CN203745469U

CN203745469U - 血气分析仪

Info

Publication number: CN203745469U
Application number: CN201420151383.8U
Authority: CN
Inventors: 叶韵
Original assignee: Siemens Ltd China
Current assignee: Siemens Ltd China
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2024-03-31

Abstract

本实用新型提供了一种血气分析仪，包括一测试包；位于测试包中的复数个温度传感器；一振荡器；一运算放大器；与复数个温度传感器的数目相等的复数个金属-氧化物-半导体晶体管，复数个金属-氧化物-半导体晶体管中的每一个与复数个温度传感器中的一个对应，每个金属-氧化物-半导体晶体管的漏极连接至振荡器的输出端，每个金属-氧化物-半导体晶体管的源极连接至运算放大器的反相输入端，每个金属-氧化物-半导体晶体管的栅极连接至相对应的温度传感器的输出端；一反馈电阻；一整流器；以及连接在整流器的输出端的直流风扇或电阻式加热器。本实用新型的血气分析仪能够使得测试包的温度保持稳定。

Description

血气分析仪

技术领域

本实用新型涉及一种医用血气分析仪，更具体地，涉及一种温度可调节的血气分析仪。

背景技术

血气分析仪是利用电极对血液进行测量的精密实验仪器。血气分析仪可以用来检测血气中的氢离子浓度、二氧化碳分压和氧分压，还能检测钠离子浓度、钙离子浓度、钾离子浓度和氯离子浓度。

血气分析仪适用于医院的临床检测，能够对血液的酸碱平衡、重要离子浓度进行监测，因此需要及时并准确对血气中的各个参数进行精确测量。

在血气检测过程中，当环境温度或血气温度发生变化时，容易对测试结果造成很大的影响甚至导致检测结果不准确，因而通常需要使得环境温度保持在15-30℃之间。

美国专利US4469792公开了一种血气分析仪，其中通过与25℃的循环水浴连接的不锈钢带使得无菌瓶的温度保持在25℃。当该血气分析仪的环境温度偏离所需要的温度范围时，往往需要较长的时间来恢复到所需的温度范围。

实用新型内容

针对上述现有技术的问题，本实用新型提供了一种血气分析仪，所述血气分析仪包括一测试包，还包括：位于所述测试包中的复数个温度传感器；一个振荡器；一个运算放大器；与所述复数个温度传感器的数目相等的复数个金属-氧化物-半导体晶体管，所述复数个金属-氧化物-半导体晶体管中的每一个与所述复数个温度传感器中的一个对应，每个所述金属-氧化物-半导体晶体管的漏极连接至所述振荡器的输出端，每个所述金属-氧化物-半导体晶体管的源极连接至所述运算放大器的反相输入端，每个所述金属-氧化物-半导体晶体管的栅极连接至相对应的所述温度传感器的输出端；一反馈电阻，所述反馈电阻连接在所述运算放大器的反相输入端和所述运算放大器的输出端之间；一整流器，所述整流器的输入端连接在所述运算放大器的输出端与零电位点之间；以及连接在所述整流器的输出端的直流风扇或电阻式加热器。

本实用新型的血气分析仪能够获取测试包的多个温度信号并由此确定运算放大器的输出电压，根据整流器输出端的电压实现线性、无级调节直流风扇的转速，从而精确、稳定对测试包进行散热；或电阻式加热器根据整流器输出端的电压精确、稳定对测试包进行加热。

优选的，所述运算放大器的同相输入端连接至所述零电位点。同相输入端接地使得运算放大器形成反相比例运算放大器，在运算放大器的输出端得到交流电，便于持续稳定调节测试包的温度。

优选的，所述测试包包括一参考电极、一血气试剂包、一血液样品收集器、一分光光度计和一电极阵列；所述复数个温度传感器包括：设置在所述参考电极处的第一温度传感器；设置在所述血气试剂包处的第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；设置在所述分光光度计处的第五温度传感器；以及设置在所述电极阵列处的第六温度传感器。温度传感器对测试包中的不同温度敏感区域进行测量能够精确控制测试包的整体温度，从而使得对血气的参数的测量更加准确。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1是根据本实用新型第一个实施例的血气分析仪的结构示意图；和

