[实用新型]一种呼出气红外检测气室结构

说明书

本实用新型公开一种呼出气红外检测气室结构，该结构包括红外光源、气室筒、红外探测器。其中红外光源和探测器都采用的可拆卸模块结构设计，拆卸方便。红外光源和探测器在连接套筒中采用侧向螺钉顶压固定方式，可以360度角度方向调节，并能轴向移动调节，安装、调试效率高。光源和探测器考虑了隔热要求，测试稳定性高。为了较小安装应力，和振动对光信号的影响，支撑结构采取了隔振措施。

技术领域

本实用新型属于红外检测设备领域，具体涉及一种呼出红外检测气室结构，用于测试呼出气中二氧化碳同位素碳-12碳-13浓度。

背景技术

目前呼出气检测是临床诊断幽门杆菌的一种有效检测方法。该方法是通过测量呼出气体中含碳-13的二氧化碳与碳-12的二氧化碳的体积浓度比值来实现的。

呼出气检测方法主要用到的仪器有:质谱分析仪、红外光谱分析仪、激光光谱分析仪等。质谱分析仪，成本高、结构庞大、操作繁复。激光光谱仪的核心部件-激光器成本高，结构复杂，可靠性及便携性差。红外光谱分析仪基于热辐射红外光源工作，成本低、结构简单，可靠性高。

传统的红外光谱分析仪，采用电热丝作为光源，热容量大，需要采用同步电机和旋转切光片，抗震性差、便携式差。本实用新型采用基于特殊薄膜电阻工艺制作的红外光源。表面被特殊处理的薄膜电阻具有黑体辐射特性，且热容量小，可方便通过周期性地改变施加电压进行强度调制。基于薄膜电阻光源的检测仪器重量轻，便携型好。

气室结构是整个仪器设备的核心部分，气室结构内部包含了光源、样品池和探测器等核心部件。因此，气室结构对整个仪器的信号质量，调试安装，都是至关重要的。但是，目前的类似的红外光谱分析仪设计中仍存在：1、光路信号不方便调节，结构笨拙，安装调试效率低。2、温度和振动干扰大、检测精度不高，难以满足临床诊断的需要。因此，需要一种便于高效率安装调试、干扰小、输出信号质量高，检测精度高的气室结构。该实用新型提供了一种包含光源、气室和探测器的气室结构。

实用新型内容

本实用新型所设计的气室结构工作原理如下：对红外光源供电的电压施加方波调制，光源辐射出与调制方波频率相同的红外光。该红外光通过气室后，会因气室中被测气体成分对特征波段的红外吸收而衰减。被测气体对特征波段红外光的吸收关系符合比尔-朗伯定律，被测气体浓度越高，气室长度越长，透射红外光的衰减幅度越大。通过探测器检测特征红外光的衰减幅度，可以得到被测样品(碳-12或者碳-13)的浓度值。

本实用新型的主要部件包括光源、探测器、气室筒。气室筒的两端各装有一个连接套筒分别用来连接光源和探测器。气室筒与光源的连接通过光源侧的连接套筒来实现，气室筒与探测器的连接，通过探测器侧的连接套筒来实现。两个连接套筒放置在支架座上，支架座把整个光学系统支撑起来。两个连接套筒与支架之间装有橡胶减震环。

本实用新型的气室筒是采用铝制作的长圆筒，圆筒内壁精度高，并做了镀金处理。这样圆筒内壁具有较高的光洁度，抗腐蚀、不生锈，而且被测气体分子的对气室筒内壁的吸附力弱，不易残留，测量干扰小。

本实用新型采用的红外光源是特殊薄膜电阻工艺制作，体积小。热容量小，工作频率高。所以工作中采用电压调制，而不需要机械斩波轮。为了更有效地利用红外光源，红外光源配置了椭球反射镜。红外光源位于椭球反射镜的一个焦点位置。红外光源发出的红外光经椭球反射镜反射后，将汇聚至一定距离的另外一个焦点位置。理想情况下汇聚的另一个焦点是探测器的位置。红外光源汇聚到探测器位置的焦点并不是理想的圆形，这需要通过旋转光源与探测器的相对角度来得到最佳探测强度。