单片机芯片通过控制发光二极管的导通来启动检测，并通过判断光敏二极管导通的个数以及查询预设的编码规则，识别出此时浮球33的高度。

图7示出了图3中滴液检测单元25的电路。

本发明实施例中，滴液检测单元25应用了图4或图5中的单片机芯片，此外，滴液检测单元25还包括NPN型三极管Q1，三极管Q1的基极通过电阻R2连接图4中单片机芯片U1或图5中单片机芯片U2的控制信号输出引脚RE0，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接发光二极管VT1的阴极，发光二极管VT1的阳极通过电阻R1连接高电平，滴液检测单元25还包括光敏二极管VT2，光敏二极管VT2与发光二极管VT1分布于尿液从滴斗滴落方向的两侧，光敏二极管VT2的阳极连接高电平，光敏二极管VT2的阴极通过电阻R3接地，光敏二极管VT2的阴极同时连接单片机芯片U1的信号输入引脚RC2或单片机芯片U2的信号输入引脚RE1。检测时，单片机芯片通过控制三极管Q1的导通来启动检测，并通过与光敏二极管VT2的阴极连接的信号输入引脚的电平变化来对液滴进行计数。

进一步地，本发明实施例中，滴液检测单元25还包括光敏二极管VT3，光敏二极管VT2与发光二极管VT1分布于贮尿盒32的出尿口的两侧，光敏二极管VT3的阳极连接高电平，光敏二极管VT3的阴极通过电阻R4接地，光敏二极管VT3的阴极同时连接单片机芯片U1的信号输入引脚RE2或单片机芯片U2的信号输入引脚RE2。检测时，单片机芯片通过控制三极管Q1的导通来启动检测，并通过与光敏二极管VT3的阴极连接的信号输入引脚的电平变化来判断贮尿盒32是否有尿液溢出。

更进一步地，本发明实施例中，滴液检测单元25还包括光敏二极管VT4，光敏二极管VT4与发光二极管VT1分布于第二容器36顶部的两侧，光敏二极管VT4的阳极连接高电平，光敏二极管VT4的阴极通过电阻R5接地，光敏二极管VT4的阴极同时连接单片机芯片U1的信号输入引脚RC1或单片机芯片U2的信号输入引脚RC1。检测时，单片机芯片通过控制三极管Q1的导通来启动检测，并通过与光敏二极管VT4的阴极连接的信号输入引脚的电平变化来判断第二容器36是否储尿已满。

图8示出了图3中检测单元26的电路。

检测单元26具体包括NPN型三极管Q4，三极管Q4的基极通过电阻R9连接图4中单片机芯片U1或图5中单片机芯片U2的控制信号输出引脚RE0，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极连接发光二极管VT5的阴极，发光二极管VT5的阳极通过电阻R8连接高电平，检测单元26还包括光敏二极管VT6，光敏二极管VT6与发光二极管VT5分布于第二容器36的两侧，光敏二极管VT6的阳极连接高电平，光敏二极管VT6的阴极通过电阻R10接地，光敏二极管VT6的阴极同时连接单片机芯片U1的信号输入引脚RE1或单片机芯片U2的信号输入引脚RE1。检测时，单片机芯片通过控制三极管Q4的导通来启动检测，并通过与光敏二极管VT6的阴极连接的信号输入引脚的电平变化来检测第二容器36是否存在。

图9示出了图3中重量检测单元22的电路。

本发明实施例提供的重量检测单元22具体包括一微控制器芯片U3，以及通过端子CN1与微控制器芯片U3连接的称重传感器。检测时，微控制器芯片U3控制该称重传感器对第二容器36的重量进行检测，并将该称重传感器检测到的第二容器36的重量数据传送给主控单元21。

如图10是图3中尿液比重及尿液重量检测部2的一种结构示意图，其中，称重传感器222通过支架221固定，上述的滴液检测单元25及比重检测单元23置于一固定机构27中，称重传感器222通过挂钩与固定机构27连接。

图11示出了图3中主控单元21的电路。

本发明实施例中，主控单元21包括单片机芯片U4，连接单片机芯片U4与重量检测单元22的第二通信接口212，以及连接单片机芯片U4与比重检测单元23的第一通信接口211，其具体结构及连接关系如图9所示。

本发明实施例提供的尿液检测装置通过尿液比重及尿液重量检测部即时检测待测尿液的比重及重量，并据此计算出待测尿液的尿量，由此得到的尿量的精度要远高于现有技术直接检测到的尿量的精度，提高了尿量的检测精度，且对尿液尿量的多少没有限制，拓展了应用范围；再有，当有多个尿液检查装置时，可以通过一中央控制单元对多个尿液检测装置的检测数据进行收集并上传网络，以实现对尿液的批量检测；再有，尿液比重及尿液重量检测部还可以通过滴液检测单元实现对待测尿液液滴数的检测，以实现对短时间内小体积尿液的尿量检测，对于长时间大体积尿液，可以结合对比重及尿液重量的检测，对滴液检测单元预存的单滴液滴的体积进行修正，以获得大体积尿液的更准确的尿量检测数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种尿液检测装置，其特征在于，所述装置包括：

一个或多个用于存储待测尿液的尿液存储部；以及

与所述一个或多个尿液存储部对应连接的一个或多个尿液比重及尿液重量检测部，所述尿液比重及尿液重量检测部用于即时检测相应的所述尿液存储部存储的待测尿液的比重及尿液重量，并根据所述待测尿液的比重及尿液重量，计算出所述待测尿液的体积并显示。

