CN205246547U - 基于颜色传感器的尿液分析检测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型基于颜色传感器的尿液分析检测***，属于医疗设备技术领域，目的是提供一种测验精度高、使用方便的尿液分析检测***。包括取样装置、测样装置、上位机、输入控制装置、显示器和电源线；所述测样装置包括颜色传感器和发光装置；所述颜色传感器通过内部导线连接到上位机输入端口；所述上位机连接有显示器；所述输入控制装置连接到上位机输入端；所述上位机设置有电源接口；所述电源线一端与电源接口连接，另一端设置有电源插头。所述发光装置上设置有聚光装置。本尿液分析检测***利用颜色传感器检测尿液试纸RGB值使检测结果更加精确，且操作更加方便。

Description

基于颜色传感器的尿液分析检测***

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种基于颜色传感器的尿液分析检测***。

背景技术

许多疾病的检查都需要对尿液进行检验，尿液能排出人体内的代谢废物和毒素，是新陈代谢的重要方式之一，通过对尿液成分的检测能够得知各种成分的比例含量，从而判断病人是否患有相应的病症。从而可以及早发现病情，得到及时的治疗，具有十分广泛的社会意义。目前在医院中使用的尿液检测仪种类繁多，传统的验尿设备功能单一，操作复杂，检测有误差，在使用较为费时费力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测验精度高、使用方便的尿液分析检测***。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于颜色传感器的尿液分析检测***，包括取样装置、测样装置、上位机、输入控制装置、显示器和电源线；所述测样装置包括颜色传感器和发光装置；所述颜色传感器通过内部导线连接到上位机输入端口；所述上位机连接有显示器；所述输入控制装置输出端连接到上位机输入端；所述上位机设置有电源接口；所述电源线一端与电源接口连接，另一端设置有电源插头。

进一步的，所述发光装置沿投光方向设置有聚光装置。

进一步的，所述上位机设置有报警装置。

进一步的，还包括检测箱，所述取样装置和测样装置设置在检测箱内。

进一步的，所述输入控制装置为按键式键盘，设置有启动键、中断键、复位键和选择键。

进一步的，所述颜色传感器的型号为TCS230。

进一步的，所述上位机采用PIC16F877单片机来完成数据处理。

进一步的，所述显示器为LCD1602液晶显示器。

进一步的，所述发光装置采用白色发光二极管。

本实用新型的有益效果是：本尿液分析检测***利用颜色传感器检测尿液试纸RGB值使检测结果更加精确，且操作更加方便。发光装置上设置聚光装置，避免了发散光源反射到颜色传感器上造成干扰，同时增加了照射到尿液试纸上的光照强度。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图中，取样装置1、测样装置2、颜色传感器21、发光装置22、聚光装置23、上位机3、输入控制装置4、显示器5、电源线6、电源接口61、电源插头62、报警装置7、检测箱8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

基于颜色传感器的尿液分析检测***，如图1所示，包括取样装置1、测样装置2、上位机3、输入控制装置4、显示器5和电源线6；所述测样装置2包括颜色传感器21和发光装置22；所述颜色传感器21通过内部导线连接到上位机3输入端口；所述上位机3连接有显示器5；所述输入控制装置4输出端连接到上位机3输入端；所述上位机3设置有电源接口61；所述电源线6一端与电源接口61连接，另一端设置有电源插头62。

尿液试纸放置在取样装置1上，光源照射到取样装置1内的尿液试纸上，透过试纸的光线照射到颜色传感器21上，颜色传感器21测出光线的RGB值，颜色传感器21将得到的RGB值传输给上位机3，由上位机3对得到的数据进行处理分析得到结果，然后由显示器5将得到的检测分析结果以文字形式显示出来。在测样装置2对样品进行测试过程中，可以通过操作连接在上位机3上的输入控制装置4实现红色、绿色和蓝色滤波器的选择，从而分别测出红色、绿色和蓝色的值。输入控制装置4还可以实现对***的启动、中断、复位和关闭等操作。

