CN104458502A - 激光反射测量血液粘度装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种激光反射测量血液粘度装置和方法，包括：测量仪上部由悬垂丝悬挂激光反射装置，所述激光反射装置延伸到测量仪中部并探入测量杯中，测量杯放入待测液，由测量杯托盘托住测量杯，所述测量杯托盘下部安装步进电机,由步进电机带动测量杯托盘转动，从而带动测量杯和激光反射装置转动，激光发射装置发射激光信号给激光反射装置，激光接收装置接收激光反射装置的激光信号，激光反射装置对测量杯中待测液的旋转角进行测量。

Description

激光反射测量血液粘度装置和方法

技术领域

本发明涉及医学医药领域，尤其涉及一种激光反射测量血液粘度装置和方法。

背景技术

目前血液粘度测量方法主要是包括锥板法和毛细管法，锥板法利用检测锥体旋转过程中受到摩擦力大小来检测血液粘度。缺点在于锥体自身的旋转摩擦力会导致检测结果不准确，在使用过程中部件会不断磨损，导致其检测误差不断增大且无法修正，更进一步影响检测结果。另外还存在清洗不便，检测过程极易受外界干扰等缺点；毛细管法通过血液在毛细管中流动，距轴心不同半径处切变率不同，故管中各处黏度也就不同。用毛细管黏度仪测量全血粘度，所得结果只是某种意义上的平均，得不出在某一特定切变率下的黏度。故用毛细管黏度仪测量全血粘度是有其原理的局限性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种激光反射测量血液粘度装置和方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种激光反射测量血液粘度装置，其关键在于，包括：测量杯1、步进电机2、悬垂丝3、激光反射装置4、激光接收装置5、激光发射装置6，

测量仪上部由悬垂丝3悬挂激光反射装置4，所述激光反射装置4延伸到测量仪中部并探入测量杯1中，测量杯1放入待测液，由测量杯托盘14托住测量杯1，所述测量杯托盘14下部安装步进电机2,由步进电机2带动测量杯托盘14转动，从而带动测量杯1和激光反射装置4转动，激光发射装置6发射激光信号给激光反射装置4，激光接收装置5接收激光反射装置4的激光信号，激光反射装置4对测量杯1中待测液的旋转角进行测量。

上述技术方案的有益效果为：所述激光反射测量装置通过测量杯1、步进电机2、悬垂丝3、激光反射装置4、激光接收装置5、激光发射装置6协同配合，能够实现准确测量待测液粘度，保证测量的准确性。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括：固定柱7、顶盖8，

顶盖8下部安装悬垂丝3，所述悬垂丝3从顶盖8中穿出，固定柱7连接悬垂丝3，所述固定柱7与悬垂丝3连接部设置外螺纹，所述固定柱7穿过顶盖8并与顶盖8的内螺纹相配合，拧紧固定柱7。

上述技术方案的有益效果为：通过固定柱将悬垂丝进行固定，拆卸清洗方便，保证重复利用避免浪费，所述顶盖防止灰尘落入设备，保证卫生。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括上托盘9，

所述上托盘9设置中孔并放置在测量仪上部与中部之间，激光反射装置4穿过中孔延伸到测量仪中部，所述中孔与激光反射装置4的外径过盈配合，用于防止步进电机2运动时带动激光反射装置4振动，影响测量结果。

上述技术方案的有益效果为：通过上托盘中孔防止激光反射装置在转动时摆动或者振荡，影像测量结果。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括：夹持立柱12、夹持盘13，

测量杯托盘14托住测量杯1，测量杯1的杯体外沿由夹持盘13进行夹持，夹持立柱12从夹持盘13两侧穿出固定在测量杯托盘14的盘沿。

上述技术方案的有益效果为：通过夹持立柱和夹持盘稳定测量杯，保证测量的准确性。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括下托盘10，

