[发明专利]可调光接收器

说明书

本公开的实施例提供了一种用于确定关于介质中一种或多种成分的信息的系统。所述系统包括N个光发射器L₁......L_N，其中每个光发射器L_x从介质的容器的一侧向介质的流动路径提供调制频率为f_x的调幅(AM)光。所述系统还包括光电检测器，用于接收来自每个光发射器的通过介质的流动路径之后的AM光，并且将AM光转换为的电信号，所述电信号以来自每个调制频率f_x的频率分量的总和为特征。所述系统还包括一个或多个测量电路，所述一个或多个测量电路提供关于以下内容的信息：由电信号中的f_y和f_z频率分量的一对幅度的对数比确定的介质中一种或多种成分的浓度。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2015年6月24日递交的美国临时申请 NO.62/183,792的优先权，通过引用的方法将其整体并入。

背景技术

通过诸如血液之类介质的光的传输包括使光发射器发光，然后光穿过介质，然后入射到光电检测器上。发射器可以是至少一个发光二极管(LED)、激光器、激光二极管或其他器件，并且光电检测器可以是光电二极管或其他检测器件。

LED阵列可以用作发射器，并且匹配的光电二极管可以用于检测。术语“匹配”意味着光电检测器具有电特性以使由LED阵列发射的离散波长在光电检测器中产生电流。光电探测器可以产生电流的波长范围称为光电探测器带宽。通过使用称为跨阻放大器(跨Z放大器)的增益级，可以放大光电探测器电流并将其转换为电压。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于确定关于介质中一种或多种成分的信息的系统。所述系统包括：(a)N个光发射器L₁……L_N，其中每个光发射器L_x被配置为从介质的容器的一侧向所述介质的流动路径提供调制频率为f_x的调幅(AM)光，其中每个光发射器L_x采用不同的调制频率f_x，其中N 为大于1的整数，并且x为大于等于1且小于等于N的整数；(b)光电检测器，被配置为接收来自每个光发射器的通过所述介质的流动路径之后的所述 AM光，并且将所述AM光转换为以来自每个调制频率f_x的频率分量的总和为特征的电信号；以及(c)一个或多个测量电路，被配置为提供关于以下内容的信息：由所述电信号中的f_y和f_z频率分量的一对幅度的对数比确定的所述介质中一种或多种成分的浓度，其中y和z是大于或等于1且小于或等于N 的整数，并且y不等于z。

在一个实施例中，所述介质是流经血液腔室的血液。

在一个实施例中，所述血液腔室是用于监测正在进行透析的血液的设备的一部分。

在一个实施例中，所述系统还包括：(a)跨阻放大器，用于接收由所述光电检测器产生的所述电信号；(b)隔直流电容器，被配置为从来自所述跨阻放大器的电压信号中去除直流(DC)偏移；以及(c)所述测量电路还被配置为确定与所述电压信号的f_y和f_z频率分量的幅度相关的值V_y和 V_z，其中所述V_y和V_z的对数比包括关于所述成分的浓度的信息。

在一个实施例中，每个测量电路包括带通滤波器，所述带通滤波器被配置为提取具有与所述f_x调制频率之一相对应的频率值的滤波信号。

在一个实施例中，每个测量电路还包括：(a)二极管，被配置为对交流(AC)信号进行整流；(b)低通滤波器，被配置为从所述整流的信号提供平滑电压信号；以及(c)采样电路，被配置为通过从所述平滑电压信号选择电压读数来确定与所述电信号中的fx频率分量的幅度相关的值Vx。