CN215115886U - 一种光学测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明的光学测量装置，包括：激光发射单元、荧光接收单元以及光学主板，所述激光发射单元包括纳米激光器、柱面镜以及反射镜，光线由纳米激光器发射依次通过柱面镜、反射镜照射至待测样本，形成反射光线，所述荧光接收单元包括：消色差透镜、干扰滤光片、双凸透镜以及光电二极管，所述反射光线依次通过所述消色差透镜、干扰滤光片、双凸透镜、后照射至所述光电二极管；光学主板主要由模拟信号调制与采样电路与数字系统控制电路连接组成，所述模拟信号调制与采样电路与所述光电二极管通信连接。有益效果：该装置保证了测量结果的精确度，两者分开有利于使经由光电二极管输出的荧光模拟信号不受数字电路的干扰，保证采样结果的准确性。

Description

一种光学测量装置

技术领域

本发明涉及定量检测领域，尤其涉及一种光学测量装置。

背景技术

在以荧光免疫层析定量检测技术为基础的定量检测领域，如医学床旁检测，食品安全检测等，荧光分析仪主要利用荧光效应对待测物上荧光物质进行定量检测，所谓荧光效应，即当高能量短波长光线射入某些物质时，物质中的电子吸收能量，从基态能级跃迁至高能级；由于电子处在高能级不稳定，就会从高能级跃迁至低能级，从而释放出能量发出荧光，释放出的光线波长长于吸收的短波光线，荧光的强度与荧光物质的浓度成正比，通过测量发射光的能量，即可分析待测物质的浓度。现有的荧光激发光源具有能耗高、成本高、寿命短的缺点，荧光接收机构又存在灵敏度不足，检测效率地的特点。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种光学测量装置，具体由以下技术方案实现：

所述光学测量装置，包括：激光发射单元、荧光接收单元以及光学主板，所述激光发射单元包括纳米激光器、柱面镜以及反射镜，光线由纳米激光器发射依次通过柱面镜、反射镜照射至待测样本，形成反射光线，所述荧光接收单元包括：消色差透镜、干扰滤光片、双凸透镜以及光电二极管，所述反射光线依次通过所述消色差透镜、干扰滤光片、双凸透镜、后照射至所述光电二极管；光学主板主要由模拟信号调制与采样电路与数字系统控制电路连接组成，所述模拟信号调制与采样电路与所述光电二极管通信连接。

所述的光学测量装置的进一步设计在于，还包括用于阻挡灰尘杂质的防尘镜，所述防尘镜设于反射镜与待测样本间的光线路径上。

所述的光学测量装置的进一步设计在于，还包括用于滤除杂光的过滤透镜，所述过滤透镜设于双凸透镜与光电二极管的光线路径上。

所述的光学测量装置的进一步设计在于，还包括安装有专用软件的工控机，所述工控机与数字系统控制电路通信连接。

所述的光学测量装置的进一步设计在于，所述反射镜仅通过波长为685至695nm的红色激光，并将剩余波长范围的红色激光反射到一激光侦测板上。

所述的光学测量装置的进一步设计在于，数字系统控制电路采用8051F020单片机。

所述的光学测量装置的进一步设计在于，所述模拟信号调制与采样电路采用PIC单片机PIC24F16KA301。

本发明的优点如下：

本发明的光学测量装置，包括激光发射单元、荧光接收单元和光学主板组成。激光发射单元产生所需要的红色激发光，荧光接收单元接收被检样本受激发辐射出的荧光信号转换为模拟电信号输出。光学主板主要由模拟信号调制与采样电路与数字系统控制电路组成。这样的设计保证了测量结果的精确度，两者分开有利于使经由光电二极管输出的荧光模拟信号不受数字电路的干扰，保证采样结果的准确性。同时采样电路控制芯片包含12 位A/D 采样模块，采样速度快，精度高，以此确保采样电路的输出结果稳定可靠。

附图说明

图1为光学测量装置结构图。

图2为光学头剖面图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1，本实施例的光学测量装置，由激光发射单元1、荧光接收单元2和光学主板12组成。激光发射单元1的主要功能是产生所需要的红色激发光，荧光接收单元2的主要功能是接收被检样本受激发所辐射出的荧光信号转换为模拟电信号输出。激光发射单元1主要由纳米激光器、柱面镜、反射镜以及防尘镜组成。荧光接收单元2主要由消色差透镜、干扰滤光片、双凸透镜、过滤透镜以及光电二极管组成。本实施例的光学测量装置还包括安装有专用软件的工控机，工控机与数字系统控制电路通信连接。光学主板12主要由模拟信号调制与采样电路与数字系统控制电路连接组成，模拟信号调制与采样电路与所述光电二极管通信连接

