專利名稱：一種多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)光電檢測(cè)技術(shù)，主要是分光光度法多光源多孔道檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代醫(yī)療檢驗(yàn)中所涉及的生化檢測(cè)基本為光學(xué)檢測(cè)，以熒光分析法和分光光度法為主。其中分光光度法中一般使用鎢燈和氘燈作為光源。這些光源雖然在性能上滿足要求，但是它們價(jià)格昂貴，體積和散熱量較大，老化速度快，需要經(jīng)常檢測(cè)及更換。所以并不適合小型儀器和低功耗儀器的實(shí)現(xiàn)。因此很多檢測(cè)設(shè)備采用了發(fā)光二極管(LED)作為檢測(cè)光源，由于發(fā)光二極管有發(fā)光穩(wěn)定、功耗低、發(fā)熱量小、不易老化的特性，所以深受現(xiàn)代光電研發(fā)人員的認(rèn)可。發(fā)光二極管光源的接收器為光電二級(jí)管和硅光電池?！び捎诎l(fā)光二極管特性，他們可以被制作成多孔道多光源同時(shí)檢測(cè)的設(shè)備，這樣可以提高檢測(cè)效率，也避免了用單光源集成運(yùn)動(dòng)部件影響可靠性的問題。此種方法雖然優(yōu)點(diǎn)很多，但是這種硬件設(shè)計(jì)卻遇到檢測(cè)均一性的問題。如圖I所示，是目前多孔道多光源同時(shí)檢測(cè)設(shè)備的單一支路電原理圖，它包括發(fā)光回路、被檢品及光電轉(zhuǎn)換回路，其中發(fā)光回路包括串聯(lián)的LEDl及限流電阻R1，在這個(gè)回路中電壓是恒定的，但電流的大小是不可控的。首先，由于LEDl制造工藝的原因每一個(gè)LEDl的內(nèi)阻都是不同的，因此同電壓下電流的大小也不同，因此對(duì)于多孔道多光源的多個(gè)發(fā)光回路LEDl的電流值是不相等的。光電轉(zhuǎn)換回路包括硅光電池celll及負(fù)反饋放大電路，光電轉(zhuǎn)換回路的輸出模擬信號(hào)直接接入微處理器的AD轉(zhuǎn)換端口用于讀數(shù)。在光電轉(zhuǎn)換回路中，首先硅光電池由于暗電流不同，因此在黑暗條件下電流的信號(hào)就不同，在檢測(cè)光信號(hào)的情況下暗電流會(huì)疊加在檢測(cè)信號(hào)中影響一致性和準(zhǔn)確性。另外光電池的靈敏度也是不同的，也就是說在同等光信號(hào)變化下也會(huì)出現(xiàn)電流值不同的現(xiàn)象，這樣在光信號(hào)經(jīng)過放大的過程中就會(huì)放大這個(gè)差異，影響一致性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，隨著使用時(shí)間的積累，電氣元件會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，而且老化的程度不同，這都極大影響了光電采集的準(zhǔn)確性和一致性。如今這一技術(shù)難題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路。本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路，包括發(fā)光回路及光電轉(zhuǎn)換回路，發(fā)光回路由連接在+5V電源之間的限流電阻Rl與發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)構(gòu)成，光電轉(zhuǎn)換回路包括娃光電池celll及負(fù)反饋放大電路,本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是在發(fā)光回路中進(jìn)一步包括有電流調(diào)整電路；在光電轉(zhuǎn)換回路中進(jìn)一步包括有零電流調(diào)整電路；以及在負(fù)反饋放大電路中包括有數(shù)字電位器RPot3。電流調(diào)整電路連接在電源的+5V端與發(fā)光二極管LEDl之間；零電流調(diào)整電路連接在硅光電池celll負(fù)端與負(fù)反饋放大電路中集成運(yùn)算放大器UlA負(fù)輸入端的結(jié)點(diǎn)上；數(shù)字電位器RPot3并聯(lián)在集成運(yùn)算放大器UlA的輸出與負(fù)輸入端上。