[发明专利]基于气相色谱的人体丙酮、乙醇的分离及检测系统与方法

说明书

基于气相色谱的人体丙酮、乙醇的分离及检测系统与方法，属于气体检测领域，为了解决分离气体能够进入相应的检测通道，各检测通道互不影响且每个通道只通过一种分离气体，防止多种气体在检测阶段按照时间顺序通过共同通道而产生杂质干扰的问题，要点是包括气相色谱分离柱(1)、两位三通电磁阀、检测通道及传感器，所述的两位三通电磁阀包括第一三通电磁阀(2)、第二三通电磁阀(4)，各电磁阀具有输入阀口及两个输出阀口，所述检测通道包括二氧化碳检测通道(3)、丙酮检测通道(5)和乙醇检测通道(6)，效果是：避免了气体杂质影响。

技术领域

本发明属于气体检测领域，涉及一种基于气相色谱的人体丙酮、乙醇的分离及检测系统与方法。

背景技术

人体呼吸气体中的呼吸丙酮是一种低浓度的VOC气体。该有机气体极易溶于水，且容易与多种有机物相作用，检测困难，检测精度不好控制。研究发现，呼吸丙酮是检测糖尿病的生物标志物。在医学中对糖尿病患者的呼吸丙酮气体进行采样检测能够实时监测病人的病情数据并且可以减少病人的接触创伤。目前已经有多种呼吸丙酮检测的技术。包括气相色谱-质谱(GC-MS)、质子转移-质谱法(PTR-MS)、离子迁移谱法(IMS)、选择离子流动管质谱技术(SIFT-MS)、电子鼻激光光谱技术。传统气相色谱仪一般由气路系统、进样系统、分离系统、温控系统和检测数据处理系统组成。使用时，将分析样品在进样口中气化后，由载气带入色谱柱，通过对欲检测混合物中组分有不同保留性能的色谱柱，使各组分分离，依次导入检测器，以得到各组分的检测信号。按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。通常采用的检测器有：热导检测器、火焰离子化检测器、氦离子化检测器、超声波检测器、光离子化检测器、电子捕获检测器、火焰光度检测器、电化学检测器、质谱检测器等。上述方案中，各组分被分离仍然需要对其组分进行确定，并且，组分及其含量的检测和计算较为复杂。

发明内容

为了解决分离气体能够进入相应的检测通道，各检测通道互不影响且每个通道只通过一种分离气体，防止多种气体在检测阶段按照时间顺序通过共同通道而产生杂质干扰的问题，本发明提出如下技术方案：一种基于气相色谱的人体丙酮、乙醇的分离及检测系统，包括气相色谱分离柱、两位三通电磁阀、检测通道及传感器，所述的两位三通电磁阀包括第一三通电磁阀、第二三通电磁阀，各电磁阀具有输入阀口及两个输出阀口，所述检测通道包括二氧化碳检测通道、丙酮检测通道和乙醇检测通道，所述传感器包括二氧化碳传感器、丙酮传感器及乙醇传感器，所述气相色谱分离柱的进气端连接进气口，气相色谱分离柱的出气口连接第一三通电磁阀的输入阀口，第一三通电磁阀的输出阀口一连接二氧化碳检测通道，二氧化碳检测通道出气口连接二氧化碳传感器，第一三通电磁阀的输出阀口二连接第二三通电磁阀的输入阀口，第二三通电磁阀的输出阀口一连接丙酮检测通道，丙酮检测通道出气口连接丙酮传感器，第二三通电磁阀的输出阀口二连接乙醇检测通道，乙醇检测通道出气口连接乙醇传感器。

进一步的，所述的基于气相色谱的人体丙酮、乙醇的分离及检测系统，还包括单片机，所述的二氧化碳传感器、丙酮传感器及乙醇传感器均连接单片机的一个输入口，所述的单片机的一个输出口连接显示电路，所述的单片机与各三通电磁阀连接，由所述单片机倒计时并在计时截止发出电磁阀的启动控制信号，并由相应的三通电磁阀接收控制信号以开启相应的输出阀口。

进一步的，所述气相色谱柱的分离通道为若干首尾弯曲连接的玻璃直管，分离通道长度为2m，内径2mm，柱内固定相涂覆聚乙二醇。

进一步的，所述的传感器包括壳体管及检测电路，检测电路安装在壳体管内，检测电路是同心而逐层覆盖连接的绝缘层、Au电极、气体敏感材料，绝缘层内安装Ni-Cr加热丝，电极宽度0.1mm，壳体管直径1mm。