CN114354723A - 一种检测装置及其检测方法 - Google Patents

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CN114354723A CN202111654011.8A CN202111654011A CN114354723A CN 114354723 A CN114354723 A CN 114354723A CN 202111654011 A CN202111654011 A CN 202111654011A CN 114354723 A CN114354723 A CN 114354723A
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章凯迪
林柏全
蒋慧慧
李伟
白云飞
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席克瑞
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Abstract

本发明实施例公开了一种检测装置及其检测方法，该检测装置包括：检测阵列，包括m*n个检测单元；行扫描电路和m条扫描信号线，一条扫描信号线电连接一行检测单元的控制端，行扫描电路用于给m条扫描信号线分时提供扫描信号；列检测电路、n条第一信号线和n条第二信号线，一条第一信号线电连接一列检测单元的第一端，一条第二信号线电连接一列检测单元的第二端，列检测电路用于给n条第一信号线提供第一检测信号，且通过多个第二信号线同时获得一行多个检测单元的第二检测信号。本发明实施例中，检测装置可实现多位点批量检测，提高检测效率。

Description

一种检测装置及其检测方法
技术领域
本发明实施例涉及样本检测技术领域，尤其涉及一种检测装置及其检测方法。
背景技术
在生命科学研究、生物医学工程、医疗保健、食品加工、环境监测等领域，生化指标检测装置有着广阔的应用前景。
现有的生化指标检测装置多使用离子敏场效应晶体管，离子敏场效应晶体管的栅极表面具有一离子敏感膜，该离子敏感膜可直接与被测溶液中离子接触产生反应，进而检测被测溶液的多项生化指标。
然而，现有的检测装置的检测效率过低。
发明内容
本发明实施例提供一种检测装置及其检测方法，以解决现有样本检测效率低的问题。
本发明实施例提供了一种检测装置，包括：
检测阵列，包括m*n个检测单元；
行扫描电路和m条扫描信号线，一条所述扫描信号线电连接一行所述检测单元的控制端，所述行扫描电路用于给所述m条扫描信号线分时提供扫描信号；
列检测电路、n条第一信号线和n条第二信号线，一条所述第一信号线电连接一列所述检测单元的第一端，一条所述第二信号线电连接一列所述检测单元的第二端，所述列检测电路用于给所述n条第一信号线提供第一检测信号，且通过多个所述第二信号线同时获得一行多个所述检测单元的第二检测信号。
本发明实施例还提供了一种检测装置的检测方法，如上所述的检测装置的检测方法包括：S帧数据采集页，S大于或等于1；
在一帧所述数据采集页，所述行扫描电路逐行给所述m条扫描信号线提供扫描信号，且所述列检测电路给所述n条第一信号线提供第一检测信号；所述列检测电路通过多个所述第二信号线同时获得一行多个所述检测单元的第二检测信号；
所述检测方法还包括检测阶段，检测阶段包括至少一帧所述数据采集页，在检测阶段，根据所述检测单元的第一检测信号、第二检测信号和预设阈值电压，计算所述检测单元的阈值漂移量。
本发明实施例中，行扫描电路通过m条扫描信号线控制m行检测单元分时扫描，在一行检测单元的检测阶段，行扫描电路通过扫描信号线给该行检测单元提供有效扫描信号以使其同时导通，列检测电路通过n条中多条第一信号线给一行中多个检测单元的第一端提供第一检测信号，再通过多个第二信号线同时获得一行中多个检测单元第二端的第二检测信号。本发明实施例中，检测装置通过测试检测单元的扫描信号、第一检测信号和第二检测信号，可确定检测单元的电参数变化，根据检测单元的电参数变化可对该检测单元所在位点的样本进行检测，实现了对液体等样本的多位点批量检测，提高了检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。
图1是本发明实施例提供的一种检测装置的示意图；
图2为检测单元的示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种检测装置的示意图；
图4为本发明实施例提供的检测信号示意图；
图5是本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种检测信号示意图；
图7是本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图；
图8是本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图；