下托盘10设置中孔，将步进电机2的旋转轴从下托盘10中孔处穿出，在旋转轴上设置齿轮，与下托盘10中孔中的齿轮相配合，带动测量杯托盘14转动。

上述技术方案的有益效果为：下托盘联合齿轮，由步进电机带动下托盘转动。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括外立柱11，

外立柱11从测量仪上部、中部、下部外侧垂直固定在测量仪的外部，保证测量仪稳定。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括：所述悬垂丝3、激光反射装置4、测量杯1、步进电机2为圆形设计，并且在同心圆的圆心上。

本发明还公开一种激光反射测量血液粘度方法，其关键在于，包括如下步骤：

步骤1，将待测液放入测量杯中，步进电机进行转动，由于待测液尚未凝固，与测量容器摩擦阻力较小，待测液中的激光反射装置不随步进电机的转动而转动；

步骤2，当待测液逐渐凝固状态时，待测液与测量杯产生摩擦力越来越大，会带动待测液中的激光反射装置随步进电机转动而来回转动；

步骤3，在转动的过程中，通过激光发射装置发射激光给激光反射装置，然后将激光反射装置的激光发射到激光接收装置，在测试过程中，激光反射装置不停地将激光发射至激光接收装置，测量激光的反射角度θ，并测量转动的角速度ω；

步骤4，建立数学模型得到公式：dM＝η2∏rdr·r＝2∏ηω/θr²dr，其中M为悬垂丝旋转的力矩，η为待测样品的粘度值，ω为旋转的角速度，θ为激光反射角度，r为测量杯半径，R为测量杯托盘半径，从而推导出粘度计算公式η＝3θM/2∏ωR³。

所述的激光反射测量血液粘度方法，优选的，所述步骤2包括：

通过控制步进电机来回转动5度，带动盛有待测液的测量杯来回转动。

上述技术方案的有益效果为：通过上述方法能够准确运算测量得出待测液的粘度，保证测量的准确性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

所述激光反射测量装置通过测量杯1、步进电机2、悬垂丝3、激光反射装置4、激光接收装置5、激光发射装置6协同配合，能够实现准确测量待测液粘度，保证测量的准确性。通过固定柱将悬垂丝进行固定，拆卸清洗方便，保证重复利用避免浪费，所述顶盖防止灰尘落入设备，保证卫生。通过上托盘中孔防止激光反射装置在转动时摆动或者振荡，影像测量结果。通过夹持立柱和夹持盘稳定测量杯，保证测量的准确性。下托盘联合齿轮，由步进电机带动下托盘转动。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明激光反射测量血液粘度装置示意图；

图2是本发明激光反射测量血液粘度装置原理图。

如图1所示，1--测量容器杯、2--步进电机、3--悬垂丝、4—激光反射装置、5--激光反射接收装置、6--激光发射装置，

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1、2所示，本发明提供了一种激光反射测量血液粘度装置，其关键在于，包括：测量杯1、步进电机2、悬垂丝3、激光反射装置4、激光接收装置5、激光发射装置6，

测量仪上部由悬垂丝3悬挂激光反射装置4，所述激光反射装置4延伸到测量仪中部并探入测量杯1中，测量杯1放入待测液，由测量杯托盘14托住测量杯1，所述测量杯托盘14下部安装步进电机2,由步进电机2带动测量杯托盘14转动，从而带动测量杯1和激光反射装置4转动，激光发射装置6发射激光信号给激光反射装置4，激光接收装置5接收激光反射装置4的激光信号，激光反射装置4对测量杯1中待测液的旋转角进行测量。

上述技术方案的有益效果为：所述激光反射测量装置通过测量杯1、步进电机2、悬垂丝3、激光反射装置4、激光接收装置5、激光发射装置6协同配合，能够实现准确测量待测液粘度，保证测量的准确性。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括：固定柱7、顶盖8，

