CN113509167A - 基于气体监测模块的校准系统、校准方法及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及基于气体监测模块的校准系统、校准方法及测量方法，其中系统包括光源以及对应于所述光源的光源传感器；气室，设置在所述光源与所述光源传感器之间的测量光路上；光路组件，具有参考滤光片；其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；处理器，与所述光源传感器以及所述光路组件连接，用于在对所述气体监测模块进行校准时，控制所述参考滤光片运动至所述测量光路上。该校准系统以参考滤光片对应的预设气体浓度作为校准的参考，能够实现对气体监测模块的校准，且该校准系统仅在原始的气体监测模块的基础上增加了光路组件，并未涉及到其他硬件的改变，那么利用该参考滤光片进行校准时可以得到准确的校准系数。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及基于气体监测模块的校准系统、校准方法及测量方法。
背景技术
呼吸气体监测主要用于监测病人呼吸生命体征相关的生理参数，常涉及到呼吸率、呼出CO2浓度、吸入CO2浓度及波形。主要监测手术中麻醉病人的呼吸相关生理参数或者对ICU病人实时监测，并根据测试结果给出医护人员提示，及时做出相应调整。
以呼出气体中的CO2浓度测量为例，基于光谱吸收的朗伯-比尔定律，即CO2气体在红外光谱中的吸收峰对相应波长红外光有吸收作用，吸收强度与其浓度正相关。通过被检测气体对透射红外光强度的影响，便可以确定气体的浓度。透射光强度和吸收气体的浓度的关系，满足朗伯-比尔定律，通过检测透射光强度变化来监测实时气体浓度。
在实际测量中，通常首先会获得气体浓度为零时的透射光强度值，即零基准值(其中，将空气中的气体浓度作为零基准值)，再根据此零基准值和基于零基准值而获得的气体浓度值和透射光强度值之间的对应关系曲线，根据实时检测的透射光强度值得到实时的气体浓度值。由于不同气体监测模块的红外光源、红外光源传感器、滤光片、电路会有差异性，因此不同的气体监测模块在出厂前都会制定相应的校准系数，以修正该气体监测模块测量偏差。
但是，气体监测模块经过长时间工作后，由于红外光源、红外光传感器等器件老化等原因，导致气体浓度测量不准确，而这种由于器件原因导致的气体浓度测量不准确医护人员是很难识别的，常常会误以为患者生理异常，进而导致误诊危及患者生命。因此，每隔一定的时间就需要对气体监测模块的校准系数进行更新，以避免由于器件原因导致的气体浓度测量不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于气体监测模块的校准系统、校准方法及测量方法，以解决气体监测模块的校准系数不准确的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种基于气体监测模块的校准系统，包括：
光源以及对应于所述光源的光源传感器；
气室，设置在所述光源与所述光源传感器之间的测量光路上；
光路组件，具有参考滤光片，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；
处理器，与所述光源传感器以及所述光路组件连接，用于在对所述气体监测模块进行校准时，控制所述参考滤光片运动至所述测量光路上。
本发明实施例所述的基于气体监测模块的校准系统，通过在测量光路上设置具有与预设气体浓度对应的参考滤光片，当需要对气体监测模块进行校准时，处理器控制参考滤光片运动至测量光路上，使得光源传感器接收到的光信号是经过参考滤光片后的光信号。该校准系统以参考滤光片对应的预设气体浓度作为校准的参考，能够实现对气体监测模块的校准，且该校准系统仅在原始的气体监测模块的基础上增加了光路组件，并未涉及到其他硬件的改变，那么利用该参考滤光片进行校准时可以得到准确的校准系数。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述光路组件包括：
本体；其中，所述参考滤光片固定在所述本体上；
驱动件，分别与所述本体以及所述处理器连接。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述光路组件还包括：
开设在所述本体上的通孔；其中，所述处理器还用于在所述气体监测模块正常工作时，控制所述通孔运动至所述测量光路上。
本发明实施例所述的基于气体监测模块的校准系统，通过在本体上设置通孔，一方面能够校正光源发出的光线的传播路径，另一方面将通孔与参考滤光片设置在同一本体上，能够简化光路组件的结构。
根据第二方面，本发明实施例还提供了一种基于气体监测模块的校准方法，包括：
接收校准指令；
