CN110763641B - 检测装置和检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种检测装置和检测方法。该检测装置包括：主体、检测组件和检测对象接纳部。检测组件包括：信号发射器，配置为发射检测信号；信号接收器，配置为接收信号发射器发射的检测信号的至少一部分；以及检测连接部，连接信号发射器和信号接收器，且使得信号发射器和信号接收器通过检测连接部彼此间隔开。检测对象接纳部用于接收检测对象。检测对象接纳部与检测组件可相对移动地设置在主体上，以允许检测对象接纳部所接收的检测对象位于在信号发射器与信号接收器之间的检测信号的传输路径中。

Description

检测装置和检测方法
技术领域
本公开的实施例涉及一种检测装置和检测方法。
背景技术
微流控技术是把生物、化学、医学等领域分析样品的全过程(样品提取、试剂样本反应、清洗、检测)等基本单元集成到微米尺度的芯片上，通过毛细作用或主动控制完成分析的全过程。
相比于传统生化检测，微流控芯片平台具有体积小、便于携带、检测速度快、可满足门急诊的需求、可实现多通道同时检测等优势。
发明内容
本公开至少一个实施例提一种检测装置，其包括：
主体；
检测组件，包括：
信号发射器，配置为发射检测信号；
信号接收器，配置为接收所述信号发射器发射的所述检测信号的至少一部分；以及
检测连接部，连接所述信号发射器和所述信号接收器，且使得所述信号发射器和所述信号接收器通过所述检测连接部彼此间隔开；以及
检测对象接纳部，用于接收检测对象，
其中，所述检测对象接纳部与所述检测组件可相对移动地设置在所述主体上，以允许所述检测对象接纳部所接收的检测对象位于在所述信号发射器与所述信号接收器之间的所述检测信号的传输路径中。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述信号发射器包括发光器件，以发射光信号作为所述检测信号。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述信号发射器还包括光准直组件，
其中，所述光准直组件配置为使所述光信号准直成平行光。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述光准直组件包括凸透镜。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述光准直组件还包括连接元件，
其中，所述连接元件包括具有螺纹的表面，以能够将所述凸透镜螺纹连接至所述检测连接部。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述信号接收器包括光电转换器，
其中，所述光电转换器配置为将接收的所述光信号转换为检测结果信号，并输出所述检测结果信号。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述光电转换器包括光电二极管。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述信号接收器还包括滤光元件，
其中，所述滤光元件设置在所述传输路径中，且允许接收的所述光信号中设定波长的光信号通过，以照射所述光电转换器。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述检测组件还包括散热器，
其中，所述散热器设置在所述检测连接部上并与所述信号发射器热耦接。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述检测连接部具有U形或C形结构，
其中，所述U形或C形结构允许所述检测对象位于所述U形或C形结构的开口中，以及
所述信号发射器和所述信号接收器分别固定在所述U形或C形结构的相对的分支上。
例如，根据本公开至少一个实施例的检测装置还包括：
导轨，固定在所述主体上，其中，所述检测组件可移动地设置在所述导轨上；以及
驱动器，与所述检测组件传动连接以驱动所述检测组件沿所述导轨移动。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述驱动器包括：
电机，具有输出轴；
丝杠，与所述电机的输出轴连接以在所述电机的驱动下旋转，与所述导轨平行；以及