顶盖8下部安装悬垂丝3，所述悬垂丝3从顶盖8中穿出，固定柱7连接悬垂丝3，所述固定柱7与悬垂丝3连接部设置外螺纹，所述固定柱7穿过顶盖8并与顶盖8的内螺纹相配合，拧紧固定柱7。

上述技术方案的有益效果为：通过固定柱将悬垂丝进行固定，拆卸清洗方便，保证重复利用避免浪费，所述顶盖防止灰尘落入设备，保证卫生。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括上托盘9，

所述上托盘9设置中孔并放置在测量仪上部与中部之间，激光反射装置4穿过中孔延伸到测量仪中部，所述中孔与激光反射装置4的外径过盈配合，用于防止步进电机2运动时带动激光反射装置4振动，影响测量结果。

上述技术方案的有益效果为：通过上托盘中孔防止激光反射装置在转动时摆动或者振荡，影像测量结果。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括：夹持立柱12、夹持盘13，

测量杯托盘14托住测量杯1，测量杯1的杯体外沿由夹持盘13进行夹持，夹持立柱12从夹持盘13两侧穿出固定在测量杯托盘14的盘沿。

上述技术方案的有益效果为：通过夹持立柱和夹持盘稳定测量杯，保证测量的准确性。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括下托盘10，

下托盘10设置中孔，将步进电机2的旋转轴从下托盘10中孔处穿出，在旋转轴上设置齿轮，与下托盘10中孔中的齿轮相配合，带动测量杯托盘14转动。

上述技术方案的有益效果为：下托盘联合齿轮，由步进电机带动下托盘转动。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括外立柱11，

外立柱11从测量仪上部、中部、下部外侧垂直固定在测量仪的外部，保证测量仪稳定。

所述的激光反射测量血液粘度装置，优选的，还包括：所述悬垂丝3、激光反射装置4、测量杯1、步进电机2为圆形设计，并且在同心圆的圆心上。

本发明还公开一种激光反射测量血液粘度方法，其关键在于，包括如下步骤：

步骤1，将待测液放入测量杯中，步进电机进行转动，由于待测液尚未凝固，与测量容器摩擦阻力较小，待测液中的激光反射装置不随步进电机的转动而转动；

步骤2，当待测液逐渐凝固状态时，待测液与测量杯产生摩擦力越来越大，会带动待测液中的激光反射装置随步进电机转动而来回转动；

步骤3，在转动的过程中，通过激光发射装置发射激光给激光反射装置，然后将激光反射装置的激光发射到激光接收装置，在测试过程中，激光反射装置不停地将激光发射至激光接收装置，测量激光的反射角度θ，并测量转动的角速度ω；

步骤4，建立数学模型得到公式：dM＝η2∏rdr·r＝2∏ηω/θr²dr，其中M为悬垂丝旋转的力矩，η为待测样品的粘度值，ω为旋转的角速度，θ为激光反射角度，r为测量杯半径，R为测量杯托盘半径，从而推导出粘度计算公式η＝3θM/2∏ωR³。

所述的激光反射测量血液粘度方法，优选的，所述步骤2包括：

通过控制步进电机来回转动5度，带动盛有待测液的测量杯来回转动。

为了克服现有测量方法的不足，本发明通过一种激光反射的方法测量血液粘度，避免了客观存在的物理偏差以及测量方法的局限性，高精度测量更能精确测量出血液粘度。通过上述方法能够准确运算测量得出待测液的粘度，保证测量的准确性。

当血液凝固前，与测量容器摩擦阻力较小，可以忽略不计，整个测量装置不随步进电机转动而转动。

当血液开始凝固状态时，血液与容器产生摩擦力越来越大，会带动测量装置随步进电机转动而来回转动。

在转动的过程中，通过电路、软件控制激光发射装置发射激光。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种激光反射测量血液粘度装置，其特征在于，包括：测量杯(1)、步进电机(2)、悬垂丝(3)、激光反射装置(4)、激光接收装置(5)、激光发射装置(6)，

