專利名稱：使用led光源的液體樣本檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液體樣本檢測裝置，具體地說是涉及一種使用LED光源利用 透光率對小質(zhì)量的液體樣本內(nèi)含物質(zhì)進行檢測的裝置。
背景技術(shù)：
采用光檢測來分辨物質(zhì)的手段是微觀領(lǐng)域中常用的技術(shù)，通常的方法是在一個容 器中盛放載體液，并在光檢測裝置上檢測該載體液的透光率，然后再將所需要檢測的樣本 物質(zhì)溶于該載體液中，再在光檢測裝置上檢測溶液的透光率，并比較前后檢測結(jié)果中的主 要衰減光波段及該波段光的衰減強度。由該比較結(jié)果來判定所檢測的樣品物質(zhì)的種類。因 此，為獲得準確的檢測結(jié)果，穩(wěn)定的光源是非常重要的。目前常見的檢測儀器光源多采用鹵 素燈或白熾燈，因為鹵素燈或白熾燈都為熱光源，所以在檢測儀器工作前應(yīng)先開機預(yù)熱30 分鐘使光源達到穩(wěn)定才能開始測量，造成使用不方便。此外，鹵素燈或白熾燈的使用壽命 短，而由于開機等待時間過長，操作人員往往開機后離開造成檢測延誤，使鹵素燈或白熾燈 的損耗加大，進一步縮短了使用壽命。中國專利文獻CN201041544Y公開了一種分析儀光源結(jié)構(gòu)，由電路板、3_5個發(fā)光 二極管(LED)、燈套組成，LED與電路板連接，燈套對應(yīng)LED形成燈孔，LED安裝在燈孔中，且 光線直射分析儀轉(zhuǎn)盤上的濾光片。該現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是，因為LED的亮度與溫度成反 比，所以隨著LED的溫度升高LED的亮度變小，在測量精度要求較高的場所，現(xiàn)有的做法是 LED點亮后等待數(shù)分鐘直到LED的亮度相對穩(wěn)定才進行檢測，這樣一方面造成工作人員等 待時間較長，使用不方便；另一方面LED燈的壽命損耗也較大；另外，在測量過程中LED的 亮度仍然在較快地衰減，而LED的亮度越低時測量出的數(shù)據(jù)準確性越差。也就是說，現(xiàn)有的 LED光源檢測裝置和檢測方法測出的結(jié)果精度較低，誤差較大。目前有一種解決方法是設(shè)恒溫槽包圍光源以起穩(wěn)定光源溫度的作用，這樣一來裝 置不僅成本增加，而且體積變大。中國專利文獻CN85107724A公開了一種測光裝置，具有恒流源的傳動部，由該傳 動部傳動LED，再把從LED射出的光通過以光的透射特性作為被測定量的函數(shù)而變化的材 料進行受光，然后變換成電量的受光部，檢測上述LED的正向電壓的電壓檢測手段，通過對 上述受光部的輸出由上述電壓檢測手段的輸出來進行補正的辦法，以消除在上述LED的溫 度變化而產(chǎn)生波長變化時出現(xiàn)的測定誤差，并通過信號處理部對被測定量進行演算。該現(xiàn) 有技術(shù)存在的問題是，需要一個波長檢測部檢測LED的波長并且在信號處理部中需要事先 存儲與正向電壓的誤差關(guān)系才能補正測量誤差，而精確得出這種誤差關(guān)系是很困難的，并 且這種測光裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、成本高。日本專利文獻JP2007198935(A)公開了 一種分析裝置，使用LED作光源，一個反 應(yīng)槽帶有液體保持部以保持被測液體恒溫、恒定轉(zhuǎn)速，一個導(dǎo)光部用來均一化LED光源發(fā) 出的光線強度，一個光測定部用來測量光線穿過液體保持部到導(dǎo)光部的出口位置的光線強 度，一個信號處理部分處理來自光測定部的信號，這樣就解決了 LED光源不均一化的光線強度造成的檢測數(shù)據(jù)不準確。該現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是，需要使用導(dǎo)光部來均一化LED光 線強度，而LED光線強度變化較大不容易進行均一化處理，因此這種分析裝置還是無法有 效地解決LED光源檢測精度低的問題，而且其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜、成本高。

實用新型內(nèi)容為此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中為了準確達到LED光源精確 測量而需要對LED光源進行特殊處理的問題，從而提出一種不需要對LED光源進行特殊處 理的就能對液體樣本內(nèi)部物質(zhì)進行準確檢測的液體樣本檢測裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種使用LED光源的液體樣本檢測裝 置，包括用于提供入射所述液體樣本所需光的LED光源，用于采集所述LED光源透過所述液 體樣本的透光率的光信號采集器，還包括一個數(shù)據(jù)采集控制器，所述數(shù)據(jù)采集控制器與所 述LED光源相連接，控制所述LED光源的開啟；所述數(shù)據(jù)采集控制器還與所述光信號采集器 相連接，并控制所述光信號采集器在所述LED光源開啟后的預(yù)定時間或者時間區(qū)間采集所 述透光率數(shù)據(jù)。所述光信號采集器為光電轉(zhuǎn)化器。與所述數(shù)據(jù)采集控制器連接設(shè)置有計時模塊。所述數(shù)據(jù)采集控制器為單片機，所述單片機通過電信號控制所述LED光源的開 啟，在所述LED光源開啟的同時，所述單片機控制所述計時模塊開始計時，所述單片機在所 述計時模塊計時達到所述預(yù)定時間或者時間區(qū)間時控制所述光信號采集器采集所述透光
率數(shù)據(jù)。所述預(yù)定時間為2毫秒至2秒。所述預(yù)定時間為所述LED光源亮度上升到峰值的80%所需的時間至所述LED光源 亮度下降到峰值的60%所需的時間。所述LED光源由發(fā)出波長為260納米和380納米的LED燈組成。所述LED燈發(fā)出的光經(jīng)過偏振鏡合成一路光。本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點，第一，本實用新型所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其使用LED光源提供 入射所述液體樣本所需的光，利用設(shè)置的數(shù)據(jù)采集控制器控制所述LED光源的開啟，同時 控制所述光信號采集器在所述LED光源開啟后的預(yù)定時間或者時間區(qū)間采集所述透光率 數(shù)據(jù)。所述預(yù)定時間或者時間區(qū)間的測定是考慮到現(xiàn)有技術(shù)中在使用LED光源進行液 體樣本檢測時，一般需要等到LED光源的亮度相對穩(wěn)定才進行檢測，而這段時間則需要數(shù) 分鐘才可以完成，這樣等待時間太長，而且在對液體樣本進行檢測的過程中LED光源全程 開啟，也大量地消耗電能。基于解決上述問題的目的，發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，實際上在所述 LED光源進入亮度相對穩(wěn)定的數(shù)分鐘內(nèi)，還有一段較小的時間區(qū)間，在該時間區(qū)間內(nèi)LED光 源的亮度也是相對穩(wěn)定的，所以在該時間區(qū)間內(nèi)通過使用LED光源對液體樣本進行檢測， 其同樣具有較高的檢測精度。這段時間區(qū)間即是本申請中所述的預(yù)定時間。通過對該時間 區(qū)間的利用，就節(jié)約了檢測者等待LED光源進入亮度相對穩(wěn)定區(qū)間的數(shù)分鐘時間，從這點 上來看其也對在整體上節(jié)約檢測時間做出了貢獻。[0019]正是由于上述預(yù)定時間或者時間區(qū)間的測定，其不需要對LED光源進行任何特殊 處理，通過確定LED光源相對于待檢測樣品的隨著時間的變化其光源亮度變化(對應(yīng)能量 變化)的關(guān)系，確定LED光源亮度較高且適于透光率檢測的檢測“穩(wěn)定”時間段(即能量衰 減不劇烈而且光源能量相對較高)，確保在該時間段內(nèi)對待檢測樣品進行透光率數(shù)據(jù)的采 集，從而實現(xiàn)對液體樣本的準確檢測；在LED光源進入光源能量的衰減段后，將所述LED光 源關(guān)閉，之后需要對樣品透光率進行進一步采樣檢測時，再開啟LED光源，通過短時間即可 以再次進入LED光源的能量穩(wěn)定時間段，這樣在實現(xiàn)對待檢測樣品透光率進行精確檢測的 同時，同樣在整體上縮短了檢測時間。此外，本實用新型所述的使用LED光源進行液體樣本檢測的裝置，不需要添加任 何對LED光源進行特殊處理的設(shè)備，所以檢測成本較低，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單。第二，本實用新型所述的使用LED光源進行液體樣本檢測的裝置，使用該裝置對 液體樣本進行檢測，其在整體上節(jié)約了檢測的時間，從而在很大程度上節(jié)約了電能的消耗， 也使得LED光源的壽命損耗減小，從而大大延長了 LED光源的使用壽命。第三，本實用新型所述的使用LED光源進行液體樣本檢測的裝置，由于選取在LED 亮度較高、能量較高且較為穩(wěn)定的區(qū)域檢測，檢測出的透光率數(shù)據(jù)精確度高。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施 例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1是LED光源的光電信號和通電時間關(guān)系圖；圖2是使用LED光源的液體樣本檢測裝置構(gòu)成的方框圖；圖3是本實用新型所述檢測裝置中設(shè)置計時模塊的結(jié)構(gòu)連接方框圖。
具體實施方式
參見圖1，所示的是LED通電開啟后時間和亮度的關(guān)系曲線，其中亮度通過光電轉(zhuǎn) 換轉(zhuǎn)化為電壓來表示強度，從圖1中可以看出LED光源通電開啟后亮度瞬間達到峰值，在該 峰值的左右區(qū)間范圍內(nèi)有一段亮度相對平穩(wěn)的區(qū)域，經(jīng)過這一段亮度相對平穩(wěn)的區(qū)域后， 所述LED光源的亮度迅速衰減，在其亮度迅速衰減前的整個過程持續(xù)大約2秒。該圖只是 給出了 LED光源通電開啟后時間和亮度的關(guān)系曲線的示意圖，由于相對于2毫秒而言2秒 的時間距離較長，所以在2秒的時間間隔橫坐標上設(shè)置虛線，從而說明該段設(shè)置有省略的 時間區(qū)間，但是不會由于該省略的時間區(qū)間而影響關(guān)系曲線的峰形變化。參見圖2，本實施例的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，包括由電驅(qū)動的LED光 源；所述LED光源用于提供入射所述液體樣本所需的光，一個光電轉(zhuǎn)化器用于采集所述LED 光源透過所述液體樣本的透光率，所述LED光源和所述光電轉(zhuǎn)化器由一個單片機控制；所 述單片機控制所述LED光源的開啟，并控制所述光電轉(zhuǎn)化器在所述LED光源開啟后預(yù)定時 間采集所述液體樣本的透光率。本實施例的使用LED光源的液體樣本檢測裝置的工作原理是，所述LED光源的光 穿過所述液體樣本后再射入所述光電轉(zhuǎn)化器中，對所述液體樣本進行透光率測量，所述光 電轉(zhuǎn)化器根據(jù)所檢測到的主要衰減光波段的不同，及光衰減強度的不同，檢測出樣本中所含物質(zhì)。本實施例的使用LED光源的液體樣本檢測裝置進行液體樣本檢測的方法是，檢測 裝置開機預(yù)熱進入工作狀態(tài)，所述單片機發(fā)出通電信號給所述LED光源通電以開啟所述 LED光源，所述LED光源發(fā)出的光入射到所述液體樣本，所述與所述單片機連接的計時模塊 (參見圖3)在所述LED光源開啟的同時開始計時，所述單片機在所述計時模塊計時達到80 毫秒時給所述光電轉(zhuǎn)化器一個采集數(shù)據(jù)的信號，所述光電轉(zhuǎn)化器采集所述液體樣本的透光 率，每完一次透光率數(shù)據(jù)采集，在所述單片機控制下關(guān)閉所述LED光源；下一次檢測重新開 啟所述LED光源并依照上面所述方法進行檢測。當然所述單片機也可以在所述計時模塊計 時達到2毫秒或2秒時給所述光電轉(zhuǎn)化器一個采集數(shù)據(jù)的信號。由于不同廠家生產(chǎn)的LED燈的規(guī)格不同，雖然都具有隨時間延續(xù)大致相同的亮度 變化特性，但是LED燈達到峰值的時間有所差別。因此，可以通過LED亮度的幅值變化確定 采集所述液體樣本的透光率的時刻，方法是首先通過所述光電轉(zhuǎn)化器檢測LED燈開啟后的 亮度變化，所述光電轉(zhuǎn)化器將LED燈的光亮度轉(zhuǎn)化為電壓伏值來表示，伏值越高表示亮度 越大，從而可以得出任一規(guī)格的LED燈的時間和亮度關(guān)系曲線，即可以確定LED光源開啟后 不同亮度幅值對應(yīng)的時間。