CN108020522A - 用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置 - Google Patents

用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108020522A
CN108020522A CN201711033155.5A CN201711033155A CN108020522A CN 108020522 A CN108020522 A CN 108020522A CN 201711033155 A CN201711033155 A CN 201711033155A CN 108020522 A CN108020522 A CN 108020522A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detector
component
radiation
gas
radiation source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711033155.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108020522B (zh
Inventor
P.德雷耶
G.施泰纳特
B-M.迪克斯
R-P.雅格比
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draegerwerk AG and Co KGaA
Draeger Medical GmbH
Original Assignee
Draeger Medical GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Draeger Medical GmbH filed Critical Draeger Medical GmbH
Publication of CN108020522A publication Critical patent/CN108020522A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108020522B publication Critical patent/CN108020522B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/082—Evaluation by breath analysis, e.g. determination of the chemical composition of exhaled breath
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0014—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
    • G01N33/4972—Determining alcohol content
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G01N2021/3166—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using separate detectors and filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G01N2021/317—Special constructive features
    • G01N2021/3177—Use of spatially separated filters in simultaneous way
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
    • G01N2033/4975—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath other than oxygen, carbon dioxide or alcohol, e.g. organic vapours
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/066—Modifiable path; multiple paths in one sample
    • G01N2201/0662—Comparing measurements on two or more paths in one sample
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/068—Optics, miscellaneous
    • G01N2201/0686—Cold filter; IR filter

Abstract

本发明涉及一种用于气体组分的浓度确定的装置，所述装置涉及具有用于辐射在红外光的波长范围中的光辐射或热辐射的辐射源、带有至少两个在角度构件中被适当地构造用于检测由所述辐射源产生的光辐射或热辐射的探测器元件的探测器组件以及两个配属的探测器元件、滤波器元件。所述两个探测器元件中的至少一个在角度机构中关于垂直轴线定向，从而使得由所述角度机构决定形成重叠区域。所述重叠区域导致，在光扩散中的、例如由于气体分子或者湿气造成的衰减作用在两个探测器元件上，并且由此在浓度测量方面平衡了光扩散中的衰减。

Description

用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置
技术领域
本发明涉及一种用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置。用于呼吸气体混合物中气体组分的浓度确定的装置尤其用于确定患者呼出的二氧化碳的浓度值。
背景技术
DE10047728 B4描述了一种用于测量二氧化碳、一氧化二氮和麻醉气体的传感器。示出了由带有所配属的探测器元件的四个滤光器元件组成的探测器组件。滤波器元件和探测器元件的组合在辐射混合系统周围。在EP 0 536 727 B1中示出了这样一种实施在多光谱传感器中的辐射混合系统。这种传感器装置在临床工作中例如用于监测仪以及所谓的C02主流传感器或还有C02侧流传感器中。US 5 261 415 B2示出了C02主流监测传感器。在携带呼吸气体的比色器中，布置一插入件，而在所述插入件中又布置有红外光学测量系统。由EP 0 536 727 B1可以看出必须如何设计和布置复杂的光学部件以实现有效的辐射混合。辐射混合的目的在于，对称地不仅在参考通道中而且在测量通道中让局部出现的污染物有效。这一点是必要的，以便确保在所有工作点中如此保证测量通道相对于参考通道的比例，使得在运行中可以永久补偿探测器元件的污染、水蒸气以及老化效应。如这在EP 0 536727 B1中所示的解决方案的缺点在于，由于红外光在比色器中必须被多次偏转和反射，因而辐射混合由此引起信号衰减。这种信号衰减导致较差的信噪比（SNR）。为了实现必要的测量值分辨率，必须借助吸收长度的增加来补偿测量效果的增加。吸收长度的增加导致了结构设计的扩大。此外，辐射混合和参与于此的大量部件的要求也对EP 0 536 727 B1型多光谱传感器所参与的部件（公差链）在复杂性和高公差要求以及所产生的高制造成本方面产生不利影响。
发明内容
基于此前所提到的现有技术和对此所描述的缺点得出作为本发明的任务而提供一种用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的气体浓度确定的装置，所述呼吸气体混合物的突出特点在于在相对有利的生产成本下简单却有效的辐射混合和较小的空间要求。
该任务通过用于具有权利要求1的特征的用于呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度确定的装置来实现。
本发明的有利实施方式来自从属权利要求，并且在下面的描述中部分地参考附图进行更详细地阐述。
根据本发明，在用于呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度确定的装置中设置以下部件：
-辐射源，所述辐射源适用于并设计用于在波长范围为lambdal（λ1）=3000nm至lambda2（λ2）=10000nm的光辐射或热辐射的辐射，
-至少两个探测器元件，所述至少两个探测器元件被适当地构造用于检测由辐射源产生的光辐射或热辐射，
