CN212459390U - 气体检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种气体检测装置，该气体检测装置包括密封光路盒、气体吸收池、激光发射装置以及激光接收装置。密封光路盒密封光路盒密封且充满氮气。气体吸收池设置在密封光路盒内，用于容纳呼吸气体。激光发射装置设置在密封光路盒内且位于气体吸收池的一侧，用于向气体吸收池内发射激光，激光经过气体吸收池与呼吸气体发生吸收反应。激光接收装置设置在密封光路盒内，且位于气体吸收池远离激光发射装置的一侧，用于接收经过气体吸收池的激光。该气体检测装置可有效降低外界环境中的气体以及环境噪声对气体检测的影响，提高气体检测灵敏度。

Description

气体检测装置

技术领域

本申请涉及呼气检测技术领域，具体而言，涉及一种气体检测装置。

背景技术

幽门螺旋杆菌具有很强的致病性。目前大量研究表明幽门螺旋杆菌是胃溃疡，十二指肠溃疡的主要致病因素，并且与胃癌的病发有着密切联系。呼吸气体检测具有灵敏度高、特异性强、简单方便，是目前临床医学检测幽门螺旋杆菌的“金标准”。呼吸气体检测，采用C同位素进行检测即¹³C同位素。患者在服用C同位素尿素药丸前对呼气装置(呼气袋)先进行吹气，然后服用C同位素尿素药丸，半小时后再次向装置内(呼气袋)进行吹气。利用相应的检测仪器测量服药前和服药后的¹³CO₂/¹²CO₂同位素丰度量变化从而确定幽门螺旋杆菌的DOB值(Delta Over Baseline，超基准值)。

可调谐二极管激光吸收光谱法(Tunable Diode Laser AbsorptionSpectroscopy，TDLAS)是用于呼吸气体¹³CO₂/¹²CO₂同位素丰度量检测的常用方法之一，该技术是利用激光强度被待测气体吸收形成吸收光谱，吸收光谱的衰减强度与检测气体的含量呈正比的原理进行气体检测的一种技术。但利用该技术进行气体探测时，容易受到外界环境中的气体以及环境噪声的影响，导致气体检测灵敏度降低。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种气体检测装置，该气体检测装置可有效降低外界环境中的气体以及环境噪声对气体检测的影响，提高气体检测灵敏度。

本申请实施例提供了一种气体检测装置，该气体检测装置包括密封光路盒、气体吸收池、激光发射装置以及激光接收装置。所述密封光路盒密封且充满氮气。气体吸收池设置在所述密封光路盒内，用于容纳呼吸气体。激光发射装置设置在所述密封光路盒内且位于所述气体吸收池的一侧，用于向所述气体吸收池内发射激光，所述激光经过所述气体吸收池与所述呼吸气体发生吸收反应。激光接收装置设置在所述密封光路盒内，且位于所述气体吸收池远离所述激光发射装置的一侧，用于接收经过所述气体吸收池的所述激光。

在上述实现过程中，将气体检测管路装置中的激光发射装置、气体吸收池以及激光接收装置三个功能部件集成在密封光路盒内，与外界环境隔离开，密封光路盒内充满氮气，无其他气体。氮气化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，因此将整个气体检测的检测光路设置在氮气环境中，一方面可以降低环境气体对气体检测的影响，有效提高气体检测的敏感度与精确度，另一方面集成后的结构紧凑，整个装置空间体积减小，方便搬运。

在一种可能的实现方式中，所述密封光路盒不透光。

在上述实现过程中，采用不透光的密封光路盒，可避免外界环境中的光线射入气体吸收池内，影响气体检测的精度。

在一种可能的实现方式中，所述激光发射装置包括激光二极管以及第一散热固定座；所述激光二极管固定安装于所述第一散热固定座，所述第一散热固定座固定安装于所述密封光路盒内。

在上述实现过程中，第一散热固定座能够对激光二极管进行散热，从而达到控制激光二极管温度的目的，使得激光二极管能够发射出特定波长的激光。

在一种可能的实现方式中，该气体检测装置还包括二维调节架，固定安装在所述密封光路盒内；所述激光发射装置固定安装在所述二维调节架上，所述二维调节架用于调节所述激光发射装置的激光发射角度。

在上述实现过程中，当由于搬运或者其他因数导致激光发射装置的激光发射角度发生偏转时，可以通过二维调节架矫正激光发射装置的激光发射角度，保证气体检测装置的正常工作。

在一种可能的实现方式中，所述激光接收装置包括光电二极管以及第二散热固定座；所述光电二极管固定安装于所述第二散热固定座，所述第二散热固定座固定安装于所述密封光路盒内，所述第二散热固定座上固定散热片。

