一種非接觸式血糖儀的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種血糖儀，特別涉及一種基于紅外光譜吸收理論的非接觸式血糖儀。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的穩(wěn)步提升，人類對(duì)于食物的加工日益精細(xì)，使食物的口感越來(lái)越好，品種更加豐富。然而另一方面，這種過(guò)于精心的加工使我們的膳食結(jié)構(gòu)趨于非合理化，在不知不覺(jué)之間就打破了各種元素在體內(nèi)的平衡。過(guò)多攝入的糖分催生了以糖尿病為代表的“富貴病”。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)糖尿病患病率位居世界第二，且數(shù)量正以每天至少3000例的速度不斷增加。糖尿病是一組由多病因引起的以慢性高血糖為特征的終身性代謝性疾病。長(zhǎng)期血糖增高，大血管、微血管受損并危及心、腦、腎、周圍神經(jīng)、眼睛、足等，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，糖尿病并發(fā)癥高達(dá)100多種，是目前已知并發(fā)癥最多的一種疾病。糖尿病死亡者有一半以上是心腦血管所致，10％是腎病變所致。因糖尿病截肢的患者是非糖尿病的10～20倍。臨床數(shù)據(jù)顯示，糖尿病發(fā)病后10年左右，將有30％～40％的患者至少會(huì)發(fā)生一種并發(fā)癥，且并發(fā)癥一旦產(chǎn)生，藥物治療很難逆轉(zhuǎn)，因此強(qiáng)調(diào)盡早預(yù)防糖尿病。

定期的血糖指數(shù)測(cè)量，合理的膳食結(jié)構(gòu)，健康而有規(guī)律的作息習(xí)慣，持之以恒的運(yùn)動(dòng)是降低糖尿病患病幾率的幾種有效手段。在這幾點(diǎn)之中，定期的血糖指數(shù)測(cè)量顯得尤為重要，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)方面也最為困難。當(dāng)今社會(huì)的生活節(jié)奏越來(lái)越快，在每一天的固定時(shí)間段趕往醫(yī)院，測(cè)量血糖指數(shù)，既是對(duì)寶貴時(shí)間的浪費(fèi)，也會(huì)造成一筆不菲的支出。更為重要的是，傳統(tǒng)采血測(cè)量利用針刺手指或耳垂的方式，所帶來(lái)的疼痛，會(huì)對(duì)被檢測(cè)人造成不可忽視的心理壓力，如果長(zhǎng)期進(jìn)行，可能誘發(fā)抑郁癥等心理疾病，同時(shí)由于許多傳染病可以通過(guò)血液傳播，因此采血本身也存在著一定幾率的感染其他疾病(如性傳播疾病)的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中的血糖儀采用的采血測(cè)量方式會(huì)給被檢測(cè)人帶來(lái)身體上的傷害和心理壓力，而且存在傳染疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下方案：

本實(shí)用新型提供一種非接觸式血糖儀，包括光源，光源驅(qū)動(dòng)電路，探測(cè)器，光電轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)檢測(cè)電路，調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路，鍵/顯電路，微控制器電路和電源產(chǎn)生電路；

所述光源發(fā)射紅外光線；

所述光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸入端與所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路的第一輸出端連接，接收所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出的帶有直流分量的正弦信號(hào)；所述光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸出端與所述 光源串聯(lián)，為所述光源提供工作電流；

所述探測(cè)器接收所述光源發(fā)出的紅外光線，并將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)；

所述光電轉(zhuǎn)換電路的電流信號(hào)輸入端與所述探測(cè)器的電信號(hào)輸出端連接，將所述探測(cè)器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并放大；

所述信號(hào)檢測(cè)電路的第一輸入端與所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路的第二輸出端連接，接收所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出的正弦信號(hào)作為參考信號(hào)；所述信號(hào)檢測(cè)電路的第二輸入端與所述光電轉(zhuǎn)換電路的電壓輸出端連接，接收所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)，對(duì)所述測(cè)量信號(hào)進(jìn)行相敏檢波和低通濾波；所述信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端輸出模擬電壓信號(hào)；

所述微控制器電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口接收信號(hào)檢測(cè)電路輸出的模擬電壓信號(hào)，將所述模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，根據(jù)預(yù)存的有血糖吸收和無(wú)血糖吸收時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量得到血糖指數(shù)；

所述鍵/顯電路，與所述微控制器連接，包括按鍵和顯示器，通過(guò)所述按鍵輸入用于控制所述微控制器電路的信號(hào)，通過(guò)所述顯示器顯示所述血糖指數(shù)和操作提示信息；