图2是根据本实用新型第二个实施例的血气分析仪的结构示意图。

主要装置符号说明

1 振荡器

3 运算放大器

4 振荡器的输出端

5 整流器

6 运算放大器的反相输入端

7 直流风扇

7’电阻式加热器

8 运算放大器的输出端

9 反馈电阻

21～26 N沟道增强型金属-氧化物-半导体晶体管

31～36 温度传感器

31’～36’温度传感器

40 测试包

41 参考电极

42 血气试剂包

43 血液样品收集器

45 分光光度计

46 电极阵列

100 血气分析仪

100’血气分析仪

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

图1是根据本实用新型第一个实施例的血气分析仪的结构示意图。如图1所示，血气分析仪100包括测试包40、振荡器1、运算放大器3、反馈电阻9、整流器5、直流风扇7、6个NMOS(N沟道增强型金属-氧化物-半导体)晶体管21、22、23、24、25和26，以及6个温度传感器31、32、33、34、35和36。图1中并未示出蠕动泵、废液收集室、管路系统、模数转换等装置，但本领域的技术人员应该清楚如何设置。

测试包40包括参考电极41、血气试剂包42、血液样品收集器43、分光光度计45和电极阵列46。本实用新型的测试包40的构造和功能与现有技术中的测试包的构造和功能相同或基本相同，即测试包40能够测量血气中的酸碱度、氧分压、二氧化碳分压，还能检测血气中的钠离子浓度、钙离子浓度、钾离子浓度和氯离子浓度。测试包40的具体构造可以是现有技术中的任何形式，在此不再赘述。

6个温度传感器31、32、33、34、35和36都位于测试包40中，分别用于检测测试包40中不同温度敏感区域的温度。其中，温度传感器31设置在参考电极41处，用于测量参考电极41的温度；温度传感器32、33和34设置在血气试剂包42处，用于测量血气试剂包42的温度；温度传感器35设置在分光光度计45处，用于检测分光光度计45的温度；温度传感器36设置在电极阵列46处，用于检测电极阵列46的温度；温度传感器31、32、33、34、35、36分别将检测的温度信号转换为相对应的电压信号，例如温度传感器31、32、33、34、35、36的输出端分别得到电压V_GS1、V_GS2、V_GS3、V_GS4、V_GS5、V_GS6。此处陈述的“温度传感器31设置在参考电极41处”应当理解为温度传感器31位于参考电极41的周围或附近，还可以直接与参考电极41相接触。“温度传感器32、33和34设置在血气试剂包42处”应该理解为温度传感器32、33和34分别位于血气试剂包42的周围、附近或直接与其相接触。“温度传感器35设置在分光光度计45处”应该理解为温度传感器35位于分光光度计45的周围、附近或直接与其相接触。“温度传感器36设置在电极阵列46处”应该理解为温度传感器36位于电极阵列46的周围、附近或直接与其相接触。

振荡器1具有输出端4，其用于输出一交流电压。NMOS晶体管的结构对称，源极和漏极可以互换，在此，我们定义NMOS晶体管21～26的漏极都连接在振荡器1的输出端4上，且源极都连接在运算放大器3的反相输入端6上，NMOS晶体管21的栅极连接在温度传感器31的输出端，NMOS晶体管22的栅极连接在温度传感器32的输出端，NMOS晶体管23的栅极连接在温度传感器33的输出端，NMOS晶体管24的栅极连接在温度传感器34的输出端，NMOS晶体管25的栅极连接在温度传感器35的输出端，NMOS晶体管26的栅极连接在温度传感器36的输出端，因此电压V_GS1、V_GS2、V_GS3、V_GS4、V_GS5、V_GS6即分别为NMOS晶体管21、22、23、24、25、26的栅-源电压。运算放大器3的同相输入端与零电位点连接，反馈电阻9连接在运算放大器3的反相输入端6和运算放大器3的输出端8之间。整流器5的输入端具有两个端子，其中一个端子与运算放大器3的输出端8相连接，且另一个端子与零电位点连接。整流器5可以现有技术中的全桥整流电路或半桥整流电路来实现，将运算放大器3的输出端8的交流电整流为直流电。整流器5的输出端与直流风扇7的输入端连接，即整流器5的输出端上的直流电给直流风扇7进行供电，直流风扇7根据该直流电对待测血气的环境或测试包40进行降温。本领域的技术人员可知，零电位点只是一个相对电势为零的地方，并不限定是大地，当然，零点位点也可以指大地。