在上述实现过程中，在第二散热固定座固定散热片，可以将光电二极管温度控制在特点的范围内，减小光电二极管产生的噪声，提高信噪比，进而提高气体检测敏感度与精确度。

在一种可能的实现方式中，所述气体吸收池包括第一侧壁，所述激光经所述第一侧壁射入所述气体吸收池；所述激光的入射光路与所述第一侧壁之间的夹角为锐角。

在上述实现过程中，设置激光的入射光路与第一侧壁之间的夹角为锐角，当激光发射装置发射的激光达到第一侧壁时，一部分激光穿过第一侧壁，一部分激光在第一侧壁表面反射，由于激光的入射光路与第一侧壁之间的夹角为锐角而不是直角，反射出去的激光不会沿原路径再回射到激光二极管处，避免产生干涉信号，提高测量精度。

在一种可能的实现方式中，所述气体吸收池包括第二侧壁，所述激光经所述第二侧壁射出所述气体吸收池；所述激光的出射光路与所述第二侧壁之间的夹角为锐角。

在上述实现过程中，设置第二侧壁与第二侧壁之间的夹角为锐角，可以避免激光出射时部分激光沿原路径反射回去而造成干涉信号，进而提高测量精度。

在一种可能的实现方式中，所述第一侧壁与所述第二侧壁为由白宝石制成的片状结构。

在上述实现过程中，白宝石为高透光率材料，采用白宝石作为第一侧壁与第二侧壁的制作材料，可以提高激光的透过率，减少激光的反射率，进而减小由于激光反射而造成的干涉，提高气体检测的敏感度与精确度。

在一种可能的实现方式中，上述气体检测装置还包括呼气管，所述呼气管的一端与所述气体吸收池连通，另一端穿出所述密封光路盒，用于向所述气体吸收池通入所述呼吸气体。

在上述实现过程中，设置呼吸管用于通入呼吸气体，可以是将提前收集好的待检测呼吸气体通过呼吸管通入气体吸收池内，也可以是患者或实验人员直接通过呼吸管向气体吸收池内呼入气体。

在一种可能的实现方式中，上述气体检测装置还包括出气管，所述出气管的一端与所述气体吸收池连通，另一端穿出所述密封光路盒，用于将所述气体吸收池内的所述呼吸气体排出。

在上述实现过程中，当检测完呼吸气体后通过出气管排出已检测完成的呼吸气体，以便进行下一轮的气体检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的一种气体检测装置的侧视内部结构图；

图2为本申请实施例提供的一种激光发射装置的结构图；

图3为本申请实施例提供的一种激光接收装置的结构图；

图4为本申请实施例提供的一种气体吸收池的结构图；

图5为本申请实施例提供的一种气体检测装置的外观图。

图标：100-密封光路盒；110-密封罩；120-底板；200-气体吸收池；210-第一侧壁；220-第二侧壁；300-激光发射装置；310-第一散热固定座；400-激光接收装置；410-第二散热固定座；420-散热片；500-二维调节架；600-呼气管；700-出气管；800-氮气进气口；900-氮气出气口。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参考图1，本申请实施例提供了一种气体检测装置，该气体检测装置包括密封光路盒100、气体吸收池200、激光发射装置300以及激光接收装置400。密封光路盒100密封光路盒100密封且充满氮气。气体吸收池200设置在密封光路盒100内，用于容纳呼吸气体。激光发射装置300设置在密封光路盒100内且位于气体吸收池200的一侧，用于向气体吸收池200内发射特定波长的激光，激光经过气体吸收池200与呼吸气体发生吸收反应。激光接收装置400设置在密封光路盒100内，且位于气体吸收池200远离激光发射装置300的一侧，用于接收经过气体吸收池200的激光。

在上述实现过程中，将气体检测管路装置中的激光发射装置300、气体吸收池200以及激光接收装置400三个功能部件集成在密封光路盒100内，与外界环境隔离开，密封光路盒100内充满氮气，无其他气体。氮气化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，因此将整个气体检测的检测光路设置在氮气环境中，一方面可以降低环境气体对气体检测的影响，有效提高气体检测的敏感度与精确度，另一方面集成后的结构紧凑，整个装置空间体积减小，方便搬运。

在一种可能的实现方式中，密封光路盒100不透光。

在上述实现过程中，采用不透光的密封光路盒100，可避免外界环境中的光线射入气体吸收池200内，影响气体检测的精度。具体地，密封光路盒100可采用不透光材料制作，也可在密封光路盒100的内表面或外表面贴设遮光膜，或涂刷遮光材料，也可采用其他方式实现密封光路盒100的不透光特性，本申请实施例对此不作限定。

进一步地，密封光路盒100为可拆卸结构或可打开结构，具体地，密封光路盒100包括底板120与密封罩110，密封罩110与底板120可拆卸密封连接，气体吸收池200、激光发射装置300以及激光接收装置400均固定安装在底板120上。

