[发明专利]主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置及方法

权利要求书

1.一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，其特征在于，包括：

流体通道，所述流体通道包括入口段、检测段和出口段，所述入口段用于连接呼吸面罩，所述出口段用于连接呼气管道，所述检测段上设有第一光学检测窗口和第二光学检测窗口，所述检测段内设有涡轮转子；

流量传感单元，所述流量传感单元设置于所述第一光学检测窗口；

二氧化碳传感单元，所述二氧化碳传感单元设置于所述第二光学检测窗口；

处理单元，所述处理单元分别与所述流量传感单元和所述二氧化碳传感单元连接；

其中，当所述检测段内进入呼气气体，所述涡轮转子在所述呼气气体的作用下旋转，所述流量传感单元根据所述涡轮转子的旋转速度生成对应的第一子检测信号和第二子检测信号；所述二氧化碳传感单元根据所述呼气气体生成第三子检测信号；所述处理单元根据所述第一子检测信号和所述第二子检测信号确定所述呼气气体的流量，并根据所述第三子检测信号确定所述呼气气体内的二氧化碳浓度。

2.根据权利要求1所述的一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，其特征在于，所述流量传感单元包括第一红外光源发射模块、第二红外光源发射模块、第一红外探测器和第二红外探测器；所述第一红外探测器位于所述第一红外光源发射模块的光轴上，且所述第一红外探测器的探测口指向所述第一红外光源发射模块的发射口；所述第二红外探测器位于所述第二红外光源发射模块的光轴上，且所述第二红外探测器的探测口指向所述第二红外光源发射模块的发射口；

其中，当所述检测段内进入呼气气体，所述涡轮转子在所述呼气气体的作用下反复遮挡所述第一红外光源发射模块和所述第二红外光源发射模块发射的红外光；所述第一红外探测器接根据遮挡后的所述第一红外光源发射模块发射的光源生成第一子检测信号；所述第二红外探测器接根据遮挡后的所述第二红外光源发射模块发射的光源生成第二子检测信号；所述处理单元根据所述第一子检测信号和所述第二子检测信号确定所述呼气气体的流量。

3.根据权利要求2所述的一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，其特征在于，所述第一红外光源发射模块的光轴和所述第二红外光源发射模块的光轴形成的内角大于0°且小于90°。

4.根据权利要求3所述的一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，其特征在于，所述第一红外光源发射模块的光轴和所述第二红外光源发射模块的光轴形成的内角为20°。

5.根据权利要求2所述的一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，其特征在于，所述二氧化碳传感单元包括第三红外光源发射模块和双通道红外探测器，所述第三红外光源发射模块和所述双通道红外探测器在所述检测段上对向安装；所述双通道红外探测器包括参考信号通道和检测通道；

其中，当所述检测段内进入呼气气体，所述双通道红外探测器根据所述参考信号通道检测到的信号和所述检测通道检测到的信号生成第三子检测信号，所述处理单元根据所述第三子检测信号确定所述呼气气体内的二氧化碳浓度。

6.根据权利要求5所述的一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，其特征在于，所述参考信号通道上的窄带滤光片中心波长范围为[3.9μm，4.0μm]；所述检测通道上的带滤光片中心波长包括4.26μm。

7.根据权利要求5所述的一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，其特征在于，所述处理单元包括处理模块、红外光探测器前置处理模块和红外光探测器信号处理模块；所述红外光探测器前置处理模块用于接收所述流量传感单元发送的所述第一子检测信号和所述第二子检测信号，对所述第一子检测信号和所述第二子检测信号进行整形得到方波信号；所述红外光探测器信号处理模块用于接收所述二氧化碳传感单元发送的第三子检测信号，对所述第三子检测信号进行处理得到待量化信号；所述处理模块根据所述方波信号确定所述呼气气体的流量，并根据所述待量化信号确定所述呼气气体内的二氧化碳浓度。