一种无创微波血糖测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无创微波血糖测试装置，属于血糖检测装置技术领域。该装置包括微波无创血糖仪和矢量网络分析仪；微波无创血糖仪包括金属谐振腔，2个同轴耦合接头和金属谐振环；金属谐振腔包括支柱、底板和金属腔；支柱上设有与金属谐振环相配合的凹槽，金属谐振环固定于凹槽内；金属腔底部呈开口状态；金属腔罩在支柱的外部；金属腔的侧壁上对称固定有2个同轴耦合接头；每个同轴耦合接头包括射频连接器和耦合金属片，射频连接器与矢量网络分析仪连接。本实用新型专利技术通过微波谐振腔，对人体不同血糖浓度情况下介电常数的变化进行探测，引入谐振环与耦合金属片结构，提高了谐振腔的传输系数与品质因数，使其在L波段对于血糖变化具有优秀的探测灵敏度。

A Noninvasive Microwave Blood Glucose Testing Device

The utility model discloses a non-invasive microwave blood sugar testing device, which belongs to the technical field of blood sugar detection device. The device includes a microwave noninvasive blood glucose meter and a vector network analyzer; a microwave noninvasive blood glucose meter includes a metal resonator, two coaxial coupling joints and a metal resonant ring; a metal resonant cavity includes a prop, a bottom plate and a metal cavity; a groove matching the metal resonant ring is arranged on the prop, and the metal resonant ring is fixed in the groove; the bottom of the metal cavity is in an open state; and a metal cavity is covered in the prop. There are two coaxial coupling joints symmetrically fixed on the side wall of the metal cavity. Each coaxial coupling joint includes a radio frequency connector and a coupling metal sheet. The radio frequency connector is connected with a vector network analyzer. The utility model detects the change of dielectric constant of human body under different blood sugar concentration through a microwave resonator, introduces a resonant ring and a coupled metal sheet structure, improves the transmission coefficient and quality factor of the resonator, and makes it have excellent detection sensitivity for blood sugar change in L band.

