[发明专利]基于智能终端的比率型光度分析装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种基于智能终端的比率型光度分析装置及方法，装置包括智能终端和光学辅助装置，所述光学辅助装置包括避光暗盒，避光暗盒内设置有连排双光度测量池，测量池背对检测器的外壁镀有或粘贴反射膜增强光信号，所述连排双光度测量池接收光源发出的光，样品溶液和参比溶液两个通道的光学图像信号依次经过滤光机构、聚光机构后被智能终端采集，测定其中的红、绿和蓝三原色的平均亮度，计算其亮度比，实现光度分析，可消除光源强度、环境温度、手机位置、相机拍摄参数变化所造成的影响，提高简易智能终端测定装置测定结果的准确度。

技术领域

本发明涉及一种基于智能终端的比率型光度分析装置及其检测方法。

背景技术

光谱分析仪作为一种光分析仪器被广泛的应用于各种分析检测中，但是其价格较为昂贵，抬升了实际应用中的检测成本，而且这些设备大多体积庞大，对运行环境要求高，通常在专业检测机构和实验室使用，不利于户外采样及生产车间等非实验室环境的现场快速便携检测，因此研发一种结构简单，成本低廉，准确度较高，小型化便于携带，可用于现场快速检测的光度分析装置很有必要。

近年来，智能终端例如智能手机技术发展迅速，智能终端的功能日趋强大，现在的智能终端已经配置高性能的中央处理器，高速网络传输系统，大容量的数据存储器，高清像素的摄像头以及各种内置的应用软件。这些配置使智能手机除了其最基本的通信功能外，更像一台掌上计算机。在分析检测领域，使用智能手机在信号采集、处理、传输、控制等方面的应用备受关注。

目前基于智能终端的光学检测装置很多，例如孔继烈和鲍军波提出了《一种光度检测方法和系统》(中国专利，公开号为CN106198418A)，提出采用智能手机扫描待测样品和标准样品的标签，活动待测样品的标准样品的种类，显示对应的光度检测操作方法，用智能手机对经过处理后的待测样品和标准样品进行图像扫描，然后根据采集的头像换算成光谱波长和光强度，通过分析、计算和处理，显示检测结果，并生成检测报告。

但以上述专利为代表的技术，其得到的检测结果与其它基于智能手机作为光学检测器的方法一样，都假定所用的光源足够稳定，而且使用过程中，手机装置的安装位置和拍摄参数能够保持完全一致，这在实际应用中很难实现。因为即使是实验室环境中的商品化光度计，也通常需要对仪器进行预热15～30分钟待稳定后才进行测定。而基于智能手机的光度测量装置，通常都使用简易的光源，如激光棒、高强度LED手电，或手机自带照明灯等，采用电池供电，以便于发挥便携的优势。在进行室外现场时，激发光源预热时间不宜过长，否则将延长分析测定时间，也浪费电池容量，且随着电池容量的下降，激发光源的强度也随之降低。

另外，在光学检测装置中，智能手机的手机基本通话功能应当予以保留，虽然固定在测量装置上的手机也可以用于打电话，但毕竟不方便使用，即智能手机应该是装置中可拆卸的部件，在非测定时间仍然是随身携带的通讯工具。

众所周知，光学测量装置的测定结果受位置变化的影响较大，尤其是成像设备。当用智能手机的内置相机作为光学检测器时，首先需保持手机在取下后重新放置的物理位置一致性，这是很有难度的要求，因为智能手机不便采用螺钉类的机械固定方法。

另一方面，为了保持测定过程中手机内置相机的焦距、感光灵敏度、曝光时间等参数的一致性，通常将关闭相机的自动调节功能，而采用手动调节模式。这样在手机重新安防固定后甚至关机后再开机，都难以保证相机对相同的光学信号拍摄出相同的图像，这样势必会造成光度分析的测量误差。

当在室外使用时，环境温度随时间变化明显，势必造成电池电压与功率的变化，光源工作条件的改变将影响其的强度，而温度变化对测量体系本身的影响也是多方面的。

由此可见，如果采用智能手机采集的图像的光强度为分析信号，这种测量模式易受到环境因素的干扰，有可能产生较大的测量误差，影响测定数据的准确性，这是基于智能手机的简易光度测量装置在实际应用中亟待解决的问题。

发明内容