CN113820284A - 光电传感器动态定标装置及干式生化分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开光电传感器动态定标装置及干式生化分析仪，属于生化分析仪技术领域，提出以下方案：光电传感器动态定标装置包括：试剂盘装置和检测设备；试剂盘装置包括：灰片底座，具有M个凹槽；M个灰片，各灰片具有不同梯度的灰度，分别按照灰度梯度大小依次安装于灰片底座的凹槽；具有M组透光孔的遮光盖板，对应置于M个灰片上方；检测设备包括光源和光电传感器；光源发射不同波长的光经透光孔照射至灰片；光电传感器采集穿过各灰片的光信号，并将转换成多个电信号反馈至检测设备；检测设备对多个电信号进行分析处理，并生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片后的动态响应曲线。本发明技术方案对干式生化分析仪中光电传感器进行评价与动态定标。
Description
技术领域
本发明涉及生化分析仪技术领域，具体涉及光电传感器动态定标装置及干式生化分析仪。
背景技术
生化分析是临床诊断中常用的重要手段之一。通过对血液或者其他体液的分析来测定各种生化指标，结合其他的临床资料进行综合分析，进而帮助诊断疾病的种类，对器官功能做出评价，并可鉴别并发因子以及决定后续治疗的基准等。
干式生化仪主要用于临床血液、尿液、血清等其他体液样品的生化及化学成分如血红蛋白、胆固醇、甘油三酯、白蛋白、C-反应蛋白、葡萄糖、尿酸等的定量测定，是临床最常用仪器之一。
然而，干式生化分析仪由于生产批次、元器件之间，装配等差异的存在，导致同型号不同设备之间的测量值也存在差异，导致测出的数据存在很大波动。干式生化分析仪中的光电传感器是该设备的关键元器件，筛选出合适的光电传感器并得到需要的参数对于消除存在的差异有很大的积极作用。厂商提供的光电传感器是否合适，如何正确使用，那么就需要对其进行评价与动态定标。
发明内容
本发明的主要目的在于提供光电传感器动态定标装置及干式生化分析仪，旨在对干式生化分析仪中光电传感器进行评价与动态定标。
本发明提供的基础方案：
光电传感器动态定标装置，包括：试剂盘装置和检测设备；
所述试剂盘装置包括：
灰片底座，具有M个凹槽；
M个灰片，各所述灰片具有不同梯度的灰度，M个所述灰片分别按照灰度梯度大小依次安装于所述灰片底座的凹槽中，并可根据需要定标的波长对安装于凹槽中的灰片进行自由替换；
具有M组透光孔的遮光盖板，对应置于M个所述灰片上方；
所述检测设备包括：光源和光电传感器；
所述光源，用于发射不同波长的光经所述透光孔照射至所述灰片；
所述光电传感器，用于采集穿过各所述灰片的光信号，并将转换成多个电信号反馈至所述检测设备；
所述检测设备，用于对多个所述电信号进行分析处理，并生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片后的动态响应曲线。
本发明基础方案的原理为：
本方案中，光电传感器动态定标装置包括试剂盘装置和检测设备，通过检测设备检测试剂盘装置上的M个灰片，以对光电传感器进行评价与动态定标；具体地，试剂盘装置包括灰片底座、具有不同梯度灰度的M个灰片、具有M组透光孔的遮光盖板，灰片底座具有M个凹槽，对应安装M个灰片，且按照灰片的灰度梯度大小依次安装于灰片底座的各凹槽，遮光盖板设置于M个灰片上方；检测设备包括光源和光电传感器，光源可以发射不同波长的光穿过透光孔照射至各个灰片，光电传感器采集穿过各灰片的光信号，并将其转换成多个电信号反馈至检测设备进行分析处理，检测设备生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片后的动态响应曲线。
本发明基础方案的效果为：
(1)本方案中，通过检测设备将光电传感器转换成的多个电信号进行分析处理，以生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片后的动态响应曲线，从而评价光电传感器的噪声、灵敏度、线性度，并可得到对于该光电传感器的最佳波长。
(2)本方案中，该光电传感器动态定标装置包括试剂盘装置和检测设备，通过检测设备检测试剂盘装置上的M个灰片，灰片可根据需要定标的波长对安装于凹槽中的灰片进行自由替换，即可对光电传感器进行评价与动态定标，装置结构简单且操作方便，可重复利用，可替换性高，当灰片不适用或灰片损坏时可以便捷地更换新的灰片。
(3)本方案中，将M个灰片按照灰度梯度大小依次固定安装在灰片底座的M个凹槽，以限制各个灰片水平移动，避免各个灰片脱落，提升了光电传感器动态定标装置的可靠性。
(4)本方案中，只允许光源从不透明材料制成的遮光盖板边缘透光孔中通过，透光孔对光进行准直，且通过透光孔的光全部通过灰片被光电传感器检测，以便于检测装置对光电传感器进行评价与动态定标。
