CN209117582U - 一种手持式定量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种手持式定量检测装置，包括：壳体、光学结构、运动结构、主控电路板、电源模块、显示装置与按键组件；壳体一端对应运动结构设有用于试剂卡插入的第一通孔，显示装置底面焊接于主控电路板正面的中部，光学结构安装于主控电路板正面的一端，运动结构安装于主控电路板背面的一端，电源模块安装于主控电路板背面的中部。通过光学结构、运动结构、电源模块以及显示装置集成化于主控电路板上，集成化程度高，利于实现设备的小型化，空间利用率高，从而适合成人持握操作；用户可全程便携设备或将设备横放于平桌面上完成测试，轻微的晃动、外界振动或倾斜放置不会影响测试效果。

Description

一种手持式定量检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测设置，尤其涉及一种手持式定量检测装置。

背景技术

各类化学物质在发生化学反应(包括络合反应、鳌合反应、氧化还原反应等)后经常会有变色情况发生，此时可称其发生了颜色反应。颜色反应的本质是化学试剂分子个体或个体聚集程度在反应前后发生变化(分子颗粒直径或分子间间隙发生变化)，使得其丧失或获得对于特定波长可见光的吸收或散射能力，在人肉眼中表现为色彩的变化。

化学试剂的反应变色能力经常被用于特定化学物质的表征或标识，依据变色程度与调配精度的差异，试剂反应前后颜色的变化可以定性地对特定化学物的存在性进行判断(如膜促性腺激素HCG测定用于验孕、酸碱指示剂用于酸碱性判定等)，半定量地对特定化学物的含量进行估计(如促卵泡生成素FSH测定用于排列周期估计、PH试纸用于ph值测定等)，甚至定量地测定特定化学物含量。在变色反应中，有一类反应是通过“鳌合染色”的原理来标识目标化合物的。其一般通过免疫反应使得待测物“染色”将其标记出来，并在除去染色剂后依靠残留颜色的浓淡程度来判断待测物含量。由于其结果观测的便捷性，基于可见光范围内变色反应的化学品测定在实际生活得到了更加广泛的应用。

以利用双夹心免疫层析反应实现的定量检测过程为例，如图1所示，利用选用基底的层析效应，在将一定浓度的待测液体滴加在基底上后，溶液通过层析作用向前移动，溶解固化在结合垫上的染色物并裹挟其一同移动；当液体进一步移动到测试区域时，已经与染色物结合的目标化合物会在此被固化在“测试线”上的某些化合物“捕获”(目标化合物为大分子时的双夹心法)；当液体携带反应剩余物继续移动到“控制线”处时，残余的未与目标化合物结合的染色物被固化在“控制线”上的目标化合物同类物“捕获”(双夹心法)；最后的“测试线”上的颜色浓度，或者说“测试线”与“控制线”上颜色浓淡的比值(或者说是对于特定波段可见光的吸收程度)，与待测液体目标化合物浓度成相应对应关系。

“双线式”的试剂卡需要观测两个敏感带的吸光程度才能得到所需目标化合物浓度，而为了得以准确的测得所需的吸光情况，存在有多种成熟的测量方式与手段，其现行的通用方法是：利用步进电机或减速电机驱动“特定波长光源‐感应组块”与试剂卡间的相对运动，以开环方式驱动步进电机在每运行相同的指定步数(或减速电机匀速运行相同时间)后停顿，以便模数转换模块对光电器件的响应输出采样，并最终得到一份“吸光程度‐移动步数”(或“吸光程度‐移动时间”)关系列表，而图2所示的列表中通过相应算法获得的“吸光程度”局部极大值或者“吸光程度”曲线围出的“鼓包”面积即可作为前文提到的“测量线”吸光度与“控制线”吸光度参考值。

在“变色反应”之外，尚存在利用电化学特性变化进行待测物检测的方法。简单来说，某种待测物在与具备导电能力的试剂物进行反应后，会改变试剂物的导体性质，即试剂物进行检测反应前后的电阻、电容或电感以及通过测试通过的电流信号的变化，会发生与待测物溶度存在确定映射关系的变化。通过变化的电阻、电容、电感值或者电流信号的特征变化，就可推算出待测物浓度。然而，这种方法需要对于待测物液体的内含物成分认知及其详细，以保证试剂物的导体性质变化对于待测物的特异性，排除其他成分干扰。