在本实施例中，根据NMOS晶体管的特征曲线可知，当温度传感器所检测的温度值增加时，温度传感器的输出端输出幅值增加的正电压，即施加在对应的NMOS晶体管的栅-源电压增加，从而导致NMOS晶体管中的漏-源电流增加(即NMOS晶体管的源-漏之间的电阻减小)，在其他温度传感器的输出端的输出电压不变的情况下，将导致运算放大器3的输出端8的电压幅值增加，经过整流器5整流后得到的直流电的幅值也增加，最终使得直流风扇7的运转速度增加，加快测试包40的散热。反之，当温度传感器所检测的温度值降低时，温度传感器的输出端输出幅值减小的正电压，即施加在对应的NMOS晶体管的栅-源电压减小，从而导致NMOS晶体管中的漏-源电流减小(即NMOS晶体管的源-漏之间的电阻增加)，在其他温度传感器的输出端的输出电压不变的情况下，将导致运算放大器3的输出端8的电压幅值减小，经过整流器5整流后得到的直流电的幅值也减小，最终使得直流风扇7的运转速度降低，减慢测试包40的散热。本实施例的直流风扇7能根据整流器5输出端的电压实现线性、无级调节风扇的转速。

在本实用新型的其他实施例中，还可以采用多个P沟道增强型MOS晶体管代替图1中的N沟道增强型MOS晶体管，根据P沟道增强型MOS晶体管的特性曲线，在此情况，温度传感器输出端应输出的电压使得对应晶体管的栅电压小于源电压。并且检测的温度越高时，对应晶体管的栅源电压的幅值越大，检测的温度越低时，对应晶体管的栅源电压的幅值越小。

在本实用新型的其他实施例中，还可以采用多个N沟道耗尽型MOS晶体管代替图1中的N沟道增强型MOS晶体管，根据N沟道耗尽型MOS晶体管的特性曲线，在此情况，当检测的温度越高时，温度传感器输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越大于零且幅值越大，检测的温度越低时，输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越小于零且幅值越大。

在本实用新型的其他实施例中，还可以采用多个P沟道耗尽型MOS晶体管代替图1中的N沟道增强型MOS晶体管，根据P沟道耗尽型MOS晶体管的特性曲线，在此情况，当检测的温度越高时，温度传感器输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越小于零且幅值越大，检测的温度越低时，输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越大于零且幅值越大。

图2是根据本实用新型第二个实施例的血气分析仪的结构示意图。其中类似的附图标记表示类似的部件，图2中的血气分析仪100’与图1中的分析仪100基本相同，区别在于，图2中采用电阻式加热器7’代替了图1中的直流电风扇7，以及图2采用6个温度传感器31’、32’、33’、34’、35’和36’分别代替了图1中的6个温度传感器31、32、33、34、35和36。本实施例中的电阻式加热器7’利于需要持续对测试包40加热的环境中使用。在本实施例中，当温度传感器31’、32’、33’、34’、35’和36’中的一个或多个检测的温度值降低时，该温度传感器的输出端输出幅值增加的正电压，即施加在对应的NMOS晶体管的栅-源电压增加，从而导致NMOS晶体管中的漏-源电流增加(即NMOS晶体管的源-漏之间的电阻减小)，在其他温度传感器的输出端的输出电压不变的情况下，将导致运算放大器3的输出端8的电压幅值增加，经过整流器5整流后得到的直流电的幅值也增加，最终加快电阻式加热器7’对测试包40的加热。反之，当其中一个或多个温度传感器所检测的温度值增加时，该温度传感器的输出端输出幅值减小的正电压，即施加在对应的NMOS晶体管的栅-源电压减小，从而导致NMOS晶体管中的漏-源电流减小(即NMOS晶体管的源-漏之间的电阻增加)，在其他温度传感器的输出端的输出电压不变的情况下，将导致运算放大器3的输出端8的电压幅值减小，经过整流器5整流后得到的直流电的幅值也减小，最终减慢了对测试包40的加热。

在本实用新型的其他实施例中，还可以采用多个P沟道增强型MOS晶体管代替图2中的N沟道增强型MOS晶体管，根据P沟道增强型MOS晶体管的特性曲线，在此情况，温度传感器输出端应输出的电压使得对应晶体管的栅电压小于源电压。并且检测的温度越低时，对应晶体管的栅源电压的幅值越大，检测的温度越高时，对应晶体管的栅源电压的幅值越小。