而且，所述電流調(diào)整電路，采用在限流電阻Rl兩端并聯(lián)一數(shù)字電位器RPotl。而且，零電流調(diào)整電路包括串聯(lián)在+5V與-5V之間的電阻R2及電阻R3，連接在+5V與-5V之間的數(shù)字電位器RPot2，連接在電阻R2、電阻R3之間結(jié)點(diǎn)與集成運(yùn)算放大器負(fù)輸入端之間的電阻R4，電阻R4的一端及電阻R2、電阻R3之間的連接結(jié)點(diǎn)共同與數(shù)字電位器RPot2的調(diào)節(jié)端相連。而且，數(shù)字電位器RPot3用模擬電位器來代替。本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是I、本發(fā)明通過增加零電流調(diào)整電路，中和硅光電池暗電流的影響，去除檢測(cè)靜態(tài)干擾，增強(qiáng)檢測(cè)一致性。2、本發(fā)明通過數(shù)字電位器調(diào)整硅光電池信號(hào)的放大倍數(shù)，調(diào)整電路靈敏度，去除檢測(cè)動(dòng)態(tài)干擾，增強(qiáng)檢測(cè)一致性。3、本發(fā)明通過電流調(diào)整電路動(dòng)態(tài)調(diào)整光源發(fā)光強(qiáng)度，增強(qiáng)檢測(cè)一致性。4、本發(fā)明通過同時(shí)調(diào)整各單路光電采集系統(tǒng)的電路參數(shù)達(dá)到所有孔道均一致，極大的增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的一致性，對(duì)減小孔道間差異具有非常重要的意義。


圖I是目前多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)設(shè)備的其中一個(gè)孔道支路的電原理 圖2是本發(fā)明多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)設(shè)備的其中一個(gè)孔道支路的電原理圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利實(shí)施例做進(jìn)一步詳述需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，不能以本實(shí)施例作為對(duì)本發(fā)明專利的限定。一種多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路，如圖2所示，包括發(fā)光回路及光電轉(zhuǎn)換回路，發(fā)光回路由連接在+5V電源之間的限流電阻Rl與發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)構(gòu)成，光電轉(zhuǎn)換回路包括接收發(fā)光回路中發(fā)光二極管LEDl光信號(hào)的硅光電池celll及負(fù)反饋放大電路中，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是在發(fā)光回路中進(jìn)一步包括有電流調(diào)整電路、在光電轉(zhuǎn)換回路中進(jìn)一步包括有零電流調(diào)整電路，以及在負(fù)反饋放大電路中包括數(shù)字電位器RPot3，電流調(diào)整電路連接在電源的+5V端與發(fā)光二極管LEDl之間，零電流調(diào)整電路連接在硅光電池celll負(fù)端與負(fù)反饋放大電路中集成運(yùn)算放大器UlA負(fù)輸入端的結(jié)點(diǎn)上，數(shù)字電位器RPot3并聯(lián)在集成運(yùn)算放大器UlA的輸出與負(fù)輸入端上。實(shí)例I在本發(fā)明的具體實(shí)施中，在發(fā)光回路中所述連接在電源的+5V端與發(fā)光二極管LEDl之間的電流調(diào)整電路，可采用在限流電阻Rl兩端并聯(lián)一數(shù)字電位器RPot 1，通過調(diào)節(jié)數(shù)字電位器RPot I的阻值來調(diào)節(jié)發(fā)光二極管LEDl的電流，從而調(diào)節(jié)發(fā)光二極管LEDl發(fā)出的光強(qiáng)。