本发明涉及体外诊断装置技术领域，具体涉及一种多波长凝血测试装置。
背景技术
当前市场中的全自动凝血分析仪一般采用磁珠法和光学法检测样本，其中，光学法相较于磁珠法，具有成本低，测试项目齐全等优势，是绝大多数仪器生产厂商所采用的方法。其中，光学法按照光学测试原理可分为透射光学法和散射光学法。
公开号为cn101213437b的专利中，使用卤素灯作为光源，采用滤光片和转轮结构，将不同波长的单色光耦合进入分束光纤，分束光纤的尾端照射样本进行测量。由于采用了5种滤光片，因此测试同一项目时，可以将不同波长的光作为主波和副波同时使用，以避免本底对某一特定波长的影响。但是其各个波长的切换依靠滤光片的切换实现的，因此，还需要相应的运动驱动机构，结构复杂。
公开号为cn107132225a的专利中，使用led作为光源，led的寿命远大于公开号为cn101213437b的专利中卤素灯的寿命，先采用复数根光纤收集光束，再通过匀光棒和复数根光纤照射反应杯，但是，使用复数根光纤收集光束的过程中会因为光纤固有的占空比，降低光能的利用率。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现要素：
为了解决现有技术中凝血测试装置的结构复杂和光能利用率低的问题，本发明提供一种多波长凝血测试装置。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种多波长凝血测试装置，包括多个光源机构，还包括：
连接所述光源机构且用于控制光源机构开关的控制器；
收集所述光源机构发射的光束并反射的反射镜；
接收所述反射镜反射的光束进行匀光并传输的匀光装置，所述光源机构环绕匀光装置设置；
接收所述匀光装置传输的光束并分束的分束光纤；
用于接收经所述分束光纤分束的光束且连接控制器的测量机构，所述测量机构用于利用接收的光束测量待测物得到测量信号，并将测量信号发送至控制器；
所述控制器用于接收测量信号并对测量信号进行处理后输出。
进一步的，所述分束光纤包括一个分束光纤入射端和多个分束光纤出射端，匀光装置的入射端面与反射镜平行且正对应设置，匀光装置的出射端面与分束光纤入射端连接，测量机构包括多个测量通道，分束光纤出射端通过光纤准直器连接测量机构且与测量通道一一对应。
进一步的，所述光源机构包括依次设置的光源、聚光镜、准直镜、滤光片和耦合镜，光源发射的光束经聚光镜汇聚入射到准直镜，光束经准直镜准直后入射到滤光片，经滤光片滤光后入射到耦合镜，光束经耦合镜耦合后入射到反射镜。
更进一步的，所述光源为半导体光源。
更进一步的，所述光源机构还包括连接光源的散热器件。
更进一步的，所述光源机构还包括连接光源和散热器件的基板、设置在散热器件内且连接控制器的第一温度传感器和连接控制器且用于散热器件制冷的风扇，所述散热器件通过基板连接光源，第一温度传感器用于探测散热器件的温度信号并发送至控制器，控制器用于接收温度信号并据此控制风扇的开关和转速。
进一步的，所述测量机构包括反应杯装载座、连接反应杯装载座且用于提供反应杯装载座所需热量的恒温装置、连接反应杯装载座和控制器的光信号采集板，所述反应杯装载座包括多条测量通道，测量通道的数量等于经分束光纤分束的光束的数量且测量通道与分束的光束一一对应设置，光信号采集板探测经过每条测量通道光束以得到测量信号并发送至控制器。
更进一步的，所述恒温装置包括位于反应杯装载座壳体内表面的保温层、设置在反应杯装载座下表面的加热器件、接触连接反应杯装载座和加热器件的过热保护器件、以及位于反应杯装载座内的第二温度传感器。
进一步的，所述反应杯装载座上包括用于夹紧反应杯的夹紧器件，所述反应杯用于盛装待测物。
进一步的，所述测试装置还包括：所述测试装置还包括：安装底板、安装在安装底板上的镜筒支架和连接镜筒支架的反射镜座，所述反射镜、匀光装置和光源机构均安装在反射镜座上。
