CN110879208A - 一种带自校准功能的吸光度检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带自校准功能的吸光度检测系统，该系统包括光学检测模块、检测池模块和数据采集及运算模块；其中光学检测模块包括光源、单色器、光电转换器件；检测池模块，至少包含一个检测池，且至少包含一个透射光孔位置，并与光学检测模块产生相对运动；数据采集及运算模块在光学检测模块和检测池模块相对运动的过程中，同时采集检测池和透射光孔的数据信号，用于校正光源引起的信号值的变化，以提高检测系统的灵敏度。

Description

一种带自校准功能的吸光度检测系统

技术领域

本发明涉及食品检测、环境检测和医疗器械等技术领域，具体涉及一种带自校准功能的吸光度检测系统。

背景技术

吸光度是衡量光被吸收程度的一个物理量，指光线通过溶液或其他物质前的入射光强度与该光线通过溶液或其他物质后的透射光强度比值。例如，对于溶液而言，吸光度主要受光波长、溶液厚度、溶液中溶质浓度等影响；在光束波长和溶液厚度一定条件下，吸光度由溶液浓度决定。基于吸光度原理测定溶液中特定物质浓度是临床生化检测、血凝检测、食品安全检测和环境安全检测的主要技术手段。

吸光度检测系统，光源是一个重要的器件，目前大多数的光源选择有卤素灯、氙灯和LED等，卤素灯寿命短且发热量大，氙灯成本昂贵控制系统复杂；LED相对于前两种光源的优点是寿命长、体积小、成本低、便于控制；但在检测过程中光源本身都会逐步衰减，降低系统的灵敏度，并且光源的波动会直接影响到结果的计算及分析，影响检测的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带自校准功能的吸光度检测系统，以解决由于光源的衰减，导致检测系统的灵敏度降低的问题。

采用所述吸光度检测系统，其结构包括但不限于，光学检测模块、检测池模块、数据采集及运算模块；其中，所述的光学检测模块包括光源、单色器、光电转换器件，其中，所述的光源可以但不局限于是LED，所述的单色器可以但不局限于是滤色片，所述的光电转换器件可以但不局限于是光电二极管；进一步地，所述光学检测模块的光源是LED、卤素灯、或氙灯；所述光学检测模块的单色器是滤色片或光栅；所述光学检测模块的光电转换器件是光敏电阻、光电二极管、APD、MPPC、或PMT。

所述的检测池模块可以但不局限于是比色杯、比色皿、微流控盘片等，且有透光孔，作为校光通道；

所述的光学检测模块和所述的检测池模块具有相对运动，可以是所述的光学检测模块相对于所述的检测池模块运动，也可以是所述的检测池模块相对于所述的光学检测模块运动，所述的相对运动的驱动结构可以但不局限于是步进电机、无刷电机等，所述的驱动结构可以驱动所述的光学检测模块运动，也可以驱动所述的检测池模块运动。所述相对运动是直线运动，或圆周运动。

所述的数据采集及运算模块，包括至少一路AD采集通道，与所述的光学检测模块相连接，在所述的光学检测模块和所述的检测池模块相对运动的过程中，同时采集检测池和透射光孔的数据，并传至微处理器或PC机，并且采用透射光孔的数据与检测池的数据进行运算，来校正光源波动带来的影响，从而提高系统的灵敏度。

所述的检测池模块由检测盘、透光孔、检测池和无刷电机组成。

本发明还要求保护上述的系统的检测方法，包括如下步骤：

透光孔和检测池位于检测盘上，无刷电机驱动检测盘相对于光学检测模块旋转运动，LED光源发出的光经过LED准直小孔后，照射到检测盘上，经过LED准直小孔的透射光在检测盘旋转运动的过程中，会依次照射到透光孔和检测池上，透射光经过滤色片后照射到光电二极管上，光电二极管把光信号转换为电信号后，传送给AD采集及运算模块进行处理；

AD采集及数据运算模块，同时采集透光孔和检测池的经光电二极管转换后的电信号，检测池的信号值经过AD采集及数据运算模块处理，处理方法为检测池的信号值与透光孔的信号值进行比值运算校正光源的衰减。

本发明还要求保护上述的系统的用途，其特征在于，应用于食品检测、环境检测和医疗器械领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明带自校准功能吸光度的检测系统框图；