由三原色感应原理可知，如果知道构成各种颜色的三原色的值，就能够知道所测试物体的颜色。颜色传感器21分别测出反射光中的红色、绿色和蓝色值和强度，然后将测得的数据通过输出端传输给上位机3。本***中的颜色传感器21可以采用TSC230、TCS3200、CZ-V21A、CZ-H32、GY-31等型号的颜色传感器21。本***中采用的颜色传感器21包含但不仅限于上述型号的颜色传感器21，如有其它型号颜色传感器21也在本实用新型技术方案的范围内。

所述输入控制装置4可以采用按键式键盘、触摸键盘和薄膜式键盘等。

所述显示器5可以采用LCD1602、LCD12864、数码管等。

所述发光装置22可以采用白炽灯、激光器、半导体发光二极管、发光二极管等。

进一步的，所述发光装置22沿投光方向设置有聚光装置23。

发光装置22作为光源照射在尿液试纸上，透过尿液试纸的光线投射到颜色传感器21上，从而测得光线中的RGB值。但一般光源均为发散光源，没有投射到尿液试纸上的光线可能直接照射到颜色传感器21上或者照射到检测箱上再反射到颜色传感器21上，从而对测试结果造成干扰，使检测结果不精确。因此，本***在发光装置上设置聚光装置减少了发散光线对测验结果的干扰，且使照射到尿液试纸上的光更强，更有利于颜色传感器21测得RGB值。

进一步的，所述上位机3设置有报警装置7。

在使用检测***时为减小误差需要对颜色传感器21进行白平衡调节，但有时在检测时会忘记进行白平衡调节使测样结果不准确。因此，本***中通过设置报警装置7避免了这一问题。报警装置7还可以在***检测过程出现异常时提醒操作人员。所述报警装置7可以是指示灯、喇叭等。

进一步的，还包括检测箱8，所述取样装置1和测样装置2设置在检测箱8内。

所述取样装置1和测样装置2设置在密闭的检测箱8内，检测箱侧壁上设置有插槽，取样装置1经由插槽***检测箱内，并固定在颜色传感器21和发光装置22之间。检测箱8可以避免外界光线照射到颜色传感器21上对测样结果造成干扰。

进一步的，所述输入控制装置4为按键式键盘，设置有启动键、中断键、复位键和选择键。

按键式键盘是市面上常见的输入设备，具有造价低、耐用、容易获得等特点，因此本***采用按键式键盘。在颜色传感器21检测尿液试纸颜色值的过程中需要分别检测红色、绿色和蓝色值，通过输入控制装置4选择颜色传感器滤波器分别测试RGB值。输入控制装置4可选择要显示的数据，可以全部显示也可选择显示其中部分数据。启动键控制测样装置4开始测样，且在有异常情况下通过中断键中断测样过程。

优选的，所述颜色传感器21采用TCS230颜色传感器。

本***采用TCS230颜色传感器进行样品检测，TCS230是TAOS(TexasAdvancedOptoelectronicSolutions)公司推出的可编程彩色光到频率的转换器。传统尿液分析仪的颜色识别均采用非结晶硅光传感器，在反射光处加三色滤光片或采用不同波长的照射光源，通过反射光在硅光传感器上产生电流，经过电流/电压转换、电压放大、多路开关、AD转换，然后送入单片机进行处理。TCS230颜色传感器在单一芯片上集成了红绿蓝三种滤波器，可以直接通过控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤波器，在提高测量精度的同时又使检测硬件更加简单。且TCS230颜色传感器造价低、性能好，是市场上容易得到的颜色传感器。因此作为优选方式，颜色传感器采用TCS230颜色传感器。

TCS230把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器，当入射光投射到TCS230上时，通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤波器；经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波(占空比是50％)，不同的颜色和光强对应不同频率的方波；还可以通过输出定标控制引脚S0、S1，选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求。对于TCS230来说，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其他原色的通过。例如：当选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色和绿色都被阻止，这样就可以得到红色光的光强；同理，选择其他的滤波器，就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个值，就可以分析投射到TCS230传感器上的光的颜色。

为避免颜色传感器测样误差较大，在进行测试前需对TCS230颜色传感器进行白平衡调整。从理论上讲，白色是由等量的红色、绿色和蓝色混合而成的；但实际上，白色中的三原色并不完全相等，并且对于TCS230的光传感器来说，它对这三种基本色的敏感性是不相同的，导致TCS230的RGB输出并不相等，因此在测试前必须进行白平衡调整，使得TCS230对所检测的“白色”中的三原色是相等的。进行白平衡调整是为后续的颜色识别做准备。

