CN114414562A - 一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测量仪器的技术领域，公开了一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，包括发光模块、滤镜模块、测试模块以及信息检测模块；发光模块用于提供光源；滤镜模块用于将发光模块提供的光线转化成一束平行的准直光柱；测试模块用于与待检测唾液进行反应；信息检测模块包括光电传感器和信息检测部；光电传感器用于接收待检测光线；信息检测部用于检测待检测光线，以判断待检测唾液的唾液糖浓度。本发明通过提供一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，实现了非侵入式的人体血糖浓度测量，避免了采血检测的传统人体血糖浓度测量方法中存在的感染风险，同时也避免了给受检者带来痛苦和不便。
Description
技术领域
本发明涉及测量仪器的技术领域，尤其是一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置。
背景技术
糖尿病是一种世界范围内的流行疾病，治疗糖尿病需要经常性的血糖检测，在现有技术中，主要采用生化测量法，即从人体采取血液进行人体血糖浓度的检测，该方法给患者带来痛苦和不便，同时增加了感染机会，且不适合进行长期的自我检测。
唾液糖浓度是显示唾液中葡萄糖含量的一个物理量，唾液糖浓度与人体血糖浓度水平密切相关，可以通过检测唾液糖浓度以监测人体血糖浓度的水平变化。
本发明提供一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，以实现非侵入式的对人体血糖浓度的检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，旨在解决现有技术中存在感染隐患的问题。
本发明是这样实现的，本发明提供一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，包括发光模块、滤镜模块、测试模块以及信息检测模块；
所述发光模块用于提供光源；
所述滤镜模块包括准直透镜，所述准直透镜位于所述发光模块的出光方向上，所述准直透镜用于将所述发光模块提供的光线转化成一束平行的准直光柱；
所述测试模块包括葡萄糖试纸，所述葡萄糖试纸位于所述准直光柱的路径上，所述葡萄糖试纸用于与待检测唾液进行反应；
所述信息检测模块包括光电传感器和信息检测部；所述光电传感器用于接收待检测光线并将所述待检测光线进行信号转换；所述准直光柱通过所述葡萄糖试纸产生所述待检测光线，所述待检测光线携带有与所述葡萄糖试纸反应后的所述待检测唾液的信息；所述信息检测部用于检测所述待检测光线转换后获取的信号，以判断所述待检测唾液的唾液糖浓度。
在其中一个实施例中，所述发光模块包括卤素灯、LED灯以及激光器中的任意一种。
在其中一个实施例中，所述发光模块提供的光源具有窄带光谱特性。
在其中一个实施例中，所述葡萄糖试纸具有一层涂敷了高灵敏葡萄糖氧化酶和无色化合物的反应层，所述反应层用于与所述待检测唾液中的葡萄糖发生反应，以改变所述反应层的光学特性。
在其中一个实施例中，所述葡萄糖试纸具有用于采集所述待检测唾液的虹吸式结构。
在其中一个实施例中，所述待检测光线包括所述准直光柱通过所述葡萄糖试纸的反射光线、透射光线以及散射光线中的任意一种。
在其中一个实施例中，所述光电传感器具有与所述待检测光线能量相匹配的光谱响应度。
在其中一个实施例中，所述信息检测部包括信号采集电路、电缆以及终端；所述信号采集电路用于接收所述光电传感器产生的模电信号并将所述模电信号转换为数电信号；所述电缆用于将所述数电信号输入所述终端；所述终端用于对所述数电信号进行分析计算和结果显示。
在其中一个实施例中，所述信息检测部包括电缆和终端；所述电缆用于传递所述光电传感器产生的模电信号进入所述终端；所述终端用于对所述模电信号转换成数电信号并对所述数电信号进行分析计算和结果显示。
与现有技术相比，本发明通过提供一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，通过对唾液糖浓度的检测来检测人体糖浓度的变化，实现了非侵入式的人体血糖浓度测量，避免了采血检测的传统人体血糖浓度测量方法中存在的感染风险，同时也避免了给受检者带来痛苦和不便。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于葡萄糖光学特性的唾液糖浓度测试装置示意图；
图2是本发明实施例提供的一种发光模块结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种信息检测部结构示意图。
附图标注：1-发光模块，10-窄带滤光片，2-滤镜模块，3-测试模块，4-信息检测模块，40-光电传感器，41-信息检测部，411-采集电路，412-电缆，413-终端，5-待检测唾液，6-待检测光线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
参照图1所示，为本发明提供较佳实施例。
