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专利名称：一种多光源多孔道进行生化检测的电路的制作方法
技术领域：
本发明属于医学光电检测技术，主要是分光光度法多光源多孔道检测领域，具体涉及一种多光源多孔道进行生化检测的电路。
背景技术：
现代医疗检验中所涉及的生化检测基本为光学检测，以荧光分析法和分光光度法为主。其中分光光度法中一般使用钨灯和氘灯作为光源。这些光源虽然在性能上满足要求，但是它们价格昂贵，体积和散热量较大，老化速度快，需要经常检测及更换。所以并不适合小型仪器和低功耗仪器的实现。因此很多检测设备采用了发光二极管(LED)作为检测光源，由于发光二极管有发光稳定、功耗低、发热量小、不易老化的特性，所以深受现代光电研发人员的认可。发光二极管光源的接收器为光电二级管和硅光电池。·由于发光二极管特性，他们可以被制作成多孔道多光源同时检测的设备，这样可以提高检测效率，也避免了用单光源集成运动部件影响可靠性的问题。此种方法虽然优点很多，但是这种硬件设计却遇到检测均一性的问题。如图I所示，是目前多孔道多光源同时检测设备的单一支路电原理图，它包括发光回路、被检品及光电转换回路，其中发光回路包括串联的LEDl及限流电阻R1，在这个回路中电压是恒定的，但电流的大小是不可控的。首先，由于LEDl制造工艺的原因每一个LEDl的内阻都是不同的，因此同电压下电流的大小也不同，因此对于多孔道多光源的多个发光回路LEDl的电流值是不相等的。光电转换回路包括硅光电池celll及负反馈放大电路，光电转换回路的输出模拟信号直接接入微处理器的AD转换端口用于读数。在光电转换回路中，首先硅光电池由于暗电流不同，因此在黑暗条件下电流的信号就不同，在检测光信号的情况下暗电流会叠加在检测信号中影响一致性和准确性。另外光电池的灵敏度也是不同的，也就是说在同等光信号变化下也会出现电流值不同的现象，这样在光信号经过放大的过程中就会放大这个差异，影响一致性和准确性。同时，随着使用时间的积累，电气元件会发生老化现象，而且老化的程度不同，这都极大影响了光电采集的准确性和一致性。如今这一技术难题亟待解决。

发明内容
本发明专利的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多光源多孔道进行生化检测的电路。本发明专利解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种多光源多孔道进行生化检测的电路，包括发光回路及光电转换回路，发光回路由连接在+5V电源之间的限流电阻Rl与发光二极管LEDl串联构成，光电转换回路包括娃光电池celll及负反馈放大电路,本发明的创新点是在发光回路中进一步包括有电流调整电路；在光电转换回路中进一步包括有零电流调整电路；以及在负反馈放大电路中包括有数字电位器RPot3。电流调整电路连接在电源的+5V端与发光二极管LEDl之间；零电流调整电路连接在硅光电池celll负端与负反馈放大电路中集成运算放大器UlA负输入端的结点上；数字电位器RPot3并联在集成运算放大器UlA的输出与负输入端上。而且，所述电流调整电路，采用在限流电阻Rl两端并联一数字电位器RPotl。而且，零电流调整电路包括串联在+5V与-5V之间的电阻R2及电阻R3，连接在+5V与-5V之间的数字电位器RPot2，连接在电阻R2、电阻R3之间结点与集成运算放大器负输入端之间的电阻R4，电阻R4的一端及电阻R2、电阻R3之间的连接结点共同与数字电位器RPot2的调节端相连。而且，数字电位器RPot3用模拟电位器来代替。本发明专利的优点和积极效果是I、本发明通过增加零电流调整电路，中和硅光电池暗电流的影响，去除检测静态干扰，增强检测一致性。2、本发明通过数字电位器调整硅光电池信号的放大倍数，调整电路灵敏度，去除检测动态干扰，增强检测一致性。3、本发明通过电流调整电路动态调整光源发光强度，增强检测一致性。4、本发明通过同时调整各单路光电采集系统的电路参数达到所有孔道均一致，极大的增强了实验的一致性，对减小孔道间差异具有非常重要的意义。


图I是目前多光源多孔道进行生化检测设备的其中一个孔道支路的电原理 图2是本发明多光源多孔道进行生化检测设备的其中一个孔道支路的电原理图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明专利实施例做进一步详述需要强调的是，本发明的实施例是说明性的，而不是限定性的，不能以本实施例作为对本发明专利的限定。一种多光源多孔道进行生化检测的电路，如图2所示，包括发光回路及光电转换回路，发光回路由连接在+5V电源之间的限流电阻Rl与发光二极管LEDl串联构成，光电转换回路包括接收发光回路中发光二极管LEDl光信号的硅光电池celll及负反馈放大电路中，本发明的创新点是在发光回路中进一步包括有电流调整电路、在光电转换回路中进一步包括有零电流调整电路，以及在负反馈放大电路中包括数字电位器RPot3，电流调整电路连接在电源的+5V端与发光二极管LEDl之间，零电流调整电路连接在硅光电池celll负端与负反馈放大电路中集成运算放大器UlA负输入端的结点上，数字电位器RPot3并联在集成运算放大器UlA的输出与负输入端上。实例I在本发明的具体实施中，在发光回路中所述连接在电源的+5V端与发光二极管LEDl之间的电流调整电路，可采用在限流电阻Rl两端并联一数字电位器RPot 1，通过调节数字电位器RPot I的阻值来调节发光二极管LEDl的电流，从而调节发光二极管LEDl发出的光强。