[发明专利]一种非接触测量溶液浓度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触测量溶液浓度的装置及方法。

背景技术

目前，不需要直接取样测量溶液浓度的技术，在生化领域将得到极大的利用。

例如，测量如房水内的物质浓度的方法有两种：第一种方法是有损检测方法，即在每次测量前，用针尖刺穿角膜插入房水里抽取房水，对取出的房水做特定物质浓度的分析测量(有物理的，化学的测量方法)。该方法的优点是准确，缺点是给活体生物的眼睛带来了伤害，而且该方法限制了检测频率。第二种方法是微损检测方法，如分光光谱测量房水内的药物浓度(Miller，J.，C.G.Wilson，and D.Uttamchandani，Minimally InvasiveSpectroscopic System for Intraocular Drug Detection.Journal of BiomedicalOptics，2002.7(1)：p.27-33.)。其方法是用手动的传感器至于眼睛角膜上，传感器由两跟光纤探头和定制的接触镜组成，该装置需要接触眼睛，给活体检测带来不便，会让活体感觉眼部不适或者给活体带来或多或少的接触性伤害。

人们急需一种非接触无损伤方便的检测方法。因此无损伤检测方法是物质浓度检测技术发展的必然趋势。相关文献报道了一种无损检测方法：利用旋光法测量眼前房液内葡萄糖浓度(Cote，G.，M.Fox，and R.Northrop，Noninvasive optical polarimetric glucose sensing using a truephasemeasurement technique.Biomedical Engineering，IEEE Transactions on，1992.39(7)：p.752-756.)。

但是由于信号的偏转角度极小，且眼球的房液中具有20多种生化物质，具有旋光效应其中最主要的是葡萄糖和全蛋白，这些都会产生测量偏差，加之角膜的双折射和旋光度不仅产生干扰而且降低了透射的光强进一步增加了检测的难度。因此尽管此法在体外测量人生理浓度的葡萄糖溶液时取得了很好的试验效果，然而对离体人眼的实测效果不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不直接对溶液取样，并尽量与被测溶液留有一定的距离，却能精确的测量溶液中特定物质浓度的装置和方法。

本发明是通过以下技术方案来解决上述技术问题的：

一种非接触测量溶液浓度的装置，包括：吸收光源、参考光源、光电探测装置和计算处理单元，所述吸收光源发出，被待测浓度物质吸收却不被被测溶液中其他物质吸收或者较小吸收的特定波长的吸收光；所述参考光源发出不被被测溶液中任何物质吸收或者较小吸收的特定波长的参考光；所述吸收光和参考光照入所述被测溶液，所述光电探测装置接收射入被测溶液后的反射或透射的吸收光和参考光，并把光的强度信号转化为电信号送到所述计算处理单元进行分析处理，得出被测溶液中待测浓度物质的浓度。

其中，被被测溶液中物质较小吸收是指与所述吸收光被待测浓度物质吸收相比，被吸收量小；而不被被测溶液中物质吸收是指与所述吸收光被待测浓度物质吸收相比，被吸收量极小。

被测溶液中不仅包含待测浓度物质，还有其他物质，待测浓度物质指该被测溶液中被测定其浓度值的物质。

依据朗伯——比尔(Lambert-Beer)定律：一定温度下，一定波长的单色光通过均匀的、非散射的溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和厚度的乘积成正比。

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