(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210267275.6 (22)申请日 2022.03.18 (71)申请人 吉林省泰斯特生物电子 工程有限公 司 地址 130000 吉林省长 春市北湖科技 开发 区雅安路1165号2号楼三层 (72)发明人 王奎子　郝代旭　王烁　赵青　 (74)专利代理 机构 吉林省长 春市新时代 专利商 标代理有限公司 2 2204 专利代理师 唐盼 (51)Int.Cl. G01N 21/78(2006.01) G01N 21/27(2006.01) G01N 21/25(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种试纸分析仪及检测分析方法 (57)摘要 一种试纸分析仪及检测分析方法， 该分析仪 包括仪器主体、 试纸载物台、 电机、 PET白色胶片、 颜色采集板、 电源模块及控制单元； 其中， 试纸载 物台安装在仪器主体内的滑轨上， 试纸载物台的 上表面加工有试纸槽， 在靠近试纸槽端部的位置 粘贴有PET白色胶片， 试纸载物台与试纸槽相对 的一侧固定安装有齿条； 电机用于驱动齿条； 颜 色采集板安装在试纸载物台的上方， 颜色采集板 上安装有光源和颜色采集传感器， 控制单元用于 根据颜色采集传感器采集的RGB值计算反应后试 纸实际的RGB值， 根据试纸实际的RGB值计算待测 液中某一种或某一类具体化学成分或矿物质离 子成分的含量。 该分析仪解决了目视比色法肉眼 观察水质检测结果误差大， 易受到外界干扰， 操 作繁琐的技 术问题。 权利要求书3页 说明书8页 附图10页 CN 114813714 A 2022.07.29 CN 114813714 A 1.一种试纸分析仪， 其特征在于， 包括仪器主体以及安装在仪器主体内部的试纸载物 台、 电机、 P ET白色胶片、 颜色采集板、 电源模块及 控制单元； 其中， 所述仪器主体内沿仪器主 体的纵向设置有滑轨， 所述试纸载物台安装在滑轨上沿滑轨滑动， 试纸载物台的一端穿过 仪器主体延伸到外面， 试纸载物台的上表面加工有试纸槽， 在靠近试纸槽端部的位置粘贴 有PET白色胶片， 用于调节光源白平衡， 试纸载物台与试纸槽相 对的一侧固定安装有齿条； 所述电机的输出轴安装齿轮， 所述齿轮与齿 条啮合， 用于驱动齿 条； 所述颜色采集板安装在 试纸载物台的上方， 颜色采集板上安装有光源和颜色采集传感器， 所述光源用于对P ET白色 胶片或试纸槽内的试纸进行照射， 所述颜色采集传感器用于对PET白色胶片或试纸槽内的 试纸的颜色进 行采集， 并将采集的数据发送给控制单元； 所述电源模块用于供电； 所述控制 单元用于根据颜色采集传感器采集的RGB值计算反应后试纸 实际的RGB值， 根据试纸 实际的 RGB值计算待测液中某一种或某一类具体化学成分或矿物质离 子成分的含量。 2.根据权利要求1所述的一种试纸分析仪， 其特征在于， 所述仪器主体上还设置有蜂鸣 器、 蓝牙模块， 所述 蜂鸣器用于为仪器提供提示音、 按键音； 所述试纸载物台在靠近P ET白色 胶片的位置还安装有磁石， 所述颜色采集板上安装有霍尔传感器， 通过霍尔传感器监测磁 石的信号， 实现对试纸载物台的定位， 使试纸载物台每次测试时都复位到固定的初始位置 。 3.根据权利要求2所述的一种试纸分析仪， 其特征在于， 所述仪器主体上设置有显示屏 安装部、 操作按键安装部， 显示屏安装部上安装有显示屏， 操作按键安装部上安装有操作按 键； 所述仪器主体的侧壁上设置有USB数据接口、 程序下载接口； 所述磁石为圆柱形， 所述电 机为步进电机 。 4.根据权利要求2所述的一种试纸分析仪， 其特征在于， 所述光源采用超高亮度白光 LED光源， 所述显示屏采用LCD显示屏， 用于显示测试结果； 所述操作按键包括软开关机按 键、 复位按键、 下按键、 上按键、 确定按键、 返回按键 。 5.根据权利要求4所述的一种试纸分析仪， 其特征在于， 所述控制单元包括控制器、 存 储器； 其中， 所述控制器的36引脚、 37引脚、 38引脚、 39引脚、 40引脚与电机驱动模块的1引 脚、 16引脚、 15引脚、 10引脚、 9引脚连接， 所述电机驱动模块的2引脚、 4引脚、 5引脚、 7引脚与 电机连接， 控制器的14引脚、 16引脚、 17引脚、 29引脚、 30引脚、 55引脚、 56引脚与电源模块连 接， 控制器的20引脚、 34引脚、 41引脚、 44引脚、 45引脚与光源白平衡模块连接， 光源白平衡 模块用于在检测开始时前将光源调整到 设定好的亮度， 光源白平衡模块通过颜色采集接口 与颜色采集板上的LED光源连接， 控制器的50引脚、 51引脚、 52引脚、 53引脚通过颜色采集接 口与颜色采集板上的颜色采集传感器连接， 控制器的21引脚、 22引脚、 23引脚、 24引脚、 25引 脚、 35引脚与LCD显示屏连接， 控制器的15引脚与蜂鸣器连接， 控制器的46引脚、 49引脚与程 序下载接口连接， 控制器的57引脚、 62引脚与软开关机模块连接， 软开关机模块与操作按键 连接； 控制器的16引脚、 17引脚与USB数据接口连接， 控制器的29引脚、 30引脚、 55引脚、 56引 脚与蓝牙模块连接； 控制器的7引脚与复位按键连接， 控制器的58引脚、 59引脚与下按键、 上 按键连接， 控制器的8引脚、 9引脚与确定按键、 返回按键连接 。 