2.如权利要求1所述的尿液检测装置，其特征在于，当所述尿液检测装置包括多个尿液存储部及多个相应的尿液比重及尿液重量检测部时，所述装置还包括：

与所述多个尿液比重及尿液重量检测部均连接的中央控制单元，所述中央控制单元用于收集并保存所述多个尿液比重及尿液重量检测部的检测数据，根据收集到的所述检测数据生成报表并将收集到的所述检测数据通过组网电路上传至网络。

3.如权利要求1所述的尿液检测装置，其特征在于，所述尿液存储部包括：

导尿管；

第一容器；

包裹所述第一容器、并通过一连通管贯通连接所述第一容器出尿口的第二容器；

用于暂存待测尿液的贮尿盒，所述贮尿盒的入尿口与所述导尿管的一端贯通连接，所述贮尿盒的出尿口通过一滴斗贯通连接所述第一容器的入尿口，所述待测尿液从所述导尿管的另一端流入所述贮尿盒；以及

置于所述第一容器中的比重仪。

4.如权利要求3所述的尿液检测装置，其特征在于，所述尿液比重及尿液重量检测部包括：

用于检测所述尿液存储部存储的待测尿液比重的比重检测单元；

用于检测所述尿液存储部存储的待测尿液重量的重量检测单元；

同时连接所述比重检测单元和重量检测单元的主控单元；以及

显示单元；

所述主控单元用于分别控制所述比重检测单元和重量检测单元对所述尿液存储部存储的待测尿液进行相应的检测，并将所述比重检测单元和重量检测单元生成的检测数据通过所述显示单元显示。

5.如权利要求4所述的尿液检测装置，其特征在于，所述尿液比重及尿液重量检测部还包括：

检测所述尿液存储部存储的待测尿液体积的滴液检测单元，所述滴液检测单元检测一段时间内所述贮尿盒通过所述滴斗滴落的液滴数，并将所述液滴数与预存的单滴液滴的体积相乘，得到所述时间段内所述待测尿液的体积。

6.如权利要求5所述的尿液检测装置，其特征在于，所述尿液比重及尿液重量检测部还包括：

感应所述第二容器是否存在的检测单元；

所述主控单元是在所述检测单元感应所述第二容器存在时，控制所述滴液检测单元、比重检测单元或重量检测单元开始进行检测的。

7.如权利要求5所述的尿液检测装置，其特征在于，所述比重仪为一浮球，所述比重检测单元通过一高度传感器感应所述浮球的高度，之后将感应到的所述高度换算成预存的所述高度所对应的比重，即为所述待测尿液的比重。

8.如权利要求7所述的尿液检测装置，其特征在于，所述比重检测单元包括一单片机芯片，以及与所述单片机芯片连接的光电检测电路，所述光电检测电路通过发光二极管及光敏二极管的组合来感应所述浮球的高度；

所述光电检测电路具体包括48个发光二极管，以及与所述48个发光二极管分别对应的48个光敏二极管，所述48个发光二极管相互之间沿所述浮球浮动方向间隔1厘米排布，所述48个光敏二极管分别与相应的所述发光二极管沿所述浮球对称分布。

9.如权利要求7所述的尿液检测装置，其特征在于，所述比重检测单元包括一单片机芯片，由所述单片机芯片U2驱动的步进电机，由所述步进电机通过一丝杠拉动的光电支架，以及固定在所述光电支架上的三组光电开关；

所述三组光电开关与所述单片机芯片连接，所述三组光电开关沿所述浮球移动的方向顺次排列，分布在两端的两组光电开关用于分别感应被所述浮球挡住的状态以及未被所述浮球挡住的状态，分布在中间的一组光电开关用于感应被所述浮挡住以及未被所述浮球挡住的临界状态；

当分布在两端的两组光电开关中有一组出现状态变化时，所述单片机芯片控制所述步进电机启动，直到所述中间的一组光电开关出现状态变化时，所述单片机芯片控制所述步进电机停止转动，所述单片机芯片根据所述步进电机的步进数计算出所述丝杠的旋转圈数，并将所述旋转圈数与预存的所述丝杠的螺距相乘，得到所述浮球的浮动高度，进而得到所述浮球的高度。

10.如权利要求7所述的尿液检测装置，其特征在于，所述第一容器为一透明容器，在所述第一容器的内表面，沿所述浮球的浮动方向铺设有一高度尺，且在所述高度尺上，沿所述浮球浮动方向设有多排透光孔，每排透光孔包括一个或多个圆形或其它形状的孔洞，所述多排透光孔相互之间间隔1mm，且所述多排透光孔所分别包含的孔洞中的一个或多个被封住，以使得所述多排透光孔在透光时形成预设编码规则；

所述比重检测单元包括一单片机芯片以及与所述单片机芯片连接的光电检测电路，所述光电检测电路包括与每排透光孔的孔洞数目一致的多个发光二极管，以及与所述多个发光二极管分别对应、且与对应的发光二极管沿所述高度尺对称分布的多个光敏二极管；

所述单片机芯片通过控制所述多个发光二极管的导通来启动对所述浮球的高度检测，并通过判断相应的光敏二极管导通的个数以及查询预设的编码规则，识别出所述浮球的高度。

Images