CN212275714U - 用于检测呼出气体的装置及检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于检测呼出气体的装置及检测系统，涉及医疗器械技术领域。用于检测呼出气体的装置包括输送总管、第一采集管线、第二采集管线、第一储气室、第二储气室和用于检测气体含量的检测器，第一储气室和第二储气室的进口分别通过第一采集管线和第二采集管线与输送总管连通，第一储气室和第二储气室均与检测器连通。用于检测呼出气体的检测系统包括上述用于检测呼出气体的装置，能够利用两个储气室单独或者同时进行工作，形成一个较长时间段的混合气体，提高气体检测的精确度。

Description

用于检测呼出气体的装置及检测系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，且特别涉及用于检测呼出气体的装置及检测系统。

背景技术

人呼出气体的成分相比于吸入气体有明显的变化，具体表现在：氧气减少4-5％，二氧化碳增多4-5％，水蒸气的含量也增加大约5％。此外，呼出气体还增加了一些微量的一氧化碳、一氧化氮(NO)、甲醇、乙醇、氢气等。呼出气体的成分之所以变化，是因为吸入气体与肺细胞内的气体交换和呼吸道直接产生了特定的气体成分，通过对呼出气体的成分测量，能够揭示一个人的生理信息。这些生理信息对于临床诊断和病理分析有重大的意义。比较明显的例子就是，通过对呼出气体中NO的浓度测量，可以为医生提供一个判断患者炎症的指标。

最早是由Gustafsson等人首次发表了从人类呼出气体中检测到一氧化氮(NO)的存在。在现阶段，NO浓度测量技术有以下几种：化学发光技术、电化学传感器技术、激光技术，其他的新技术检测方法正在开发中。

但是，现有的NO浓度测量只能收集大概连续3秒的平均浓度，且一般要求收集装置具有较大的体积，不能准确地反映出整个稳定期实际的NO平均浓度，检测的精确度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于检测呼出气体的装置，其能够收集更长时间段的混合气，精确地反映整个稳定期中实际的待检测气的平均浓度。

本实用新型的另一目的在于提供一种用于检测呼出气体的检测系统，其更能够反映出整个稳定期中实际的待检测气的平均浓度，检测的精确度更高。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本实用新型提出了一种用于检测呼出气体的装置，包括输送总管、第一采集管线、第二采集管线、第一储气室、第二储气室和用于检测气体含量的检测器，第一采集管线和第二采集管线均为可调节开关的管路，第一储气室通过第一采集管线与输送总管连通，第二储气室通过第二采集管线与输送总管连通，第一储气室和第二储气室与检测器连通。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一采集管线和第二采集管线上均设置有电磁阀，以使第一储气室和第二储气室的进口均通过对应的电磁阀与输送总管连通，并实现开关控制。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一采集管线和第二采集管线上的电磁阀均为两位两通电磁阀，第一储气室的进口通过第一采集管线与检测器连通，第二储气室的进口通过第二采集管线与检测器连通。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，在第一采集管线和第二采集管线上设置的两位两通电磁阀与检测器之间均设置有用于输送气体的输气泵。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括控制器，输气泵、两位两通电磁阀和检测器均与控制器电连接；

输气泵、两位两通电磁阀和检测器在控制器的控制下处于不同检测状态：处于第一检测状态时，第一储气室中的气体处于被检测状态；处于第二检测状态时，第二储气室中的气体处于被检测状态；处于第三检测状态时，第一储气室和第二储气室中的气体均处于被检测状态。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，检测器为NO传感器。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一储气室和第二储气室的容积均为30-120毫升。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一储气室和第二储气室均为连续弯折的通道，且第一储气室和第二储气室均以从顶部至底部来回往复的趋势延伸。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括第一变径管和第二变径管，第一变径管的进口与第一储气室的出口端连通，第二变径管的进口与第二储气室的出口端连通；

