CN213275427U - 一种电极探针体外测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电极探针技术领域，公开了一种电极探针体外测试系统，包括主控模块、数据采集及处理模块和USB模块；该电极探针体外测试系统使上位的计算机系统通过USB模块与电极探针体外测试系统连接，通过USB模块将主控模块中获得的测试数据传送至上位的计算机系统，使技术人员能够快速地直接通过计算机系统记录测试数据，并且USB模块采用的Mini USB接口连接方便、应用范围广，接口单元的供电线路连接有自恢复保险丝，能够防止接口单元因电流过大而损坏；采用STM8L152M8单片机作为主控单元的核心部件，可以实现控制电极探针体外测试系统对电极探针的性能进行测试、记录并上传数据的目的，并且能取得节约能源、易于实现程序控制以及系统扩展的效果。

Description

一种电极探针体外测试系统

技术领域

本实用新型涉及电极探针技术领域，具体涉及一种电极探针体外测试系统。

背景技术

临床上常常将电极探针置入人体内，利用电极对人体体液进行检测，通过电极探针上的电流、电压等数量的变化来确定体液中某些物质的含量，获得体液的某些指标值，进而制定下一步的治疗计划。因此，电极探针的灵敏度是通过电极探针进行体液检测能否获得准确的体液指标的关键因素，在投入临床使用之前，通常要对电极探针进行测试，通过在体外模拟人体内的体液环境来测试电极探针是否能准确测定体液中的有关指标。现有技术的做法是，配置预设浓度的与人体体液成分类似的溶液，将接入电路的电极探针伸入溶液中，采集电极探针上的电流或电压，通过电流或电压在电极探针的变化情况来计算测得的溶液中有关物质含量，将测得的值与预设浓度比较，以确定电极探针的监测结果是否准确，是否可用于实际的临床检测。但是现有技术的电极探针测试装置仅仅对电极探针进行测试，而没有将测试时获得的电流、电压、测得的物质浓度等指标进行上传的部件，使技术人员无法通过电子途径快速记录相关指标、对各项测得的指标进行分析。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电极探针体外测试系统，该电极探针体外测试系统能够将测试获得的数据上传到更上位的计算机系统中，方便技术人员快速记录测试数据，并进行后续的分析工作。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电极探针体外测试系统，包括：主控模块、数据采集及处理模块和USB模块，所述主控模块分别与所述数据采集及处理模块和USB模块电性连接；所述数据采集及处理模块与待测试的电极探针电性连接；所述USB模块包括接口单元和转换单元，所述接口单元与所述转换单元电性连接，所述转换单元与所述主控模块电性连接。

在本实用新型中，优选的，所述主控模块包括单片机，所述单片机的型号为STM8L152M8，所述单片机的PH4USART2_RX引脚与电阻R67电性连接，所述电阻R67与所述USB模块的TXD引脚电性连接，所述主控模块的PH5USART2_TX引脚与电阻R68电性连接，所述电阻R68与所述USB模块的RXD引脚电性连接。

在本实用新型中，优选的，所述接口单元的供电线路连接有自恢复保险丝。

在本实用新型中，优选的，所述接口单元采用Mini USB接口。

在本实用新型中，优选的，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述主控模块、数据采集及处理模块和USB模块电性连接。

在本实用新型中，优选的，所述USB模块还包括稳压单元，所述电源模块与所述稳压单元电性连接，所述稳压单元分别与所述转换单元和接口单元电性连接。

在本实用新型中，优选的，还包括持针装置，所述持针装置与所述数据采集及处理模块电性连接。

在本实用新型中，优选的，所述持针装置包括线路板和压板，所述线路板与所述数据采集及处理模块电性连接，所述压板与所述线路板可拆卸地固定连接。

在本实用新型中，优选的，所述压板上均匀设置有若干圆槽，所述圆槽的顶部固定有若干导电橡胶柱，所述导电橡胶柱的侧面与所述圆槽对应的位置设置有连接孔，所述导电橡胶柱的底面与所述线路板上的电路触点位置对应。

