刘 蓟

（重庆大学A区主教学楼测试中心，重庆 400030）

0 引言

近红外光谱是波长为780~2526nm的光谱区[1]，该范围内，特定的原子群均有其相应的特征吸收波长且符合朗伯-比耳定律：即被吸收光量发热的数值与样品中吸收该波长光的原子聚集度成线性关系[2-3]。当前尿液分析主要采用生化方法，存在试剂消耗量大、价格昂贵、不环保等缺点[4]，近红外光谱分析成为尿液分析研究的新焦点。

近年来各国科学家在该领域做的相关研究工作均是采用近红外光谱仪，所选波长较长，成本高，不利于仪器的推广应用。该文将采用最新的硬件设计和软件设计，针对尿液中的葡萄糖和蛋白质成分，提出一种体积小、结构简单的近红外光谱尿液分析仪，实现对尿液成分的快速无损定量分析。

1 硬件设计

近红外光谱仪器主要有滤光片型、发光二极管型、光栅单色器型、傅里叶变换干涉仪型、声光可调滤光片型等[5]。为了提高效率，减少仪器设计的复杂程度，选用发光二极管作为此仪器的光源。

按照仪器的组成结构，将其分为光源控制电路、步进电机控制电路、信号检测与采样、单片机4大模块，如图1所示。单片机输出脉冲信号，通过光源控制电路给光源提供恒定的电流；步进电机驱动电路模块根据单片机的控制信号驱动步进电机；光源发光对样品进行透射，检测器接收到光谱信号，通过数据采集卡将信号传入微机进行数据运算分析。

图1 仪器结构框图

1.1 波长选取

葡萄糖浓度与其吸光度间的最佳建模波段为1 176.5~1 333.3 nm[6]。……