CN102608060B - 一种气体浓度测量方法及设备 - Google Patents
一种气体浓度测量方法及设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明为
一种高可靠性的气体浓度测量方法和装置
。
本发明采用：预设场景参数范围阈值及对应场景红外光源功率值；然后系统校零，完成在预设装置测量时间气体浓度测量，将其获得的实时场景参数值与预设场景参数范围阈值进行比较；若获得的实时场景参数值不在所述预设场景参数范围阈值内，则返回；若在范围内，则采用对应场景红外光源功率工作，提取计算零点后，对所述预设测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设测量时间的气体浓度测量后返回。该方法可以根据不同应用场景灵活的调整红外光源的驱动功率，在满足系统测量需求的前提下，有效提高了红外光源的工作寿命，提高了系统的长期可靠性，降低了系统功耗和硬件成本。
Description
技术领域
本发明涉及医用呼吸气体浓度测量技术领域，特别涉及到可靠性高的采用红外光谱法的气体浓度测量方法和装置。
背景技术
医用领域的呼吸气体浓度检测可以用多种不同的测量原理进行分析。通常的检测方式是使用非分光红外法来隔离气体样本的吸收特性。检测的呼吸气体包括了二氧化碳、笑气N2O、麻醉气体等。其测量原理是特定的气体会吸收特定波长的红外能量；而且气体的浓度越大，对红外光的吸收越多。如二氧化碳和笑气的吸收峰值于4～5微米红外波段，而麻醉气体（氟烷、安氟醚、异氟醚、七氟醚、地氟醚）的吸收峰位于8～13微米红外波段。则利用非分光红外法制作的气体浓度测量装置可以通过窄带滤光片来区分气体种类，通过衰减后的光强来计算气体浓度。如GE的Datex TPX气体分析仪，LumaSense公司的Andros 4800麻醉气体分析仪，Drager的ILCA2红外麻醉气体分析仪等。
业内采用红外法测量气体浓度的装置，一般都采用直流或脉冲的方法驱动红外光源。但无论使用哪种驱动方法，在测量过程中，其红外光源在发光时的驱动功率都是基本保持不变的。
对于使用红外光测量气体浓度的方法或装置而言，红外光源的工作寿命一直都是制约其可靠性提高的重要障碍。此外，红外光源的老化或探测器的老化导致检测到的红外光信号衰减严重，测量系统信噪比降低，也是气体浓度测量装置的过早出现故障的原因。
目前，业内产品都倾向于提高成本，选用更昂贵但可靠性更高的光源来解决此问题，却缺乏一种优化的应用红外光源的方法，来提高系统的可靠性，延长红外光源的使用寿命。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种可靠性高、可优化使用红外光源的红外气体浓度测量方法。
本发明的目的还在于提供一种高可靠性的应用上述测量方法的测量装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种气体浓度测量方法，其主要包括：
步骤Ⅰ、预设场景参数范围阈值及对应场景的红外光源驱动功率值；然后系统校零，即在测量装置中未导入被测气体时，采集红外光源发出的未被气体吸收的红外光信号，测量并保存该信号强度作为计算零点并保存；
步骤Ⅱ、预设测量时间，经过步骤Ⅰ后，对所述预设装置测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设装置测量时间的气体浓度测量；
步骤Ⅲ、在经过步骤Ⅱ后，采集对应实时场景参数值后，将其获得的实时场景参数值与预设场景参数范围阈值进行比较；
步骤Ⅳ、若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值不在所述预设场景参数范围阈值内，则返回步骤Ⅱ；
若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值在所述预设场景参数阈值范围内，则采用对应预设的调整红外光源工作功率值驱动红外光源工作，提取计算零点后，对所述预设测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设测量时间的气体浓度测量后返回步骤Ⅲ。
作为进一步的改进，所述的步骤Ⅰ中，所述预设场景参数范围阈值包括：无呼吸测量场景参数范围阈值、有效呼吸场景参数范围阈值组；
所述预设对应场景的调整红外光源工作驱动功率值对应包括：无呼吸场景红外光源工作驱动功率值、有效呼吸场景红外光源工作驱动功率值组。
进一步的，所述的有效呼吸场景参数范围阈值组包括：低温测量场景参数范围阈值、低浓度测量场景参数范围阈值、老化期测量参数范围阈值；
