專利名稱：一種用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)。
背景技術(shù)：
全自動(dòng)生化分析儀作為典型的光、機(jī)、電結(jié)合的精密測(cè)量?jī)x器，涉及的學(xué)科門類多、技術(shù)復(fù)雜，其中的分光光度計(jì)是該儀器的核心部件之一，分光光度計(jì)所要完成的任務(wù)是將光源所發(fā)出的復(fù)色光分成所需要的單色光，利用光電探測(cè)器將帶有被測(cè)樣品信息的單色光的光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)后進(jìn)行處理。目前絕大多數(shù)的全自動(dòng)生化分析儀都是用分光光度法對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，有一些儀器還使用其它測(cè)定方法，如雙波長(zhǎng)或三波長(zhǎng)法、熒光偏振法、比濁法等。本實(shí)用新型采用分光光度法，它是以比爾定律為理論基礎(chǔ)的。
目前全自動(dòng)生化分析儀用的分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其構(gòu)成為光源、單色器、樣品杯、光電探測(cè)器和電流檢測(cè)。分光光度計(jì)的輸出為模擬電信號(hào)，經(jīng)過(guò)電纜傳輸后送到后續(xù)電路進(jìn)行選擇、放大和A/D轉(zhuǎn)換處理，然后發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，最終得到被測(cè)物的吸光度，這種過(guò)程稱為模擬電信號(hào)的處理過(guò)程，這種處理過(guò)程存在一定的缺陷，即經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器和電流檢測(cè)得到的模擬電信號(hào)非常弱，其抗干擾能力很差，而且通常該信號(hào)還要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離的傳輸才能送達(dá)進(jìn)行選擇、放大和A/D轉(zhuǎn)換的處理，這樣的處理過(guò)程將對(duì)傳輸過(guò)程中的模擬電信號(hào)帶來(lái)干擾，這種干擾直接影響到測(cè)量結(jié)果的精度，即使在信號(hào)的傳輸過(guò)程中采用電磁屏蔽套管來(lái)減少干擾，但是干擾仍然不能完全消除，這樣一來(lái)在傳輸過(guò)程中模擬電信號(hào)的一個(gè)微小的波動(dòng)，經(jīng)過(guò)后續(xù)的選擇、放大和轉(zhuǎn)換處理后將會(huì)成為一個(gè)較大的誤差，這種情況下即使后面的電路和計(jì)算過(guò)程做的再精確可靠也不能夠改變上述處理過(guò)程所產(chǎn)生的誤差，以及對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度所產(chǎn)生的影響。此外現(xiàn)有全自動(dòng)生化分析儀用的分光光度計(jì)在調(diào)試和維修過(guò)程中也存在缺陷，由于分光光度計(jì)不能進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試和維修，需要其它軟硬件的支持，這樣一來(lái)使得設(shè)備的調(diào)試和維修過(guò)程變的非常復(fù)雜和困難。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于全自動(dòng)生化分析儀的改進(jìn)的分光光度計(jì)，既可以消除模擬信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸引入的干擾，同時(shí)也可以方便分光光度計(jì)的調(diào)試和維修工作。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型具有光源、樣品杯、單色器以及光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)信號(hào)由光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路輸出，在光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路的輸出端接有多路選擇器，該多路選擇器的輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器送至單片機(jī)，該單片機(jī)通過(guò)通訊接口與全自動(dòng)生化分析儀主控系統(tǒng)或上位機(jī)相連。
所述多路選擇器的信號(hào)輸入端接有來(lái)自光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路輸出的模擬信號(hào)，其信號(hào)輸出端與信號(hào)放大器的信號(hào)輸入管腳相連，信號(hào)放大器的輸出信號(hào)由輸出管腳經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)接至存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器，A/D轉(zhuǎn)換器的讀/轉(zhuǎn)換控制端、數(shù)據(jù)鎖存器使能端及數(shù)據(jù)總線分別與存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器的相應(yīng)管腳相連，該存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器的片外ROM選通信號(hào)端、地址鎖存信號(hào)端及讀、寫端分別接至單片機(jī)的相應(yīng)管腳，該單片機(jī)通過(guò)RS-485總線與生化分析儀主控系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接。
在單片機(jī)的復(fù)位端還接有一電源監(jiān)控器，該電源監(jiān)控器的復(fù)位輸入端、復(fù)位輸出端及手動(dòng)復(fù)位端分別接至存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器的相應(yīng)管腳；所述多路選擇器至少為十六選一的多路選擇器；所述上位機(jī)為計(jì)算機(jī)，單片機(jī)通過(guò)RS-232串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊連接；所述單片機(jī)可為數(shù)字信號(hào)處理器或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果1.提高了測(cè)量結(jié)果的精度。