CN202330343U - 一种丙酮气敏传感器检测装置 - Google Patents

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王�琦
杨中喜
李石丹
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Abstract

本实用新型涉及一种医用检测装置，具体涉及一种用于糖尿病检测的丙酮气敏传感器检测装置；包括依次连接的气体采集模块、丙酮检测模块、检测控制模块和结果显示模块；丙酮检测模块包括由丙酮气敏元件、电阻、电源组成的电路，所述的丙酮气敏元件包括陶瓷管、气敏材料涂层、电极、加热丝，气敏材料涂层涂布于陶瓷管外，加热丝位于陶瓷管内部，电极位于陶瓷管两端。本实用新型使用方便，无创无痛，适合糖尿病人日常使用。

Description

一种丙酮气敏传感器检测装置
技术领域
本实用新型涉及一种医用检测装置，具体涉及一种用于糖尿病检测的丙酮气敏传感器检测装置。    
背景技术
糖尿病是由遗传因素、免疫功能紊乱、微生物感染及其毒素、自由基毒素、精神因素等等各种致病因子作用于机体导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗等而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征，临床上以高血糖为主要特点，典型病例可出现多尿、多饮、多食、消瘦等表现，即“三多一少”症状，糖尿病一旦控制不好会引发并发症，导致肾、眼、足等部位的衰竭病变，且无法治愈。
传统的检测血糖浓度的方法需要取血化验，检测周期长，给人体造成创伤和伤痛，同时增加了感染和交叉传染的途径。现有的电子血糖检测仪大多为针刺采血型血糖仪，属于有创检测方法，还有一些无创的电子血糖检测仪，如授权公开号为CN1300025A无创唾液血糖仪，直接采用葡萄糖酶作为血糖传感器对唾液的含糖量进行检测，将测得的电流信号转换为数字信号，从而得到血糖的含量。但是此类血糖检测仪数据采集过程繁复，硬件采集电路复杂，增加了外界干扰信号对原始信号的污染几率。
研究表明，每个人的呼吸气中都会含有少量的丙酮。而在糖尿病患者呼出的气体中，丙酮的浓度特别大。因此，人的呼吸气体中的丙酮含量是检测糖尿病的最好标记物，可通过采集呼气样本以检查是否患有糖尿病。对于已确诊的糖尿病患者来说，也可以在家中通过测量呼出气体中丙酮的含量，测定自己是否需要增加胰岛素用量。
发明内容
为了解决糖尿病患者检测繁复问题，本实用新型提供一种无创无痛的丙酮气敏传感器检测装置。
本实用新型提供了一种基于丙酮气敏传感器的糖尿病检测装置，包括依次连接的气体采集模块、丙酮检测模块、检测控制模块和结果显示模块。
本实用新型所述的丙酮检测模块包括由丙酮气敏元件、电阻、电源组成的电路，所述的丙酮气敏元件包括陶瓷管、气敏材料涂层、电极、加热丝，气敏材料涂层涂布于陶瓷管外，加热丝位于陶瓷管内部，电极位于陶瓷管两端。  
本实用新型所述的气体采集模块包括吹气管、移动部位和复位部位。
本实用新型所述的检测控制模块包括数字信号处理器，可将模拟信号转化为数字信号。
本实用新型所述的结果显示模块包括LCD液晶显示屏，可将结果显示在显示屏上。
本实用新型能准确快速地测量呼吸气中的丙酮含量，并将检测结果直接以数字的形式显示出来，根据人体呼吸气中丙酮含量与糖尿病之间的关系，用以进行糖尿病的无创无痛检测，可广泛用于糖尿病的日常健康检查和糖尿病的临床快速筛选。
附图说明
图1为本实用新型提供的硬件结构框图；
图2为本实用新型提供的丙酮气敏传感器的工作原理示意图，其中Rx为丙酮气敏元件；
图3为本实用新型提供的丙酮气敏元件的结构示意图，其中1为Au电极，2为Pt电极，3为加热丝，4为气敏材料涂层，5为陶瓷管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1所示为本实用新型提供的基于丙酮气敏传感器的糖尿病检测装置的硬件结构框图，包括有气体采集模块、丙酮检测模块、检测控制模块和结果显示模块。呼出的气体经气体采集模块的吹气管输送至丙酮检测模块，实时检测所呼出气体中的丙酮含量，并将检测获得的丙酮含量模拟信号转换为数字信号，然后输出给检测控制模块。检测控制模块预先设置一个丙酮含量正常值，并在接收到所述丙酮检测模块发送的丙酮含量数字信号后，将该丙酮含量数字信号的数值与丙酮含量正常值进行比较，然后将该丙酮含量数字信号和比较结果一起输出给检测结果显示模块。结果显示模块用于在接收到所述检测控制模块发送的比较结果和所述丙酮含量的数字信号后，实时显示该比较结果和丙酮含量的具体数值，使用户获知最终的丙酮检测结果。
图2是丙酮检测模块的气敏传感器工作原理示意图，图3是丙酮气敏元件的结构示意图，以WO3气敏材料为例进行说明：将WO3气敏材料与去离子水混合研磨成浆状，涂覆于陶瓷管5表面形成气敏材料涂层4，热处理后将导线与加热丝3一起焊接在底座上，封装、老化，制成气敏元件Rx。气敏元件Rx电阻的变化主要是气敏材料涂层4对气体的吸附和解吸附引起的，当WO3气敏材料涂层4暴露在空气中，空气中的氧分子吸附在材料表面成为化学吸附氧，形成一个厚的空间电荷层，增加了势垒高度。当还原性气体丙酮被引入涂层表面，即与WO3气敏材料涂层4表面的化学吸附氧反应生成水和二氧化碳。这个过程导致空间电荷层的减薄，降低了势垒高度，引起气敏元件Rx电阻的下降。在一定的回路工作电压Vc下，气敏元件Rx电阻的变化会引起回路电流的变化，通过检测负载电阻R两端的电压Vout即可测得回路电流，从而计算出气敏元件Rx的电阻。
应用上述的基于丙酮气敏传感器的糖尿病检测装置，被检测人员可通过气体采集模块的吹气管将气体呼入，当丙酮气体接触到丙酮检测模块的气敏材料涂层时，会引起气敏元件Rx的电阻发生变化，这样，该丙酮气敏传感器可检测气体中丙酮的含量，并将检测获得的丙酮含量模拟信号转换为数字信号，然后输出给检测控制模块，并最终实时显示在检测结果显示模块的液晶显示屏上。本实用新型能准确快速地测量出呼吸气中的丙酮含量，并根据人体呼吸气中丙酮含量与糖尿病之间的关系，将其用于糖尿病的日常健康检查和糖尿病的临床快速筛选。 

Claims (1)

1.一种丙酮气敏传感器检测装置，其特征在于包括依次连接的气体采集模块、丙酮检测模块、检测控制模块和结果显示模块，丙酮检测模块包括由丙酮气敏元件、电阻、电源组成的电路，所述的丙酮气敏元件包括陶瓷管、气敏材料涂层、电极、加热丝，气敏材料涂层涂布于陶瓷管外，加热丝位于陶瓷管内部，电极位于陶瓷管两端。
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