[發明專利]可調光接收器

有效

• 申請號: 201680037337.7
• 申請日: 2016-06-24
• 公開（公告）號: CN107709989B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 路易斯·L·巴雷特
• 申請（專利權）人: 費森尤斯醫療控股股份有限公司
• 主分類號: G01N33/49
• 分類號: G01N33/49;A61B5/00;G01N21/64
• 代理公司: 72002 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

本公開的實施例提供了一種用于確定關于介質中一種或多種成分的信息的系統。所述系統包括N個光發射器L₁......L_N，其中每個光發射器L_x從介質的容器的一側向介質的流動路徑提供調制頻率為f_x的調幅(AM)光。所述系統還包括光電檢測器，用于接收來自每個光發射器的通過介質的流動路徑之后的AM光，并且將AM光轉換為的電信號，所述電信號以來自每個調制頻率f_x的頻率分量的總和為特征。所述系統還包括一個或多個測量電路，所述一個或多個測量電路提供關于以下內容的信息：由電信號中的f_y和f_z頻率分量的一對幅度的對數比確定的介質中一種或多種成分的濃度。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求于2015年6月24日遞交的美國臨時申請 NO.62/183,792的優先權，通過引用的方法將其整體并入。

背景技術

通過諸如血液之類介質的光的傳輸包括使光發射器發光，然后光穿過介質，然后入射到光電檢測器上。發射器可以是至少一個發光二極管(LED)、激光器、激光二極管或其他器件，并且光電檢測器可以是光電二極管或其他檢測器件。

LED陣列可以用作發射器，并且匹配的光電二極管可以用于檢測。術語“匹配”意味著光電檢測器具有電特性以使由LED陣列發射的離散波長在光電檢測器中產生電流。光電探測器可以產生電流的波長范圍稱為光電探測器帶寬。通過使用稱為跨阻放大器(跨Z放大器)的增益級，可以放大光電探測器電流并將其轉換為電壓。

發明內容

本公開的一個方面提供了一種用于確定關于介質中一種或多種成分的信息的系統。所述系統包括：(a)N個光發射器L₁……L_N，其中每個光發射器L_x被配置為從介質的容器的一側向所述介質的流動路徑提供調制頻率為f_x的調幅(AM)光，其中每個光發射器L_x采用不同的調制頻率f_x，其中N 為大于1的整數，并且x為大于等于1且小于等于N的整數；(b)光電檢測器，被配置為接收來自每個光發射器的通過所述介質的流動路徑之后的所述 AM光，并且將所述AM光轉換為以來自每個調制頻率f_x的頻率分量的總和為特征的電信號；以及(c)一個或多個測量電路，被配置為提供關于以下內容的信息：由所述電信號中的f_y和f_z頻率分量的一對幅度的對數比確定的所述介質中一種或多種成分的濃度，其中y和z是大于或等于1且小于或等于N 的整數，并且y不等于z。

在一個實施例中，所述介質是流經血液腔室的血液。

在一個實施例中，所述血液腔室是用于監測正在進行透析的血液的設備的一部分。

在一個實施例中，所述系統還包括：(a)跨阻放大器，用于接收由所述光電檢測器產生的所述電信號；(b)隔直流電容器，被配置為從來自所述跨阻放大器的電壓信號中去除直流(DC)偏移；以及(c)所述測量電路還被配置為確定與所述電壓信號的f_y和f_z頻率分量的幅度相關的值V_y和 V_z，其中所述V_y和V_z的對數比包括關于所述成分的濃度的信息。

在一個實施例中，每個測量電路包括帶通濾波器，所述帶通濾波器被配置為提取具有與所述f_x調制頻率之一相對應的頻率值的濾波信號。

在一個實施例中，每個測量電路還包括：(a)二極管，被配置為對交流(AC)信號進行整流；(b)低通濾波器，被配置為從所述整流的信號提供平滑電壓信號；以及(c)采樣電路，被配置為通過從所述平滑電壓信號選擇電壓讀數來確定與所述電信號中的fx頻率分量的幅度相關的值Vx。