基于所述校准指令，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；所述测量光路上还设置有气室；
获取所述光源传感器的测量结果；
基于所述测量结果计算出气体浓度；
利用所述预设气体浓度以及计算出的气体浓度，确定所述气体监测模块的校准系数。
本发明实施例所述的基于气体监测模块的校准方法，在接收到校准指令之后，将参考滤光片运动至测量光路上，使得光源传感器接收到的光信号是经过参考滤光片后的光信号，利用光学传感器的测量结果可以计算出气体浓度，基于预设气体浓度以及计算出的气体浓度所计算出的校准系数β体现了计算出的气体浓度相对预设气体浓度的偏离程度，该校准系数是基于原始测量光路得到的，准确性较高。
结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述接收校准指令的步骤之后还包括：
控制三通阀切换至大气通道；其中，所述三通阀与所述气室的进气口连接；
控制隔膜泵以预设转速工作预设时间，以使得所述气室内充满空气；其中，所述隔膜泵与所述气室连接。
本发明实施例所述的基于气体监测模块的校准方法，通过控制隔膜泵以预设转速工作预设时间使得气室内充满空气，能够利用空气对气室进行冲洗，以避免气室内的残留气体对测量结果的影响。
根据第三方面，本发明实施例还提供了一种基于气体监测模块的气体浓度测量方法，包括：
控制光路组件中的通孔运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，设置在测量光路上的气室内充满待测气体；
获取所述光源传感器的测量结果；
获取所述气体监测模块的校准系数；其中，所述校准系数是根据本发明第二方面，或第二方面第一实施方式中所述的基于气体监测模块的校准方法得到的；
根据所述测量结果以及所述校准系数，确定所述待测气体的浓度。
本发明实施例所述的基于气体监测模块的气体浓度测量方法，其中，校准系数的准确性保证了所确定出的待测气体浓度的准确性。
结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，所述根据所述测量结果以及所述校准系数，确定所述待测气体的浓度，包括：
基于所述测量结果，计算所述待测气体的浓度测量值；
利用所述校准系数对所述浓度测量值进行校准，以得到所述待测气体的浓度。
根据第四方面，本发明实施例还提供了一种基于气体监测模块的校准装置，包括：
接收模块，用于接收校准指令；
第一控制模块，用于基于所述校准指令，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；所述测量光路上还设置有气室；
第一获取模块，用于获取所述光源传感器的测量结果；
计算模块，用于基于所述测量结果计算出气体浓度；
第一确定模块，用于利用所述预设气体浓度以及计算出的气体浓度，确定所述气体监测模块的校准系数。
本发明实施例所述的基于气体监测模块的校准装置，在接收到校准指令之后，将参考滤光片运动至测量光路上，使得光源传感器接收到的光信号是经过参考滤光片后的光信号，利用光学传感器的测量结果可以计算出气体浓度，基于预设气体浓度以及计算出的气体浓度所计算出的校准系数β体现了计算出的气体浓度相对预设气体浓度的偏离程度，该校准系数是基于原始测量光路得到的，准确性较高。
根据第五方面，本发明实施例还提供了一种基于气体监测模块的气体浓度测量装置，包括：
第二控制模块，用于控制光路组件中的通孔运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，设置在测量光路上的气室内充满待测气体；
第二获取模块，用于获取所述光源传感器的测量结果；
提取模块，用于提取所述气体监测模块的校准系数；其中，所述校准系数是根据本发明第二方面，或第二方面第一实施方式中所述的基于气体监测模块的校准方法得到的；
第二确定模块，用于根据所述测量结果以及所述校准系数，确定所述待测气体的浓度。
本发明实施例所述的基于气体监测模块的气体浓度测量装置，其中，校准系数的准确性保证了所确定出的待测气体浓度的准确性。
根据第六方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第二方面或者第二方面的任意一种实施方式中所述的基于气体监测模块的校准方法，或者，执行第三方面或者第三方面的任意一种实施方式中所述的基于气体监测模块的气体浓度测量方法。
