CN112697655B - Od检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了OD检测仪，包括检测仪壳体、检测模块、供电模块和终端；所述检测仪壳体两端分别通过前盖板和后盖板封闭，所述前盖板侧用于贴附含待测物体的容器器壁，前盖板上设有至少两个贯通孔；所述检测模块设置于前盖板上，包括检测电路板、光源和光探测器，所述光源和光探测器安装在检测电路板上，分别通过前盖板上的贯通孔向待测物体发射光波及接收反射光波；所述光探测器接收端设有滤光片；所述供电模块分别与检测模块和终端电气连接；所述光探测器接收的信号发送至终端。本发明的OD检测仪量程大，具有较好的准确性，重复性，检测效率高，便于快速检测细胞浓度。
Description
技术领域
本发明属于生物检测技术领域，具体涉及一种OD检测仪。
背景技术
OD是optical density(光密度)的缩写，表示被检测物吸收掉的光密度，是检测方法里的专有名词，检测单位用OD值表示，1OD＝log10(1/trans)，其中trans为检测物的透光率T值。光通过被检测物，前后的能量差异即是被检测物吸收掉的能量，特定波长下，同一种被检测物的浓度与被吸收的能量成定量关系。
细菌培养基的光密度(OD)测定是微生物学中使用的一种常见技术。研究人员主要依靠分光光度计来进行这些测定，然而实际上这个测定是基于培养基的光散射量而不是光吸收量。在其标准配置中，分光光度计并未对光散射测定进行优化，这通常会导致仪器间所测得吸光度上的差异。
OD是optical density(光密度)的缩写，表示被检测物吸收掉的光密度，是检测方法里的专有名词，检测单位用OD值表示，1OD＝log10(1/trans)，其中trans为检测物的透光率T值。光通过被检测物，前后的能量差异即是被检测物吸收掉的能量，特定波长下，同一种被检测物的浓度与被吸收的能量成定量关系。
细菌培养基的光密度(OD)测定是微生物学中使用的一种常见技术。研究人员主要依靠分光光度计来进行这些测定，然而实际上这个测定是基于培养基的光散射量而不是光吸收量。在其标准配置中，分光光度计并未对光散射测定进行优化，这通常会导致仪器间所测得吸光度上的差异。
对于OD检测技术，常规检测的分析方法有透射法和反射法。发明专利CN108918370A公布了一种使用透射法的细胞浓度检测装置，通过检测平行光穿过不同浓度的呈凸透镜形状的贴壁细胞溶液后得到的不同光强来检测细胞浓度。
然而，上述公开的OD检测仪存在缺陷，发射源与接受源组成的装置占用面积较大；如需检测其他位置的细胞浓度，只可以平行复用；检测时需要在环境较为阴暗情况下进行，否则会收到其他波长光的影响；量程较短；透射光光程较长等。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种OD检测仪，生产成本低，装配效率高；优化了产品的结构，进一步降低产品的自重，增强其便携性。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种OD检测仪，包括检测仪壳体、检测模块、供电模块和终端；
所述检测仪壳体两端分别通过前盖板和后盖板封闭，所述前盖板侧用于贴附含待测物体的容器器壁，前盖板上设有至少两个贯通孔；
所述检测模块设置于前盖板上，包括检测电路板、光源和光探测器，所述光源和光探测器安装在检测电路板上，分别通过前盖板上的贯通孔向待测物体发射光波及接收反射光波；所述光探测器接收端设有滤光片；
所述供电模块分别与检测模块和终端电气连接；
所述光探测器接收的信号发送至终端。
作为本发明的进一步改进，所述检测电路板设有光源和两个光探测器，两个光探测器对称分布于光源两侧；所述前盖板上设有三个贯通孔，中间的第一贯通孔位于前盖板正中间，两边的第二贯通孔对称分布于第一贯通孔两边；所述光源通过第一贯通孔向待测物体发射光波；所述两个光探测器分别通过第二贯通孔接收反射光波。采用两个光探测器使得反射波的接收面积增大，提高光通量，进而提高其检测的精准度；此外，在入射光略微偏离法向入射角的时候仍能确保检测精度。