螺母，与所述丝杠螺纹啮合且可移动地设置在所述丝杠上，并与所述检测组件连接且可驱动所述检测组件。
例如，根据本公开至少一个实施例的检测装置还包括位置传感器，
其中，所述位置传感器设置在所述主体上，并配置为在检测到所述检测组件时，生成位置信号。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述位置传感器设置在所述导轨的端部。
例如，在根据本公开至少一个实施例的检测装置中，所述位置传感器包括槽型光电开关；以及
所述检测组件还包括挡片，所述挡片能够接纳在所述槽型光电开关的槽中。
本公开至少一个实施例还提供了一种检测方法，其适用于根据本公开任一实施例所述的检测装置，该检测方法包括：
通过所述信号发射器提供照射所述检测对象的所述检测信号；以及
通过所述信号接收器接收照射并穿过所述检测对象的所述检测信号。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1是根据本公开至少一个实施例的检测装置的结构示意图，其中检测组件位于第一位置处。
图2是根据本公开至少一个实施例的检测装置的结构示意图，其中检测组件位于第二位置处。
图3是根据图1和图2所示的检测装置中的检测组件的结构透视图。
图4是沿图3中的线A-A’的侧视剖视图。
图5是根据本公开至少一个实施例的检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
生化检测是通过生化反应生成有色物质，该有色物质对特定波长的光具有吸收作用，通过检测该波段的光的吸光度来识别生化检测项目中的物质含量。然而，由于微流控芯片的检测孔直径一般为微米尺度，因此其要求对位准确、避免空间串扰且可实现运动扫描。
本公开的至少一个实施例提供了一种检测装置，其具有结构简单，对位准确，易于操作和调试、节约空间等优势。
图1是根据本公开至少一个实施例的检测装置的结构示意图，其中检测组件位于第一位置处。图2根据本公开至少一个实施例的检测装置的结构示意图，其中检测组件位于第二位置处。图3是根据图1和图2所示的检测装置中的检测组件的结构透视图。图4是沿图3中的线A-A’的侧视剖视图。
如图1和图2所示，根据本公开至少一个实施例的检测装置100包括主体101、检测组件102和检测对象接纳部103。
检测组件102安装在主体101上。应理解，在图1和图2中，板状的主体101仅是示例性的。在其他实施例中，主体101可呈任意合适的形状，并且可包括任意合适的结构，如底座、支柱等，本公开的实施例对此不作限制。
检测对象接纳部103用于接收检测对象。在图1和图2中为了便于描述起见，示例性地示出了检测对象10，该检测对象10例如可以是包括微流控芯片的检测芯片，并且该检测芯片具有检测部(如检测孔)，以进行上述的生化检测。本公开的实施例对检测对象10的类型、形状、结构等不作限制。
在图1和图2中，检测对象接纳部103示例性地示出了限位柱，这些限位柱界定了用于接收检测对象的空间，然而应理解，在其他实施例中，检测对象接纳部103还可包括用于接纳检测芯片的检测芯片接纳结构，如底座、夹持器等，本公开的实施例对检测对象接纳部103不作限制，只要能够容纳检测对象(即检测芯片)即可。
检测对象接纳部103与检测组件102可相对移动地设置在主体101上，以允许检测对象接纳部103所接纳的检测对象10位于在信号发射器与信号接收器之间的检测信号的传输路径中。例如，在一些实施例中，检测组件102能够进行移动，检测对象接纳部103是固定的。例如，在一些实施例中，检测组件102是固定的，而检测对象接纳部103能够进行移动。例如，在一些实施例中，检测组件102和检测对象接纳部103均能进行移动。在下文中，将以检测组件102能够进行移动，检测对象接纳部103是固定的为例来描述本公开的各实施例。通过允许检测组件102移动而检测对象接纳部103及设置在其上的检测对象10固定，可便于检测对象10的固定，以实现检测对象10的微泵、微阀的准确控制。
下面将结合图3和图4描述根据本公开至少一个实施例的检测组件的详细结构。如图3和图4所示，检测组件102包括信号发射器、信号接收器和检测连接部1023。
信号发射器配置为发射检测信号。信号接收器配置为接收信号发射器发射的检测信号的至少一部分。检测连接部1023连接信号发射器和信号接收器，且使得信号发射器和信号接收器通过检测连接部1023彼此间隔开。
