CN106289514A - 多波长光束光强检测方法、光电转换电路和生化分析仪 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种多波长光束光强检测方法、光电转换电路和生化分析仪，所述方法包括：采集目标光束；将所述目标光束分离成多路不同波长的子光束；对每路所述子光束进行光电转换；对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值。通过依据用户需求将所述目标光束依据波长范围分离成多个子光束，每路子光束中光线的波长范围位于唯一一段波长范围之内，对每路子光束进行光电转换，将每路子光束对应的光信号转换为电信号，最后即可依据转换得到的电信号计算得到每路子光束对应的光强信号。即得到每个波长范围段内的光束对应的光强信号。
Description
技术领域
本发明涉及光电转换技术领域，具体涉及一种用于多波长光光电检测的多波长光束光强检测方法、多波长光电转换电路和生化分析仪。
背景技术
生化分析仪需要根据不同场合选择不同波长的光信号进行检测，而在生化分析仪中光源所发出的光为包含多种不同波长的光的光束，不同波长的光的能量不同，所以针对不同波长的管检测得到的光信号的强度不同。因此，如何检测生化分析仪的光源所发出的光在各个波长上所对应的光强成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种多波长光束光强检测方法、光电转换电路和生化分析仪，以检测生化分析仪的光源所发出的光在各个波长上所对应的光强。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种多波长光束光强检测方法，包括：
采集目标光束；
将所述目标光束分离成多路不同波长的子光束；
对每路所述子光束进行光电转换；
对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值。
优选的，上述多波长光束光强检测方法中，所述对每路所述子光束进行光电转换，包括：
对每路所述子光束进行光电转换，得到与每路子光束相匹配的电流信号；
对每路所述子光束匹配的电流信号进行流压转换，得到与每路子光束相匹配的电压信号；
对每路所述子光束匹配的电压信号进行反向、放大处理；
所述对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值，包括：
依据经所述进行反向、放大处理后的电压信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
优选的，上述多波长光束光强检测方法中，所述依据经所述进行反向、放大处理后的电压信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值，包括：
对经所述反向、放大处理后的电压信号进行模数转换，得到与每路所述子光束相匹配的数字信号；
依据与每路所述子光束相匹配的所述数字信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
优选的，上述多波长光束光强检测方法中，对每路所述子光束匹配的电压信号进行反向、放大处理之后，依据经所述进行反向、放大处理后的电压信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值之前，还包括：
判断经反向、放大处理后的电压信号是否在预设范围之内，如果否，调节所述放大处理的放大倍数，使得经反向、放大处理后的电压信号位于所述预设范围之内。
一种多波长光电转换电路，包括：
分光器，用于采集目标光束，将所述目标光束分离成多路不同波长的子光束；
多路光电转换电路，每路光电转换电路与每路子光束一一对应，每路光电转换电路用于对其对应的子光束进行光电转换；
主控系统，用于对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值。
优选的，上述多波长光电转换电路中，每一路所述光电转换电路包括：
光电转换元件，用于对采集到的子光束进行光电转换，得到并输出与每路子光束相匹配的电流信号；
与所述光电转换元件的输出端相连的流压转换电路，用于将所述光电转换元件输出的电流信号转换为电压信号；
与所述流压转换电路的输出端相连的电压调节电路，用于将所述流压转换电路得到的电压信号进行反向、放大处理；
所述主控系统具体用于，依据经所述电压调节电路反向、放大处理后的电压信号以及所述电压调节电路的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
优选的，上述多波长光电转换电路中，每一路所述光电转换电路，还包括：
模数转换电路，用于将经所述电压调节电路反向、放大处理后的电压信号转换为数字信号；
所述主控系统具体用于，依据所述数字信号以及所述电压调节电路的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
优选的，上述多波长光电转换电路中，所述主控系统，包括：
参数调节电路，用于判断经电压调节电路处理后的电压信号是否在预设范围之内，如果否，调节所述电压调节电路的放大倍数，使得经所述电压调节电路调节后的电压信号位于所述预设范围之内。
优选的，上述多波长光电转换电路中，还包括：