根据第七方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的基于气体监测模块的校准方法，或者，执行第三方面或者第三方面的任意一种实施方式中所述的基于气体监测模块的气体浓度测量方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中气体监测模块的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的基于气体监测模块的校准系统的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的基于气体监测模块的校准系统的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的基于气体监测模块的校准方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的基于气体监测模块的校准方法的流程图；
图6是根据本发明实施例的基于气体监测模块的气体浓度测量方法的流程图；
图7是根据本发明实施例的基于气体监测模块的校准装置的结构框图；
图8是根据本发明实施例的基于气体监测模块的气体浓度测量装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1示出了本发明实施例中气体监测模块一种可选的结构示意图，如图1所示，该气体监测模块包括光源组件、气路组件以及控制组件。
其中，光源组件包括光源1、与光源1对应的光源传感器2、设置在光源1与光源传感器2之间的气室3。气路组件包括三通阀4、隔膜泵5以及流速传感器6。如图1所示，三通阀4与气室3的进气口连接，流速传感器6与气室的出气口连接，且隔膜泵5与流速传感器6的出口连接。
在控制组件中设置有与三通阀4对应的三通阀控制电路、与隔膜泵5对应的隔膜泵控制电路、与流速传感器6对应的流速控制电路以及电子设备。其中，电子设备用于对流速控制电路、隔膜泵控制电路以及三通阀控制电路进行控制，且电子设备还与光源组件的输出端连接，用于接收光源传感器2的输出信号，并对输出信号进行分析，以得到气室2内待测气体的气体浓度。
其中，三通阀4用于在大气通道与呼吸通道之间进行切换，从而切换气室3内的气体。当三通阀4切换至大气通道时，电子设备控制隔膜泵控制电路工作，以使得隔膜泵将空气泵入气室内，且流量传感器6测量此时气路中的气体流量；当三通阀4切换至呼吸通道时，电子设备控制隔膜泵控制电路工作，以使得隔膜泵将病人的呼出气体泵入气室内，且流量传感器6测量此时气路中的气体流量。
可选地，在光源传感器2与电子设备之间还设置有放大器7，该放大器7对光源传感器2的输出信号进行放大，放大后的信号被电子设备接收并进行分析以确定待测气体的气体浓度。
具体地，光源1发出的光信号经过气室3，被气室3内一定浓度的待测气体吸收，其吸收强度与气体浓度正相关。光源传感器2采集到从气室1射出的光线并将其转化为电信号发送给电子设备，电子设备对接收到的电信号进行处理，即可得到待测气体的气体浓度。光源1发出的光信号被待测气体所吸收，不同气体浓度的待测气体所吸收的光信号强度不同，因此电子设备通过对被待测气体吸收后的信号进行分析便可以确定待测气体的气体浓度。
以光源1为红外光源为例，对应地，光源传感器2为红外光源传感器。红外光源发出红外光脉冲，该红外光脉冲射入气室3，红外光脉冲在穿过气室3的过程中，红外光脉冲被气室3内一定浓度气体的待测气体吸收，其吸收强度与待测气体的浓度正相关。即，可以理解为，红外光脉冲被气室内的待测气体吸收，穿过气室3的红外光脉冲经过红外光源传感器上中心波长为λ的带通滤光片后被转换成电信号，其中待测气体对波长为λ的红外光具有最大的吸收。电信号经过放大器7后被电子设备接收，电子设备根据所接收到的信号反算出待测气体的气体浓度。
需要说明的是，图1中仅仅示出了本发明实施例中气体监测模块的一个可选的应用实例，但是本发明实施例中所述的气体监测模块的具体结构并不限于此，例如，三通阀4、隔膜泵5以及流量传感器6的位置可以根据实际情况进行相应的设置；流速控制电路、隔膜泵控制电路以及三通阀控制电路可以是相应的硬件控制电路，也可以是集成在电子设备内的软件控制程序等等；由于不同的待测气体具有不同的光吸收特性，那么光源1可以根据不同的待测气体进行相应地的设置，相应地，光源传感器2与光源1适配。
所述的电子设备包括存储器(图未示)以及处理器(图未示)，其中处理器分别与图1中的流速控制电路、隔膜泵控制电路、三通阀控制电路以及放大器7连接，用于对流速控制电路、隔膜泵控制电路、三通阀控制电路进行控制，且对放大器7的输出信号进行分析，以得到待测气体的气体浓度。
该电子设备可以作为一硬件模块接入医疗设备如监护仪中，用于测量患者的气体浓度或对气体浓度进行校准，并将最终测试结果反馈至监护仪上位机中，供监护仪上位机进行进一步处理并根据测试结果给出医护人员提示。