第一变径管靠近第一储气室一端的管径大于远离第一储气室一端的管径，第二变径管靠近第二储气室一端的管径大于远离第二储气室一端的管径。

本实用新型还提出一种用于检测呼出气体的检测系统，包括上述用于检测呼出气体的装置。

本实用新型实施例提供一种用于检测呼出气体的装置的有益效果是：其通过输送总管将呼出的气体输送至第一采集管线和第二采集管线，通过第一储气室和第二储气室进行气体的存储，利用检测器对第一储气室和第二储气室中采集的气体进行检测。通过调节管路的开启和关闭，控制第一储气室和第二储气室切换工作或同时工作，并控制第一储气室和第二储气室内气体单独或同时进行检测。相比于传统的检测装置，能够利用两个储气室形成一个较长时间段的混合气，更能够反映整个稳定期中实际的待检测气的平均浓度。

本实用新型实施例还提供一种用于检测呼出气体的检测系统，包括用于检测呼出气体的装置，能够利用第一采集管线和第二采集管线上的两个储气室单独或者同时进行工作，形成一个较长时间段的混合气体，提高气体检测的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于检测呼出气体的装置的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于检测呼出气体的装置的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的用于检测呼出气体的装置的第三结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的用于检测呼出气体的装置的第四结构示意图。

图标：001-用于检测呼出气体的装置；002-用于检测呼出气体的装置；003-用于检测呼出气体的装置；004-用于检测呼出气体的装置；31-输送总管；32a-第一采集管线；32b-第二采集管线；33a-第一电磁阀；33b-第二电磁阀；34a-第一储气室；34b-第二储气室；35a-第一变径管；35b-第二变径管；36a-出口；36b-出口；37-采样管；38-输气泵；39-检测器；40-出口。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面对本实用新型实施例提供的用于检测呼出气体的装置及检测系统进行具体说明。

请参照图1，本实用新型实施例提供了一种用于检测呼出气体的装置001，包括输送总管31、第一采集管线32a、第二采集管线32b、第一储气室34a、第二储气室34b和用于检测气体含量的检测器39，第一采集管线32a和第二采集管线32b均为可调节开关的管路，第一储气室34a通过第一采集管线32a与输送总管连通，第二储气室34b通过第二采集管线32b与输送总管31连通，第一储气室34a和第二储气室34b与检测器39连通。

需要说明的是，用于检测呼出气体的装置001其通过输送总管31将呼出的气体输送至第一采集管线32a和第二采集管线32b，通过第一储气室34a和第二储气室34b进行气体的存储，利用检测器39对第一储气室34a和第二储气室34b中采集的气体进行检测。通过调节管路的开启和关闭，控制第一储气室34a和第二储气室34b切换工作或同时工作，并控制第一储气室34a和第二储气室34b内气体单独或同时进行检测。相比于传统的检测装置，能够利用两个储气室形成一个较长时间段的混合气，更能够反映整个稳定期中实际的待检测气的平均浓度。

具体地，第一储气室34a和第二储气室34b根据测试需要，可以同时储存呼出气体；任意一个储气室可储存多个时间段的出气体，例如储存第5秒中的200毫秒，第6秒中的200毫秒，第七秒钟的200毫秒等等，最后形成一个较长时间段的混合气体，对NO浓度检测有利。需要指出的是，检测器39可以为NO传感器，待检测气体也可以为其他气体，在此不做限定。

进一步地，第一采集管线32a和第二采集管线32b上均设置有电磁阀(即第一电磁阀33a和第二电磁阀33b)，以使第一储气室34a和第二储气室34b的进口均通过对应的电磁阀与输送总管31连通，并实现开关控制。设置电磁阀便于进行开关的控制，以切换第一采集管线32a和第二采集管线32b工作。

进一步地，在第一采集管线32a和第二采集管线32b上设置的两位电磁阀与检测器39之间均设置有用于输送气体的输气泵38，利用输气泵38产生吸力，将第一储气室34a和第二储气室34b中的气体输送至检测器39进行检测。输气泵38可以为一般的微型气泵，其型号不做限定。

请参照图2，用于检测呼出气体的装置002中，电磁阀为两位两通电磁阀，以使第一储气室34a通过第一采集管线32a与检测器39连通，使第二储气室34b通过第二采集管线32b与检测器39连通。这样设置可以减少线路构成，利用两位两通电磁阀调整开关的方向，控制第一储气室34a和第二储气室34b的气体进出。具体地，两位两通电磁阀可以是常开也可以是常闭的，也可以用气体的自行设计的控制阀来代替。