在本实用新型中，优选的，还包括溶液池，所述溶液池内均匀设置有若干互不连通的溶液槽，每个所述溶液槽用于单独盛放测试溶液。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的电极探针体外测试系统通过设置USB模块与主控模块连接，使上位的计算机系统通过USB模块与电极探针体外测试系统连接，通过USB模块将主控模块中获得的测试数据传送至上位的计算机系统，使技术人员能够快速地直接通过计算机系统记录测试数据，并进行后续的数据统计分析等工作，并且USB模块采用的Mini USB接口连接方便、应用范围广，接口单元的供电线路连接有自恢复保险丝，能够防止接口单元因电流过大而损坏；采用STM8L152M8单片机作为主控单元的核心部件，可以实现控制电极探针体外测试系统对电极探针的性能进行测试、记录并上传数据的目的，并且能取得节约能源、易于实现程序控制以及系统扩展的效果。

附图说明

图1为电极探针体外测试系统的结构示意图。

图2为主控模块的电路图。

图3为接口单元的电路图。

图4为转换单元的电路图。

图5为稳压单元的电路图。

图6为持针装置的结构示意图。

图7为未安装导电橡胶柱的压板的后视图。

图8为导电橡胶柱的结构示意图。

图9为溶液池的结构示意图。

附图中：1-主控模块、2-电源模块、3-数据采集及处理模块、4-USB模块、401-接口单元、402-转换单元、403-稳压单元、5-持针装置、501-线路板、502-压板、503-导电橡胶柱、5031-连接孔、6-溶液池、601-溶液槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图9，本实用新型一较佳实施方式提供一种电极探针体外测试系统，包括主控模块1、数据采集及处理模块3和USB模块4。

在本实施方式中，主控模块1用于控制数据采集及处理模块3对电极探针上的电流或电压进行采集以及将采集到的数据进行处理，并且将处理后的数据通过USB模块4上传，因此，主控模块1分别与数据采集及处理模块3和USB模块4电性连接；数据采集及处理模块3用于采集电极探针上的电流或电压，并对采集到的电流或电压进行放大、运算等处理，从而得到适于计算的数据，因此，数据采集及处理模块3除与主控模块1连接外，还与电极探针电性连接；USB模块4包括接口单元401和转换单元402，接口单元401与转换单元402电性连接，转换单元402与主控模块1电性连接，接口单元401设置有供电线路和数据线路，用于与外界的USB接口连接，外界的计算机系统的USB接口就是通过接口单元401连接的，转换单元402用于将主控模块1的其他通信接口标准(如RS-232、RS-485等)转换成USB标准，其核心部件为专门的USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)到串行UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口的转换芯片，本实施方式中采用FT232RL芯片来实现。

通过设置与主控模块1电性连接的USB模块4，可以实现主控模块1的串口通信标准向USB标准的转换，并且可以通过接口单元401外设的USB接口实现与上位的计算机系统的连接，通过USB接口将获得的电极探针上的电压、电流等数据上传到上位的计算机系统中，使技术人员能够快速地直接通过计算机系统记录测试数据，并进行后续的数据统计分析等工作。

本实用新型的一个实施例中，主控模块包括单片机，单片机的PH4USART2_RX引脚与电阻R67电性连接，电阻R67与USB模块的TXD引脚电性连接，主控模块的PH5USART2_TX引脚与电阻R68电性连接，电阻R68与USB模块的RXD引脚电性连接。其中，单片机的型号可以选择STM8L152M8，该芯片具有功耗低、功能全面、开发周期短的优势。采用STM8L152M8单片机作为主控单元的核心部件，可以实现控制电极探针体外测试系统对电极探针的性能进行测试、记录并上传数据的目的，并且能取得节约能源、易于实现程序控制以及系统扩展的效果。

