CN203587598U

CN203587598U - 手持式智能尿液分析仪

Info

Publication number: CN203587598U
Application number: CN201320761397.7U
Authority: CN
Inventors: 林新泉; 王帅峰; 龚坤; 罗文俊; 章伟强; 游颖敏
Original assignee: Wenzhou University
Current assignee: Wenzhou University
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2023-11-26

Abstract

本实用新型提供了一种手持式智能尿液分析仪，包括外壳，外壳内部设置有主控板模块、CCD光电检测模块、多波长LED灯组模块和尿液试纸匣模块；CCD光电检测模块包括CCD传感器、CPLD驱动电路和信号放大电路，多波长LED组模块包括分时发光的两排多个多波长的LED灯，以及LED灯驱动电路；尿液试纸匣模块包括尿液试纸匣、试纸匣基座和试纸匣盖子，试纸匣盖子罩设在试纸匣基座上，尿液试纸匣可推拉的安装在试纸匣基座内；两排LED灯分别安装在试纸匣盖子的两侧，试纸匣盖子的中间垂直插着大芯光纤，所述大芯光纤与CCD传感器相连。该手持式智能尿液分析仪具有友好的人机交互界面，无电机传送装置，结构简单、轻便、操作简易、测量准确、快速。

Description

手持式智能尿液分析仪

技术领域

本实用新型涉及尿液分析仪器，特别涉及一种面向家庭用户的、微型化的手持式智能尿液分析仪。

背景技术

对于尿液的检测和分析，一直是临床医学上最常见的检测项目之一。因为尿液检测对于医生诊断泌尿系统疾病有很大的帮助，同样有利于对能够造成血液中的生化组成发生变化的其余的各种病状的检测。浸过尿液的尿液试纸条将发生化学反应，其各试剂块将发生不同的颜色变化，通过检测各试剂块的颜色变化程度即可得知尿液中各成分的含量，从而判断出身体健康状况。

针对越来越多的家庭式尿液分析仪的需求，市场上出现了各式各样的尿液分析仪。申请号为CN200420098535.9、名称为《自动尿液分析仪》的中国专利中公开了一种自动尿液分析仪，其在基座上方设置有转盘，转盘下方设置电动机，转盘上方设置有托盘，托盘的周圈设置有尿杯槽，尿杯槽中设置有尿杯，托盘中间部分设置有试纸、试纸识别码和托盘识别码；基座的一侧设置有升降装置，升降装置上连接有吸管，吸管与尿杯口垂直相对，吸管上端连接有软管，软管另一端设置有喷淋头，喷淋头设置在试纸上方，软管中部设置有蠕动泵和电导传感器；试纸上方还设置有2~5组测试仪，蠕动泵、电导传感器和测试仪分别设置在基座一侧的支架上；转盘一侧还设置有上盘机构和托盘机构，实现对尿液成分的分析。该专利中公开的技术方案构造复杂，需要有转盘、电机、升降装置等造成装卸复杂，体积庞大笨重，局限于固定的场所使用，不利于出行携带。申请号为CN200920035115.9、名称为《基于线阵CCD的尿试纸检测分析仪》的中国专利中公开了一种基于线阵CCD的尿纸条检测分析仪，包括传动检测部分和数据处理部分，传动检测部分的结构是：包括传送结构，传送结构的末端设置有垃圾箱，传送结构与电机连接；在传送结构传送带的上方设置有光学系统，在光学系统中设置有线状光源和线阵CCD传感器；检测处理部分的结构是，包括与线阵CCD传感器连接的主控制板，主控制板的内部包括FPGA模块，FPGA模块与A/D转换器、外部存储器、CPU控制器分别通过数据线连接；FPGA模块和CPU控制器分别与键盘连接，FPGA模块与液晶屏连接，CPU控制器与打印机连接，CPU控制器与电源连接。实用新型简化人工操作，通过键盘的选择可以进行测试、颜色校验、清洗等一系列功能。整体仪器结构有所简化，但其有电机传送机构，使得整个仪器仍显庞大，不利于携带；使用按键使得操作简单易上手，但在数据选项比较多的情况下会造成按键繁琐等不良体验。申请号为CN201220208722.2、名称为《便携式尿液分析仪》的专利中公开了一种便携式尿液分析仪，包括主控制器（MCU）、电源模块、试纸测试平台模块、光源及颜色识别模块、数据存储模块、LCD液晶显示屏、按键、数据传输模块、外置打印模块等。使用白色LED冷光源，以及使用TCS3200进行颜色识别，大大缩小了尿液分析仪的体积，更适合于携带以及家用。但由于其内部试纸平台采用步进减速电机控制试纸托盘直线运动来进行对每个试剂块的检测，造成其检测速度较慢，仪器笨重等不足，按键操作仍带来不良体验。