图9是本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图；
图10是本发明实施例提供的一种检测装置的检测方法的示意图；
图11是本发明实施例提供的另一种检测装置的检测方法的示意图；
图12为检测单元在自校准阶段的曲线示意图；
图13为检测单元在检测阶段的曲线示意图；
图14是本发明实施例提供的又一种检测装置的检测方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1所示，为本发明实施例提供的一种检测装置的示意图。如图1所示，本实施例提供的检测装置包括：检测阵列10，包括m*n个检测单元11；行扫描电路20和m条扫描信号线21，一条扫描信号线21电连接一行检测单元11的控制端c，行扫描电路20用于给m条扫描信号线21分时提供扫描信号；列检测电路30、n条第一信号线31和n条第二信号线32，一条第一信号线31电连接一列检测单元11的第一端a，一条第二信号线32电连接一列检测单元11的第二端b，列检测电路30用于给n条第一信号线31提供第一检测信号，且通过多个第二信号线32同时获得一行多个检测单元11的第二检测信号。
本实施例中，检测装置可沉浸在液体中，那么检测阵列10可用于对液体中不同位点进行批量检测。或者，检测装置上可滴入多个液滴，那么检测阵列10可用于对不同液滴进行批量检测。可以理解，检测装置可应用在各种样品检测中，以此实现多位点检测。
检测装置包括m*n个检测单元11，m和n均为正整数，且m*n大于或等于2。检测单元11包括控制端c、第一端a和第二端b。扫描信号线21电连接检测单元11的控制端c，若扫描信号线21输出有效扫描信号，则扫描信号线21通过检测单元11的控制端c控制检测单元11的第一端a和第二端b导通，若扫描信号线21输出无效扫描信号，则扫描信号线21通过检测单元11的控制端c控制检测单元11的第一端a和第二端b断开。一条扫描信号线21与一行检测单元11的控制端c电连接，用于控制该行中各检测单元11同时导通或同时关断。行扫描电路20用于给m条扫描信号线21分时提供扫描信号，可选行扫描电路20逐行给m条扫描信号线21分时提供扫描信号，例如按照图示从上到下的顺序逐行进行扫描，可以理解，行扫描电路的扫描方式可以是逐行扫描也可以是隔行扫描，不进行具体限定。
第一信号线31电连接一列检测单元11中各检测单元11的第一端a，第二信号线32电连接一列检测单元11中各检测单元11的第二端b，列检测电路30用于给n条第一信号线31提供第一检测信号，且通过多个第二信号线32同时获得一行多个检测单元11的第二检测信号。显然，扫描信号线21控制检测单元11的第一端a和第二端b导通时，列检测电路30通过第一信号线31给检测单元11的第一端a提供第一检测信号，列检测电路30通过第二信号线32获取检测单元11的第二端b提供的第二检测信号。
可以理解，检测单元11所在位置的液体等样本影响检测单元11的电性参数，可选检测单元11包括离子敏场效应晶体管，检测单元11的电性参数至少包括晶体管的阈值电压。检测单元11所在位置的液体会影响其阈值电压，检测单元11在接收相同第一检测信号的情况下，随着扫描信号的变化，其输出端生成与扫描信号相关的第二检测信号。列检测电路30用于通过n条中多条第一信号线31给一行中多个检测单元11的第一端a同时提供第一检测信号，然后通过n条中多条第二信号线32获取一行中多个检测单元11的第二端b的第二检测信号，根据检测单元11的电参数变化引起的第二检测信号的变化，可以计算得到检查单元11的阈值电压漂移量，进而根据检测单元11的阈值电压漂移量可对该检测单元11所在位点的样本进行检测，实现了对液体等样本的多位点批量检测，提高了检测效率。
例如，n＝100，列检测电路30通过第1至第50条第一信号线31给一行中前50个检测单元11的第一端a同时提供第一检测信号，然后列检测电路30通过第1至第50条第二信号线32获取一行中前50个检测单元11的第二端b的第二检测信号，实现该一行中前50个检测单元11所在位点的批量液体检测。或者，n＝100，列检测电路30通过100条第一信号线31给一行中各个检测单元11的第一端a同时提供第一检测信号，然后列检测电路30通过100条第二信号线32获取一行中各个检测单元11的第二端b的第二检测信号，实现该一行中100个检测单元11所在位点的批量液体检测。或者，n＝100，列检测电路30通过第79条第一信号线31给一行中第79个检测单元11的第一端a提供第一检测信号，然后列检测电路30通过该检测单元11电连接的第二信号线32获取其第二检测信号，实现该一行中第79个检测单元11所在位点的单独液体检测。显然，检测装置的检测方式有多种，可以对任一个检测单元进行独立检测，还可以对一行中多个检测单元进行批量检测，还可以对多行中多个检测单元进行批量检测。
