CN107389674A - 一种尿液分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种尿液分析装置，用光源对待检测尿液试纸进行照射，配合采集光纤采集反射光，并将采集到的反射光通过光纤总线传递至数据采集器中进行分析检测结果，实现尿液分析检测功能。本发明与传统尿液检测装置中直接采用颜色传感器获取待检测试纸上的信息相比较，本发明使用光纤总线将采集到的反射光传递给颜色传感器替代多个颜色传感器直接采集反射光，使其结构更加简单，体积更小，成本更低；而且，本发明由于采用了采集光纤作为反射光的采集和光纤总线作为反射光的传递介质，并可有效防止反射光在传导过程中损耗，提高其检测准确度，且光纤总线与数据采集器垂直设置，可进一步实现各个采集光纤的无损采集。

Description

一种尿液分析装置

技术领域

本发明涉及医疗器械分析技术领域，更具体地，涉及一种尿液分析装置。

背景技术

尿液分析仪是一种常见的医学分析仪器，常用于医院及各医疗机构，尿液分析仪的基本工作原理在于通过试纸条蘸取尿液，然后通过对经过化学反应的试纸条进行反射光光强检测分析，最后将分析结果显示出来。

对于尿液分析仪试纸条，按试纸条检测项目的数量一般分为8项、10项、11项、12项和14项等，分别检测尿液中的：葡萄糖(GLU)、胆红素(BIL)、比重(SG)、PH、酮体(KET)、潜血(BLD)、蛋白质(PRO)、尿胆原(URO)、亚硝酸盐(NIT)、白细胞(LEU)、抗坏血酸(VC)、微白蛋白(MAL)、肌酐(CR)和钙离子(UCA)等成分。

目前，尿液分析测量依据主要是利用试纸块的颜色变化来判断尿液中成分的浓度变化。测试中将试纸浸入尿液后，除了空白块外，其余的试纸块都因和尿液发生了化学反应而产生了颜色变化。试纸块的颜色深浅与光的反射率成比例关系，而颜色的深浅又与尿液中各种成分的浓度成比例关系。因此只要测得光的反射率即可求得尿液中各种成分的浓度。尿液分析仪一般采用处理器控制，以球面积分接受双波长反射光的方式测定试剂带上的颜色变化来进行半定量测试。测定波长一种是被测试纸敏感特征波长，另一种为参比波长，即被测试纸的不敏感波长，其测量计算公式如下：

R试纸＝Tm(试纸块对测量波长的反射强度)/Ts(试纸块对参考波长的反射强度)*100％；

R空白＝Cm(空白块对测量波长的反射强度)/Cs(空白块对参考波长的反射强度)*100％；

R总(％)＝R试纸/R空白＝(Tm/Cs)/(Ts/Cm)*100％；

其中，Tm表示试纸块对测量波长的反射强度，Ts表示试纸块对参考波长的反射强度，Cm表示空白块对测量波长的反射强度，Cs表示空白块对参考波长的反射强度，R试纸表示试纸条测试块的反射率，R空白表示试纸条空白块的反射率，R总表示去除尿液颜色误差后测试块实际的反射率。

随着人们生活水平的提高，人们更多地注意到自身的健康指标，希望能够在家庭中或者其他私人环境便可进行尿液分析，因此，对尿液分析仪的便携方便、操作简单、结果准确等技术指标提出了越来越高的要求。但是，现有的尿液检测仪通常设备昂贵、结构复杂，主要用于医院等专业的定点场所，其体积一般都比较大，不仅携带不方便，而且操作也很麻烦，并且多数尿液检测仪测量时间为1分钟，而实际上个别检测项的反应时间大于或小于1分钟，这就导致了部分检测项测量结果不够准确，难以满足人们的实际需求。

发明内容

本发明提供一种结构简单、体积小、成本低廉且准确度高的尿液分析装置，以解决现有尿液分析装置不便于携带、操作麻烦且准确度低的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种尿液分析装置，包括安装板和数据采集器，所述安装板上设有多个光源，且每一个所述光源对应的所述安装板上设有用于采集反射光的采集光纤，所述采集光纤与光纤总线相连，且所述光纤总线的输出平行光入射至所述数据采集器内。

