CN106501254A - 一种半自动尿液分析仪及光学系统检测模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半自动尿液分析仪及光学系统检测模块，通过设置LED灯为高亮白色LED灯，为光学系统工作提供稳定的光源，且LED灯的中心线的最低点与试纸块上表面的直线距离为4.6—4.8mm，可使LED灯的打到试纸块上的光斑大小利于颜色传感器检测，并从整体上缩小了光学系统检测模块的体积，利于携带。本发明通过对半自动尿液分析仪中光路支架发射光孔孔径、斜度及到试纸块的距离，反射光接收孔孔径，接收孔到试纸块的距离等设置，从而提高整个光路系统的结构性能，具有屏蔽干扰光等功能。

Description

一种半自动尿液分析仪及光学系统检测模块

技术领域

本发明涉及尿液分析仪技术领域，具体涉及一种半自动尿液分析仪及光学系统检测模块。

背景技术

半自动尿液分析仪主要由试纸条传送装置、光学系统、中央处理器、分析处理软件、显示器和打印机组成。主要用来测定尿中某些化学成分的医学检验仪器，应用于医疗机构对人体尿液样本中生化成分进行半定量检测，为临床检验和诊断提供参考。目前的半自动尿液分析仪的光学系统都采用的是球面积分仪，该结构会导致整个半自动尿液分析仪体积很大，对于需要进行床旁检测或移动式医疗检测时，因仪器体积较为庞大，安装结构复杂，装配耗时较长，给医务人员的工作造成了很多不便。

目前球面积分仪，大部分都采用接受双波长反射光的方式测定试带上的颜色变化进行半定量测定，而该结构体积较大，导致仪器整个体积较大，不便于手持使用或携带的同时，且仪器的检测结果易受外界光影响，需要对球面积分仪进行密闭遮光处理，抗外界光能力较弱。

基于此，研究并开发设计一种半自动尿液分析仪及光学系统检测模块。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的尿液分析仪的光学系统采用的球面积分仪使整个半自动尿液分析仪体积增大，不便于手持或携带，本发明的目的在于提供半自动尿液分析仪光学系统的检测模块及包括该检测模块的半自动尿液分析仪，通过对尿液分析仪的光学系统进行改进，使尿液分析仪的体积更小，更便于携带，解决了现有尿液分析仪体积大，不便于携带等技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种光学系统检测模块包括LED灯、霍尔元件、颜色传感器、PCB、光路支架，所述LED灯、霍尔元件、颜色传感器均固定在PCB上，PCB安装在光路支架的上表面，所述LED灯为高亮白色LED灯，LED灯的下端设有试纸条，试纸条上设有试纸块，LED灯中心线的最低点与试纸块的上表面的直线距离为4.6—4.8mm。

本技术方案采用的LED灯为3mm高亮白色LED灯，为光学系统工作提供稳定的光源，LED灯的稳定性决定了整个一种光学系统检测模块的稳定性；传统的尿液分析仪所使用的光路结构是球面积分仪，其使用单色LED灯作为光源，每个LED灯决定一路波长，故传统尿液分析仪的结构复杂且体积较大，本发明采用高亮白色LED灯，该光源可覆盖多个波长，且结构简单。

本技术方案所述的试纸条放置于试纸条支架上随着试纸条支架的运动而运动，试纸条放置于试纸条支架后，试纸条上表面与试纸条支架上表面的距离为2.5mm，该尺寸的预留的可确保很方便的将试纸条放置于试纸条支架的内部，试纸条支架顶部到光路支架底部的距离有0.4mm，该间隙可确保试纸条支架能够平稳的移动，不与光路支架干涉。其中，本技术方案中发射光孔的直径为1.6mm—1.8mm，发射光孔与反射光接收孔的轴线呈30度夹角，则LED灯的前端点即LED灯的中心线的最低点与试纸块的上表面的直线距离优选为4.6—4.8mm。

本技术方案中对LED灯与试纸块距离的设置，可使LED灯发出的光穿过发射光孔后，光斑恰好打在试纸条的试纸块大小，且光斑大小不超过试纸块的大小，能够很好的对试纸块上的颜色进行检测；如果LED灯到试纸块的上表面的距离大于4.6—4.8mm，则打在试纸块上的光斑可能很小或无法打到试纸块上，如果LED灯试纸块的上表面的距离小于4.6—4.8mm，则可能LED光打到试纸块上的光斑较大，影响检测结果。

同时，LED灯的中心线即LED灯轴线与反射光接收孔轴线的夹角决定LED灯与试纸块上表面的距离，该距离越小，则整个光学检测系统检测模块的尺寸越小，包括光学系统检测模块的半自动尿液分析仪的整体体积减小，便于携带和手持。