可以理解，列检测电路可以包括多个模块，例如包括第一模块，该第一模块可用于给n条第一信号线提供第一检测信号；还包括第二模块，该第二模块可用于通过n条第二信号线获取各检测单元的第二检测信号；还包括处理模块，该处理模块用于根据第一检测信号、第二检测信号和扫描信号进行信号处理，以得到所需的样本参数。需要说明的是，图1所示的列检测电路30位于检测阵列10的一侧仅用于示意。可选的，列检测电路包括的第一模块、第二模块和处理模块可以位于检测阵列10的一侧，也可以位于检测阵列10的不同侧，可根据检测装置的实际空间具体设置。
具体的，行扫描电路20通过第一条扫描信号线21给第一行检测单元11的控制端c提供有效扫描信号，使第一行n个检测单元11同时导通，其他行检测单元11保持关断；列检测电路30通过n条中多条第一信号线31给第一行中多个检测单元11的第一端a同时提供第一检测信号，然后列检测电路30通过n条中多条第二信号线32可获取导通的第一行中多个检测单元11的第二端b提供的第二检测信号。列检测电路30根据第一行中任一检测单元11接收的扫描信号、第一检测信号和输出的第二检测信号，可得到该检测单元11的电参数变化，以此实现液体等样本在多个位点的批量检测。可选检测单元11的电参数包括阈值电压。具体的，检测单元11的输入端接收恒定电压信号，检测单元11的阈值电压受液体影响发生变化，那么随着扫描信号的变化，检测单元11的输出端会生成与扫描信号相关联的第二检测信号，基于此，根据第二检测信号可以确定检查单元11的实际阈值电压，以此可以计算出检测单元11的阈值电压漂移量，进而根据阈值电压漂移量计算位点的液体参数。
顺序的，行扫描电路20通过第二条扫描信号线21给第二行检测单元11的控制端c提供有效扫描信号，实现第二行中多个检测单元11的电参数检测；以此类推，对多行检测单元11进行检测，以此实现液体等样本在多个位点的批量检测。
可选检测单元11包括双栅离子敏感场效应晶体管；双栅离子敏感场效应晶体管包括控制端、输入端和输出端，双栅离子敏感场效应晶体管的控制端电连接扫描信号线21，该输入端电连接第一信号线31，且该输出端电连接第二信号线32。
例如，参考图2所示，为检测单元的示意图。如图2所示，检测单元11包括双栅离子敏场效应晶体管(ISFET)，该双栅离子敏场效应晶体管包括基底111、底栅112、IGZO栅极113和源漏极114，该晶体管的表面还具有离子敏感层115。检测单元11浸没在待测溶液中，待测溶液为电解质溶液116，待测溶液中还设置有接地的参比电极117。待测溶液中不同位点的氢离子(H+)浓度可能不同或发生变化，则检测过程中，检测单元11的离子敏感层115的表面电荷量根据位点位置处待测溶液中氢离子(H+)浓度不同而发生变化，如此会影响检测单元11的IGZO栅极113，使得检测单元11的阈值电压发生变化。由此根据检查单元11输出端的信号可计算出检测单元11的阈值电压的变化量，根据阈值电压变化量可确定其所在位点溶液的pH值。
具体的，本实施例中通过给检测单元11施加扫描信号和第一检测信号，再检测得到第二检测信号，分析处理第二检测信号可以得到检测单元11的实际阈值电压，检测单元11的实际阈值电压与初始阈值电压的差值即为检测单元11的阈值电压变化量，进而确定检测单元11所在位点溶液的pH值。通过在检测单元11的表面修饰不同的离子敏感层，则可通过相似机理得到表面液体相应离子浓度。
可选列检测电路30提供给第一信号线31的第一检测信号为恒定直流信号VD。
本发明实施例中，行扫描电路通过m条扫描信号线控制m行检测单元分时扫描，在一行检测单元的检测阶段，行扫描电路通过扫描信号线给该行检测单元提供有效扫描信号以使其同时导通，列检测电路通过n条中多条第一信号线给一行中多个检测单元的第一端提供第一检测信号，再通过多个第二信号线同时获得一行中多个检测单元第二端的第二检测信号。本发明实施例中，检测装置通过给检测单元施加扫描信号和第一检测信号，再从检测单元的输出端获得第二检测信号，分析处理第二检测信号可确定检测单元的电参数变化，根据检测单元的电参数变化可对该检测单元所在位点的样本进行检测，实现了对液体等样本的多位点批量检测，提高了检测效率。
参考图3所示，为本发明实施例提供的另一种检测装置的示意图。如图3所示检测装置中，列检测电路30包括1个第一检测信号端Sa和n个第二检测信号端Sb；第一检测信号端Sa电连接n条第一信号线31，用于同时给n条第一信号线31提供第一检测信号；一个第二检测信号端Sb电连接一条第二信号线32，用于采集第二信号线32的第二检测信号。
本实施例中，列检测电路30包括1个第一检测信号端Sa，该1个第一检测信号端Sa同时给n条第一信号线31提供第一检测信号。列检测电路30包括n个第二检测信号端Sb，一个第二检测信号端Sb对应电连接一条第二信号线32，用于采集对应的一条第二信号线32的第二检测信号。