所述電源產(chǎn)生電路同時(shí)連接所述光源驅(qū)動(dòng)電路，所述光電轉(zhuǎn)換電路，所述信號(hào)檢測(cè)電路，所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路，所述鍵/顯電路和所述微控制器電路電源端，為上述各電路提供能量。

上述的非接觸式血糖儀，所述光源為蝶形封裝的分布反饋式二極管激光器，發(fā)射波長(zhǎng)為1.65μm的單模近紅外光；

所述光源的外部結(jié)構(gòu)包括純銅外殼，引出腳和氟化鋇窗口；

所述純銅外殼內(nèi)部封裝有熱電制冷器，熱敏電阻、激光二極管以及熱沉；

所述激光二極管的電極通過(guò)引出腳與所述光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸出端連接；

所述激光二極管在外殼中的位置與所述氟化鋇窗口相適應(yīng)，使所述激光二極管發(fā)射的紅外光線通過(guò)窗口射出，同時(shí)所述氟化鋇窗口用于防止灰塵和水蒸氣進(jìn)入外殼內(nèi)；

所述激光二極管與所述熱敏電阻通過(guò)導(dǎo)熱膠貼于所述熱沉的上表面；

所述熱沉的下表面與所述熱電制冷器的制冷面接觸，所述熱電制冷器的制熱面與所述純銅外殼的底部接觸，所述熱電制冷器周圍設(shè)置隔熱圈，所述隔熱圈用于阻隔制熱面產(chǎn)生的熱量向制冷面?zhèn)鬟f。

上述的非接觸式血糖儀，所述光源驅(qū)動(dòng)電路包括：第一運(yùn)算放大器U1，第二運(yùn)算放大器U2，第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第四電阻R4，第五電阻R5，第一電容C1，第一MOS管Q1；

所述第一運(yùn)算放大器U1的正電源引腳與所述第二運(yùn)算放大器U2的正電源引腳與電源正極連接；所述第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)電源引腳與所述第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)電源引腳，與 電源負(fù)極連接；

所述第一運(yùn)算放大器U1的同相輸入端作為光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸入端；所述第一運(yùn)算放大器U1的輸出端與所述第一電容C1的輸入端以及所述第一MOS管Q1的柵極連接；所述第一MOS管Q1的漏極與所述電源正極連接，所述第一MOS管Q1的源極與所述第一電容C1的輸出端，所述第二電阻R2的第一端以及所述第五電阻R5的第一端同時(shí)連接；

所述第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端與所述第二電阻R2的第二端，所述第三電阻R3的第一端連接；所述第三電阻R3的第二端接地；所述第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與所述第一電阻R1的第二端以及所述第四電阻R4的第一端連接；所述第四電阻R4的第二端與所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端以及所述第一運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接；

所述第一電阻R1的第一端與所述第五電阻R5的第二端連接構(gòu)成光源驅(qū)動(dòng)電路的電流正輸出端口，所述電流正輸出端口連接所述激光二極管的正極引出腳；

所述第三電阻R3的第二端構(gòu)成光源驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)電流輸出端口，所述負(fù)電流輸出端口與所述激光二極管的負(fù)極引出腳連接。

上述的非接觸式血糖儀，還包括溫控電路，具體地，所述溫控電路包括第四運(yùn)算放大器U4，第五運(yùn)算放大器U5，第六運(yùn)算放大器U6、驅(qū)動(dòng)芯片U7及其外圍電路；

所述第四運(yùn)算放大器U4的輸出端經(jīng)第十七電阻R17后與所述第五運(yùn)算放大器U5的反相輸入端連接；所述第五運(yùn)算放大器U5的輸出端經(jīng)第十八電阻R18后與所述第五運(yùn)算放大器U5的反相輸入端連接；所述第六運(yùn)算放大器U6的反相輸入端經(jīng)第二十一電阻R21與所述第五運(yùn)算放大器U5的輸出端連接；所述第六運(yùn)算放大器U6的反相輸入端經(jīng)第十三電容C13與所述第六運(yùn)算放大器U6的輸出端連接后與所述驅(qū)動(dòng)芯片U7的3引腳CTLI端連接；第二十電阻R20和第十四電容C14串聯(lián)后，與所述第十三電容C13并聯(lián)；第十二電容C12和第十九電阻R19串聯(lián)后串接于所述第十八電阻R18和所述第二十電阻R20之間；

