[实用新型]主流式多种呼吸气体浓度实时监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于生物医学工程领域，涉及一种主流式多种呼吸气体浓度实时监测装置。

背景技术

临床监测过程中对人呼吸二氧化碳浓度实时监测可以准确掌握人体新陈代谢情况，另外在手术过程中，对一氧化二氮和醚氛类麻醉气体等麻醉气体浓度实时监测可以为医生施加麻醉提供重要信息指导。目前，由于传感器的限制，少数能够实现多种呼吸气体浓度实时监测的设备主要通过抽取呼吸气体到旁流式监测模块中进行，因而存在延时和波形失真。另外在浓度测量过程中，旁流式监测利用电动机带动滤光轮旋转，使单通道传感器在不同时间接收不同波长的红外信号。由于该种监测方法存在机械振动，因而测量精度差且难以小型化。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种主流式多种呼吸气体浓度实时监测装置，克服现有技术中旁流式多种呼吸气体浓度监测方法中存在延时失真，并且测量精度差且难以小型化的问题。

本实用新型的技术方案是：一种主流式呼吸多种气体浓度实时监测装置，由上位机、呼吸管道和监测模块组成，所述上位机为通用计算机或监护仪，呼吸气流从进气口进入管道，经过出气口流出，气体通过监测窗口组成的气室，所述监测模块包括红外光源和四通道热释电传感器，分别置于监测窗口上，红外光经过气室被呼吸气体吸收，并最终被四通道热释电传感器监测，四通道热释电传感器的四个通道分别为参考通道、二氧化碳通道、一氧化二氮通道、醚氛类麻醉气体通道，分别对无气体吸收的3.95um，被二氧化碳吸收的4.26um，被一氧化二氮吸收的4.5um和被醚氛类麻醉气体吸收的8.3um波段的红外光强度进行测量；传感器的输出信号经过滤波放大电路滤波放大后送入数据采集电路中进行数据采集，并通过串口电路将采集数据发送到上位机中进行处理，在上位机上显示出多种气体浓度的波形。

一种主流式呼吸多种气体浓度实时监测方法，包括如下步骤：

(1)首先对整个系统进行一个上电预热过程，预热时间1分钟；

(2)利用脉冲信号控制红外光源亮灭，使四通道热释电传感器输出周期固定的调制信号；

(3)对各个通道的波峰电压或波谷电压进行采集；

(4)利用各个通道的波峰和波谷电压差值获取各个通道的交流分量，得到参考通道交流分量V_ar、二氧化碳通道交流分量V_ac、一氧化二氮通道交流分量V_an、醚氛类麻醉气体通道交流分量V_am；

(5)利用校正方程对三个测量通道的测量数据进行调整，得到二氧化碳通道调整后的数值D_c＝a₁₁·V_ar+a₁₂·V_ac+a₁₃·V_an+a₁₄·V_am；一氧化二氮通道调整后的数值D_n＝a₂₁·V_ar+a₂₂·V_ac+a₂₃·V_an+a₂₄·V_am；醚氛类麻醉气体通道调整后的数值D_m＝a₃₁·V_ar+a₃₂·V_ac+a₃₃·V_an+a₃₄·V_am，其中a_ij为通过标定实验确定的系数；