本技术方案涉及到的霍尔元件、颜色传感器、PCB、光路支架，其具体结构及其工作原理、作用均为本领域技术人员所熟知，不再详述。

进一步地，所述颜色传感器的中心线与反射光接收孔的中心线重合，颜色传感器的下表面至试纸块上表面的距离为9—11mm，该距离为颜色传感器的最佳接收距离。

颜色传感器的型号为TCS3200，可直接焊接在PCB上，装配时与光路支架的方孔配合，并沉入方孔内部，可有效防止外界光的干扰。

进一步地，所述反射光接收孔的直径为1.8—2.0mm，反射光接收孔的底部到试纸块上表面的距离为2.8—3.0mm，反射光接收孔位于试纸块的正上方。本技术方案涉及的颜色传感器的结构及其原理为本领域技术人员公知技术，不再详述。颜色传感器的感光区域大小为1.8mm，在反射光接收孔的直径设置为1.8—2.0mm，使其稍微大于等于颜色传感器的感光区域的面积，能够很好的接受反射光，同时可很好的避免外界光的干扰。

进一步地，所述LED灯的中心线与发射光孔的中心线重合。

进一步地，所述发射光孔的直径为1.6—1.8mm，发射光孔的中心轴线与反射光接收孔的中心轴线呈30—35°。本技术方案中发射光孔的直径为1.6—1.8mm，可确保LED灯照射到试纸块后，光斑在试纸块的内部，避免光斑在试纸块外部区域对测试结构造成干扰；另外本技术方案设置，发射光孔的中心轴线与反射光接收孔的中心轴线呈30°—35°角，该角度可很好的确保照射在试纸块上的光斑呈现一个椭圆形，且光线经漫反射后可最大程度地使光线进入反射光接收孔，最后照射到颜色传感器上，利于颜色传感器得到更为真实的试纸块的颜色。

进一步地，所述光路支架上设有卡扣，霍尔元件通过卡扣固定在光路支架上。

进一步地，所述光路支架采用黑色POM材料制备而成。

进一步地，所述光路支架上设有用于对光学系统检测模块定位的第一定位柱，第一定位柱的主要作用是对整个光学系统模块在安装时进行定位。

进一步地，所述光路支架上设有用于对PCB定位的第二定位柱，第二定位柱用于PCB的定位，能很好保证PCB上所焊接元器件与光路支架相对设置，使整个光学系统模块得劲各元器件的相对位置得到保证。

本技术方案的另一目的在于：提供一种半自动尿液分析仪，包括一种光学系统检测模块，所述光学系统检测模块如上所述。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明中通过缩小尿液分析仪光学系统的体积，包括使用3mm高光LED灯，及光路支架，从而缩小半自动尿液分析仪的体积，使尿液分析仪体积更小，更利于携带和手持。

2、本发明通过对半自动尿液分析仪中光路支架发射光孔孔径、斜度及到试纸块的距离，反射光接收孔孔径，接收孔到试纸块的距离，从而提高光路系统的结构性能，屏蔽干扰光等。

3、本发明通过对光学系统检测模块的改进，可极大的缩小半自动尿液分析仪的体积，且提高半自动尿液分析仪工作部分的遮光性能，较强的抗外界光干扰能力。

4、本发明通过对LED灯与试纸块上表面距离的设置，可使LED灯穿过发射光孔的光恰好打在试纸块上，能够避免试纸条颜色对检测结果的影响；颜色传感器的中心与发射光孔中心线重合，颜色传感器的下表面与试纸块上表面的距离为9—11mm，在保证颜色传感器对试纸块颜色准确检测外，对整个光学系统检测模块的尺寸进行优选，缩小其尺寸，从而使整个半自动尿液分析仪的尺寸缩小，便于手持。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明安装后的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为LED灯光的光路结构示意图

图4为第一定位柱、第二定位柱与光路支架的连接结构示意图；

图5为实施例1的结构示意图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1-光路支架，2-LED灯，3-霍尔元件，4-PCB，5-螺钉，6-颜色传感器，7-试纸条，8-反射光接收孔，9-发射光孔，10-试纸块，10-1—卡扣，11-第一定位柱，12-第二定位柱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图5所示，一种光学系统检测模块，包括LED灯2、霍尔元件3、颜色传感器6、PCB 4、光路支架1，所述LED灯2、霍尔元件3、颜色传感器6均固定在PCB 4上，PCB 4安装在光路支架1的上表面，所述LED灯2为高亮白色LED灯，LED灯2的下端设有试纸条7，试纸条7上设有试纸块10，LED灯2中心轴线的最低点与试纸块10的上表面的直线距离为4.6—4.8mm。