实用新型内容

为了解决现有技术中的尿液分析仪器体型庞大笨重、结构复杂、操作繁琐等问题，本实用新型提供了一种面向家庭用户的、微型化、无传动装置的手持式智能尿液分析仪。

本实用新型采用技术方案是：

一种手持式智能尿液分析仪，包括外壳，所述外壳的外表面上设置有电源接口、电源按键和电源指示灯，所述外壳内部设置有主控板模块、CCD光电检测模块、多波长LED灯组模块和尿液试纸匣模块；

所述主控板模块包括主控芯片、外部存储器、USB接口、以太网接口和LCD触摸屏，所述外部存储器、USB接口、以太网接口和LCD触摸屏与均主控芯片通过数据线连接；

所述CCD光电检测模块包括CCD传感器、CPLD驱动电路和信号放大电路，所述CPLD驱动电路与CCD传感器相连，所述CCD传感器通过信号放大电路与主控芯片相连；

所述多波长LED组模块包括分时发光的两排多个多波长的LED灯，以及LED灯驱动电路；每个LED灯均通过LED灯驱动电路与主控芯片相连；

所述尿液试纸匣模块包括尿液试纸匣、试纸匣基座和试纸匣盖子，试纸匣盖子罩设在试纸匣基座上，尿液试纸匣可推拉的安装在试纸匣基座内；两排LED灯分别安装在试纸匣盖子的两侧，试纸匣盖子的中间垂直插着大芯光纤，所述大芯光纤与CCD传感器相连。

本实用新型所述的手持式智能尿液分析仪通过控制特定波长光源LED灯依次照射浸过尿液的试纸，利用大芯光纤传导反射光到CCD传感器的方式测定试带上的颜色变化，进行半定量测定。该手持式智能尿液分析仪具有友好的人机交互界面，无电机传送装置，结构简单、轻便、操作简易、测量准确、快速。

优选的，所述LED灯共20个，每排10个。

如此设置，可以使尿液试纸每个试剂块被各自最大反射率差所对应波长的LED灯照射，产生最佳测量效果，且不再需要电机传送试纸条进行单个试剂块的测量，使测量更加准确、快速。

优选的，LED灯驱动电路包括TLC5923恒流LED驱动芯片。

如此设置，可以通过LED驱动芯片控制每个LED灯，且可进行LED灯的逐点电流校正，使得LED灯光源更加稳定可靠。

优选的，所述CCD传感器使用线性阵列TCD1209D。

如此设置，可以使大芯光纤组端口并排列在CCD传感器上，方便封装。同时有利于数据的采集和处理。

优选的，所述CPLD驱动电路采用CPLD芯片EPM7064S来实现。

如此设置，可以使CCD传感器在高频率下稳定工作，提高系统测量速度。

优选的，所述主控芯片采用Cortex-M3内核的32位嵌入式芯片STM32F103RB来实现。

如此设置，可以使得主控制板具有更高的性能，更多的扩展模块和更低的功耗等优点。

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

附图说明

图1 是本实用新型专利的电路原理示意图。

图2 是本实用新型专利的结构示意图；

图3 是本实用新型专利试纸匣结构示意图；

图4 是本实用新型专利的试纸匣顶盖截面示意图；

图中：1—外壳，2—以太网接口，3—电源接口，4—尿液试纸匣，5—LCD触摸屏，6—USB接口，7—电源按键，8—电源指示灯，9—LED灯，10—试纸匣底座，11—大芯光纤，12—试纸匣盖子，13—尿液试纸试剂块。

