本发明专利技术公开了一种基于光纤的尿液干化分析装置及分析方法，分析装置包括试纸条和光源，在试纸条上设有试纸块；光源为由亮度分别可调的红光、绿光和蓝光三基色光构成的复合光源，复合光源通过照射光纤垂直照射到试纸块上；试纸块的反射光通过反射光纤照射到反射光颜色传感器；复合光源通过直射光纤直接照射到直射光颜色传感器上；颜色传感器的输出接微处理器，微处理器与光强控制单元连接，光强控制单元控制三种颜色光强度保持在设定范围内。本发明专利技术不仅有利于缩小尿液干化分析装置的体积，减少试纸条离光源的距离对测试结果的影响，还有利于提高测量精度和一致性，更易于小型化、产品化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及尿液检测，具体涉及一种尿液干化分析装置及分析方法，本专利技术以光 纤、颜色传感器、微处理器为核心实现尿液干化分析及数据处理，属于光电
技术介绍
尿液分析是一项重要的临床化验指标，除用于泌尿系统疾病的诊断、疗效观察以 及能引起尿液生化成分改变的其它系统疾病的诊疗之外，还可用于安全用药检测和健康状 态初评。随着计算机及自动化技术的发展，基于干化学的尿液分析仪也得以飞速发展。如 今，该类尿液分析仪可同时进行多项尿液指标的检测，其检测的基本原理为：利用光照射 试纸反应区表面产生反射光，反射光中不同颜色强度与各试纸块反应后的颜色相关，而各 试纸块反应后的颜色又与尿液中被检测物含量呈现确定的规律，所以根据反射光中不同颜 色强度便可检测出尿液中被检测物质的半定量值。因此，该类尿液分析仪的关键是颜色值 的获取和半定量分析算法两部分，获取颜色值的准确性取决于光学系统和颜色传感器的精 度；测试结果的准确性还取决于半定量分析算法的好坏。虽然有文献报道采用半反半透镜 及T型光筒灯的方法能在一定程度上能提高测试结果的一致性和一定程度地提高测量的 准确性，但在实际中由于照射光强的变化，会对测量结果产生明显的变化；还需时常利用白 块来实现校准，否则对测量结果会产生较大的影响。另外，在测量过程中若照射光强发生了 较大的变化，设备也无法检测到，不能发出报警或错误。同时该方法对实际中的装配要求比 较高，即装配不是很方便。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提出一种基于光纤的尿液干化 分析装置及分析方法。本专利技术不仅有利于缩小尿液干化分析装置的体积，减少试纸条离光 源的距离对测试结果的影响，还有利于提高测量精度和一致性，更易于小型化、产品化。 本专利技术的技术方案是这样实现的： 基于光纤的尿液干化分析装置，包括试纸条和光源，试纸条安装在传动机构上可 由传动机构带动移动，在试纸条上设有用于添加尿液以对尿液某检测项进行检测的试纸 块；其特征在于：所述光源为由亮度分别可调的红光、绿光和蓝光三基色光构成的复合光 源，复合光源通过照射光纤垂直照射到试纸块上；试纸块对光源的反射光通过反射光纤照 射到反射光颜色传感器；复合光源同时通过与照射光纤相同的直射光纤直接照射到直射光 颜色传感器上；所述反射光颜色传感器和直射光颜色传感器的输出接微处理器，微处理器 同时与温度测量单元和光强控制单元连接，温度测量单元用于检测环境温度并传输给微处 理器，直射光颜色传感器用于检测复合光源中三种颜色光的强度并通过光强控制单元控制 三种颜色光强度保持在设定范围内。 所述微处理器同时接限位检测单元、步进电机、数据打印单元、存储单元、无线收 发单元、触摸式LCD液晶输入显示单元和供电单元；所述步进电机作为传动机构的动力源， 在微处理器的控制下通过传动机构驱动试纸条移动； 触摸式IXD液晶输入显示单元既作为输入设备向微处理器输入相应参数，也用于 作为显示设备显示结果；数据打印单元用于在微处理器的控制下打印需要数据，存储单元 用于保存结果；无线收发单元用于在微处理器的控制下与其它设备实现无线通信。 基于光纤的尿液干化分析方法，用于检测尿液中某检测项浓度，本方法采用前述 的基于光纤的尿液干化分析装置；其分析步骤如下， 1)将该检测项浓度已知的质控液添加到该检测项对应的试纸块上，然后开启光 源，在直射光颜色传感器上分别得到红色、绿色和蓝色三种颜色照射光光强；同时在反射光 颜色传感器上分别得到红色、绿色和蓝色三种颜色反射光光强；记下环境温度T;得到该环 境温度T和质控液该检测项对应浓度下三种颜色反射光光强和对应照射光光强的比值； 2)用其他高可靠性的尿液分析仪测量出该环境温度T和质控液该检测项浓度下 对应的反射率； 3)改变环境温度和质控液该检测项浓度，重复步骤1)-2)，得到不同温度和质控 液该检测项不同浓度下三种颜色反射光光强和对应照射光光强的比值及对应的反射率； 4)根据反射率和该检测项已知浓度，得到反射率区间和浓度区间半定量表示对应 表； 5)利用偏最小二乘法对三种颜色反射光光强和对应照射光光强的比值、环境温度 和反射率进行二次项拟合，得到该检测项反射率拟合公式； 6)用实际待测尿液替换质控液，重复步骤1)，得到某温度下三种颜色反射光光强 和对应照射光光强的比值，将该比值和温度值带入步骤5)反射率拟合公式，得到待测尿液 反射率； 7)根据待测尿液反射率并结合步骤4)的对应表，即可得到相应项的半定量值，BP 该检测项浓度。 