在上述方案基础上优选，所述数据采集器包括聚焦透镜和颜色传感器，所述光纤总线的输出平行光垂直入射至所述聚焦透镜上，并且所述颜色传感器设置于所述聚焦透镜的焦点处。

在上述方案基础上优选，所述光纤总线包括多根相互平行设置的传导光纤，所述传导光纤分别与所述采集光纤相连。

在上述方案基础上优选，所述安装板上设有光源贯穿孔和光纤定位通孔，所述光源装设在所述光源贯穿孔内，所述采集光纤装设在所述光纤定位通孔中。

在上述方案基础上优选，所述光源贯穿孔与所述光纤定位通孔呈60°-120°夹角，且所述光源贯穿孔的中心线与所述光纤定位孔的中心线相对尿液分析试纸的法线呈对称关系。

在上述方案基础上优选，所述安装板包括第一安装板和第二安装板，所述光源装设在所述第一安装板上，所述第二安装板上设有光源贯穿孔和光纤定位通孔，所述光源的光穿过所述光源贯穿孔至尿液分析试纸上，所述采集光纤装设在所述光纤定位通孔中获取尿液分析试纸的反射光。

在上述方案基础上优选，所述第一安装板与所述第二安装板间隔设置，并在所述第一安装板与所述第二安装之间装设用于反射所述光源光线的反射装置。

在上述方案基础上优选，相邻两个所述光源贯穿孔之间的安装板上设有遮光板。

在上述方案基础上优选，还包括用于承载试纸的试纸基材。

在上述方案基础上优选，多个所述光源沿着所述安装板长度方向间隔设置。

在上述方案基础上优选，所述安装板上设有电路板，所述电路板分别与所述光源电性相连，以使所述光源相互独立控制。

本发明提出一种尿液分析装置，用光源对待检测尿液试纸进行照射，配合采集光纤采集反射光，并将采集到的反射光通过光纤总线传递至数据采集器中进行分析检测结果，实现尿液分析检测功能。

检测过程中，可通过顺序打开光源，利用采集光纤获取对应光源的反射数据，从而实现对不同待检测试纸上尿液的检测分析。与传统尿液检测装置中对直接采用颜色传感器获取待检测试纸上的信息相比较，本发明的使用光纤总线采集反射光再传递给颜色传感器替代多个颜色传感器直接采集反射光，使其结构更加简单，体积更小，成本更低。

而且，本发明由于采用了采集光纤作为反射光的采集和光纤总线作为反射光的传递介质，并可有效防止反射光在传导过程中损耗，提高其检测准确性，且光纤总线与数据采集器垂直设置，可进一步实现各个采集光纤的无损采集。

作为本发明的另一优点在于，本发明的采用了遮光板的结构设计，避免了在进行检测时，待检测试纸上反射的光发生泄漏，影响检测结果，从而进一步提高其检测精度。

附图说明

图1为根据本发明一种尿液分析装置的爆炸结构示意图；

图2为根据本发明LED灯与试纸块之间的相对结构示意图；

图3为根据本发明光纤与数据采集器之间的结构示意图；

图4为根据本发明数据采集器的结构框图；

图中：10、安装板；20、光源；31、采集光纤；32、光纤总线；40、数据采集器；41、聚焦透镜；42、颜色传感器；43、控制器；44、显示器；45、存储器；46、无线收发器；11、光源贯穿孔；12、光纤定位通孔；30、电路板；33、光纤孔；13、遮光板；50、试纸基材；51、试纸块；52、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参阅图1所示，本发明的一种尿液分析装置，包括安装板10和数据采集器40，其中，安装板10上装设有多个光源20，并对安装板10上每一个光源20设置一个与该光源20对应的采集光纤31，采集光纤31用于采集待检测尿液试纸的反射光，而数据采集器40用于分析反射光获取尿液检测结果，数据采集器40通过光纤总线32与采集光纤31相连，并且本发明光纤总线32的输出平行光入射至数据采集器40内。

使用时，在安装板10下方设置待检测尿液试纸，根据各待检测项反应时间，控制对应的光源20打开，光源20发出的光照射在待检测尿液试纸上，并经过待检测尿液试纸进行反射，反射的光由采集光纤31获取，通过光纤总线32平行传输传递至数据采集器40中，由数据采集器40分析以获取检测结果。

由于本发明采用采集光纤31作为反射光的采集和光纤总线32作为传送介质，使多个采集光纤31共用一个数据采集器40，与传统的尿液检测装置直接采用颜色传感器42采集待检测尿液试纸上的反射光相比较，本发明的不仅可有效节省颜色传感器42的数量，使其成本更加低廉，而且采集光纤31与颜色传感器42相比较采集光纤31的体积更小，使得本发明的体积更小，更加方便携带。

与此同时，本发明的采用了采集光纤31作为反射光的采集和光纤总线32作为反射光的传递介质，可有效防止反射光在传导过程中损耗，提高其检测准确性，且光纤总线32的输出平行光平行入射至数据采集器40内，可进一步实现各个采集光纤31的无损采集，保证检测准确性。

需要注意的是，本发明的光源20可以是LED灯，也可以是其它高亮度白色能光源，本发明的多个光源20是沿着安装板10的长度方向上间隔设置的，并且多个光源20可以是相互平行均匀设置也可以是呈Z字型设置。

请继续参阅图3所示，本发明的数据采集器40包括聚焦透镜41和颜色传感器42，光纤总线32的输出平行光垂直入射至聚焦透镜41上，并将颜色传感器42设置在聚焦透镜41的焦点处。

使用时，采集光纤31将采集到的待检测试纸块的反射光，通过光纤总线32的传递，垂直入射至聚焦透镜41上，通过聚集透镜41聚焦在颜色传感器42上，从而有效确保颜色传感器42有效获取尿液检测试纸上的反射光，以实现对各个光纤的无损采集，确保检测结果的准确性。

优选的，为了使每一根传导光纤垂直入射至聚焦透镜，保证出射光聚焦在聚焦透镜的焦点上，从而实现对透射光的无损采集。本发明的光纤总线32包括多根相互平行设置的传导光纤，传导光纤分别与采集光纤31相连。

优选的，本发明的光纤总线32也可以是一根传导光纤，传导光纤将反射光传递给颜色传感器进行采集，使用时，根据需要使安装板10上光源20逐个点亮，以检测不同待检测尿液试纸，从而使得每一次传导光纤中的传递的光信号为一个待检测尿液试纸的结果信息，从而实现其逐个检测。

作为本发明的另一优选实施方案，本发明的数据采集器40还包括控制器43、显示器44、存储器45和无线收发器46，颜色传感器42、显示器44、存储器45和无线收发器46分别与控制器43电性相连，具体结构请参阅图4所示。

使用时，控制器43通过采集光纤31采集待检测尿液试纸上的反射光，将采集的反射光经过光纤总线32传递至聚焦透镜41，再由聚焦镜41聚焦在颜色传感器42上，通过颜色传感器42将光信号转化为电信号发送至控制器43，利用控制器43进行计算分析，以得到检测结果，将该检测结果通过显示器44进行显示并利用存储器45进行保存。使用过程中，为了进一步提高其使用方便性，本发明还可以通过无线收发器46，将采集到的数据发送至其它移动终端，利用移动终端进行数据分析显示分析结果，进一步降低本发明的重量，提高其质量。

请继续参阅图1和图2所示，本发明的安装板10上设有光源贯穿孔11和光纤定位通孔12，其中，光源20嵌入在光源贯穿孔11内，采集光纤31装设在光纤定位孔中，即通过光纤定位孔以实现对采集光纤31的保护，防止采集光纤31受损。

为了进一步提高本发明检测的准确性，本发明光源贯穿孔11与安装板10的水平面呈30°～60°角，光源的发光端穿插至光源贯穿孔11内，光纤定位通孔12与光源贯穿孔11呈60°～120°夹角，且光纤定位通孔12的中心线与光源贯穿孔11的中心线相对于尿液分析试纸条平面光学法线呈相互对称关系，其具体结构请参阅图2所示。由于入射角太小会使部分入射光影响到另一试纸块，影响光纤采集，且入射光、反射光较位置远，影响结构尺寸；入射角太大会使入射光、反射光位置比较接近，即会导致11、12接近，在结构上不好设计，因此选择30°～60°度角，减少入射光对其它试纸块影响，也便于结构设计，且当光纤定位通孔12与光源贯穿孔11呈90°夹角，且光纤定位通孔12的中心线与光源贯穿孔11的中心线相对于尿液分析试纸条平面光学法线相互对称，其体积最小，且不会相互干扰影响。

作为本发明的另一优选实施方案，本发明的安装板10包括第一安装板和第二安装板，光源20装设在第一安装板上，在第二安装板上设置光源贯穿孔11和光纤定位通孔12，光源20的光穿过光源贯穿孔11投射至尿液分析试纸上，采集光纤31装设在光纤定位通孔12上用于获取尿液分析试纸上的反射光，以实现其数据的采集。优选的是，本发明的第一安装板可以是电路板30，光源20分别与电路板30电性相连，以实现光源20的独立控制。

值得说明的是，上述实施例中，采集光纤31可以直接安装在光纤定位通孔12中，也可以将第一安装板和第二安装板间隔设置，并在第一安装板和第二安装板之间装设一个反射装置，光源20可以垂直或者倾斜方式的装设在第一安装板上。光源20发出的光通过反射装置将该光反射至光源贯穿孔11上，并投射至尿液分析试纸上。

优选的，该反射装置可以是反射镜、折射镜或者其它任何可以将光源20发出的光投射至光源贯穿孔11上的装置。

请继续参阅图1所示，本发明的安装板10上设有多个遮光板13，遮光板13设置在相邻的两个光源贯穿孔11之间。其中，本发明的遮光板13可以是长方形、矩形或截面呈L状的板子，并且遮光板13可以是垂直装设在安装板10上，也可以是倾斜式安装在安装板10上。

进一步的，本发明的光源20和与该光源20对应的采集光纤31设置在两个遮光板13之间的安装板10上，使得相邻两个光源20和相邻两个光纤在遮光板13的作用下隔离。从而有效避免在进行检测过程中，相邻光源20的相互干扰，影响检测结果的准确性。

作为本发明的优选实施方案，本发明的安装板10上设有电路板30，电路板30分别与光源20电性相连，用于控制安装板10上的每一个光源20的独立开关和闭合。当光源20在安装板10上呈一字型设置时，利用电路板30逐一控制安装板10下的光源20打开，从而以实现对每个设置在光源20上的待检测试纸进行逐一检测，使其成本更低、结果更将准确，并且，由于每次检测过程中只有一个光源20点亮，因此，可以有效避免相邻光源20之间的干涉。

需要说明的是，本发明的电路板30可通过嵌入式装设在安装板10上与安装板10形成一体，从而有效避免电路板30直接与外界接触致使其容易损坏的技术问题，并利用电路板30嵌入至遮光盖内，进一步缩减其体积，使其方便携带。作为本发明的另一优选实施例，本发明的电路板30也可以是镶嵌在安装板10上。

进一步的，本发明的电路板30还可以是装设在安装板10顶部上，并在电路板30上设有光纤孔33，光源20固定在电路板30上并与电路板30电性相连，而光源20的发光端则嵌入至光源贯穿孔11内，本发明电路板30上的光纤孔33则用于容纳固定采集光纤31，从而有效避免采集光纤31在使用过程中受损，影响检测结果。

为了进一步提高本发明检测的准确性，本发明光源贯穿孔11与试纸块51的水平面呈30°～60°角，且LED灯的前端穿插至光源贯穿孔11内，光纤定位通孔12与光源贯穿孔11呈60～120°角，且光纤定位通孔12的中心线与光源贯穿孔11的中心线相对于尿液分析试纸条平面光学法线呈相互对称关系，其具体结构请参阅图2所示。由于入射角太小会使部分入射光影响到另一试纸块，影响光纤采集，且入射光、反射光较位置远，影响结构尺寸；入射角太大会使入射光、反射光位置比较接近，即会导致11、12接近，在结构上不好设计，因此选择30°～60°角，减少入射光对其它试纸块影响，也便于结构设计，且当光纤定位通孔12与光源贯穿孔11之间呈90°夹角，且光纤定位通孔12的中心线与光源贯穿孔11的中心线相对于尿液分析试纸条平面光学法线呈相互对称关系时，其体积最小，且不会相互干扰影响。

为了进一步详细说明本发明的技术方案，请继续参阅图1所示，本发明还包括试纸基材50，试纸基材50上设有用于装设待检测试纸的试纸块51，试纸块51间隔装设在试纸基材50上。

本发明的试纸块51上设有定位槽和试纸承载板，试纸承载板呈L型，且试纸承载板滑动式装设在定位槽内，定位槽与LED灯和光纤相对应，定位槽的两内侧面、遮光板13和试纸承载板形成一腔室。使用时，通过将试纸承载板向外抽出，在试纸承载板上装入待检测尿液试纸，然后，将试纸承载板推入定位槽内，利用电路板30控制试纸块51上的对应的LED灯对待检测尿液试纸检测，从而实现其检测的目的。由于采用的试纸承载板与定位槽设计，使得待检测尿液试纸定位更加准确，且由于定位槽和呈L型试纸承载板的作用，可有效避免检测过程中漏光的作用，影响检测结果准确性。

优选的，在安装板10上设有凸起，凸起与定位槽相对应，光源贯穿孔11和光纤定位通孔12设置在凸起上，利用凸起与定位槽之间的配合进一步防止其在检测过程中漏光作用。

作为本发明的另一优选实施例，请继续参阅图1所示，本发明的相邻试纸块51之间形成凹槽52，安装板10上的遮光板13插装至凹槽52内即通过利用遮光板13的作用，以达到防止检测过程中漏光的作用，影响检测结果。

本发明提出一种尿液分析装置，由于每一个试纸块51上都对应设有用于反射光采集的采集光纤31和光源20，并将每一个采集光纤采集的数据都传送至数据采集器40内进行分析处理，与传统尿液检测装置中对每一个试纸块51设置一个颜色传感器42相比较，本发明的仅仅使用一个颜色传感器42便可实现多个颜色传感器42的功能，使其结构更加简单，体积更小，成本更低，且由于采用了采集光纤31作为反射光的采集和采集数据的传递介质，进一步缩减其结构。

作为本发明的另一优点在于，本发明的采用了遮光板13的结构设计，避免了在进行检测时，待检测试纸上反射的光发生泄漏，影响检测结果，从而进一步提高其检测精度。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种尿液分析装置，其特征在于，包括安装板和数据采集器，所述安装板上设有多个光源，且每一个所述光源对应的所述安装板上设有用于采集反射光的采集光纤，所述采集光纤与光纤总线相连，且所述光纤总线的输出平行光入射至所述数据采集器内。

2.如权利要求1所述的一种尿液分析装置，其特征在于，所述数据采集器包括聚焦透镜和颜色传感器，所述光纤总线的输出平行光垂直入射至所述聚焦透镜上，并且所述颜色传感器设置于所述聚焦透镜的焦点处。

3.如权利要求1所述的一种尿液分析装置，其特征在于，所述光纤总线包括多根相互平行设置的传导光纤，所述传导光纤分别与所述采集光纤相连。

4.如权利要求1所述的一种尿液分析装置，其特征在于，所述安装板上设有光源贯穿孔和光纤定位通孔，所述光源装设在所述光源贯穿孔内，所述采集光纤装设在所述光纤定位通孔中。

5.如权利要求4所述的一种尿液分析装置，其特征在于，所述光源贯穿孔与所述光纤定位通孔呈60°～120°夹角，且所述光源贯穿孔的中心线与所述光纤定位孔的中心线相对尿液分析试纸的法线呈对称关系。

6.如权利要求1所述的一种尿液分析装置，其特征在于，所述安装板包括第一安装板和第二安装板，所述光源装设在所述第一安装板上，所述第二安装板上设有光源贯穿孔和光纤定位通孔，所述光源的光穿过所述光源贯穿孔至尿液分析试纸上，所述采集光纤装设在所述光纤定位通孔中获取尿液分析试纸的反射光。

7.如权利要求6所述的一种尿液分析装置，其特征在于，所述第一安装板与所述第二安装板间隔设置，并在所述第一安装板与所述第二安装之间装设用于反射所述光源光线的反射装置。

8.如权利要求4或6所述的一种尿液分析装置，其特征在于，相邻两个所述光源贯穿孔之间的安装板上设有遮光板。

9.如权利要求8所述的一种尿液分析装置，其特征在于，还包括用于承载试纸的试纸基材。

10.如权利要求1所述的一种尿液分析装置，其特征在于，多个所述光源沿着所述安装板长度方向间隔设置。

11.如权利要求1所述的一种尿液分析装置，其特征在于，所述安装板上设有电路板，所述电路板分别与所述光源电性相连，以使所述光源相互独立控制。