存储器与处理器通信连接，该存储器存储有可被处理器执行的指令，所述指令被处理器执行，以使处理器执行本发明实施例中所提供的基于气体监测模块的校正方法、或气体浓度测量方法。具体地，存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的基于气体监测模块的校正方法、或气体浓度测量方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中所述的基于气体监测模块的校正方法、或气体浓度测量方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据服务器操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本发明实施例提出了一种基于气体监测模块的校准系统，其中，所述气体监测模块以图1中所述的气体监测模块为例，但并不限于此。所述的校准系统如图2所示，包括光源1、对应于光源的光源传感器2、气室3、光路组件以及处理器。其中，气室3设置在光源1与光源传感器2之间的测量光路上，所述的处理器与光源传感器2以及光路组件连接。
需要说明的是，图2以及图3中的电子设备包括处理器以及存储器，具体请参见图1所示实施例中，关于处理器以及存储器的相关描述，在此不再赘述。对于电子设备而言，其对光路组件的控制以及对光源传感器2的输出结果的处理均是由处理器处理的。为保证描述方便，在下文中均以电子设备进行描述。
具体地，光路组件具有参考滤光片82，该参考滤光片82与预设气体浓度对应，即，参考滤光片82代表预设气体浓度。该预设气体浓度是已知的气体浓度，例如表示为C1。当对气体监测模块进行校准时，电子设备控制参考滤光片运动至测量光路上，例如，当对气体监测模块进行校准时，参考滤光片82运动至图2所示的光源1与气室3之间，或者，参考滤光片82运动至图3所示的气室1与光源传感器2之间。
需要说明的是，所述的参考滤光片82可以是带通滤光片，也可以是窄带滤光片，或者其他类型的滤光片，在此对参考滤光片82的类型并不做任何限制，可以根据光源1的实际情况进行具体设置，而光源1是取决于待测气体的。这是由于不同的气体对不同波长的光的吸收特性不同，因此，参考滤光片82的类型可以根据待测气体进行相应的选择。
其中，在对气体监测模块进行校准时，光源1发出的光信号除了被气室3内的气体吸收之外，还被参考滤光片82所吸收。即，放大器7所采集到的光信号是经过气室内的气体以及参考滤光片82吸收后的光信号。
具体地，校准原理如下：在进行气体监测模块的校准时，三通阀4切换至大气通道，隔膜泵5工作使得气室内2充满空气，电子设备控制参考滤光片运动至测量光路上，那么光源1发出的光信号经过参考滤光片以及气室内的空气后，被光源传感器2所接收，光源传感器2将其转换为电信号输出给放大器7，放大器7对接收到的电信号进行放大后被电子设备接收，电子设备对接收到的电信号进行处理后得到当前所测得的气体浓度C2。由于气体监测装置内器件的老化，或其他原因会导致测得的气体浓度C2相对预设气体浓度C1存在一定的偏离程度，该偏离程度就对应于当前气体监测模块的校正系数。即，校正系数β可以表示为：β＝C1/C2。
在气体监测模块正常工作时，电子设备控制三通阀4切换至呼吸通道，隔膜泵5工作使得气室内充满病人的呼出气体(即，待测气体)；此时，电子设备控制参考滤光片82远离测量光路，即光源1发出的光信号仅仅被气室3内的待测气体吸收，此时参考滤光片82对光信号并不产生任何影响。
本实施例提供的基于气体监测模块的校准系统，通过在测量光路上设置具有与预设气体浓度对应的参考滤光片，当需要对气体监测模块进行校准时，处理器控制参考滤光片运动至测量光路上，使得光源传感器接收到的光信号是经过参考滤光片后的光信号。该校准系统以参考滤光片对应的预设气体浓度作为校准的参考，能够实现对气体监测模块的校准，且该校准系统仅在原始的气体监测模块的基础上增加了光路组件，并未涉及到其他硬件的改变，那么利用该参考滤光片进行校准时可以得到准确的校准系数。
作为本实施例的一种可选实施方式，光路组件包括参考滤光片82以及导轨，且参考滤光片82可以固定在导轨上，当需要对气体监测模块进行校正时，电子设备控制参考滤光片82在导轨上移动，以使得参考滤光片82移动至测量光路上。当气体监测模块正常工作时，电子设备控制参考滤光片82在导轨上移动，以使得参考滤光片远离测量光路。
进一步可选地，如图2或图3所示，光路组件包括本体8以及驱动件9。其中，参考滤光片固定在本体8上，驱动件9与本体8以及处理器连接。当需要对气体监测模块进行校正时，电子设备通过电机控制电路向驱动件9发出第一控制信号，驱动件9在第一控制信号的控制下驱动本体8转动，使得参考滤光片82转动至测量光路上。当气体监测模块正常工作时，电子设备通过电机控制电路向驱动件9发出第二控制信号，驱动件9在第二控制信号的控制下驱动本体8转动，使得参考滤光片82远离测量光路。
其中，所述的本体为不透光材料且不会吸收光源1发出的光信号，即，不会对光源1发出的光信号产生影响。例如本体可以采用斩光片，或其他材料等等。所述的驱动件为电机，当然也包括能够保证本体转动的外围电路。
