检测装置制造方法及图纸

本公开涉及一种检测装置，用于通过使待测对象与反应物进行反应从而使反应物的颜色变化，来检测所述待测对象，所述检测装置包括：传感器阵列，用于接收从反应后的反应物反射的光，并输出从反应后的反应物反射的光的光谱信息；以及检测模块，用于基于所述传感器阵列所输出的光谱信息，检测所述待测对象的属性。由此，能够精确地检测待测对象的属性，从而能够对待测对象进行定量测量。

Detection device

The present disclosure relates to a detection device for detecting the object to be measured by changing the color of the reactant by reacting the object to be measured with the reactant. The detection device includes a sensor array for receiving the light reflected from the reactant after the reaction and outputting the spectral information reflected from the reactant after the reaction; and a detection module for detecting the object based on the reactant. The spectral information output by the sensor array is described, and the properties of the object to be measured are detected. Thus, the attributes of the object to be measured can be accurately detected, and the quantitative measurement of the object to be measured can be carried out.

【技术实现步骤摘要】
检测装置
本公开涉及测量
，尤其涉及一种检测装置。
技术介绍
电子鼻包括气体传感器阵列和与该气体传感器阵列相匹配的模式识别系统。气体传感器阵列将待测气体的信息转化成便于测量的颜色、电阻、电压等物理量。通过对气体传感器阵列的信号进行采样、去噪、特征提取等处理，可以生成训练和测试数据，通过模式分类器进行训练和测试，可以输出待测气体的相关信息。但是，现有的电子鼻的检测精度较低，存在较大的改善空间。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种检测装置。根据本公开的一方面，提供了一种检测装置，用于通过使待测对象与反应物进行反应从而使反应物的颜色变化，来检测所述待测对象，所述检测装置包括：传感器阵列，用于接收从反应后的反应物反射的光，并输出从反应后的反应物反射的光的光谱信息；以及检测模块，用于基于所述传感器阵列所输出的光谱信息，检测所述待测对象的属性。本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：根据传感器阵列所输出的、从与待测对象反应后的反应物反射的光从传感器阵列所透射出的光的光谱信息，检测待测对象的属性，由于检测装置能够获得蕴含更多信息的光谱信息，因此能够精确地检测待测对象的属性，由此能够对待测对象进行定量测量。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种检测装置的结构框图。图2是根据一示例性实施例示出的一种检测装置接收从反应后的反应物反射的光的示意图。图3是一组量子点滤片透射曲线的示意图。图4示出使用本实施例的检测装置检测待测对象的属性的方法的流程图。图5示出使用本实施例的检测装置检测待测对象的属性的方法的一个示例的流程图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。图1是根据一示例性实施例示出的一种检测装置的结构框图，该检测装置100用于通过使待测对象与反应物进行反应从而使反应物的颜色变化来检测待测对象，如图1所示，该检测装置100可以包括传感器阵列110和检测模块130。传感器阵列110用于接收从反应后的反应物反射的光，并输出从反应后的反应物反射的光的光谱信息。检测模块130用于基于传感器阵列110所输出的光谱信息，检测待测对象的属性。光谱由光与物质相互作用产生，光谱是物质的“指纹”，可以利用光谱来鉴别物质，从而可以确定该物质的化学组成和相对含量。因此，本实施例中，在待测对象与反应物反应之后，将来自光源的光照射至反应后的反应物，从而使光与反应后的反应物相互作用以产生光谱。光源可以设置于检测装置100的外部或内部，并且光源可以为宽谱光源。示例性的，可以利用反射分叉光纤来将来自光源的光照射至反应后的反应物。图2是根据一示例性实施例示出的一种检测装置接收从反应后的反应物反射的光的示意图。如图2所示，反射分叉光纤的输入端将来自宽谱光源的光照射至反应后的反应物的表面，反射分叉光纤的探头捕获到来自反应后的反应物的反射光，反射分叉光纤的反射输出端将探头所捕获的反射光输入至检测装置100的传感器阵列110。其中，反射分叉光纤的探头所捕获到的反射光为从反应后的反应物反射的光。传感器阵列110可以检测到从反应后的反应物反射的光的光谱信息，即，传感器阵列110可以获得光与反应后的反应物相互作用所产生的反射光的光谱信息，并且检测模块130可以基于传感器阵列110所输出的光谱信息检测待测对象的属性，该属性可包括待测对象的化学组成和相对含量。示例性的，该属性可包括待测对象的种类和浓度。本实施例中，可以将已知属性的对象样本作为训练样本，将训练样本与反应物反应，利用传感器阵列110检测从与训练样本反应前后的反应物反射的光的光谱信息，检测模块130根据从与训练样本反应前后的反应物反射的光的光谱信息的先验知识，对传感器阵列110所输出的光谱信息进行处理，提取数据特征，并根据训练样本的不同属性为训练样本赋予不同的类标。然后，使待测对象与反应物反应，检测模块130对传感器阵列110所输出的从与待测对象反应后的反应物反射的光的光谱信息进行处理，使用诸如SVM算法等分类算法对处理后的光谱信息进行训练和分类，从而将分类后的类标所对应的属性确定为待测对象的属性。需要说明的是，稍后将详细描述使用本实施例的检测装置检测待测对象的属性的具体方法。因此，由于本公开的专利技术人意识到：颜色的本质是光谱、而不同波长上的光强携带光源上的具体信息，例如其化学成分的签名，因此反应物的颜色变化在可见光波段蕴含了大量的信息。在此前提下，专利技术人进一步设想到：使用传感器阵列110检测从反应后的反应物反射的光的光谱信息，并且基于传感器阵列110所输出的光谱信息检测待测对象的属性。由于用于检测待测对象的属性的信息是蕴含更多信息的光谱信息，因此，相比于现有技术中的用于检测待测对象的属性的信息是蕴含较少信息例如RGB颜色信息、并且基于该较少信息来检测待测对象的属性，本实施例的检测装置能够精确地检测待测对象的属性，由此能够对待测对象进行定量测量。并且，相比于现有技术，本实施例的检测装置仅通过传感器阵列就能够获得光谱信息，因此本实施例的检测装置更小型化且更轻便。在一种可能的实现方式中，待测对象可以是如下任意一项或多项：液体、固体、以及气体。在一种可能的实现方式中，待测对象的属性可以为待测对象的种类和/或浓度。本实施例中，检测装置可以应用于诸如食品安全监测、产品品质监测、药物识别、环境检测、疾病诊断和分析例如皮肤癌、工业生产检测和质量控制、战场安全等。环境空气污染对人体的健康危害较大，例如可入肺颗粒物等，因此，作为本实施例的应用的一种示例，可以利用检测装置来检测空气中的有害气体和物质的浓度，从而可以根据检测结果确定空气污染是否超过环境所能允许的极限值。在化工原料和有机溶剂中会挥发出一些具有毒性效应的物质，例如挥发性氯代烃等，这些物质会造成环境污染并且会影响人体健康，因此，作为本实施例的应用的一种示例，可以利用检测装置来检测化工原料和有机溶剂所挥发出的物质的种类和浓度，从而可以根据检测装置的检测结果确定环境中是否存在具有毒性效应的物质。农产品的品质的检测至关重要，而农产品的品质指标包括挥发性气味、元素含量等，因此，作为本实施例的应用的一种示例，可以利用检测装置来检测农产品的挥发性气味的种类和浓度、以及农产品的某元素含量，从而可以根据检测装置的检测结果知晓农产品的品质是否达标。在一种可能的实现方式中，反应物是如下任意一项或多项：染料、具有特定结构和官能结构的聚合物、纳米材料、微米或纳米光学结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测装置，用于通过使待测对象与反应物进行反应从而使反应物的颜色变化，来检测所述待测对象，其特征在于，所述检测装置包括：传感器阵列，用于接收从反应后的反应物反射的光，并输出从反应后的反应物反射的光的光谱信息；以及检测模块，用于基于所述传感器阵列所输出的光谱信息，检测所述待测对象的属性。