在一行检测单元的检测阶段，行扫描电路20通过扫描信号线21给该行检测单元11的控制端c提供有效扫描信号，则该行中任一检测单元11的第一端a和第二端b导通，其他行检测单元11保持关断。列检测电路30通过第一检测信号端Sa同时给n条第一信号线31提供第一检测信号，然后列检测电路30通过n条第二信号线32可获取导通的一行中各个检测单元11的第二端b提供的第二检测信号。列检测电路30根据该行中任一检测单元11接收的扫描信号、第一检测信号和输出的第二检测信号，可计算得到该检测单元11的阈值电压变化量，以此实现液体等样本在多个位点的批量检测。
本实施例中，对于第一检测信号，列检测电路30最少可设置一个第一检测信号端Sa，即可给n条第一信号线31同时提供第一检测信号，显然，列检测电路30中设置一个第一检测信号端Sa，可显著减少了列检测电路30中提供第一检测信号的端口数量，可以降低列检测电路30的成本。
参考图4所示，为本发明实施例提供的检测信号示意图，如图4所示可选行扫描电路提供给扫描信号线的扫描信号为锯齿波信号。
参考图5所示，为本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图，如图5所示可选检测单元11包括N型场效应晶体管，且N型场效应晶体管具有大于0V的标准阈值电压VTH；锯齿波信号从VGL升至VGH，其中，VGL小于或等于0V，且VGH大于VTH。如图5所示的N型场效应晶体管，可选检测单元11的第一端a为N型场效应晶体管的漏极，检测单元11的第二端b为N型场效应晶体管的源极，检测单元11的控制端c为N型场效应晶体管的栅极。
可选列检测电路30提供给第一信号线31的第一检测信号为恒定直流信号VD。可选检测单元11包括N型场效应晶体管，恒定直流信号VD大于N型场效应晶体管的标准阈值电压VTH。
结合图4和图5所示，行扫描电路20提供给扫描信号线21的扫描信号为锯齿波信号，可选行扫描电路20逐行给m条扫描信号线21提供扫描信号，图示从上至下m条扫描信号线21依次接收的扫描信号标记为G1、G2、…、Gm，均为锯齿波信号。
检测单元11包括N型场效应晶体管，且N型场效应晶体管具有大于0V的标准阈值电压VTH，在此所述的标准阈值电压是检测单元11制造完成后检测得到的初始阈值电压，检测单元11浸入液体后阈值电压受液体影响可能发生变化，进而与初始阈值电压不同。锯齿波信号为VGL时，VGL小于或等于0V，所以N型场效应晶体管处于截止区，其状态为截止状态；锯齿波信号为VGH时，VGH大于VTH，所以N型场效应晶体管处于饱和区，其状态为导通状态。基于此可知，当检测单元11的控制端c接收的锯齿波信号从VGL升至VGH时，N型场效应晶体管从截止区进入饱和区。那么列检测电路30根据检测单元11输出的第二检测信号，从中确定检测单元11从截止区进入饱和区时所对应的第二检测信号值，该第二检测信号值所对应的扫描信号电压值即为检测单元11的实际阈值电压。
本实施例中，当检测装置浸没在待测溶液中时，检测单元11的离子敏感层表面电荷量根据位点位置处溶液的氢离子(H+)浓度不同而发生变化，如此会影响检测单元11的阈值电压。使得检测单元11中N型场效应晶体管从截止状态切换为导通状态的阈值电压发生了变化，那么N型场效应晶体管的阈值电压可能不再等于标准阈值电压VTH。
基于此，根据第二检测信号计算检测单元11的实际阈值电压。已知影响检测单元11阈值电压的因素为其位点位置处溶液的氢离子(H+)浓度，那么根据第二信号线32输出有关检测单元11的阈值电压变化情况的第二检测信号，分析处理第二检测信号可得到检测单元11从截止状态切换为导通状态时的第二检测信号值，该第二检测信号值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元11的实际阈值电压，基于此可计算得出阈值电压漂移量，进而根据阈值电压漂移量计算得到其位点位置处溶液的氢离子(H+)浓度。
结合图4和图5所示，例如，第一行检测单元11的检测阶段，行扫描电路20通过第一条扫描信号线21给第一行各检测单元11的控制端c提供扫描信号G1，G1为从VGL升至VGH的锯齿波信号，列检测电路30给n条第一信号线31提供第一检测信号VD。基于此，检测单元11最初处于截止区；随着G1的电压上升，检测单元11会从截止区进入饱和区，那么检测单元11的第二检测信号构成一随扫描电压变化的输出信号曲线，如图4所示，D1为第一行中第一个检测单元11的输出信号曲线。检测单元11从截止区进入饱和区，那么检测单元11会从截至状态切换为导通状态，基于此列检测电路30可以从输出信号曲线中查找出检测单元11从截至状态切换为导通状态时的第二检测信号值，此时将该第二检测信号值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元11的实际阈值电压。检测单元11的实际阈值电压与标准阈值电压VTH的差值为检测单元11的阈值电压变化量，根据该检测单元11的阈值电压变化量，可以计算其位点位置处的液体pH值和/或离子浓度。
以此类推，检测装置可以批量获得多个检测单元11的阈值电压变化量，实现对待测液体的多位点批量检测。