本实用新型的一个实施例中，接口单元401的供电线路连接有自恢复保险丝，本实施例中采用的自恢复保险丝型号为1206L050YR，实际应用中也可采用其他各种型号的自恢复保险丝进行连接。通过连接自恢复保险丝，可以实现对接口单元401进行过流保护，防止其因输入电流过大而遭到损坏。

本实用新型的一个实施例中，接口单元401采用Mini USB接口(Mini USB，即迷你USB，是USB接口标准之一)。Mini USB接口包括“VBUS”、“D+”“D-”、“ID”和“GND”五个接线触点，其中“VBUS”为供电线路，上述自恢复保险丝即连接在该触点与电源之间。采用Mini USB接口，可以实现接口单元401与上位计算机系统之间快捷、方便的连接，并且该接口应用广泛，适用于多种场合。

本实用新型的一个实施例中，电极探针体外测试系统还包括电源模块2，电源模块2用于为其他模块供电，因而分别与主控模块1、数据采集及处理模块3和USB模块4电性连接。通过设置电源模块2，可以实现为其他模块提供稳定电源的目的。

本实用新型的一个实施例中，USB模块4还包括稳压单元403，电源模块2与稳压单元403电性连接，稳压单元403分别与转换单元402和接口单元401电性连接。稳压单元403由稳压器及其周边电路组成，能够将电源模块2的电压进行稳压，输出误差很小的固定电压，本实施例中采用AMS117稳压器，实际应用中也可以采用其他型号的稳压器。通过设置稳压单元403，可以实现为转换单元402和接口单元401进行极为稳定的供电，使转换单元402保持稳定的性能。

本实用新型的一个实施例中，电极探针体外测试系统还包括持针装置5，持针装置5与数据采集及处理模块3电性连接。持针装置5用于可拆卸地固定电极探针，其上设置有可以固定电极探针的结构，并且具有与电极探针连接的导电结构，该导电结构与数据采集及处理模块3电性连接，从而可以实现电极探针与数据采集及处理模块3电性连接。其中，固定电极探针的结构和与电极探针连接的导电结构可以设置多个，从而持针装置5上可安装多个电极探针。通过设置持针装置5，可以实现技术人员手持电极探针进行测试，并且可以实现多个电极探针同时进行测试。

本实用新型的一个实施例中，持针装置5包括线路板501和压板502。其中，压板502作为固定电极探针的结构，线路板501作为与电极探针连接的导电结构，压板502上可以设置针孔、针槽等结构，并利用导电橡胶等材料制成的导电部件在压板502内部与电极探针接触，再将导电部件在压板502表面与线路板501上的电路触点接触，线路板501上的电路再与数据采集及处理模块3电性连接。同时，线路板501和压板502可拆卸地固定连接。采用线路板501和压板502组成持针装置5，可以实现电极探针与数据采集及处理模块3电性连接，线路板501和压板502可拆卸连接使得电极探针在持针装置5上拆装方便。

本实用新型的一个实施例中，压板502上均匀设置有若干圆槽，圆槽的顶部固定有若干导电橡胶柱503，导电橡胶柱503的侧面与圆槽对应的位置设置有连接孔5031，导电橡胶柱503的底面与线路板501上的电路触点位置对应。其中，电极探针可以插入导电橡胶柱503的连接孔5031中，但由于连接孔5031的直径较小，并且其内壁具有弹性，连接孔5031的内壁会挤压电极探针，使电极探针被连接孔5031握住，从而电极探针被固定在圆槽内。并且电极探针通过导电橡胶柱503和线路板501与数据采集及处理模块3电性连接。通过在压板502上设置若干圆槽，并在圆槽的顶部固定导电橡胶柱503，可以实现多个电极探针在持针装置5上的固定以及与数据采集及处理模块3的电性连接。