在本实用新型的其他实施例中，还可以采用多个N沟道耗尽型MOS晶体管代替图2中的N沟道增强型MOS晶体管，根据N沟道耗尽型MOS晶体管的特性曲线，在此情况，当检测的温度越低时，温度传感器输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越大于零且幅值越大，检测的温度越高时，输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越小于零且幅值越大。

在本实用新型的其他实施例中，还可以采用多个P沟道耗尽型MOS晶体管代替图2中的N沟道增强型MOS晶体管，根据P沟道耗尽型MOS晶体管的特性曲线，在此情况，当检测的温度越低时，温度传感器输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越小于零且幅值越大，检测的温度越高时，输出的电压使得对应晶体管的栅源电压越大于零且幅值越大。

本领域的技术人员可知，可以采用现有技术中能够输出上述实施例中所需的栅源电压的温度传感器。

本实用新型的实施例中采用多个温度传感器，可以对测试包中的不同温度敏感地方进行温度测量，每一个温度信号将使得相对应的MOS晶体管中产生相对应的漏-源电流，多个漏-源电流的叠加确定运算放大器3的输出电压，从而使得运算放大器3输出的电压反应测试包40的整体温度，避免了测试包40中某一个温度敏感区的温度过高或过低造成温度测量的不准确性，进而避免了对温度的控制不准确性。本领域的技术人员应当知道，本实用新型并不限于是采用6个温度传感器，在其他的实施例中，可以采用至少2个(即复数个)温度传感器。

本实用新型中的一个实施例中，振荡器1输出的交流电使得每一个NMOS晶体管21、22、23、24、25、26工作在可变电阻区(即线性区)，从而实现运算放大器3的输出电压连续可调，对温度的控制更加精确。例如振荡器1可以输出最大值在0.1V～0.2V之间的一正弦交流电。

在本实用新型的上述实施例中，运算放大器3的同相输入端接地使得运算放大器3形成反相比例运算放大器，在运算放大器3的输出端得到交流电，便于持续稳定调节测试包40的温度。在本实用新型的其他实施例中，运算放大器3的同相输入端也可以不接地，根据需要可以在其同相输入端施加一正电压从而调节运算放大器3的输出端的电压。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种血气分析仪(100；100’)，包括一测试包(40)，其特征在于还包括：

位于所述测试包(40)中的复数个温度传感器(31，32，33，34，35，36；31’，32’，33’，34’，35’，36’)；

一振荡器(1)；

一运算放大器(3)；

与所述复数个温度传感器(31，32，33，34，35，36；31’，32’，33’，34’，35’，36’)的数目相等的复数个金属-氧化物-半导体晶体管(21，22，23，24，25，26)，所述复数个金属-氧化物-半导体晶体管(21，22，23，24，25，26)与所述复数个温度传感器(31，32，33，34，35，36；31’，32’，33’，34’，35’，36’)一一对应，每个所述金属-氧化物-半导体晶体管(21，22，23，24，25，26)的漏极连接至所述振荡器(1)的输出端(4)，每个所述金属-氧化物-半导体晶体管(21，22，23，24，25，26)的源极连接至所述运算放大器(3)的反相输入端(6)，每个所述金属-氧化物-半导体晶体管(21，22，23，24，25，26)的栅极连接至相对应的所述温度传感器(31，32，33，34，35，36；31’，32’，33’，34’，35’，36’)的输出端；

一反馈电阻(9)，连接在所述运算放大器(3)的反相输入端(6)和所述运算放大器(3)的输出端(8)之间；

一整流器(5)，所述整流器(5)的输入端连接在所述运算放大器(3)的输出端(8)与零电位点之间；以及

连接在所述整流器(5)的输出端的直流风扇(7)或电阻式加热器(7’)。

2.根据权利要求1所述的血气分析仪，其特征在于，所述运算放大器(3)的同相输入端连接至所述零电位点。

3.根据权利要求1或2所述的血气分析仪，其特征在于，

所述测试包(40)包括一参考电极(41)、一血气试剂包(42)、一血液样品收集器(43)、一分光光度计(45)和一电极阵列(46)；

所述复数个温度传感器是：设置在所述参考电极(41)处的第一温度传感器(31；31’)；设置在所述血气试剂包(42)处的第二温度传感器(32；32’)、第三温度传感器(33；33’)和第四温度传感器(34；34’)；设置在所述分光光度计(45)处的第五温度传感器(35；35’)；以及设置在所述电极阵列(46)处的第六温度传感器(36；36’)。