专利名称：一种用于全自动生化分析仪的分光光度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地说是一种用于全自动生化分析仪的分光光度计。
背景技术：
全自动生化分析仪作为典型的光、机、电结合的精密测量仪器，涉及的学科门类多、技术复杂，其中的分光光度计是该仪器的核心部件之一，分光光度计所要完成的任务是将光源所发出的复色光分成所需要的单色光，利用光电探测器将带有被测样品信息的单色光的光信号变为电信号后进行处理。目前绝大多数的全自动生化分析仪都是用分光光度法对化学物质进行测量，有一些仪器还使用其它测定方法，如双波长或三波长法、荧光偏振法、比浊法等。本实用新型采用分光光度法，它是以比尔定律为理论基础的。
目前全自动生化分析仪用的分光光度计的结构如图1所示，其构成为光源、单色器、样品杯、光电探测器和电流检测。分光光度计的输出为模拟电信号，经过电缆传输后送到后续电路进行选择、放大和A/D转换处理，然后发送给上位机进行计算处理，最终得到被测物的吸光度，这种过程称为模拟电信号的处理过程，这种处理过程存在一定的缺陷，即经过光电探测器和电流检测得到的模拟电信号非常弱，其抗干扰能力很差，而且通常该信号还要经过较长距离的传输才能送达进行选择、放大和A/D转换的处理，这样的处理过程将对传输过程中的模拟电信号带来干扰，这种干扰直接影响到测量结果的精度，即使在信号的传输过程中采用电磁屏蔽套管来减少干扰，但是干扰仍然不能完全消除，这样一来在传输过程中模拟电信号的一个微小的波动，经过后续的选择、放大和转换处理后将会成为一个较大的误差，这种情况下即使后面的电路和计算过程做的再精确可靠也不能够改变上述处理过程所产生的误差，以及对测量结果的精度所产生的影响。此外现有全自动生化分析仪用的分光光度计在调试和维修过程中也存在缺陷，由于分光光度计不能进行独立调试和维修，需要其它软硬件的支持，这样一来使得设备的调试和维修过程变的非常复杂和困难。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于全自动生化分析仪的改进的分光光度计，既可以消除模拟信号长距离传输引入的干扰，同时也可以方便分光光度计的调试和维修工作。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是本实用新型具有光源、样品杯、单色器以及光电探测电路及电流检测电路，其检测信号由光电探测电路及电流检测电路输出，在光电探测电路及电流检测电路的输出端接有多路选择器，该多路选择器的输出信号经信号放大器、A/D转换器送至单片机，该单片机通过通讯接口与全自动生化分析仪主控系统或上位机相连。
所述多路选择器的信号输入端接有来自光电探测电路及电流检测电路输出的模拟信号，其信号输出端与信号放大器的信号输入管脚相连，信号放大器的输出信号由输出管脚经A/D转换器转换后变成数字信号接至存储器扩展和地址译码器，A/D转换器的读/转换控制端、数据锁存器使能端及数据总线分别与存储器扩展和地址译码器的相应管脚相连，该存储器扩展和地址译码器的片外ROM选通信号端、地址锁存信号端及读、写端分别接至单片机的相应管脚，该单片机通过RS-485总线与生化分析仪主控系统进行通讯连接。
在单片机的复位端还接有一电源监控器，该电源监控器的复位输入端、复位输出端及手动复位端分别接至存储器扩展和地址译码器的相应管脚；所述多路选择器至少为十六选一的多路选择器；所述上位机为计算机，单片机通过RS-232串口与计算机进行通讯连接；所述单片机可为数字信号处理器或现场可编程门阵列。
