专利名称：一种光电比色法信号获取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型的技术方案涉及利用光电检测来测试或分析材料的装置，具体地说是 一种光电比色法信号获取装置。
背景技术：
比色法是以可见光作光源，比较溶液颜色深浅度以测定所含有色物质浓度的方 法。常用的比色法有两种目视比色法和光电比色法。常用的目视比色法是标准系列法，即 用不同量的待测物标准溶液在完全相同的一组比色管中，先按分析步骤显色，配成颜色逐 渐递变的标准色阶。试样溶液也在完全相同条件下显色，和标准色阶作比较，目视找出色泽 最相近的那一份标准，由其中所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分的含量。光电比 色法是在光电比色计上或者类似结构上测量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度对浓度作 图，绘制工作曲线，然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。与目 视比色法相比，光电比色法消除了主观误差，提高了测量准确度，而且可以通过选择滤光片 来消除干扰，从而提高了选择性。在现有技术中，多数的光电比色法中的信号获取装置使用高精度显微镜系统、CCD 系统和分光光度计，存在设备昂贵、复杂度高以及不便于便携使用的缺点。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光电比色法信号获取装置，是一种 基于光纤传导光线和微流控芯片的光电比色法信号获取装置，是便携式的装置，克服了现 有技术的光电比色法中的信号获取装置存在设备昂贵、复杂度高以及不便于便携使用的缺
点ο本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是一种光电比色法信号获取装 置，是一种基于光纤传导光线和微流控芯片的光电比色法信号获取装置，由光源、夹具、微 细光纤、微流控芯片、光电池、调理电路和微注射泵构成；所述微流控芯片的上下方各是一 条被测液体的通道，中间位置是一条光通道；光源对接一条微细光纤的一端并用夹具夹紧 固定，该一条微细光纤的另一端接入微流控芯片的光通道的导入口，微流控芯片的光通道 的导出口与另一条微细光纤的一端连接，该另一条微细光纤的另一端对接光电池并用另一 个夹具夹紧固定，微注射泵连接到微流控芯片的被测液体的通道的进液口 ；光源、光电池和 调理电路之间有导线连接。上述一种光电比色法信号获取装置，所述光源是发光二极管，其所发出的光为可 见光波段或紫外波段。上述一种光电比色法信号获取装置，所述调理电路如图3所示。上述一种光电比色法信号获取装置，所述微流控芯片是本技术领域的技术人员按 照图2容易制作的。所述微细光纤也是本技术领域的技术人员公知和容易制作的，所述光 源、夹具、光电池和微注射泵均是可以通过商购得到的。[0009]上述一种光电比色法信号获取装置，其所有部件的连接方法是本技术领域的技术 人员所容易掌握和完成的。上述一种光电比色法信号获取装置的工作流程是，被测液体由微注射泵注入微流 控芯片的被测液体的通道的进液口流进微流控芯片，再由被测液体的通道的出液口流出微 流控芯片；由光源发出的光由对接并用夹具夹紧固定的一条微细光纤导出，并经过微流控 芯片的光通道一侧的导入口导入微流控芯片，再用另一条微细光纤从微流控芯片的光通道 另一侧的导出口导出，并由与其对接并用夹具夹紧固定的光电池接收。在这一过程中，于流 控芯片的被测液体的通道中的溶液离子对光有所吸收，从微流控芯片的光通道另一侧的导 出口导出的光信号，由光电池接收之后被转换成了初级电信号，再将该电信号送入调理电 路，对其进行I/V变换、放大、滤波转换后获取终极电信号；光源和光电池的电能由调理电 路提供和调制。