如图2，本实施例的光学测量装置的纳米激光器3，通电后将产生红色激光作为荧光激发光源。柱面镜4将红色激光聚焦。反射镜5将波长为690nm的红色激光折射过去，同时将剩余波长范围的红色激光反射到一小型激光侦测板上，用于监测荧光激发光源的激光强度。括防尘镜6阻挡灰尘杂质进入整个光学测量装置，防止光学测量装置的测量准确度受到不良影响。红色激光通过防尘镜6后聚焦到待测样本表面。

本实施例的荧光接收单元2中，样本受激发后产生的荧光信号经过消色差透镜7和干扰滤光片8得到所需波长的荧光信号。荧光信号经过双凸透镜9进行聚焦。荧光信号经过过滤透镜10进行滤除杂光。荧光信号最终被光电二极管11接收，将光信号转换为电信号，光电二极管11与荧光接收板通信连接，荧光接收板将电信号进行AD转换，并将数字信号荧光值传输给光学主板后，由工控机的专用软件通过读取的荧光值与相应的标准曲线，按照四参数法换算出待测浓度值。

本实施例的光学测量装置的工作过程为：光源3发出红色激发光，激发光经过柱面镜4聚焦后被反色镜5反射某些波长的红色激发光，同时所需波长的红色激发光折射通过，再通过防尘镜6聚焦到待测样本表面。此时，试剂卡来回运动进行扫描。样本受激发后产生的荧光信号通过消色差透镜7聚焦为平行光，通过干扰滤光片8滤除干扰信号，再经由双凸透镜9聚焦到过滤透镜10，最后被光电二极管11接收，将光信号转换为电信号，光电二极管为荧光接收板的一部分，荧光接收板将电信号进行AD转换，并将数字信号荧光值传输给光学主板，软件通过读取的荧光值与相应的标准曲线，按照四参数法换算出待测浓度值。本实施例的干扰滤光片8采用FF02-809/81-125镜片，过滤透镜10采用CURV-46082镜片，消色差透镜7采用48355镜片。

本实施例的模拟信号调制与采样电路的包含12 位A/D 采样模块，采样速度快，精度高，以此确保采样电路的输出结果稳定可靠，本实施例的模拟信号调制与采样电路采用PIC 单片机PIC24F16KA301。

检测系统主要由模拟信号调理与采样电路与数字系统控制电路组成。这样的设计主要是为了保证测量结果的精确度，两者分开有利于使经由光电传感器输出的荧光信息模拟信号不受数字电路的干扰，保证采样结果的准确性。同时采样电路控制芯片采用PIC 单片机PIC24F16KA301，该芯片功耗低，包含12 位A/D 采样模块，采样速度快，精度高，以此确保采样电路的输出结果稳定可靠，下图给出了采样电路具体的原理框图。

本实施例的数字系统控制电路以8051F020单片机为核心，搭载ＲTOS-51 实时操作系统，完成荧光免疫层析定量检测系统的测试过程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种光学测量装置，包括：激光发射单元、荧光接收单元以及光学主板，所述激光发射单元包括纳米激光器、柱面镜以及反射镜，光线由纳米激光器发射依次通过柱面镜、反射镜照射至待测样本，形成反射光线，所述荧光接收单元包括：消色差透镜、干扰滤光片、双凸透镜以及光电二极管，所述反射光线依次通过所述消色差透镜、干扰滤光片、双凸透镜、后照射至所述光电二极管；光学主板主要由模拟信号调制与采样电路与数字系统控制电路连接组成，所述模拟信号调制与采样电路与所述光电二极管通信连接。

2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于还包括用于阻挡灰尘杂质的防尘镜，所述防尘镜设于反射镜与待测样本间的光线路径上。

3.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于还包括用于滤除杂光的过滤透镜，所述过滤透镜设于双凸透镜与光电二极管的光线路径上。

4.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于还包括安装有专用软件的工控机，所述工控机与数字系统控制电路通信连接。

5.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于所述反射镜仅通过波长为685至695nm的红色激光，并将剩余波长范围的红色激光反射到一激光侦测板上。

6.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于数字系统控制电路采用8051F020单片机。

7.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于所述模拟信号调制与采样电路采用PIC 单片机PIC24F16KA301。

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