[发明专利]用于分析物浓度的光学测量的系统和方法

权利要求书

1.一种用于测量分析物浓度的设备，包括：

传感器，所述传感器包括与变换器通信的至少一个指示器分子；

与所述传感器通信的传感器接口模块，其中，所述传感器接口模块包括微控制器；以及

其中，所述传感器接口模块使得对所述至少一个指示器分子的激发发射的时域测量方便。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述传感器是光传感器。

3.如权利要求2所述的设备，其中，所述光传感器包括辐射源。

4.如权利要求3所述的设备，其中，所述辐射源包括发光二极管(LED)。

5.如权利要求4所述的设备，其中，所述LED包括蓝色LED、紫色LED以及红色LED中的任一种。

6.如权利要求1所述的设备，其中，所述传感器接口模块包括使得能够在所述传感器与所述传感器接口模块之间通信的接口。

7.如权利要求6所述的设备，其中，所述接口包括模拟接口。

8.如权利要求1所述的设备，还包括外部数据系统。

9.如权利要求8所述的设备，还包括使得能够在所述传感器接口模块与所述外部数据系统之间通信的接口。

10.如权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个指示器分子包括复合三(4，7-联苯-1，10-邻菲啰啉)钌(II)脂、基于镧系元素的指示器、以及芳烃中的任一种。

11.如权利要求10所述的设备，其中，所述基于镧系元素的指示器包括铕和铽复合物中的任一种。

12.如权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个指示器分子邻近所述传感器。

13.如权利要求1所述的设备，其中，所述传感器和所述传感器接口模块能够设置于电路板上并使用所述电路板通信。

14.一种测量分析物的浓度的方法，包括：

选择传感器；

邻近所述传感器设置指示器分子；

基于所述分析物生成激励波形；

激发所述指示器分子；

基于所述分析物对激发的所述指示器分子的响应特性，检测所述分析物的特性；以及

确定所述分析物的浓度。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述生成激励波形包括将电压波形近似为正弦波。

16.如权利要求14所述的方法，还包括对所述激励波形和所述响应波形进行过采样。

17.如权利要求14所述的方法，还包括确定所述激励波形与所述响应波形之间的相位延迟。

18.如权利要求14所述的方法，其中，所述激发所述指示器分子包括辐照所述指示器分子。

19.如权利要求17所述的方法，还包括检测所述指示器分子的光致发光辐射。

20.如权利要求14所述的方法，其中，所述选择传感器包括选择光传感器。

21.如权利要求14所述的方法，还包括以所述激励波形驱动辐射源。

22.一种测量分析物浓度的设备，包括：

微控制器，配置为输出预定频率的周期性数字信号并计算激励波形与响应波形之间的相位差；

数字-模拟转换器，用于将所述周期性数字信号转换为周期性电压波形；

低通滤波器，用于平滑所述周期性电压波形并输出所述激励波形；

电压-电流转换器，用于将所述激励波形转换为周期性电流波形，并用于驱动辐射源，其中，所述辐射源辐射到指示器分子上；以及

带通互阻抗放大器，用于将来自光电变换器的电流转换为所述响应波形，其中，来自所述指示器分子的辐射入射到光电变换器上；

其中，所述相位差是所述指示器分子本地的分析物浓度的函数。

23.如权利要求21所述的设备，其中，所述周期性数字信号具有9kHz至11kHz范围中的频率。

24.如权利要求21所述的设备，其中，所述微控制器还配置为与所述设备外部的装置进行与分析物浓度的计算相关的参数的串行通信。

25.如权利要求21所述的设备，其中，所述设备与外部设备通信。