由于信号发射器与信号接收器由检测连接部1023连接且固定，由此二者的位置相对静止，从而避免了信号发射器与信号接收器之间的相对位置误差造成的测量误差，降低了装配难度并增加了检测精度。
例如，上述的信号发射器可包括发光器件1021，以发射光信号作为检测信号。例如，在一些实施例中，发光器件1021可包括发光二级管。
然而，应理解，本公开的实施例并不限于此。例如，在一些实施例中，信号发射器可发射声波、微波、X射线、伽马射线、红外线、紫外线等。
例如，在一些实施例中，信号发射器还可包括光准直组件1024。光准直组件1024配置为使发光器件1021发射的光信号准直成平行光。例如，通过光准直组件1024使发光器件1021发射的光信号准直，从而允许更多的光信号通过检测组件102的光阑1029，可提高发光器件1021发射的光信号的利用率。在一些实施例中，光准直组件1024可包括一个或多个凸透镜。
例如，在一些实施例中，光准直组件1024可连接至检测连接部1023。例如，光准直组件1024还可包括连接元件1025，连接元件1025包括具有螺纹的表面1025’，以能够将光准直组件1024(例如，上述的凸透镜)螺纹连接至检测连接部1023。
然而，应理解，在一些实施例中，检测组件102的信号发射器也可不包括光准直组件1024，从而减小检测装置100的体积，提供检测装置100的便携性，本公开的实施例对此不作限制。
例如，在一些实施例中，上述的信号接收器可包括光电转换器1022。然而，应理解，在信号发射器发射其他类型的检测信号的情况下，也应进行相应类型的信号接收器，以能够接收和处理该检测信号。
光电转换器1022配置为将接收的光信号转换为电信号，并输出该电信号。例如，光电转换器1022可与分析仪器连接，并将转换得到的电信号输出至该分析仪器，进而通过比较发光器件1021的发光强度和光电转换器1022的接收光强度，可得到检测对象10中样品的吸光度的值，从而得出检测对象10中的样品的物质含量。例如，上述的发光器件1021的发光强度可通过在检测装置100中放置标准容器或标准品检测获得。
例如，在一些实施例中，光电转换器1022可包括光电二极管。例如，光电转换器1022可包括硅光电池。
例如，检测组件102可包括多个发光器件1021和多个对应的光电转换器1022，其中该多个发光器件1021可发射不同的检测信号(例如，不同波长的光信号)，从而可使得检测装置100可用于检测多种不同的样品，扩大了检测装置100的适用范围。
例如，在一些实施例中，上述的信号接收器还可包括滤光元件1026。滤光元件1026设置在上述的信号发射器与信号接收器之间的检测信号的传输路径中，且允许接收的光信号中设定波长的光信号通过，以照射光电转换器1022。示例性地，滤光元件1026的中心波长可以是550纳米。通过设置滤光元件1026可防止杂散光照射至光电转换器1022，而仅允许设定波长的光信号，从而可提高检测的准确性。
例如，在一些实施例中，检测组件102还可包括散热器1027。散热器1027设置在检测连接部1023上并与信号发射器热耦接。例如，如图3所示，散热器1027设置在检测连接部1023上并与信号发射器热耦接，具体与信号发射器中的发光器件1021热耦接。散热器1027可将信号发射器(例如，信号发射器的发光器件1021)产生的热量传导至周围环境中，从而防止信号发射器因过热而不能正常工作，甚至烧毁。
如图3所示，在一些实施例中，检测连接部1023可具有U形结构、C形结构等。例如，该U形结构允许检测对象10位于U形结构的开口中，并且信号发射器(如发光器件1021、光准直组件1024和连接元件1025)和信号接收器(如光电转换器1022和滤光元件1026)分别固定在U形结构的相对的分支上。在实际应用中，可根据检测对象10的形状调整U形结构的开口及相对位置关系，以保证检测对象10的检测部(如检测孔)与检测组件102的光阑1029的中心对准。
然而，应理解，在其他实施例中，检测连接部1023还可具有其他合适的形状，本公开的实施例对此不作限制。
例如，根据本公开至少一个实施例的检测装置还可包括导轨和驱动器，例如，可以包括一条或两条导轨。导轨固定在主体上，并且检测组件可移动地设置在导轨上。导轨起约束作用，限制检测组件的自由度，只允许其做直线运动，而避免摆动，例如，两条导轨能够具有更好的稳定效果。驱动器与检测组件传动连接以驱动检测组件沿导轨移动。