进一步，每一所述灰片对应所述遮光盖板的一组透光孔，每组透光孔至少具有2个通孔。
遮光盖板上的每组透光孔对应一个灰片，每组透光孔的至少2个通孔可以对应光电传感器的各个响应值，以此便于评价光电传感器的噪声。
进一步，所述检测设备还包括：
驱动装置，用于发出不同强度特定波长光线，穿透过所述试剂盘上所安装灰片。
所述驱动装置，还可以是用于探测光线穿透所述试剂盘上所安装灰片后的光强度。
通过驱动装置发出不同强度特定波长光线穿透过试剂盘上所安装灰片，以及结合探测光线穿透试剂盘上所安装灰片后的光强度，灰片底座在不同转速下旋转，使得光电传感器得到响应值，从而得到不同转速下的响应曲线，实现通过不同转速下的响应曲线得到光电传感器效率最高的转速并得到临界响应时间。
进一步，所述灰片底座上具有三个圆周均布的凸台，用于连接所述驱动装置中的旋转电机。
通过凸台的设置，便于连接驱动装置中的旋转电机，通过驱动装置的驱动，从而使得试剂盘装置中具有M个灰片的灰片底座可以旋转。
进一步，所述驱动装置驱动所述灰片底座以不同转速旋转；
所述检测设备，还用于生成所述灰片底座在理论转速下的标准时间响应曲线，并分析所述光电传感器在所述灰片底座实际转速下对应时间的响应值，以获取到所述灰片底座实际转速与理论转速的相对误差。
通过检测设备生成灰片底座在理论转速下的标准时间响应曲线，测量灰片底座在该转速下时，光电传感器检测的响应值达到某一响应值时的对应时间，对比标准时间响应曲线在该响应值下的时间，以此获得与理论转速的相对误差，从而评价灰片底座的旋转精度。
进一步，所述试剂盘装置还包括：
弹性垫片，设置于所述遮光盖板与各所述灰片之间，用于填充灰片与遮光盖板间隙，固定灰片以防止灰片在使用中晃动。
通过弹性垫片的设置，起到缓冲作用，防止损伤灰片底座上的各个灰片。
进一步，所述试剂盘装置还包括：
螺钉，用于固定连接所述遮光盖板和所述灰片底座。
通过螺钉的设置，限制试剂盘装置中灰片底座轴向移动。
进一步，所述试剂盘装置还包括：
跑道形凸台，设置于所述灰片底座顶端，用于与所述遮光盖板中间孔相对嵌合连接设置。
通过跑道形凸台的设置，以使得与遮光盖板中间孔配合限制灰片底座与遮光盖板的相对移动。
此外，为实现上述目的，本发明还提出干式生化分析仪，包括如上所述的光电传感器动态定标装置，所述光电传感器动态定标装置包括：试剂盘装置和检测设备；
所述试剂盘装置包括：
灰片底座，具有M个凹槽；
M个灰片，各所述灰片具有不同梯度的灰度，M个所述灰片分别按照灰度梯度大小依次安装于所述灰片底座的凹槽中，并可根据需要定标的波长对安装于凹槽中的灰片进行自由替换；
具有M组透光孔的遮光盖板，对应置于M个所述灰片上方；
所述检测设备包括：光源和光电传感器；
所述光源，用于发射不同波长的光经所述透光孔照射至所述灰片；
所述光电传感器，用于采集穿过各所述灰片的光信号，并将转换成多个电信号反馈至所述检测设备；
所述检测设备，用于对多个所述电信号进行分析处理，并生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片后的动态响应曲线。
附图说明
图1为本发明光电传感器动态定标装置中试剂盘装置一实施例结构示意图；
图2为本发明光电传感器动态定标装置中试剂盘装置一实施例爆炸结构示意图；
图3为本发明光电传感器动态定标装置一实施例的结构示意图；
图4为本发明光电传感器动态定标装置某一波长光下不同灰度实际响应曲线与理论曲线示意图；
图5为本发明光电传感器动态定标装置中灰片底座不同转速下的时间响应曲线示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：试剂盘装置1、检测设备2、灰片底座10、灰片11、遮光盖板12、弹性垫片13、螺钉14、凸台15、凹槽16、跑道形凸台17、遮光盖板中间孔18、多组透光孔19、空气孔20、光源21和光电传感器22。
在一实施例中，参照如图1至如图3所示，所述光电传感器22动态定标装置包括：试剂盘装置1和检测设备2；
所述试剂盘装置1包括：
灰片底座10，具有M个凹槽16；
M个灰片11，各所述灰片11具有不同梯度的灰度(也即对不同波长的光具有不同的透光率)，M个所述灰片11分别按照灰度梯度大小依次安装于所述灰片底座10的凹槽16中，并可根据需要定标的波长对安装于凹槽16中的灰片11进行自由替换；
具有M组透光孔的遮光盖板12，对应置于M个所述灰片11上方；
所述检测设备2包括：光源21和光电传感器22；
所述光源21，用于发射不同波长的光经所述透光孔照射至所述灰片11；
所述光电传感器22，用于采集穿过各所述灰片11的光信号，并将转换成多个电信号反馈至所述检测设备2；
所述检测设备2，用于对多个所述电信号进行分析处理，并生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片11后的动态响应曲线。