现有的检测设备存在以下不足：现有设备操作复杂，不适用于家庭场景使用；现有的小型化设备在防抖抗震保持设备工作稳定并无专门设计；取液样本操作复杂，容易造成检测设备的被污染。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种手持式定量检测装置。

本实用新型的技术方案如下：本实用新型提供一种手持式定量检测装置，包括：壳体，安装于所述壳体内的光学结构、运动结构、主控电路板与电源模块，以及安装于所述壳体上的显示装置与按键组件；所述主控电路板分别与所述光学结构、运动结构、电源模块、按键组件以及显示装置电性连接，所述壳体一端对应所述运动结构设有用于试剂卡插入的第一通孔，所述主控电路板具有正面与背面，所述显示装置底面焊接于所述主控电路板正面的中部，所述光学结构安装于所述主控电路板正面的一端，所述运动结构安装于所述主控电路板背面的一端，所述电源模块安装于所述主控电路板背面的中部。

进一步地，所述壳体对应所述按键组件设有第二通孔，所述按键组件收容于所述第二通孔中。

进一步地，所述按键组件包括相互配合的弧形键与小健，所述弧形键上形成一凹部，所述小健卡合设于所述凹部中。

进一步地，所述主控电路板包括：主控电路，分别与所述主控电路连接的电源管理电路、电机驱动与控制电路、信号采集与驱动电路、通信电路以及显示驱动电路；所述按键组件分别与所述信号采集与驱动电路及显示驱动电路电性连接，所述电源管理电路与所述电源模块电性连接，所述显示驱动电路与所述显示装置电性连接。

进一步地，所述光学结构包括与所述信号采集与驱动电路连接的光电转换管以及对应所述光电转换管设置的收光祛噪结构。

进一步地，所述运动结构包括：支架、安装于所述支架上的电机、与所述电机输出端连接的丝杆、安装于所述丝杆上的承力滑块、安装于所述承力滑块上的托盘以及安装于上所述壳体上的限位传感器，所述限位传感器与所述电机驱动与控制电路连接，所述限位传感器对应所述托盘设置，所述电机与所述电机驱动与控制电路电性连接。

进一步地，所述运动结构还包括：设于所述丝杆两侧的两侧承力导轨，所述承力滑块在两侧承力导轨上滑动。

进一步地，所述手持式定量检测装置还包括一设于壳体内的无线通信天线，所述无线通信天线与所述通信电路连接。

进一步地，所述壳体另一端设有第三通孔，所述第三通孔安装有一与所述电源管理电路连接的外部设备接口。

采用上述方案，本实用新型提供一种手持式定量检测装置，通过光学结构、运动结构、电源模块以及显示装置集成化于主控电路板上，集成化程度高，利于实现设备的小型化，空间利用率高，从而适合成人持握操作；采用弧形键与小键构成按键组件非常适合单手操作；使用过程中，用户可全程便携设备或将设备横放于平桌面上完成测试，轻微的晃动、外界振动或倾斜放置不会影响设备的测试效果，测试效果准确。

附图说明

图1为现有技术中层析原理图。

图2为吸光程度‐运动距离的关系列表。

图3为本实用新型手持式定量检测装置的结构示意图。

图4为本实用新型中主控电路板处的安装结构示意图一。

图5为本实用新型中主控电路板处的安装结构示意图二。

图6为本实用新型中主控电路板处的安装结构示意图三(去除显示装置)。

图7为本实用新型中运动结构的结构示意图。

图8为本实用新型中运动结构处于使用状态时的结构示意图。

图9为本实用新型的电气原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型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用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本实用新型提供一种手持式定量检测装置，在保障了定量检测精度和能力的前提下，完成了设备小型化与结构集成化，适合成人持握，配合相应的取液装置，可方便快捷的完成对于待测样品中特定待测物的定量检测。请参阅图3至图6，该检测装置包括：壳体1，安装于所述壳体1内的光学结构2、运动结构3、主控电路板4与电源模块5，以及安装于所述壳体1上的显示装置6与按键组件7，所述壳体1负责保护内部各个组件并提供内部器件的安装基座，所述显示装置6用于人机交互中展示设备工作状态与显示检测成果，按键组件7用于设备的开关机操作以及显示装置上的交互操作。