本实用新型的有益效果是(1)本实用新型的实质性特点本实用新型一种光电比色法信号获取装置是在可以确认离子的吸收波长的情况 下，创新设计的一种基于光纤传导光线和微流控芯片的光电比色法信号获取装置。该装置 根据被测液体来选择特定波长的发光二极管光源，并用调理电路对光源进行调制，特别是 在光源、微流控芯片和光电池之间采用微细光纤进行光信号的导出和导入并利用微流控芯 片平台使被测溶液离子对光有所吸收而产生相应的光信号，再由光电池和调理电路将被溶 液离子有所吸收的光信号转换成电信号，最终经过采集和计算得出被测溶液的离子浓度 值。可见，本实用新型一种光电比色法信号获取装置的实质性特点是用微流控芯片、微细光 纤、发光二极管、光电池和调理电路取代了现有的光电比色法信号获取装置中所使用的高 精度显微镜系统、CCD系统和分光光度计。(2)本实用新型的进步本实用新型一种光电比色法信号获取装置完全用高效、价廉和轻便的微流控芯 片、微细光纤、发光二极管、光电池和调理电路取代了现有的光电比色法信号获取装置中所 使用的低效、价贵和笨重的高精度显微镜系统、CCD系统和分光光度计，不仅大大降低了设 备的成本和复杂度，还显著缩小了设备的体积；采用光纤导光避免了由于热量积累所引起 的一系列问题，具有高效、节能的特性；采用调制解调技术降低了干扰；利用微流控芯片集 成化和微型化的特点，使得被测样品处理时间大幅缩短，检测分辨率显著提高；本实用新型 一种光电比色法信号获取装置是便携式装置，克服了现有技术的光电比色法中的信号获取 装置不便于便携使用的缺点。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型中的微流控芯片的通道结构示意图。图3为本实用新型中的调理电路的整体构成示意图。图中，1.光源，2.夹具，3.微细光纤，4.微流控芯片，5.光电池，6.调理电路，7.微
注射泵。
具体实施方式
图1所示实施例表明，本实用新型一种光电比色法信号获取装置是由光源(1)、夹 具(2)、微细光纤(3)、微流控芯片(4)、光电池(5)、调理电路(6)和微注射泵(7)构成；光源 (1)对接一条微细光纤(3)的一端并用夹具(2)夹紧固定，该一条微细光纤(3)的另一端接 入微流控芯片(4)的光通道的导入口，微流控芯片(4)的光通道的导出口与另一条微细光 纤(3)的一端连接，该另一条微细光纤(3)的另一端对接光电池(5)并用另一个夹具(2)夹 紧固定，微注射泵(7)连接到微流控芯片(4)的被测液体的通道的进液口 ；光源(1)、光电池
(5)和调理电路(6)之间有导线连接。图2所示实施例表明，本实用新型一种光电比色法信号获取装置的述微流控芯片 (4)的上下方各是一条被测液体的通道A — A’和C 一 C’，中间位置是一条光通道B-B’ ；图3所示实施例表明，本实用新型一种光电比色法信号获取装置的调理电路(6) 的整体包括五部分电源供电部分(3-1)、调制部分(3-2)，I/V变换部分(3-3)、放大部分 (3-4)和解调部分(3-5)。实施例1按图1和图2所示，将光源(1)对接一条微细光纤(3 )的一端并用夹具(2 )夹紧固 定，该一条微细光纤(3)的另一端接入微流控芯片(4)的光通道B-B’ 一侧的B导入口，微流 控芯片(4)的光通道B-B，另一侧的B’导出口与另一条微细光纤(3)的一端连接，该另一 条微细光纤(3)的另一端对接光电池(5)并用另一个夹具(2)夹紧固定，微注射泵(7)连接 到微流控芯片(4)的被测液体的通道A— A’的进液口 A ；光源(1)、光电池(5)和调理电路