本实用新型的一个实施例中，电极探针体外测试系统还包括溶液池6，溶液池6内可以设置若干个溶液槽601，每个溶液槽601与相邻的溶液槽601均是相互独立的，并不连通，并且所有的溶液槽601均匀分布在溶液池6内，各个溶液槽601中可以盛放相同或不同的溶液，互相不会影响溶液成分。与之相对应地，持针装置5最好也采用能够固定多个电极探针的结构，并且每个电极探针的位置与位于同一排或列的溶液槽601相对应，这样既可以对同一型号的电极探针进行批量测试，也可以对不同型号的电极探针同时进行测试。通过设置溶液池6，并在溶液池6内设置若干溶液槽601，可以实现使用专门的测试容器盛放模拟人体体液环境的溶液，并且实现同时对多个电极探针进行测试，方便对电极探针体外测试系统的管理，提高了电极探针体外测试系统的工作效率。

工作原理：

使用电极探针体外测试系统对电极探针进行测试时，首先将待测试的电极探针均插入压板502上的圆槽中，电极探针的顶端插入圆槽顶部的导电橡胶柱503的连接孔5031内，从而将电极探针固定在持针装置5上；然后，将配置好的测试溶液倒入溶液池6的相应溶液槽601内，例如，对用于检测体液中葡萄糖浓度的电极探针进行体外测试，则使用配置好的葡萄糖溶液；接着，将USB模块4与上位的计算机系统连接，将电源模块2开启，技术人员手持持针装置5，将电极探针伸入对应的溶液槽601内，电极探针上的电流或电压发生变化，数据采集及处理模块3采集到变化的电流或电压信号，并对该信号进行放大、运算等处理，处理后的信号进入主控模块1，主控模块1将该信号所代表的测试数据通过外部的显示装置显示出来，技术人员即可观察到该测试数据确定溶液浓度，将该浓度与配制溶液时的预设浓度比对，就可以确定被测电极探针的灵敏度、线性程度等指标，从而判断电极探针的精度是否符合投入使用的要求；与此同时，主控模块1还会将测试数据传送至USB模块4，该测试数据会通过USB模块4继续传送至上位的计算机系统，上位的计算机系统可以将测试数据存储并汇总，技术人员可以进一步通过上位的计算机系统对测试数据做更深入的研究和分析。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种电极探针体外测试系统，其特征在于，包括：主控模块、数据采集及处理模块和USB模块，

所述主控模块分别与所述数据采集及处理模块和USB模块电性连接；

所述数据采集及处理模块与待测试的电极探针电性连接；

所述USB模块包括接口单元和转换单元，所述接口单元与所述转换单元电性连接，所述转换单元与所述主控模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，所述主控模块包括单片机，所述单片机的型号为STM8L152M8，所述单片机的PH4USART2_RX引脚与电阻R67电性连接，所述电阻R67与所述USB模块的TXD引脚电性连接，所述主控模块的PH5USART2_TX引脚与电阻R68电性连接，所述电阻R68与所述USB模块的RXD引脚电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，所述接口单元的供电线路连接有自恢复保险丝。

4.根据权利要求3所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，所述接口单元采用Mini USB接口。

5.根据权利要求4所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述主控模块、数据采集及处理模块和USB模块电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，所述USB模块还包括稳压单元，所述电源模块与所述稳压单元电性连接，所述稳压单元分别与所述转换单元和接口单元电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，还包括持针装置，所述持针装置与所述数据采集及处理模块电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，所述持针装置包括线路板和压板，所述线路板与所述数据采集及处理模块电性连接，所述压板与所述线路板可拆卸地固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，所述压板上均匀设置有若干圆槽，所述圆槽的顶部固定有若干导电橡胶柱，所述导电橡胶柱的侧面与所述圆槽对应的位置设置有连接孔，所述导电橡胶柱的底面与所述线路板上的电路触点位置对应。

10.根据权利要求1所述的一种电极探针体外测试系统，其特征在于，还包括溶液池，所述溶液池内均匀设置有若干互不连通的溶液槽，每个所述溶液槽用于单独盛放测试溶液。

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