所述主控电路板4分别与所述光学结构2、运动结构3、电源模块5、按键组件7以及显示装置6电性连接，所述壳体1一端对应所述运动结构3设有用于试剂卡插入的第一通孔，试剂卡通过该第一通孔插入至所述检测装置中，完成检测。所述主控电路板4采用主结构板41安装于所述壳体1上，其具有正面与背面，所述显示装置6底面焊接于所述主控电路板4正面的中部，所述光学结构2安装于所述主控电路板4正面的一端，所述运动结构3安装于所述主控电路板4背面的一端，所述电源模块5安装于所述主控电路板4背面的中部，该结构集成化程度高，利于实现设备的小型化，空间利用率高，从而适合成人持握操作。进一步地，请结合参阅图9，所述主控电路板4包括：主控电路，分别与所述主控电路连接的电源管理电路、电机驱动与控制电路、信号采集与驱动电路、通信电路以及显示驱动电路。所述主控电路用于控制各个与其连接的电路的工作状态并进行数据处理，可以把检测结果显示在显示装置6上，也可以将检测结果通过通信电路发送给外部设备。所述显示驱动电路与所述显示装置电性连接，以驱动显示装置6显示内容，所述显示装置6优选选用液晶显示屏。所述电源管理电路与所述电源模块5电性连接，以控制电源模块5的充放电，所述电源模块5可以选用铝离子电池组。

所述壳体1对应所述按键组件7设有第二通孔，所述按键组件7收容于所述第二通孔中。

所述按键组件7分别与所述信号采集与驱动电路及显示驱动电路电性连接，以实现功能的选择与确认。所述按键组件7包括相互配合的弧形键与小健，所述弧形键上形成一凹部，所述小健卡合设于所述凹部中，该结构紧凑且美观，而且非常适合成人在单手持握时能够完成按压按键，因为按压的手指无需做大范围的移动。

所述光学结构2用于采集试剂卡反射过来的特定频率光线，其包括与所述信号采集与驱动电路连接的光电转换管以及对应所述光电转换管设置的收光祛噪结构。

所述运动结构3用于驱动试剂卡运动，其包括：固定于所述壳体内的支架31、安装于所述支架31上的电机32、与所述电机32输出端连接的丝杆33、安装于所述丝杆33上的承力滑块34、安装于所述承力滑块34上的托盘35以及安装于上所述壳体1上的限位传感器36。所述限位传感器36与所述电机驱动与控制电路电性连接，所述限位传感器36对应所述托盘35设置，用于检测托盘35的位置，以防止托盘35与壳体1或其它部位发生碰撞。所述电机驱动与控制电路与所述电机32电性连接，以控制电机32的工作状态。所述托盘35一侧开有容试剂卡插入的口，通过该口试剂卡插入至托盘35中并随着托盘35一起运动。所述托盘35的尺寸与口的尺寸根据试剂卡设置，可以防止试剂卡发生侧向抖动。进一步地，所述运动结构3还包括：设于所述丝杆33两侧的两侧承力导轨37，所述承力滑块34在两侧承力导轨37上滑动。所述托盘35通过承力滑块34与丝杆33相连，承力滑块34一方面将由丝杆33传导的电机转动转化为承力滑块34的直线运动，另一方面利用丝杆33两侧的侧承力导轨37分担了可能遭遇的侧切向力。由于侧承力导轨37的存在，运动装置可以承受较强的切向(切于试剂卡长直方向)干扰力，以保证设备在抖动或其他环境下的工作稳定。

所述手持式定量检测装置还包括一设于壳体内的无线通信天线，所述无线通信天线与所述通信电路连接。所述检测装置通过通信电路及无线通信天线可以与外部设备连接，完成功能选择，以及将检测结果发送到相应的外部设备上，使用非常便利。

所述壳体1另一端设有第三通孔，所述第三通孔安装有一与所述电源管理电路连接的外部设备接口9，外部设备接口9用于设备充电与冗余连接。

该检测装置的使用与运行基本流程如下：

1、试剂卡8获取待测液体：通过试剂卡8获取待测样品后，待待测液体反应完全后，在干净干燥环境下平放试剂卡8(观测窗口朝上)待用；

2、检测装置开机与准备：长按装置“小键”开机，并在显示装置显示主页信息后进行下一步操作，若选择利用远端操作界面(如手机端、电脑连接端等)则在各自相应设备上完成，否则，利用短时按压“弧形键”(负责条目切换功能)与“小键”(负责条目确认功能)完成待测物类型选择、测试模式等测试准备工作；