参考图6所示，为本发明实施例提供的另一种检测信号示意图，如图6所示可选行扫描电路提供给扫描信号线的扫描信号为锯齿波信号。参考图7所示，为本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图，如图7所示可选检测单元11包括P型场效应晶体管，且P型场效应晶体管具有小于0V的标准阈值电压VTH；锯齿波信号从VGH降至VGL，其中，VGH小于或等于0V且大于VTH，VGL小于VTH。
可选列检测电路30提供给第一信号线31的第一检测信号为恒定直流信号VD。可选检测单元11包括P型场效应晶体管，恒定直流信号VD小于P型场效应晶体管的标准阈值电压VTH。
结合图6和图7所示，行扫描电路20提供给扫描信号线21的扫描信号为锯齿波信号，可选行扫描电路20逐行给m条扫描信号线21提供扫描信号，图示从上至下m条扫描信号线21依次接收的扫描信号标记为G1、G2、…、Gm，均为锯齿波信号。
检测单元11包括P型场效应晶体管，且P型场效应晶体管具有小于0V的标准阈值电压VTH。锯齿波信号为VGH时，VGH小于或等于0V且大于VTH，所以P型场效应晶体管处于截止区，其状态为截止状态；锯齿波信号为VGL时，VGL小于VTH，所以P型场效应晶体管处于饱和区，其状态为导通状态。基于此可知，当检测单元11的控制端c接收的锯齿波信号从VGH降至VGL时，P型场效应晶体管从截止区进入饱和区。
本实施例中，当检测装置浸没在待测溶液中时，检测单元11的离子敏感层表面电荷量根据位点位置处溶液的氢离子(H+)浓度不同而发生变化，如此会影响检测单元11的阈值电压。那么检测单元11中P型场效应晶体管从截止区进入饱和区的临界点即阈值电压发生了变化，可知P型场效应晶体管的阈值电压可能不再等于标准阈值电压VTH。
基于此，计算检测单元11的实际阈值电压，已知影响检测单元11阈值电压的因素为其位点位置处溶液的氢离子(H+)浓度，那么根据第二信号线32输出有关检测单元11的阈值电压变化情况的第二检测信号可计算得到其位点位置处溶液的氢离子(H+)浓度。
结合图6和图7所示，例如，第一行检测单元11的检测阶段，行扫描电路20通过第一条扫描信号线21给第一行各检测单元11的控制端c提供扫描信号G1，G1为从VGH降至VGL的锯齿波信号，列检测电路30给n条第一信号线31提供第一检测信号VD。基于此，检测单元11最初处于截止区；随着G1的电压下降，检测单元11会从截止区进入饱和区，那么检测单元11的第二检测信号构成一随扫描电压变化的输出信号曲线，如图6所示，D1为第一行中第一个检测单元11的输出信号曲线。检测单元11从截止区进入饱和区时，那么检测单元11会从截至状态切换为导通状态，基于此列检测电路30可以从输出信号曲线中查找出检测单元11从截至状态切换为导通状态时的第二检测信号值，此时将该第二检测信号值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元11的实际阈值电压。检测单元11的实际阈值电压与标准阈值电压VTH的差值为检测单元11的阈值电压变化量，根据该检测单元11的阈值电压变化量，可以计算其位点位置处的液体pH值和/或离子浓度。
以此类推，检测装置可以批量获得多个检测单元11的阈值电压变化量，实现对待测液体的多位点批量检测。
参考图8所示，为本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图，如图8所示可选检测装置还包括：n个电参数采集单元33，电参数采集单元33用于通过一条第二信号线32电连接列检测电路30；列检测电路30用于通过电参数采集单元33获得对应第二信号线32的第二检测信号。
本实施例中，电参数采集单元33通过一条第二信号线32电连接列检测电路30，那么列检测电路30通过电参数采集单元33获得对应第二信号线32的第二检测信号。列检测电路30根据检测单元11的扫描信号、第二检测信号和第一检测信号确定检测单元11的实际阈值电压，进而计算得出阈值电压变化量，根据检测单元11的阈值电压变化量，可以计算检测单元11所在位点的液体或液滴等样本的相关参数，该相关参数可以是pH值或离子浓度，还可以是液体等样本的其他参数。
参考图9所示，为本发明实施例提供的又一种检测装置的示意图，如图9所示可选电参数采集单元33为电阻，电阻的另一端接地。在其他实施例中，还可选电参数采集单元为电流传感器。