实施例1中所述的LED灯2为3mm高亮白色LED灯，为光学系统提供稳定的光源，LED灯2发出的光穿过发射光孔9，照射在试纸条7的上表面，经漫反射后进入反射光接收孔8，并穿过反射光接收孔8照射在颜色传感器6上，颜色传感器6接收到的光进行处理，并将结果传送给控制器。

所述颜色传感器6的中心线与反射光接收孔8的中心线重合，颜色传感器6的下表面至试纸块10上表面的距离为9—11mm。

所述反射光接收孔8的直径为1.8—2.0mm，反射光接收孔8的底部到试纸块10上表面的距离为2.8—3.0mm，反射光接收孔8位于试纸块10的正上方。在试纸条7的位置确定后，整个光学系统检测模块工作，反射光接收孔8位于试纸块10的正上方时，能有效将试纸块10的中心与颜色传感器6的中心对齐，保证模块的检测精度。

本实施例中所述的PCB4用于固定各电子元器件，作为LED灯2、霍尔元件3、颜色传感器6的焊接载体。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进一步限定，所述LED灯2的中心线与发射光孔9的中心线重合，能有效保证LED灯2发出的光穿过发射光孔9后，光板正好打在试纸条7的试纸块10上，且光斑大小小于试纸块10的大小，能有效避免试纸条的颜色对检测结果造成影响。且进一步限定所述发射光孔9的直径为1.6—1.8mm，发射光孔9的中心轴线与反射光接收孔8的中心轴线呈30—35°。并限定所述光路支架1上设有卡扣10-1，霍尔元件3通过卡扣10-1固定在光路支架1上。本实施例中涉及到的其他结构与上述实施例相同不再详述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上进一步限定，所述光路支架1采用黑色POM材料制备而成。光路支架1的主要作用是固定各元器件，能有效将各元器件组合为一个整体的系统，从而实现模块的整体功能，同时，光路支架使用黑色的POM材料，能有效防止外界光对整个组件检测性能的干扰。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上进一步限定，光路支架1上设有用于对光学系统检测模块定位的第一定位柱11。第一定位柱11的主要作用是用于对整个光学系统模块在安装时的定位，同时在光路支架1上设有用于对PCB 4定位的第二定位柱12，第二定位柱12在对PCB定位的同时，能很好的保证PCB上所焊接的元器件与光路支架1的相对位置，使整个光学系统模块的各元器件的相对位置进行确认。

实施例5：

本实施例提供一种半自动尿液分析仪，包括实施例1—4所述的光学系统检测模块，本实施例所述的半自动尿液分析仪中的其他模块可均为现有技术中的模块。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学系统检测模块，包括LED灯(2)、霍尔元件(3)、颜色传感器(6)、PCB(4)、光路支架(1)，所述LED灯(2)、霍尔元件(3)、颜色传感器(6)均固定在PCB(4)上，PCB(4)安装在光路支架(1)的上表面，其特征在于：所述LED灯(2)为高亮白色LED灯，LED灯(2)的下端设有试纸条(7)，试纸条(7)上设有试纸块(10)，LED灯(2)中心线的最低点与试纸块(10)的上表面的直线距离为4.6—4.8mm。

2.根据权利要求1所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述颜色传感器(6)的中心线与反射光接收孔(8)的中心线重合，颜色传感器(6)的下表面至试纸块(10)上表面的距离为9—11mm。

3.根据权利要求2所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述反射光接收孔(8)的直径为1.8—2.0mm，反射光接收孔(8)的底部到试纸块(10)上表面的距离为2.8—3.0mm，反射光接收孔(8)位于试纸块(10)的正上方。

4.根据权利要求3所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述LED灯(2)的中心线与发射光孔(9)的中心线重合。

5.根据权利要求4所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述发射光孔(9)的直径为1.6—1.8mm，发射光孔(9)的中心轴线与反射光接收孔(8)的中心轴线呈30—35°。

6.根据权利要求1所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述光路支架(1)上设有卡扣(10-1)，霍尔元件(3)通过卡扣(10-1)固定在光路支架(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述光路支架(1)采用黑色POM材料制备而成。

8.根据权利要求1所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述光路支架(1)上设有用于对光学系统检测模块定位的第一定位柱(11)。

9.根据权利要求1所述的一种光学系统检测模块，其特征在于：所述光路支架(1)上设有用于对PCB(4)定位的第二定位柱(12)。

10.一种半自动尿液分析仪，其特征在于：包括权利要求1至9任意项所述的一种光学系统检测模块。