3、检测装置执行测试：待试剂卡8观测窗口上观测到变色反应，将试剂卡8从壳体1第一通孔插入已经准备好的检测装置中，并于远端操作界面或检测装置的交互界面上点击“开始检测”功能选项，此后电机驱动及控制电路驱动电机32工作，进而透过丝杆33驱动托盘35移动，使得试剂卡的观测窗口在光学结构2下缓慢移动，并通过信号采集与控制模块的配合工作，记录下试剂卡8反应试纸上不同位置的变色反应情况；

4、检测装置计算测试值：基于试剂卡8反应试纸上变色反应情况，通过滤波算法与浓度计算算法，设备内置程序将其转化为特定待测物浓度含量值；

5、结果显示：当前计算得到的待测物浓度含量值被呈现在显示装置的交互页面或远端操作界面上。

滤波算法、浓度计算算法以及转化为浓度含量值均为现有技术，可以直接采用现有技术即可满足需求。

值得一提的，该检测装置小型化设计，在使用过程中，用户可全程便携设备或将设备横放于平桌面上完成测试，轻微的晃动、外界振动或倾斜放置不会影响设备的测试效果，测试效果准确。

综上所述，本实用新型提供一种手持式定量检测装置，通过光学结构、运动结构、电源模块以及显示装置集成化于主控电路板上，集成化程度高，利于实现设备的小型化，空间利用率高，从而适合成人持握操作；采用弧形键与小键构成按键组件非常适合单手操作；使用过程中，用户可全程便携设备或将设备横放于平桌面上完成测试，轻微的晃动、外界振动或倾斜放置不会影响设备的测试效果，测试效果准确。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手持式定量检测装置，其特征在于，包括：壳体，安装于所述壳体内的光学结构、运动结构、主控电路板与电源模块，以及安装于所述壳体上的显示装置与按键组件；所述主控电路板分别与所述光学结构、运动结构、电源模块、按键组件以及显示装置电性连接，所述壳体一端对应所述运动结构设有用于试剂卡插入的第一通孔，所述主控电路板具有正面与背面，所述显示装置底面焊接于所述主控电路板正面的中部，所述光学结构安装于所述主控电路板正面的一端，所述运动结构安装于所述主控电路板背面的一端，所述电源模块安装于所述主控电路板背面的中部。

2.根据权利要求1所述的手持式定量检测装置，其特征在于，所述壳体对应所述按键组件设有第二通孔，所述按键组件收容于所述第二通孔中。

3.根据权利要求1所述的手持式定量检测装置，其特征在于，所述按键组件包括相互配合的弧形键与小健，所述弧形键上形成一凹部，所述小健卡合设于所述凹部中。

4.根据权利要求1所述的手持式定量检测装置，其特征在于，所述主控电路板包括：主控电路，分别与所述主控电路连接的电源管理电路、电机驱动与控制电路、信号采集与驱动电路、通信电路以及显示驱动电路；所述按键组件分别与所述信号采集与驱动电路及显示驱动电路电性连接，所述电源管理电路与所述电源模块电性连接，所述显示驱动电路与所述显示装置电性连接。

5.根据权利要求1所述的手持式定量检测装置，其特征在于，所述光学结构包括与所述信号采集与驱动电路连接的光电转换管以及对应所述光电转换管设置的收光祛噪结构。

6.根据权利要求5所述的手持式定量检测装置，其特征在于，所述运动结构包括：支架、安装于所述支架上的电机、与所述电机输出端连接的丝杆、安装于所述丝杆上的承力滑块、安装于所述承力滑块上的托盘以及安装于上所述壳体上的限位传感器，所述限位传感器与所述电机驱动与控制电路连接，所述限位传感器对应所述托盘设置，所述电机与所述电机驱动与控制电路电性连接。

7.根据权利要求6所述的手持式定量检测装置，其特征在于，所述运动结构还包括：设于所述丝杆两侧的两侧承力导轨，所述承力滑块在两侧承力导轨上滑动。

8.根据权利要求5所述的手持式定量检测装置，其特征在于，还包括一设于壳体内的无线通信天线，所述无线通信天线与所述通信电路连接。

9.根据权利要求4所述的手持式定量检测装置，其特征在于，所述壳体另一端设有第三通孔，所述第三通孔安装有一与所述电源管理电路连接的外部设备接口。