所述有效呼吸场景红外光源工作驱动功率值组对应包括：低温测量场景红外光源工作驱动功率值、低浓度测量场景红外光源工作驱动功率值、老化期测量场景红外光源工作驱动功率值。
又进一步的，所述的步骤Ⅰ中，所述的系统校零过程为：在测量装置中未导入被测气体时，分别对应采集采用标准工作功率和对应场景的调整红外光源工作驱动功率值下红外光源发出的未被气体吸收的红外光信号，测量并对应保存所述信号强度作为对应场景的计算零点值；
在步骤Ⅳ中提取机算零点值时，提取对应场景的计算零点值。
再进一步的，所述的步骤Ⅲ中，采集对应实时场景参数值后，将其获得的实时场景参数值按照与预设场景参数范围阈值，按照无呼吸场景、有效呼吸场景参数范围阈值进行顺序比较。
作为另一种改进，所述气体浓度测量方法还包括：若连续两次经步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值均在所述无呼吸场景参数阈值范围内，则停止工作的步骤；
即：若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值在所述无呼吸场景参数阈值范围内，则红外光源采用无呼吸场景红外光源工作驱动功率值工作，提取对应计算零点后，对所述预设测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设测量时间的气体浓度测量后返回步骤Ⅲ，若其再次采集获得的实时场景参数值仍在所述无呼吸场景参数阈值范围内，则停止工作。
本发明还提供一种采用上述气体浓度测量方法的测量设备，包括：中央处理单元，用于负责各种数据和信息的最终分析和处理；
红外光源，用于发出红外光；
功率可调驱动单元，与所述红外光源连接，用于提供该红外光源不同的驱动功率，该功率可调驱动单元连接所述中央处理单元及所述红外光源，该功率可调驱动单元可根据单元输出的信号设置不同的驱动功率，驱动红外光源发光；
红外传感器，与红外光源单元通过红外光信号进行连接，用于接收经红外光源发出穿透被测气体后的红外光；该红外光被待测气体吸收了一部分后，便具有了被测气体的浓度信息；
存储单元，与所述中央处理单元连接，用于存储信息和数据；该存储单元将中央处理单元单元输入的数据存储起来，并在其需要的时候取出存储的数据；
多模式校零单元，与所述存储单元连接，用于负责在校零状态下对气体浓度为零时对获得的数据进行处理，该多模式校零单元的多种测量模式下的零点校准数据存入所述存储单元中；提供给中央处理单元调用；
实时场景参数值采集单元，用于采集被测气体实时场景参数；
数据处理单元，与所述多模式校零单元及中央处理单元连接，用于对红外传感器测得的气体浓度数据进行初步的实时处理，将结果输出至中央处理单元；
模式判断单元，与所述实时场景参数值采集单元及中央处理单元连接，用于根据所述实时场景参数值采集单元采集的参数值，选择对应的测量模式。
进一步的，所述的气体浓度测量装置还包括：浓度转换单元，与所述红外传感器、实时场景参数值采集单元、模式判断单元分别连接，用于将所述红外传感器单元的信号换算成气体的浓度信号，该浓度转换单元从模式判断单元获得测量模式信息，该浓度转换单元将浓度信号输出后，经数据处理单元处理提供至实时场景参数值采集单元。
作为一种改进，所述的实时场景参数值采集单元包括：温度监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测环境温度，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
作为另一种改进，所述的实时场景参数值采集单元包括：浓度监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测气体浓度状况，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
作为再一种改进，所述的实时场景参数值采集单元包括：呼吸监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测长时间的呼吸状态，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
作为一种改进，所述的实时场景参数值采集单元包括：光源阻抗监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测红外光源的阻抗，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
进一步的，所述的气体浓度测量装置还包括：显示单元，与中央处理单元连接，用于获取并显示中央处理单元输出的信息；该显示单元获得并显示中央处理单元的气体浓度波形数据、气体吸入浓度值、呼出浓度值、呼吸率等数据，也可显示装置的工作状态、报警状态等信息。