-至少两个布置在所述探测器元件上的带通滤波器元件，
-控制单元。
由辐射源辐射的光以辐射的方向基本上直角地从辐射源的辐射表面沿装置的垂直轴线发射。
辐射源的lambda1（λ1）=2.5μm至lambda2（λ2）=14.0μm的波长范围可以实现对一氧化二氮浓度、二氧化碳浓度以及不同的碳氢化合物如例如挥发性麻醉气体或甲烷进行红外光学测量。
探测器元件例如被设计成半导体探测器、焦电的探测器（焦电探测器）、热电的探测器（热电堆、热电偶），被设计成热探测器（辐射热测量计）以及设计成半导体探测器和热探测器的组合。探测器元件被构造用于检测红外波长范围中用于红外辐射的光，其中典型的方式给出通过气体例如二氧化碳进行的吸收。
带通滤波器元件例如被设计成基板上的干涉层形式的光学干涉滤光器。它们传送限定的波长范围内的光。
带通滤波器元件的布置被如此设计，使得由辐射源辐射的红外辐射在直接辐射路径上或者还有在间接辐射路径上例如借助通过在辐射路径中的反射元件或反射镜组件使红外辐射进行的偏转在探测器元件之前经过带通滤波器元件。所述至少两个带通滤波器元件中的至少一个被构造成对于波长范围内的红外辐射可光学穿透地构造，所述红外辐射被测量气体吸收。
探测器元件，在其上布置该带通滤波器元件，是在用于呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度确定的装置中的所谓的测量通道。
至少两个带通滤波器元件中的至少一个对于波长范围内的红外辐射可光学穿透地构造，所述红外辐射不被或仅略微被测量气体吸收。
在其上布置该带通滤波器元件的探测器元件构成在用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置中的所谓的参考通道。
通常也称为目标气体的测量气体例如为二氧化碳或一氧化二氮以及多种气态有机化合物如甲烷或挥发性麻醉气体如氟烷、异氟醚、地氟醚、安氟醚。
在用于呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度确定的装置中利用控制单元检测测量通道和参考通道的测量值，并使其彼此形成一比例。通常情况下形成由所检测的测量通道的测量值与所检测的参考通道的测量值的商，并且该商指示在用于浓度确定的装置中测量气体的浓度的程度，即处于辐射路径中的气体量的浓度。
所述至少两个探测器元件和所述带通滤波器元件相对于辐射源或者说相对于辐射轴线的空间布置以这样的方式执行，即带有布置在所述至少两个探测器元件上的带通滤波器元件中的至少一个带通滤波器元件的所述两个探测器元件中的至少一个在角度组件中以相对于穿通经过所述辐射源的平行于所述辐射源的所述辐射的方向或者与所述辐射源的所述辐射的方向相同的方向延伸的轴线5°至80°的范围内的角度进行布置。
至少两个带有布置在其上的至少两个带通滤波器元件的探测器元件在此形成相对于从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线的至少两个角度组件。带有至少两个探测器元件和布置在至少两个探测器元件上的带通滤波器元件的至少两个角度组件一起形成探测器组件。所述至少两个角度组件相对于从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线以一角度如此布置，使得从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线在至少两个角度组件之间延伸。
角度组件中的至少一个在此并不是以平行于辐射源的辐射表面的取向进行布置和设计，而是相对于从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线如此以一角度进行布置，使得从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线在所述至少两个角度组件之间延伸，并且角度组件的所述至少一个朝向从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线以一角度倾斜。
在一种优选的实施方式中，角度组件中的至少一个在此以平行于辐射源的辐射表面的取向进行布置，使得从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线在所述至少两个角度组件之间延伸，并且角度组件中的至少一个相对于从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线以90°的角度直角地进行布置。
在一种特殊的实施方式中，所述至少两个角度组件的所有角度组件相对于从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线如此以一角度进行布置，使得从辐射源的辐射平面垂直延伸出的轴线在至少两个角度组件之间延伸，并且所述至少两个角度组件中的每一个角度组件分别朝向从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线倾斜。在此所述至少两个角度组件中的每一个角度组件相对于在所述至少两个角度组件之间的、从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线的角度的倾斜可以是相互不同的或几乎相同的。这样可以实现相对于在所述至少两个角度组件之间的、从辐射源的辐射平面垂直延伸的轴线对于至少两个角度组件中的一个以60°且对于至少两个角度组件中的另一个以30°的设计方案，以及对于至少两个角度组件中的两个均以45°的设计方案。
所述至少两个角度组件的这种设计导致所述至少两个角度组件相互倾斜。这种倾斜提供了这样的优点，即在所述至少两个探测器元件之间存在从辐射源到探测器元件的辐射路径之间的区域。
该重叠区域垂直地从探测器元件的布置的平面朝辐射源方向上产生。由于角度决定了，例如气体分子、水蒸汽、冷凝物或还有其他污染物如灰尘处于所述两个探测器元件的辐射路径上，从而使得水蒸汽、冷凝物或者还有其他污染物的影响在测量信号中例如表现为不仅测量通道中而且在参考通道中的测量值的幅度衰减。由此产生借助参考通道和测量通道的信号的比例形成来消除湿气（水蒸气、冷凝物）或还有其它污染物的影响的可能性。可以通过测量通道-探测器元件/带通滤波器元件和参考通道-探测器元件/带通滤波器元件的角度组件以及相对于在至少两个角度组件之间延伸的轴线的相应的角度的选择来限定重叠的区域。
结合辐射源和角度组件之间的垂直间距的选择，此外可以改变和限定带有空间维度、平面的重叠部、用于测量气体的有效重叠体积的重叠区域的设计。
通过此前描述的角度组件和垂直间距的设计方案，在用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置中，可以以有利的方式例如考虑待测量的测量气体的吸收特性，还有影响所期望的测量气体的浓度范围.
在一种优选的实施方式中，所述至少两个探测器元件中的每一个以相对于在所述至少两个角度组件之间、优选中心延伸的垂直轴线的第一间距l1进行布置，所述第一间距在0.1mm至10.0mm的范围内。
在一种优选的实施方式中，所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件上的带通滤波器元件中的每一个以相对于在所述至少两个角度组件之间、优选中心延伸的垂直轴线的第二间距l2进行布置，所述第二间距在0.1mm至10.0mm的范围内。
在一种优选的实施方式中，至少两个角度组件在0.1mm至10mm的范围内彼此间隔地布置。
在一种进一步优选的实施方式中，带有所述至少两个探测器元件和所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件上的带通滤波器元件的所述探测器组件以第三间距l3与所述辐射源相对置地进行布置，所述第三间距l3处于0.1mm至10.0mm的范围内，其中所述第三间距l3表示为直接在该区域中或者沿着在所述至少两个角度组件之间延伸的所述轴线的间距。
在一种优选的实施方式中，带有在同一侧上的所述至少两个探测器元件和所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件上的带通滤波器元件的所述探测器组件与所述辐射源相邻地进行布置，并且所述辐射源在所述至少两个角度组件之间延伸的所述轴线中心上布置在带有所述至少两个布置在至少两个探测器元件上的带通滤波器元件的所述至少两个探测器元件之间。
