CN204758430U - 一种比重检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种比重检测设备，包括用于输出激光的激光发射器；激光通过倾斜设置的挡光片上的透光孔输出；棱镜中部设置有使待测样本通过的中空通道；使输出激光经过棱镜第一镜面，中空通道流过的待测样本和第二镜面折射；由凸面镜将折射出的折射激光聚合；由激光衰减片对聚合激光进行衰减后照射至摄像头上，在其上形成光带；由与摄像头相连的计算设备获取该光带的中心位置的偏移距离，并依据预设的偏移距离与液体样本比重的对应关系得出待测样本的比重检测结果。上述本申请公开的结构简单的比重检测设备，即易于便携，且通过光折射方式对待测样本进行比重检测能够得到精确的比重检测结果。

Description

一种比重检测设备

技术领域

本申请属于临床检测技术领域，尤其是涉及一种比重检测设备。

背景技术

随着医疗技术的高速发展，在医疗过程中为更加精确的完成对病人的医疗诊断，医生通常需要借助各种医疗设备和仪器对病人的尿液以及其它液体进行检测和分析。针对各个液体的检测，目前大部分采用临床液体比重分析仪或者化学试纸条法的方式，但是目前所采用的液体比重仪虽然检测结果精确，当结构复杂、体积大且耗样量大，而化学试纸条法虽然简单便携但易受到外界环境的影响，无法得到精确的检测结果。

因此，现需要一种即便携又能够精确检测样本比重的检测设备。

实用新型内容

有鉴于此，本申请公开了一种比重检测设备，以实现即便携又能够精确检测样本比重的目的。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种比重检测设备，应用于对待测样本进行检测，包括：

用于输出激光的激光发射器；

依次位于所述激光发射器的输出激光光路水平方向上的挡光片，棱镜，凸面镜，激光衰减片和摄像头；

所述挡光片上设置有透光孔，所述输出激光通过所述透光孔穿过所述挡光片；

所述棱镜中部设置有中空通道，用于使所述待测样本通过所述中空通道流过；

通过所述透光孔的所述输出激光斜射至所述棱镜的第一镜面上，并经过所述中空通道流过的所述待测样本和所述棱镜的第二镜面进行折射；

设置于所述棱镜的第二镜面一侧的所述凸面镜，将经过所述棱镜折射出的折射激光进行聚合；

设置于所述凸面镜凸面一侧的所述激光衰减片，将经所述凸面镜聚合后的聚合激光进行衰减，并照射至所述摄像头上，形成包含明亮区域和黑暗区域的明暗对比图像，所述明亮区域为明亮的光带；

与所述摄像头相连的计算设备，用于获取所述光带的中心位置的偏移距离，并依据预设的偏移距离与液体比重的对应关系换算得到所述待测样本的比重检测结果。

优选的，所述挡光片倾斜设置于靠近所述激光发射器输出激光的一侧。

优选的，所述挡光片倾斜设置于靠近所述棱镜的第一镜面的一侧，与所述第一镜面平行。

优选的，还包括：设置有电压调节器件的外部电路，所述电压调节器件与所述激光发射器相连，用于调节激光头电压。

优选的，所述棱镜的第一镜面与所述第二镜面的延长线成一夹角。

优选的，所述激光发射器包括圆形光斑激光发射器。

优选的，所述圆形光斑激光发射器中还设置有用于调节激光头电压的电压调节器件。

优选的，所述摄像头上设置有活动部件，所述活动部件调节所述摄像头进行左右或上下移动，用于调整形成于所述摄像头上的所述光带的位置。

优选的，所述摄像头包括CMOS传感器的摄像头。

优选的，还包括：与所述计算设备相连的温度传感器，用于对所述比重检测结果进行温度补偿。

本申请采用光折射方式对待测样本进行检测，该比重检测设备，包括用于输出激光的激光发射器；挡光片上设置有透光孔，输出激光通过透光孔输出；棱镜中部设置有中空通道，使待测样本通过中空通道流过；使输出激光经过棱镜第一镜面，中空通道流过的待测样本和棱镜第二镜面进行折射；由凸面镜，将折射出的折射激光聚合；再由激光衰减片对聚合激光进行衰减后照射至摄像头上，在其上形成呈明暗对比图像，所述明亮区域为明亮的光带；由与摄像头相连的计算设备获取所述光带的中心位置的偏移距离，并依据预设的偏移距离与液体比重的对应关系换算得出所述待测样本的比重检测结果。通过上述本申请公开的比重检测设备结构简单易于便携，且采用光折射方式直接对待测样本进行比重检测能够得到较为精确的比重检测结果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1、为本申请实施例公开的一种比重检测设备的结构示意图；