另外一個實施例的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，所述單片機控制所述LED 光源的開啟，并控制所述光電轉(zhuǎn)化器在所述LED光源開啟后預(yù)定時間內(nèi)預(yù)定時間間隔采集 所述液體樣本的多個透光率數(shù)據(jù)。所述預(yù)定時間為所述LED光源亮度上升到峰值的80%所 需的時間至所述LED光源亮度下降到峰值的60%所需的時間。所述預(yù)定時間間隔可以是均 勻的，也可以是非均勻的。在另外一個實施例中，使用LED光源的液體樣本檢測裝置還包括一個偏振鏡，所 述LED光源由發(fā)出波長為260納米和380納米的LED燈組成，所述LED燈發(fā)出的光經(jīng)過所 述偏振鏡合成一路光入射到所述液體樣本。該實施例的使用LED光源的液體樣本檢測裝置 可以用于檢測DNA、RNA。本實用新型的使用LED光源的液體樣本檢測裝置檢測結(jié)果精度高；而且不需要對 LED光源進行特殊處理，成本低；檢測用時短，不需要較長的等待時間，而且因為LED使用損 耗小，LED的使用壽命大大延長。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
權(quán)利要求一種使用LED光源的液體樣本檢測裝置，包括用于提供入射所述液體樣本所需光的LED光源，用于采集所述LED光源透過所述液體樣本的透光率的光信號采集器，其特征在于還包括一個數(shù)據(jù)采集控制器，所述數(shù)據(jù)采集控制器與所述LED光源相連接，控制所述LED光源的開啟；所述數(shù)據(jù)采集控制器還與所述光信號采集器相連接，并控制所述光信號采集器在所述LED光源開啟后的預(yù)定時間或者時間區(qū)間采集所述透光率數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其特征在于所述光信 號采集器為光電轉(zhuǎn)化器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其特征在于與所 述數(shù)據(jù)采集控制器連接設(shè)置有計時模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù) 采集控制器為單片機，所述單片機通過電信號控制所述LED光源的開啟，在所述LED光源開 啟的同時，所述單片機控制所述計時模塊開始計時，所述單片機在所述計時模塊計時達到 所述預(yù)定時間或者時間區(qū)間時控制所述光信號采集器采集所述透光率數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其特征在 于所述預(yù)定時間為2毫秒至2秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其特征在 于所述預(yù)定時間為所述LED光源亮度上升到峰值的80%所需的時間至所述LED光源亮度 下降到峰值的60%所需的時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其特征在于所述LED光 源由發(fā)出波長為260納米和380納米的LED燈組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的使用LED光源的液體樣本檢測裝置，其特征在于所述LED燈 發(fā)出的光經(jīng)過偏振鏡合成一路光。
專利摘要一種使用LED光源的液體樣本檢測裝置，包括用于提供入射所述液體樣本所需光的LED光源，用于采集所述LED光源透過所述液體樣本的透光率的光信號采集器，所述LED光源和所述光信號采集器由一個數(shù)據(jù)采集控制器控制；所述數(shù)據(jù)采集控制器控制所述LED光源的開啟，并控制所述光信號采集器在所述LED光源的開啟后預(yù)定時間采集所述透光率。本實用新型的使用LED光源的液體樣本檢測裝置檢測結(jié)果精度高；而且不需要對LED光源進行特殊處理，成本低；檢測用時短，LED的使用壽命大大延長。
文檔編號G01N21/59GK201749082SQ201020221678
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者張琪 申請人:張琪