进一步地，第一储气室34a和第二储气室34b的容积均为30-120毫升，相对于现有的储气室本申请实施例中的储气室体积更小，利用两个体积更小的储气室达到形成一个较长时间段的混合气的目的。第一储气室34a和第二储气室34b的体积可以相等也可以不等，在此不做限定。

请参照图3，用于检测呼出气体的装置003中，第一储气室34a和第二储气室34b均为连续弯折的通道，且第一储气室34a和第二储气室34b均以从顶部至底部来回往复的趋势延伸，以减少与外界气体的交换。第一储气室34a和第二储气室34b的腔体中无死腔，且呼出气体流过该腔体时候，能够迅速、彻底地将先前腔内气体排出。

在其他实施例中，如图1所示，第一储气室34a和第二储气室34b可以用大通径的管道代替，该大通径的管道截面积是呼出气体流过管路(非采样管路)的最小截面积的10-50倍。

请参照图4，用于检测呼出气体的装置004中还包括第一变径管35a和第二变径管35b，第一变径管35a的进口与第一储气室34a的出口端连通，第二变径管35b的进口与第二储气室34b的出口端连通；第一变径管35a靠近第一储气室34a一端的管径大于远离第一储气室34a一端的管径，第二变径管35b靠近第二储气室34b一端的管径大于远离第二储气室34b一端的管径。利用第一变径管35a和第二变径管35b进一步减少第一储气室34a和第二储气室34b与外界的气体交换，最后气体可以从出口36a和出口36b排向大气。

具体地，第一变径管35a和第二变径管35b可以是一个独立的部件，也可以在储气室上打一个小孔来实现。第一变径管35a和第二变径管35b出口的截面积不小于呼出气体流过管路(非采样管路)的最小截面积。

在本实用新型较佳的实施例中，还包括控制器，输气泵38、两位两通电磁阀和检测器39均与控制器电连接；输气泵38、两位两通电磁阀和检测器39在控制器的控制下处于不同检测状态：处于第一检测状态时，第一储气室34a中的气体处于被检测状态；处于第二检测状态时，第二储气室34b中的气体处于被检测状态；处于第三检测状态时，第一储气室34a和第二储气室34b中的气体均处于被检测状态。

具体地，以第一电磁阀33a和第二电磁阀33b是常闭型(常开型的得失电相反)的为例，本装置在NO(一氧化氮)浓度在线检测时的工作原理：当第一电磁阀33a和第二电磁阀33b和输气泵38均失电时，整套装置处于停止工作；当输气泵38失电，整套装置处于停止工作；当输气泵38得电，第一电磁阀33a得电，可以进行NO浓度在线检测工作；当输气泵38得电，第二电磁阀33b得电，可以进行NO浓度在线检测工作；当输气泵38得电，第一电磁阀33a和第二电磁阀33b均得电，可以进行NO浓度在线检测工作；当输气泵38得电，第一电磁阀33a和第二电磁阀33b均失电，不可以进行NO浓度在线检测工作。

结合图4，图中实线和大箭头表示的是呼出气体的流经管路和方向，虚线和小箭头表示采样气体的管路和方向。对本申请实施例中用于检测呼出气体的装置004的工作过程如下：

(1)呼出气体通过其他零部件到达原理图中输送总管31，呼出气体将分为两路，一路呼出气体流经第一采集管线32a，并依次通过第一电磁阀33a、第一储气室34a、第一变径管35a，最后从出口36a排向大气；另一路呼出气体流经第二采集管线32b，并依次通过第二电磁阀33b、第二储气室34b、第二变径管35b，最后从出口36a排向大气。

(2)呼气结束后，输送总管31将关闭，呼出气体将被储存在第一储气室34a和第二储气室34b中，此时第一变径管35a和第二变径管35b有利于阻止第一储气室34a和第二储气室34b中的呼出气体与外界气体交换。如果NO测试仪系统即控制器判断此次为合格的呼气过程，采用下面三种采样测试方法进行测试：

第一种采样测试方法：输气泵38将开始工作，第一电磁阀33a将开通，将第一储气室34a里的呼出气体，通过采样管37送至检测器39进行检测，最后采样气体从出口40排向大气。