所述第五運(yùn)算放大器U5的同相輸入端經(jīng)由第十六電阻R16與所述驅(qū)動(dòng)芯片U7的4引腳REF連接。

上述的非接觸式血糖儀，所述探測(cè)器為日本濱松光子學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的G12180-250A型InGaPs材料光電二極管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案至少具有以下有益效果：

本實(shí)用新型所述的非接觸式血糖儀，光源發(fā)射紅外光線；光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸入端與調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路的第一輸出端連接，接收調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出的帶有直流分量的正弦信號(hào)；探測(cè)器接收光源發(fā)出的紅外光線，并將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換電路的電流信號(hào)輸入端與探測(cè)器的電信號(hào)輸出端連接，將探測(cè)器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并放大； 信號(hào)檢測(cè)電路的第一輸入端與調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路的第二輸出端連接，接收調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路輸出的正弦信號(hào)作為參考信號(hào)；信號(hào)檢測(cè)電路的第二輸入端與光電轉(zhuǎn)換電路的電壓輸出端連接，接收光電轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)，對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行相敏檢波和低通濾波；信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端輸出模擬電壓信號(hào)；微控制器電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口接收信號(hào)檢測(cè)電路輸出的模擬電壓信號(hào)，將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，根據(jù)預(yù)存的有血糖吸收和無(wú)血糖吸收時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量得到血糖指數(shù)。本實(shí)用新型的上述方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)血糖指數(shù)的無(wú)創(chuàng)測(cè)量，消除了疼痛對(duì)被測(cè)者造成的心理壓力，避免了傳統(tǒng)采血方式中由更換試紙與針頭所產(chǎn)生的成本，同時(shí)也杜絕了采血測(cè)量所可能導(dǎo)致的感染。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述蝶形封裝的分布反饋式二極管激光器的電路連接示意圖及引腳說(shuō)明；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述光源驅(qū)動(dòng)電路的電路原理示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述溫控電路的電路原理示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路的電路原理示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例所述光電轉(zhuǎn)換電路的電路原理示意圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例所述信號(hào)檢測(cè)電路的電路原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。

本實(shí)施例提供一種非接觸式血糖儀，如圖1所示，包括光源1，光源驅(qū)動(dòng)電路2，探測(cè)器3，光電轉(zhuǎn)換電路4，信號(hào)檢測(cè)電路5，調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路6，鍵/顯電路7，微控制器電路8和電源產(chǎn)生電路9。

所述光源1發(fā)射紅外光線。

所述光源驅(qū)動(dòng)電路2的電壓輸入端與所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路6的第一輸出端連接，接收所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路6輸出的帶有直流分量的正弦信號(hào)；所述光源驅(qū)動(dòng)電路2的電壓輸出端與所述光源1串聯(lián)，為所述光源1提供工作電流。

所述探測(cè)器3接收所述光源1發(fā)出的紅外光線，并將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。

所述光電轉(zhuǎn)換電路4的電流信號(hào)輸入端與所述探測(cè)器3的電信號(hào)輸出端連接，將所述探測(cè)器3輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并放大。

所述信號(hào)檢測(cè)電路5的第一輸入端與所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路6的第二輸出端連接，接收 所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路6輸出的正弦信號(hào)作為參考信號(hào)；所述信號(hào)檢測(cè)電路5的第二輸入端與所述光電轉(zhuǎn)換電路6的電壓輸出端連接，接收所述光電轉(zhuǎn)換電路6輸出的電壓信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)，對(duì)所述測(cè)量信號(hào)進(jìn)行相敏檢波和低通濾波；所述信號(hào)檢測(cè)電路5的輸出端輸出模擬電壓信號(hào)。

所述微控制器電路8的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口接收信號(hào)檢測(cè)電路輸出的模擬電壓信號(hào)，將所述模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，根據(jù)預(yù)存的有血糖吸收和無(wú)血糖吸收時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量得到血糖指數(shù)。

所述鍵/顯電路7，與所述微控制器電路8連接，包括按鍵和顯示器，通過(guò)所述按鍵輸入用于控制所述微控制器電路8的信號(hào)，通過(guò)所述顯示器顯示所述血糖指數(shù)和操作提示信息；

所述電源產(chǎn)生電路9同時(shí)連接所述光源驅(qū)動(dòng)電路2，所述光電轉(zhuǎn)換電路4，所述信號(hào)檢測(cè)電路5，所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路6，所述鍵/顯電路7和所述微控制器電路8電源端，為上述各電路提供能量。