本实用新型具有以下优点及有益效果1.提高了测量结果的精度。本实用新型通过在光电探测电路及电流检测电路的输出端加设多路选择器、信号放大器及A/D转换器，并通过单片机对A/D转换器加以控制，同时负责和外部设备进行通讯，即将转换后的结果发送到全自动生化分析仪主控系统或上位机进行计算处理，这样的一种改进的分光光度计结构可以消除模拟信号传输带来的干扰，使得测量结果更加精确可靠；2.方便了调试和维修工作。本实用新型通过专为调试设计的RS-232串行通信口与计算机直接相连，在不需全自动生化分析仪整机支持的条件下即可完成分光光度计的调试，简化了调试工作，缩短了调试时间，也为后续的维修工作提供了便利。
图1为现有技术中分光光度计的结构框图；图2为本实用新型分光光度计的结构框图；图3为本实用新型的电路原理图；图4为本实用新型单片机部分的电气接线图；图5为本实用新型电源监控器部分的电气接线图；图6为本实用新型多路选择器部分的电气接线图；图7为本实用新型信号放大器部分的电气接线图；图8为本实用新型A/D转换器部分的电气接线图。
具体实施方式
如图2所示，考虑到现有技术的缺点，本实用新型在其内部结构上进行改进，即将选择放大和A/D转换部分加入其中，通过一个单片机对A/D转换器M6加以控制，同时负责和外部通讯，即将转换后的结果发给全自动生化分析仪主控系统或上位机进行计算处理，这样既可以消除模拟信号长距离传输引入的干扰，同时也可以方便分光光度计的调试和维修工作。
本实用新型将模拟信号输出的分光光度计改进为数字信号输出，使检测结果更加准确可靠，同时方便调试和维修。具体的实现方法如图2所示，在原有电路的基础上增加了信号处理部分，该部分由选择放大、A/D转换和一片单片机构成，单片机控制信号处理过程，同时可以完成与外部通讯。
该系统的原理图如图3～8所示，这里单片机M2选用80C251，外接存储器扩展和地址译码器M5，具体包括一片W27C512扩展程序存储器、一片71024扩展数据存储器以及一片地址译码器GAL，地址译码器GAL的输出作为各锁存器和存储器的片选使能信号；单片机M2可以通过RS-485总线和RS-232串口与外部进行通讯；从光电探测电路及电流检测电路得到的多路模拟电信号(本实施例为12路)首先进入多路选择器M8，本实施例选用十六选一的多路开关MUX16对输入的12路模拟信号进行选择输出，即12路模拟信号接至多路开关MUX16的信号输入端S1～S12，其地址线A0～A3和使能端接地址锁存器U5的输出端1Q～4Q和6Q，通过地址总线BUS由单片机M2经过锁存器(本实施例采用74LS547)锁存后给出，选择要处理哪一路信号，锁存器的时钟信号取自地址译码器GAL的输出端；本实施例中信号放大器M7选用OP07，采用三级放大结构，第一级为电压跟随器U13，第二级为放大倍数可调的比例放大器即运放U12，第三级为固定倍数的比例放大器U11，分别通过第一～第三电位器P1～P3对各个运放进行调零；多路选择器M8的输出端接至信号放大器M7内部的电压跟随器U13的负输入端(2脚)，电压跟随器U13的输出端接到由运放U12构成的增益可调的反相比例放大电路，运放U12的输出再经过固定倍数的比例放大器U11后送到A/D转换单元U10(本实施例选用ADC976)进行A/D转换，A/D转换的结果送到第一、第二锁存器U8、U9(本实施例均选用74HC245)锁存，等待单片机M2读取，单片机M2读数据后将数据存储在扩展的数据存储器中，最终通过RS-485总线或RS-232发送到生化分析仪主控系统或上位机，至此完成将光电探测电路及电流检测电路检测到的模拟电信号转变为数字信号的过程。
本实施例选用MAX791芯片构成单片机微处理器的电源监控器，监测单片机的运行状态，同时该电源监控器通过手动复位端MR可以实现单片机的手动复位。
本实施例中单片机M2通过发送、接收管脚TXD1、RXD1外接一片RS-232接口与计算机实现串行通讯。