作为本发明的进一步改进，所述光源发射光波的波长范围为850nm-1400nm；所述光探测器接收的波长范围为850nm-1400nm，所述滤光片阻隔波长≤850nm的光波。本发明利用穿透性好的近红外光波，通过其反射波进行在线检测，可保证检测精准度。此外，细胞液成份比较复杂，除了细胞之外还有很多胞外酶(杂蛋白)，多糖胶体等，本发明采用范围波长，可以增加仪器的可扩展性，在测量细胞液浓度时可以多点校准，消除非细胞类物质形成的胶体造成的误差，带来更好的测量精度和目标靶向性。
作为本发明的进一步改进，所述检测仪还包括连接检测模块，所述连接检测模块包括检测开关和检测提示灯；所述检测开关设置于前盖板上，在前盖板与容器器壁贴合时检测开关下压，下端与检测电路板电气连接；所述检测提示灯设置于电路板上。将检测仪贴合在被检测物体表面，通过检测开关来判断是否贴合成功，在贴合成功后才可以打开发光源。
进一步的，所述检测开关设有两个，两个检测开关串联连接。两个检测开关全部按下去即贴合成功。
作为本发明的进一步改进，所述前盖板上设有弧形限位件，用于将OD检测仪贴附在容器器壁上，使本发明的OD检测仪能够固定在任意弧度对应的位置实现在线检测。
作为本发明的进一步改进，所述供电模块上设有DB9接口和/或TypeC接口，分别用于连接PC终端和/或移动终端。
作为本发明的进一步改进，所述供电模块由终端供电，并将终端供电转换为检测模块涉及元器件所需电压。
作为本发明的进一步改进，所述检测电路板上设有放大滤波模块，所述光探测器接收的信号经放大滤波后发送至终端。
作为本发明的进一步改进，所述光探测器为砷化铟镓PIN光探测器。
本发明的OD检测仪具有如下有益效果：
1.发射源与接收源集成在同一块电路板上，占用面积较小，整体体积小；
2.采用范围波段检测，可以检测的物体种类丰富，模块化程度高；
3.检测时不需要太考虑环境因素，不需要一定在阴暗的环境中进行检测，受其他波长光的影响很小；
4.使用的发光源波长较长，所以检测量程较长；
5.使用反射法，光射出至返回的光程较短；
6.检测仪可以贴合在被检测物体的任何位置；
7.具有较好的准确性，重复性，检测效率高，便于快速检测细胞浓度。
附图说明
图1是OD检测仪整体结构示意图(前面板侧)
图2是OD检测仪整体结构示意图(后面板侧)。
图3是OD检测仪检测模块结构示意图。
图4是检测电路原理图。
图5是OD检测仪检测状态示意图(与玻璃发酵罐贴合)。
图中，1、检测仪壳体；2、前盖板；3、检测模块；31、光源；32、光探测器、33、检测开关；34、检测电路板；35、滤光片；4、弧形限位件；5、电源电路板；51、检测提示灯；52、PC终端接口(DB9)；53、移动终端接口(typeC)；6、后盖板；100.OD检测仪。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1～3所示的OD检测仪，包括检测仪壳体1、检测模块3、供电模块、连接检测模块和终端。检测仪壳体1两端分别通过前盖板2和后盖板6封闭，前盖板2侧用于贴附含待测物体的容器器壁，前盖板2上设有贯通孔，作为光路。
检测模块3设置于前盖板2上，包括检测电路板34、光源31和光探测器32，光源31和光探测器32安装在检测电路板上，光源通过前盖板2上的贯通孔向待测物体发射波长范围为850nm-1400nm光波，光探测器32通过其他的贯通孔接收反射光波；光探测器32接收端设有滤光片35，阻隔波长≤850nm的光波，使光探测器接收850nm-1400nm范围的波长；前盖板2上设有弧形限位件4，用于将OD检测仪贴附在容器器壁上。
连接检测模块包括检测开关33和检测提示灯51；检测开关33设置于前盖板上，检测提示灯51设置于电源电路板5上，在前盖板2与容器器壁贴合时检测开关33会下压，下压后检测开关33下端与检测电路板34电气连接，检测提示灯51亮起。检测开关优选设置两个，设置于光探测器、光源外侧，两个检测开关串联连接，同时按下两个检测开关时触发光源。
供电模块分别与检测模块和终端电气连接；所述供电模块的电源电路板5上设有DB9接口52和/或TypeC接口53，分别用于连接PC终端和/或移动终端。供电模块由终端供电(5V电压)，并将终端供电转换为检测模块涉及元器件所需电压。
光探测器接收的信号发送至终端。
如图4所示，所述检测电路板上设有放大滤波模块，所述光探测器接收的信号经放大滤波后发送至终端。终端用于数据处理，可实时显示检测模块反馈的OD值。