在此，与所述辐射源相对置地并且与带有所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件上的带通滤波器元件的所述至少两个探测器元件相对置地，以第三间距l3'布置有至少一个光学反射的、优选平面设计的反射元件，所述第三间距l3'处于0.1mm至5.0mm的范围内，其中第三间距l3'表示为直接在该区域中或者沿着在所述至少两个角度组件之间延伸的所述轴线的间距。
所述带通滤波器元件设计用于在波长范围为2.5μm至14μm的穿透范围内对红外光进行光学滤波。
利用这样的带通滤波器元件由此可以实现如下表1所列举的用于气体的穿透区域。
编号 气体类型 波长范围
1 二氧化碳 4.2至4.4微米 CO2
一氧化二氮 7.8至9.0微米 N2O
甲烷 3.1至3.5微米 CH4
乙烷 3.2至3.6微米 C2H5
氟烷 8至10微米 C2HBrCIF3
异氟醚 8至10微米 C3H2OCIF5
安氟醚 8至10微米 C3H2CIF5O
七氟烷 8至10微米 C4H3F7O
地氟烷 8至10微米 C3H2F6O
丙酮 8至10微米 C3H6O
乙醇 8至10微米 C2H5OH
表1。
在实施麻醉的过程中例如在外科手术时，使用气体一氧化二氮、氟烷、异氟醚、七氟烷和地氟烷以对患者进行麻醉，丙酮成为患者可能的代谢产物并且由此例如包含在糖尿病患者的呼出空气中。例如在酒精患者呼出的空气中可以发现乙醇。
在一种进一步优选的实施方式中，辐射源被构造成表面发射器或者构造成带有基本上平面设计的辐射表面的薄膜发射器或发光二极管（LED）。带有平面的辐射元件或发光二极管（LED）的这种表面发射器或薄膜发射器以基本上平面设计的辐射表面被设计，以便在辐射表面上均匀的辐射。
表面发射器或薄膜发射器的辐射表面以及发光二极管的基本上平面设计的光出射表面的辐射表面优选设计在2.0mm2至10mm2的范围内。
在一种进一步优选的实施方式中，探测器元件被构造成热电堆或热电偶。
在一种进一步优选的实施方式中，探测器元件被构造成半导体探测器、例如InAsSb探测器（铟-砷-锑探测器）。
在一种进一步优选的实施方式中，探测器元件被构造成焦热探测器。
在一种进一步优选的实施方式中，探测器元件被构造成辐射热测量计。
作为热电偶、热电堆、焦热探测器和辐射热测量计的优点应当提到，它们可以经济高效地制造，并可以用作3至10μm的宽的波长范围内的热探测器。
作为半导体探测器的优点应当提到，它们的测量灵敏度可以很好地匹配所期望的波长范围。
在一种进一步优选的实施方式中，多个（超过两个）带有分别在其上布置的带通滤波器元件的探测器元件以例如锥台侧面的圆形或者矩形的布置共同围绕中点进行布置。
如此成型锥台，使得其似乎作为漏斗具有超出头部的锥台的形状或者具有三叶草或郁金香的形状。在该进一步优选的实施方式的特殊变体中，探测器装置具有四个带有探测器元件和带通滤波器元件的、在空间布置上以矩形或者方形的锥台的四个侧面形式的角度组件。以这种方式，可以例如借助于相对于参考通道的三个测量通道检测到具有多个测量气体的测量。
这样可以有利地在唯一的用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置中相对于参考通道实现例如对二氧化碳（CO2）、一氧化二氮（N2O），和挥发性麻醉剂如氟烷（C2HBrCIF3）、异氟烷（C3H2OCIF5）的测量。
在一种进一步优选的实施方式中，在用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置中，探测器组件和辐射源构成适用于导引吸入气体和/或呼出气体的导流元件，以在流动通道中导引流动。通过导流元件，吸入气体和/或呼出气体作为主流被导引，并在此经过辐射源和与至少两个角度组件的辐射路径，所述角度组件带有至少两个探测器元件和布置在其上的带通滤波器元件。在此，在主流中检测气体浓度。
这种实施方式的一种设计方案是例如用于患者呼出气体中的二氧化碳测量的装置，所述装置作为直接位于患者嘴部区域处的组件，其通常被称为所谓的“主流C02传感器”。
这种实施方式的另一种设计方案是例如用于测量二氧化碳和其他的呼出气体、尤其是麻醉气体的分析装置。在患者的呼出气体中，通过这样一种组件进行测量，其中直接在嘴部区域通过布置在分析装置中的泵将嘴部区域的气体量从嘴部区域经由小直径软管连续地抽吸或输送到分析装置，并且在那里对气体量关于气体组成和气体浓度来进行分析。这种测量方法通常被称为所谓的“抽吸气体测量”或者被称为所谓的“侧流麻醉气体监测”。
在一种进一步优选的实施方式中，用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置具有导流元件以在流动通道中导引流动，在所述流动通道中或流动通道处布置探测器组件、辐射源和光学反射元件。在此，所述导流元件具有突出到流动通道中的构件。吸入气体和/或呼出气体的一部分作为附流或侧流被导引通过该构件，并且在此经过设置光学反射元件和至少两个角度组件之间的辐射路径，所述角度组件带有至少两个探测器元件和至少两个布置在其上的带通滤波器元件。在此，在附流或侧流中的主流部分中检测气体浓度。
这样的构件可以-例如以所谓的T形件的形式-如此在导流元件中心导引主流的一部分，使得测量气体用于浓度测量，所述测量气体代表导流元件中心中的气体量。
这样的构件可以-例如以在导流元件边缘处的、侧向布置在导流元件上的的形式-如此在导流元件中心导引主流的一部分，使得测量气体用于浓度测量，所述测量气体代表导流元件侧向边缘中的气体量。
对于测量在麻醉领域的应用，用于在呼吸混合物的至少一种气体组分的浓度确定的装置的尺寸起着-尤其是对于“侧流”的应用-并非不重要的作用。结合辐射源的结构尺寸以及至少两个探测器元件相互间优选小于10毫米的间距的布置，在辐射源和探测器元件或带通滤光器元件之间的、在0.1mm至10mm的优选范围内的间距l3以及在辐射源和反射器元件（镜子）之间的、在0.1mm至5.0mm的范围内的间距l3使得用于呼吸气体混合物中至少一个气体组分的浓度确定的装置具有小于0.4ml、优选0.05至0.2的区域中的较小测量体积的结构尺寸，所述辐射源带有在探测器元件（辐射热测量计、微辐射热测量计、微辐射热测量计阵列、热电探测器、热电偶、热电堆、半导体探测器）和带通滤波器元件的优选2.0mm2至10.0mm2的辐射表面，所述探测器元件和所述带通滤波器元件带有优选在0.5mm2至20mm2的表面。
在利用布置在装置中的泵的抽吸体积流为50ml/min至200ml/min的“抽吸式气体测量”的情况下，随后得出在用于呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度确定的装置中的测量体积的更换时间为0.1秒至0.5秒。
与人类每分钟约6次呼气至每分钟24次呼气（相当于每秒0.1至0.4次呼气）的呼吸频率相比，利用本发明提出的用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置能够实现时间上的测量分辨率，所述测量分辨率使得可以结合适当选择的采样率来检测呼吸气体中的浓度变化作为呼吸分解的测量数据。
一般地、然而也可以用于所谓的例如以前述T形件作为用于导引附流或测流的形式的“主流测量”，结构尺寸起着更重要的作用，这是因为由于间距不仅能够实现较小的测量体积，而且使得也可以保持较小的、探测器元件和辐射源之间的光学路径长度。这取决于，可以在具有带有良好信噪比（SNR）的足够的信号电平的探测器元件处检测到测量数据，从而使得在强大的信号质量方面具有高测量灵敏度，其结合匹配的的放大器电路和高质量的模拟数模转换器（A/D转换器）能够提供更大程度的无噪声的高测量分辨率，例如以16位的或更精细的（20位、24位）的比特量化。
通过测量通道与参考通道重叠，以有利的方式实现了可以在实际物理测量时直接及时地获得效果的已分辨呼气的已检测的测量数据，所述效果以例如类似于测量气体温度变化、污染物、水蒸气、湿气、辐射源或反射器元件的污染物的方式影响着测量通道和参考通道，而不需要例如基于外部提供的湿气和/或温度数据费力地进行进一步的信号处理或者测量数据修正。
所描述的实施方式自身并且组合地或者相互组合地表示用于呼吸气体混合物中的气体组分的浓度确定的装置的特殊的设计方案。在此，尽管并不为此分别详细地描述实施方式的所有的组合可能性，所有和可能的由多个实施方式的一种组合或多种组合产生的进一步的实施方式及其优点仍然属于本发明构思的范畴。
附图说明
现在将借助下列附图和所配属的附图说明更详细地阐述本发明，而并不限制总体的发明构思。在图中示出了：
图1a是用于浓度确定的装置的第一示意图，
图1b是用于浓度确定的装置的另一第二示意图，
图1c是按照图1a或1b的用于浓度确定的装置的一种变形方案的示意图，
图2是用于导流元件上的浓度确定的装置的布置，
图3是用于导流元件上的浓度确定的装置的另一种布置，
图4是带有用于浓度确定的装置的导流元件。