本实施例中，电阻33通过一条第二信号线32电连接列检测电路30，电阻33的另一端接地。随着扫描信号的变化，当检测单元11从截止区进入饱和区的过程中，检测单元11的第二端的输出电流发生变化，检测单元11的第二端的输出电流流经电阻33，则会使电阻33的分压随之变化，那么列检测电路30通过第二信号线32可获得第二检测信号，该第二检测信号为电压信号曲线。也就是说，电路中设置电阻33，则列检测电路30获得的第二检测信号为电压信号曲线，可以理解，电阻33仅是一种示例，实际电路中列检测电路30获得的第二检测信号为电压信号曲线时所搭建的电路包括但不限于电阻33，还包括其他辅助器件，在此不具体示例。列检测电路30根据检测单元11的扫描信号、第二检测信号和第一检测信号确定检测单元11的实际阈值电压，进而计算得出阈值电压变化量，根据检测单元11的阈值电压变化量，可以计算检测单元11所在位点的液体或液滴等样本的相关参数，该相关参数可以是pH值或离子浓度，还可以是液体等样本的其他参数。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种检测装置的检测方法，该检测装置为上述任一实施例所述的检测装置，该检测装置的检测方法可通过行扫描电路和列检测电路配合实现检测。参考图10所示，为本发明实施例提供的一种检测装置的检测方法的示意图。如图10所示，该检测装置的检测方法包括如下步骤：S帧数据采集页，S大于或等于1；
步骤S10、在一帧数据采集页，行扫描电路逐行给m条扫描信号线提供扫描信号，且列检测电路给n条第一信号线提供第一检测信号；列检测电路通过多个第二信号线同时获得一行多个检测单元的第二检测信号；
步骤S20、检测阶段包括至少一帧数据采集页，在检测阶段，根据检测单元的第一检测信号、第二检测信号和预设阈值电压，计算检测单元的阈值漂移量。
可以理解，一帧数据采集页中，行扫描电路分时给m条扫描信号线提供扫描信号，列检测电路给n条第一信号线提供第一检测信号，并通过n条第二信号线获得每个检测单元的第二检测信号。行扫描电路在一帧数据采集页的扫描方式可以是逐行扫描，例如图1所示的从上至下的逐行扫描，也可以是从下至上的逐行扫描。在其他实施例中，行扫描电路在一帧数据采集页的扫描方式还可以是隔行扫描，例如先各奇数行扫描完成后，再执行各偶数行扫描，直至m条扫描信号线扫描完成。在其他实施例中，行扫描电路在一帧数据采集页的扫描方式还可以是指定行扫描。可以理解，行扫描电路的扫描方式不仅限于逐行扫描和隔行扫描，相关从业人员还可根据产品所需合理设计行扫描电路的扫描方式。
对于一帧数据采集页中任一行，行扫描电路给该条扫描信号线提供扫描信号，且列检测电路给n条第一信号线中多条第一信号线提供第一检测信号，列检测电路再通过多条第二信号线获得一行中多个检测单元的第二检测信号。实现了一行多位点的批量数据采集，还能够实现一行中任一位点的单独数据采集。
采集完成后，列检测电路对采集得到的数据进行检测。检测阶段包括至少一帧数据采集页，在检测阶段，根据检测单元的第一检测信号、第二检测信号和预设阈值电压，计算检测单元的阈值漂移量。
可选扫描信号为锯齿波信号，且第一检测信号为恒定直流信号。检测方法的流程包括：
在一帧数据采集页，行扫描电路给一条扫描信号线提供锯齿波信号，且列检测电路给n条第一信号线提供第一检测信号；然后列检测电路通过多个第二信号线同时获得一行多个检测单元的第二检测信号，其中第二检测信号为随着扫描信号变化的输出信号曲线。列检测电路根据检测单元的输出信号曲线，从中确定检测单元从截止区进入饱和区的第二检测信号值，该第二检测信号值所对应的扫描信号电压即为检测单元的实际阈值电压；然后该检测单元的实际阈值电压和预设阈值电压的差值即为该检测单元的阈值漂移量。
根据检测单元的阈值漂移量，可以计算检测单元所在位点的液体pH值或离子浓度。
检测阶段可以包括多帧数据采集页，那么对于一个检测单元，可以获得其在每帧数据采集页的阈值漂移量，取阈值漂移量均值，根据检测单元的阈值漂移量均值计算检测单元所在位点的液体pH值或离子浓度，能够提高检测精度。
本发明实施例提供的检测装置的检测方法，在一帧数据采集页，行扫描电路逐行给m条扫描信号线提供扫描信号，且列检测电路给n条第一信号线提供第一检测信号；列检测电路通过多个第二信号线同时获得一行多个检测单元的第二检测信号；在检测阶段，根据检测单元的第一检测信号、第二检测信号和预设阈值电压，计算检测单元的阈值漂移量。可以实现多位点批量检测，提高了检测效率和精度。
参考图11所示，为本发明实施例提供的另一种检测装置的检测方法的示意图。如图11所示可选该检测方法还包括：在检测阶段之前执行的自校准阶段，S大于或等于2，自校准阶段包括1帧数据采集页；步骤S01、在自校准阶段，计算检测单元的预设阈值电压。
在检测装置的工作过程中，其所处温度、光照等环境参数可能不同，那么会使得检测装置中检测单元的标准阈值电压不同。基于此，在检测阶段之前执行一自校准阶段，获取当前检测装置中检测单元的预设阈值电压，可以提高检测精度。
可以理解，同一时间下，检测装置中检测单元所处环境条件几乎一致，所以可认为其预设阈值电压基本一致，因此只需对其中一个检测单元进行自校准以计算预设阈值电压即可。经过一段时间后，检测装置所处环境条件可能发生变化，那么需要重新计算预设阈值电压。所以通过自校准阶段，可以提高检测单元的预设阈值电压的准确性，有效避免检测单元之间特性差异及环境因素影响，提高检测精度。
间隔一定时间后，检测装置在检测阶段之前执行自校准阶段，计算检测单元的预设阈值电压。在检测阶段，根据检测单元的第一检测信号、第二检测信号和预设阈值电压，计算检测单元的阈值漂移量，不仅可以实现多位点批量检测，还提高了检测精度。