再者，所述的气体浓度测量装置还包括：气体采样单元，与患者的呼吸气路连通，用于抽取获得部分的被测气体，该部分气体会通过红外光源和红外传感器的光路。
在上述结构的基础上，所述的气体浓度测量装置还包括：气体排出单元，与气体采样单元通过气管相连，用于将采样的气体通过排出。
本发明所提供的技术方案，提出了一种红外光源的驱动功率可以根据不同应用场景灵活可调的气体浓度测量方法，使得在实际的医疗应用中可以根据不同的应用场景，灵活的调整红外光源的驱动功率，在满足系统测量需求的前提下，有效提高了红外光源的工作寿命，提高了系统的长期可靠性，降低了系统功耗和硬件成本。同样的，采用该种气体浓度测量方法的气体浓度测量设备同样具有以上的优点。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明一种气体浓度测量方法的工作流程示意图；
图2为本发明一种气体浓度测量方法的一种实施例的工作流程示意图；
图3为本发明一种气体浓度测量方法的第二种实施例的工作流程示意图；
图4为本发明一种气体浓度测量方法的第三种实施例的工作流程示意图；
图5为本发明一种气体浓度测量方法的第三个实施例的工作流程示意图；
图6为本发明一种气体浓度测量装置的一个实施例的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明一种气体浓度测量方法，其主要包括：
步骤Ⅰ、预设场景参数范围阈值及对应场景的红外光源驱动功率值；然后系统校零，即在测量装置中未导入被测气体时，采集红外光源发出的未被气体吸收的红外光信号，测量并保存该信号强度作为计算零点并保存；
步骤Ⅱ、预设测量时间，经过步骤Ⅰ后，对所述预设装置测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设装置测量时间的气体浓度测量；
步骤Ⅲ、在经过步骤Ⅱ后，采集对应实时场景参数值后，将其获得的实时场景参数值与预设场景参数范围阈值进行比较；
步骤Ⅳ、若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值不在所述预设场景参数范围阈值内，则返回步骤Ⅱ；
若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值在所述预设场景参数阈值范围内，则采用对应预设的调整红外光源工作功率值驱动红外光源工作，提取计算零点后，对所述预设测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设测量时间的气体浓度测量后返回步骤Ⅲ。
本发明一种气体浓度测量方法的一种实施例流程图，如图2所示，具体描述如下：
100.系统校零
系统校零是在系统未导入被测气体的时候，传感器接收到光源发出的未被气体吸收的红外光信号，测量并保存该信号强度作为零点。由于本发明的测量方法有不同的测量模式，在各模式下有不同的红外光源驱动功率，故相应的进行不同模式下的系统校零。
101.正常测量
红外光源在预设的正常驱动功率下工作。系统对一个时间段的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在此时间段的气体浓度测量。
102.判断环境温度是否较低
一般而言，传感器、运放等电子元件的噪声随温度升高而升高，温度较低的情况下，电噪声会大幅度降低。由于电气噪声随着温度的升高而升高，而通过温度传感器测量环境温度，可以对系统噪声有个间接的判断。
系统预先设定了温度阈值，在完成了一个时间段的气体浓度测量后，在本步骤中将环境温度和温度阈值相比较，判断环境温度是否偏低。如果环境温度处于最高工作温度与阈值之间，则维持回到步骤101，进行下一个时间段的气体浓度测量；如果环境温度低于阈值，则进入步骤103。
103.低温测量模式
当步骤102的判断为真时，进入步骤103 低温测量模式。环境温度较低，则意味着电噪声较低。可以通过降低恒压驱动方式的驱动电压、降低恒流驱动方式的驱动电流，或降低恒功率驱动方式的驱动功率，相应的降低红外光源的驱动功率，从而减少红外光强，但仍然能够保持满足性能要求的信噪比。具体需将光源驱动功率调节到多少，是根据系统在该温度下的噪声和测量的信噪比需求所决定的，可预先对系统进行测试并设定此值。
在低温测量模式，红外光源工作功率降低，有利于延长其寿命。在此模式下，需获取在步骤100的校零数据，参考低温测量模式的零点，进行气体浓度值的计算。比如说，如果常态模式在零点的光信号 
是低温模式下的光信号
的ｎ倍，那么在常态模式下的气体浓度
对应的光信号为
，在低温模式下则对应的光信号值为
。
在低温模式103下，完成一个时间段的气体浓度测量后，回到步骤102.