作為一種可選的實(shí)施方案，所述光源1為蝶形封裝的分布反饋式二極管激光器，在室溫(298K)和閾值電流(20mA)條件下能夠輸出中心波長(zhǎng)位于1.65μm的單模近紅外光。其具體的結(jié)構(gòu)為：所述光源的外部結(jié)構(gòu)包括純銅外殼，引出腳和氟化鋇窗口；所述純銅外殼內(nèi)部封裝有熱電制冷器，熱敏電阻、激光二極管以及熱沉；所述激光二極管的電極通過(guò)引出腳與所述光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸出端連接；所述激光二極管在外殼中的位置與所述氟化鋇窗口相適應(yīng)，使所述激光二極管發(fā)射的紅外光線通過(guò)窗口射出，同時(shí)所述氟化鋇窗口用于防止灰塵和水蒸氣進(jìn)入外殼內(nèi)；所述激光二極管與所述熱敏電阻通過(guò)導(dǎo)熱膠貼于所述熱沉的上表面；所述熱沉的下表面與所述熱電制冷器的制冷面接觸，所述熱電制冷器的制熱面與所述純銅外殼的底部接觸，所述熱電制冷器周圍設(shè)置隔熱圈，所述隔熱圈用于阻隔制熱面產(chǎn)生的熱量向制冷面?zhèn)鬟f。

優(yōu)選地，如圖3所示，所述光源驅(qū)動(dòng)電路2包括：第一運(yùn)算放大器U1，第二運(yùn)算放大器U2，第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第四電阻R4，第五電阻R5，第一電容C1，第一MOS管Q1；其中U1和U2選擇高精度集成運(yùn)算放大器OPA192，Q1為N溝道增強(qiáng)型MOS管2N6660。所述第一運(yùn)算放大器U1的正電源引腳與所述第二運(yùn)算放大器U2的正電源引腳與電源正極連接；所述第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)電源引腳與所述第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)電源引腳，與電源負(fù)極連接；所述第一運(yùn)算放大器U1的同相輸入端作為光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸入端；所述第一運(yùn)算放大器U1的輸出端與所述第一電容C1的輸入端以及所述第一MOS管Q1的柵極連 接；所述第一MOS管Q1的漏極與所述電源正極連接，所述第一MOS管Q1的源極與所述第一電容C1的輸出端，所述第二電阻R2的第一端以及所述第五電阻R5的第一端同時(shí)連接；所述第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端與所述第二電阻R2的第二端，所述第三電阻R3的第一端連接；所述第三電阻R3的第二端接地；所述第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與所述第一電阻R1的第二端以及所述第四電阻R4的第一端連接；所述第四電阻R4的第二端與所述第二運(yùn)算放大器U2的輸出端以及所述第一運(yùn)算放大器U1的反相輸入端連接；所述第一電阻R1的第一端與所述第五電阻R5的第二端連接構(gòu)成光源驅(qū)動(dòng)電路的電流正輸出端口，所述電流正輸出端口連接所述激光二極管的正極引出腳；所述第三電阻R3的第二端構(gòu)成光源驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)電流輸出端口，所述負(fù)電流輸出端口與所述激光二極管的負(fù)極引出腳連接。所述光源驅(qū)動(dòng)電路2利用兩個(gè)高精度集成運(yùn)算放大器OPA192，1支N溝道增強(qiáng)型MOS管2N6660，3個(gè)定值電阻和一個(gè)可變電阻構(gòu)成受到輸入電壓控制的恒定電流輸出源，2N6660的漏極通過(guò)光源1的引出腳與激光二極管的負(fù)極電連接，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入到2N6660柵極的控制電壓，使驅(qū)動(dòng)子模塊輸出電流的中心值保持在20mA。