具体实施方式

如图1-4，本实用新型提供了一种手持式智能尿液分析仪，包括外壳1，所述外壳1的外表面上设置有电源接口3、电源按键7和电源指示灯8，所述外壳1内部设置有主控板模块、CCD光电检测模块、多波长LED灯组模块和尿液试纸匣模块；

所述主控板模块包括主控芯片（Cortex-M3内核的32位嵌入式芯片STM32F103RB）、外部存储器、USB接口6、以太网接口2和LCD触摸屏5，其中外部存储器、USB接口6、以太网接口2和LCD触摸屏5与主控芯片STM32F103RB通过数据线连接。主控芯片STM32F103RB内部自带12位A/D转换器以及SPI、IIC等接口，外部存储器用于存储用户的检测结果。USB接口和以太网接口用于数据的传输。LCD触摸屏通过植入可视化操作系统方便用户操作使用。

所述CCD光电检测模块包括CCD传感器、CPLD驱动电路和信号放大电路，其中CCD传感器采用线性阵列TCD1209D，使用CPLD驱动电路产生6路驱动脉冲驱动CCD传感器采集由大芯光纤传输过来的光线信号。CCD采集光强信号后输出模拟的电压信号，通过信号放大电路将CCD输出模拟电压放大至3.3V以内供主控芯片进行A/D转换及数据分析。

所述多波长LED灯组模块包含有分时发光的两排共20个多波长的LED灯和相应的LED灯驱动电路，每个LED灯均通过LED灯驱动电路与主控芯片相连。由于尿液试纸中有葡萄糖、胆红素、酮体、 pH、比重、潜血、尿胆原、蛋白质、亚硝酸盐、白细胞等含量的检测试剂块，每种试剂块在对应波长的LED灯光照射下才能得到最大的反射率差，因此选用10个不同波长的LED灯组作为试剂块的照射光源，另需要10个相同波长的LED灯作为参考光，用于数据处理。使用恒流LED驱动芯片TLC5923驱动20个LED，再使用STM32F103RB通过控制TLC5923控制每个LED灯的发光强度，保证光源稳定性。

所述尿液试纸匣模块如图3所示，包含尿液试纸匣4、试纸匣基座10和试纸匣盖子12。试纸匣盖子12罩设在试纸匣基座10上，尿液试纸匣4可推拉的安装在试纸匣基座10内。试纸匣盖子12如图4所示，包含有对称的两排LED灯9，中间垂直插着大芯光纤11。

浸泡过后的尿液试纸平放于尿液试纸匣4中，推进试纸匣基座10中，整个装置密封不透光，尿液试纸匣4推进后LED灯9分时照射至尿液试纸试剂块13中，其反射光正好可以照射至大芯光纤11的端口，再由大芯光纤11传输至CCD传感器上。大芯光纤11可以使照射尿液试纸试剂块的反射光很好的传输至CCD传感器上，而不会受到外界光线的影响。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种手持式智能尿液分析仪，其特征在于，包括外壳，所述外壳的外表面上设置有电源接口、电源按键和电源指示灯，所述外壳内部设置有主控板模块、CCD光电检测模块、多波长LED灯组模块和尿液试纸匣模块；

2.根据权利要求1所述的手持式智能尿液分析仪，其特征在于，所述LED灯共20个，每排10个。

3.根据权利要求1所述的手持式智能尿液分析仪，其特征在于，所述LED灯驱动电路包括TLC5923恒流LED驱动芯片。

4.根据权利要求1所述的手持式智能尿液分析仪，其特征在于，所述CCD传感器使用线性阵列TCD1209D。

5.根据权利要求1所述的手持式智能尿液分析仪，其特征在于，所述CPLD驱动电路采用CPLD芯片EPM7064S。

6.根据权利要求1所述的手持式智能尿液分析仪，其特征在于，所述主控芯片采用STM32F103RB芯片。