时序控制电路，用于依据预设时序控制至少电压调节电路的工作状态；
多路所述光电转换电路共用一个模数转换电路，所述模数转换电路用于利用时分复用原理在不同时间段将经过各个电压调节电路电压调理后的电压信号转化为数字信号。
一种生化分析仪，包括：
上述任意一项公开的多波长光电转换电路。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，通过依据用户需求将所述目标光束依据波长范围分离成多路不同波长的子光束，对每路子光束进行光电转换，将每路子光束对应的光信号转换为电信号，最后即可依据转换得到的电信号计算得到每路子光束对应的光强信号。即得到每个波长范围段内的光束对应的光强信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种多波长光束光强检测方法的流程示意图；
图2为本申请另一实施例公开的一种多波长光束光强检测方法的流程示意图；
图3为本申请实施例公开的一种多波长光电转换电路的结构示意图；
图4为本申请另一实施例公开的一种多波长光电转换电路的结构示意图；
图5为本申请再一实施例公开的一种多波长光电转换电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
生化分析仪又常被称为生化仪，是采用光电比色原理来测量体液中某种特定化学成分的仪器。其基本原理为朗伯比尔定律，所述朗伯比尔定律被定义为：光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关；在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光。
朗伯比尔定律数学表达式为：
A＝lg(1/T)＝Kbc
其中，A为吸光度，T为透射比，所述透射比指的是透射光强度比上入射光强度，K为摩尔吸收系数，所述摩尔吸收系数与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度。
所述朗伯比尔定律物理意义是当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度b成正比。
利用朗伯比尔定律，通过计算吸光度的变化可以得出溶液的浓度。
当本申请实施例公开的技术方案应用于生化分析仪中时，可通过对光束穿过被测量体液之前和之后的光强变化，计算得出吸光度，通过吸光度计算出溶液浓度。从而实现对溶液浓度的检测。
为了精确测量光束在穿过被测量液体之前和之后的光强变化量，本申请实施例公开了一种多波长光束光强检测方法，该方法可应用于生化分析仪中，参见图1，方法包括：
步骤S101：采集目标光束；
步骤S102：将所述目标光束分离成多路不同波长的子光束；
所述目标光束为通过控制光源生成的，所述目标光束为由多种波长的光信号混合而成，由于生化分析仪需要根据不同场合选择不同波长的光信号进行检测，因此在本步骤中，需要将所述目标光束进行分离，将其分成多条子光束，每条子光束对应一个波长范围；
步骤S103：对每路所述子光束进行光电转换，将每束所述子光束的光信号转换为电信号；
步骤S104：对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值；
其中，依据电压信号计算得到该电压信号对应的光强信号为本领域技术人员常用的光强计算方法，因此，其具体计算过程本申请并不在进行详细陈述。
当采用本申请上述实施例公开的上述方法对所述目标光束中各个波长段的光强进行测量时，首先，依据用户需求将所述目标光束依据波长范围分离成多个子光束，每路子光束中光线的波长范围位于唯一一段波长范围之内，对每路子光束进行光电转换，将每路子光束对应的光信号转换为电信号，最后即可依据转换得到的电信号计算得到每路子光束对应的光强信号。即得到每个波长范围段内的光束对应的光强信号。
当将该方法应用于生化分析仪中时，可得到多种波长范围内光束的光强变化量，可选择所需波长范围内对应的光强变化量作为计算被检测溶液的计算参数，通过对该波长范围内的子光束的光强变化量进行计算，即可得到所述被检测溶液的浓度，可见，该方法无需光源提供特定波长的光束即可精确计算得到被检测溶液的浓度信息。
可以理解的是，为了保证上述方法在计算每路子光束的光强信息时，为了保证计算得到的光强值的精准度，本申请上述实施例公开的方法中，所述步骤S103可以包括：：
步骤S1031：对每路所述子光束进行光电转换，得到与每路子光束相匹配的电流信号；
在本方法中，可采用光电二极管等光电转换设备将每路所述子光束的光信号转换为电流信号；
步骤S1032：对每路所述子光束匹配的电流信号进行流压转换，得到与每路子光束相匹配的电压信号；
步骤S1033：对每路所述子光束匹配的电压信号进行反向、放大处理；
可以理解的是，在对每路子光束进行光电转换时，通常采用光敏二极管来实现，光敏二极管的作用是通过光照来控制二极管的通断。若光敏二极管正向电压下工作，是否有光照，二极管都是导通的，失去了它的工作意义。若光敏二极管在反向电压下，光照条件下二极管导通，无光条件下二极管断流，实现了其工作意义，因此需要对经流压转换得到的电压信号进行反向。在本步骤中，经上述流压转换后得到的电压值可能会比较低，采用该电压信号计算得到的光强值的误差较大，因此，本步骤中，为了得到较高精度的光强值，需要对所述电压信号进行放大，依据所述放大倍数和放大后的电压值即可得到精度较高的光强值。
