物质浓度无损检测方法及其装置

摘要

本发明提供一种利用光学干涉来测量反射光强的光谱吸收法来无损测量物质浓度的方法及装置。应用光学干涉法探测光线射入物质载体后的反射信号，根据不同波长下光线经眼内房水吸收后信号的变化来间接检测人体眼房水的葡萄糖浓度。本发明方法可以在对人体不产生损伤的情况下精确地测得血糖浓度，还可同时得到房水中其它成分的浓度；结果准确，检测过程快捷，实施方便。

主权项

1.一种物质浓度无损检测方法，所述物质为人眼房水中的组分，其特征在于：包括以下过程：测试步骤：a.入射光束射向耦合器，入射光束的波长带宽包括人眼房水会出现光吸收的波长区间[a，b]；b.所述耦合器将入射光分为两束，其中的一束射向参考镜、另一束经过透镜射向样品；c.从参考镜和检测样品返回的光在所述耦合器发生干涉；d.步骤c产生的干涉光信号由光谱仪接收；标准样品测试过程：与人眼虹膜有着相同的散射和吸收系数的标准样品为样品，按照测试步骤进行检测，步骤d得到的与波长分别为λ₁、λ₂、...、λ_n的入射光对应的干涉光的强度分别为Q₁₀、Q₂₀、...、Q_n0；人眼前房测试过程：按照测试步骤对人眼前房进行检测，其中的步骤b为：所述耦合器将入射光分为两束，一束射向可移动的参考镜，另一束经过透镜射向人眼前房，透过角膜、房水后到达虹膜；步骤c为：由虹膜产生的背向散射光和来自可移动的参考镜的反射光返回到所述耦合器处叠加发生干涉；步骤d得到的与波长分别为λ₁、λ₂、...、λ_n的入射光对应的干涉光的强度分别为Q₁、Q₂、...、Q_n；计算：选取房水中的m+1种组分，设第一种组分为水，浓度为c₀，吸光系数为ε₀(λ)，是关于波长λ的函数；第二种组分为葡萄糖，浓度为c₁，吸光系数为ε₁(λ)，是关于波长λ的函数；...；第m种组分浓度为c_m，吸光系数为ε_m(λ)，是关于波长λ的函数；d为光在房水中通过的光程，③式中，ε₀(λ)、ε₁(λ)、...、ε_m(λ)分别为房水中m+1种组分各自的吸光系数，是关于波长λ的函数；J1.选取m个或m个以上的不同波长区间[a，b]，在这些波长区间中房水出现光吸收；J2.在所选m个或m个以上的不同波长区间[a，b]上对ε₀(λ)、ε₁(λ)、...、ε_m(λ)关于波长λ进行积分，求得分别对应于各个所选波长区间[a，b]的α、β、...、γ的数值；J3.A(λ)＝2(lnQ₀(λ)-lnQ(λ))     ...............④所选m个或m个以上的不同波长区间[a，b]上不同波长λ对应的Q₀(λ)和Q(λ)的数值由标准样品测试过程和人眼前房测试过程得到，再结合④式得到对应于各个所选波长区间[a，b]的③式中等号左边的积分式的值；J4.综合步骤J2和步骤J3的结果，得到基于所选m个或m个以上的不同波长区间[a，b]的③式，得到的m个或m个以上的③式的等号左边均为已求出的数值结果、右边为关于m个未知数c₁、c₀、...、c_m的一次函数，进一步求出m种组分各自的浓度c₁、c₀、...、c_m。