基于SiPM的温度补偿方法、装置、设备、存储介质与流程

本发明涉及光学传感器温度补偿，特别涉及一种基于sipm的温度补偿方法、装置、设备、存储介质。

背景技术：

1、硅光电倍增管(silicon photomultiplier，sipm)是一种新型的光电探测器件,具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点，能够应用于极微弱光探测领域。在当前医学检测中，生物学信息多以荧光类物质进行标记，准确检测这些荧光信号的强度，进而识别其动态变化过程，是实现生物信息检测的重要的途径。sipm在荧光pcr等光学检测设备中得到广泛应用，通过特殊的设计确保待测物质的浓度与标记的荧光素浓度成正相关关系，再利用稳定的光源激发这些荧光素并检测其发射光的强度(光源稳定的情况下，荧光素浓度和发射光强度具有线性相关性)，间接获取待测物质浓度的动态变化趋势，进而识别待测物质。

2、在温度恒定的情况下，sipm采集的信号很稳定，而当工作温度发生变化时，sipm所采集的信号强度会随之变化，温度越高，增益越低，从而输出的光强度信号越低，反之越高。在检测过程中，因为条件限制或操作不够规范等原因，会造成sipm的工作环境温度变化较大，通常是从室温升至较高的温度。

3、荧光pcr的光学组件通常有多个sipm元器件，每个sipm元器件获取一个检测通道的光学参数。为了克服温度变化对sipm元器件的影响，相关技术主要通过调整sipm元器件的两端的偏置电压来实现温度补偿，但是，而且为了避免信号相互干扰，各个sipm元器件通常是隔开的，这就导致每个sipm的工作温度可能不完全一致，因此，采用偏置电压的方案需要在每个sipm元器件设置独立的温度传感器，增加设备的复杂性和成本。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于sipm的温度补偿方法、装置、设备、存储介质，能够在不调整偏置电压的情况下，以低硬件成本实现sipm的温度补偿，提高光学检测设备的工作稳定性。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于sipm的温度补偿方法，应用于光学检测设备，所述光学检测设备包括检测部sipm光学组件，所述sipm光学组件与所述检测部可相对移动，所述sipm光学组件内设置有至少一个光学通道，所述光学通道中设置有通道光源和sipm元器件，所述检测部包括第一检测点和至少一个第二检测点，所述第一检测点为通道口被标准物覆盖的检测通道，所述第二检测点为设置有待测样品且所述通道口未设置所述标准物的所述检测通道，所述标准物可被所述通道光源激发形成第一发射光，所述待测样品可被所述通道光源激发形成第二发射光，所述第一发射光的强度位于待测强度范围内，所述待测强度范围为所述第二发射光的强度范围，所述基于sipm的温度补偿方法包括：

3、在启动样品检测之前，所述sipm元器件处于参考温度时，关闭所述通道光源进行光学检测得到暗背景参考值，打开所述通道光源对所述第一检测点进行光学检测得到标准物参考值；

4、在启动样品检测之后，控制所述sipm光学组件与所述检测部相对移动，开启所述通道光源，基于所述光学通道的所述sipm元器件，对所述第一检测点进行光学检测得到标准物检测值，对各个所述第二检测点进行光学检测得到各个所述待测样品的样品检测值；

5、关闭所述通道光源，通过所述sipm元器件进行光学检测得到暗背景检测值；

6、基于所述暗背景参考值、所述标准物参考值、所述标准物检测值和所述暗背景检测值确定补偿系数；

7、针对每个所述待测样品，基于所述补偿系数、所述样品检测值、所述暗背景参考值和所述暗背景检测值确定样品参考值，其中，所述样品参考值用于指示所述sipm元器件处于所述参考温度时检测对应的所述待测样品所能够得到的光学检测值。

8、根据本发明的一些实施例，所述基于所述暗背景参考值、所述标准物参考值、所述标准物检测值和所述暗背景检测值确定补偿系数，包括：

9、将所述标准物参考值和暗背景参考值的差值确定为第一差值；

10、将所述标准物检测值和暗背景检测值的差值确定为第二差值；

11、将所述第一差值与所述第二差值之比确定为所述补偿系数。

12、根据本发明的一些实施例，所述基于所述补偿系数、所述样品检测值、所述暗背景参考值和所述暗背景检测值确定各个所述待测样品的样品参考值，包括：

13、将所述样品测量值和所述暗背景检测值的差值确定为第三差值；

14、将所述补偿系数与所述第三差值的乘积与所述暗背景参考值之和确定为所述样品参考值。

15、根据本发明的一些实施例，所述光学检测设备还包括步进电机，所述步进电机用于驱动所述sipm光学组件移动，所述对所述第一检测点进行光学检测得到标准物检测值，对各个所述第二检测点进行光学检测得到各个所述待测样品的样品检测值，包括：