優(yōu)選地，上述非接觸式血糖儀還包括溫控電路10，如圖4所示，所述溫控電路10包括第四運(yùn)算放大器U4，第五運(yùn)算放大器U5，第六運(yùn)算放大器U6、驅(qū)動(dòng)芯片U7及其外圍電路；所述第四運(yùn)算放大器U4的輸出端經(jīng)第十七電阻R17后與所述第五運(yùn)算放大器U5的反相輸入端連接；所述第五運(yùn)算放大器U5的輸出端經(jīng)第十八電阻R18后與所述第五運(yùn)算放大器U5的反相輸入端連接；所述第六運(yùn)算放大器U6的反相輸入端經(jīng)第二十一電阻R21與所述第五運(yùn)算放大器U5的輸出端連接；所述第六運(yùn)算放大器U6的反相輸入端經(jīng)第十三電容C13與所述第六運(yùn)算放大器U6的輸出端連接后與所述驅(qū)動(dòng)芯片U7的3引腳CTLI端連接；第二十電阻R20和第十四電容C14串聯(lián)后，與所述第十三電容C13并聯(lián)；第十二電容C12和第十九電阻R19串聯(lián)后串接于所述第十八電阻R18和所述第二十電阻R20之間；所述第五運(yùn)算放大器U5的同相輸入端經(jīng)由第十六電阻R16與所述驅(qū)動(dòng)芯片U7的4引腳REF連接。作為一種具體的實(shí)現(xiàn)方式，運(yùn)算放大器可以選擇TL074，驅(qū)動(dòng)芯片U7選擇MAX1968，利用MAX1968以及外圍的電阻和電容元件構(gòu)成PI(比例-積分)控制環(huán)路，監(jiān)測(cè)光源的溫度，并根據(jù)光源實(shí)際溫度和預(yù)先設(shè)定溫度的誤差向驅(qū)動(dòng)芯片MAX1968輸出控制電壓，驅(qū)動(dòng)芯片MAX1968根據(jù)輸入的控制電壓，將大小和方向與此電壓對(duì)應(yīng)的電流通過(guò)光源的引出腳輸出給熱電制冷器，實(shí)現(xiàn)加熱或制冷目的，最終使光源的實(shí)際溫度趨近于預(yù)先設(shè)定的298K溫度值。

如圖5所示，所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生電路6包括：函數(shù)發(fā)生器ICL8038，第八運(yùn)算放大器U8，第九運(yùn)算放大器U9，第二十二電阻R22，第二十三電阻R23，第二十四電阻R24，第二十五電 阻R25，第二十六多圈電位計(jì)R26，第二十七多圈電位計(jì)R27，第二十八電阻R28，第二十九電阻R29，第十五電容C15，通過(guò)調(diào)節(jié)ICL8038外圍的電阻器阻值和電容器容值，將ICL8038的振蕩頻率調(diào)整到5KHz。所述函數(shù)發(fā)生器的7引腳FM-B與8引腳FM-IN連接；所述函數(shù)發(fā)生器的10引腳TC連接所述第十五電容C15的輸入端。所述第十五電容C15的輸出端與所述函數(shù)發(fā)生器的11引腳Vs-以及負(fù)電源端口VEE同時(shí)連接；所述第二十八電阻R28的輸入端與所述第二十九電阻R29的輸入端，所述函數(shù)發(fā)生器的6引腳Vs+，正電源端口VCC同時(shí)連接；所述第二十八電阻R28的輸出端連接所述函數(shù)發(fā)生器的5引腳DR2；所述第二十九電阻R29的輸出端連接所述函數(shù)發(fā)生器的4引腳DR1；所述第二十七多圈電位計(jì)R27的輸入端與所述函數(shù)發(fā)生器的2引腳SW，所述第二十四電阻R24的輸入端同時(shí)連接，輸出端與6ND端口連接，可調(diào)端連接第八運(yùn)算放大器U8的同相輸入端；第八運(yùn)算放大器U8的反相端同時(shí)與第八運(yùn)算放大器U8的輸出端，第二輸出端Vout2連接；所述第二十四電阻R24的輸出端同時(shí)連接第九運(yùn)算放大器U9的同相輸入端，所述第二十五電阻R25的輸入端；所述第二十五電阻R25的輸出端連接所述第二十六多圈電位計(jì)的可調(diào)端；所述第二十六多圈電位計(jì)的輸入端連接所述正電源端口VCC，輸出端連接所述GND端口；第九運(yùn)算放大器U9的反相輸入端同時(shí)與第二十二電阻R22輸入端，第二十三電阻R23輸入端連接；所述第二十二電阻R22輸出端連接所述GND端口；所述第二十三電阻R23輸出端同時(shí)與第九運(yùn)算放大器U9的輸出端，第一輸出端Vout1連接；第九運(yùn)算放大器U9的正電源引腳連接所述正電源端口VCC；第九運(yùn)算放大器U9的負(fù)電源引腳連接所述負(fù)電源端口VEE；所述正電源端口VCC與所述電源產(chǎn)生電路的+5.0V輸出端連接；所述負(fù)電源端口VEE與所述電源產(chǎn)生電路的-5.0V輸出端連接；所述GND端口與所述電源地線連接；所述函數(shù)發(fā)生器，配合所述第二十八電阻R28，第二十九電阻R29以及第十五電容C15產(chǎn)生正弦波；當(dāng)所述第二十八電阻R28和第二十九電阻R29阻值相等時(shí)，所述函數(shù)發(fā)生器的引腳2輸出正弦波的頻率f＝0.33/RC，其中R為所述第二十八電阻R28的阻值，C為所述第十五電容C15的容值；所述函數(shù)發(fā)生器的2引腳SW輸出的正弦信號(hào)被分為兩路，一路被所述多圈電位計(jì)R27分壓后，經(jīng)過(guò)所述第八運(yùn)算放大器U8構(gòu)成的電壓跟隨器后，傳輸至所述信號(hào)檢測(cè)電路的第二輸入端作為參考信號(hào)；另一路經(jīng)第二十四電阻R24后與所述第九運(yùn)算放大器U9的同相輸入端連接，所述多圈電位計(jì)R26的第一端接地，第二端接電壓正極，可調(diào)端經(jīng)第二十五電阻R25后與所述第九運(yùn)算放大器U9的同相輸入端連接；所述第九運(yùn)算放大器U9將同相輸入端輸入的正弦信號(hào)和直流電壓信號(hào)加和并放大后傳輸至所述光源驅(qū)動(dòng)電路的電壓輸入端。

