CN202101935U - 用于检测液体所含成分的含量的检测电路 - Google Patents

用于检测液体所含成分的含量的检测电路 Download PDF

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涂佳丽
王云光
朱莉花
鲍明泽
张超
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Abstract

本实用新型提供一种用于检测液体所含成分的含量的检测电路。该检测电路包括：光源电路、用于将接收所述发光光源所发出的光及所述发光光源透过所述流通池的透射光分别转换为相应的第一模拟信号及第二模拟信号的光电转换电路、放大第一模拟信号及第二模拟信号的放大电路、将放大的第一模拟信号及第二模拟信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号的模数转换电路、及用于处理第一数字信号和第二数字信号以确定所述待检测液体所含成分的含量的数字信号处理电路。该检测电路简单，成本低，检测速度快。

Description

用于检测液体所含成分的含量的检测电路
技术领域
本实用新型技术涉及用于检测液体所含成分的含量的检测电路。
背景技术
糖尿病已成为全球性疾病。根据世界卫生组织官方预计，至2030年中国糖尿病患者将超过4000万，而整个世界的糖尿病患者更是将达到3.66亿。糖化血红蛋白(HbAlc)检测作为血糖控制的长期评估标准，现已成为了糖尿病监测的“金指标”，并且该指标获得了美国国家糖化血红蛋白标准化项目(National Glycohemoglobin Standardization Program，NGSP)的极力推荐和认可。HbAlc是血红蛋白与糖非酶结合的产物，其糖链结构为α2(β-G)2，半衰期为60d，因此HbAlc百分比含量可反映近2～3个月来的血糖平均水平。
HbAlc的测定方法有手工微柱法、金标法、高效液相色谱法(HPLC)、免疫比浊法等，HPLC法已获得美国FDA认证，是公认的金标准检测法。目前市场上基于HPLC检测方法的检测仪器有美国Bio-Rad公司研发的D-10全自动HbAlc分析仪和日本TOSOH公司研发的HLC-723G7全自动HbAlc分析仪。国内尚无相关产品报道，医院和科研单位大都使用国外产品。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种成本低、准确性高和检测速度快的用于检测液体所含成分的含量的检测电路。
为达上述目的及其他目的，本实用新型的用于检测液体所含成分的含量的检测电路，包括：相对于盛有待检测液体的流通池设置的光源电路，其包含发光光源；相对于所述发光光源及所述流通池设置的光电转换电路，用于将接收所述发光光源所发出的光及所述发光光源透过所述流通池的透射光分别转换为相应的第一模拟信号及第二模拟信号；与所述光电转换电路连接的放大电路，其输出经过放大的第一模拟信号及第二模拟信号；模数转换电路，连接在所述光电转换电路输出端，其将放大的第一模拟信号及第二模拟信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号；以及与所述放大电路连接、且用于处理第一数字信号和第二数字信号以确定所述待检测液体所含成分的含量的数字信号处理电路。
综上所述，本实用新型的用于检测液体所含成分的含量的检测电路通过对基于光电转换所获得的信号进行分析来确定待检测液体所含成分的含量，检测方式简单、快速。
附图说明
图1是本实用新型的用于检测液体所含成分的含量的检测电路的基本架构示意图；
图2是本实用新型的用于检测液体所含成分的含量的检测电路的光源电路的电路示意图；
图3是本实用新型的用于检测液体所含成分的含量的检测电路的光电转换电路及模数转换电路的电路示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型的用于检测液体所含成分的含量的检测电路包括：光源电路、光电转换电路、放大电路、模数转换电路及数字信号处理电路。
所述光源电路相对于盛有待检测液体的流通池设置，其包含发光光源。
作为一种优选方式，所述发光光源包括能发出单一波长光的发光二极管，其发光光谱中心波长是糖化血红蛋白的最大吸光波长。所述光源电路还包括与所述发光光源连接的运算放大器LM358。例如，如图2所示，发光光源采用单一波长的发光二极管D3，其中心发射波长为415nm，样品溶液中的糖化血红蛋白吸光度在415nm处最大。通过调节滑动变阻器R20可改变运算放大器LM358(即U4B)管脚3的输入电流，从而改变U4B输出端的电流。三极管Q1发射极接电阻R22，控制射极端电流从而可改变集电极端流经发光二极管D3的电流，即调节发光光源的发光强度。
所述光电转换电路相对于所述发光光源及所述流通池设置的光电转换电路，用于将接收的所述发光光源所发出的光及所述发光光源透过所述流通池的透射光分别转换为相应的第一模拟信号及第二模拟信号。
作为一种优选方式，所述光电转换电路包括光谱敏感区间为400nm-700nm的两光电二极管。如图3所示，光电二极管D1、D2分别接收发光二极管D3的入射光和透过所述流通池的透射光，并将入射光和透射光分别转换成第一模拟信号和第二模拟信号。
所述放大电路与所述光电转换电路连接，其用于放大第一模拟信号及第二模拟信号。如图3所示，所述放大电路包括运算放大器U1A、U1B、U2A、U2B及多个电阻等，该放大电路具有高增益、高精度及高输入阻抗等特点，通过确定R5、R6、R8、R16的值可以确定放大倍数，通过滑动变阻器R4可以调节放大倍数。
所述模数转换电路连接在所述光电转换电路输出端，用于将放大的第一模拟信号及第二模拟信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号。如图3所示，所述模数转换电路(即U3)包括美国BURR-BROWN(简称BB公司)推出的一种高性能、宽动态范围、具有24位精度的新型A/D转换芯片ADS1240，U3中的管脚Ain0、Ain1、Ain2、Ain3分别与运算放大器U1B和U2B输出管脚相连，以采集第一模拟信号与第二模拟信号，并将两者转换变成第一数字信号与第二数字信号后，经模数转换芯片ADS1240输出管脚21输出。该模数转换芯片ADS1240设置有SPI接口。
所述数字信号处理电路与所述放大电路连接、且用于处理第一数字信号和第二数字信号以确定所述待检测液体所含成分的含量。
作为一种优选方式，所述数字信号处理电路包括主控制芯片S3C2440，该主控制芯片S3C2440以ARM920TN为内核、主频为400MHz，其具有极为丰富的片内资源，其中就包括3通道UART、2通道SPI、LCD控制器和触摸屏控制器等。模数转换芯片ADS1240将转换得到的第一数字信号与第二数字信号通过SPI接口输入到主控制芯片S3C2440，而主控制芯片S3C2440的普通I/O接口作为模数转换芯片ADS1240的片选(CS)和(RST)信号。
上述用于检测液体所含成分的含量的检测电路的工作过程如下：
首先通过调节光源电路的可变电阻器R20来调节发光二极管D3的发光强度，随后，光电二极管D1与D2分别将发光二极管D3发出的入射光及经过流通池的透射光分别转换为第一模拟信号I0和第二模拟信号It，再由放大电路将第一模拟信号I0和第二模拟信号It放大后，送入模数转换芯片ADS1240进行模数转换后，再由主控制芯片S3C2440进行数据分析来获得所述待检测液体所含成分的含量。
综上所述，本实用新型的用于检测液体所含成分的含量的检测电路采用光源电路可调设计，同时光电二极管采用光伏模式的接法，十分适用于基于液相色谱分离方法测定糖化血红蛋白含量。该检测电路采用光电检测方法，成本低，性能稳定，速度快，结果准确。
上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (6)