具体实施方式
图1a示出了用于呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度确定的装置1的第一示意图。所示的装置1具有带有辐射元件300的辐射源30。与辐射源30相对置地，以垂直间距l3 33布置探测器元件50和探测器元件60。带通滤波器元件51、61布置在探测器元件50、60处。带通滤波器元件51、61优选地被实施为允许通过由辐射源30辐射的辐射31的预定波长范围的带通滤波器元件。在该图1a中，绘制出了具有垂直参考轴线32和水平参考轴线36的坐标系，在描述部件相对于彼此的位置和在空间中的位置时参考所述坐标系。因此，来自辐射源30的辐射31从辐射的水平平面37辐射，其中水平平面37平行于水平参考平面36。
设置有借助控制线93、93'与辐射元件300连接的控制单元9。此外，控制单元9借助控制线96、96'与探测器元件60连接。此外控制单元9借助控制线95、95'与探测器元件50连接。探测器元件50和所配属的滤波器元件51一起形成角度组件52。探测器元件60和所配属的滤波器元件61一起形成角度组件62。角度组件52和62一起形成探测器组件40，所述探测器组件与辐射源30和控制单元9配合在功能上形成用于气体组分的浓度确定的装置1。探测器组件40相对于垂直轴线32和水平参考轴线36的布置由角度组件52、62的间距和角度来确定。
在该图1a中，角度组件52被设计成与水平参考轴线36以及辐射的水平平面37的平行布置。由此导致角度组件52与垂直参考轴线32的角度α1 53为90°。在探测器组件40中产生探测器元件50相对于中心轴线32的水平间距l1 34。在探测器组件40中产生用于探测器元件60相对于中心轴线32的间距l1 34'。在探测器组件40中获得带通滤波器元件51相对于中心轴线32的间隔l2 35。在探测器组件40中，此外获得用于滤波器元件61相对于中心轴线32的间距l2 35'。由于角度组件52相对于中心轴线32呈90°角度的布置决定了，对于探测器元件50来说，滤波器元件51相对于中心轴线32的间距l1 34和l2 35相同。
角度组件62被设计成相对于中心轴线32以角度α2 63倾斜。角度α2 63在此被限定在相对于中心轴线32明显小于90°的角度范围内。由于带有探测器元件60和滤光器元件61的角度组件62以角度α2 63倾斜，对于由辐射源30辐射的辐射31沿着辐射源30和探测器组件40之间的垂直间距l3 33，在所述辐射31中产生重叠区域65。垂直地从角度组件62的平面沿辐射源30的方向产生该重叠区域65。由于角度α1 53和α2 63，例如对于在该图1a中例如在辐射源30附近的中心轴线32上绘出的气体分子或冷凝物（诸如水蒸气或水滴）400，情况是辐射源的辐射31穿透该气体分子400，并且在此辐射31既作用到探测器元件50上也作用到探测器元件60上。因此确保例如湿气（冷凝物）400以相同的方式不仅在探测器元件50而且在探测器元件60上衰减辐射。由此产生从探测器元件50和探测器元件60的信号的比例形成中消除湿气的影响的可能性。可以通过角度α1 53和α2 63相互的选择以及相对于垂直的中心轴线32的角度的选择来限定重叠的区域。结合在辐射源30和探测器组件40之间的垂直间距l3 33的选择，重叠区域65的维度被进一步限定。
控制单元9借助合适的电子部件11（放大器，类似于数字转换器、微控制器）来评估探测器元件50、60的信号，并提供输出信号99。输出信号99在此表示由探测器元件50、60检测到的信号以及所检测到的信号的比例，并且由此也表示从这些信号或信号比例中推导出的气体浓度。
图1b示出了用于呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度确定的装置1'的另外的第二示意图。图1a和图1b中相同的元件在该图1b中采用与图1a中相应的相似元件相同的附图标记进行标识。
图1b利用另外的第二示意图示出了图1a的修改的变型方案。与图1a不同的是，在图1b中，辐射源30布置在如光学元件和探测器的相同侧上。所示的装置1'具有带有辐射元件300的辐射源30。直接与辐射源30相邻地布置有探测器元件50和另一个探测器元件60。在探测器元件50、60上布置带通滤波器元件51、61。与辐射源30相对置地布置反射器39、例如平面镜作为反射光学器件。反射器39用作由辐射源30发射的辐射31的反射镜，并且将反射的辐射31'反射至带通滤波器元件51、61以及探测器元件50、60。带通滤波器元件51、61允许光在预定的波长范围内通过。在该图1b中绘出了带有垂直参考轴线32、水平参考轴线36的坐标系。这些轴线以类似于图1a的描述中关于部件相对于彼此和在空间中的位置的方式使用。设置有控制单元9，所述控制单元与辐射源30的辐射元件300连接。借助控制线93、93'或96、96'以及95、95'用于将控制单元9与探测器元件60、50连接的布置对应于根据图1a和相应的描述的布置 ，为此所述描述随后会被提及。探测器元件50和所配属的滤波器元件51一起形成角度组件52。探测器元件60与所配属的滤波器元件61同样形成角度组件62。这些角度组件52、62与辐射源30一起形成探测器组件41，所述探测器组件与控制单元9和反射器39结合在功能上形成用于气体组分的浓度确定的装置1'。探测器组件41关于轴线32、36的布置由角度组件52、62的间距和角度确定。在探测器组件41中获得探测器元件50相对于中心轴线32的水平间距l1 34。在探测器组件41中获得用于探测器元件60相对于中心轴线32的间距l1 34'。在探测器组件41中获得带通滤波器元件51相对于中心轴线32的间距l2 35。在探测器组件41中此外了用于滤波器元件61相对于中心轴线32的间距l2 35'。
在该图1b中，角度组件52、62相对于中心轴线32被实施成相对于中心轴线32分别以角度α1 53和α2 63倾斜。
在此，角度α1 53和角度α2 63具有相对于中心轴线32明显小于90°的角度范围。角度α2 63和α1 53例如在该图1b中被设计成具有不同的角度尺寸，α2 63和α1 53也可以被设计成相对于中心轴线32具有相同的角度尺寸，这也包括在本发明的构思中。由于带有探测器元件50和滤光元件51的角度组件52成角度α1 53的倾斜并且带有探测器元件60和滤光元件61的角度组件62成角度α2 63的倾斜，对于由辐射源30发射的辐射31沿辐射源30和探测器组件41之间的垂直间距在借助反射器39反射之后，获得在反射的辐射31'中的重叠区域。角度组件52、62关于水平参考轴线36、中心轴线32和平行于水平参考轴线36布置的光反射的水平平面37'进行设计。在角度组件52和62的基础上获得的重叠区域导致，例如在反射器39附近在反射的辐射31中存在的污染物或冷凝物影响、也就是说必要时衰减辐射、以同样的方式探测器元件50 以及探测器元件60。由此产生这样的可能性，即如针对图1a描述的那样从探测器元件50和探测器元件60的信号的比例来消除湿气400（图1a）或污染物的影响。可以通过角度α1 53和α2 63彼此以及相对于垂直的中心轴线32的选择来限定重叠区域。与图1a不同的是，在该图1b示出了在加长的、双辐射路径的最简单的情况下，辐射31延伸到反射器39的路径和反射的辐射31'延伸到探测器元件50、60的反射路径。这样产生的结果是，出现到探测器元件50、60上的光束的强度比图1a中的小。这导致了该图1b中用于气体组分的浓度确定的装置1'的灵敏度差异。以与参照图1a所描述的相似的方式通过适当的电子部件11在控制单元9中对探测器元件50、60的信号进行评估。控制单元提供代表探测器元件50、60的信号和代表探测器元件50、60的信号的比例的输出信号99。因此，输出信号99基于探测器元件50、60所检测的信号提供从信号中推导出的气体浓度，以用于进一步例如显示单元94（图2）的处理。
图1c示出了按照图1a或1b的用于浓度确定的装置的变体方案的示意图。 图1a、1b和图1c中的相同元件在图1c中采用与图1a和1b中相应的类似元件相同的附图标记来进行标识。
图1c示出了按照图1a或图1b的改进方案。 图1a或者说1b示出了探测器元件50、60、辐射源30与反射器37连接或不连接的设计方案的两种基本变体方案。图1c应示出了一种变体方案，其中不仅两个探测器元件50、60被布置为用于测量气体的装置，而且以圆形或矩形设计彼此布置有总共多于两个的探测器元件。带有多个探测器元件的这种设计方案使得可以通过参考借助于探测器元件利用三个或更多个配属于测量气体的探测器元件以多个测量气体、例如三个或更多个气体进行测量。 作为几何设计，在图1c中示出了构成带有钝部的矩形或正方形基面或表面的、高于头部的锥台形式的漏斗。
