CN110987852A - 一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，包括样品池、红外光源和探测器；所述样品池内对称设置有收集桶，相邻所述收集桶之间相互连通，所述样品池内通过驱动装置固定连接有转盘，所述转盘的侧壁上固定连接有与收集桶相对应的标准气体密封罐，所述标准气体密封罐位于收集桶和探测器之间，本发明通过标准气体密封罐检测出标准气体的吸光度，使仪器能自动校准标准曲线。
Description
技术领域
本发明涉及红外光谱仪技术领域，具体是一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统。
背景技术
常用的检测人体胃中幽门螺杆菌的方法是给人服用13C-尿素胶囊，幽门螺杆菌会快速的将尿素胶囊分解为CO2，并经肺部呼气排除，通过碳十三红外光谱仪检测服用13C-尿素胶囊前后13CO2和12CO2浓度的比值变化来判断幽门螺杆菌的感染。
然而现有的红外光谱仪无法自动校准标准曲线，仪器使用时间较长时，硬件性能老化后，导致标准曲线漂移，致使仪器检测精度降低，现有方式只能将仪器返厂重新校准制作标准曲线，不能自动校准标准曲线，因此仪器性能的稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，包括样品池、红外光源和探测器；
所述样品池内对称设置有收集桶，相邻所述收集桶之间相互连通，所述样品池内通过驱动装置固定连接有转盘，所述转盘的侧壁上固定连接有与收集桶相对应的标准气体密封罐，所述标准气体密封罐位于收集桶和探测器之间，驱动装置工作实现转盘工作，在转盘工作时实现调整标准气体密封罐相对收集桶的位置。
作为本发明进一步的方案：相邻所述收集桶内通过连通管相互连通，连通管实现了相邻收集桶之间的连通。
作为本发明进一步的方案：其中一个所述收集桶内连通有进气管，所述进气管上安装有开关阀，开关阀便于控制气体进入收集桶内；
另一个所述收集桶上连通有出气管，所述出气管上安装有控气阀，控气阀便于空气收集桶内的气体排出。
作为本发明进一步的方案：所述进气管远离样品池的一端连通有气缸，所述气缸上设置有抽气加压电机，所述气缸内连通有充气管，所述充气管上连通有底气接口和样气接口，底气接口将服用13C-尿素胶囊前肺部呼出的气体通过充气管流入气缸内，抽气加压电机的设置实现将气缸内的气体注入收集桶内；样气接口将服用13C-尿素胶囊后肺部呼出的气体通过充气管流入气缸内，抽气加压电机的设置实现将气缸内的气体注入收集桶内。。
作为本发明进一步的方案：所述充气管上还连通有第一连管和第二连管，所述第一连管和第二连管上均安装有控制阀，所述第一连管上安装有二氧化碳过滤块，当需要通过空气实现对该装置进行清理时，打开控制阀使空气通过第二连管进入该装置内实现了对该装置进行清理；当需要对空气进行过滤时，工作人员打开第一连管上的控制阀使空气经过二氧化碳过滤块进入该装置内。
作为本发明进一步的方案：所述样品池内固定连接有第一电机，所述第一电机的驱动轴上固定连接有切光片，所述切光片设置在收集桶和红外光源之间，且相邻所述切光片之间预留有空隙，切光片设置在收集桶和红外光源之间，当需要阻挡红外光源穿入收集桶内时，第一电机工作实现将切光片调整至红色光源和收集桶的中间位置，并通过切光片实现了对红外光源照射光源的阻挡，防止红外光源照射的光源照射在收集桶内；当需要将红外光源穿入收集桶内时，第一电机工作实现将切光片之间预留的空隙位于红色光源和收集桶的中间位置，从而使红外光源的光源照射在收集桶内。
作为本发明进一步的方案：所述探测器包括碳十二探测器和碳十三探测器，所述碳十二探测器和碳十三探测器分别位于上下侧收集桶的端部。
二氧化碳在红外波段有若干特征吸收峰，而13CO2和12CO2二者的吸收峰位置又稍有差别，红外光源利用13CO2和12CO2二者的吸收峰位置的微小差异，将样本注入样品池中，采用窄带干涉滤光组件产生两束波长分别处于二者吸收峰(波长4280nm/4412nm)的红外光穿过样品池，分别测量出样本中13CO2和12CO2对光的吸光度，根据标准曲线求出13CO2和12CO2的浓度，然后计算出样气样本与底气样本中碳十三同位素相对于碳十三天然丰度的千分变化量DOB，通过碳十三探测器检测服用13C-尿素胶囊前后13CO2和12CO2的浓度浓度的比值变化来判断幽门螺杆菌的感染。
作为本发明进一步的方案：所述收集桶和探测器之间设置有滤光片，所述滤光片固定连接在样品池的内侧壁上，滤光片是用来选取所需辐射波段的光学器件，便于碳十二探测器和碳十三探测器测量出样本中13CO2和12CO2对光的吸光度。
作为本发明进一步的方案：所述驱动装置为第二电机；
所述标准气体密封罐呈环形设置。
标准气体密封罐内部填充已知不同浓度的标准气体，1号、7号标准气体密封罐标准源填充惰性气体，2号、3号、4号、5号、6号标准气体密封罐分别填充1.5％、2.5％、3.5％、4.5％、5.5％浓度的12CO2标准气体，8号、9号、10号、11号、12号分别填充0.15‰、0.25‰、0.35‰、0.45‰、0.55‰浓度的13CO2标准气体，增加第二电机与标准气体密封罐，使用第二电机将特定标号的标准气体密封罐转到样品池中探测器的位置，标准气体密封罐内装有标准气体源，通过对已知浓度的标准气体源的检测，与仪器现有的标准曲线进行比较，检测当前标准曲线的准确性，如果有偏差，可通过对标准气体源重新制作标准曲线
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置探测器，便于测量出样本中13CO2和12CO2对光的吸光度，再根据标准曲线求出13CO2和12CO2的浓度，然后计算出样气样本与底气样本中碳十三同位素相对于碳十三天然丰度的千分变化量；通过在样品池内设置收集桶，给工作人员对服用13C-尿素胶囊前后收集气体带来了方便，同时便于工作人员对收集气体的检查，通过在转盘上的侧壁上固定连接有与收集桶相对应的标准气体密封罐，便于对盘的侧壁上固定连接有与收集桶相对应的标准气体密封罐；这种双气路碳十三红外光谱仪通过标准气体密封罐检测出标准气体的吸光度，使仪器能自动校准标准曲线。
附图说明
图1为一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统示意图；
图2为一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统中转盘和标准气体密封罐的连接示意图；
图3为一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统中标准气体密封罐的示意图；
图中：1、样品池；2、红外光源；3、探测器；4、收集桶；5、驱动装置；6、转盘；7、标准气体密封罐；8、连通管；9、进气管；10、开关阀；11、出气管；12、控气阀；13、气缸；14、抽气加压电机；15、充气管；16、底气接口；17、样气接口；18、第一连管；19、第二连管；20、控制阀；21、二氧化碳过滤块；22、第一电机；23、切光片；24、碳十二探测器；25、碳十三探测器；26、滤光片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，包括样品池1、红外光源2和探测器3；
样品池1内对称设置有收集桶4，相邻收集桶4之间相互连通，样品池1内通过驱动装置5固定连接有转盘6，转盘6的侧壁上固定连接有与收集桶4相对应的标准气体密封罐7，标准气体密封罐7位于收集桶4和探测器3之间，驱动装置5工作实现转盘6工作，在转盘6工作时实现调整标准气体密封罐7相对收集桶4的位置。
相邻收集桶4内通过连通管8相互连通，连通管8实现了相邻收集桶4之间的连通。
其中一个收集桶4内连通有进气管9，进气管9上安装有开关阀10，开关阀10便于控制气体进入收集桶4内；
另一个收集桶4上连通有出气管11，出气管11上安装有控气阀12，控气阀12便于空气收集桶4内的气体排出。
进气管9远离样品池1的一端连通有气缸13，气缸13上设置有抽气加压电机14，气缸13内连通有充气管15，充气管15上连通有底气接口16和样气接口17，底气接口16将服用13C-尿素胶囊前肺部呼出的气体通过充气管15流入气缸13内，抽气加压电机14的设置实现将气缸13内的气体注入收集桶4内；样气接口17将服用13C-尿素胶囊后肺部呼出的气体通过充气管15流入气缸13内，抽气加压电机14的设置实现将气缸13内的气体注入收集桶4内。
充气管15上还连通有第一连管18和第二连管19，第一连管18和第二连管19上均安装有控制阀20，第一连管18上安装有二氧化碳过滤块21，当需要通过空气实现对该装置进行清理时，打开控制阀20使空气通过第二连管19进入该装置内实现了对该装置进行清理；当需要对空气进行过滤时，工作人员打开第一连管18上的控制阀20使空气经过二氧化碳过滤块21进入该装置内。
样品池1内固定连接有第一电机22，第一电机22的驱动轴上固定连接有切光片23，切光片23设置在收集桶4和红外光源2之间，且相邻所述切光片23之间预留有空隙，切光片23设置在收集桶4和红外光源2之间，当需要阻挡红外光源2穿入收集桶4内时，第一电机22工作实现将切光片23调整至红色光源2和收集桶4的中间位置，并通过切光片23实现了对红外光源2照射光源的阻挡，防止红外光源2照射的光源照射在收集桶4内；当需要将红外光源2穿入收集桶4内时，第一电机22工作实现将切光片23之间预留的空隙位于红色光源2和收集桶4的中间位置，从而使红外光源2的光源照射在收集桶4内。
探测器3包括碳十二探测器24和碳十三探测器25，碳十二探测器24和碳十三探测器25分别位于上下侧收集桶4的端部。
二氧化碳在红外波段有若干特征吸收峰，而13CO2和12CO2二者的吸收峰位置又稍有差别，红外光源2利用13CO2和12CO2二者的吸收峰位置的微小差异，将样本注入样品池1中，采用窄带干涉滤光组件产生两束波长分别处于二者吸收峰(波长4280nm/4412nm)的红外光穿过样品池1，分别测量出样本中13CO2和12CO2对光的吸光度，根据标准曲线求出13CO2和12CO2的浓度，然后计算出样气样本与底气样本中碳十三同位素相对于碳十三天然丰度的千分变化量DOB，通过碳十三探测器25检测服用13C-尿素胶囊前后13CO2和12CO2的浓度浓度的比值变化来判断幽门螺杆菌的感染。
收集桶4和探测器3之间设置有滤光片26，滤光片26固定连接在样品池1的内侧壁上，滤光片26是用来选取所需辐射波段的光学器件，便于碳十二探测器24和碳十三探测器25测量出样本中13CO2和12CO2对光的吸光度。