本实施例提供了一种检测电路的原理示意，如图4所示，本实施例中使用LM1815芯片和砷化铟镓PIN光探测器G8370-81。光探测器两端分别连接LM1815芯片的正相、反相输入端(PIN3、PIN7引脚)，LM1815芯片输出端(PIN10引脚)通过滤波电容C6连接反相输入端；LM1815芯片电压负端接地，电压正端通过零欧姆电阻连接电源，并并联滤波电容C4，C4另一端接地；C6电容大小2.0pF，用于滤除高频，C4电容大小10uF，用于滤除低频；所述检测电路能够抑制光探测器本身的暗电流。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图1所示，检测电路板34上设有光源31和两个光探测器32，两个光探测器32对称分布于光源31两侧；前盖板2上设有三个贯通孔，中间的第一贯通孔位于前盖板2正中间，两边的第二贯通孔对称分布于第一贯通孔两边；光源31通过第一贯通孔向待测物体发射光波；两个光探测器32分别通过第二贯通孔接收反射光波。
本实施例设计的OD检测仪量程0～99±0.1％。
实施例3
本实施例具体说明本发明装置的使用方法。
首先将OD检测仪通过DB9接口或者TypeC接口连接至PC端或手机端，通过PC端或手机端向电源电路板供电，电源电路板将电压转换为检测模块中其余元器件所需电压。
然后，将OD检测仪前盖板2贴合在被含检测物体的容器器壁上，如图5所示，通过检测开关来判断是否贴合成功，两个检测开关全部按下去即贴合成功，检测提示灯亮，才可以打开发光源，发光源发射波长为850nm-1400nm的光，光通过被检测物，前后的能量差异即是被检测物吸收掉的能量，特定波长下，同一种被检测物的浓度与被吸收的能量成定量关系。通过被检测物反射回来的光经过滤光片滤除波长低于850nm的光，再由光探测器接收，光探测器接收到光，经过信号放大器放大，反馈被检测物的细胞浓度。
Claims (7)
1.一种OD检测仪，其特征在于，包括检测仪壳体、检测模块、连接检测模块、供电模块和终端；
所述检测仪壳体两端分别通过前盖板和后盖板封闭，所述前盖板侧用于贴附含待测物体的容器器壁，前盖板上设有至少两个贯通孔；
所述检测模块设置于前盖板上，包括检测电路板、光源和光探测器，所述光源和光探测器安装在检测电路板上，分别通过前盖板上的贯通孔向待测物体发射光波及接收反射光波；所述光探测器接收端设有滤光片；所述光源发射光波的波长范围为850nm-1400nm；所述光探测器接收的波长范围为850nm-1400nm，所述滤光片阻隔波长≤850nm的光波；所述光探测器两端分别连接放大器的正相、反相输入端，放大器输出端通过滤波电容C6连接反相输入端；放大器电压负端接地，电压正端通过零欧姆电阻连接电源，并并联滤波电容C4，C4另一端接地；所述滤波电容C6用于滤除高频，滤波电容C4用于滤除低频；
所述连接检测模块包括检测开关和检测提示灯；所述检测开关设置于前盖板上，在前盖板与容器器壁贴合时检测开关下压，下端与检测电路板电气连接；所述检测提示灯设置于电源电路板上
所述供电模块分别与检测模块和终端电气连接；
所述光探测器接收的信号发送至终端；
所述OD检测仪用于微生物OD检测。
2.根据权利要求1所述的OD检测仪，其特征在于，所述检测电路板设有光源和两个光探测器，两个光探测器对称分布于光源两侧；所述前盖板上设有三个贯通孔，中间的第一贯通孔位于前盖板正中间，两边的第二贯通孔对称分布于第一贯通孔两边；所述光源通过第一贯通孔向待测物体发射光波；所述两个光探测器分别通过第二贯通孔接收反射光波。
3.根据权利要求1所述的OD检测仪，其特征在于，所述检测开关设有两个，两个检测开关串联连接。
4.根据权利要求1-2任一项所述的OD检测仪，其特征在于，所述前盖板上设有弧形限位件，用于将OD检测仪贴附在容器器壁上。
5.根据权利要求1-2任一项所述的OD检测仪，其特征在于，所述供电模块上设有DB9接口和/或TypeC接口，分别用于连接PC终端和/或移动终端。
6.根据权利要求1-2任一项所述的OD检测仪，其特征在于，所述供电模块由终端供电，并将终端供电转换为检测模块涉及元器件所需电压。
7.根据权利要求1-2任一项所述的OD检测仪，其特征在于，所述光探测器为砷化铟镓PIN光探测器。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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