此外，本实施例的步骤102中温度判断的阈值不仅局限于单一的温度阈值，也可以是多个温度阈值。不同的温度阈值对应于不同的红外光源驱动功率。从而可以根据不同的环境温度来灵活的调节光源功率，降低功耗，有效的延长红外光源的工作寿命。
为了更好的阐述本发明的技术方案，本发明一种气体浓度测量方法的第二种实施例流程图，如图3所示，具体描述如下：
200. 系统校零
本步骤同图1中第一个实施例的100步骤。
201. 正常测量
本步骤同图1中第一个实施例的101步骤。
202. 判断气体浓度是否偏低
由于气体浓度越高，对光的吸收越多，红外传感器接受到的光强就越少，系统的信噪比降低。反之，气体浓度低的情况下，系统具有较高的信噪比。由于用户对气体浓度测量系统的信噪比需求是一定的，在低浓度气体的情况下，可以降低红外光的驱动功率，仍能满足用户需求。
系统预先设定了气体浓度阈值，当气体浓度测量装置使用于某一特定场景时，其气体浓度是基本保持在某一范围。如果出现较长时间段的气体浓度低于系统预设的气体浓度阈值的情况，则进入步骤203；如果否，则回到步骤201。
在一般的医疗应用场合，本步骤中的所监测的浓度可以直接使用在固定时间段的被测气体的吸入浓度或呼出浓度的均值。
203. 低浓度测量模式
当步骤202判断为真时，将进入步骤203低浓度测量模式。这是因为低浓度气体对红外光的吸收率较低，可以适当降低红外光源功率。具体需将光源驱动功率降低到多少，是根据系统在该气体浓度下的透射光信号大小和测量的信噪比需求所决定的，可以预先对系统进行测试并设定此值。
在低浓度测量模式，红外光源工作功率降低，有利于延长其寿命。在此模式下，需获取在步骤200的校零数据，调整使用低浓度测量模式的零点。
在低浓度测量模式下，完成一个时间段的气体浓度测量后，回到步骤202.
此外，本实施例的步骤202中浓度判断的阈值不仅局限于单一的浓度阈值，也可以是多个浓度阈值。不同的浓度阈值对应于不同的红外光源驱动功率。从而可以根据不同的测量气体浓度来灵活的调节光源功率，降低功耗，有效的延长红外光源的工作寿命。
本发明一种气体浓度测量设备的第三种实施例流程图，如图4所示，该图所示即为无呼吸测量场景参数模式下的工作流程，具体描述如下：
300. 系统校零
本步骤同图1中第一个实施例的100步骤。
301.正常测量
本步骤同图1中第一个实施例的101步骤。
302. 判断是否长时间无呼吸
在医疗环境中，可能出现气体浓度测量装置开启后，却长时间未接入病人的呼吸回路的情况。如果在气路中存在着病人呼吸（包括机器辅助病人呼吸），系统将测量到气体浓度不断的起伏变化；如果没有呼吸，则不会有这种变化。在无呼吸的情况下，系统一般是处于闲置状态的，对测量的信噪比要求很低，可以大幅度的降低红外光源的驱动功率。
系统预先设定了时间阈值，本步骤将对气体浓度的波动进行监测，判断没有监测到呼吸的时间是否超过预设的时间阈值。如果超过时间阈值，则进入步骤303；如果未超过时间阈值，则回到步骤302.
303. 无呼吸测量场景模式
当步骤302判断为是时，将进入步骤303无呼吸测量场景模式。当判断到气体回路中长时间没有呼吸时，因为无呼吸时的气体浓度信息具有很少的参考价值，所以用户对此时的气体浓度测量装置的信噪比要求较低，可以适当降低红外光源功率。在本实施例的步骤303中，会较大的降低红外光源驱动功率。在此模式下，需获取在步骤300的校零数据，调整使用无呼吸测量模式的零点。
在无呼吸测量模式下，完成一个时间段的气体浓度测量后，系统回到步骤302。
为便于理解本专利，图5给出了另外一种气体浓度测量方法的实施例。具体包括：
400. 系统校零
本步骤同图4中第一个实施例的100步骤。
401. 常态测量模式
本步骤同图4中第一个实施例的101步骤。
402. 判断光源阻抗是否异常
正常情况下，红外光源的阻抗在固定阈值的范围内。红外光源中的发光体在长时间工作后，会出现材料老化的情况，其发光效率会降低，阻抗会与最初的阻抗有明显不同。通过监测红外光源的阻抗，判断光源阻抗是否超过预设的阻抗阈值，如果发现红外光源的阻抗超出预设的阻抗阈值时，判断其已经老化，进入步骤403；如果其阻抗未超出预设的阈值，则回到步骤401。本步骤中监测的红外光源阻抗时指红外光源在工作时的平均阻抗。红外光源阻抗的阈值在系统内预先设定，可根据红外光源供应商提供的产品规格书的阻抗参数制定此阈值。
403. 老化期测量模式
如果步骤402的判断为真时，则进入步骤403老化期测量模式，提高红外光源的驱动功率，从而解决了由于光源老化而导致的光源发光功率不足的问题，保证了测量系统的信噪比。在此模式下，需获取在步骤400的校零数据，调整到系统老化期测量模式的零点。在老化期测量模式中，如果光源阻抗异常则需要进行报警，提醒用户系统内的红外光源已进入老化期，建议及时更换光源或系统。
即使光源已经开始老化，但离光源彻底失效仍有一段时间。但如果仍保持常态下的光源驱动功率，则系统信噪比会大大降低，可能会导致使用的医护人员误判病人的呼吸气体状况，无法继续使用，这样光源进入了老化期就让系统进入了故障期。而本发明在系统老化期测量模式中，由于提高了红外光源的驱动功率，保证了系统在光源老化期能够继续使用。同时为系统的更换提供了缓冲时间。
在老化其测量模式下，完成一个时间段的气体浓度测量后，系统回到步骤402。
当然，本发明也包括根据一种以上应用场景的特征来进入不同测量模式，调节红外光源驱动功率的测量方法，此时不同的应用场景应预设不同的优先级。本发明优选的应用场景的特征为：环境温度低、气体浓度低、长时间无呼吸和光源阻抗异常四种，所一一对应的测量模式为：低温测量模式、低浓度测量模式、无呼吸测量模式和老化期测量模式。
如图6所示给出了本发明的一种气体浓度监测装置的原理图。
其中包括：
500. 显示单元
提供显示功能。它可以获得并显示501单元的气体浓度波形数据、气体吸入浓度值、呼出浓度值、呼吸率等数据，也可显示装置的工作状态、报警状态等信息。
501. 中央处理单元
和显示单元500单元相连，负责各种数据和信息的最终分析和处理。
502. 存储单元
连接中央处理单元501及多模式校零单元503，负责信息和数据的存储。此单元将501单元和503单元输入的数据存储起来，并在501单元需要的时候取出存储的数据。
503. 多模式校零单元
负责在校零状态下对气体浓度为零时对获得的数据进行处理。多种测量模式下的零点校准数据会放入存储单元502中，便于中央处理单元501调用。
504. 数据处理单元
连接多模式校零单元503、浓度转换单元506及中央处理单元501，对测得的气体浓度数据进行初步的实时处理。此单元获得506单元提供的数据，进行初步的数据处理后，输出给501单元和504单元。
505. 模式判断单元
与511单元、512单元、513单元、514单元及501单元相连接，分析511单元、512单元、513单元、514单元提供的信息，并选择特定的测量模式。
506. 浓度转换单元
与510、512、513及505相连接，使用特定的算法，将510红外传感器单元的信号换算成气体的浓度信号。此单元的转换方式和测量模式有关，所以需要从505单元获得信息。此单元输出的浓度信号将提供给504单元进行数据处理，提供给512单元用于浓度监测，提供给513单元用于呼吸监测。
508. 功率可调驱动单元
连接501及509，此单元可根据501单元输出的信号设置不同的驱动功率，驱动509红外光源发光。
509. 红外光源
