CN102252998A - 血细胞分析微电子采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种血细胞分析微电子采集系统，包括盒体和屏蔽盒，所述盒体内不中间设有样品池，样品池的中部左侧设有激光器，样品池的右侧中部水平0.5度，5度，20度，60度四个方向上依次设有第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管、第四光电倍增管；所述屏蔽盒内部左侧设有初级放大板，初级放大板右侧依次设有一级放大电路、第一电压跟随器、二级放大电路、第二电压跟随器、多路选择器、单片机；屏蔽盒与盒体之间通过连接在初级放大板与第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管和第四光电倍增管之间的数据线连接。本发明有益效果：光电倍增管具有高增益、快速、宽量程和线性度好的特点，非常适合这种信号快速变化的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种五分类血液分析仪领域，尤其涉及一种血细胞分析微电子采集系统。
背景技术
目前，五分类血液分析仪的测定是将血液稀释，按序流过样品池，通过检测流过时刻散射光的强度进行技术，由于测量速度快，必须使用快速采集反演技术，对光强的峰值、间隔时间、噪音阈值进行反演计算，利用特定算法计数统计，得出各类细胞的统计百分数。该种五分类血液分析仪的微电子系统通常采用光电探测器来采集微弱的光信号，然后通过运算放大变送，再通过AD电路采集。当前的微电子系统有以下几点不足：1、多数采用硅探测器采集光信号，对于快速变化的信号响应不够；2、通过两级放大电流信号，过大的前级放大电路，噪音也随之放大；3、高阻电阻的选择精度不够，也不采取真空封装形式。当前还没有专门针对微电流的快速分析采集系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种血细胞分析微电子采集系统，使用的微电子采集分析系统，其采用了光电倍增管做为采集探测器，使用四级自适应放大将采集到的光电信号转化为可以直接测量的电压信号，使用真空封装的高阻电阻做为反馈电阻，使用绝缘子固定运放的各脚，保证了五分类分析仪所必须的快速、高精度测量，克服上述现有技术中的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种血细胞分析微电子采集系统，包括盒体和屏蔽盒，所述盒体内不中间设有样品池，样品池的中部左侧设有激光器，样品池的右侧中部水平0.5度，5度，20度，60度四个方向上依次设有第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管、第四光电倍增管；所述屏蔽盒内部左侧设有初级放大板，初级放大板右侧依次设有一级放大电路、第一电压跟随器、二级放大电路、第二电压跟随器、多路选择器、单片机；屏蔽盒与盒体之间通过连接在初级放大板与第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管和第四光电倍增管之间的数据线连接。
所述一级放大电路由第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一运算放大器组成，其中，第一电阻和第二电阻的一端分别与运算放大器负极连接，第二电阻的另一端和第三电阻分别与第一运算放大器的输出端连接。
所述第一电压跟随器由第四电阻和第二运算放大器组成，其中，第四电阻的一端分别与第二运算放大器的负极和输出端连接。
所述二级放大电路由第五电阻、第六电阻和第三运算放大器组成，其中，第五电阻、第六电阻的一端分别与第三运算放大器的负极连接，第六电阻的另一端与第三运算放大器的输出端连接。
所述第二电压跟随器由第七电阻和第四运算放大器组成，其中，第七电阻的一端分别与第四运算放大器的负极和输出端连接。
所述第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的正极连接，第二运算放大器的输出端与第三运算放大器的正极连接，第三运算放大器的输出端与第四运算放大器的正极连接，第四运算放大器的输出端和第二运算放大器的输出端分别与多路选择开关连接。