作为本实施例的另一种可选实施方式，如图2或图3所示，光路组件还包括开设在本体8上的通孔，例如可以在本体8的两端分别设置参考滤光片82以及通孔81。当需要对气体监测模块进行校正时，电子设备用于控制参考滤光片82运动至测量光路上；当气体监测模块正常工作时，电子设备用于控制通孔81运动至测量光路上。
本实施例所述的基于气体监测模块的校准系统，通过在本体8上设置通孔81，一方面能够校正光源发出的光线的传播路径，另一方面将通孔与参考滤光片设置在同一本体上，能够简化光路组件的结构。
根据本发明实施例，提供了一种基于气体监测模块的校准方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中提供了一种基于气体监测模块的校准方法，可用于上述的电子设备。其中，所述的校准方法是基于图2或图3所示的校准系统的，那么关于校准系统的具体结构细节请参见图2或图3的详细描述，在此不再赘述。图4是根据本发明实施例的基于气体监测模块的校准方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：
S11，接收校准指令。
校准指令可以由气体监测模块的系统程序设定固定周期，例如，系统程序设定每隔3个月对气体监测模块进行自动校准；也可以是在气体监测模块上增设人工按钮，或气体监测模块提供人机界面，由人工发出校准指令，例如，当人工按下按钮，或在人机界面上输出校准指令时，电子设备启动对气体监测模块的校准。
在此对电子设备接收校准指令的方式并不做任何限制，只需保证电子设备能够接收到校准指令即可。
S12，基于校准指令，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源与光源传感器之间的测量光路上。
其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；所述测量光路上还设置有气室。
所述气室内充满气体，具体气体是随着测量环境的变化而变化的。例如，若在测量时以空气环境作为基准，那么气室内充满空气；若在测量时以其它环境作为基准，那么气室内充满的时与其它环境对应的环境气体。在本实施例中，以测量环境为空气环境，即气室内充满空气为例。
电子设备在接收到校准指令之后，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源1与光源传感器2之间的测量光路中，光源传感器2所接收到的光信号是光源1发出的光信号被气室内的气体以及参考滤光片吸收后的光信号。如上文所示，预设气体浓度表示为C1。
S13，获取光源传感器的测量结果。
光源传感器接收被参考滤光片82以及气室3内的空气吸收后的光信号，将其转换为电信号，并输出至电子设备。那么电子设备能够获取到光源传感器的测量结果。
S14，基于测量结果计算出气体浓度。
电子设备基于光源传感器的测量结果可以计算出当前气体监测模块所测得的气体浓度C2，而计算出的气体浓度C2是含有气体就监测模块由于器件老化等原因所导致的误差的。
S15，利用预设气体浓度以及计算出的气体浓度，确定气体监测模块的校准系数。
电子设备在S14中计算出的气体浓度C2相对于预设气体浓度C1是存在一定的偏离程度，该偏离程度就对应于当前气体监测模块的校正系数。即，校正系数β可以表示为：β＝C1/C2。
本实施例提供的基于气体监测模块的校准方法，在接收到校准指令之后，将参考滤光片运动至测量光路上，使得光源传感器接收到的光信号是经过参考滤光片后的光信号，利用光学传感器的测量结果可以计算出气体浓度，基于预设气体浓度以及计算出的气体浓度所计算出的校准系数β体现了计算出的气体浓度相对预设气体浓度的偏离程度，该校准系数是基于原始测量光路得到的，准确性较高。
在本实施例中提供了一种基于气体监测模块的校准方法，可用于上述的电子设备，图5是根据本发明实施例的基于气体监测模块的校准方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：
S21，接收校准指令。
详细请参见图4所示实施例的S11，在此不再赘述。
S22，控制三通阀切换至大气通道。
其中，所述三通阀与所述气室的进气口连接。
电子设备在接收到校准指令之后，控制三通阀4切换至大气通道，后续隔膜泵工作时就可以使得气室内充满空气。
S23，控制隔膜泵以预设转速工作预设时间，以使得气室内充满空气。
其中，所述隔膜泵与所述气室连接。
电子设备控制隔膜泵以预设转速工作预设时间，其中，工作预设时间的目的是利用泵入的空气冲洗检测气室，使检测气室3内充满空气，避免检测气室3有残余气体对校准产生影响。
所述的预设转速以及预设时间均可以根据实际情况进行相应的设置，在此对其具体数值并不做任何限制。
S24，基于校准指令，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源与光源传感器之间的测量光路上。