本实用新型中的单片机M2可以选用其它型号，也可选用新型的微处理器，如DSP(数字信号处理器)或FPGA(现场可编程门阵列)等。
本实用新型在光电探测电路及电流检测电路的输出端加设多路选择器、信号放大器及A/D转换器，并通过单片机对A/D转换器加以控制，同时负责和外部设备进行通讯，即将转换后的结果发送到全自动生化分析仪主控系统或上位机进行计算处理，通过这样的一种改进的分光光度计结构可以消除模拟信号传输带来的干扰，使得测量结果更加精确可靠；此外可以通过专为调试设计的RS-232串行通信口与计算机直接相连，在不需整机支持的条件下即可完成对分光光度计的调试，简化了调试工作，缩短了调试时间，也为后续的维修工作提供了便利。
权利要求1.一种用于全自动生化分析仪的分光光度计，具有光源、样品杯、单色器以及光电探测电路及电流检测电路，其检测信号由光电探测电路及电流检测电路输出，其特征在于在光电探测电路及电流检测电路的输出端接有多路选择器(M8)，该多路选择器(M8)的输出信号经信号放大器(M7)、A/D转换器(M6)送至单片机(M2)，该单片机(M2)通过通讯接口与全自动生化分析仪主控系统(M1)或上位机相连。
2.按权利要求1所述的用于全自动生化分析仪的分光光度计，其特征在于所述多路选择器(M8)的信号输入端接有来自光电探测电路及电流检测电路输出的模拟信号，其信号输出端(Signa 11-OUT)与信号放大器(M7)的信号输入管脚(Signa 11-IN)相连，信号放大器(M7)的输出信号由输出管脚(Signa 12-OUT)经A/D转换器(M6)转换后变成数字信号接至存储器扩展和地址译码器(M5)，A/D转换器(M6)的读/转换控制端(U10-R/C)、数据锁存器使能端(U9-E、U8-E)及数据总线(BUS)分别与存储器扩展和地址译码器(M5)的相应管脚相连，该存储器扩展和地址译码器(M5)的片外ROM选通信号端(PSEN)、地址锁存信号端(ALE)及读、写端(RD、WR)分别接至单片机(M2)的相应管脚，该单片机(M2)通过RS-485总线与生化分析仪主控系统进行通讯连接。
3.按权利要求2所述的用于全自动生化分析仪的分光光度计，其特征在于在单片机(M2)的复位端(RST)还接有一电源监控器(M3)，该电源监控器(M3)的复位输入端(CE-IN)、复位输出端(CE-OUT)及手动复位端(MR)分别接至存储器扩展和地址译码器(M5)的相应管脚。
4.按权利要求2所述的用于全自动生化分析仪的分光光度计，其特征在于所述多路选择器(M8)至少为十六选一的多路选择器。
5.按权利要求1所述的用于全自动生化分析仪的分光光度计，其特征在于所述上位机为计算机，单片机(M2)通过RS-232串口与计算机进行通讯连接。
6.按权利要求1、2或3中任何一项所述的用于全自动生化分析仪的分光光度计，其特征在于所述单片机(M2)可为数字信号处理器或现场可编程门阵列。
专利摘要本实用新型公开一种医疗器械技术领域中用于全自动生化分析仪的分光光度计，具有光源、样品杯、单色器以及光电探测电路及电流检测电路，其检测信号由光电探测电路及电流检测电路输出，在光电探测电路及电流检测电路的输出端接有多路选择器，该多路选择器的输出信号经信号放大器、A/D转换器送至单片机，该单片机通过通讯接口与全自动生化分析仪主控系统或上位机相连。本实用新型可提高测量精度，同时方便了调试和维修工作。
文档编号G01N21/01GK2835993SQ200520093838
公开日2006年11月8日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者吴海波, 康长武, 杨竹力, 欧勇军, 王长津 申请人:沈阳东软医疗系统有限公司