優(yōu)選地，所述探測(cè)器為日本濱松光子學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的G12180-250A型InGaPs材料光電二極管。采用日本濱松光子學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的G12180-250A型InGaPs材料光電二極管接收紅 外光信號(hào)，通過(guò)超低偏置電流運(yùn)算放大器OPA129和連接在OPA129反相輸入端和輸出端之間的1兆歐姆反饋電阻將此電流放大100萬(wàn)倍并轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，輸出給信號(hào)檢測(cè)電路5作為待測(cè)信號(hào)，反饋電阻同時(shí)與1個(gè)1pF的電容并聯(lián)來(lái)對(duì)環(huán)路增益進(jìn)行補(bǔ)償，避免過(guò)高的增益可能引發(fā)的自激振蕩現(xiàn)象。

如圖6所示，所述光電轉(zhuǎn)換電路包括：第三運(yùn)算放大器U3，第六電阻R6，第七電阻R7，第八電阻R8，第九電阻R9，第二電容C2，第三電容C3；

所述第六電阻R6的第一端與所述第二電容C2的第二端，所述第七電阻R7的第一端，所述第八電阻R8的第一端同時(shí)連接；所述第八電阻R8的第二端接地；

所述第三運(yùn)算放大器U3的輸出端與所述第七電阻R7的第二端連接后作為所述光電轉(zhuǎn)換電路的電壓輸出端；

所述第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端與所述第六電阻R6的第二端連接，作為所述光電轉(zhuǎn)換電路的PD-端口；

所述第三運(yùn)算放大器U3的同相輸入端與所述第九電阻R9的第一端，第三電容C3的第一端同時(shí)連接；所述第九電阻R9的第二端，所述第三電容C3的第二端同時(shí)接地；

所述PD-端口與所述探測(cè)器的負(fù)極引腳連接，所述探測(cè)器的正極引腳接地；

所述第三運(yùn)算放大器U3的正電源引腳連接正電源端口VCC；所述第三運(yùn)算放大器U3的負(fù)電源引腳連接負(fù)電源端口VEE。

如圖7所示，所述信號(hào)檢測(cè)電路用于實(shí)現(xiàn)微弱紅外光信號(hào)的提取，由鎖相放大電路和低通濾波電路構(gòu)成，鎖相放大電路包括調(diào)制解調(diào)器，具體為使用平衡調(diào)制/解調(diào)器芯片AD630，以調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生子模塊輸出的正弦波信號(hào)作為參考信號(hào)，對(duì)探測(cè)器偏置子模塊輸出的與血糖指數(shù)有關(guān)的待測(cè)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；所述芯片AD630包括1引腳RINA，3號(hào)引腳DADJ1，4號(hào)引腳DADJ2，5號(hào)引腳CADJ1，6號(hào)引腳CADJ2，8引腳VS-，9引腳SEL B，13引腳VOUT，16引腳RA；第十一運(yùn)算放大器U11采用BiFET型集成運(yùn)算放大器AD542，第三十多圈電位計(jì)R30，第三十一多圈電位計(jì)R31，第三十二電阻R32，第三十三電阻R33，第三十四電阻R34，第十六電容C16，第十七電容C17，第十八電容C18；采用BiFET型集成運(yùn)算放大器AD542，兩個(gè)電阻元件和兩個(gè)電容元件構(gòu)成截止頻率為100Hz的二階有源低通濾波電路，對(duì)鎖相放大電路的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理。具體連接關(guān)系如圖7所示：

