[发明专利]一种基于单片机的血红蛋白浓度检测系统及方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种血红蛋白浓度检测系统及方法，尤其是涉及一种基于单片机的血红蛋白浓度检测系统及方法。

背景技术

Lambert-Beer定律是吸收分光光度法中的一条基本定律。它是指在透明溶剂中发色团的吸光度随着样品池光程以及发色团浓度的变化而呈线性变化。该定律是对描述光与物质的相互关系的麦克斯韦远场方程的简化描述。分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。吸光度是指波长为λ的光通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的投射光强度比值的对数。

传统的血红蛋白浓度检测方法有单波长分光度法、双波长分光度法和导数分光度法。双波长法大都采用分光镜来得到两种波长的单色光，光学结构相对复杂，实际应用较少。导数风光度法则需要较多不同波段的光源来测量多组溶液浓度，而采用多光源系统必然导致系统的高度复杂性。单波长分光度法是目前常见的血红蛋白浓度测量方法之一，该法所需要的光学系统相对比较简单，而且准确度符合一般的临床测量要求。

近些年来，基于ARM或FPGA的血红蛋白浓度检测方法涌现出来，且实际的使用中也取得了一定的效果，但其多采用开环控制，其缺点是无法保证血红蛋白浓度的准确性和稳定性，另一个缺点是系统的硬件结构会比较复杂，实际应用时调试困难，开发成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测准确且稳定性好的基于单片机的血红蛋白浓度检测统计系统及方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于单片机的血红蛋白浓度检测统计系统，包括光源模块、比色池、光电二极管、光信号处理模块和单片机，光源模块包括D/A转换器、压控恒流源和LED发光二极管，所述的光信号处理模块包括光电转换器、A/D转换器和人机交互界面，所述的单片机与D/A转换器连接，D/A转换器与压控恒流源连接，压控恒流源与LED发光二极管连接，发光二极管发出的光透过比色池后，由所述的光电二极管接收，所述的光电二极管与所述的光电转换器连接，所述的光电转换器与A/D转换器连接，A/D转换器与所述的单片机连接，人机交互界面与单片机连接。

光电转换电路包括电流/电压转换电路和电压反相电路，所述的光电二极管与电流/电压转换电路连接，电流/电压转换电路与电压反向电路连接，电压反相电路与A/D转换器连接。

一种基于单片机的血红蛋白浓度检测统计方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：由单片机控制D/A转换器，再将D/A转换器的输出电压值给压控恒流源电路，得到稳定的电流给发光二极管，得到稳定的光源；

步骤二：在比色池中放入稀释液，发光二极管的光透过比色池内的稀释液经过光电二极管得到电流i₀，然后经过电流/电压转换电路得到电压值U_i0=-i₀×R，R为电流/电压转换电路中的转换电阻，得到的电压值U_i0再经过反相电路后输入到A/D转换器，最后A/D转换器的输出电压值U₀=-U_i0，光电二极管对光的敏感度S=i₀/I₀，即得I₀=-U₀/ SR；

步骤三： 设定电压参考值，计算电压参考值与采集到的电压值U₀的差值e(k)，将差值e(k)代入公式：                                               ，其中u(k)为第k次控制时刻计算得到的值，K_P为比例系数，K_i为积分系数，再将u(k)代入公式：U(k)=U(k-1)+u(k)得到反馈输出值，然后将反馈输出值U(k)输入到D/A转换器，最后将D/A转换器的输出值输入到压控恒流源电路，来调整发光二极管的光强，若电压值U₀还未达到电压参考值，则重复执行本步骤，直到电压值U₀等于电压参考值；