本實(shí)用新型通過(guò)在光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路的輸出端加設(shè)多路選擇器、信號(hào)放大器及A/D轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)單片機(jī)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器加以控制，同時(shí)負(fù)責(zé)和外部設(shè)備進(jìn)行通訊，即將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果發(fā)送到全自動(dòng)生化分析儀主控系統(tǒng)或上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，這樣的一種改進(jìn)的分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)可以消除模擬信號(hào)傳輸帶來(lái)的干擾，使得測(cè)量結(jié)果更加精確可靠；2.方便了調(diào)試和維修工作。本實(shí)用新型通過(guò)專為調(diào)試設(shè)計(jì)的RS-232串行通信口與計(jì)算機(jī)直接相連，在不需全自動(dòng)生化分析儀整機(jī)支持的條件下即可完成分光光度計(jì)的調(diào)試，簡(jiǎn)化了調(diào)試工作，縮短了調(diào)試時(shí)間，也為后續(xù)的維修工作提供了便利。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型單片機(jī)部分的電氣接線圖；圖5為本實(shí)用新型電源監(jiān)控器部分的電氣接線圖；圖6為本實(shí)用新型多路選擇器部分的電氣接線圖；圖7為本實(shí)用新型信號(hào)放大器部分的電氣接線圖；圖8為本實(shí)用新型A/D轉(zhuǎn)換器部分的電氣接線圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，考慮到現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，即將選擇放大和A/D轉(zhuǎn)換部分加入其中，通過(guò)一個(gè)單片機(jī)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器M6加以控制，同時(shí)負(fù)責(zé)和外部通訊，即將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果發(fā)給全自動(dòng)生化分析儀主控系統(tǒng)或上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，這樣既可以消除模擬信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸引入的干擾，同時(shí)也可以方便分光光度計(jì)的調(diào)試和維修工作。
本實(shí)用新型將模擬信號(hào)輸出的分光光度計(jì)改進(jìn)為數(shù)字信號(hào)輸出，使檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，同時(shí)方便調(diào)試和維修。具體的實(shí)現(xiàn)方法如圖2所示，在原有電路的基礎(chǔ)上增加了信號(hào)處理部分，該部分由選擇放大、A/D轉(zhuǎn)換和一片單片機(jī)構(gòu)成，單片機(jī)控制信號(hào)處理過(guò)程，同時(shí)可以完成與外部通訊。
該系統(tǒng)的原理圖如圖3～8所示，這里單片機(jī)M2選用80C251，外接存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器M5，具體包括一片W27C512擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器、一片71024擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及一片地址譯碼器GAL，地址譯碼器GAL的輸出作為各鎖存器和存儲(chǔ)器的片選使能信號(hào)；單片機(jī)M2可以通過(guò)RS-485總線和RS-232串口與外部進(jìn)行通訊；從光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路得到的多路模擬電信號(hào)(本實(shí)施例為12路)首先進(jìn)入多路選擇器M8，本實(shí)施例選用十六選一的多路開(kāi)關(guān)MUX16對(duì)輸入的12路模擬信號(hào)進(jìn)行選擇輸出，即12路模擬信號(hào)接至多路開(kāi)關(guān)MUX16的信號(hào)輸入端S1～S12，其地址線A0～A3和使能端接地址鎖存器U5的輸出端1Q～4Q和6Q，通過(guò)地址總線BUS由單片機(jī)M2經(jīng)過(guò)鎖存器(本實(shí)施例采用74LS547)鎖存后給出，選擇要處理哪一路信號(hào)，鎖存器的時(shí)鐘信號(hào)取自地址譯碼器GAL的輸出端；本實(shí)施例中信號(hào)放大器M7選用OP07，采用三級(jí)放大結(jié)構(gòu)，第一級(jí)為電壓跟隨器U13，第二級(jí)為放大倍數(shù)可調(diào)的比例放大器即運(yùn)放U12，第三級(jí)為固定倍數(shù)的比例放大器U11，分別通過(guò)第一～第三電位器P1～P3對(duì)各個(gè)運(yùn)放進(jìn)行調(diào)零；多路選擇器M8的輸出端接至信號(hào)放大器M7內(nèi)部的電壓跟隨器U13的負(fù)輸入端(2腳)，電壓跟隨器U13的輸出端接到由運(yùn)放U12構(gòu)成的增益可調(diào)的反相比例放大電路，運(yùn)放U12的輸出再經(jīng)過(guò)固定倍數(shù)的比例放大器U11后送到A/D轉(zhuǎn)換單元U10(本實(shí)施例選用ADC976)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果送到第一、第二鎖存器U8、U9(本實(shí)施例均選用74HC245)鎖存，等待單片機(jī)M2讀取，單片機(jī)M2讀數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，最終通過(guò)RS-485總線或RS-232發(fā)送到生化分析儀主控系統(tǒng)或上位機(jī)，至此完成將光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路檢測(cè)到的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的過(guò)程。
本實(shí)施例選用MAX791芯片構(gòu)成單片機(jī)微處理器的電源監(jiān)控器，監(jiān)測(cè)單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)該電源監(jiān)控器通過(guò)手動(dòng)復(fù)位端MR可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的手動(dòng)復(fù)位。
本實(shí)施例中單片機(jī)M2通過(guò)發(fā)送、接收管腳TXD1、RXD1外接一片RS-232接口與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)串行通訊。
本實(shí)用新型中的單片機(jī)M2可以選用其它型號(hào)，也可選用新型的微處理器，如DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)或FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)等。