6.根据权利要求5所述的一种试纸分析仪， 其特征在于， 所述存储器用于对数据进行存 储。 7.权利要求1所述的试纸分析仪的检测分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 按软开关机按键开机， 启动试纸分析仪， 电机动作， 试纸载物台开始初始化， 使权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114813714 A 2PET白色胶片在颜色采集传感器正下方， 颜色采集传感器采集PET白色胶片的rgb值， 记为： Wr、 Wg、 Wb； 步骤S2、 控制单 元根据PET白色胶片的rgb值计算白平衡的比例因子， 计算公式如下： Krgb＝Wr/255   Kr＝1.00000    Kg＝Wr/Wg    Kb＝Wr/Wb 步骤S3、 当需要对待测水样进行检测时， 按菜单按键， 移动光标选择 “选择项目 ”， 将测 试类型调整为待测试项目； 当 同时检测水样中多种成分时， 可同时选择所有需要待检测的 项目； 步骤S4、 将与仪器配套的试纸放在待测液中等待几秒， 不同试纸等待的时间不同， 根据 所选择的试制确定等待时间， 等待试纸充分反映后将试纸放到试纸分析仪的试纸载物台 上； 所述试纸根据检测项目需求含有1至6个检测试纸块， 当需要检测单一项目时， 试纸含有 单一试纸块即可； 当同时需要检测多个项目时， 根据检测项目数量设置试纸块数量； 每个所 述的试纸块中含有与不同检测物质发生变色反应的物质； 若试纸中含有多个试纸块， 多个 所述的试纸块沿试纸的长度方向间隔设置， 且每个试纸块内所含的检测物质以及试纸块的 位置关系固定； 步骤S5、 试纸放到试纸载物台的试纸槽内后， 向里推动试纸， 直到试纸顶到头， 之后电 机匀速转动带动试纸载物台匀速移动， 试纸也跟着匀速移动， 试纸匀速经过颜色采集传感 器， 控制器接收到颜色采集传感器发送的数据， 控制 器根据采集数据的时间及电机的转速 经过数据 处理分析得第一个试纸块的中心位置， 再根据试纸块之间的间距确定第二至第N 个试纸块的中心位置， 从而得到每 个试纸块中心位置的RGB原 始值； 步骤S6、 控制器根据颜色采集传感器采集的试纸中每个试纸块的RGB原始值以及步骤 S2获得的白平衡的比例因子计算试纸的实际rgb值； 计算公式如下： Tr＝TR*Kr/Krgb Tg＝TG*Kg/Krgb Tb＝TB*Kb/Krgb 其中， 颜色采集传感器采集的试纸 中每个试纸块的RGB原始值为TR、 TG、 TB， 试纸块实际 rgb值为Tr、 Tg、 Tb； 步骤S7、 将获取的试纸中每个试纸块的实际rgb值中最能表明颜色变化的单一通道R值 或G值或B值与存储器内存储的灵敏度阈值进行比较判断， 从而确定待测液体中不同检测项 目的检测浓度， 并将当前 试纸所测试的待测液的浓度在显示屏上显示出来。 8.权利要求7所述的试纸分析仪的检测分析方法， 其特征在于， 所述存储器内存储的不 同浓度的标准溶 液与RGB值的对应关系以及灵敏度阈值的获取 方式如下： 步骤S1、 针对每个检测项目分别配置至少7个浓度分别为C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6、 C7、 Cn的 1ml标准溶液， 至少7个浓度不同的标准溶液与检测试纸上的药剂反应后颜色成为逐渐递变 的标准色阶； 且标准溶 液中包含所检测物质的最低浓度和最高浓度； 步骤S2、 启动试纸分析仪， 电机动作， 试纸载物台开始初始化， 使PET白色胶片在颜色采 集传感器正下 方， 颜色采集传感器采集PET白色胶片的rgb值， 记为： Wr、 Wg、 Wb； 步骤S3、 控制单 元根据PET白色胶片的rgb值计算白平衡的比例因子， 计算公式如下： Krgb＝Wr/255Kr＝1.0 0000Kg＝Wr/Wg Kb＝Wr/Wb 步骤S4、 将含单一试纸块的试纸放入装有一定浓度的标准溶液的试管内， 使试纸完全权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114813714 A 3