CN104359851A - 麻醉气体浓度的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种麻醉气体浓度的检测装置，包括红外光源、准直透镜、斩波调制器、检测气室、会聚透镜、窄宽红外滤光片、红外探测器、放大电路及处理显示装置，其中，红外光源发射的红外光传输到准直透镜后转换为平行光传输到斩波调制器，斩波调制器光束输出端发出的红外光线传输到检测气室，检测气室射出的红外光线通过会聚透镜聚焦到红外探测器上，在会聚透镜和红外探测器之间安放了窄宽红外滤光片用以实现红外波段的选择，红外探测器发出的数据信号经放大电路放大后传输至处理显示装置以处理计算数据，最后显示检测到的麻醉气体的浓度。本发明可检测扩散式气室中麻醉气体的浓度，操作简单、携带方便。

Description

麻醉气体浓度的检测装置

技术领域

本发明涉及一种气体浓度的检测装置，尤其涉及对利用特定气体对特定波长红外光波吸收率高的现象来检测麻醉气体浓度的装置。

背景技术

目前临床常用的麻醉气体有氟烷、氨氟醚、异氟醚和七氟醚等，麻醉气体经过麻醉机加热后通过管道吸入病人体内，然后以原型排出体外，在此过程中如果手术室发生麻醉气体的泄漏，会严重危害到医务人员的健康状况。麻醉气体在体内蓄积会造成心里行为的改变和慢性遗传学的改变(包括突变、致畸、致癌)，短期暴露于麻醉气体中，会导致嗜睡、疲劳、先天畸形、不孕不育、甚至癌症。因此室内麻醉气体浓度的监测在临床应用中有着重要的意义。

在现有技术中，医疗设备领域的气体浓度监测仪的测量原理一般都是基于非色散红外光谱分析技术(NDIR，Non Dispersive Infrared)，当红外光通过被测气体时，气体分子对特定波长的红外光有吸收，其吸收关系服从朗伯-比尔(Lambert-Beer)吸收定律，因此可以够通过测量特定波长下红外辐射的吸收程度来检测气体浓度。

但目前的检测仪器只能检测密封气室的浓度，不能检测扩散式气室的浓度，因此在使用过程中有一定局限性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种麻醉气体浓度的检测装置，能够实现对扩散式气室中麻醉气体浓度的检测，实用性更强。

本发明的麻醉气体浓度的检测装置，包括：

红外光源，具有用以发射红外光束的光源发射端；

准直透镜，将所述光源发射端发出的红外光束转化成平行光；

斩波调制器，具有接收平行光的光线输入端，以及将由斩波调制器转化成的交流光信号输出的光线输出端；

检测气室，具有腔室、开设在腔室一侧的光线入射口、以及开设在腔室的另一侧的光线出射口，所述腔室内充满麻醉气体，所述麻醉气体成分和浓度与被检测室内麻醉气体的成分和浓度一致，所述交流光信号穿过光线入射口并经过腔室从光线出射口射出；

会聚透镜，将所述检测气室的光线出射口射出的光束会聚；

窄宽红外滤光片，接收会聚后的光束并使与被测麻醉气体吸收波长相应波段的红外光束通过而其他波段的光束反射或衰减；

红外探测器，具有接收通过窄宽红外滤光片的红外光束的光线入射窗口和将光信号转换成电信号并输出所述电信号的信号输出窗口；

放大电路，具有接收所述电信号的信号接收端和用以输出被所述放大电路放大的电信号的信号输出端；

处理显示装置，接收并处理放大电路放大后的电信号以得到麻醉气体的浓度，进而显示检测的麻醉气体浓度信息。

进一步的，所述检测气室与被检测室相通。

进一步的，所述检测气室开设有使腔室与外界相通的开口。

进一步的，所述窄宽红外滤光片中心波长为7.79μm，带宽为±70nm。

进一步的，所述窄宽红外滤光片的工作波段为780～1500nm。

进一步的，所述处理显示装置包括数据采集系统和界面显示系统。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明提出的麻醉气体浓度的检测装置由于检测气室的腔室内充满的麻醉气体成分和浓度与被检测室内麻醉气体的成分和浓度一致，因此能够实现被检测室中麻醉气体的检测，特别是扩散式气室中麻醉气体的检测，实用性更强。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明一种麻醉气体浓度的检测装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1所示，本发明一实施例所述的一种麻醉气体浓度的检测装置，用于临床常用麻醉气体的浓度检测，本实施例中的麻醉气体为七氟醚，该装置包括红外光源1、准直透镜2、斩波调制器3、检测气室4、会聚透镜5、窄宽红外滤光片6、红外探测器7、放大电路8、处理显示装置9。其中，红外光源1具有用以发射红外光束的光源发射端；准直透镜2将所述光源发射端发出的红外光束转化成平行光；斩波调制器3具有接收平行光的光线输入端，以及将由斩波调制器转化成的交流光信号输出的光线输出端；检测气室4具有腔室、开设在腔室一侧的光线入射口、以及开设在腔室的另一侧的光线出射口，所述腔室内充满麻醉气体，所述麻醉气体成分和浓度与被检测室内麻醉气体的成分和浓度一致，所述交流光信号穿过光线入射口并经过腔室从光线出射口射出，检测气室4开设有使腔室与外界相通的开口；会聚透镜5将检测气室4的光线出射口射出的光束会聚；窄宽红外滤光片6接收会聚后的光束并使与被测麻醉气体吸收波长相应波段的红外光束通过而其他波段的光束反射或衰减，该窄宽红外滤光片中心波长为7.79μm，带宽为±70nm，工作波段为780～1500nm，红外探测器7具有接收通过窄宽红外滤光片的红外光束的光线入射窗口和将光信号转换成电信号并输出所述电信号的信号输出窗口；放大电路8具有接收所述电信号的信号接收端和用以输出被所述放大电路放大的电信号的信号输出端；处理显示装置9接收并处理放大电路放大后的电信号以得到麻醉气体的浓度，进而显示检测的麻醉气体浓度信息，所述处理显示装置包括数据采集系统和界面显示系统。