驱动装置5为第二电机；
标准气体密封罐7呈环形设置。
标准气体密封罐7内部填充已知不同浓度的标准气体，1号、7号标准气体密封罐7标准源填充惰性气体，2号、3号、4号、5号、6号标准气体密封罐7分别填充1.5％、2.5％、3.5％、4.5％、5.5％浓度的12CO2标准气体，8号、9号、10号、11号、12号分别填充0.15‰、0.25‰、0.35‰、0.45‰、0.55‰浓度的13CO2标准气体，增加第二电机与标准气体密封罐7，使用第二电机将特定标号的标准气体密封罐7转到样品池1中探测器3的位置，标准气体密封罐7内装有标准气体源，通过对已知浓度的标准气体源的检测，与仪器现有的标准曲线进行比较，检测当前标准曲线的准确性，如果有偏差，可通过5对标准气体源重新制作标准曲线。
本发明在使用时，底气接口16将服用13C-尿素胶囊前肺部呼出的气体通过充气管15流入气缸13内，抽气加压第一电机16工作实现将气缸13内的气体经过进气管9注入至收集桶4内，第一电机22工作实现将切光片23之间预留的空隙位于红色光源2和收集桶4的中间位置，从而使红外光源2的光源照射在收集桶4内，利用碳十三探测器25和碳十二探测器24分别测量出底气中13CO2和12CO2对光的吸光度，根据标准曲线求出13CO2和12CO2的浓度。
样气接口17将服用13C-尿素胶囊后肺部呼出的气体通过充气管15流入气缸13内，抽气加压第一电机16工作实现将气缸13内的气体经过第一连通管8注入收集桶4内，第一电机22工作实现将切光片23之间预留的空隙位于红色光源2和收集桶4的中间位置，从而使红外光源2的光源照射在收集桶4内，利用碳十三探测器25和碳十二探测器24分别测量出样本中13CO2和12CO2对光的吸光度，根据标准曲线求出13CO2和12CO2的浓度，然后计算出样气样本与底气样本中碳十三同位素相对于碳十三天然丰度的千分变化量，通过对已知浓度的标准气体源的检测，与仪器现有的标准曲线进行比较，检测当前标准曲线的准确性，如果有偏差，可通过5对标准气体源重新制作标准曲线。
在本发明中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统,其特征在于，包括样品池(1)、红外光源(2)和探测器(3)；
所述样品池(1)内对称设置有收集桶(4)，相邻所述收集桶(4)之间相互连通，所述样品池(1)内通过驱动装置(5)固定连接有转盘(6)，所述转盘(6)的侧壁上固定连接有与收集桶(4)相对应的标准气体密封罐(7)，所述标准气体密封罐(7)位于收集桶(4)和探测器(3)之间。
2.根据权利要求1所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，相邻所述收集桶(4)内通过连通管(8)相互连通。
3.根据权利要求1所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，其中一个所述收集桶(4)内连通有进气管(9)，所述进气管(9)上安装有开关阀(10)；
另一个所述收集桶(4)上连通有出气管(11)，所述出气管(11)上安装有控气阀(12)。
4.根据权利要求3所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，所述进气管(9)远离样品池(1)的一端连通有气缸(13)，所述气缸(13)上设置有抽气加压电机(14)，所述气缸(13)内连通有充气管(15)，所述充气管(15)上连通有底气接口(16)和样气接口(17)。
5.根据权利要求1所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，所述充气管(15)上还连通有第一连管(18)和第二连管(19)，所述第一连管(18)和第二连管(19)上均安装有控制阀(20)，所述第一连管(18)上安装有二氧化碳过滤块(21)。
6.根据权利要求1所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，所述样品池(1)内固定连接有第一电机(22)，所述第一电机(22)的驱动轴上固定连接有切光片(23)，所述切光片(23)设置在收集桶(4)和红外光源(2)之间。
7.根据权利要求1所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，所述探测器(3)包括碳十二探测器(24)和碳十三探测器(25)，所述碳十二探测器(24)和碳十三探测器(25)分别位于上下侧收集桶(4)的端部。
8.根据权利要求1所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，所述收集桶(4)和探测器(3)之间设置有滤光片(26)，所述滤光片(26)固定连接在样品池(1)的内侧壁上。
9.根据权利要求1所述的一种碳十三红外光谱仪曲线自动校准系统，其特征在于，所述驱动装置(5)为第二电机；
所述标准气体密封罐(7)呈环形设置。
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