连接510，在单元508的驱动下，发出红外光。红外光将透过被测气体，照射在510红外传感器上。
510. 红外传感器
接收穿透被测气体后的红外光。它和509单元是通过红外光信号进行连接，该红外光被待测气体吸收了一部分后，便具有了被测气体的浓度信息。
511. 温度监测单元
监测环境温度。此单元输出信息到505单元。图1实施例的测量方法所对应的测量装置必须具有此单元来实现根据不同温度调节相应的测量模式。
512. 浓度监测单元
监测长时间的气体浓度状况。此单元输出信息到505单元。图2 实施例的测量方法所对应的测量装置必须具有此单元来实现根据不同气体浓度调节相应的测量模式。
513. 呼吸监测单元
监测长时间的呼吸状态。此单元输出信息到505单元。图3 实施例的测量方法所对应的测量装置必须具有此单元来实现根据不同的呼吸情况调节相应的测量模式。
514. 光源阻抗监测单元
监测红外光源的阻抗。此单元输出信息到505单元。图4 实施例的测量方法所对应的测量装置必须具有此单元来实现根据不同的红外光源阻抗调节相应的测量模式。
浓度监测单元、呼吸监测单元、光源阻抗监测单元、光源阻抗监测单元组成了实时场景参数值采集单元。
520. 气体采样单元
对于旁流的气体浓度测量装置，存在此单元。它接入患者的呼吸气路的某一处，抽取获得部分的被测气体，该部分气体会通过红外光源和红外传感器的光路。它与521单元通过气管相连。
521. 气体排出单元
对于旁流的气体浓度测量装置，存在此单元。它负责将采样的气体通过恰当的方式排出。对于主流的气体浓度测量装置，不存在512和521单元，此时，509单元和510单元直接布置在患者某段呼吸回路的两端。
在本实施例的装置上，可以实现图2、图3、图4、和图5的测量方法中四种实施例的工作流程。其中，511温度监测单元、512浓度监测单元、513呼吸监测单元、514光源阻抗监测单元。以上四个单元在本实施例装置中单独存在一个，即可作为四个独立的测量装置的实施例，可分别对应于本发明中高可靠性气体浓度测量方法的四个实施例的工作流程。在图6中，部分功能单元是通过硬件实现，部分功能单元是通过软件实现，部分功能单元既可以使用硬件也可以使用软件实现。但无论用哪种实现方式，都应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种气体浓度测量方法，其特征在于，主要包括：
步骤Ⅰ、预设场景参数范围阈值及对应场景的红外光源驱动功率值；然后系统校零，所述的系统校零过程为：在测量装置中未导入被测气体时，分别对应采集采用标准工作功率和对应场景的调整红外光源工作驱动功率值下红外光源发出的未被气体吸收的红外光信号，测量并对应保存该信号强度作为对应场景的计算零点值；
步骤Ⅱ、预设测量时间，对所述预设装置测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设装置测量时间的气体浓度测量；
步骤Ⅲ、在经过步骤Ⅱ后，采集对应实时场景参数值后，将其获得的实时场景参数值与预设场景参数范围阈值进行比较；
步骤Ⅳ、若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值不在所述预设场景参数范围阈值内，则返回步骤Ⅱ；
若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值在所述预设场景参数阈值范围内，则采用对应预设的调整红外光源工作功率值驱动红外光源工作，提取计算零点值时，提取对应场景的计算零点值，提取计算零点后，对所述预设测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设测量时间的气体浓度测量后返回步骤Ⅲ。
2.根据权利要求1所述的气体浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤Ⅰ中，所述预设场景参数范围阈值包括：无呼吸测量场景参数范围阈值、有效呼吸场景参数范围阈值组；
所述预设对应场景的调整红外光源工作驱动功率值对应包括：无呼吸测量场景红外光源工作驱动功率值、有效呼吸场景红外光源工作驱动功率值组。
3.根据权利要求2所述的气体浓度测量方法，其特征在于，所述的有效呼吸场景参数范围阈值组包括：低温测量场景参数范围阈值、低浓度测量场景参数范围阈值、老化期测量参数范围阈值；