可选步骤S01的计算检测单元的预设阈值电压的操作包括：
在自校准阶段，根据检测单元的第二检测信号，生成检测单元的第一电压曲线；
计算第一电压曲线在第一预设比例时的第一电平值，将该第一电平值所对应的扫描信号电压值设定为检测单元的预设阈值电压VSTH。
本实施例中，结合图5和图11，以第一行第一个检测单元11a为例进行自校准阶段的描述，参考图12所示为检测单元在自校准阶段的曲线示意图。
首先，行扫描电路20通过第一条扫描信号线21给第一行各检测单元11的控制端c提供扫描信号G1，G1为从VGL升至VGH的锯齿波信号。
其次，列检测电路30给第一条第一信号线31提供第一检测信号VD。那么G1为VGL时，检测单元11a最初处于截止区，第二检测信号为VSL；随着G1的电压上升，检测单元11a会从截止区进入饱和区，G1为VGH时，第二检测信号为VSH；所以检测单元11a的第二检测信号构成一随扫描电压变化的第一电压曲线D1，D1的电压值从VSL至VSH。需要说明的是，列检测电路30中预先设计一第一预设比例，例如第一预设比例为第一电压曲线D1的1/3位置处，或者，第一预设比例为第一电压曲线D1的曲线斜率最大点，不限于此，相关从业人员可合理设计第一预设比例。
最后，计算第一电压曲线D1在第一预设比例(1/3)时的第一电平值，将该第一电平值所对应的扫描信号电压值设定为检测单元11a的预设阈值电压VSTH。需要说明的是，相关从业人员自行设计第一预设比例，那么检测装置中检测单元的预设阈值电压VSTH可能并不等于检测单元从截止区进入饱和区的阈值电压值。
可选步骤S20的计算检测单元的阈值漂移量的操作包括：
在检测阶段，根据检测单元的第二检测信号，生成检测单元的第二电压曲线；
获得第二电压曲线在第一预设比例时的第二电平值，将检测单元的第二电平值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元的第一阈值电压；
将第一阈值电压与预设阈值电压的差值确定为该检测单元的阈值漂移量。
本实施例中，结合图5和图11，以第一行第一个检测单元11a为例进行检测阶段的描述，参考图13所示为检测单元在检测阶段的曲线示意图。
首先，行扫描电路20通过第一条扫描信号线21给第一行各检测单元11的控制端c提供扫描信号G1，G1为从VGL升至VGH的锯齿波信号。
其次，列检测电路30给第一条第一信号线31提供第一检测信号VD。那么G1为VGL时，检测单元11a最初处于截止区，第二检测信号为VDL；随着G1的电压上升，检测单元11a会从截止区进入饱和区，G1为VGH时，第二检测信号为VDH；所以检测单元11a的第二检测信号构成一随扫描电压变化的第二电压曲线D2，D2的电压值从VDL至VDH。
已知列检测电路30中预先设计的第一预设比例为第一电压曲线D1的1/3位置处。那么计算第二电压曲线D2在第一预设比例(1/3)时的第二电平值，将该第二电平值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元11a的第一阈值电压VTH1。需要说明的是，相关从业人员自行设计第一预设比例，那么检测装置中检测单元的第一阈值电压可能并不等于检测单元从截止区进入饱和区的阈值电压值。
最后，将第一阈值电压与预设阈值电压的差值确定为该检测单元的阈值漂移量。
以此类推，检测装置可以批量获得多个检测单元11的阈值电压漂移量，实现对待测液体的多位点批量检测。
参考图14所示，为本发明实施例提供的又一种检测装置的检测方法的示意图。如图14所示可选该检测方法还包括：步骤S30、检测阵列浸入待测液体内，根据检测单元的阈值漂移量，计算检测单元所在液体位点的PH值或离子浓度。可以实现对样本的多位点批量检测。
本发明实施例中，使用简单的阵列式检测单元结构实现多位点批量检测，提高了样本检测效率。该检测方法可用于单一样本的多位点批量检测，例如检测装置的检测阵列浸入同一液体中，计算不同的多个检测单元的阈值漂移量，以此计算同一液体在多个检测单元所在液体位点的PH值或离子浓度。该检测方法还可用于多样本的批量检测，例如检测装置的检测阵列中不同位点滴入不同液体样本，计算不同的多个检测单元的阈值漂移量，以此计算多个样本的PH值或离子浓度。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种检测装置，其特征在于，包括：
检测阵列，包括m*n个检测单元；
行扫描电路和m条扫描信号线，一条所述扫描信号线电连接一行所述检测单元的控制端，所述行扫描电路用于给所述m条扫描信号线分时提供扫描信号；
列检测电路、n条第一信号线和n条第二信号线，一条所述第一信号线电连接一列所述检测单元的第一端，一条所述第二信号线电连接一列所述检测单元的第二端，所述列检测电路用于给所述n条第一信号线提供第一检测信号，且通过多个所述第二信号线同时获得一行多个所述检测单元的第二检测信号。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述列检测电路包括1个第一检测信号端和n个第二检测信号端；