本发明提供一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，包括发光模块1、滤镜模块2、测试模块3以及信息检测模块4；
发光模块1用于提供光源；
具体地，发光模块1是一种在可见光和红外波段具有一定光谱功率分布或窄带光谱分布的光源，例如卤素灯、LED、激光器等。
滤镜模块2包括准直透镜，准直透镜位于发光模块1的出光方向上，准直透镜用于将发光模块1提供的光线转化成一束平行的准直光柱。
具体地，准直透镜是一种能将来自孔径栏中每一点的光线变成一束平行的准直光柱的仪器；可以理解的是，由于发光模块1与测试模块3的位置接近，从发光模块1出射的光线到达测试模块3时不为平行光线，此时产生的待检测光线6不便于信息检测模块4进行检测，因此在发光模块1与测试模块3之间设置一个准直透镜作为滤镜模块2，对发光模块1出射的非平行光线进行调整，将其转换为平行光形式的准直光柱。
测试模块3包括葡萄糖试纸，葡萄糖试纸位于准直光柱的路径上，葡萄糖试纸用于与待检测唾液5进行反应。
具体地，葡萄糖试纸具有与葡萄糖发生反应后自身颜色发生变化的特性，当准直光柱通过葡萄糖试纸转化为待检测光线6后，待检测光线6的颜色将根据葡萄糖试纸的颜色发生相应的变化；可以理解的是，待检测光线6的颜色变化由葡萄糖试纸的颜色决定，而葡萄糖试纸的颜色由与葡萄糖试纸发生反应的待检测唾液5决定，待检测唾液5中的葡萄糖浓度不同，引起葡萄糖试纸的颜色变化也不同，因此，对待检测光线6进行检测，可以判断待检测唾液5中的葡萄糖浓度。
信息检测模块4包括光电传感器40和信息检测部41；光电传感器40用于接收待检测光线6并将待检测光线6进行信号转换；准直光柱通过葡萄糖试纸产生待检测光线6，待检测光线6携带有与葡萄糖试纸反应后的待检测唾液5的信息；信息检测部41用于检测待检测光线6转换后获取的信号，以判断待检测唾液5的唾液糖浓度。
具体地，光电传感器40是一种基于光电效应将光信号转换为电信号的一种器件，当待检测光线6照射到光电传感器40上时，光电传感器40可以将待检测光线6的光信号转换为电信号；可以理解的是，待检测光线6中携带有待检测唾液5的唾液糖浓度的信息，当光电传感器40将待检测光线6的光信号转换为电信号后，转换得到的电信号也将携带待检测唾液5的唾液糖浓度信息。
更具体地，信息检测部41用于对由待检测光线6转换得来的信号进行检测，以判断待检测唾液5的唾液糖浓度；可以理解的是，唾液糖浓度与人体血糖浓度密切相关，通过检测唾液糖浓度的水平，可以监测人体血糖浓度的变化。
在本实施例中，本发明通过提供一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，通过对唾液糖浓度的检测来检测人体糖浓度的变化，实现了非侵入式的人体血糖浓度测量，避免了采血检测的传统人体血糖浓度测量方法中存在的感染风险，同时也避免了给受检者带来痛苦和不便。
在本实施例中，发光模块1包括卤素灯、LED灯以及激光器中的任意一种。
具体地，发光模块1用于提供光源，所提供的光源是一种在可见光和红外波段具有一定光谱功率分布或窄带光谱分布的光源。
在本实施例中，发光模块1提供的光源具有窄带光谱特性。
具体地，发光模块1可以发射出窄带可见光光束，窄带光束有利于信息的平稳传递。
更具体地，发光模块1包括一种中心波长为630mm的窄带LED灯，其光谱带宽约20nm、发光功率小于50mW、光束发散角小于60度。
更具体地，参阅图2所示，发光模块1还包括一种在400nm-1000nm之间具有平坦的光谱发射功率曲线的卤素灯，可以通过与一个窄带滤光片10进行组合，以产生一定波长的窄带光谱；其中，窄带滤光片10的中心波长可选择450nm、550nm、650nm、850nm等，其光谱带宽小于20nm。
在本实施例中，葡萄糖试纸具有一层涂敷了高灵敏葡萄糖氧化酶和无色化合物的反应层，反应层用于与待检测唾液5中的葡萄糖发生反应，以改变反应层的光学特性。
具体地，葡萄糖试纸具有一层反应层，反应层能与葡萄糖发生改变自身光学特性的反应；更具体地，反应层能与葡萄糖发生反应的原因是反应层中具有高灵敏葡萄糖氧化酶和无色化合物；可以理解的是，不同浓度的葡萄糖与反应层发生的反应程度不同，导致反应层颜色的变化不同，则通过葡萄糖试纸产生的待检测光线6也会不同，由此可以对待检测唾液5进行唾液糖浓度的检测。
在本实施例中，葡萄糖试纸具有用于采集待检测唾液5的虹吸式结构。
具体地，虹吸是一种流体力学现象，即在封闭容器中液体高度相等、压强相等；可以理解的是，葡萄糖试纸采用虹吸式的结构，在采集待检测唾液5时，待检测唾液5会因大气压力从压力大的一边流向压力小的一边，从而在葡萄糖试纸中进行扩散，以便产生待检测光线6。
更具体地，葡萄糖试纸的虹吸式结构为中部互相连通且具有多个均匀分布于表面的与空气相接的通口；由于虹吸原理，进入葡萄糖试纸的待检测唾液5会因大气压力在葡萄糖试纸内扩散，以便产生待检测光线6。
在本实施例中，待检测光线6包括准直光柱通过葡萄糖试纸的反射光线、透射光线以及散射光线中的任意一种。
具体地，待检测光线6为准直光柱通过葡萄糖试纸获取了待检测唾液5信息的光线，这里不对光线的形式做出限制；可以理解的是，准直光柱通过葡萄糖试纸的反射光线、透射光线以及散射光线都携带了待检测唾液5的信息，都可以作为待检测光线6来进行检测。
