[发明专利]主流式人呼吸二氧化碳浓度实时监测方法

摘要

本发明属于生物医学工程领域，涉及一种主流式人呼吸二氧化碳浓度实时监测方法：控制光源亮灭，双通道热释电传感器输出幅值连续变化的调制信号；对每个通道采集的数据进行滤波处理；然后利用峰谷的和、差值提取交流分量；根据标定实验获取的拟合参数d1和d2确定当前呼吸CO2浓度。本发明能够快捷、稳定、准确地实现对人呼吸二氧化碳浓度监测。

主权项

一种主流式人呼吸二氧化碳浓度实时监测方法，所采用的监测模块将适配器置于呼吸管道上，红外光源与双通道热释电传感器固定在适配器的两端，双通道热释电传感器的一个通道为测量通道，另一个通道为参考通道，微控制器发送的脉冲信号通过光源驱动电路驱动红外光源发出调制光源信号，监测方法如下： （1）对监测系统的参数进行自校准； （2）监测模块发出脉冲信号控制光源亮灭，双通道热释电传感器输出幅值连续变化的调制信号，然后监测模块开始计时等待，当双通道热释电传感器输出电压达到波峰Vh或波谷点Vl时启动模数转化器开始平顶采样； （3）采样时，模数转换器对测量通道电压值和参考通道电压值交叉采样，分别在每个通道采集数据，所采集的数据按照10个一组进行下述的初步处理：首先通过去除每通道10个数据中3个最大值和3个最小值，以滤除脉冲噪声，然后对每个通道中剩余4个数据取均值以滤除随机白噪声； （4）将每个通道的处理结果发送到上位机； （5）上位机接收数据后，对于每个通道的数据，首先通过幅值判断是波峰Vh或是波谷Vl，然后利用峰谷的和、差值提取交流分量和直流分量；最终得到测量通道交流分量Vac、测量通道直流分量Vdc、参考通道交流分量Var和参考通道直流分量Vdr四个分量； （6）舍去两直流分量Vdc和Vdr，保留两通道交流分量差值：Ds=Vac–Var，从而滤除管道中水蒸气干扰和气流干扰； （7）对交流分差值进行基准值调整：De=a1*Ds–a2，其中，a1、a2为第（1）步的的自校准步骤确定的参数； （8）根据标定实验获取的拟合参数d1和d2确定当前呼吸CO2浓度：C=d1*ln(De)+d2，示。