[发明专利]具有由气体除湿器和气体转换器构成的组合的气体分析设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量呼吸气体中氧化氮(NO)的浓度的装置以及一种用于测量NO的浓度的方法。

背景技术

氧化氮(一氧化氮，NO)以很小的数量从呼吸道的细胞连续地释放到呼吸气流中。对于诊断以及最佳地治疗哮喘和其它发炎的呼吸道疾病，NO是一种重要的标志。在发达工业国家中，哮喘对于大约5％的成人和大约20％的儿童属于最常发生的疾病。在诸如哮喘的呼吸道的发炎过程中，在呼出空气中出现80ppb(parts per billion，十亿分率)的增大的NO浓度。即将发生的哮喘病发通过呼出空气的NO含量的上升可以比通过肺功能测试明显更早地识别出来。由此呼出空气中的NO测量是一种用于对哮喘以及其它发炎性呼吸道疾病进行诊断和治疗过程控制的优选方法。

目前在市场上还不能获得具有在ppb范围所要求的灵敏度的有价值的NO传感器。基于“悬浮式栅极EFT”技术的新开发的NO₂传感器与上述要求相应。但是必须在这种传感器的前面连接用于将呼吸气体中的NO转换为能被该传感器检测到的NO₂的转换模块。这种转换模块在理想情况下应当保持数月或甚至数年、便宜并且以尽可能高和恒定的转换速率将NO转换为NO₂。

一氧化氮向二氧化氮的转换根据以下反应等式进行：

一氧化氮向二氧化氮的转换可以在呼吸气体传感器设备中通过用于将一氧化氮氧化为二氧化氮的装置进行，例如通过将(呼吸)空气传导经过氧化剂(例如高锰酸钾)或者氧化催化剂。

另一个问题是NO₂比NO明显更好地溶于水。因此需要一种方法来尽可能恒定以及可量化测量地保持转换后的NO₂在潮湿的呼吸气体中的浓度。由于NO₂在水中更高的溶解性，在具有高湿度含量的(呼吸)空气中一部分(转换后的)NO₂溶解在水中，可测量的NO₂的浓度下降，并且测量到看起来太低的NO含量。

发明内容

为了能够量化地测量NO含量，根据本发明提出一种呼吸气体分析设备，其中，呼吸空气被引导首先通过用于空气除湿的装置以及接着通过用于将一氧化氮氧化为二氧化氮的装置。

除了稳定和减小溶解在潮湿空气中的NO₂的数量之外，该方法还具有其它优点，即，通过对空气除湿减小气体传感器对空气湿度的可能存在的横向灵敏度，或通过定义的设置将空气湿度设置在定义值。另一方面，由此实现了可选的明显减少能量需求的设备：具有露点典型为35-38℃的呼吸在处于室温的设备中引起湿气的冷凝，该冷凝可能导致测量误差或者当测量室相对于环境很好地封闭时导致测量室被水充满。通常，为了防止这种效果将该测量室加热到呼吸湿度的露点温度以上，该加热带来了典型的若干W的能量需求，以及导致在运行准备好之前的等待时间(加热阶段)。通过气体除湿器可以放弃该加热，并且构造出具有较小的能量需求的小设备。

本发明尤其是涉及一种用于通过具有至少一个气体传感器的气体传感器单元测量呼出空气中的一氧化氮的装置，该装置具有用于将一氧化氮氧化为二氧化氮的装置，其中，在用于将一氧化氮氧化为二氧化氮的装置的前面连接用于空气除湿的装置。

完全一般性地，本发明涉及一种用于通过具有至少一个气体传感器的气体传感器单元测量呼出空气中的气体分析物的装置，该装置具有用于气体转换的装置，其中，在用于气体转换的装置的前面连接用于空气除湿的装置。

优选的，所述气体分析物是一氧化氮，所述用于气体转换的装置是用于将一氧化氮氧化为二氧化氮的装置。

优选地，所述气体传感器是对NO₂灵敏的FET传感器。

所述氧化可以通过将(呼吸)空气传导通过氧化剂(例如高锰酸钾)或者氧化催化剂进行。

优选地，设置指示器，该指示器显示吸水程度，或者如果空气在通过用于空气除湿的装置之后的水含量超过临界的阈值则进行显示。

根据一种实施方式，使用化学干燥剂来进行空气除湿。

存在不同类型的干燥剂：

-通过化学反应来干燥＝不可逆

-通过形成晶体水来束缚水

-可逆地在分子筛中吸收

合适的干燥剂尤其是氯化钙、硫酸铜、硅石或沸石、蓝色凝胶、橘色凝胶等等。蓝色凝胶和橘色凝胶同样由硅胶组成，但是包含显示吸水程度的指示器颜料。