其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；所述测量光路上还设置有气室。
详细请参见图4所示实施例的S12，在此不再赘述。
S25，获取光源传感器的测量结果。
详细请参见图4所示实施例的S13，在此不再赘述。
S26，基于测量结果计算气体浓度。
详细请参见图4所示实施例的S14，在此不再赘述。
S27，利用预设气体浓度以及计算出的气体浓度，确定气体监测模块的校准系数。
详细请参见图4所示实施例的S15，在此不再赘述。
本实施例所述的基于气体监测模块的校准方法，通过控制隔膜泵以预设转速工作预设时间使得气室内充满空气，能够利用空气对气室进行冲洗，以避免气室内的残留气体对测量结果的影响。
在本实施例中提供了一种基于气体监测模块的气体浓度测量方法，可用于上述的电子设备。其中，所述的气体浓度测量方法是基于图2或图3所示的校正系统的，关于校正系统的具体结构细节请参见图2或图3所示实施例的详细描述，在此不再赘述。图6是根据本发明实施例的基于气体监测模块的气体浓度测量方法的流程图，如图6所示，该流程包括如下步骤：
S31，控制光路组件中的通孔运动至光源与光源传感器之间的测量光路上。
其中，设置在测量光路上的气室内充满待测气体。
电子设备在气体监测模块正常工作时，控制光路组件中的通孔运动至光源与光源传感器之间的测量光路上。其中，光源1发出的光信号穿过被气室3内的待测气体后被光源传感器所接收。
进一步地，电子设备还控制三通阀4切换至呼吸通道，隔膜泵5开始工作将病人的呼出气体泵入气室3内，使得气室3内充满待测气体。
具体地，请参见图2，当通孔81位于光源1与气室3之间时，从光源1发出的光信号经过通孔进入气室3，被气室3内的待测气体吸收一定的光信号强度后进入光源传感器2；请参见图3，当通孔81位于气室3与光源传感器2之间时，光源1发出的光信号被气室3内的待测气体吸收后，经过通孔81进入光源传感器2。
S32，获取光源传感器的测量结果。
电子设备获取到光源传感器2的测量结果，该测量结果可以是光源传感器2的输出，可以是光源传感器的输出经过放大器7放大后的结果。
S33，获取气体监测模块的校准系数。
其中，所述校准系数是根据图4或图5所述的基于气体监测模块的校准方法得到的。
电子设备根据图4或图5所述的基于气体监测模块的校准方法得到的该气体监测模块的校准系数，其中，校准系数可以是存储在电子设备的存储器中，也可以是电子设备实时测得的。
S34，根据测量结果以及校准系数，确定待测气体的浓度。
电子设备利用测量结果计算出当前气体监测设备测得的气体浓度C3，由于该气体浓度是包括器件老化等等因素导致的测量误差，因此，电子设备利用S33中获得的校准系数对测得的气体浓度C3进行校准，从而可以得到气室3内待测气体的浓度。
具体地，上述S34包括如下步骤：
(1)基于所述测量结果，计算待测气体的浓度测量值。
其中，该浓度测量值表示为C3。
(2)利用所述校准系数对所述浓度测量值进行校准，以得到待测气体的浓度。
如上文所述，校准系数可以表示为β，那么待测气体的浓度C可以表示为：C＝C3*β。
本实施例所述的基于气体监测模块的气体浓度测量方法，校准系数的准确性保证了所确定出的待测气体浓度的准确性。
在本实施例中还提供了一种基于气体监测模块的校准装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本实施例提供一种基于气体监测模块的校准装置，如图7所示，包括：
接收模块41，用于接收校准指令；
第一控制模块42，用于基于所述校准指令，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；所述测量光路上还设置有气室；
第一获取模块43，用于获取所述光源传感器的测量结果；
计算模块44，用于基于所述测量结果计算气体浓度；
第一确定模块45，用于利用所述预设气体浓度以及计算出的气体浓度，确定所述气体监测模块的校准系数。
在本实施例中还提供了一种基于气体监测模块的校准装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本实施例提供一种基于气体监测模块的气体浓度测量装置，如图8所示，包括：
第二控制模块51，用于控制光路组件中的通孔运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，设置在测量光路上的气室内充满待测气体；
第二获取模块52，用于获取所述光源传感器的测量结果；
提取模块53，用于提取所述气体监测模块的校准系数；其中，所述校准系数是根据图4或图5所述的基于气体监测模块的校准方法得到的；
第二确定模块54，用于根据所述测量结果以及所述校准系数，确定所述待测气体的浓度。
