一种基于硅光电池的便携式金标检测仪的制作方法

本发明涉及生物快速检测仪器领域，具体涉及一种基于硅光电池的便携式金标检测仪。

背景技术：

为了能够快速、准确地检测食品中有毒有害物质的含量，目前市场上有很多相应的检测手段，尤以免疫胶体金层析技术最为突出，它利用nc膜（硝酸纤维素膜）的毛细作用，使检测液能在nc膜上“灯芯引流”，溶液中的待检测物质与nc膜上抗原（抗体）特异性结合，发生相应酶促显色反应，在短时间内就可以呈现直观的检测结果。该技术使用的金标试纸条价格便宜、检测灵敏度高、操作简便，具有很强的稳定性，不仅适合家庭小型化检测，也适合大型化的农牧场快速检测使用。除此之外，免疫胶体金层析技术也不需要做大量标记物的相关实验，其相关实验配置试剂简单方便。省去了大量繁琐的中间步骤，节省了人力物力。利用免疫胶体金技术制作的金标试纸条，与待测物反应后在短时间内就可以显色，通过目测就可以对测试结果进行定性判断。

近年来，随着人们对食品安全意识的不断提高，迫使人们对开发一款可定量的高精度智能化食品安全检测仪器的需求越来越强烈。在当前的食品安全检测技术中，免疫胶体金检测技术获得了广泛的应用。但是，对金标试纸条检测结果进行定量分析的仪器开发却相对滞后了很多，导致目前在对试纸条检测结果的判定上，主要还是通过目测定性判别。因此，市场迫切需求开发一款对金标试纸条进行定量分析的精密科学仪器。

近年来，随着嵌入式微控制技术的不断发展与应用，其在实验室仪器与生命科学仪器方面的应用范围越来越广。目前，高科技智能产品不断向小型化、集成化方向发展，开发便携式智能化检测仪器，已成为当今仪器研发的主流方向。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种易携带、操作简便、适用现场实时检测的基于硅光电池的便携式金标检测仪，该检测仪具有重复性好、再现性高、人机交互界面简洁且功能指向性强等优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于硅光电池的便携式金标检测仪，包括检测仪光学系统、检测仪硬件设备、检测机构结构部分、信号采集处理装置、人机交互装置及数据存储装置，所述检测机构结构部分包括试纸条卡座、两个led光源板及步进电机，所述试纸条卡座设置安装在试纸条卡托上，所述试纸条卡座上方设有信号采集板，所述信号采集板上设有硅光电池，所述led光源板上设有led光源，为了排除其他杂光对检测造成干扰，选用了颜色唯一的单色光作为光源，根据胶体金显色原理可知，胶体金标试纸反应后的区域呈现红色或粉红色条带，根据光吸收的物理特性可知，红色的物质对绿色光有最大的吸收峰，所以选用颜色单一的绿色光作为检测光源，从而能够最大限度的提高该便携式金标检测仪的检测精度。所述信号采集板与所述两个led光源使用引线连接；所述两个led光源板对称设置于可移动光室上，光室选用两个绿色发光二极管作为检测光源，为了增强入射光强度，光源采用对称安装方式，相互之间呈90°夹角，硅光电池连同信号采集板垂直安装在两光源交汇处的正上方，两光源通过细小缝隙，交汇于硅光电池狭缝正下方金标试纸条上一点，该点为两光源交汇处，对应亮度最亮，当入射光源照射到金标试纸条上时，其中一部分被试纸条吸收，另一部分垂直反射到硅光电池上，经过光电转换最终传入mcu进行处理，采用两个光源设计，能够减小了反射光光程，从而增大了入射光的光强，最终将整个光电信号采集转换，装置放置于仪器的内部，可阻止外部杂光进入，从而有效减小了外界光源对检测结果带来的干扰；所述可移动光室设有轴套和丝杆轴套，轴套和丝杆轴套设置在光室的两端，所述丝杆轴套与步进电机的丝杆配合安装，所述轴套配合安装在托杆上，托杆和步进电机的丝杆能够共同将光室托举，同时步进电机的动作能够带动光室的来回移动；所述步进电机固定架设置在底部支撑板上，所述托杆的一端与步进电机固定架相连接，另一端与固定架相连接，所述固定架设置于底部支撑板上。

作为优选，所述信号采集板与外部的系统控制主板为电连接，信号采集板通过fpc（柔性线路板）引线与系统控制主板连接在一起进行通信，fpc引线长度的选取应当适当，长度过长或过短均会导致引线弯折程度较大，并且接口端子和引线的磨损程度随着使用时间将进一步增大，从而会极大地降低仪器的使用寿命。

作为优选，所述硅光电池焊接在所述信号采集板上，再与两个光源配合使用，确保硅光电池能够以最佳角度，最大程度接收来自胶体金试纸条上的反射光。

作为优选，所述两个led光源是以硅光电池为对称中心设置，为了增强入射光的强度，将发光光源设计为对称安装，以硅光电池为对称中心，相互之间呈90°夹角，硅光电池连同信号采集板垂直安装在两光源交汇处的正上方，能够使硅光电池以最佳角度，最大程度地接收来自胶体金试纸条上的反射光。