在本装置中，白平衡调整的具体步骤和方法如下：

1、将空的试管放置在传感器的上方，试管的上方放置一个白色的光源，使入射光能够穿过试管照射到TCS230上。

2、根据前面所介绍的方法，依次选通红色、绿色和蓝色滤波器，分别测得红色、绿色和蓝色的值，然后就可计算出需要的3个调整参数。

3、设置定时器为一固定时间(10ms)，然后选通三种颜色的滤波器，计算这段时间内TCS230的输出脉冲数，计算出一个比例因子，通过这个比例因子可以把这些脉冲数变为255。在实际测试时，使用同样的时间进行计数，把测得的脉冲数再乘以求得的比例因子，然后就可以得到所对应的R、G和B的值。经过白平衡调整后，便可以对样本进行RGB值测试。

优选的，所述上位机3数据处理器为PIC16F877单片机。

PIC16F887(PeripheralInterfaceController)是由Microchip公司生产开发的PICmicro系列单片微机，具有FlashProgram程序内存功能，可以重复烧录程序。具有造价低、使用简单、性能稳定等特点，因此，本***采用PIC16F877单片机。

TCS230颜色传感器将得到的样本RGB值传输给PIC16F877单片机进行处理，同时PIC16F877单片机也完成对TCS230颜色传感器滤波器的选择控制。在外界光的照射下，颜色传感器感知外界光的强弱，通过OUT输出引脚将脉冲信号送入到PIC单片机的RC0口，完成信号的采集与传输。通过读取PIC16F877的T1的值，分别计算出TCS230的3种输出频率，继而确定RGB的值。

优选的，所述显示器5为LCD1602液晶显示器。

***要求输出并显示测量结果，要求液晶能显示字母和数字，从低价格及小体积考虑，本***选用LCD1602(LiquidCrystalDisplay)液晶显示器进行显示，它是工业字符型液晶，能够同时显示16×02即32个字符。LCD与LED数码管相比，耗电量大大减小，便于便携式设计。LCD1602的数据端口和读写控制端口与PIC16F877的I/O端口相连，当LCD使能端处于高电平时，往单片机I/O端口写入读写时序，即可控制LCD进行显示。因此，作为优选方式，显示器为LCD1602液晶显示器。

优选的，所述发光装置22采用白色发光二极管。

在测样装置2中的设置有发光装置22作为光源，光线照射到尿液试纸上，透过尿液试纸的光线投射到颜色传感器21上，从而测得RGB值。因为要检测尿液试纸的RGB值，所以必须使用白色光作为光源。而发光二极管是市面上常见的发光装置22，具有价格低廉、使用寿命长和光照强度大等特点。因此，作为优选方式，发光装置22采用白色发光二极管。

Claims (9)

1.基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，包括

取样装置(1)、测样装置(2)、上位机(3)、输入控制装置(4)、显示器(5)和电源线(6)；

所述测样装置(2)包括颜色传感器(21)和发光装置(22)；

所述颜色传感器(21)通过内部导线连接到上位机(3)输入端口；

所述上位机(3)连接有显示器(5)；

所述输入控制装置(4)输出端连接到上位机(3)输入端；

所述上位机(3)设置有电源接口(61)；

所述电源线(6)一端与电源接口(61)连接，另一端设置有电源插头(62)。

2.如权利要求1所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，所述发光装置(22)沿投光方向设置有聚光装置(23)。

3.如权利要求1或2所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，所述上位机(3)设置有报警装置(7)。

4.如权利要求1或2所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，还包括检测箱(8)，所述取样装置(1)和测样装置(2)设置在检测箱(8)内。

5.如权利要求1或2所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，所述输入控制装置(4)为按键式键盘，设置有启动键、中断键、复位键和选择键。

6.如权利要求1或2所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，所述颜色传感器(21)的型号为TCS230。

7.如权利要求1或2所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，所述上位机(3)数据处理器为PIC16F877单片机。

8.如权利要求1或2所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，所述显示器(5)为LCD1602液晶显示器。

9.如权利要求1或2所述的基于颜色传感器的尿液分析检测***，其特征在于，所述发光装置(22)采用白色发光二极管。