为此，图1c以如下方式进行设计：
围绕中心点2以相对于中心轴线32以角度α1 52、α2 62、α3 73、 α3' 73' 倾斜的布置构造性地设计总共四个角度组件52、62、72、72'。 在该图1c中分别在角度组件52、62、72、72'布置上示出了水平轴线36和36'以及垂直轴线32，以便使该空间构造在该图1c中可清楚示出。轴线32、32'、36、36'在此示出了与图1a和1b中相同的空间坐标系。
在按照图1b的带有用于气体组分的浓度确定的装置1'的、图1c的设计方案中，辐射源30以虚线引导方式布置在角度组件52、62、72、72'之间的中心。 在该图1c中未绘出，与该辐射源30对置地还需要反射器元件。 如在图1b中可以看出的这样一种设计方案，反射器39（图1b）布置在与辐射源30 相对置的壁上，所述壁带有光反射的水平平面37'（图1b）。 在此，辐射源30直接在中心点2处利用辐射元件300示出，这里以虚线引导方式表示为螺旋线。
在图1c的、带有用于按照图1a的气体组分的浓度确定的装置1的设计方案中，省略了中心点2处的辐射源30。在这样一种设计方案中，辐射源将与角度组件52、62、72、72'相对置地布置，并且围绕中心点2的区域将不会有测量技术的或者光学的部件（52、62、72、72'、30）。对此替代地，可以进行其中围绕中心点2的该区域不保持游离的设计方案。 然后可以进行将一种设计方案作为变体方案，其中在那里可以实现另外的角度组件。在该图1c中没有详细实施该另外的角度组件，然而其包括带有探测器元件和滤波器元件的所有特征，并且与水平平面36或36'齐平地布置成参考探测器元件。这种另外的角度组件可以例如用于提供参考信号。 由此产生变体方案，即关于参考探测器元件可以利用角度组件52、62、72、72'检测四种而不是不同的三种气体，所述参考探测器元件布置在剩余的四个探测器元件之间的中心。 因此，利用参考探测器元件，补偿了由于带有全部四个角度组件52、62、72、72'的参考探测器元件的、在该图1c中为了直观起见绘出的公共重叠区域65（图1a）造成的干扰。
这以有利的方式形成一种实施方式，其中干扰、污染物、冷凝物和其他在辐射中存在的污染物同样地作用于所有三种测量信号和参考信号，从而得到这些影响的最佳补偿。
图2、3、4示出了用于按照图1a、1b、1c在导流元件处的浓度确定的装置的布置。图2、3、4应在彼此相同的特征方面在共同的附图说明中进行描述，然而也关于相互间的差异方面进行描述。
图2、3、4和图1a、1b、1c中相同的元件由与图1a、1b、1c中的相应的类似元件相同的附图标记表示在图2、3、4中。
在图2中示出了用于导流元件100中的气体组分（图1b）的浓度确定的装置1' 。导流元件100被设计成借助装置1'（图1b）将具有气体量80的流动供给到测量部。与辐射源、辐射元件和控制单元9处于连接中的角度组件52、62被示出。带有辐射源和控制单元9的角度组件52、62布置在保持元件97中，所述保持元件借助密封元件98可耦连到导流元件100上。按照图2的布置的作用方式如图1b所描述的那样。
在图4中示出了在具有用于气体组分的浓度确定的装置1'的流动通道100''中与图2相当的布置。在此还存在借助密封元件98插入到导流元件100''中的保持元件97。在导流元件100''中与图2不同的是，在该图4中，以在导流元件100''流动的气体量的附流或侧流形式的仅仅部分量到达用于气体组分1'（图1b）的浓度确定的装置。因而图4示出了在所谓的旁路中的测量。在该图4中，同样如在图2中那样与辐射源30 相对置地，这次以拱形的实施方式示出了反射器39'，其作为保持原件97的一部分进行布置。
在该图4中，利用将保持元件97作为插入件安装到-以T形件的形式的-导流元件100''中使得用于旁路中的附流或者测流中的气体组分的浓度测量的装置1'（图1b）几乎布置在导流元件100''的流动中心，也就是说基本上布置在导流元件100''的中心，并且在测量技术方面是有效的。替代地并且额外地，利用该图4也明确示出了保持元件97的布置，其中用于气体组分的浓度测试的装置1'（图1b）并不布置在流动中心，而是布置在在导流元件100''的边缘区域中，并且在测量技术方面是有效的。由此形成在导流元件100''的边缘区域中的边缘流动区域中的旁路'的设计方案。
与图2及与图4不同的是，在图3中，在流动通道100'中示出了根据图1a的用于气体组分的浓度确定的装置1。 辐射源30相对于两个角度机构52、62布置在导流元件100'上。在导流元件100的位置处，角度机构52、62与辐射源30相对置地进行布置，在所述位置处，文丘里管形式的流动横截面减小。在按照图3的该设计方案中，需要从两侧设置控制单元9的元件。由此可以使得不仅仅可以运行带有探测器元件50、60（图1a）的角度机构52、62并且增强信号。额外地，控制单元9用于操控辐射源30并输出输出信号99。
如此按照前图1a和1b实施的那样，在图2、3、4中设置输出信号99，所述输出信号代表检测到的气体浓度。
与图4不同的如此实施图3及图2，使得气体量80的气体浓度的测量不是在旁路流中、而是直接在主流中进行。在图2中，以虚线绘出了分别作为可选部件的医疗仪器200以及显示单元94。这些可选组件代表将输出信号99进一步输送给进一步处理和应用的示例性的可能性方案。
在图3和4中未示出这些可选组件200、94，然而仍然应该被视为从发明构思出发也包含在按照这些图3和4的设计方案中。
附图标记列表
1、1' 用于气体组分的浓度确定的装置
2 中间点（轴线32'和36'的交叉点）
9 控制单元
11电子部件
30 辐射源
31 辐射
31' 反射的辐射
32、32' 垂直轴线、中心轴线、参考轴线垂直
33 l3、l3' 垂直间距
34 l1 探测器元件50相对于中心轴线32的间距
34' l1 探测器元件60相对于中心轴线32的间距
35 l2 滤波器元件51相对于中心轴线32的间距
35' l2 滤波器元件61相对于中心轴线32的间距
36、36' 水平参考轴线
37 辐射的水平平面
37' 光反射的水平平面
38 壁
39、39' 反射器、反射镜元件
40 探测器组件
41 探测器组件、反射的
50 探测器元件
51 带通滤波器元件
52 角度组件
53 角度α1
60 探测器元件
61 带通滤波器元件
62 角度组件
63 角度α2
65 重叠区域
72 角度组件
72' 角度组件
73 角度α3
73' 角度α3'
80 气体量、气体浓度
93、93' 通向辐射元件的300的控制线
94 显示单元
95、95' 数据线、信号线
96、96' 数据线、信号线
97 保持元件
98 插入件、密封元件
99 输出信号
100、100'、100'' 导流元件
200 医疗仪器、呼吸机、麻醉机
300 辐射元件、（薄膜、螺旋线）
400 气体分子、冷凝物

Claims (11)

1.用于生物的吸入气体或者呼出气体中的气体组分（1、1'）的浓度确定的装置，其具有：
- 辐射源（30），所述辐射源适用于并设计用于在波长范围为lambda l（λ1）= 2.5μm至lambda 2（λ2）= 14.0μm中沿辐射的方向的光辐射或热辐射的辐射（31），
- 探测器组件（40、41），所述探测器组件带有至少两个被适当地构造用于检测由所述辐射源（30）产生的光辐射或热辐射的探测器元件（50、60），
- 至少两个布置在所述至少两个探测器元件（50、60）上的带通滤波器元件（51、61），
- 用于控制所述辐射源（30）的运行和用于所述至少两个探测器元件（50、60）的信号检测的控制单元（9），
其中所述至少两个带通滤波器元件（51、61）中的至少一个对于红外辐射来说可光学穿透地构造，所述红外辐射被测量气体吸收，
其中所述至少两个带通滤波器元件（51、61）中的至少一个带通滤波器元件对于用于辐射的红外辐射来说可光学穿透地构造，所述红外辐射不被测量气体吸收，
其中带有至少一个布置在所述至少两个探测器元件（50、60）上的带通滤波器元件（51、61）中的至少一个带通滤波器元件的所述两个探测器元件（50、60）中的至少一个探测器元件在角度组件（52、62）中以相对于穿通经过所述辐射源（30）的平行于所述辐射源（30）的所述辐射（31）的方向或者与所述辐射源的所述辐射的方向相同的延伸的轴线（32）的20°至80°的范围内的角度（53、63）进行布置。
2.按照权利要求1所述的装置（1），
其中所述至少两个探测器元件（50、60）中的每一个以相对于在所述至少两个角度组件（52、62）之间延伸的垂直轴线（32）的第一间距l1（34、34'）进行布置，所述第一间距在0.1mm至10.0 mm的范围内，