本发明的有益效果是：
1、对于各个波长光的切换，本发明无需运动驱动机构，而是通过控制器来控制各个光源机构的开关、光源机构环绕匀光装置设置、反射镜和匀光装置接收任一光源机构传输的光束，使得本发明的结构简单。
2、通过采用反光镜将光束耦合进入匀光装置和分束光纤，而不是采用多条光纤，避免了光纤因占空比而降低光传输效率的问题，大幅度地提高了光能的利用率。
3、通过使用反光镜简化了多波长凝血测试装置的结构，便于本发明的生产加工。
附图说明
图1为本发明的一种多波长凝血测试装置的结构示意图。
图2是本发明中的光源机构的结构示意图。
图3是本发明中的光源机构与耦合机构的结构示意图。
图4是本发明中分束光纤与测量机构的结构示意图。
图5是本发明中测量机构的横截面的结构示意图。
图6是本发明中夹紧器件的结构示意图。
图7是本发明的电路功能原理图。
图中：1、光源机构，1-1、光源镜筒，1-2、基板，1-3、耦合镜，1-4、后隔圈，1-5、滤光片，1-6、中隔圈，1-7、准直镜，1-8、前隔圈，1-9、聚光镜，1-10、光源，1-11、聚光镜压圈，1-12、散热器件，1-13、第一温度传感器，1-14、风扇，1-15、风扇支架，2、耦合机构，2-1、反光镜，2-2、镜筒支架，2-3、反射镜座，2-4、匀光装置，2-5、套筒，2-6、反射镜压圈，2-7、分束光纤，2-71、分束光纤出射端，2-8、光纤准直器，3、测量机构，3-1、反应杯装载座，3-11、测量通道，3-2、光信号采集板，3-21、光电传感器，3-22、初级放大电路，3-3、第二温度传感器，3-4、保温层，3-5、加热器件，3-6、过热保护器件，3-7、反应杯，3-8、夹紧器件，3-9、隔热环，4、控制器，4-1、fpga芯片，4-2、12位d/a芯片，4-3、光源驱动芯片，4-4、风扇驱动芯片，4-5、8通道16位a/d芯片，4-6、后级放大电路，5、安装底板。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。
在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
请同时参阅图1-图7，本发明提供了一种多波长凝血测试装置，如图1，包括：发射光束的光源机构1、用于收集光源机构1发出的光束并照射待测物的耦合机构2、测量机构3以及控制器4。耦合机构2包括反射镜2-1、匀光装置2-4和分束光纤2-7，反射镜2-1收集光源机构1发射的光束并反射光束，匀光装置2-4接收反射镜2-1反射的光束、进行匀光、然后传输至分束光纤2-7，分束光纤2-7接收匀光装置2-4传输的光束并分束，分成若干束。光源机构1的数量为多个，光源机构1环绕在匀光装置2-4外，反射镜2-1能接收任一个/多个光源机构1传输的光束。光源机构1和测量机构3均与控制器4连接。分束光纤2-7与测量机构3连接。测量机构3用于接收经分束光纤2-7分束的光束，测量机构3还用于利用接收的光束(分束光纤2-7分束的光束)测量待测物得到测量信号、将测量信号发送至控制器4。控制器用于接收测量机构3发送的测量信号，并对测量信号进行处理后输出。控制器4还用于控制光源机构1开关。光源机构1发射光束，反射镜2-1接收耦合光源机构1发射的光束，光束传输至匀光装置2-4匀光，再传输至分束光纤2-7，分束光纤2-7对光束进行分束，分束的光束照射测量机构3，测量机构3接收分束光纤2-7照射的光，进行测试，得到测量信号发送给控制器4，控制器4对测量信号进行处理后输出。