1.一种用于检测液体所含成分的含量的检测电路，其特征在于包括：
相对于盛有待检测液体的流通池设置的光源电路，其包含发光光源；
相对于所述发光光源及所述流通池设置的光电转换电路，用于将接收的所述发光光源所发出的光与所述发光光源透过所述流通池的透射光分别转换为相应的第一模拟信号及第二模拟信号；
与所述光电转换电路连接的放大电路，其输出经过放大的第一模拟信号及第二模拟信号；
模数转换电路，连接在所述光电转换电路输出端，其将放大的第一模拟信号及第二模拟信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号；
与所述放大电路连接、且用于处理第一数字信号和第二数字信号以确定所述待检测液体所含成分的含量的数字信号处理电路。
2.如权利要求1所述的用于检测液体所含成分的含量的检测电路，其特征在于：所述发光光源包括能发出单一波长光的发光二极管，其发光光谱中心波长是糖化血红蛋白的最大吸光波长。
3.如权利要求1或2所述的用于检测液体所含成分的含量的检测电路，其特征在于：所述光源电路包括与所述发光光源连接的运算放大器LM358。
4.如权利要求1所述的用于检测液体所含成分的含量的检测电路，其特征在于：所述光电转换电路包括光谱敏感区间为400nm-700nm的两光电二极管。
5.如权利要求1所述的用于检测液体所含成分的含量的检测电路，其特征在于：所述模数转换电路包括24位模数转换芯片ADS1240。
6.如权利要求1所述的用于检测液体所含成分的含量的检测电路，其特征在于：所述数字信号处理电路包括主控制芯片S3C2440。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104281079A (zh) * 2014-10-16 2015-01-14 北京北大明德科技发展有限公司 透光率电气控制检测系统及具有其的装置
CN105806813A (zh) * 2016-04-28 2016-07-27 钱金维 一种光检测装置及方法
CN105784671B (zh) * 2016-03-08 2019-03-05 江苏大学 一种液芯光纤共振拉曼光谱在线检测亚硝酸盐方法

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