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专利号: 2017101121401
申请人: 重庆工商大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于光纤传感器的尿液比重测量系统,其特征在于:包括采集单元、信号处理单元、主控计算机、尿液通道、尿液导向管、用于控制尿液导向管通断的尿管控制阀、清洗通道、用于控制清洗通道通断的清洗控制阀,所述尿液通道前段内壁安装采集单元,所述采集单元通过导线连通信号处理单元,所述信号处理单元通过导线连通主控计算机;所述主控计算机分别连通尿管控制阀和清洗控制阀,所述尿液通道后段通过清洗控制阀连通清洗通道,所述尿液通道顶部通过尿管控制阀连通尿液导向管;所述尿液通道包括第一尿液通道、第二尿液通道和第三尿液通道,所述第一尿液通道和第三尿液通道通过第二尿液通道连通,形成排液腔,所述第二尿液通道高于第一尿液通道。

2.根据权利要求1所述的基于光纤传感器的尿液比重测量系统,其特征在于:所述采集单元采用光纤传感器,所述采集单元被安装在第一尿液通道中,用于采集反射光谱。

3.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的尿液比重测量系统,其特征在于:所述信号处理单元在主控计算机的控制下周期性的获取反射光谱图像,通过计算得到折射率,并通过导线将折射率数据传送至主控计算机。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于光纤传感器的尿液比重测量系统,其特征在于:所述主控计算机有比重测量模式和冲洗模式两者选择模式;

当选择比重测量模式,主控计算机关闭清洗控制阀,打开尿管控制阀,尿液从尿液导向管进入到第一尿液通道,由于第一尿液通道低于尿管控制阀和第二尿液通路,当清洗控制阀关闭时,尿液会在第一尿液通道中保持一定时间的滞留并形成一定的液位,当液位高于采集单元的测量端时,反射光谱被传回信号处理单元进行数据处理得到尿液折射率,最终折射率被送至主控计算机;主控计算机将折射率换成比重;尿液最终通过第三尿液通路进入到尿盒或者其他集尿装置;

当选择冲洗模式,主控计算机关闭尿管控制阀,尿液不能从尿液导向管进入到第一尿液通路;此时,主控计算机打开清洗控制阀,清洗液从清洗通道依次通过清洗控制阀、采集单元、第一尿液通路、第二尿液通路和第三尿液通路,并最终进入到废水盒;由于尿管控制阀处于关闭状态,清洗液不会进入到尿液导向管。

5.基于光纤传感器的尿液比重测量方法,其特征在于:包括以下步骤,

S1,采集,利用光纤传感器周期性的进行反射光谱采集,采集周期设定为1Hz;

S2,信号处理,利用信号处理单元控制光源和CCD相机工作,当CCD相机获取一幅反射光谱图像,对光谱图像进行分析,将光谱图像和标准的光谱进行对比,得出当前时刻尿液的折射率,当尿液折射率发生变化时,反射光谱发生相应的变化,能够及时被采集步骤捕获;

S3,尿比重换算,利用反射光谱条纹对比度和折射率的函数关系计算出尿液的折射率;

S4,切换冲洗模式,首先进行清洗30秒钟,然后利用光纤传感器采集当前的反射光谱,并计算当前折射率;如果当前折射率和清洗液的折射率误差在控制范围以内,则视为清洗完成;否则进行下一次30秒钟的冲洗,直到满足前述条件。

6.根据权利要求5所述的基于光纤传感器的尿液比重测量方法,其特征在于:S1,采集中,尿液通道的设计必须确保光纤传感器能浸入尿液中,尿液流动的方式只能是从第一尿液通道流向第三尿液通道。

7.根据权利要求6所述的基于光纤传感器的尿液比重测量方法,其特征在于:S4,切换冲洗模式中,清洗光纤传感器时,需要关闭尿管控制阀,保证清洗液不能在尿液通道中逆向流动;清洗的判断标准是当前折射率和清洗液的折射率进行比较,两者之间的误差小于

0.0001时,认为清洗达标。

8.根据权利要求7所述的基于光纤传感器的尿液比重测量方法,其特征在于:所述光纤传感器的安装位置在清洗控制阀和尿管控制阀后30~50mm的范围,并且光纤传感器的测量端离尿液通道内壁空隙在1~2mm的范围。

9.根据权利要求8所述的基于光纤传感器的尿液比重测量方法,其特征在于:所述光纤传感器的安装位置部分尿液通道需要比其他部分低10~30mm的范围。