其中，步骤5)所述的反射率拟合公式表示为： y* = c0+c 1Rr+c2(Rr)2+c 3Rg+c4(R(；)2+C5R b+c6(Rb)2+c7T+c 8T2 (1) 其中，y*表示该检测项拟合的反射率，c。表示拟合计算系数，Cl表示该检测项红光 反射光光强和红光照射光光强比值拟合的一次方计算系数，c2表示该检测项红光反射光光 强和红光照射光光强比值拟合的二次方计算系数，馬表示该检测项红光反射光光强和红光 照射光光强比值；c3表示该检测项绿光反射光光强和绿光照射光光强比值拟合的一次方计 算系数，(： 4表示该检测项绿光反射光光强和绿光照射光光强比值拟合的二次方计算系数，L 表示该检测项绿光反射光光强和绿光照射光光强比值，c5表示该检测项蓝光反射光光强和 蓝光照射光光强比值拟合的一次方计算系数，c6表示该检测项蓝光反射光光强和蓝光照射 光光强比值拟合的二次方计算系数，私表示该检测项蓝光反射光光强和蓝光照射光光强比 值，（： 7表示该检测项温度拟合的一次方计算系数，（^表示该检测项温度拟合的二次方计算 系数，T表示测量时的环境温度； 令x0= 1，X! =RR，x2=(RR)2,x3=RG，x4=(RG)2,x5=RB，x6= (RB)2,x7=T，Xs =⑴2， 则式⑴可成下面的表达式： 实际测得的反射率用y表示，其测试数量为N个，N>20 ;用yni表示实际第m次测试 的反射率，yni*表示第m次测试的拟合反射率，则其差δ"= |ym-y，|，其中yni*可表示为： 根据最小二乘法的原理要使得 对该检测项测得的N个数据带入上述对应的8个方程，解出c。，Cl，…，cs，即可得到 该检测项对应的反射率拟合公式。 相比现有技术，本专利技术具体优点如下： 1、本专利技术可以减小尿液分析仪的体积（因为光纤可以弯曲，能构成一个非常紧凑 的结构），提高尿液分析仪的测量精度和结果的一致性及稳定性。 2、本专利技术检测光的入射光和反射光都通过光纤传输，处于同一条光纤线上，可有 效减少环境光的影响，并很好地避免试纸条与检测装置之间距离的影响。 3、本专利技术能自动调节设置光强，使得检测光强能保持在设定的高精度恒定光强， 同时能发出光源错误信息，如光源光强无法调节、某一波长光缺损等报警信息，进而提示测 试结果有问题等。【附图说明】 图1-本专利技术基于光纤的尿液干化分析装置的光学部分框图。 图2-截面1的光纤束的横截面图。 图3-截面2的光纤束的横截面图。 图4-本专利技术控制及检测电路的原理框图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。 本专利技术基于光纤的尿液干化分析装置，包括试纸条和光源，试纸条安装在传动机 本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于光纤的尿液干化分析装置，包括试纸条和光源，试纸条安装在传动机构上可由传动机构带动移动，在试纸条上设有用于添加尿液以对尿液某检测项进行检测的试纸块；其特征在于：所述光源为由亮度分别可调的红光、绿光和蓝光三基色光构成的复合光源，复合光源通过照射光纤垂直照射到试纸块上；试纸块对光源的反射光通过反射光纤照射到反射光颜色传感器；复合光源同时通过与照射光纤相同的直射光纤直接照射到直射光颜色传感器上；所述反射光颜色传感器和直射光颜色传感器的输出接微处理器，微处理器同时与温度测量单元和光强控制单元连接，温度测量单元用于检测环境温度并传输给微处理器，直射光颜色传感器用于检测复合光源中三种颜色光的强度并通过光强控制单元控制三种颜色光强度保持在设定范围内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘改琴，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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