所述1引腳RINA，所述16引腳RA作為信號(hào)檢測(cè)電路的第一輸入端與所述調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生 電路的第二輸出端連接；

所述9引腳SEL B作為第二輸入端Vin2與所述光電轉(zhuǎn)換電路的電壓輸出端連接；

所述第三十多圈電位計(jì)R30的第一端與所述3號(hào)引腳DADJ1連接，第二端與所述4號(hào)引腳DADJ2連接，可調(diào)端與所述8引腳VS-連接；

所述第三十一多圈電位計(jì)R31的第一端與所述5號(hào)引腳CADJ1連接，第二端與所述6號(hào)引腳CADJ2連接，可調(diào)端與所述8引腳VS-連接；

所述13引腳VOUT通過(guò)第三十二電阻R32，第三十三電阻R33，與所述第十一運(yùn)算放大器U11的同相輸入端以及所述第十七電容C17的第一端連接；

所述第十六電容C16的第一端與所述第三十二電阻R32的第一端，所述第三十三電阻R33的第一端同時(shí)連接；所述第十六電容C16的第二端與所述第十八電容C18的第一端，所述第三十四電阻R34的第一端以及所述第十一運(yùn)算放大器U11的輸出端同時(shí)連接；

所述第十八電容C18的第二端，所述第三十四電阻R34的第一端同時(shí)連接所述第十一運(yùn)算放大器U11的反相輸入端；

所述十一運(yùn)算放大器U11的輸出端作為所述模擬電壓輸出端將模擬電壓信號(hào)傳輸至所述微控制器電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口。

上述方案中微控制器電路采用STM32F103ZET6芯片作為數(shù)控核心，接收信號(hào)檢測(cè)電路輸出的諧波信號(hào)，并利用自帶的ADC功能對(duì)諧波信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字化，扣除背景信號(hào)和提取峰值的處理過(guò)程，通過(guò)已知的諧波信號(hào)峰值和血糖指數(shù)關(guān)系式，結(jié)合線性插值算法，計(jì)算出血糖指數(shù)，所述微控制器電路還分別連接著電源產(chǎn)生電路9，鍵/顯電路7和通信電路11，負(fù)責(zé)對(duì)它們的運(yùn)行進(jìn)行管理。

所述鍵/顯電路，鍵盤部分由“開機(jī)/關(guān)機(jī)”，“背景采集”，“血糖測(cè)量”和“數(shù)據(jù)發(fā)送”四個(gè)按鍵組成，顯示部分通過(guò)SSD1289芯片驅(qū)動(dòng)3.5寸的彩屏顯示儀器狀態(tài)信息，血糖指數(shù)和操作提示信息，所述儀器狀態(tài)信息包括“預(yù)熱……”，“預(yù)熱完畢”，“背景采集……”，“背景采集完畢”，“血糖測(cè)量……”，“血糖測(cè)量完畢”，“數(shù)據(jù)發(fā)送……”和“數(shù)據(jù)發(fā)送完畢”八種狀態(tài)字樣，所述操作提示信息包括“背景采集？”，“血糖測(cè)量？”和“數(shù)據(jù)發(fā)送？”三種提示字樣，使用者可以根據(jù)彩屏上出現(xiàn)的操作提示信息按下相應(yīng)的按鍵完成對(duì)儀器的操作。

所述通信電路11采用HLK-RM04型嵌入式WIFI轉(zhuǎn)串口無(wú)線透明傳輸模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，它內(nèi)嵌的TCP/IP協(xié)議?？梢詫?shí)現(xiàn)用戶串口、以太網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)(WIFI)3個(gè)接口之間的互傳，HLK-RM04 的串行輸出口UART_TXD與微控制器電路中STM32F103ZET6芯片的PA3引腳電連接，HLK-RM04的串行輸入口UART_RXD與微控制器電路中中STM32F103ZET6芯片的PA2引腳電連接，PA3和PA2引腳通過(guò)編程分別設(shè)為STM32F103ZET6芯片的串行輸入口和串行輸出口。所述電源產(chǎn)生電路采用8節(jié)電壓為5伏特的電池構(gòu)成電池組，為儀器工作提供能量。

