一种生化电极镀银量的检测系统的制作方法

1.本发明涉及电化学检测技术领域，具体涉及一种生化电极镀银量的检测系统。


背景技术：

2.在生化电极生产过程中，表面镀银量是极其重要的参数。为了检测生化电极表面镀银量的多少，通常会把生化电极放入特制的溶液中，然后在溶液和生化电极之间施加恒定的电流，通过检测溶液和生化电极之间的电压变化时间判定镀银量是否在合格的范围之内。
3.目前所使用的检测系统不但价格昂贵，而且每次只能检测一个生化电极；同时，由于电化学反应是个缓慢的过程，因此测试过程较长，很难满足低成本，批量测试的生产需求。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的是提供一种生化电极镀银量的检测系统，实现电极表面镀银量的批量检测，提高检测效率，降低生产成本。
5.为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种生化电极镀银量的检测系统，包括：
6.dut测试接口模块，被配置为分别电性连接到8组生化电极；
7.8通道恒流输出模组，被配置为经所述dut测试接口模块分别向8组生化电极提供恒定的电流；
8.8通道采样模组，被配置为经所述dut测试接口模块分别采集8组生化电极上的电压信号；
9.8通道数据采集转换模组，被配置为向所述8通道恒流输出模组提供参比电压信号以及将8通道采样模组采集到的电压信号转换为电压值，所述8通道恒流输出模组响应参比电压信号以提供恒定的电流；
10.通信显示接口模块，被配置为与显示终端通信连接；
11.处理器模块，被配置为经所述通信显示接口模块接收来自显示终端的指令、向所述8通道数据采集转换模组提供第一控制信号、读取所述8通道数据采集转换模组的电压值以及向所述8通道采样模组提供第二控制信号，所述8通道数据采集转换模组响应第一控制信号以提供参比电压信号，所述8通道采样模组响应第二控制信号以执行采样。
12.上述技术方案中，所述8通道恒流输出模组包括8通道输出电流控制模块和8通道恒流反馈输入模块；
13.所述8通道恒流反馈输入模块被配置为分别采集流经8组生化电极上的电流生成反馈信号，并基于所述反馈信号和8通道数据采集转换模组提供的参比电压信号生成恒流控制信号；
14.所述8通道输出电流控制模块被配置为响应8通道恒流控制信号以控制提供到8组
生化电极上的电流的大小。
15.上述技术方案中，所述8通道采样模组包括8通道差分采样模块和电压通道切换模块；
16.所述电压通道切换模块被配置为响应处理器模块的第二控制信号切换所述8通道差分采样模块中的电压通道以使8通道差分采样模块逐一采集8组生化电极上的电压信号。
17.上述技术方案中，所述8通道数据采集转换模组包括8通道dac模块和8通道adc模块；
18.所述8通道dac模块被配置为响应第一控制信号以向所述8通道恒流输出模组提供参比电压信号；
19.所述8通道adc模块被配置为将8通道采样模组采集到的电压信号转换为供处理器模块读取的电压值。
20.上述技术方案中，所述通信显示接口模块选用有线通信接口模块或无线通信接口模块。
21.上述技术方案中，所述有线通信接口模块选用串口模块或usb模块；
22.所述无线通信接口模块选用蓝牙模块。
23.上述技术方案中，所述处理器模块选用mcu微处理器。
24.上述技术方案中，还包括用于给系统供电的电源模块。
25.上述技术方案中，所述生化电极为用于检测宿主皮下分析物浓度的传感器电极。
26.上述技术方案中，所述宿主皮下分析物浓度为血糖浓度。
27.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
28.本发明通过引入8通道恒流输出模组、8通道采样模组和8通道数据采集转换模组，实现分别给8组生化电极施加恒定电流和分别采集8组生化电极上的电压，从而实现生化电极镀银量的批量检测，提高检测效率，降低生产成本。
附图说明
29.图1是现有的监测血糖浓度的传感器电极的结构示意图。
30.图2是现有的生化电极监测示意图。
31.图3是本发明实施例的监测系统框图。
32.图4是本发明实施例的电脑端软件测试图。
33.其中：1、传感器电极；2、工作电极层；3、参比电极层；4、反应溶液。
具体实施方式
34.以下描述和例子详细说明了所公开的发明的一些示例性实施例。本领域技术人员将认识到，本发明存在由其范围包括的许多变化和修改。因此，某一示例性实施例的描述不应被认为是限制本发明的范围。