所述有效呼吸场景红外光源工作驱动功率值组对应包括：低温测量场景红外光源工作驱动功率值、低浓度测量场景红外光源工作驱动功率值、老化期测量场景红外光源工作驱动功率值。
4.根据权利要求3所述的气体浓度测量方法，其特征在于，所述的步骤Ⅲ中，采集对应实时场景参数值后，将其获得的实时场景参数值与预设场景参数范围阈值进行比较，所述比较是按照无呼吸测量场景、有效呼吸场景参数范围阈值进行顺序比较。
5.根据权利要求3所述的气体浓度测量方法，其特征在于，所述气体浓度测量方法还包括：若连续两次经步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值均在所述无呼吸测量场景参数阈值范围内，则停止工作的步骤。
6. 一种采用如权利要求1-5任意一项所述气体浓度测量方法的气体浓度测量设备，其特征在于，包括：中央处理单元，用于负责各种数据和信息的最终分析和处理；
红外光源，用于发出红外光；
功率可调驱动单元，与所述红外光源连接，用于提供该红外光源不同的驱动功率，该功率可调驱动单元连接所述中央处理单元及所述红外光源，该功率可调驱动单元可根据单元输出的信号设置不同的驱动功率，驱动红外光源发光；
红外传感器，与红外光源单元通过红外光信号进行连接，用于接收经红外光源发出穿透被测气体后的红外光；该红外光被待测气体吸收了一部分后，便具有了被测气体的浓度信息；
存储单元，与所述中央处理单元连接，用于存储信息和数据；该存储单元将中央处理单元单元输入的数据存储起来，并在其需要的时候取出存储的数据；
多模式校零单元，与所述存储单元连接，用于负责在校零状态下对气体浓度为零时对获得的数据进行处理，该多模式校零单元的多种测量模式下的零点校准数据存入所述存储单元中；提供给中央处理单元调用；
实时场景参数值采集单元，用于采集被测气体实时场景参数；
数据处理单元，与所述多模式校零单元及中央处理单元连接，用于对红外传感器测得的气体浓度数据进行初步的实时处理，将结果输出至中央处理单元；
模式判断单元，与所述实时场景参数值采集单元及中央处理单元连接，用于根据所述实时场景参数值采集单元采集的参数值，选择对应的测量模式。
7.根据权利要求6所述的一种气体浓度测量设备，其特征在于，所述的气体浓度测量装置还包括：浓度转换单元，与所述红外传感器、实时场景参数值采集单元、模式判断单元分别连接，用于将所述红外传感器单元的信号换算成气体的浓度信号，该浓度转换单元从模式判断单元获得测量模式信息，该浓度转换单元将浓度信号输出后，经数据处理单元处理提供至实时场景参数值采集单元。
8.根据权利要求6所述的一种气体浓度测量设备，其特征在于，所述的实时场景参数值采集单元包括：温度监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测环境温度，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
9.根据权利要求6所述的一种气体浓度测量设备，其特征在于，所述的实时场景参数值采集单元包括：浓度监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测气体浓度状况，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
10.根据权利要求6所述的一种气体浓度测量设备，其特征在于，所述的实时场景参数值采集单元包括：呼吸监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测长时间的呼吸状态，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
11.根据权利要求6所述的一种气体浓度测量设备，其特征在于，所述的实时场景参数值采集单元包括：光源阻抗监测单元，与所述模式判断单元连接，用于监测红外光源的阻抗，并将测量得到的环境温度信息输入到模式判断单元。
12.根据权利要求6所述的一种气体浓度测量设备，其特征在于，所述的气体浓度测量装置还包括：显示单元，与中央处理单元连接，用于获取并显示中央处理单元输出的信息；气体采样单元及气体排出单元，气体采样单元与患者的呼吸气路连通，用于抽取获得部分的被测气体，该部分气体会通过红外光源和红外传感器的光路；气体排出单元与气体采样单元通过气管相连，用于将采样的气体排出。
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