当然，在对所述电压信号进行放大时，如果放大后得到的电压信号的值过小，则无法达到用户预期的精度需求，因此，在计算各个子光束的光强值之前，用户可预设一预设范围，对放大后的电压信号的值进行判断，判断经反向、放大处理后的电压信号是否在预设范围之内，如果否，调节所述放大处理的放大倍数，使得经反向、放大处理后的电压信号位于所述预设范围之内。如果是，继续执行步骤S104；
此时，针对于上述方法，所述步骤S104，包括：
依据经所述进行反向、放大处理后的电压信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
当然，在上述步骤中，在计算各路子光束的光强值时，可采用处理器进行计算，此时，为了方便所述处理器进行光强计算，可预先将经放大后的电压信号转换为便于处理的数字信号。
因此，参见图2，所述步骤S104具体可以包括：
步骤S1041：对经所述反向、放大处理后的电压信号进行模数转换，得到与每路所述子光束相匹配的数字信号；
步骤S1042：依据与每路所述子光束相匹配的所述数字信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
针对于上述多波长光束光强检测方法，本申请还公开了一种多波长光电转换电路，参见图3，包括：包括：
分光器100，用于采集由光源发送的、由多种波长的光混合而成的目标光束，将所述目标光束分离成多路不同波长的子光束，使得所述不同波长的光束照射在不同的光电转换电路200上，且每路子光束对应一路光电转换器200，其中分离得到的子光束的数量可以依据用户需求自行设定，例如，本申请中所述分光器100分离得到的子光束的数量可以为14路，即所述多波长光电转换电路具有14路光电转换电路200；
多路光电转换电路200，用于对其对应的子光束进行光电转换；
主控系统300，用于对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值。
当采用本申请上述实施例公开的多波长光电转换电路对所述目标光束中各个波长段的光强进行测量时，首先，依据用户需求设置相应的分光器100，以将所述目标光束按照用户所需的波长，分离成多路子光束，使得每路子光束的照射位置不同，然后，通过各路所述光电转换电路200对每路子光束进行光电转换，将每路子光束对应的光信号转换为电信号，最后采用所述主控系统300依据转换得到的电信号计算得到每路子光束对应的光强信号。即得到每个波长范围段内的光束对应的光强信号，可见，本申请公开的所述多波长光电转换电路可采用一混合光束计算得到多路不同波长的光束对应的光强信号，因此当其应用于生化分析仪中时，在不需要改变所述目标光束的情况下，即可得到不同波长的光束对应的光强值，因此提高了所述生化分析仪对被监测溶液浓度进行测量时的测量速度。
进一步的，为了提高所述主控系统的计算精度，本申请上述实施例中，参见图4，每一路所述光电转换电路200可以包括：光电转换元件210、流压转换电路220和电压调节电路230，
所述光电转换元件210，用于对采集到的子光束进行光电转换，得到并输出与每路子光束相匹配的电流信号，其可以至少由光电二极管组成；
所述流压转换电路220与所述光电转换元件210与所述光电转换元件的输出端相连，用于将所述光电转换元件210输出的电流信号转换为电压信号,s所述流压转换电路220可以使用具有输入阻抗高，低偏置电流特点的FET结构的运算放大器；
所述电压调节电路230与所述流压转换电路220的输出端相连，用于将所述流压转换电路220得到的电压信号进行反向、放大处理；
所述主控系统300具体用于，依据经所述电压调节电路230反向、放大处理后的电压信号以及所述电压调节电路230的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
与上述方法相对应，参见图5，每一路所述光电转换电路200，还包括：
模数转换电路240，用于将经所述电压调节电路反向、放大处理后的电压信号转换为便于后续电路进行计算处理的数字信号；
所述主控系统300具体用于，依据所述数字信号以及所述电压调节电路230的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
进一步的，为了保证所述主控系统300计算得到的各个子光束的光强更为接近子光束光强的真实值，所述主控制系统300内可以设置有一参数调节电路，该参数调节电路用于对所述模数转换电路240或电压调节电路230输出的数字信号或电压信号的大小进行判断，如果该数字信号或电压信号未处于预设范围内时，表明放大后的所述电压信号的值不满足要求，输出用于调节与该数字信号或电压信号对应的电压调节电路230的放大倍数的控制信号，使得经所述魔术转换电路或电压调节电路230输出的数字信号或电压信号位于所述预设范围之内。
可以理解的是，本申请上述实施例公开的技术方案中，所述多路光电转换电路200可以共用一模数转换电路240，共用的模数转换电路240利用时分复用原理在不同时间段将经过各个电压调节电路电压调理后的电压信号转化为数字信号，此时，由于所述模数转换电路240难以同时对多个电压调节电路230的电压信号进行转换，因此需要对控制所述光电转换元件210、流压转换电路220或电压调节电路230的工作时序，以防止多个所述电压调节电路230同时向所述模数转换电路240发送电压信号的情况，因此，本申请上述实施例公开的多波长光电转换电路还可以包括：