本发明的有益效果为：本发明的光电倍增管具有高增益、快速、宽量程和线性度好的特点，非常适合这种信号快速变化的场合，及时一个很小的颗粒通过样品池时，在探测器上也检测到光强的变化；采用的前级光敏放大器电路先将电流信号转化为电压信号，然后经过高通和低通滤波，再有后置放大电路放大，再通过电压跟随器跟随，这样的信号噪音没有跟着一起放大，信噪比大大提高，这时的电压信号再经过多路开关选择，也不会影响测量精度；反馈电阻一般比较大，而前级的反馈电阻在电路中非常重要，如果该电阻的精度不高，则会影响到第一级的放大精度，如果反馈电阻温飘过大，就很难判断是噪音还是信号的波动，所以本发明中选择更高工艺的真空镀膜电阻，前级放大精度大大提高。同时选择用PTFE绝缘子固定电阻等器件，也是尽可能避免pcb板对电阻精度的影响；采用金属屏蔽罩屏蔽运放电路部分，可以屏蔽外界对运放电路的干扰，提高测量精度；适用于五分类血液分析仪中的信号采集处理，也同样适用于微弱小信号的检测领域，特别是可见光、红外、紫外探测器的信号采集处理。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的血细胞分析微电子采集系统的结构原理框图；
图2是本发明实施例所述的血细胞分析微电子采集系统中屏蔽盒的内部电路原理图。
图中：
1、激光器；2、样品池；3、第四光电倍增管；4、第三光电倍增管；5、第二光电倍增管；6、第一光电倍增管；7、初级放大板；8、一级放大电路；81、第一电阻；82、第二电阻；83、第三电阻；84、第一运算放大器；9、第一电压跟随器；91、第四电阻；92、第二运算放大器；10、二级放大电路；101、第五电阻；102、第六电阻；103、第三运算放大器；11、第二电压跟随器；111、第七电阻；112、第四运算放大器；12、多路选择器；13、单片机；14、屏蔽盒；15、盒体；16、数据线；17、多路选择开关。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明实施例所述的一种血细胞分析微电子采集系统，包括盒体15和屏蔽盒14，所述盒体15内不中间设有样品池2，样品池2的中部左侧设有激光器1，样品池2的右侧中部水平0.5度，5度，20度，60度四个方向上依次设有第一光电倍增管6、第二光电倍增管5、第三光电倍增管4、第四光电倍增管3；所述屏蔽盒14内部左侧设有初级放大板7，初级放大板7右侧依次设有一级放大电路8、第一电压跟随器9、二级放大电路10、第二电压跟随器11、多路选择器12、单片机13；屏蔽盒14与盒体15之间通过连接在初级放大板7与第一光电倍增管6、第二光电倍增管5、第三光电倍增管4和第四光电倍增管3之间的数据线16连接。
所述一级放大电路8由第一电阻81、第二电阻82、第三电阻83和第一运算放大器84组成，其中，第一电阻81和第二电阻82的一端分别与运算放大器84负极连接，第二电阻82的另一端和第三电阻83分别与第一运算放大器84的输出端连接。
所述第一电压跟随器9由第四电阻91和第二运算放大器92组成，其中，第四电阻91的一端分别与第二运算放大器92的负极和输出端连接。
所述二级放大电路10由第五电阻101、第六电阻102和第三运算放大器103组成，其中，第五电阻101、第六电阻102的一端分别与第三运算放大器103的负极连接，第六电阻102的另一端与第三运算放大器103的输出端连接。
所述第二电压跟随器11由第七电阻111和第四运算放大器112组成，其中，第七电阻111的一端分别与第四运算放大器112的负极和输出端连接。
所述第一运算放大器84的输出端与第二运算放大器92的正极连接，第二运算放大器92的输出端与第三运算放大器103的正极连接，第三运算放大器103的输出端与第四运算放大器112的正极连接，第四运算放大器112的输出端和第二运算放大器92的输出端分别与多路选择开关17连接。
具体实施例：
如图1所示的本发明的实施方式，血细胞分析仪微电子采集系统，所述的采集系统包括激光器1，样品池2，光电倍增管3456，光电倍增管输出的信号进入初级放大板7，然后经过一级放大电路8，再经过电压跟随器9，再经过二级放大电路10，再经过电压跟随器11，再通过多路选择器12选择，进入单片机13处理。光信号通过4个角度上的光电倍增管采集，光电倍增管选择R7111-01，使用机械装置固定在光路中，保持光电倍增管的稳定。