图2、为本申请实施例公开的比重与偏移量的线性关系曲线图；

图3、为本申请实施例公开的光线在棱镜中进行传播的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

由背景技术可知，现有技术中所采用的液体比重仪虽然检测结果精确，但结构复杂、体积大且耗样量大，而化学试纸条法虽然简单便携但易受到外界环境的影响，无法得到精确的检测结果。因此本申请公开了一种新的比重检测设备，结构简单易于便携，且采用光折射方式直接对待测样本进行检测，能够得到较为精确的比重检测结果。具体实施例如下。

如图1所示，为本申请公开的一种比重检测设备的结构示意图，该比重检测设备应用于对待测样本进行检测，该比重检测设备主要包括：激光发射器1，挡光片2，棱镜3，凸面镜4，激光衰减片5，摄像头6和计算设备(图中未示出)。

用于输出激光的激光发射器1，所输出的激光光路的水平方向上分别依次设置挡光片2，棱镜3，凸面镜4，激光衰减片5和摄像头6；

该挡光片2的倾斜方向为沿所述激光光路的激光射出的方向倾斜。

该挡光片2上设置有透光孔21，所述输出激光通过所述透光孔21穿过所述挡光片；

所述棱镜3具有第一镜面、第二镜面，和中部设置的中空通道31，该第一镜面为倾斜设置，用于折射通过透光孔21穿过的输出激光；

需要说明的是，该挡光片2的位置有两种设置方式，第一种，该挡光片2倾斜设置于靠近所述激光发射器输出激光的一侧；第二种，该挡光片2倾斜设置于靠近所述棱镜3的第一镜面的一侧，与所述第一镜面平行(图1中示出的为该种位置设置)。

所述棱镜3中部设置的中空通道31，用于使待测样本通过所述中空通道31流过；

所述棱镜3的第一镜面与所述第二镜面的延长线成一夹角。

该通过所述透光孔21穿过的输出激光斜射至所述棱镜3的第一镜面上，并经过所述中空通道31流过的所述待测样本和所述棱镜的第二镜面的折射，得到多条折射激光后输出；

设置于所述棱镜3的第二镜面一侧的所述凸面镜4，将经过所述棱镜3折射出的多条折射激光进行聚合，得到一条聚合激光，即一条光线；

设置于所述凸面镜4凸面一侧的所述激光衰减片5，将经所述凸面镜4聚合后得到的聚合激光进行衰减处理，并将衰减后的聚合激光照射至所述摄像头6上，形成包含明亮区域和黑暗区域的明暗对比图像，所述明亮区域为明亮的光带；该光带的形状近似一条直线。实际上根据不同的待测样本，在所述摄像头6上所形成的光带在该明暗对比图像上的偏移距离也会有所不同。

与所述摄像头相连的计算设备，用于获取所述光带的中心位置的偏移距离，并依据预设的偏移距离与液体比重的对应关系换算得到所述待测样本的比重检测结果。

具体为：该计算设备基于上述在摄像头6处形成的光带的中心位置的偏移距离(即左右移动或上下偏移的距离)以及偏移系数进行比重的计算。

该偏移系数，即为通过测试各种标准比重样本液体(该液体包括尿液等临床医学所需进行检测的各种液体)，检测其对应明暗图像中光带(亮线)的偏移方向(向左还是向右偏移)和偏移量，从而得到偏移系数，图2为示出的比重与偏移量的线性关系曲线图(表征偏移系统)，图2中竖轴为偏移量(偏移距离或移动距离)，横轴为液体比重。

本申请所公开的比重检测设备结构简单，且通过采用光折射方式直接对待测样本进行比重检测，能够得到较为精确的比重检测结果，为后续基于该比重结果进行的相应器官的功能判断提供了更为有力的判断依据。

基于上述本申请公开的一种比重检测设备，具体的：

上述图1中示出的所述透光孔21在挡光片2上的位置并不进行限定，优选的设置于所述挡光片2的中间位置。

该挡光片2可以为铁皮，或其他可以进行挡光的片状物。

针对上述图1中示出的激光发射器1，其具体可以为圆形光斑激光发射器，同样的本申请对此激光发射器的具体型号等并不进行限定，只要可以输出激光即可。

另外，在上述激光发射器1或圆形光斑激光发射器中还设置有用于调节激光头电压的电压调节器件。该电压调节器件可以通过调节激光发射器1或圆形光斑激光发射器的输出激光头的电压实现对所发射激光强度的调节及关闭。