本实施例中，所述灰片底座10上具有三个圆周均布的凸台15，用于连接所述驱动装置。所述试剂盘装置1还包括：弹性垫片13，设置于所述遮光盖板12与各所述灰片11之间。
所述试剂盘装置1还包括：螺钉14，用于固定连接所述遮光盖板12和所述灰片底座10。
所述试剂盘装置1还包括：跑道形凸台17，设置于所述灰片底座10顶端，用于与所述遮光盖板中间孔18相对嵌合连接设置。
本实施例中，也即是通过螺钉14、遮光盖板12、弹性垫片13、M个灰片11、灰片底座10、凸台15和跑道形凸台17构成试剂盘装置1；具体地，试剂盘装置1主要包括灰片底座10、遮光盖板12与中间的6种梯度灰度的灰片11；灰片底座10上有三个圆周均布的凸台15，用于连接检测设备2的驱动装置；灰片底座10上有6个放置灰片11的大于1/2圆的凹槽16，将6种灰片11按照灰度梯度大小依次放置在凹槽16上，可以限制各个灰片11水平移动；遮光盖板12结合弹性垫片13、螺钉14可将各个灰片11固定在灰片底座10与遮光盖板12中间，限制各个灰片11轴向移动，灰片11与遮光盖板12中间加弹性垫片13，起到缓冲作用，防止损伤各个灰片11；灰片底座10顶端的跑道形凸台17与遮光盖板中间孔18配合限制灰片底座10与遮光盖板12的相对移动；遮光盖板12留有多组透光孔19，每组的3个透光孔对应一种灰度梯度的灰片11；光源21垂直经过透光孔准直后通过灰片11被光电传感器22接收。
上述实施例中，光电传感器22动态定标装置包括试剂盘装置1和检测设备2，通过检测设备2检测试剂盘装置1上的M个灰片11，以对光电传感器22进行评价与动态定标；具体地，试剂盘装置1包括灰片底座10、具有不同梯度灰度的M个灰片11、具有M组透光孔的遮光盖板12，灰片底座10具有M个凹槽16，对应安装M个灰片11，且按照灰片11的灰度梯度大小依次安装于灰片底座10的各凹槽16，遮光盖板12设置于M个灰片11上方；检测设备2包括光源21和光电传感器22，光源21可以发射不同波长的光穿过透光孔照射至各个灰片11，光电传感器22采集穿过各灰片11的光信号，并将其转换成多个电信号反馈至检测设备2进行分析处理，检测设备2生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片11后的动态响应曲线。
在一实施例中，参照如图1至如图3所示，利用灰片底座10的凸台15连接驱动装置，以将试剂盘装置1连接在驱动装置上，驱动装置驱动试剂盘装置1旋转；检测设备2的光源21通过遮光盖板12边缘的多组透光孔19进行准直，再经过各个灰片11被光电传感器22所接收。检测设备2光源21至光电传感器22的光路系统不动，试剂盘装置1旋转，检测设备2控制光源21发射的不同波长的光依次经过不同的灰片11，每一灰片11对应3个相同大小的孔，光电传感器22得到对于不同灰度梯度灰片11的响应值，每一灰片11的值可评价光电传感器22的噪声。通过检测装置描绘出光电传感器22对于不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片11后的动态响应曲线。由该动态响应曲线对光电传感器22线性度进行评价。调低光源21的光强度，当光电传感器22有响应时可评价其灵敏度。分析同一灰度不同波长光的测量值大小可选出该光电传感器22响应最好的波长。
当控制试剂盘装置1的转速由低到高，也即是控制灰片底座10转速由低到高，光电传感器22响应时间越短，实测值偏小，动态特性较差，可获得该光电传感器22的临界响应时间与经济转速，如图5所示。
如图4所示，所述驱动装置驱动所述灰片底座10以理论转速旋转；
所述检测设备2，还用于生成所述灰片底座10在理论转速下的标准时间响应曲线，并分析所述光电传感器22在所述灰片底座10实际转速下对应时间的响应值，以获取到所述灰片底座10实际转速与理论转速的相对误差。也即测量的时间可以评价驱动装置旋转精度，得到理论转速下的时间响应曲线，测量驱动装置在该实际转速下的达到响应值对应时间，对比实际转速下达到响应值的时间与理论转速下达到响应值的时间，即可得到与理论转速的相对误差，从而评价灰片底座10的旋转精度。
基于上述实施例，将试剂盘装置1放入带有驱动装置的检测设备2中，检测设备2中的驱动装置驱动试剂盘装置1旋转一段时间，多个波长的光经过遮光盖板12的多组透光孔19，再经过不同灰度梯度的各个灰片11，然后光电传感器22接收到光源21穿过各个灰片11的光信号，光电传感器22得到响应值，针对每种波长的光通过不同梯度灰片11得到的n组响应值ADn，按第一公式计算得到不同波长光下不同灰度梯度下检测的响应值均值
第一公式：
其中，ADn为特定波长光通过特定灰度梯度的灰片11得到的n组响应值，