實(shí)例2在本發(fā)明的具體實(shí)施中，在發(fā)光回路中所述連接在電源的+5V端與發(fā)光二極管LEDl之間的電流調(diào)整電路，也可采用模擬電位器直接取代限流電阻R1，通過模擬電位器阻值的調(diào)節(jié)改變發(fā)光二極管LEDl發(fā)出的光強(qiáng)。實(shí)例3在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述連接在硅光電池celll負(fù)端與負(fù)反饋放大電路中集成運(yùn)算放大器UlA負(fù)輸入端結(jié)點(diǎn)上的零電流調(diào)整電路包括串聯(lián)在+5V與-5V之間的電阻R2及電阻R3，連接在+5V與-5V之間的數(shù)字電位器RPot2及電阻R4，電阻R2、電阻R3之間的連接結(jié)點(diǎn)與數(shù)字電位器RPot2的調(diào)節(jié)端相連，電阻R2、電阻R3之間的連接結(jié)點(diǎn)通過電阻R4接入集成運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端。·在以上具體實(shí)施的零電流調(diào)整電路中，通過調(diào)節(jié)數(shù)字電位器RPot2的調(diào)節(jié)端位置，可以改變流出零電流調(diào)整電路輸出的電流，此正負(fù)大小均可調(diào)節(jié)的電流可以中和硅光電池自身暗電流，最終使無光照射狀態(tài)下輸入負(fù)反饋放大電路負(fù)輸入端的電流為零。當(dāng)然，該種形式的零電流調(diào)整電路也可用模擬電位器來代替。實(shí)例4在本發(fā)明的具體實(shí)施中，并聯(lián)在負(fù)反饋放大電路中集成運(yùn)算放大器的輸出端與負(fù)輸入端之間的數(shù)字電位器RPot3，通過調(diào)整數(shù)字電位器RPot3調(diào)節(jié)端的位置來改變反饋放大電路的放大倍數(shù)，當(dāng)然，數(shù)字電位器RPot3也可用模擬電位器來代替，調(diào)節(jié)改變反饋放大電路的放大倍數(shù)，從而改變接收信號(hào)的靈敏度。本發(fā)明的工作原理和步驟是⑴給光電轉(zhuǎn)換回路加電；⑵調(diào)整全部孔道的零電流調(diào)整電路中的數(shù)字電位器RPot2的電阻值輸出，在無光條件下使光電轉(zhuǎn)換回路的AD轉(zhuǎn)換輸出口在電壓為O ;⑶記錄全部孔道數(shù)字電位器RPot2的電阻值M ；⑷給發(fā)光回路加電；(5)調(diào)整全部孔道的電流調(diào)整電路中的數(shù)字電位器RPotl為同一個(gè)電阻值A(chǔ) ；(6)從AD轉(zhuǎn)換接口讀出全部孔道的光電轉(zhuǎn)換回路輸出電壓值a，并進(jìn)行數(shù)值記錄；(7)調(diào)整全部孔道的電流調(diào)整電路中的數(shù)字電位器RPotl為同一個(gè)電阻值B，B>A ；(8)從AD轉(zhuǎn)換接口讀出全部孔道的光電轉(zhuǎn)換回路輸出電壓值b，并進(jìn)行數(shù)值記錄；(9)此時(shí)將所有孔道同時(shí)用(A，a) (B，b)兩個(gè)點(diǎn)的值帶入硅光電池的靈敏度曲線公式y(tǒng)=kx+d,(將A、B帶入x,將a, b帶入y)，計(jì)算出靈敏度參數(shù)k與常數(shù)d ；(1Φ將所有孔道的k相加并取平均值得k’ ；(11)將所有孔道的靈敏度曲線的k值更換為平均數(shù)k’，得到每個(gè)孔道的靈敏度曲線y=k’ x+d,并將B帶入曲線求出應(yīng)得到的電壓值Y ；(12)調(diào)整全部孔道的電流調(diào)整電路中的數(shù)字電位器RPotl為同一個(gè)值B ；(13)調(diào)整負(fù)反饋放大電路的數(shù)字電位器RPot3，使所有孔道的光電轉(zhuǎn)換回路輸出電壓值都與用自身靈敏度曲線得出的Y值相一致，并記錄數(shù)字電位器RPot3的值C ；