35.目前，在连续血糖监测系统中，需要使用被部分植入宿主皮下的用于监测血糖浓度的传感器电极。请参见图1所示，现有的传感器电极1例如包括工作电极层2、参比电极层3、以及位于工作电极层2和参比电极层3之间的绝缘层(图中未示出)。公知的，工作电极层2通常可采用铂、铂铱合金等导电材料制备而成，绝缘层通常可采用聚酰亚胺、聚氨酯、聚对
二甲苯或任何其他已知的绝缘材料制备而成，参比电极层3通常可采用银、氯化银或其他含银材料以浸涂的方式制备而成。以氯化银为例，传感器电极1上的氯化银在使用期间会被耗尽，随着参比电极层3的氯化银耗尽，传感器电极1的电化学响应会发生变化，即参比电极层的氯化银耗尽的时间大致对应了传感器电极1的使用寿命，这使得传感器电极1上的氯化银含量(即镀银量)成为了衡量传感器电极1使用寿命的重要指标。
36.基于上述传感器电极1在参比电极层3的氯化银耗尽时的电化学响应会发生变化这一原理，本领域技术人员将传感器电极1部分置于反应溶液4中并在传感器电极1上施加恒定电流，通过检测传感器电极1与反应溶液4之间的电压变化来检测传感器电极1上的镀银量，当参比电极层3的氯化银耗尽时，传感器电极1与反应溶液之间的电压会急剧下降，通过记录急剧下降前的电压持续时间大致可以得到传感器电极1的使用寿命，请参见图2所示。上述反应溶液通常采用磷酸盐缓冲溶液。
37.上述检测方式一次只能检测一个传感器电极，由于电化学反应是个缓慢的过程，因此以上述方式进行检测的过程漫长，导致检测效率低下，生产成本高昂。
38.请参见图3所示，本发明提供了一种以血糖监测传感器电极为例的生化电极镀银量的检测系统，包括dut测试接口模块、8通道恒流输出模组、8通道采样模组、8通道数据采集转换模组、通信显示接口模块和处理器模块。其中，所述dut测试接口模块被配置为分别电性连接到8组生化电极，请继续参见图2所示，其示出的结构可被定义为1组生化电极，而本发明中的dut测试接口模块分别电性连接到8组如图2所示的生化电极。所述8通道恒流输出模组的电流输出端电性连接到dut测试接口模块的电流输入端，通过dut测试接口模块分别向8组生化电极提供恒定的电流。所述8通道采样模组的电压输入端电性连接到dut测试接口模块的电压输出端，通过dut测试接口模块分别采集8组生化电极上的电压信号。所述8通道数据采集转换模组的模拟信号输出端电性连接到8通道恒流输出模组的参比信号输入端，所述模拟信号为参比电压，所述8通道数据采集转换模组通过向8通道恒流输出模组提供参比电压信号以控制其提供恒定的电流；此外，8通道数据采集转换模组的采样信号输入端电性连接到8通道采样模组的采样信号输出端，用于将8通道采样模组采集到的电压信号转换为电压值。所述通信接口模块用于与显示终端进行通信连接。所述处理器模块的指令接收端电性连接到通信接口模块的指令输出端用于通过通信接口模块接收显示终端的控制指令；处理器模块的数据读取端电性连接到8通道数据采集转换模组的数据被读取输出端，处理器模块读取8通道数据采集转换模组中的电压值数据；所述处理器模块的控制信号输出端分别电性连接到8通道数据采集转换模组的控制信号输入端和8通道采样模组的控制信号输入端，所述处理器模块向8通道数据采集转换模组提供第一控制信号使其提供参比电压信号，所述处理器模块向8通道采样模组提供第二控制信号使其执行采样操作。
39.在一种实施方式中，所述8通道恒流输出模组包括8通道输出电流控制模块和8通道恒流反馈输入模块。所述8通道恒流反馈输入模块的反馈信号输入端电性连接到dut接口模块的反馈信号输出端，用于采集分别流经8组生化电极上的电流并生成反馈信号；所述8通道恒流反馈输入模块的参比信号输入端对应8通道恒流输出模组的参比信号输入端，用于接收上述参比电压信号；所述8通道恒流反馈输入模块通过将上述反馈信号和参比电压信号合并生成恒流控制信号，所述恒流控制信号经8通道恒流反馈输入模块的恒流控制输出端输出。所述8通道输出电流控制模块的电流输出端对应8通道恒流输出模组的电流输出
端，其电性连接到dut测试接口模块的电流输入端，通过dut测试接口模块分别向8组生化电极提供恒定的电流；所述8通道输出电流控制模块的恒流控制输入端电性连接到8通道恒流反馈输入模块的恒流控制输出端，通过响应恒流控制信号以控制提供到8组生化电极上的电流的大小实现恒流。
40.在一种实施方式中，所述8通道采样模组包括8通道差分采样模块和电压通道切换模块。所述电压通道切换模块的控制信号输入端对应8通道采样模组的控制信号输入端，其电性连接到处理器模块的控制信号输出端，用于响应处理器模块的第二控制信号切换所述8通道差分采样模块中的电压通道以使8通道差分采样模块逐一采集8组生化电极上的电压信号。