本实施例中的基于气体监测模块的校准装置以及基于气体监测模块的气体浓度测量装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。
上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的基于气体监测模块的校准方法，或基于气体监测模块的气体浓度测量方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (11)
1.一种基于气体监测模块的校准系统，其特征在于，包括：
光源以及对应于所述光源的光源传感器；
气室，设置在所述光源与所述光源传感器之间的测量光路上；
光路组件，具有参考滤光片，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；
处理器，与所述光源传感器以及所述光路组件连接，用于在对所述气体监测模块进行校准时，控制所述参考滤光片运动至所述测量光路上。
2.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述光路组件包括：
本体；其中，所述参考滤光片固定在所述本体上；
驱动件，分别与所述本体以及所述处理器连接。
3.根据权利要求2所述的校准系统，其特征在于，所述光路组件还包括：
开设在所述本体上的通孔；其中，所述处理器还用于在所述气体监测模块正常工作时，控制所述通孔运动至所述测量光路上。
4.一种基于气体监测模块的校准方法，其特征在于，包括：
接收校准指令；
基于所述校准指令，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；所述测量光路上还设置有气室；
获取所述光源传感器的测量结果；
基于所述测量结果计算出气体浓度；
利用所述预设气体浓度以及计算出的气体浓度，确定所述气体监测模块的校准系数。
5.根据权利要求4所述的校准方法，其特征在于，所述接收校准指令的步骤之后还包括：
控制三通阀切换至大气通道；其中，所述三通阀与所述气室的进气口连接；
控制隔膜泵以预设转速工作预设时间，以使得所述气室内充满空气；其中，所述隔膜泵与所述气室连接。
6.一种基于气体监测模块的气体浓度测量方法，其特征在于，包括：
控制光路组件中的通孔运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，设置在测量光路上的气室内充满待测气体；
获取所述光源传感器的测量结果；
获取所述气体监测模块的校准系数；其中，所述校准系数是根据权利要求4或5所述的基于气体监测模块的校准方法得到的；
根据所述测量结果以及所述校准系数，确定所述待测气体的浓度。
7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述测量结果以及所述校准系数，确定所述待测气体的浓度，包括：
基于所述测量结果，计算所述待测气体的浓度测量值；
利用所述校准系数对所述浓度测量值进行校准，以得到所述待测气体的浓度。
8.一种基于气体监测模块的校准装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收校准指令；
第一控制模块，用于基于所述校准指令，控制光路组件中的参考滤光片运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，所述参考滤光片与预设气体浓度对应；所述测量光路上还设置有气室；
第一获取模块，用于获取所述光源传感器的测量结果；
计算模块，用于基于所述测量结果计算出气体浓度；
第一确定模块，用于利用所述预设气体浓度以及计算出的气体浓度，确定所述气体监测模块的校准系数。
9.一种基于气体监测模块的气体浓度测量装置，其特征在于，包括：
第二控制模块，用于控制光路组件中的通孔运动至光源与光源传感器之间的测量光路上；其中，设置在测量光路上的气室内充满待测气体；
第二获取模块，用于获取所述光源传感器的测量结果；
提取模块，用于提取所述气体监测模块的校准系数；其中，所述校准系数是根据权利要求4或5所述的基于气体监测模块的校准方法得到的；
第二确定模块，用于根据所述测量结果以及所述校准系数，确定所述待测气体的浓度。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求4或5所述的基于气体监测模块的校准方法，或执行权利要求6或7所述的基于气体监测模块的气体浓度测量方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求4或5所述的基于气体监测模块的校准方法，或执行权利要求6或7所述的基于气体监测模块的气体浓度测量方法。
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