实例2在本发明的具体实施中，在发光回路中所述连接在电源的+5V端与发光二极管LEDl之间的电流调整电路，也可采用模拟电位器直接取代限流电阻R1，通过模拟电位器阻值的调节改变发光二极管LEDl发出的光强。实例3在本发明的具体实施中，所述连接在硅光电池celll负端与负反馈放大电路中集成运算放大器UlA负输入端结点上的零电流调整电路包括串联在+5V与-5V之间的电阻R2及电阻R3，连接在+5V与-5V之间的数字电位器RPot2及电阻R4，电阻R2、电阻R3之间的连接结点与数字电位器RPot2的调节端相连，电阻R2、电阻R3之间的连接结点通过电阻R4接入集成运算放大器的负输入端。·在以上具体实施的零电流调整电路中，通过调节数字电位器RPot2的调节端位置，可以改变流出零电流调整电路输出的电流，此正负大小均可调节的电流可以中和硅光电池自身暗电流，最终使无光照射状态下输入负反馈放大电路负输入端的电流为零。当然，该种形式的零电流调整电路也可用模拟电位器来代替。实例4在本发明的具体实施中，并联在负反馈放大电路中集成运算放大器的输出端与负输入端之间的数字电位器RPot3，通过调整数字电位器RPot3调节端的位置来改变反馈放大电路的放大倍数，当然，数字电位器RPot3也可用模拟电位器来代替，调节改变反馈放大电路的放大倍数，从而改变接收信号的灵敏度。本发明的工作原理和步骤是⑴给光电转换回路加电；⑵调整全部孔道的零电流调整电路中的数字电位器RPot2的电阻值输出，在无光条件下使光电转换回路的AD转换输出口在电压为O ;⑶记录全部孔道数字电位器RPot2的电阻值M ；⑷给发光回路加电；(5)调整全部孔道的电流调整电路中的数字电位器RPotl为同一个电阻值A ；(6)从AD转换接口读出全部孔道的光电转换回路输出电压值a，并进行数值记录；(7)调整全部孔道的电流调整电路中的数字电位器RPotl为同一个电阻值B，B>A ；(8)从AD转换接口读出全部孔道的光电转换回路输出电压值b，并进行数值记录；(9)此时将所有孔道同时用(A，a) (B，b)两个点的值带入硅光电池的灵敏度曲线公式y=kx+d,(将A、B带入x,将a, b带入y)，计算出灵敏度参数k与常数d ；(1Φ将所有孔道的k相加并取平均值得k’ ；(11)将所有孔道的灵敏度曲线的k值更换为平均数k’，得到每个孔道的灵敏度曲线y=k’ x+d,并将B带入曲线求出应得到的电压值Y ；(12)调整全部孔道的电流调整电路中的数字电位器RPotl为同一个值B ；(13)调整负反馈放大电路的数字电位器RPot3，使所有孔道的光电转换回路输出电压值都与用自身灵敏度曲线得出的Y值相一致，并记录数字电位器RPot3的值C ；
(M)记录下所有孔道的数字电位器RPotl的值B ；RPot2的值R ；RPot3的值C ；(15)在进行样本实验时将所有孔道的数字电位器RPotl输入同一的电阻值B ;所有孔道的零电流调整电路中的数字电位器RPot2输入在暗电流调试时确定的各自孔道的电阻值R ;将负反馈放大电路中的数字电位器RPotl输入在调整阶段时确定的各自孔道的电 阻值C。此时将得到一组具有很高一致性的采集孔道。
权利要求
1.一种多光源多孔道进行生化检测的电路，包括发光回路及光电转换回路，发光回路由连接在+5V电源之间的限流电阻Rl与发光二极管LEDl串联构成，光电转换回路包括硅光电池celll及负反馈放大电路，其特征在于 在发光回路中进一步包括有电流调整电路、在光电转换回路中进一步包括有零电流调整电路，以及在负反馈放大电路中包括有数字电位器RPot3，电流调整电路连接在电源的+5V端与发光二极管LEDl之间，零电流调整电路连接在硅光电池celll负端与负反馈放大电路中集成运算放大器UlA负输入端的结点上，数字电位器RPot3并联在集成运算放大器UlA的输出与负输入端上。
2.根据权利要求I所述的多光源多孔道进行生化检测的电路，其特征在于所述电流调整电路，采用在限流电阻Rl两端并联一数字电位器RPotl。
3.根据权利要求I所述的多光源多孔道进行生化检测的电路，其特征在于零电流调整电路包括串联在+5V与-5V之间的电阻R2及电阻R3，连接在+5V与-5V之间的数字电 位器RPot2，连接在电阻R2、电阻R3之间结点与集成运算放大器负输入端之间的电阻R4，电阻R4的一端及电阻R2、电阻R3之间的连接结点共同与数字电位器RPot2的调节端相连。
4.根据权利要求I所述的多光源多孔道进行生化检测的电路，其特征在于数字电位器RPot3用模拟电位器来代替。
全文摘要
本发明涉及一种多光源多孔道进行生化检测的电路，包括发光回路及光电转换回路，在发光回路中进一步包括有电流调整电路、在光电转换回路中进一步包括有零电流调整电路，以及在负反馈放大电路中包括有数字电位器RPot3，电流调整电路与发光二极管LED1串联，零电流调整电路连接在光电转换回路的硅光电池cell1负端与集成运算放大器U1A负输入端的结点上，数字电位器RPot3并联在集成运算放大器U1A的输出与负输入端上。本发明通过增加电流调整电路动态调整光源发光强度，增加零电流调整电路，中和硅光电池暗电流的影响，通过数字电位器RPot3调整硅光电池信号的放大倍数，通过同时调整各电路参数达到所有孔道均一致，减小孔道间差异。
文档编号G01N21/00GK102944516SQ20121045564
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者黄炎彬, 辛鹤林, 王兴, 郭磊 申请人:天津市一瑞生物工程有限公司