图2是本发明带自校准功能吸光度检测系统的一个实施实例；

图3是本发明带自校准功能吸光度检测系统的LED光源校正前的数据；

图4是本发明带自校准功能吸光度检测系统的LED光源校正后的数据。

附图标记说明：

光源11；单色器及光电转换器件12；检测池模块21；AD采集及运算模块31；LED光源101；LED准直孔102；接收光准直孔103；滤色片104；光电二极管105；检测盘201；透光孔202；检测池203；无刷电机204；AD采集及数据运算模块301。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的描述。

如图1所示是本发明带自校准功能吸光度检测系统的结构框图，其中，光学检测模块包括光源11、单色器及光电转换器件12；检测池模块21，至少有一个透光孔；AD采集及运算模块31同时采集检测池和透光孔的数据，并进行光源校正。

图2是本发明带自校准功能吸光度检测系统的一个实施实例，其中LED光源101、LED准直孔102、接收光准直孔103、滤色片104、光电二极管105共同构成了这一实施实例的光学检测模块；

检测盘201、透光孔202、检测池203、无刷电机204共同构成了这一实施实例检测池模块；

其中，透光孔202和检测池203位于检测盘201上，无刷电机204驱动检测盘201相对于光学检测模块旋转运动，LED光源101发出的光经过LED准直小孔102后，照射到检测盘201上，经过LED准直小孔102的透射光在检测盘旋转运动的过程中，会依次照射到透光孔202和检测池203上，透射光经过滤色片104后照射到光电二极管105上，光电二极管105把光信号转换为电信号后，传送给AD采集及运算模块301进行处理。

其中，AD采集及数据运算模块301，同时采集透光孔202和检测池203的经光电二极管105转换后的电信号，检测池203的信号值未经过处理后的数据如图3所示，有明显的光源衰减的现象；检测池203的信号值经过AD采集及数据运算模块301处理，处理方法为检测池203的信号值与透光孔202的信号值进行比值运算，处理后的数据为图4所示，校正了光源的衰减。

Claims (10)

1.一种带自校准功能的光学检测系统，其特征在于，所述系统包括光学检测模块、检测池模块、和数据采集及运算模块；所述光学检测模块和检测池模块可以相对运动，所述数据采集及运算模块与所述光学检测模块相连接；其中，

所述检测池模块至少包含一个检测池，且至少包含一个透射光孔。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学检测模块包括光源、单色器、和光电转换器件；所述单色器是把光源发出的光转变为单色光，所述光电转换器件是把光信号转变为电信号，提供给数据采集及运算模块。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的光学检测模块和检测池模块可以相对运动。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集和运算模块，包括至少一路的AD转换通道及微处理器单元，与光学检测模块相连接，同时采集检测池和透射光孔的数据；微处理器单元通过透射光孔的数据来校正光源的波动，以提高系统的灵敏度。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光学检测模块的光源是LED、卤素灯、或氙灯；所述光学检测模块的单色器是滤色片或光栅；所述光学检测模块的光电转换器件是光敏电阻、光电二极管、APD、MPPC、或PMT。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的相对运动是无刷电机或步进电机驱动检测池模块相对于光学检测模块运动，或者无刷电机或步进电机驱动光学检测模块相对于检测池模块运动；所述相对运动是直线运动，或圆周运动。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的检测池模块的检测池是比色杯、比色皿、或微流控盘片，且有透光孔，作为校光通道。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的检测池模块由检测盘、透光孔、检测池和无刷电机组成。

9.根据权利要求1-8任一项所述的系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

透光孔和检测池位于检测盘上，无刷电机驱动检测盘相对于光学检测模块旋转运动，LED光源发出的光经过LED准直小孔后，照射到检测盘上，经过LED准直小孔的透射光在检测盘旋转运动的过程中，会依次照射到透光孔和检测池上，透射光经过滤色片后照射到光电二极管上，光电二极管把光信号转换为电信号后，传送给AD采集及运算模块进行处理；

AD采集及数据运算模块，同时采集透光孔和检测池的经光电二极管转换后的电信号，检测池的信号值经过AD采集及数据运算模块处理，处理方法为检测池的信号值与透光孔的信号值进行比值运算校正光源的衰减。

10.权利要求1-8任一项所述的系统的用途，其特征在于，应用于食品检测、环境检测和医疗器械领域。

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