更具体地，根据选择的待检测光线6的不同，信息检测模块4的位置也要发生相应的变化，以便接收待检测光线6。
在本实施例中，光电传感器40具有与待检测光线6能量相匹配的光谱响应度。
具体地，光谱响应度是光电传感器40对单色入射辐射的响应能力；更具体地，光电传感器40用于接收待检测光线6，并将待检测光线6的光信号转换成电信号；可以理解的是，为了能实现接收待检测光线6的功能，光电传感器40需要具有与待检测光线6能量相匹配的光谱响应度，以获得较高的光电转换效率。
更具体地，本发明提供的实施例中的光电传感器40包括硅光电二极管，硅光电二极管对630mm波长的光具有较高的响应度。
在本实施例中，信息检测部41包括信号采集电路411、电缆412以及终端413；信号采集电路411用于接收光电传感器40产生的模电信号并将模电信号转换为数电信号；电缆412用于将数电信号输入终端413；终端413用于对数电信号进行分析计算和结果显示。
具体地，信息检测部41用于对光电传感器40转换得到的电信号进行检测，并对检测结构进行显示；更具体地，信息检测部41中具有信号采集电路411，光电传感器40将待检测光线6转换成模电信号，信号采集电路411用于将获取的模电信号转换成数电信号；可以理解的是，本发明提供的实施例中的终端413用于对数电信号进行分析计算，所以要使用信号采集电路411将模电信号转换成数电信号，信号采集电路411的AD转换的量化精度为12bit。
更具体地，电缆412用于将信号采集电路411转换的信号传递进入终端413；更具体地，终端413用于对信号进行分析计算和结果显示；在本实施例中，终端413包括智能手机。
参阅图3所示，在另一个实施例中，信息检测部41包括电缆412和终端413；电缆412用于传递光电传感器40产生的模电信号进入终端413；终端413用于对模电信号转换成数电信号并对数电信号进行分析计算和结果显示。
具体地，终端413用于对光电传感器40产生的信号进行转换，并根据转换获取的信号进行分析计算和结果显示；可以理解的是，在这一个实施例中信号转换的功能由终端413来完成，因此不需要使用信号采集电路411；更具体地，本实施例的终端413包括计算机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，包括发光模块、滤镜模块、测试模块以及信息检测模块；
所述发光模块用于提供光源；
所述滤镜模块包括准直透镜，所述准直透镜位于所述发光模块的出光方向上，所述准直透镜用于将所述发光模块提供的光线转化成一束平行的准直光柱；
所述测试模块包括葡萄糖试纸，所述葡萄糖试纸位于所述准直光柱的路径上，所述葡萄糖试纸用于与待检测唾液进行反应；
所述信息检测模块包括光电传感器和信息检测部；所述光电传感器用于接收待检测光线并将所述待检测光线进行信号转换；所述准直光柱通过所述葡萄糖试纸产生所述待检测光线，所述待检测光线携带有与所述葡萄糖试纸反应后的所述待检测唾液的信息；所述信息检测部用于检测所述待检测光线转换后获取的信号，以判断所述待检测唾液的唾液糖浓度。
2.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述发光模块包括卤素灯、LED灯以及激光器中的任意一种。
3.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述发光模块提供的光源具有窄带光谱特性。
4.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述葡萄糖试纸具有一层涂敷了高灵敏葡萄糖氧化酶和无色化合物的反应层，所述反应层用于与所述待检测唾液中的葡萄糖发生反应，以改变所述反应层的光学特性。
5.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述葡萄糖试纸具有用于采集所述待检测唾液的虹吸式结构。
6.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述待检测光线包括所述准直光柱通过所述葡萄糖试纸的反射光线、透射光线以及散射光线中的任意一种。
7.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述光电传感器具有与所述待检测光线能量相匹配的光谱响应度。
8.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述信息检测部包括信号采集电路、电缆以及终端；所述信号采集电路用于接收所述光电传感器产生的模电信号并将所述模电信号转换为数电信号；所述电缆用于将所述数电信号输入所述终端；所述终端用于对所述数电信号进行分析计算和结果显示。
9.如权利要求1所述的一种基于葡萄糖试纸光学特性的唾液糖浓度测量装置，其特征在于，所述信息检测部包括电缆和终端；所述电缆用于传递所述光电传感器产生的模电信号进入所述终端；所述终端用于对所述模电信号转换成数电信号并对所述数电信号进行分析计算和结果显示。
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