所述麻醉气体浓度的检测装置的工作原理如下：红外光源1发出的红外光经过准直透镜2后变为平行光线射入斩波调制器3，斩波调制器3使入射的红外光束在均匀时间间隔内中断，将直流光信号转变成交流光信号，以便后面放大电路8获取信号，从斩波调制器3射出的红外光线射入到检测气室4，由于检测气室4内部具有与被检测室相通的腔室，如果医疗手术室使用的七氟醚气体发生泄漏，则被检测室中的七氟醚扩散至检测气室4的腔室内，在其他实施例中，可以通过气泵等装置实时的将被检测室内的麻醉气体灌入检测气室4内。根据特定气体对特定波长红外光吸收率高的原理，可以通过测量特定波长下红外光的吸收程度来检测气体浓度，在本实施例中，由于扩散至检测气室4腔室内的七氟醚对射入的红外光线中1283nm波长的红外光具有特定的吸收作用，经七氟醚吸收后的红外光线从检测气室4射出，穿过会聚透镜5，利用会聚透镜5将红外光线会聚到窄宽红外滤光片6上，所述窄宽红外滤光片6中心波长为7.79μm，带宽为±70nm，能够让780～1500nm波长的光通过而让其他波段的光反射或衰减，以实现红外波段的选择。通过窄宽红外滤光片6的红外光线射入红外探测器7，红外探测器7将光信号转换为电信号后输出，经过放大电路8将电信号放大后输入处理显示装置9，所述处理显示装置9的数据采集系统91对输入的电信号数据进行计算处理以得到七氟醚气体的浓度，其原理为1283nm波长的红外光线被检测气室4内七氟醚气体吸收后，射出的该波长的红外光线强度大小与检测气室4的光程、七氟醚浓度的乘积成线性关系，因此红外探测器7得到的电信号与七氟醚气体浓度成比例，利用已知浓度的七氟醚标准气体标定系数，即可通过该标定系数在实际检测过程中计算出手术室内七氟醚气体的浓度，最后在界面显示系统92显示该浓度。

综上所述，本发明提出的麻醉气体浓度的检测装置，能够实现对常用麻醉气体浓度的检测，特别是扩散式气室中麻醉气体的检测，可对手术室内麻醉气体实时、有效的监测，此外，该装置结构简单，易于操作，方便携带。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种麻醉气体浓度的检测装置，其特征在于：所述麻醉气体浓度的检测装置包括：

红外光源，具有用以发射红外光束的光源发射端；

准直透镜，将所述光源发射端发出的红外光束转化成平行光；

斩波调制器，具有接收平行光的光线输入端，以及将由斩波调制器转化成的交流光信号输出的光线输出端；

检测气室，具有腔室、开设在腔室一侧的光线入射口、以及开设在腔室的另一侧的光线出射口，所述腔室内充满麻醉气体，所述麻醉气体成分和浓度与被检测室内麻醉气体的成分和浓度一致，所述交流光信号穿过光线入射口并经过腔室从光线出射口射出；

会聚透镜，将所述检测气室的光线出射口射出的光束会聚；

窄宽红外滤光片，接收会聚后的光束并使与被测麻醉气体吸收波长相应波段的红外光束通过而其他波段的光束反射或衰减；

红外探测器，具有接收通过窄宽红外滤光片的红外光束的光线入射窗口和将光信号转换成电信号并输出所述电信号的信号输出窗口；

放大电路，具有接收所述电信号的信号接收端和用以输出被所述放大电路放大的电信号的信号输出端；

处理显示装置，接收并处理放大电路放大后的电信号以得到麻醉气体的浓度，进而显示检测的麻醉气体浓度信息。

2.根据权利要求1所述的麻醉气体浓度的检测装置，其特征在于：所述检测气室与被检测室相通。

3.根据权利要求2所述的麻醉气体浓度的检测装置，其特征在于：所述检测气室开设有使腔室与外界相通的开口。

4.根据权利要求1所述的麻醉气体浓度的检测装置，其特征在于：所述窄宽红外滤光片中心波长为7.79μm，带宽为±70nm。

5.根据权利要求1所述的麻醉气体浓度的检测装置，其特征在于：所述窄宽红外滤光片的工作波段为780～1500nm。

6.根据权利要求1所述的麻醉气体浓度的检测装置，其特征在于：所述处理显示装置包括数据采集系统和界面显示系统。