为特定波长光通过特定灰度梯度的灰片11得到的n组响应值均值，i代表波长，j代表灰度。针对特定波长与灰片11的响应值分析，根据第二公式计算响应值最大值ADmax与响应值最小值ADmiM相对于均值的误差η，即光电传感器22的噪声：
第二公式：
如图4所示，得到不同波长光下不同灰度梯度的响应值曲线，灰片11呈线性分布，理论上响应值也呈线性分布，当得到的点不呈线性分布时，则光电传感器22线性度较差，分析同一灰度不同波长光的测量值大小可选出该光电传感器22响应值最好的波长。
此外，为实现上述目的，本发明还提出干式生化分析仪，包括如上所述的光电传感器动态定标装置，所述光电传感器动态定标装置包括：试剂盘装置和检测设备；
所述试剂盘装置包括：
灰片底座，具有M个凹槽；
M个灰片，各所述灰片具有不同梯度的灰度，M个所述灰片分别按照灰度梯度大小依次安装于所述灰片底座的凹槽中，并可根据需要定标的波长对安装于凹槽中的灰片进行自由替换；
具有M组透光孔的遮光盖板，对应置于M个所述灰片上方；
所述检测设备包括：光源和光电传感器；
所述光源，用于发射不同波长的光经所述透光孔照射至所述灰片；
所述光电传感器，用于采集穿过各所述灰片的光信号，并将转换成多个电信号反馈至所述检测设备；
所述检测设备，用于对多个所述电信号进行分析处理，并生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片后的动态响应曲线。
该干式生化分析仪的实施例参照上述实施例，由于本干式生化分析仪采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知系统不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.光电传感器动态定标装置，其特征在于，包括：试剂盘装置和检测设备；
所述试剂盘装置包括：
灰片底座，具有M个凹槽；
M个灰片，各所述灰片具有不同梯度的灰度，M个所述灰片分别按照灰度梯度大小依次安装于所述灰片底座的凹槽中，并可根据需要定标的波长对安装于凹槽中的灰片进行自由替换；
具有M组透光孔的遮光盖板，对应置于M个所述灰片上方；
所述检测设备包括：光源和光电传感器；
所述光源，用于发射不同波长的光经所述透光孔照射至所述灰片；
所述光电传感器，用于采集穿过各所述灰片的光信号，并将转换成多个电信号反馈至所述检测设备；
所述检测设备，用于对多个所述电信号进行分析处理，并生成不同波长的光穿过不同灰度梯度灰片后的动态响应曲线。
2.根据权利要求1所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，每一所述灰片对应所述遮光盖板的一组透光孔，每组透光孔至少具有2个通孔。
3.根据权利要求1所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，所述检测设备还包括：
驱动装置，用于发出不同强度特定波长光线，穿透过所述试剂盘上所安装灰片。
4.根据权利要求3所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，所述驱动装置，还用于探测光线穿透所述试剂盘上所安装灰片后的光强度。
5.根据权利要求3所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，所述灰片底座上具有三个圆周均布的凸台，用于连接所述驱动装置中的旋转电机。
6.根据权利要求1所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，所述驱动装置驱动所述灰片底座以不同转速旋转；
所述检测设备，还用于生成所述灰片底座在理论转速下的标准时间响应曲线，并分析所述光电传感器在所述灰片底座实际转速下对应时间的响应值，以获取到所述灰片底座实际转速与理论转速的相对误差。
7.根据权利要求1所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，所述试剂盘装置还包括：
弹性垫片，设置于所述遮光盖板与各所述灰片之间，用于填充灰片与遮光盖板间隙，固定灰片以防止灰片在使用中晃动。
8.根据权利要求1所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，所述试剂盘装置还包括：
螺钉，用于固定连接所述遮光盖板和所述灰片底座。
9.根据权利要求1所述的光电传感器动态定标装置，其特征在于，所述试剂盘装置还包括：
跑道形凸台，设置于所述灰片底座顶端，用于与所述遮光盖板中间孔相对嵌合连接设置。
10.干式生化分析仪，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的光电传感器动态定标装置。
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