在图1和图2中，示例性地示出了驱动器采用旋转电机和丝杠的组合形式。旋转电机和丝杠的组合形式具有运动精确、节约空间、成本低等优点。然而，应理解，然而，应理解本公开的实施例并不限于此。例如，在另一些实施例中，驱动器还可以是直线电机，该直线电机与检测组件连接，从而驱动检测组件沿导轨移动。
如图1和图2所示，检测装置100包括导轨104。上述的驱动器实现为包括电机105、丝杠106和螺母107。
电机105为旋转电机，并且具有输出轴。丝杠106与电机105的输出轴连接以在电机105的驱动下旋转。丝杠106与导轨104平行。丝杠106可连接在电机105与丝杠支撑部1011之间，并且丝杠支撑部1011相对于丝杠106和电机105是固定的。丝杠支撑部1011可与主体101连接，或者丝杠支撑部1011可以是主体101的一部分，本公开的实施例对此不做限制。例如，丝杠支撑部1011内可安装有轴承，轴承内圈可随丝杠做旋转运动，避免丝杠承受不利扭矩进而导致运动定位不准。然而，本公开的实施例并不限于此。通过设置丝杠支撑部1011可避免产生不利的扭矩。
螺母107与丝杠106螺纹啮合且可移动地设置在丝杠106上，并且螺母107与检测组件102连接且可驱动检测组件102。螺母107配置为在丝杠106被电机105驱动而转动时，能够在丝杠106上进行移动。螺母107可滑动地连接至导轨104，导轨104起约束螺母107的作用，以使得与螺母107连接的检测组件102能够沿导轨104移动。螺母107可与导轨104直接连接，或者螺母107可通过其他元件(例如检测组件102)连接至导轨104，本公开的实施例对此不作限制。
检测组件102可以可拆卸地连接至螺母107，或者可与螺母107固定连接。检测组件102可直接连接至螺母107，或与螺母107一体成型，或者可通过其他元件与螺母107固定连接，本公开的实施例对此不作限制。
例如，根据本公开至少一个实施例的检测装置还可包括位置传感器。位置传感器设置在主体上，并配置为在检测到检测组件时，生成位置信号，该位置信号用于控制检测组件的位置或运动。
如图1和图2所示，检测装置100还包括位置传感器108。位置传感器108可设置在主体101上，并配置为在检测到检测组件102时，生成位置信号。例如，位置传感器108配置为在检测组件102处于如图1所示的第一位置时生成用于电机105的位置信号。例如，该第一位置可对应于电机105的原点位置，位置信号用于复位电机105，以及位置传感器108可将在检测组件102处于第一位置时生成的位置信号发送给控制电机105的控制器，以使得电机105在控制器的控制下被复位。通过设置位置传感器108，可实现电机105的原点复位，从而可实现检测组件102的精确定位。
例如，位置传感器108可设置在导轨104的端部处，然而，应理解本公开的实施例并不限于此。在其他实施例中，根据实际要求，位置传感器108可设置在任何合适的位置处。
在本公开的实施例中，检测组件102在电机105的驱动下沿导轨104移动。检测组件102的移动行程长度可根据实际要求来确定，例如根据具体的检测对象10的待检测区域在检测组件102移动方向上的宽度。在图1中，检测组件102处于第一位置处，即其移动行程的远离电机105的一端；在图2中，检测组件102处于第二位置处，即其移动行程的靠近电机105的一端。检测组件102例如可对检测对象10进行定点检测或运动扫描检测如不间断的扫描检测，本公开的实施例对此不作限制。
在一些实施例中，位置传感器108可包括用于发射位置检测信号的发射部和用于接收发射部发射出的位置检测信号的接收部，并且位置传感器108可在接收部未接收到发射部发射出的位置检测信号的情况下生成指示信号；并且在这种情况下，检测组件102还可包括挡片1028，其可与检测组件102固定连接以与检测组件102同步移动，并且挡片1028设置成在检测组件102处于第一位置时其处于位置传感器108的发射部与接收部之间使得位置传感器108的接收部不能接收到发射部发射出的检测信号，从而使得位置传感器108生成位置信号。然而，应理解，挡片1028还可与螺母107或检测组件102中至少之一固定连接，本公开的实施例对此不作限制。