本實(shí)用新型在光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路的輸出端加設(shè)多路選擇器、信號(hào)放大器及A/D轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)單片機(jī)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器加以控制，同時(shí)負(fù)責(zé)和外部設(shè)備進(jìn)行通訊，即將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果發(fā)送到全自動(dòng)生化分析儀主控系統(tǒng)或上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，通過(guò)這樣的一種改進(jìn)的分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)可以消除模擬信號(hào)傳輸帶來(lái)的干擾，使得測(cè)量結(jié)果更加精確可靠；此外可以通過(guò)專為調(diào)試設(shè)計(jì)的RS-232串行通信口與計(jì)算機(jī)直接相連，在不需整機(jī)支持的條件下即可完成對(duì)分光光度計(jì)的調(diào)試，簡(jiǎn)化了調(diào)試工作，縮短了調(diào)試時(shí)間，也為后續(xù)的維修工作提供了便利。
權(quán)利要求1.一種用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)，具有光源、樣品杯、單色器以及光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)信號(hào)由光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路輸出，其特征在于在光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路的輸出端接有多路選擇器(M8)，該多路選擇器(M8)的輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器(M7)、A/D轉(zhuǎn)換器(M6)送至單片機(jī)(M2)，該單片機(jī)(M2)通過(guò)通訊接口與全自動(dòng)生化分析儀主控系統(tǒng)(M1)或上位機(jī)相連。
2.按權(quán)利要求1所述的用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)，其特征在于所述多路選擇器(M8)的信號(hào)輸入端接有來(lái)自光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路輸出的模擬信號(hào)，其信號(hào)輸出端(Signa 11-OUT)與信號(hào)放大器(M7)的信號(hào)輸入管腳(Signa 11-IN)相連，信號(hào)放大器(M7)的輸出信號(hào)由輸出管腳(Signa 12-OUT)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(M6)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)接至存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器(M5)，A/D轉(zhuǎn)換器(M6)的讀/轉(zhuǎn)換控制端(U10-R/C)、數(shù)據(jù)鎖存器使能端(U9-E、U8-E)及數(shù)據(jù)總線(BUS)分別與存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器(M5)的相應(yīng)管腳相連，該存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器(M5)的片外ROM選通信號(hào)端(PSEN)、地址鎖存信號(hào)端(ALE)及讀、寫端(RD、WR)分別接至單片機(jī)(M2)的相應(yīng)管腳，該單片機(jī)(M2)通過(guò)RS-485總線與生化分析儀主控系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接。
3.按權(quán)利要求2所述的用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)，其特征在于在單片機(jī)(M2)的復(fù)位端(RST)還接有一電源監(jiān)控器(M3)，該電源監(jiān)控器(M3)的復(fù)位輸入端(CE-IN)、復(fù)位輸出端(CE-OUT)及手動(dòng)復(fù)位端(MR)分別接至存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼器(M5)的相應(yīng)管腳。
4.按權(quán)利要求2所述的用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)，其特征在于所述多路選擇器(M8)至少為十六選一的多路選擇器。
5.按權(quán)利要求1所述的用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)，其特征在于所述上位機(jī)為計(jì)算機(jī)，單片機(jī)(M2)通過(guò)RS-232串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊連接。
6.按權(quán)利要求1、2或3中任何一項(xiàng)所述的用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)，其特征在于所述單片機(jī)(M2)可為數(shù)字信號(hào)處理器或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域中用于全自動(dòng)生化分析儀的分光光度計(jì)，具有光源、樣品杯、單色器以及光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路，其檢測(cè)信號(hào)由光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路輸出，在光電探測(cè)電路及電流檢測(cè)電路的輸出端接有多路選擇器，該多路選擇器的輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器送至單片機(jī)，該單片機(jī)通過(guò)通訊接口與全自動(dòng)生化分析儀主控系統(tǒng)或上位機(jī)相連。本實(shí)用新型可提高測(cè)量精度，同時(shí)方便了調(diào)試和維修工作。
文檔編號(hào)G01N21/01GK2835993SQ200520093838
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者吳海波, 康長(zhǎng)武, 楊竹力, 歐勇軍, 王長(zhǎng)津 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司