其中所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件（50、60）上的带通滤波器元件（51、61）中的每一个以相对于在所述至少两个角度组件（52、62）之间延伸的垂直轴线（32）的第二间距l2（35）进行布置，所述第二间距在0.1 mm至10.0 mm的范围内。
3. 按照权利要求1或权利要求2所述的装置（1），其中带有所述至少两个探测器元件（50、60）和所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件（50、60）上的带通滤波器元件（51、61）的所述探测器组件（41）以第三间距l3（33）与所述辐射源（30）相对置地进行布置，所述第三间距l3处于0.1 mm至10.0 mm的范围内，其中所述第三间距l3（33）表明为直接在该区域中或者沿着在所述至少两个角度组件（52、62）之间延伸的所述轴线（32）的间距，其中所述辐射源（30）在所述至少两个角度组件（52、62）之间延伸的所述轴线（32）中心上布置在带有所述至少两个布置在至少两个探测器元件（50、60）上的带通滤波器元件（51、61）的所述至少两个探测器元件（50、60）之间。
4.按照权利要求1或权利要求2所述的装置（1），其中带有在同一侧上的所述至少两个探测器元件（50、60）和所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件（50、60）上的带通滤波器元件（51、61）的所述探测器组件（40）与所述辐射源（30）相邻地进行布置，
其中与所述辐射源（30）相对置地并且与带有所述至少两个布置在所述至少两个探测器元件上（50、60）的带通滤波器元件（51、61）的所述至少两个探测器元件（50、60）相对置地，以第三间距l3'布置有至少一个光学反射的、平面设计的元件（39），所述第三间距l3'处于0.1mm至5.0mm的范围内，其中第三间距l3'表明为直接在该区域中或者沿着在所述至少两个角度组件（52、62）之间延伸的所述轴线（32）的间距。
5.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中所述带通滤波器元件（51、61、71、81）设计用于在波长范围为2.5μm至14μm的穿透范围内对红外光进行光学滤波。
6.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中所述辐射源（30）被构造成表面发射器、薄膜发射器或者构造成带有基本上平面设计的辐射表面的辐射元件（300）或者构造成带有基本上平面设计的辐射表面的发光二极管（LED），其中所述辐射表面被设计以便在所述辐射表面上均匀的辐射（31）。
7.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中所述探测器元件（50、60）被设计成焦热探测器、辐射热测量计、半导体探测器、热电堆或者热电偶。
8.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中所述探测器组件（40）具有超过两个带有探测器元件和带通滤波器元件的角度组件（52、62、72、72'），其在空间布置上以矩形或者方形的锥台的侧面形式围绕中心点（2）进行布置。
9.按照权利要求1至10中任一项所述的装置（1、1'），其中所述探测器组件（40、41）与所述辐射源（30）一同构造成适用于导引吸入气体和/或呼出气体的导流元件（100、100'），从而使得所述测量气体作为主流流动经过所述导流元件（100、100'）并且可以在主流中检测到所述气体浓度。
10.按照权利要求1至10中任一项所述的装置（1），其中所述探测器组件（40）与所述辐射源（3）一同如此构造成适用于导引吸入气体和/或呼出气体的导流元件（100''）的构件（97），从而使得所述测量气体被用于浓度测量，所述测量气体代表基本上在所述导流元件（100）中心作为主流的一部分、作为附流或侧流穿通流过所述构件（97）的气体量，在附流或侧流中可以检测到所述气体量。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的装置（1），其中所述探测器组件（41）与所述辐射源（30）一同如此构造成在适用于导引吸入气体和/或呼出气体的导流元件（100''）中的、侧向布置在所述导流元件（100''）中的构件（12），从而使得所述测量气体被用于浓度测量，所述测量气体代表基本上在所述导流元件（100''）的侧向边缘区域中在附流或侧流中作为主流的一部分穿通流过所述构件（12）的气体量，在附流或侧流中可以检测到所述气体量。
CN201711033155.5A 2016-10-28 2017-10-30 用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置 Active CN108020522B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016012970.0A DE102016012970A1 (de) 2016-10-28 2016-10-28 Vorrichtung zur Konzentrationsbestimmung mindestens einer Gaskomponente in einem Atemgasgemisch
DE102016012970.0 2016-10-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108020522A true CN108020522A (zh) 2018-05-11
CN108020522B CN108020522B (zh) 2021-03-09

Family

ID=60117433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711033155.5A Active CN108020522B (zh) 2016-10-28 2017-10-30 用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10502682B2 (zh)
EP (1) EP3315947B1 (zh)
JP (1) JP6538802B2 (zh)
CN (1) CN108020522B (zh)
DE (1) DE102016012970A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111772633A (zh) * 2020-07-16 2020-10-16 韩锋 一种遥感呼吸功能监护装置及方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016010088A1 (de) * 2016-08-23 2018-03-01 Dräger Safety AG & Co. KGaA Messvorrichtung zur Absorptionsmessung von Gasen
FR3077640B1 (fr) * 2018-02-05 2023-06-30 Elichens Procede d'analyse d'un gaz par une double illumination
IT201800005823A1 (it) 2018-05-29 2019-11-29 Apparecchiatura per l’analisi in tempo reale ed in linea del raccolto agricolo.
DE102021111431A1 (de) 2020-06-29 2021-12-30 Dräger Safety AG & Co. KGaA Überwachungssystem

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4180734A (en) * 1977-02-18 1979-12-25 Siemens Aktiengesellschaft Gas analyzer
US5610400A (en) * 1994-03-02 1997-03-11 Instrumentarium Oy Spectroscopic measuring sensor for the analysis of mediums
US5625189A (en) * 1993-04-16 1997-04-29 Bruce W. McCaul Gas spectroscopy