所述第一检测信号端电连接所述n条第一信号线，用于同时给所述n条第一信号线提供所述第一检测信号；
一个所述第二检测信号端电连接一条所述第二信号线，用于采集所述第二信号线的第二检测信号。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述行扫描电路提供给所述扫描信号线的扫描信号为锯齿波信号。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述检测单元包括N型场效应晶体管，且所述N型场效应晶体管具有大于0V的标准阈值电压VTH；
所述锯齿波信号从VGL升至VGH，其中，所述VGL小于或等于0V，且所述VGH大于所述VTH。
5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述检测单元包括P型场效应晶体管，且所述P型场效应晶体管具有小于0V的标准阈值电压VTH；
所述锯齿波信号从VGH降至VGL，其中，所述VGH小于或等于0V且大于所述VTH，所述VGL小于所述VTH。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测单元包括双栅离子敏感场效应晶体管；
所述双栅离子敏感场效应晶体管包括控制端、输入端和输出端，所述双栅离子敏感场效应晶体管的控制端电连接所述扫描信号线，该输入端电连接所述第一信号线，且该输出端电连接所述第二信号线。
7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述列检测电路提供给所述第一信号线的第一检测信号为恒定直流信号。
8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述检测单元包括N型场效应晶体管，所述恒定直流信号大于所述N型场效应晶体管的标准阈值电压；或者，
所述检测单元包括P型场效应晶体管，所述恒定直流信号小于所述P型场效应晶体管的标准阈值电压。
9.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：n个电参数采集单元，所述电参数采集单元用于通过一条所述第二信号线电连接所述列检测电路；
所述列检测电路用于通过所述电参数采集单元获得对应所述第二信号线的第二检测信号。
10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述电参数采集单元为电阻，所述电阻的另一端接地；或者，
所述电参数采集单元为电流传感器。
11.一种检测装置的检测方法，其特征在于，如权利要求1-10任一项所述的检测装置的检测方法包括：S帧数据采集页，S大于或等于1；
在一帧所述数据采集页，所述行扫描电路逐行给所述m条扫描信号线提供扫描信号，且所述列检测电路给所述n条第一信号线提供第一检测信号；所述列检测电路通过多个所述第二信号线同时获得一行多个所述检测单元的第二检测信号；
所述检测方法还包括检测阶段，检测阶段包括至少一帧所述数据采集页，在检测阶段，根据所述检测单元的第一检测信号、第二检测信号和预设阈值电压，计算所述检测单元的阈值漂移量。
12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述扫描信号为锯齿波信号，且所述第一检测信号为恒定直流信号。
13.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，还包括：在所述检测阶段之前执行的自校准阶段，S大于或等于2，所述自校准阶段包括1帧所述数据采集页；
在所述自校准阶段，计算所述检测单元的预设阈值电压。
14.根据权利要求13所述的检测方法，其特征在于，计算所述检测单元的预设阈值电压包括：
在所述自校准阶段，根据所述检测单元的第二检测信号，生成所述检测单元的第一电压曲线；
计算所述第一电压曲线在第一预设比例时的第一电平值，将该第一电平值所对应的扫描信号电压值设定为所述检测单元的预设阈值电压VSTH。
15.根据权利要求14所述的检测方法，其特征在于，计算所述检测单元的阈值漂移量包括：
在所述检测阶段，根据所述检测单元的第二检测信号，生成所述检测单元的第二电压曲线；
获得所述第二电压曲线在所述第一预设比例时的第二电平值，将所述检测单元的第二电平值所对应的扫描信号电压值确定为所述检测单元的第一阈值电压；
将所述第一阈值电压与所述预设阈值电压的差值确定为该检测单元的阈值漂移量。
16.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，还包括：所述检测阵列浸入待测液体内，根据所述检测单元的阈值漂移量，计算所述检测单元所在液体位点的PH值或离子浓度。
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