如图2所示，第一电阻81、第二电阻82、第三电阻83和第一运算放大器84一级放大电路，运算放大器可以选择OP07，该级放大在把电流转化成电压的同时将电路放大到一定倍数，典型值是500-1000倍。该处的第一电阻81、第二电阻82选择抽真空封装的高阻电阻；第四电阻91和第二运算放大器92以及第七电阻111和第四运算放大器112组成两个独立的电压跟随器电路，该进别不对信号放大，但是能起到信号隔离作用，避免信号间的互相干扰，第二运算放大器和第四运算放大器112可以选择LM158或OP07；第五电阻101、第六电阻102和第三运算放大器103组成直流放大器电路，该级的放大倍数不能过大，以保证放大电路有较小的零点漂移，放大倍数的典型值是10倍，为了保持放大电路的稳定，五电阻101、第六电阻102选择高精度电阻，第三运算放大器103可以选择OP07；器件17为多路选择开关，可以从多路模拟信号中选择一路，进入后面的AD转换，多路模拟开关的典型型号如4051。
激光器1发出的平行激光照到样品池2上，发散出来的光通过探测器3-6等探测器接收，探测器数量不止4个，可以是4-100个探测器；激光器1、样品池2、探测器3-6被封装盒子15内，盒子内部要用黑色无光喷塑，防止反光；探测器3-6接收到的信号通过数据线16到屏蔽盒14中，跟初级放大板7连接，屏蔽盒最好选用铝或铁等屏蔽材料；初级放大板输出的信号，输入一级放大电路8，再经过电压跟随器9，信号进入二级放大电路10，再将信号通过电压跟随器11，再通过多路选择器12选择，进入单片机13进行处理。
Claims (6)
1.一种血细胞分析微电子采集系统，包括盒体(15)和屏蔽盒(14)，其特征在于：所述盒体(15)内不中间设有样品池(2)，样品池(2)的中部左侧设有激光器(1)，样品池(2)的右侧中部水平0.5度，5度，20度，60度四个方向上依次设有第一光电倍增管(6)、第二光电倍增管(5)、第三光电倍增管(4)、第四光电倍增管(3)；所述屏蔽盒(14)内部左侧设有初级放大板(7)，初级放大板(7)右侧依次设有一级放大电路(8)、第一电压跟随器(9)、二级放大电路(10)、第二电压跟随器(11)、多路选择器(12)、单片机(13)；屏蔽盒(14)与盒体(15)之间通过连接在初级放大板(7)与第一光电倍增管(6)、第二光电倍增管(5)、第三光电倍增管(4)和第四光电倍增管(3)之间的数据线(16)连接。
2.根据权利要求1所述的血细胞分析微电子采集系统，其特征在于：所述一级放大电路(8)由第一电阻(81)、第二电阻(82)、第三电阻(83)和第一运算放大器(84)组成，其中，第一电阻(81)和第二电阻(82)的一端分别与运算放大器(84)负极连接，第二电阻(82)的另一端和第三电阻(83)分别与第一运算放大器(84)的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的血细胞分析微电子采集系统，其特征在于：所述第一电压跟随器(9)由第四电阻(91)和第二运算放大器(92)组成，其中，第四电阻(91)的一端分别与第二运算放大器(92)的负极和输出端连接。
4.根据权利要求1所述的血细胞分析微电子采集系统，其特征在于：所述二级放大电路(10)由第五电阻(101)、第六电阻(102)和第三运算放大器(103)组成，其中，第五电阻(101)、第六电阻(102)的一端分别与第三运算放大器(103)的负极连接，第六电阻(102)的另一端与第三运算放大器(103)的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的血细胞分析微电子采集系统，其特征在于：所述第二电压跟随器(11)由第七电阻(111)和第四运算放大器(112)组成，其中，第七电阻(111)的一端分别与第四运算放大器(112)的负极和输出端连接。
6.根据权利要求1-5所述的血细胞分析微电子采集系统，其特征在于：所述第一运算放大器(84)的输出端与第二运算放大器(92)的正极连接，第二运算放大器(92)的输出端与第三运算放大器(103)的正极连接，第三运算放大器(103)的输出端与第四运算放大器(112)的正极连接，第四运算放大器(112)的输出端和第二运算放大器(92)的输出端分别与多路选择开关(17)连接。
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