US6512230B1 (en) * 1999-06-18 2003-01-28 Instrumentarium Corp. Method and an arrangement for initiating radiation absorption measurements of gaseous media
WO2003102553A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-11 E2V Technologies (Uk) Limited Gas sensors
US20050247878A1 (en) * 2004-02-11 2005-11-10 Dieter Baschant Infrared gas sensor
CN103620377A (zh) * 2011-07-02 2014-03-05 德雷格安全股份两合公司 带有用于随着对环境影响进行补偿来光学测量气体和气体混合物的测量装置的设备
CN203688439U (zh) * 2010-12-20 2014-07-02 宾德有限公司 用于测量气候室或孵化器中的co2浓度的测量系统

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3512861A1 (de) * 1985-04-04 1986-10-09 Dr. Thiedig + Co, 1000 Berlin Vorrichtung zur kontinuierlichen messung der konzentration eines gases
US5261415A (en) 1991-07-12 1993-11-16 Ciba Corning Diagnostics Corp. CO2 mainstream capnography sensor
DE4133481C2 (de) 1991-10-09 1994-08-11 Ultrakust Electronic Gmbh Multispektralsensor
US5721430A (en) * 1995-04-13 1998-02-24 Engelhard Sensor Technologies Inc. Passive and active infrared analysis gas sensors and applicable multichannel detector assembles
DE29602282U1 (de) * 1996-02-10 1996-06-20 Wiegleb Gerhard Prof Dr Infrarot-Gassensor
US6039697A (en) * 1998-03-20 2000-03-21 Datex-Ohmeda, Inc. Fiber optic based multicomponent infrared respiratory gas analyzer
US6277081B1 (en) * 1999-05-18 2001-08-21 Invivo Research, Inc. Anesthetic gas detection apparatus
US6468222B1 (en) * 1999-08-02 2002-10-22 Healthetech, Inc. Metabolic calorimeter employing respiratory gas analysis
DE10005923C2 (de) * 2000-02-10 2002-06-27 Draeger Safety Ag & Co Kgaa Infrarotoptische Gasmessvorrichtung und Gasmessverfahren
US6469303B1 (en) * 2000-05-17 2002-10-22 Rae Systems, Inc. Non-dispersive infrared gas sensor
DE10047728B4 (de) 2000-09-27 2005-12-08 Dräger Medical AG & Co. KGaA Infrarotoptischer Gasanalysator
US6599253B1 (en) * 2001-06-25 2003-07-29 Oak Crest Institute Of Science Non-invasive, miniature, breath monitoring apparatus
JP3771849B2 (ja) * 2001-09-27 2006-04-26 株式会社堀場製作所 赤外線ガス分析方法および装置
DE20301081U1 (de) * 2002-05-24 2003-04-10 Draeger Safety Ag & Co Kgaa Optischer Gassensor
SE0203426D0 (sv) * 2002-11-20 2002-11-20 Siemens Elema Ab Anordning för passiv gassampling
SE524663C2 (sv) * 2003-01-15 2004-09-14 Senseair Ab Gascell, ingående i gassensor för spektralanalys
DE10315864B4 (de) * 2003-04-08 2006-01-12 Dräger Medical AG & Co. KGaA Vorrichtung und Verfahren zur Konzentrationsbestimmung mindestens einer Gaskomponente in einem Atemgasgemisch
GB0327931D0 (en) * 2003-12-02 2004-01-07 City Tech Gas sensor
WO2008020845A2 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 University Of Florida Research Foundation, Inc. Methods and devices for central photoplethysmographic monitoring methods
US20060263256A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Nitrex Metal Inc. Apparatus and method for controlling atmospheres in heat treating of metals
GB0602320D0 (en) * 2006-02-06 2006-03-15 Gas Sensing Solutions Ltd Domed gas sensor
US20070259440A1 (en) * 2006-04-19 2007-11-08 Xin Zhou Measuring low levels of methane in carbon dioxide
US8320982B2 (en) * 2006-12-27 2012-11-27 Valencell, Inc. Multi-wavelength optical devices and methods of using same
US8323982B2 (en) * 2007-01-11 2012-12-04 Valencell, Inc. Photoelectrocatalytic fluid analyte sensors and methods of fabricating and using same
JP2009128111A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Yazaki Corp 受光ユニット及び濃度測定装置
US7796265B2 (en) * 2008-04-24 2010-09-14 Bah Holdings Llc Optical absorption gas analyser
US8803092B2 (en) * 2008-06-04 2014-08-12 Asahi Kasei Microdevices Corporation Quantum infrared sensor and quantum infrared gas concentration meter using the same
JP2010139298A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Akebono Brake Ind Co Ltd ガスセンサ