作为优选，所述两个led光源为l525型绿光led，l525型绿光led因其具有体积小、单色性好、亮度高、发热量低、使用寿命成等特点，而被优选为led光源。

作为优选，所述试纸条卡座为可抽拉式结构，当检测金标试纸条时，拉出试纸条卡座，将试纸条放进去，再推到仪器中进行检测作业，采用这样的设计布置，保证了待测区域始终处于硅光电池的的扫面区域内。

本发明具备的有益技术效果是：一种基于硅光电池的便携式金标检测仪，具有体积小、携带方便、操作简便、重复性好、再现性高、人机交互界面简洁且功能指向性强等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的包含可移动光室、led光源板、信号采集板、led光源、试纸条卡座及金标试纸条的剖视结构图。

图中：试纸条卡托1、信号采集板2、轴套3、托杆4、固定架5、步进电机6、丝杆轴套7、丝杆8、led光源板9、可移动光室10、步进电机固定架11、底部支撑板12、led光源13、试纸条卡座14、金标试纸条15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

如图1～图2所示，一种基于硅光电池的便携式金标检测仪，包括检测仪光学系统、检测仪硬件设备、检测机构结构部分、信号采集处理装置、人机交互装置及数据存储装置，所述检测机构结构部分包括试纸条卡座14、两个led光源板9及步进电机6，所述试纸条卡座设置安装在试纸条卡托1上，所述试纸条卡座上方设有信号采集板2，所述信号采集板上设有硅光电池，所述led光源板上设有led光源13，为了排除其他杂光对检测造成干扰，所以选用了颜色唯一的单色光作为光源，根据胶体金显色原理可知，胶体金标试纸反应后的区域呈现红色或粉红色条带，根据光吸收的物理特性可知，红色的物质对绿色光有最大的吸收峰，所以选用颜色单一的绿色光作为检测光源，从而能够最大限度的提高该便携式金标检测仪的检测精度。所述信号采集板与所述两个led光源使用引线连接；所述两个led光源板对称设置于可移动光室10上，光室选用两个绿色发光二极管作为检测光源，为了增强入射光强度，光源采用对称安装方式，相互之间呈90°夹角，硅光电池连同信号采集板垂直安装在两光源交汇处的正上方，两光源通过细小缝隙，交汇于硅光电池狭缝正下方金标试纸条上一点，该点为两光源交汇处，对应亮度最亮，当入射光源照射到金标试纸条上时，其中一部分被试纸条吸收，另一部分垂直反射到硅光电池上，经过光电转换最终传入mcu进行处理，采用两个光源设计，能够减小了反射光光程，从而增大了入射光的光强，最终将整个光电信号采集转换，装置放置于仪器的内部，可阻止外部杂光进入，从而有效减小了外界光源对检测结果带来的干扰；所述可移动光室设有轴套3和丝杆轴套7，轴套和丝杆轴套设置在光室的两端，所述丝杆轴套与步进电机的丝杆8配合安装，所述轴套配合安装在托杆4上，托杆和步进电机的丝杆能够共同将光室托举，同时步进电机的动作能够带动光室的来回移动；所述步进电机固定架11设置在底部支撑板12上，所述托杆的一端与步进电机固定架相连接，另一端与固定架5相连接，所述固定架设置于底部支撑板上；所述信号采集板与外部的系统控制主板为电连接，信号采集板通过fpc（柔性线路板）引线与系统控制主板连接在一起进行通信，fpc引线长度的选取应当适当，长度过长或过短均会导致引线弯折程度较大，并且接口端子和引线的磨损程度随着使用时间将进一步增大，从而会极大地降低仪器的使用寿命；所述硅光电池焊接在所述信号采集板上，再与两个光源配合使用，确保硅光电池能够以最佳角度，最大程度接收来自胶体金试纸条上的反射光；所述两个led光源是以硅光电池为对称中心设置，为了增强入射光的强度，将发光光源设计为对称安装，以硅光电池为对称中心，相互之间呈90°夹角，硅光电池连同信号采集板垂直安装在两光源交汇处的正上方，能够使硅光电池以最佳角度，最大程度地接收来自胶体金试纸条上的反射光；所述两个led光源为l525型绿光led，l525型绿光led因其具有体积小、单色性好、亮度高、发热量低、使用寿命长等特点，而被优选为led光源；所述试纸条卡座为可抽拉式结构，当检测金标试纸条15时，拉出试纸条卡座，将试纸条放进去，再推到仪器中进行检测作业，采用这样的设计布置，保证了待测区域始终处于硅光电池的的扫面区域内。

本实施例中，一种基于硅光电池的便携式金标检测仪，具有体积小、携带方便、操作简便、重复性好、再现性高、人机交互界面简洁且功能指向性强等优点。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。