时序控制电路，用于依据预设时序控制所述光电转换电路200中至少电压调节电路230的工作状态；当然，除了控制所述电压调节电路230的工作状态以达到防止多个所述电压调节电路230同时向所述模数转换电路240发送电压信号的目的之外，还可以通过对各路所述光电转换电路200中的光电转换元件210或流压转换电路220的工作状态进行控制，以达到防止多个所述电压调节电路230同时向所述模数转换电路240发送电压信号的目的。
多路所述光电转换电路200共用一个模数转换电路，所述模数转换电路用于利用时分复用原理在不同时间段将经过各个电压调节电路电压调理后的电压信号转化为数字信号。
针对于上述多波长光电转换电路，本申请还公开了一种生化分析仪，包括：
本申请上述任意一项实施例公开的多波长光电转换电路。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置或方法而言，由于其与实施例公开的方法或装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种多波长光束光强检测方法，其特征在于，包括：
采集目标光束；
将所述目标光束分离成多路不同波长的子光束；
对每路所述子光束进行光电转换；
对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值。
2.根据权利要求1所述的多波长光束光强检测方法，其特征在于，所述对每路所述子光束进行光电转换，包括：
对每路所述子光束进行光电转换，得到与每路子光束相匹配的电流信号；
对每路所述子光束匹配的电流信号进行流压转换，得到与每路子光束相匹配的电压信号；
对每路所述子光束匹配的电压信号进行反向、放大处理；
所述对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值，包括：
依据经所述进行反向、放大处理后的电压信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
3.根据权利要求2所述的多波长光束光强检测方法，其特征在于，所述依据经所述进行反向、放大处理后的电压信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值，包括：
对经所述反向、放大处理后的电压信号进行模数转换，得到与每路所述子光束相匹配的数字信号；
依据与每路所述子光束相匹配的所述数字信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
4.根据权利要求2所述的多波长光束光强检测方法，其特征在于，对每路所述子光束匹配的电压信号进行反向、放大处理之后，依据经所述进行反向、放大处理后的电压信号以及所述放大处理时的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值之前，还包括：
判断经反向、放大处理后的电压信号是否在预设范围之内，如果否，调节所述放大处理的放大倍数，使得经反向、放大处理后的电压信号位于所述预设范围之内。
5.一种多波长光电转换电路，其特征在于，包括：
分光器，用于采集目标光束，将所述目标光束分离成多路不同波长的子光束；
多路光电转换电路，每路光电转换电路与每路子光束一一对应，每路光电转换电路用于对其对应的子光束进行光电转换；
主控系统，用于对经光电转换后获得的电信号进行计算，得到每路子光束对应的光强值。
6.根据权利要求5所述的多波长光电转换电路，其特征在于，每一路所述光电转换电路包括：
光电转换元件，用于对采集到的子光束进行光电转换，得到并输出与每路子光束相匹配的电流信号；
与所述光电转换元件的输出端相连的流压转换电路，用于将所述光电转换元件输出的电流信号转换为电压信号；
与所述流压转换电路的输出端相连的电压调节电路，用于将所述流压转换电路得到的电压信号进行反向、放大处理；
所述主控系统具体用于，依据经所述电压调节电路反向、放大处理后的电压信号以及所述电压调节电路的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
7.根据权利要求6所述的多波长光电转换电路，其特征在于，每一路所述光电转换电路，还包括：
模数转换电路，用于将经所述电压调节电路反向、放大处理后的电压信号转换为数字信号；
所述主控系统具体用于，依据所述数字信号以及所述电压调节电路的放大倍数，计算得到每路所述子光束相匹配的光强值。
8.根据权利要求6所述的多波长光电转换电路，其特征在于，所述主控系统，包括：
参数调节电路，用于判断经电压调节电路处理后的电压信号是否在预设范围之内，如果否，调节所述电压调节电路的放大倍数，使得经所述电压调节电路调节后的电压信号位于所述预设范围之内。
9.根据权利要求7所述的多波长光电转换电路，其特征在于，还包括：
时序控制电路，用于依据预设时序控制至少电压调节电路的工作状态；
多路所述光电转换电路共用一个模数转换电路，所述模数转换电路用于利用时分复用原理在不同时间段将经过各个电压调节电路电压调理后的电压信号转化为数字信号。
10.一种生化分析仪，其特征在于，包括：
权利要求5-9任意一项公开的多波长光电转换电路。
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