16、获取预设的通道位置信息，其中，所述通道位置信息用于指示所述第一检测点和所述第二检测点在所述检测部的分布位置；

17、启动所述步进电机后，控制所述sipm光学组件进行光学检测，基于所述步进电机的运行参数确定所述光学通道的实时位置；

18、基于所述实时位置和所述通道位置信息，将所述光学通道对齐所述第一检测点时获取的检测值确定为所述标准物检测值，将所述光学通道对齐所述第二检测点时获取的检测值确定为所述样品检测值。

19、根据本发明的一些实施例，所述通过所述sipm元器件进行光学检测得到暗背景检测值，包括：

20、在启动所述步进电机之前，在所述通道光源处于关闭状态下，通过所述sipm元器件进行光学检测得到启动前背景值，将所述启动前背景值确定为所述暗背景检测值；

21、或者，基于所述通道位置信息和所述实时位置，在确定所述sipm光学组件完成光学检测后，关闭所述通道光源并通过所述sipm元器件进行光学检测得到检测后背景值，将所述检测后背景值确定为所述暗背景检测值；

22、或者，将所述启动前背景值和所述检测后背景值的算术平均值确定为所述暗背景检测值。

23、根据本发明的一些实施例，所述光学通道的数量为多个，各个所述光学通道的所述sipm元器件能够检测的目标波长不同，所述方法还包括：

24、在启动样品检测之前，依次通过各个所述光学通道获取对应的所述标准物参考值；

25、在启动样品检测后，依次通过各个所述光学通道获取对应的所述样品检测值；

26、基于各个所述光学通道所对应的所述标准物参考值和所述样品检测值，确定所述光学通道各自对应的所述补偿系数和所述样品参考值；

27、针对每个所述待测样品，基于每个所述光学通道所对应的所述样品参考值，确定所述待测样品的目标检测结果。

28、根据本发明的一些实施例，所述第一检测点的数量为多个，所述方法还包括：

29、基于所述光学通道的所述sipm元器件在各个所述第一检测点进行光学检测，得到对应的多个标准物候选值；

30、将多个所述标准物候选值的算术平均值确定为所述标准物检测值。

31、第二方面，本发明实施例提供了一种基于sipm的温度补偿装置，包括少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如上述第一方面所述的基于sipm的温度补偿方法。

32、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括有如上述第二方面所述的基于sipm的温度补偿装置。

33、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述第一方面所述的基于sipm的温度补偿方法。

34、根据本发明实施例的基于sipm的温度补偿方法，至少具有如下有益效果：在启动样品检测之前，所述si pm元器件处于参考温度时，关闭所述通道光源进行光学检测得到暗背景参考值，打开所述通道光源对所述第一检测点进行光学检测得到标准物参考值；在启动样品检测之后，控制所述sipm光学组件与所述检测部相对移动，开启所述通道光源，基于所述光学通道的所述si pm元器件，对所述第一检测点进行光学检测得到标准物检测值，对各个所述第二检测点进行光学检测得到各个所述待测样品的样品检测值；关闭所述通道光源，通过所述sipm元器件进行光学检测得到暗背景检测值；基于所述暗背景参考值、所述标准物参考值、所述标准物检测值和所述暗背景检测值确定补偿系数；针对每个所述待测样品，基于所述补偿系数、所述样品检测值、所述暗背景参考值和所述暗背景检测值确定样品参考值，其中，所述样品参考值用于指示所述sipm元器件处于所述参考温度时检测对应的所述待测样品所能够得到的光学检测值。根据本发明实施例的技术方案，在待测样品测量前后温度发生变化的情况下，利用补偿系数将sipm元器件在任意工作温度下的检测值补偿至参考温度下的样品参考值，能够消除sipm元器件的工作温度导致的检测值偏移，无需设置多个温度传感器和提供偏置电压，有效降低硬件成本，提高光学检测设备的工作稳定性。