(6)之间用导线连接，由此构成一种光电比色法信号获取装置。其中，微注射泵(7)用于给 微流控芯片(4)注入被测液体，光源(1)和光电池(5)的电能由调理电路(6)提供和调制。 光源(1)选用广州市创光电子技术有限公司的发光二极管，其所发出的光的波长根据被测 液体确定为可见光波段；微细光纤(3)由南京春晖科技实业有限公司加工制作；微流控芯 片(4)的型号是microfluidic chip-2010，是由本技术领域的技术人员制作的；光电池(5) 的规格是BS580，微注射泵(7 )规格是HX-90IA型微注射泵。光源(1)、夹具(2 )、光电池(5 ) 和微注射泵(7)均是可以通过商购得到的。将被测液体由微注射泵(7)注入微流控芯片(4)的被测液体的通道A — A’的进液 口 A流进微流控芯片(4)，再由被测液体的通道A— A’的出液口 A’流出微流控芯片(4)； 由光源(1)发出的光由对接并用夹具(2)夹紧固定的一条微细光纤(3)导出，并经过微流控 芯片(4)的光通道B-B’ 一侧的B导入口导入微流控芯片(4)，再用另一条微细光纤(3)从 微流控芯片(4)的光通道B-B’另一侧的B’导出口导出，并由与其对接并用夹具(2)夹紧固 定的光电池(5)接收，这一过程中，在流控芯片(4)的被测液体的通道A — A’中的溶液离子 对光有所吸收，从微流控芯片(4)的光通道B-B’另一侧的B’导出口导出的光信号，由光电 池(5)接收之后被转换成了初级电信号，再将电信号送入调理电路(6)，对其进行I/V变换、 放大、滤波转换后获取终极电信号。实施例2除了微注射泵(7)连接到微流控芯片(4)的被测液体的通道C 一 C’的进液 口 C，将被测液体由微注射泵(7)注入微流控芯片(4)的被测液体的通道C 一 C’的进液口C流进微流控芯片(4)，再由被测液体的通道C 一 C’的出液口 C’流出微流控芯片(4)，在流 控芯片(4)的被测液体的通道C 一 C’中的溶液离子对光有所吸收，以及光源(1)选用所发 出的光的波长根据被测液体确定为紫外波段的发光二极管之外，其他均同实施例1。
权利要求1.一种光电比色法信号获取装置，其特征在于是一种基于光纤传导光线和微流控芯 片的光电比色法信号获取装置，由光源、夹具、微细光纤、微流控芯片、光电池、调理电路和 微注射泵构成；所述微流控芯片的上下方各是一条被测液体的通道，中间位置是一条光通 道；光源对接一条微细光纤的一端并用夹具夹紧固定，该一条微细光纤的另一端接入微流 控芯片的光通道的导入口，微流控芯片的光通道的导出口与另一条微细光纤的一端连接， 该另一条微细光纤的另一端对接光电池并用另一个夹具夹紧固定，微注射泵连接到微流控 芯片的被测液体的通道的进液口 ；光源、光电池和调理电路之间有导线连接。
2.根据权利要求1所述一种光电比色法信号获取装置，其特征在于所述光源是发光 二极管，其所发出的光为可见光波段或紫外波段。
专利摘要本实用新型一种光电比色法信号获取装置，涉及利用光电检测来测试或分析材料的装置，是一种基于光纤传导光线和微流控芯片的光电比色法信号获取装置，由光源、夹具、微细光纤、微流控芯片、光电池、调理电路和微注射泵构成；微流控芯片的上下方各是一条被测液体的通道，中间位置是一条光通道；在光源、微流控芯片和光电池之间采用微细光纤进行光信号的导出和导入并利用微流控芯片平台使被测溶液离子对光有所吸收而产生相应的光信号，再由光电池和调理电路将被溶液离子有所吸收的光信号转换成电信号，是便携式装置，克服了现有技术的光电比色法中的信号获取装置不便于便携使用的缺点。
文档编号G01N21/31GK201926622SQ20102068295
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者万峰, 冉多钢, 周围, 常银霞, 张宗华, 张思祥, 柳保, 肖亚静, 董伟强 申请人:河北工业大学