41.在一种实施方式中，所述8通道数据采集转换模组包括8通道dac模块和8通道adc模块；所述8通道dac模块的控制信号输入端对应8通道数据采集转换模组的控制信号输入端，其电性连接到处理器模块的控制信号输出端，用于响应第一控制信号向所述8通道恒流输出模组提供控制其提供恒定的电流的参比电压信号；
42.所述8通道adc模块的采样信号输入端对应8通道数据采集转换模组的采样信号输入端，其电性连接到电压通道切换模块的采样信号输出端(对应8通道采样模组的采样信号输出端)，用于将电压通道切换模块采集到的电压信号转换为供处理器模块读取的电压值。
43.在一种实施方式中，所述通信显示接口模块选用有线通信接口模块，例如，所述有线通信接口模块通常选用串口模块或usb模块。然而在实际使用中，不排除可以使用无线通信接口模块，例如，所述无线通信接口模块选用蓝牙模块。
44.在一种实施方式中，所述处理器模块选用mcu微处理器。
45.在一种实施方式中，应当理解的是，本发明必然还包括用于给系统供电的电源模块。例如，所述电源模块分别给8通道恒流反馈输入模块、8通道差分采样模块、电压通道切换模块、8通道数据采集转换模，处理器模块和通信显示接口模块供电。
46.虽然本发明的检测以血糖监测传感器电极为例作为生化电极，但在其他实施方式中，所述生化电极还可以为用于检测宿主皮下除血糖以外的其它分析物浓度的传感器电极。
47.本发明所述的显示终端可以为pc主机，其中内置有软件，该软件基于开源三组件python+qt+matplotlib开发。在软件打开之后，首先确认通信接口，设置保存文件名称，当确认通信接口硬件连接无误时，点击启动测试按钮即可。
48.请参见图4所示，为在pc主机上显示出的测试图，图中上半部分示出了pc主机根据处理器模块读取的电压值绘制出的实时的持续统计的8个独立的电压变化曲线图ch1～ch8。单独以ch1为例，其电压在2500秒附近急剧下降；对比ch1和ch2，ch2中的电压在2000秒附近急剧下降，可见，ch1对应的生化电极的镀银量要高于ch2对应的生化电极的镀银量，即ch1对应的生化电极的使用寿命长于ch2对应的生化电极的使用寿命。在日常检测中，只需检测到电压在1500秒之后急剧下降即表明被测生化电极的使用寿命合格。由于生化电极在体内与皮下组织液反应产生的电流在10纳安左右，因此生化电极上的氯化银在体内是个缓慢消耗的过程，这使得生化电极的使用寿命可以达到14天以上，因此只要检测到生化电极的使用寿命超过14天就表明其使用寿命合格。然而实际生产中为提升检测效率和降低检测成本，无法以14天作为检测周期，因此通过将生化电极一端置于反应溶液中并施加50微安
左右的电流将检测周期缩短到1500秒，即上述的只需检测到电压在1500秒之后急剧下降就表明生化电极实际使用寿命可以达到14天以上。
49.上述说明以这样完全、清楚、简明且准确的措辞提供了实施本发明所能想到的最佳模式，以及制造和使用的方式和过程，以便使得本领域任何技术人员制造和使用本发明。然而，本发明易于做出对上述说明进行完全等同的修改和替换构造。因此，本发明并不限于所公开的具体实施例。相反，在大致由以下的权利要求表述的本发明的精神和范围内，本发明覆盖所有的修改和替换构造，以下的权利要求特别指出且区分地限定了本发明的主题。虽然在附图和前面的说明中对本发明进行了详细的图示和描述，但此类图示和描述应视为示例性的，而不是限制性的。
50.除非另外限定，否则所有的术语(包括技术和科学术语)取其对于本领域技术人员而言普通且习惯的意义，并且并不用来限制特定或专门的意义，除非在本文中明确地限定。应该指出的是，当描述公开的某些特征或方面时使用特定术语不应当暗指该术语在本文中被重新定义而被限制为包括与该术语相关的任何公开的特定特征或方面。本技术中所用的术语和短语及其变型，尤其在所附的权利要求中，除非另外明确表明，否则应当构成为开放式的而非限制性的。作为前述的例子，术语“包括”应当指的是“包括但不限于”或类似意义。
51.此外，尽管为了简明和理解的目的已经借助于图示和例子详细描述了前述内容，但是对于本领域技术人员而言明显的是，可以实施某些变化和改变。因此，描述和例子不应当看作是将本发明的范围限制为本文所述的特定的实施例和例子，而是还涵盖符合本发明的真实范围和精神的所有修改和替代形式。