【技术实现步骤摘要】
一种无创微波血糖测试装置
本技术涉及一种无创微波血糖测试装置，属于血糖检测装置

技术介绍
糖尿病是以高血糖为特征可引起多种并发症的慢性代谢疾病，其治疗需要不断对人体的血糖水平进行检测，目前常用的血糖检测方法多为有创或微创方法，给患者造成疼痛的同时，增加了感染风险，限制了血糖浓度检测的频率和效果因此，以微波谐振法为代表的无创血糖检测，因其便捷安全实时等优势而广受关注。现有有创血糖仪成本高，需频繁使用葡萄糖氧化酶纸，不具有实时性，现有无创血糖仪精度低，误差在±0.5mmol/L以上，误差大，对于血糖浓度变化的探测不够敏感，灵敏度低。现有的贴片式无创血糖仪测定的数值准确度不高。
技术实现思路
为解决现有无创血糖仪灵敏度低、精度低误差大、不具有实时性或同步性差等问题，本技术提供了一种无创微波血糖测试装置，采用的技术方案是：一种无创微波血糖测试装置，该无创微波血糖测试装置包括微波无创血糖仪A和矢量网络分析仪B；所述微波无创血糖仪A包括金属谐振腔1，2个同轴耦合接头2和金属谐振环3；所述金属谐振腔1包括支柱11、底板12和金属腔13，其中：所述支柱11位于底板12上方，支柱11与底板12固定连接或者一体切割而成；所述支柱11上设有与金属谐振环3相配合的凹槽，所述金属谐振环3固定于凹槽内；所述金属腔13底部呈开口状态，内部为空腔、且空腔的尺寸大于支柱11的尺寸；所述金属腔13罩在支柱11的外部，且与底板12固定连接；所述金属腔13的侧壁上对称固定有2个同轴耦合接头2；每个同轴耦合接头2包括射频连接器21和耦合金属片22，其中：所述耦合金属片22与射频连接器21的内芯相连；所述射频连接器21贯穿金属腔13的侧壁、且耦合金属片22位于金属腔13与支柱11之间的空隙内；所述射频连接器21与矢量网络分析仪B连接。进一步地，所述金属腔13为铝制金属腔。进一步地，所述金属腔13的内部空腔呈圆柱形，所述空腔的半径为17mm、高度为14mm。进一步地，所述支柱11为PTFE支柱；所述底板12为PTFE底板。更进一步地，所述底板12呈削脚正方形，介电常数为2.55，边长为45.2mm，削脚长度为8mm，厚度为1mm。更进一步地，所述支柱11的介电常数为2.55，直径为14mm，高度为14m，凹槽的深度为0.5mm。进一步地，所述金属谐振环3为锡制开口谐振环。更进一步地，所述金属谐振环3采用直径为1mm的金属线围成，所述金属谐振环3的半径为14mm，开口缝间距为2mm。进一步地，所述耦合金属片22为铜制正方形金属片，边长为3.2mm，厚度为0.5mm。本技术有益效果：本技术通过采用一种全新的带有谐振环的谐振腔体结构的血糖测试仪，通过微波谐振腔，对人体不同血糖浓度情况下介电常数的变化进行探测，引入谐振环与耦合金属片结构，提高了谐振腔的传输系数与品质因数，在L波段不同血糖浓度会令所采集数据中S21参数曲线3dB带宽发生变化，通过观察矢量网络分析仪中S21参数曲线3dB带宽的变化程度，分辨率0.1mmol/L，实验误差≤±0.4mmol/L，实现对于血糖浓度变化的灵敏探测，并且可以实时同步数据。可以解决现有无创血糖监测技术中精度较低，与人体血糖变化同步性差的问题，最大误差不超过0.4mmol/L，并且具有体积小，具有无创性、高灵敏度、高精度、实时同步、便捷性等优点。经仿真优化测试等环节，得到的测试仪性能如下：空载时谐振频率为1.175GHz，所对应S21参数为-24.4dB，3dB带宽为3.5MHz。测试人体空腹状态下谐振频率为1.148GHz，所对应S21参数为-38.2dB。3dB带宽为15MHz，可初步证明无创微波血糖仪在接触不同介电常数的材料时，3dB带宽参数变化最为显著，后续实验将以3dB带宽参数的变化作为血糖变化的检测标准。在人体摄入25g碳水化合物后测试结果与有创血糖测试结果实际变化规律相符，最大误差出现在摄入葡萄糖50分钟后，不超过0.4mmol/L，具有良好地精确度与实时同步性。附图说明图1是本技术的一种无创微波血糖测试仪的测试结构示意图；图2是本技术的一种无创微波血糖测试仪的爆炸图；图3是本技术的一种无创微波血糖测试仪的主视图；图4是本技术的一种无创微波血糖测试仪的俯视剖面图；图5是本技术的一种无创微波血糖测试仪处于空气闲置状态与人体测试状态的S21参数曲线；图6是本技术的一种无创微波血糖测试仪在人体摄入25g碳水化合物后，3dB带宽随时间变化曲线与有创血糖测试曲线对比图；其中：A，微波无创血糖仪；B，矢量网络分析仪；1，金属谐振腔；11，支柱；12，底板；13，金属腔；2，同轴耦合接头；21，射频连接器；22，耦合金属片；3，金属谐振环；4，第一固定螺孔；5，第二固定螺孔。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。实施方式一结合图1-图6说明本实施方式，本实施方式的一种无创微波血糖测试装置，该无创微波血糖测试装置包括微波无创血糖仪A和矢量网络分析仪B；所述微波无创血糖仪A包括金属谐振腔1，2个同轴耦合接头2和金属谐振环3；所述金属谐振腔1包括支柱11、底板12和金属腔13，其中：所述支柱11位于底板12上方，支柱11与底板12固定连接或者一体切割而成；所述支柱11上设有与金属谐振环3相配合的凹槽，所述金属谐振环3固定于凹槽内；所述金属腔13底部呈开口状态，内部为空腔、且空腔的尺寸大于支柱11的尺寸；所述金属腔13罩在支柱11的外部，且与底板12固定连接；所述金属腔13的侧壁上对称固定有2个同轴耦合接头2；每个同轴耦合接头2包括射频连接器21和耦合金属片22，其中：所述耦合金属片22与射频连接器21的内芯相连；所述射频连接器21贯穿金属腔13的侧壁、且耦合金属片22位于金属腔13与支柱11之间的空隙内；所述射频连接器21通过稳相同轴电缆与矢量网络分析仪B连接。本实施方式中矢量网络分析仪B通过两根稳相电缆分别与两个同轴耦合接头2相连。矢量网络分析仪B具有双端口，分别为信号输出端口与信号接收端口，矢量网络分析仪B的信号输出端与无创血糖仪A的一个同轴耦合接头2的信号输入端相连，另一个同轴耦合接头2的信号输出端与矢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无创微波血糖测试装置，其特征在于，包括微波无创血糖仪(A)和矢量网络分析仪(B)；所述微波无创血糖仪(A)包括金属谐振腔(1)，2个同轴耦合接头(2)和金属谐振环(3)；所述金属谐振腔(1)包括支柱(11)、底板(12)和金属腔(13)，其中：所述支柱(11)位于底板(12)上方，支柱(11)与底板(12)固定连接或者一体切割而成；所述支柱(11)上设有与金属谐振环(3)相配合的凹槽，所述金属谐振环(3)固定于凹槽内；所述金属腔(13)底部呈开口状态，内部为空腔、且空腔的尺寸大于支柱(11)的尺寸；所述金属腔(13)罩在支柱(11)的外部，且与底板(12)固定连接；所述金属腔(13)的侧壁上对称固定有2个同轴耦合接头(2)；每个同轴耦合接头(2)包括射频连接器(21)和耦合金属片(22)，其中：所述耦合金属片(22)与射频连接器(21)的内芯相连；所述射频连接器(21)贯穿金属腔(13)的侧壁、且耦合金属片(22)位于金属腔(13)与支柱(11)之间的空隙内；所述射频连接器(21)与矢量网络分析仪(B)连接。

【技术特征摘要】
1.一种无创微波血糖测试装置，其特征在于，包括微波无创血糖仪(A)和矢量网络分析仪(B)；所述微波无创血糖仪(A)包括金属谐振腔(1)，2个同轴耦合接头(2)和金属谐振环(3)；所述金属谐振腔(1)包括支柱(11)、底板(12)和金属腔(13)，其中：所述支柱(11)位于底板(12)上方，支柱(11)与底板(12)固定连接或者一体切割而成；所述支柱(11)上设有与金属谐振环(3)相配合的凹槽，所述金属谐振环(3)固定于凹槽内；所述金属腔(13)底部呈开口状态，内部为空腔、且空腔的尺寸大于支柱(11)的尺寸；所述金属腔(13)罩在支柱(11)的外部，且与底板(12)固定连接；所述金属腔(13)的侧壁上对称固定有2个同轴耦合接头(2)；每个同轴耦合接头(2)包括射频连接器(21)和耦合金属片(22)，其中：所述耦合金属片(22)与射频连接器(21)的内芯相连；所述射频连接器(21)贯穿金属腔(13)的侧壁、且耦合金属片(22)位于金属腔(13)与支柱(11)之间的空隙内；所述射频连接器(21)与矢量网络分析仪(B)连接。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张恩泽，邱景辉，薛晨，
申请(专利权)人：哈尔滨吉赫科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23