例如，位置传感器108可包括槽型光电开关，挡片1028可配置为能够接纳在该槽型光电开关的槽中，并且当挡片1028接纳在该槽型光电开关的槽中时，挡片1028能够防止该槽型光电开关的信号发射端发射的信号到达该槽型光电开关的信号接收端。挡片1028例如可通过金属、木材、塑料等任何合适的材料形成，只要挡片1028可防止槽型光电开关的信号发射端发射的信号到达该槽型光电开关的信号接收端。然而，应理解，本公开的实施例并不限于此。例如，在另一些实施例中，位置传感器108还可以是设置在第一位置处的接近传感器，在其检测到距离检测组件102的距离小于预设值时，确定出检测组件102处于第一位置处。
本公开的至少一个实施例提供了一种检测方法，其适用于根据本公开任一实施例的检测装置。图5是根据本公开至少一个实施例的检测方法的流程图。如图5所示，根据本公开至少一个实施例的检测方法200包括：
S210，通过信号发射器提供照射检测对象的检测信号；以及
S220，通过信号接收器接收照射并穿过检测对象的检测信号。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或结构的厚度和尺寸被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下，本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种检测装置，包括：
主体；
检测组件，包括：
信号发射器，配置为发射检测信号；
信号接收器，配置为接收所述信号发射器发射的所述检测信号的至少一部分；以及
检测连接部，连接所述信号发射器和所述信号接收器，且使得所述信号发射器和所述信号接收器通过所述检测连接部彼此间隔开；以及
检测对象接纳部，用于接收检测对象，
其中，所述检测对象接纳部与所述检测组件可相对移动地设置在所述主体上，以允许所述检测对象接纳部所接收的检测对象位于在所述信号发射器与所述信号接收器之间的所述检测信号的传输路径中；
所述检测连接部具有U形或C形结构，所述信号发射器和所述信号接收器分别固定在所述U形或C形结构的相对的分支上；
所述检测装置还包括导轨和驱动器，导轨固定在所述主体上，所述检测组件可移动地设置在所述导轨上，驱动器与所述检测组件传动连接以驱动所述检测组件沿所述导轨移动；
其中，所述驱动器包括电机、丝杠和螺母，所述丝杠连接在所述电机与所述主体的丝杠支撑部之间，所述丝杠被配置为在所述电机的驱动下旋转，所述螺母可移动地设置在所述丝杠上且配置为在所述丝杠被所述电机驱动而旋转时在所述丝杠上进行移动，所述螺母可滑动地连接至所述导轨，所述螺母与所述检测组件连接且可驱动所述检测组件沿所述导轨移动。
2.如权利要求1所述的检测装置，其中，所述信号发射器包括发光器件，以发射光信号作为所述检测信号。
3.如权利要求2所述的检测装置，其中，所述信号发射器还包括光准直组件，
其中，所述光准直组件配置为使所述光信号准直成平行光。
4.如权利要求3所述的检测装置，其中，所述光准直组件包括凸透镜。
5.如权利要求4所述的检测装置，其中，所述光准直组件还包括连接元件，
所述连接元件包括具有螺纹的表面，以能够将所述凸透镜螺纹连接至所述检测连接部。
6.如权利要求2至5中任一项所述的检测装置，其中，所述信号接收器包括光电转换器，
其中，所述光电转换器配置为将接收的所述光信号转换为电信号，并输出所述电信号。
7.如权利要求6所述的检测装置，其中，所述光电转换器包括光电二极管。
8.如权利要求6所述的检测装置，其中，所述信号接收器还包括滤光元件，
其中，所述滤光元件设置在所述传输路径中，且允许接收的所述光信号中设定波长的光信号通过，以照射所述光电转换器。
9.如权利要求1至5中任一项所述的检测装置，其中，所述检测组件还包括散热器，
其中，所述散热器设置在所述检测连接部上并与所述信号发射器热耦接。
10.如权利要求1所述的检测装置，还包括位置传感器，
其中，所述位置传感器设置在所述主体上，并配置为在检测到所述检测组件时，生成位置信号。
11.如权利要求10所述的检测装置，其中，所述位置传感器设置在所述导轨的端部。
12.如权利要求11所述的检测装置，其中，
所述位置传感器包括槽型光电开关；以及
所述检测组件还包括挡片，所述挡片能够接纳在所述槽型光电开关的槽中。
13.一种检测方法，适用于如权利要求1至12任一项所述的检测装置，所述检测方法包括：
通过所述信号发射器提供照射所述检测对象的所述检测信号；以及
通过所述信号接收器接收照射并穿过所述检测对象的所述检测信号。
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