本實(shí)用新型的根本工作原理是紅外光譜吸收理論。葡萄糖是血液中糖類的重要組成部分，分子式為C6H1206，分子結(jié)構(gòu)中具有豐富的羥基(O-H)和甲基(C-H)官能團(tuán)。這兩種官能團(tuán)都會(huì)對(duì)紅外光產(chǎn)生選擇性吸收，但血液中的水分富含的羥基(O-H)也會(huì)吸收紅外光，因此為了避免在檢測(cè)血液中的葡萄糖時(shí)受到水分的干擾，將光源的輸出波長(zhǎng)選定為1.65μm，在該波長(zhǎng)羥基(O-H)對(duì)光強(qiáng)的吸收相對(duì)甲基(C-H)而言要微弱很多。為了能夠獲得較高的信噪比，對(duì)輸出的光信號(hào)進(jìn)行了交流調(diào)制，而在檢測(cè)中以載波信號(hào)作為參考信號(hào)，采用鎖相放大電路來(lái)提取用于表征血糖指數(shù)的諧波信號(hào)，將檢測(cè)頻率從低頻區(qū)搬移到了高頻區(qū)，削弱了1/f噪聲，改善了信噪比，進(jìn)而提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。為了將表征血糖指數(shù)的諧波信號(hào)換算為實(shí)際的血糖指數(shù)，在實(shí)用新型的開發(fā)過(guò)程中作了大量的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，將此實(shí)用新型測(cè)量得到的諧波信號(hào)峰值和傳統(tǒng)采血化驗(yàn)方式得到的血糖指數(shù)對(duì)應(yīng)地存入微型計(jì)算機(jī)中，以一定的間隔篩選有效數(shù)據(jù)，進(jìn)行線性擬合，將擬合得到的諧波信號(hào)峰值和血糖指數(shù)關(guān)系式存入微控制器子模塊中，微控制器子模塊根據(jù)此關(guān)系式，配合插值算法實(shí)現(xiàn)了諧波信號(hào)——血糖指數(shù)的換算過(guò)程。

本實(shí)施例提供的血糖儀，在使用者按下“開機(jī)”按鍵后，顯示屏上的儀器狀態(tài)信息顯示欄的字樣為“預(yù)熱”，此時(shí)溫控電路開始對(duì)光源溫度值進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到預(yù)設(shè)的298K，耗時(shí)3到5秒，具體情況依賴于該血糖儀所處環(huán)境溫度和298K的理想溫度之間誤差的大小。之后，儀器狀態(tài)信息顯示欄的字樣變?yōu)椤邦A(yù)熱完畢”，并在操作信息提示欄顯示“背景采集？”字樣。按下“背景采集”按鍵后，顯示屏上儀器狀態(tài)信息顯示欄的字樣變?yōu)椤氨尘安杉保莾x開始連續(xù)采集無(wú)葡萄糖吸收條件下由光源發(fā)出的光強(qiáng)信號(hào)，并存儲(chǔ)峰值，經(jīng)過(guò)10次重復(fù)測(cè)量后，對(duì)結(jié)果求取均值并作為原始光強(qiáng)信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)。當(dāng)顯示屏上儀器狀態(tài)信息顯示欄的字樣變?yōu)椤氨尘安杉戤叀保僮餍畔⑻崾緳诔霈F(xiàn)“血糖測(cè)量？”字樣時(shí)，將手指伸入到光源的BaF2(氟化鋇)窗口和探測(cè)器偏置子模塊的光敏面之間，按下“血糖測(cè)量”按鍵，儀器狀態(tài)信息顯示欄的字樣變?yōu)椤把菧y(cè)量……”，血糖儀開始連續(xù)采集在有葡萄糖吸收條件下由光源發(fā)出的光強(qiáng)信號(hào)的峰值，經(jīng)過(guò)同樣的10次重復(fù)測(cè)量和求取平均過(guò)程之后，和原始光強(qiáng)作減法運(yùn)算以實(shí)現(xiàn)背景信號(hào)的扣除，微控制器電路利用已知的諧波信號(hào)峰值和血糖指數(shù)關(guān)系式，配合線性插值算法，將該差值信號(hào)換算為實(shí)際的血糖指數(shù)，并在顯示屏的血糖指數(shù)顯示欄顯示該數(shù)據(jù)。此時(shí)，儀器狀態(tài)信息顯示欄的字樣更新為“血糖測(cè)量完畢”，而操作信息提示欄出 現(xiàn)“數(shù)據(jù)發(fā)送？”字樣提醒使用者發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)按下“數(shù)據(jù)發(fā)送”按鍵后，血糖儀開始通過(guò)通信電路向指定的醫(yī)療機(jī)構(gòu)發(fā)送包含儀器ID號(hào)和測(cè)量結(jié)果在內(nèi)的數(shù)據(jù)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)收到的ID號(hào)識(shí)別用戶，專家對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，并將指導(dǎo)意見通過(guò)手機(jī)短信等方式反饋給使用者。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。