第二种采样测试方法：输气泵38将开始工作，第二电磁阀33b将开通，将第二储气室34b里的呼出气体，通过采样管37送至检测器39进行检测，最后采样气体从出口40排向大气。

第三种采样测试方法：输气泵38将开始工作，第一电磁阀33a和第二电磁阀33b将同时开通，同时将第一储气室34a和第二储气室34b里的呼出气体，通过采样管37送至检测器39进行检测，最后采样气体从出口40排向大气。

需要补充的是，控制器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本实用新型实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图，该通用处理器可以是微处理器，本实施例提供的控制器还可以是任何常规的处理器等。

本实用新型还提出一种用于检测呼出气体的检测系统，包括上述用于检测呼出气体的装置，还可以包括直接与人体接触的气体采集装置，用于采集呼出气体，将该气体通过输送总管31输送至两个储气室。

综上，本实用新型提供的用于检测呼出气体的装置，其通过输送总管将呼出的气体输送至第一采集管线和第二采集管线，通过第一储气室和第二储气室进行气体的存储，利用检测器对第一储气室和第二储气室中采集的气体进行检测。通过调节管路的开启和关闭，控制第一储气室和第二储气室切换工作或同时工作，并控制第一储气室和第二储气室内气体单独或同时进行检测。能够利用两个储气室形成一个较长时间段的混合气，更能够反映整个稳定期中实际的待检测气的平均浓度。

本实用新型还提供的一种用于检测呼出气体的检测系统，包括上述用于检测呼出气体的装置，能够利用第一采集管线和第二采集管线上的两个储气室单独或者同时进行工作，形成一个较长时间段的混合气体，提高气体检测的精确度。

以上所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于检测呼出气体的装置，其特征在于，包括输送总管、第一采集管线、第二采集管线、第一储气室、第二储气室和用于检测气体含量的检测器，所述第一采集管线和所述第二采集管线均为可调节开关的管路，所述第一储气室通过所述第一采集管线与所述输送总管连通，所述第二储气室通过所述第二采集管线与所述输送总管连通，所述第一储气室和所述第二储气室与所述检测器连通。

2.根据权利要求1所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，所述第一采集管线和所述第二采集管线上均设置有电磁阀，以使所述第一储气室和所述第二储气室的进口均通过对应的所述电磁阀与所述输送总管连通，并实现开关控制。

3.根据权利要求2所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，所述第一采集管线和所述第二采集管线上的所述电磁阀均为两位两通电磁阀，所述第一储气室的进口通过所述第一采集管线与所述检测器连通，所述第二储气室的进口通过所述第二采集管线与所述检测器连通。

4.根据权利要求3所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，在所述第一采集管线和所述第二采集管线上设置的所述两位两通电磁阀与所述检测器之间均设置有用于输送气体的输气泵。

5.根据权利要求4所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，还包括控制器，所述输气泵、所述两位两通电磁阀和所述检测器均与所述控制器电连接；

所述输气泵、所述两位两通电磁阀和所述检测器在所述控制器的控制下处于不同检测状态：

处于第一检测状态时，所述第一储气室中的气体处于被检测状态；

处于第二检测状态时，所述第二储气室中的气体处于被检测状态；

处于第三检测状态时，所述第一储气室和所述第二储气室中的气体均处于被检测状态。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，所述检测器为NO传感器。

7.根据权利要求1所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，所述第一储气室和所述第二储气室的容积均为30-120毫升。

8.根据权利要求7所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，所述第一储气室和所述第二储气室均为连续弯折的通道，且所述第一储气室和所述第二储气室均以从顶部至底部来回往复的趋势延伸。

9.根据权利要求7或8所述的用于检测呼出气体的装置，其特征在于，还包括第一变径管和第二变径管，所述第一变径管的进口与所述第一储气室的出口端连通，所述第二变径管的进口与所述第二储气室的出口端连通；

所述第一变径管靠近所述第一储气室一端的管径大于远离所述第一储气室一端的管径，所述第二变径管靠近所述第二储气室一端的管径大于远离所述第二储气室一端的管径。

10.一种用于检测呼出气体的检测系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的用于检测呼出气体的装置。

Images