测量仪上部由悬垂丝(3)悬挂激光反射装置(4)，所述激光反射装置(4)延伸到测量仪中部并探入测量杯(1)中，测量杯(1)放入待测液，由测量杯托盘(14)托住测量杯(1)，所述测量杯托盘(14)下部安装步进电机(2),由步进电机(2)带动测量杯托盘(14)转动，从而带动测量杯(1)和激光反射装置(4)转动，激光发射装置(6)发射激光信号给激光反射装置(4)，激光接收装置(5)接收激光反射装置(4)的激光信号，激光反射装置(4)对测量杯(1)中待测液的旋转角进行测量。

2.根据权利要求1所述的激光反射测量血液粘度装置，其特征在于，还包括：固定柱(7)、顶盖(8)，

顶盖(8)下部安装悬垂丝(3)，所述悬垂丝(3)从顶盖(8)中穿出，固定柱(7)连接悬垂丝(3)，所述固定柱(7)与悬垂丝(3)连接部设置外螺纹，所述固定柱(7)穿过顶盖(8)并与顶盖(8)的内螺纹相配合，拧紧固定柱(7)。

3.根据权利要求1所述的激光反射测量血液粘度装置，其特征在于，还包括上托盘(9)，

所述上托盘(9)设置中孔并放置在测量仪上部与中部之间，激光反射装置(4)穿过中孔延伸到测量仪中部，所述中孔与激光反射装置(4)的外径过盈配合，用于防止步进电机(2)运动时带动激光反射装置(4)振动，影响测量结果。

4.根据权利要求1所述的激光反射测量血液粘度装置，其特征在于，还包括：夹持立柱(12)、夹持盘(13)，

测量杯托盘(14)托住测量杯(1)，测量杯(1)的杯体外沿由夹持盘(13)进行夹持，夹持立柱(12)从夹持盘(13)两侧穿出固定在测量杯托盘(14)的盘沿。

5.根据权利要求1所述的激光反射测量血液粘度装置，其特征在于，还包括下托盘(10)，

下托盘(10)设置中孔，将步进电机(2)的旋转轴从下托盘(10)中孔处穿出，在旋转轴上设置齿轮，与下托盘(10)中孔中的齿轮相配合，带动测量杯托盘(14)转动。

6.根据权利要求1所述的激光反射测量血液粘度装置，其特征在于，还包括外立柱(11)，

外立柱(11)从测量仪上部、中部、下部外侧垂直固定在测量仪的外部，保证测量仪稳定。

7.根据权利要求1所述的激光反射测量血液粘度装置，其特征在于，还包括：所述悬垂丝(3)、激光反射装置(4)、测量杯(1)、步进电机(2)为圆形设计，并且在同心圆的圆心上。

8.一种激光反射测量血液粘度方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将待测液放入测量杯中，步进电机进行转动，由于待测液尚未凝固，与测量容器摩擦阻力较小，待测液中的激光反射装置不随步进电机的转动而转动；

步骤2，当待测液逐渐凝固状态时，待测液与测量杯产生摩擦力越来越大，会带动待测液中的激光反射装置随步进电机转动而来回转动；

步骤3，在转动的过程中，通过激光发射装置发射激光给激光反射装置，然后将激光反射装置的激光发射到激光接收装置，在测试过程中，激光反射装置不停地将激光发射至激光接收装置，测量激光的反射角度θ，并测量转动的角速度ω；

步骤4，建立数学模型得到公式：dM＝η2∏rdr·r＝2∏ηω/θr²dr，其中M为悬垂丝旋转的力矩，η为待测样品的粘度值，ω为旋转的角速度，θ为激光反射角度，r为测量杯半径，R为测量杯托盘半径，从而推导出粘度计算公式η＝3θM/2∏ωR³。

9.根据权利要求8所述的激光反射测量血液粘度方法，其特征在于，所述步骤2包括：

通过控制步进电机来回转动5度，带动盛有待测液的测量杯来回转动。