对于各个波长光的切换，本发明无需运动驱动机构，而是通过控制器4来控制各个光源机构1的开关、光源机构1环绕匀光装置2-4设置、反光镜2-1和匀光装置2-4接收任一光源机构1传输的光束，使得本发明的结构简单。通过使用反光镜2-1将光源机构1发出的光束耦合进入匀光装置2-4中，而不是采用多条光纤或分束光纤，大幅度地提高了光能的利用率。另外，通过使用反光镜2-1简化了多波长凝血测试装置的结构，便于本发明的生产加工。
反射镜2-1、匀光装置2-4以及分束光纤2-7依光路设置，反射镜2-1与多个光源机构1的光轴呈一定固定夹角，反射镜2-1的反射面与匀光装置2-4的入射端面平行。优选的是多个光源机构1围绕着匀光装置2-4等间隔排列，匀光装置2-4的出射端面紧贴分束光纤2-7入射端。
具体地，多个光源机构1可以发射出不同波长的单色光，每个光源机构1发出的光波长通常不同，但是每个光源机构1通常只发射一种波长的单色光，多个光源机构1的机械尺寸可以均相同。匀光装置2-4的入射端面与反射镜2-1平行且正对应设置。光源机构1发射的与光源机构1光轴重合的光束经过反射镜2-1反射后，刚好照射到匀光装置2-4的中心，因此每个光源机构1均可互换，当不需要某个波长时，可将此光源机构1拆卸。若某个波长的光能量较弱，可再安装一个此波长的光源机构1。这些光源机构1发射的光束依次经反射镜2-1反射、匀光装置2-4匀光、分束光纤2-7将这些不同波长的光束导入测量机构3中。测量机构3探测照射的这些不同波长的光束，测量机构3得到测量信号，并将测量信号传递至控制器4，控制器4将测量信号处理后对外输出，信号转换过程为测量机构3探测到光信号并转换为电信号发送至控制器4，控制器4将电信号转换为数字信号输出，其中电信号为上述的测量信号。若本发明一种多波长凝血测试装置直接安装在凝血分析仪上，则所述控制器4可将数字信号发送至凝血分析仪中的主控电路板，或与凝血分析仪配套使用的计算机。
本发明实施方式中，如图2所示，光源机构1包括：光源镜筒1-1、基板1-2、耦合镜1-3、后隔圈1-4、滤光片1-5、中隔圈1-6、准直镜1-7、前隔圈1-8、聚光镜1-9、聚光镜压圈1-11、光源1-10、散热器件1-12和第一温度传感器1-13。每个光源机构1均由上述部件构成，由于所用光源1-10的波长不同，耦合镜1-3、准直镜1-7和聚光镜1-9表面所镀膜层与光源1-10发出的波长匹配，以提高光束的透过率。
光源镜筒1-1在基板1-2的左侧，基板1-2上设置光源1-10和聚光镜压圈1-11，从右到左依次设置聚光镜压圈1-11、聚光镜1-9、前隔圈1-8、准直镜1-7、中隔圈1-6、滤光片1-5、后隔圈1-4和耦合镜1-3，耦合镜1-3、后隔圈1-4、滤光片1-5、中隔圈1-6、准直镜1-7、前隔圈1-8、聚光镜1-9、聚光镜压圈1-11和光源1-10均位于光源镜筒1-1内，耦合镜1-3、后隔圈1-4、滤光片1-5、中隔圈1-6、前隔圈1-8和聚光镜压圈1-11均连接光源镜筒1-1，聚光镜压圈1-11固定聚光镜1-9。每种发光二极管均为高功率型发光二极管，发热量较大，因此，将上述五种不同波长的光源1-10焊接在基板1-2上，基板1-2采用导热系数较高的材质制作(如铝基板)，这样，光源1-10工作时产生的热量传递给基板1-2。基板1-2与散热器件1-12紧紧贴合，散热器件1-12与基板1-2之间的缝隙可用导热硅脂进行填充，散热器件1-12内部安装了第一温度传感器1-13，为了能够迅速检测到散热器件1-12的温度，第一温度传感器1-13与散热器件1-12之间的缝隙同样用导热硅脂进行填充。
具体地，多个光源机构1通常设置为五个，实施方式中的滤光片1-5均选用窄带滤光片，半波带宽为8～12nm，截止深度大于4，因此，本发明实施方式中的所用的五种不同波长的光源1-10既可以是波段与上述五种滤光片1-5匹配的单色光源，也可以是包含上述五种滤光片1-5中心波长的宽波段的复色光源。本发明实施方式中，光源1-10为半导体光源，例如发光二极管，当然还可以是其他半导体光源。现以其中一个发光二极管作为光源1-10及其对应的光路进行说明，发光二极管的发光角比较大，约为120°，与其相邻的聚光镜1-9对发光二极管发出的光进行汇聚和收集，聚光镜1-9后方的准直镜1-7将聚光镜1-9收集的光束进行准直后，射入滤光片1-5滤光，再经滤光片1-5后方的耦合镜1-3耦合后将光束射出，即完成光源机构1的发射，光束入射到反光镜2-1。由于滤光片1-5的半波带宽比较窄，同时规定其入射光的角度不得大于其指定入射角度。本发明实施方式中的滤光片1-5的半波带宽为8～12nm，入射角度为±7°，
由于发光二极管的光强稳定性受温度影响很大，因此，需要第一温度传感器1-13的精度不宜过低，至少应小于0.5℃，本发明中选用的第一温度传感器1-13为铂电阻，其精度为0.3℃，第一温度传感器1-13连接控制器4，第一温度传感器1-13将采集的散热器件1-12的温度反馈给的控制器4。
多个光源1-10至少为三个：包括第一光源，第二光源，以及第三光源，第一光源发出凝固法测试所用波长的待测试光束，第二光源发出发色底物法测试所用波长的待测试光束，第三光源发出免疫比浊法测试所用波长的待测试光束。具体地，第一光源为660nm发光二极管，第二光源为405nm发光二极管，第三光源为575nm发光二极管。
进一步地，样本为人类血浆，一般由人类全血与枸橼酸钠按照9：1的体积例混合，再经过离心进行制备，此时，血浆中的主要凝血因子的成份为凝血因子i，ii，v，vii，viii，ix，x，xi，xii，xiii；抗凝成份主要为抗凝血酶iii；纤溶系统的产物fdp(纤维蛋白降解产物)和d-二聚体。
当加入凝固法试剂时，样本与试剂混合后，其最终产物为交联状的纤维蛋白，在此反应过程中，当光束透过样本和试剂的混合物时，其表现为透射光越来越弱，散射光越来越强，当样本测试凝固法项目时，考虑到样本本底产生的影响，主波长为660nm，副波长为800nm。
当加入发色底物法试剂时，样本与试剂混合后，抗凝血酶iii抑制试剂中的部分凝血酶活性，剩余凝血酶与底物开始反应，其产物为p-na(对硝基苯酚)，呈黄色。在此反应过程中，样本和试剂的混合物对特定波长光束(如405nm或其他紫外波段)的吸光度越来越大，且吸光度和浓度成正比，即满足朗伯-比尔定律，主波长为405nm，副波长为340nm。
当加入免疫比浊法试剂时，样本与试剂混合后，抗原与抗体结合，导致溶液中的胶乳颗粒发生聚集，在此反应过程中，当光束透过样本和试剂的混合物时，其表现为透射光越来越弱，当样本测试免疫比浊法项目时，考虑到样本本底产生的影响，主波长为575nm，副波长为800nm。
如图3所示，耦合机构2包括反光镜2-1、匀光装置2-4和分束光纤2-7。
匀光装置2-4、反射镜2-1和光源机构1均安装在反射镜座2-3内。反射镜座2-3与安装底板5通过镜筒支架2-2连接和固定。反射镜2-1通过螺纹的方式旋入反射镜座2-3内，并调节其与匀光装置2-4入射端面的距离，反射镜压圈2-6也通过螺纹的方式旋入反射镜座2-3内，并压紧反射镜2-1。匀光装置2-4的入射端面插入反射镜座2-3内，同时，匀光装置2-4外侧的套筒2-5通过螺纹连接的方式旋入反射镜座2-3中，并固定匀光装置2-4。分束光纤2-7包括一个分束光纤入射端和多个分束光纤出射端2-71。匀光装置2-4的入射端面正对反射镜2-1，匀光装置2-4的出射端面与分束光纤入射端接触。分束光纤出射端2-71通过光纤准直器2-8与测量机构3相连接，多个分束光纤出射端2-71与下文的多个测量通道3-11一一对应，光纤准直器2-8可将分束光纤出射端2-71射出的光进行汇聚，并以基本平行的方式照射到测量机构3。
耦合镜1-3将光束射出照射在其后方的反射镜2-1，反射镜2-1将光源机构1发出的光反射并进入匀光装置2-4的入射端面，在匀光装置2-4入射端面形成的光斑尺寸大于匀光装置2-4入射端，光束在匀光装置2-4内进行多次全反射后，从匀光装置2-4的出射端面射出，匀光装置2-4内发生的全反射次数越多，从匀光装置2-4的出射端面射出的光的能量越均匀，本发明装置中的匀光装置2-4的横截面是六边形。
本发明实施方式中，反射镜2-1与匀光装置2-4的入射端面的距离可调节，保证与光源机构1光轴重合的光束经过反射镜12d反射到匀光装置2-4入射端面的中心，反射镜2-1后方的反射镜压圈2-6固定反射镜2-1。
图3中光源机构1配套使用风扇1-14和风扇支架1-15，风扇1-14与风扇支架1-15连接，风扇支架1-15与安装底板5连接。散热器件1-12由风扇1-14进行制冷，风扇1-14制冷的同时还可以检测和调整自身的转速，风扇1-14由控制器4进行控制，控制其开关和转速，控制器4根据第一温度传感器1-13反馈的散热器件1-12的温度实时调节风扇1-14的运行和转速。也就是基板1-2的散热方式为风扇1-14与散热器件1-12组合的形式，但不仅限于此种形式，也可使用半导体制冷片代替散热器件1-12。
测量机构3如图4和图5所示，测量机构3包括恒温装置、光信号采集板3-2和反应杯装载座3-1，恒温装置包括保温层3-4、加热器件3-5、过热保护器件3-6和第二温度传感器3-3。测量机构还包括反应杯装载座3-1、以及用于盛装待测物的多个反应杯3-7。反应杯装载座3-1内具有测量通道3-11，测量通道3-11内可放置反应杯3-7。测量通道3-11中的任意一条可以作为参考的测量通道3-11，这里的作为参考的测量通道3-11只有一个，作为参考的测量通道3-11在本发明工作时不放入反应杯3-7，工作时其余的测量通道3-11放入反应杯3-7。反应杯装载座3-1的内部插入第二温度传感器3-3，用于检测和控制反应杯装载座3-1内部的温度。
反应杯装载座3-1的壳体内表面是保温层3-4，防止热量流失到空气中，减少空气流动对反应杯装载座3-1产生的影响。反应杯装载座3-1下方(外部下表面)粘贴加热器件3-5，加热器件3-5可快速将热量传递给反应杯装载座3-1。过热保护器件3-6与反应杯装载座3-1和加热器件3-5紧贴，防止第二温度传感器3-3损坏而导致反应杯装载座3-1出现过热现象。反应杯装载座3-1与安装底板5由隔热环3-9隔开，防止反应杯装载座3-1的热量传递至底板1a。光信号采集板3-2包括多个光电传感器3-21，多个光电传感器3-21与反应杯装载座3-1连接，光电传感器3-21与反应杯装载座3-1中的测量通道3-11一一对应。图4中每个测量通道3-11的后方，且方向与光纤准直器2-8正对的是光电传感器3-21。图4中反应杯装载座3-1的数量为2个，对应的光信号采集板3-2也为2个。光信号采集板3-2连接控制器4。测量机构3中的光信号采集板3-2将光信号变成电信号，并将电信号传递至连接的控制器4，每个光电传感器3-21探测的信息均传输至控制器4，以电信号作为测量信号，控制器4将电信号变为数字信号对外输出。本发明实施方式中，两个光信号采集板3-2可以完全相同，光信号采集板3-2包括多个光电传感器3-21和多个初级放大电路3-22。
光纤准直器2-8将分束光纤出射端2-71射出的光进行汇聚并以基本平行的方式照射到测量机构3中，具体为照射到反应杯装载座3-1的测量通道3-11中。样本与试剂放在反应杯3-7中后，反应杯3-7放入测量通道3-11中，分束光纤出射端2-71射出的平行光照射反应杯3-7内的样本和试剂的混合物，透射光被光电传感器3-21接收。作为参考的测量通道3-11在工作时不放入反应杯3-7，但仍然记录光信号，其余测量通道3-11记录样本和试剂反应时的光信号，由于这些信号会经过光信号采集板3-2和控制器4，不可避免的带来干扰信号，此时，可将作为参考的测量通道3-11所采集的光信号与其余测量通道3-11采集的光信号做差值，去除干扰信号。