【技术特征摘要】
1.一种检测装置，用于通过使待测对象与反应物进行反应从而使反应物的颜色变化，来检测所述待测对象，其特征在于，所述检测装置包括：传感器阵列，用于接收从反应后的反应物反射的光，并输出从反应后的反应物反射的光的光谱信息；以及检测模块，用于基于所述传感器阵列所输出的光谱信息，检测所述待测对象的属性。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述传感器阵列所输出的光谱信息是从反应后的反应物反射的光的四个以上的不同波长段各自的强度信息。3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述传感器阵列包括四个以上的半导体纳米晶体和与该半导体纳米晶体对应地配置的光敏元件，所述半导体纳米晶体能够吸收预定波长的光，且能够过滤预定波长的光，使得入射光的光谱的不同部分被吸收和过滤，所述四个以上的半导体纳米晶体能够吸收的预定波长的光彼此不同，所述光敏元件能够检测从对应的半导体纳米晶体透射出的光的强度。4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述半导体纳米晶体为量子点，所述传感器阵列包括由量子点材料形成的四个以上的过滤器，各个过滤器的量子点材料的透射曲线相互不同。5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，通过将量子点材料涂覆在基板上而形成的、并包括所述四个以上的过滤器的量子点滤片被配置在所述传感器阵列的光入射侧。6.根据权利要求4或5所述的检测装置，其特征在于，所述过滤器的数量大于或等于所述检测模块进...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍捷，李哲楠，王佳丽，徐楚乔，沈越，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11