需要说明的是，该与所述激光发射器1相连，用于调节激光头电压的电压调节器件，也可以设置于外部电路上，不仅可以用于调节激光头的电压，也可以关闭激光发射器1的电源。

针对上述图1中示出的凸面镜4，其具体可以为φ6镀膜凸面镜，φ表示直径，也就是说该凸面镜4可以为直径为6毫米的镀膜凸面镜。

针对上述图1中示出的摄像头6，其具体可以为具有COMS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器的摄像头，即COMS摄像头。

所述CMOS摄像头上设置有COMS感光IC，上述通过激光衰减片进行衰减处理后的聚合激光照射至所述COMS感光IC上，可通过调节棱镜的角度调零(利用标准的比重为1.000的蒸馏水，通过调整棱镜实现此调零校正)，最终在所述COMS感光IC上形成包含明亮区域和黑暗区域的明暗对比图像，所述明亮区域为明亮的光带，该光带近似于直线。

基于上述计算设备对该COMS感光IC上形成的明暗对比图像在进行比重的计算时，为了更加精确，还需要考虑温度对检测结果的影响，因此，在该比重检测设备中还包括：与所述计算设备相连的温度传感器(图中未示出)，用于对所述检测结果进行温度补偿。

此外，结合图1中示出的比重检测设备需要说明的是，在输出激光通过透光孔21之后，需要经过棱镜3和流过棱镜3的待测样本的折射，并最终通过凸面镜4进行聚合。如图3所示，为棱镜3进行折射的角度关系。具体的：

设空气折射率为1，玻璃折射率n1，被测液体折射率为n2；

棱镜3左外壁入射斜面的入射角为A，出射角为B；

棱镜3左内壁入射角为C，出射角为D；

棱镜3右内壁入射角为D，出射角为C；

棱镜3右外壁的入射角为E，出射角为F；

上述角度与材料折射率的关系如下：

当发生第一次折射时：sinA*1＝sinB*n1；

当发生第二次折射时：sinC*n1＝sinD*n2；

当发生第三次折射时：sinD*n2＝sinC*n1；

当发生第四次折射时：sinE*n1＝sinF*1；

基于上述四次折射之后，由凸面镜4对折射后得到的多条光线进行聚合，并经过激光衰减片5照射至摄像头6上，最终由计算设备计算出待测样本的比重检测结果。

该计算设备可以为计算机，可实现根据图像判断目标线处于基准位置的左边还是右边，以及偏移的距离，然后通过分析数据基于预设的偏移距离与液体比重的对应关系换算得到所述待测样本的比重检测结果。

该计算设备还可以具体为：基于matlab仿真平台搭建比重图像算法的平台。具体计算过程可通过C++等计算机语言实现对图像的识别，从而得到待测样本的比重检测结果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种比重检测设备，其特征在于，应用于对待测样本进行检测，包括：

用于输出激光的激光发射器；

依次位于所述激光发射器的输出激光光路水平方向上的挡光片，棱镜，凸面镜，激光衰减片和摄像头；

所述挡光片上设置有透光孔，所述输出激光通过所述透光孔穿过所述挡光片；

所述棱镜中部设置有中空通道，用于使所述待测样本通过所述中空通道流过；

通过所述透光孔的所述输出激光斜射至所述棱镜的第一镜面上，并经过所述中空通道流过的所述待测样本和所述棱镜的第二镜面进行折射；

设置于所述棱镜的第二镜面一侧的所述凸面镜，将经过所述棱镜折射出的折射激光进行聚合；

设置于所述凸面镜凸面一侧的所述激光衰减片，将经所述凸面镜聚合后的聚合激光进行衰减，并照射至所述摄像头上，形成包含明亮区域和黑暗区域的明暗对比图像，所述明亮区域为明亮的光带；

与所述摄像头相连的计算设备，用于获取所述光带的中心位置的偏移距离，并依据预设的偏移距离与液体比重的对应关系换算得到所述待测样本的比重检测结果。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述挡光片倾斜设置于靠近所述激光发射器输出激光的一侧。

3.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述挡光片倾斜设置于靠近所述棱镜的第一镜面的一侧，与所述第一镜面平行。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

设置有电压调节器件的外部电路，所述电压调节器件与所述激光发射器相连，用于调节激光头电压。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述棱镜的第一镜面与所述第二镜面的延长线成一夹角。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述激光发射器包括圆形光斑激光发射器。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述圆形光斑激光发射器中还设置有用于调节激光头电压的电压调节器件。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述摄像头上设置有活动部件，所述活动部件调节所述摄像头进行左右或上下移动，用于调整形成于所述摄像头上的所述光带的位置。

9.根据权利要求1或8所述的设备，其特征在于，所述摄像头包括CMOS传感器的摄像头。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

与所述计算设备相连的温度传感器，用于对所述比重检测结果进行温度补偿。