反应杯装载座3-1的材质为铝合金，反应杯3-7插入反应杯装载座3-1时，依靠空气浴对反应杯3-7内的样本和试剂的反应物加热，本发明实施方式中，反应杯3-7的杯壁与反应杯装载座3-1测试孔(反应杯装载座3-1测试孔用于放置反应杯3-7)内壁的距离小于0.1mm。反应杯装载座3-1测试孔位于测量通道3-11中。
反应杯装载座3-1测试孔上方是夹紧器件3-8，如图6所示，固定在测试孔的上方，本发明实施方式中选用的夹紧器件3-8为拉伸弹簧，图6中所示为夹紧器件3-8的横截面，当反应杯3-7放入反应杯装载座3-1内的测试孔时，夹紧器件3-8受到挤压、产生形变，此时对反应杯3-7产生向左的力f，从而使反应杯3-7紧靠反应杯装载座3-1内的测试孔的上边缘。
如图7，控制器包括fpga芯片4-1、12位d/a芯片4-2、光源驱动芯片4-3、风扇驱动芯片4-4、8通道16位a/d芯片4-5和后级放大电路4-6。本实施方式发明具有20个光电传感器3-21，每个光电传感器3-21附带一个初级放大电路3-22，并且光电传感器3-21与其跟随的初级放大电路3-22焊接在光信号采集板3-2上，每个初级放大电路3-22将电信号传递至控制器4中的后级放大电路4-6，在光信号采集板3-2中，每个光电传感器3-21跟随的初级放大电路3-22的增益均相同，但是，后级放大电路4-6的增益随着波长的切换而变换成不同的增益。后级放大电路4-6将放大后的20路电信号发送至3个8通道16位a/d芯片4-5，电信号转换为数字信号发送至fpga芯片4-1，fpga芯片4-1可以将数字信号发送至凝血分析仪的主控板或上位机。
fpga芯片4-1的另一个功能是驱动五种不同波长的光源1-10通断，fpga芯片4-1连接5个12位d/a芯片4-2和5个光源驱动芯片4-3，fpga芯片4-1将数字信号发送至12位d/a芯片4-2，此12位d/a芯片4-2将数字信号转换为模拟信号发送至光源驱动芯片4-3，本发明中的光源驱动芯片4-3为恒流源芯片。每个光源的驱动电流值及通断状态均可独立设置，fpga芯片4-1连接第一温度传感器1-13，并采集第一温度传感器1-13的温度数据，fpga芯片4-1通过连接风扇驱动芯片4-4驱动风扇1-14。图7中的340nm光源、405nm光源、575nm光源、660nm光源和800nm光源表示的是本实施方式的五个光源机构1的光源1-10。
本发明是将五种不同波长的光源经过各自对应的光路发射出的单色光，通过反射镜2-1反射进入匀光装置2-4中，匀光后再进入分束光纤2-7中，分束光纤出射端2-71将五种不同波长的单色光照射反应杯3-7，由于测量机构3的每个测试孔在各自的一个测试时间内只能测试一个项目，而这一测试项目需要一种波长或另一种波长的光，为避免不同波长的单色光之间相互影响，则五种不同波长的单色光必须分时照射，即按照一定的顺序和频率依次亮灭，即在一个周期内，有五种不同波长的单色光分时照射反应杯3-7内的样本和试剂的混合物，光电传感器3-21同时采集五种不同波长的单色光信号，并将五种波长的光信号进行放大与转换为电信号、和8通道16位a/d芯片4-5的电信号转换为数字信号，发送至fpga芯片4-1，最后由fpga芯片4-1将5种不同波长的数字信号发送至凝血分析仪的主控板或上位机，主控板或上位机根据测试项目选择所需的信号进行分析，如此，本发明可实现每个测量通道3-11检测任意测试项目。