(M)記錄下所有孔道的數(shù)字電位器RPotl的值B ；RPot2的值R ；RPot3的值C ；(15)在進(jìn)行樣本實(shí)驗(yàn)時(shí)將所有孔道的數(shù)字電位器RPotl輸入同一的電阻值B ;所有孔道的零電流調(diào)整電路中的數(shù)字電位器RPot2輸入在暗電流調(diào)試時(shí)確定的各自孔道的電阻值R ;將負(fù)反饋放大電路中的數(shù)字電位器RPotl輸入在調(diào)整階段時(shí)確定的各自孔道的電 阻值C。此時(shí)將得到一組具有很高一致性的采集孔道。
權(quán)利要求
1.一種多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路，包括發(fā)光回路及光電轉(zhuǎn)換回路，發(fā)光回路由連接在+5V電源之間的限流電阻Rl與發(fā)光二極管LEDl串聯(lián)構(gòu)成，光電轉(zhuǎn)換回路包括硅光電池celll及負(fù)反饋放大電路，其特征在于 在發(fā)光回路中進(jìn)一步包括有電流調(diào)整電路、在光電轉(zhuǎn)換回路中進(jìn)一步包括有零電流調(diào)整電路，以及在負(fù)反饋放大電路中包括有數(shù)字電位器RPot3，電流調(diào)整電路連接在電源的+5V端與發(fā)光二極管LEDl之間，零電流調(diào)整電路連接在硅光電池celll負(fù)端與負(fù)反饋放大電路中集成運(yùn)算放大器UlA負(fù)輸入端的結(jié)點(diǎn)上，數(shù)字電位器RPot3并聯(lián)在集成運(yùn)算放大器UlA的輸出與負(fù)輸入端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路，其特征在于所述電流調(diào)整電路，采用在限流電阻Rl兩端并聯(lián)一數(shù)字電位器RPotl。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路，其特征在于零電流調(diào)整電路包括串聯(lián)在+5V與-5V之間的電阻R2及電阻R3，連接在+5V與-5V之間的數(shù)字電 位器RPot2，連接在電阻R2、電阻R3之間結(jié)點(diǎn)與集成運(yùn)算放大器負(fù)輸入端之間的電阻R4，電阻R4的一端及電阻R2、電阻R3之間的連接結(jié)點(diǎn)共同與數(shù)字電位器RPot2的調(diào)節(jié)端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路，其特征在于數(shù)字電位器RPot3用模擬電位器來代替。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多光源多孔道進(jìn)行生化檢測(cè)的電路，包括發(fā)光回路及光電轉(zhuǎn)換回路，在發(fā)光回路中進(jìn)一步包括有電流調(diào)整電路、在光電轉(zhuǎn)換回路中進(jìn)一步包括有零電流調(diào)整電路，以及在負(fù)反饋放大電路中包括有數(shù)字電位器RPot3，電流調(diào)整電路與發(fā)光二極管LED1串聯(lián)，零電流調(diào)整電路連接在光電轉(zhuǎn)換回路的硅光電池cell1負(fù)端與集成運(yùn)算放大器U1A負(fù)輸入端的結(jié)點(diǎn)上，數(shù)字電位器RPot3并聯(lián)在集成運(yùn)算放大器U1A的輸出與負(fù)輸入端上。本發(fā)明通過增加電流調(diào)整電路動(dòng)態(tài)調(diào)整光源發(fā)光強(qiáng)度，增加零電流調(diào)整電路，中和硅光電池暗電流的影響，通過數(shù)字電位器RPot3調(diào)整硅光電池信號(hào)的放大倍數(shù)，通過同時(shí)調(diào)整各電路參數(shù)達(dá)到所有孔道均一致，減小孔道間差異。
文檔編號(hào)G01N21/00GK102944516SQ20121045564
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者黃炎彬, 辛鶴林, 王興, 郭磊 申請(qǐng)人:天津市一瑞生物工程有限公司