EP2221602A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-25 General Electric Company Gas analyzer
EP2444791B1 (en) * 2010-10-25 2020-04-15 General Electric Company Gas analyzer for measuring at least two components of a gas
RU2451285C1 (ru) * 2010-11-12 2012-05-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптосенс" Газоанализатор и оптический блок, используемый в нем
US9234837B2 (en) * 2010-11-12 2016-01-12 Michail A. Maksyutenko Optical gas analyzer
US20150096349A1 (en) * 2012-05-14 2015-04-09 Pen Inc. Optimize analyte dynamic range in gas chromatography
JP6062704B2 (ja) * 2012-10-16 2017-01-18 日本特殊陶業株式会社 ガス濃度検出装置
FR3016213B1 (fr) * 2014-01-06 2016-02-26 Commissariat Energie Atomique Capteur de gaz miniature.
US20150330893A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Daylight Solutions Inc. Physiological parameter analysis assembly
US9549702B1 (en) * 2014-06-27 2017-01-24 Maxim Integrated Products, Inc. System including integrated optical sensors for determination of impairment of motorized system operators
US20160371590A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 Lunatech, Llc Longitudinal Health And Predictive Modeling From Air Analyzer And Treatment System
US10012585B2 (en) * 2015-10-12 2018-07-03 Oridion Medical 1987 Ltd. Gas sampling cell

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4180734A (en) * 1977-02-18 1979-12-25 Siemens Aktiengesellschaft Gas analyzer
US5625189A (en) * 1993-04-16 1997-04-29 Bruce W. McCaul Gas spectroscopy
US5610400A (en) * 1994-03-02 1997-03-11 Instrumentarium Oy Spectroscopic measuring sensor for the analysis of mediums
US6512230B1 (en) * 1999-06-18 2003-01-28 Instrumentarium Corp. Method and an arrangement for initiating radiation absorption measurements of gaseous media
WO2003102553A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-11 E2V Technologies (Uk) Limited Gas sensors
US20050247878A1 (en) * 2004-02-11 2005-11-10 Dieter Baschant Infrared gas sensor
CN203688439U (zh) * 2010-12-20 2014-07-02 宾德有限公司 用于测量气候室或孵化器中的co2浓度的测量系统
CN103620377A (zh) * 2011-07-02 2014-03-05 德雷格安全股份两合公司 带有用于随着对环境影响进行补偿来光学测量气体和气体混合物的测量装置的设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111772633A (zh) * 2020-07-16 2020-10-16 韩锋 一种遥感呼吸功能监护装置及方法
CN111772633B (zh) * 2020-07-16 2023-06-23 韩锋 一种遥感呼吸功能监护装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10502682B2 (en) 2019-12-10
CN108020522B (zh) 2021-03-09
US20180120224A1 (en) 2018-05-03
EP3315947A1 (de) 2018-05-02
JP2018077222A (ja) 2018-05-17
JP6538802B2 (ja) 2019-07-03
DE102016012970A1 (de) 2018-05-03
EP3315947B1 (de) 2021-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108020522A (zh) 用于呼吸气体混合物中至少一种气体组分的浓度确定的装置
CN102264292B (zh) 测量呼吸中的气体浓度的装置
US8080798B2 (en) Gas measurement system
US7432508B2 (en) Gas measurement system
CN102890069B (zh) 用于测量呼吸气体的氧气浓度的气体传感器、分析器和方法
US5942755A (en) Infrared optical gas-measuring system
CN108020521A (zh) 确定呼吸气体混合物中的至少一种气体组分的浓度的装置
WO2007103855A2 (en) Gas measurement system
US20120190997A1 (en) Main stream gas analyzing device
CN103822892B (zh) 一种红外气体传感器
WO2020050444A1 (ko) 미세먼지 전구물질 농도 및 온도의 2차원 측정 및 이의 능동제어 방법
US9295410B2 (en) Airway adapter and gas analyzer for measuring oxygen concentration of a respiratory gas
CN106264535B (zh) 主流式人呼吸末二氧化碳浓度测量方法
US11366056B2 (en) Respiratory gas analyzer and a beam splitter therefor
US20100208268A1 (en) Gas analyzer
CN209606313U (zh) 同时检测环境空气中二氧化硫和二氧化氮的装置
CN210923462U (zh) 一种基于nduv技术的气体浓度检测装置
CN208872664U (zh) 一种用于测量煤矿中瓦斯浓度的装置
KR20200075416A (ko) 가스 분석 장치
Jenkins et al. A Rugged Low Cost Diode Laser Sensor for H2O and Temperature Applied to a Spray Flame
CN107044965A (zh) 一种气体测量装置
CN109781639A (zh) 同时检测环境空气中二氧化硫和二氧化氮的装置与方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant