CN108732134A - 一种多波长散射及透射比浊测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种多波长散射及透射比浊测量装置，包括光源、集光器、检测杯、透射光接收器、散射光接收器、检测器、微处理器；光源包括两个以上能各自发出不同波长光线的点光源；集光器设置在点光源光线行进的光路上且可让各点光源的光线同向前行；检测杯设置在集光器后的光路上且能让点光源发出的光线透过形成直射的透射光线及散射的散射光线；透射光接收器设置在透射光线的光路上并接收透射光线；散射光接收器设置在散射光线的光路上并接收散射光线；检测器与透射光接收器及散射光接收器连接且分别对透射光线和散射光线进行检测并将检测信息传输给微处理器。本发明可在一台装置上对检测样本实现多个波长散射比浊和透射比浊的同时检测，极具推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种浊度测量装置，尤其是一种多波长散射及透射比浊测量装置，属于分析仪器专业技术领域。
背景技术
浊度，即液体的浑浊程度，是指液体中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度，由液体中含有的微量不溶性悬浮物质、胶体物质所致。浊度不仅与液体中悬浮物质的数量有关，而且与悬浮物质的大小、形状及散射系数等有关。浊度可用比浊法或散射光法进行测定。
比浊法中的光学比浊法又分为散射比浊、透射比浊两种，分别是根据透光强度或/和散射光强度的变化来反映样本中悬浮物的浓度。现有技术中，散射比浊法和透射比浊法两种光学比浊装置各有优劣，一般来讲，透射比浊法装置结构相对简单，适用于各种类型的检测器，而散射比浊法装置则具有更高的灵敏度和精密度。
在医学检验领域，光学比浊法被广泛用于各种体液浊度的检测。现有技术中，凝血仪、特种蛋白仪、生化仪等浊度检测仪器，一般都是采用单一的散射比浊或透射比浊的光学比浊法，并只使用某一特定波长的光源进行检测，测量的范围窄而且检测成本高、效率低，不能在一台仪器上实现散射及透射两种比浊法的检测，这给检测分析人员带来了极大的不便，需要在实验室中装备不同的仪器才能完成透射比浊和散射比浊项目的检测，这种单一设备不能满足使用者的多种需求。
为此，天津美德太平洋科技有限公司提供了实用新型专利《多光谱散射及透射比浊法检测的分析仪测头和测量杯》（授权公告号：CN201673117U），实现了多光谱散射及透射比浊法进行体外血液或体液中特定蛋白浓度的检测，但该技术需要围绕检测杯设计12个通孔，结构过于复杂。
广州埃克森生物科技有限公司提供的实用新型专利《双波长散射比浊测量装置》（授权公告号：CN205538673U），实现了用660nm和405nm双波长光源对样本进行散射比浊检测的目的，但该装置缺少透射比浊检测，且需要设计两条光路系统，增加了生产难度。
南京诺尔曼生物技术有限公司提供的实用新型专利《一种散射比浊测量仪》（授权公告号 ：CN 202339325 U），通过检测单波长下设置两个角度相同、光路截面积不同的散射光路的光度值，增加了散射比浊的灵敏度，但也缺乏透射比浊检测功能。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种多波长散射及透射比浊测量装置，已期达到结构简单、使用方便、能够实现一台装置上同时进行多波长散射比浊和透射比浊检测的目的。
为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：包括光源、集光器、检测杯、透射光接收器、散射光接收器、检测器、微处理器；
所述光源包括两个以上能各自发出不同波长光线的点光源；
所述集光器设置在所述点光源光线行进的光路上且可让各所述点光源的光线同向前行；
所述检测杯设置在所述集光器后的光路上且能让所述点光源发出的光线透过形成直射的透射光线及散射的散射光线；
所述透射光接收器设置在所述透射光线的光路上并接收所述透射光线；
所述散射光接收器设置在所述散射光线的光路上并接收所述散射光线；
所述检测器与所述透射光接收器及所述散射光接收器连接且分别对其各自接受的透射光线和散射光线进行检测并将检测信息传输给微处理器。
进一步的：
所述点光源为LED灯或激光器。
所述LED灯或激光器的光斑直径为2～5mm、功率为1～20mw、光线波长为400～1000nm。
所述集光器为光纤耦合器或呈45°角设置在各所述点光源光线行进路上的半透半反棱镜。
所述半透半反棱镜有1～3个，所述点光源有所述半透半反棱镜个数+1个。
所述检测杯为立方体杯。
所述透射光接收器及所述散射光接收器为光电转换器或光栅亦或为组合透镜中的一种或多种，也可以是与所述检测器合二为一的光谱检测器。
所述散射光接收器有1～4个且分别安装在与透射光线成10～90°夹角的散射光线光路上。
所述检测器其检测透射光线的敏感波长为300～1000nm，检测散射光线的敏感波长为300～1000nm。
作为优选的技术方案，所述检测器为光谱检测器。
作为优选的技术方案，所述多波长散射及透射比浊测量装置还包括分时控制器，所述分时控制器分别与各点光源及光电转换器连接并与微处理器信号连接，在微处理器管理下控制所述点光源及所述光电转换器联动开阖。
进一步的，所述分时控制器在所述微处理器管理下交替控制各所述点光源的开关供电，各点光源的供电时程为1～50ms，各点光源供电间隔时间为1ms～60s。
与现有技术相比，本发明有益效果及显著进步在于：
1）本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置采用多个波长点光源作为照射光源，并通过集光器集成一束包含多个波长同向前行照射的光柱，可在一台装置上对检测样本实现多个波长散射比浊和透射比浊的同时检测；
2）本发明不仅装置结构更加简单、紧凑，而且具有非常好的抗外界干扰能力，还提高了装置的灵敏度和检测结果的准确度；
3）本发明还能够通过更换不同波长的点光源来完成特定项目的检测，实用性强，适应性广，能广泛应用于各类比浊检测设备中，解决了现有技术的不足，因而极具推广应用价值。
附图说明
图1为本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置剖视结构示意图；
图2为本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置加装分时控制器后的剖视结构示意图；
图3为本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置加装分时控制器后的立体结构示意图；
图4为本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置加装了分时控制器及多个点光源、集光器和散射光接收器的剖视结构示意图。
图中：
1a（1b、1c、1d）-点光源，2-集光器，3-检测杯，4-透射光接收器，5-散射光接收器，6-检测器，7-微处理器，8-分时控制器。
具体实施方式
下面结合附图以及附图说明和实施例对本发明提供的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
如图1本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置剖视结构示意图所示：
一种多波长散射及透射比浊测量装置，包括光源、集光器2、检测杯3、透射光接收器4、散射光接收器5、检测器6、微处理器7；
光源包括两个以上能各自发出不同波长光线的点光源，如图1中示出的点光源1a及点光源1b；
其中，点光源可以选择光斑直径为2～5mm、功率为1～20mw、光线波长为400～1000nm的LED灯或激光器；
集光器2设置在点光源光线行进的光路上且可让各点光源的光线同向前行，如图1所示，集光器2设置在点光源1a及点光源1b光线行进的光路上且让点光源1a及点光源1b发出的光线同向前行；
集光器2可以是光纤耦合器或呈45°角设置在各点光源光线行进路上的半透半反棱镜，如图1示出的集光器2，即为呈45°角设置在点光源1a及点光源1b所发光线行进路上的半透半反棱镜；
检测杯3可以是立方体杯，设置在点光源光线经过集光器2后的光路上且能让点光源发出的光线透过形成直射的透射光线及散射的散射光线；
透射光接收器4设置在透射光线的光路上并接收透射光线；散射光接收器5设置在散射光线的光路上并接收散射光线；透射光接收器4及散射光接收器5可以是光电转换器或光栅亦或为组合透镜中的一种或多种；
检测器6与透射光接收器4及散射光接收器5连接且分别对透射光接收器4及散射光接收器5接受的透射光线和散射光线进行检测并将检测信息传输给微处理器7；
检测器6检测透射光线的敏感波长为300～1000nm，检测散射光线的敏感波长为300～1000nm；检测器可以为光谱检测器。
若检测器6采用光谱检测器，则透射光接收器4与其连接的检测器6即合为一个装置；
同样的，散射光接收器5与其连接的检测器6也可选择合二为一的光谱检测器。
实施例2
如图2本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置加装分时控制器后的剖视结构示意图；图3本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置加装分时控制器后的立体结构示意图所示：
本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置还可安装分时控制器8，分时控制器8分别与各点光源及光电转换器连接并与微处理器7信号连接，在微处理器7管理下控制各点光源及光电转换器联动开阖。
分时控制器在微处理器7管理下交替控制各点光源的供电，各点光源的供电时程可以为1～50ms，各点光源供电间隔时间可以为1ms～60s。
实施例3
本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置不仅可以加装分时控制器，还可有1～3个半透半反棱镜组成的集光器及半透半反棱镜个数+1个的点光源、1～4个分别安装在与透射光线成10～90°夹角的散射光线光路上的散射光接收器。
如图4本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置加装了分时控制器及多个点光源、集光器和散射光接收器的剖视结构示意图所示：
本实施例中，本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置上设有4个点光源即1a、1b、1c、1d，4个点光源中，点光源1a的光线直射穿过3个半透半反棱镜和另外3个点光源1b、1c、1d分别经3个呈45°角设置在其光路上的半透半反棱镜反光折射后，合成一束包含不同波长的光线同向前行；
同时，分时控制器8分别与4个点光源即1a、1b、1c、1d及1个透射光接收器4、2个散射光接收器5连接并与微处理器7进行信号连接且在微处理器7管理下，分时控制器8控制着各点光源及光电转换器进行联动开阖。
本实施例中，透射光接收器4、散射光接收器5皆为光电转换器。
上述各实施例中，双点光源或多点光源可通过一台光纤耦合器让各点光源的光线同向前行到同一光路，从而省去呈45°角设置在各点光源光路上的半透半反棱镜；
此外，上述实施例中，若检测器都选用光谱检测仪，则可通过光谱检测仪直接分光检测不同波长的透射光线或散射光线，在这种情况下，不用分时控制器也可利用光栅或组合透镜实现双波长或多波长透射光线或散射光线的同时采集和检测，并可实现双波长或多波长点光源光线的实时发射和透射光线或散射光线的实时检测。
综上所述：
本发明提供的一种多波长散射及透射比浊测量装置采用多个波长点光源作为照射光源，并通过集光器集成一束包含多个波长同向前行照射的光柱，可在一台装置上实现检测样本多个波长散射比浊和透射比浊的同时检测；本发明不仅装置结构更加简单、紧凑，而且具有非常好的抗外界干扰能力，还提高了装置的灵敏度和检测结果的准确度；此外，本发明还能够通过更换不同波长的点光源来完成特定项目的检测，实用性强，适应性广，能广泛应用于各类比浊检测设备中，解决了现有技术的不足，因而极具推广应用价值。
最后，有必要说明的是：
上述内容仅用于帮助说明和理解本发明的技术方案，不能理解为对其的限制；本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本发明所要求保护的范围。
Claims (12)
1.一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：包括光源、集光器、检测杯、透射光接收器、散射光接收器、检测器、微处理器；
所述光源包括两个以上能各自发出不同波长光线的点光源；
所述集光器设置在所述点光源光线行进的光路上且可让各所述点光源的光线同向前行；
所述检测杯设置在所述集光器后的光路上且能让所述点光源发出的光线透过形成直射的透射光线及散射的散射光线；
所述透射光接收器设置在所述透射光线的光路上并接收所述透射光线；
所述散射光接收器设置在所述散射光线的光路上并接收所述散射光线；
所述检测器与所述透射光接收器及所述散射光接收器连接且分别对其各自接受的透射光线和散射光线进行检测并将检测信息传输给微处理器。
2.如权利要求1所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述点光源为LED灯或激光器。
3.如权利要求2所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述LED灯或激光器的光斑直径为2～5mm、功率为1～20mw、光线波长为400～1000nm。
4.如权利要求1所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述集光器为光纤耦合器或呈45°角设置在各所述点光源光线行进路上的半透半反棱镜。
5.如权利要求4所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述半透半反棱镜有1～3个，所述点光源有所述半透半反棱镜个数+1个。
6.如权利要求1所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述检测杯为立方体杯。
7.如权利要求1所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述透射光接收器及所述散射光接收器为光电转换器或光栅亦或为组合透镜中的一种或多种，也可以是与所述检测器合二为一的光谱检测器。
8.如权利要求7所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：还包括分时控制器，所述分时控制器分别与各点光源及光电转换器连接并与微处理器信号连接，在微处理器管理下控制所述点光源及所述光电转换器联动开阖。
9.如权利要求8所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述分时控制器在所述微处理器管理下交替控制各所述点光源的开关供电，各点光源的供电时程为1～50ms，各点光源供电间隔时间为1ms～60s。
10.如权利要求1所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述散射光接收器有1～4个且分别安装在与透射光线成10～90°夹角的散射光线光路上。
11.如权利要求1所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述检测器其检测透射光线的敏感波长为300～1000nm，检测散射光线的敏感波长为300～1000nm。
12.如权利要求1所述的一种多波长散射及透射比浊测量装置，其特征在于：所述检测器为光谱检测器。
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