在一种可能的实现方式中，请参考图2，激光发射装置300包括激光二极管以及第一散热固定座310；激光二极管固定安装于第一散热固定座310，第一散热固定座310固定安装于密封光路盒100内。

在上述实现过程中，第一散热固定座310能够对激光二极管进行散热，从而达到控制激光二极管温度的目的，使得激光二极管能够发射出特定波长的激光。

在一种可能的实现方式中，请参考图2，该气体检测装置还包括二维调节架500，固定安装在密封光路盒100内；激光发射装置300固定安装在二维调节架500上，二维调节架500用于调节激光发射装置300的激光发射角度。

在上述实现过程中，当由于搬运或者其他因数导致激光发射装置300的激光发射角度发生偏转时，可以通过二维调节架500矫正激光发射装置300的激光发射角度，保证气体检测装置的正常工作。

在一种可能的实现方式中，请参考图3，激光接收装置400包括光电二极管以及第二散热固定座410；光电二极管固定安装于第二散热固定座410，第二散热固定座410固定安装于密封光路盒100内，第二散热固定座410上固定散热片420。

在上述实现过程中，在第二固座上固定散热片420，可以将光电二极管温度控制在特点的范围内，减小光电二极管产生的噪声，提高信噪比，进而提高气体检测敏感度与精确度。

在一种可能的实现方式中，请参考图4，气体吸收池200包括第一侧壁210，激光经第一侧壁210射入气体吸收池200；激光的入射光路与第一侧壁210之间的夹角为锐角。

若激光的入射光路与第一侧壁210之间的夹角为直角，即激光的入射光路垂直于第一侧壁210，当激光发射装置300发射的激光达到第一侧壁210，一部分激光在第一侧壁210表面反射，由于入射角为0，故反射角也为0，反射的激光会沿原路径回射到激光二极管处，造成干涉信号，难以消除，影响测量精度。因此，在上述实现过程中，设置激光的入射光路与第一侧壁210之间的夹角为锐角，当激光发射装置300发射的激光达到第一侧壁210时，一部分激光穿过第一侧壁210，一部分激光在第一侧壁210表面反射，由于激光的入射光路与第一侧壁210之间的夹角为锐角而不是直角，反射出去的激光不会沿原路径再回射到激光二极管处，避免产生干涉信号，提高测量精度。

具体地，激光的入射光路与第一侧壁210之间的夹角可以为30°、60°或45°，本申请实施例对此不作限定。

在一种可能的实现方式中，请参考图4，气体吸收池200包括第二侧壁220，激光经第二侧壁220射出气体吸收池200；激光的出射光路与第二侧壁220之间的夹角为锐角。

在上述实现过程中，设置第二侧壁220与第二侧壁220之间的夹角为锐角，可以避免激光出射时部分激光沿原路径反射回去而造成干涉信号，进而提高测量精度。

在一种可能的实现方式中，第一侧壁210与第二侧壁220为由白宝石制成的片状结构。

在上述实现过程中，白宝石为高透光率材料，采用白宝石作为第一侧壁210与第二侧壁220的制作材料，可以提高激光的透过率，减少激光的反射率，进而减小由于激光反射而造成的干涉，提高气体检测的敏感度与精确度。

在一种可能的实现方式中，请参考图5，上述气体检测装置还包括呼气管600，呼气管600的一端与气体吸收池200连通，另一端穿出密封光路盒100，用于向气体吸收池200通入呼吸气体。

在上述实现过程中，设置呼吸管用于通入呼吸气体，可以是将提前收集好的待检测呼吸气体通过呼吸管通入气体吸收池200内，也可以是患者或实验人员直接通过呼吸管向气体吸收池200内呼入气体。

在一种可能的实现方式中，上请参考图5，述气体检测装置还包括出气管700，出气管700的一端与气体吸收池200连通，另一端穿出密封光路盒100，用于将气体吸收池200内的呼吸气体排出。

在上述实现过程中，当检测完呼吸气体后通过出气管700排出已检测完成的呼吸气体，以便进行下一轮的气体检测。

在一种可能的实现方式中，请参考图5，密封光路盒100上设置有氮气进气口800与氮气出气口900，该装置通过氮气进气口800向密封光路盒100内通入氮气。氮气进气口800与氮气出气口900同时打开，并通过氮气进气口800向密封光路盒100内持续通入一段时间的氮气，可以排尽密封光路盒100内的其他气体，使得氮气充满密封光路盒100。进一步地，氮气进气口800与氮气出气口900分设在密封光路盒100的两侧，可以使得密封光路盒100更快地充满氮气。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种气体检测装置，其特征在于，包括：

密封光路盒，所述密封光路盒密封且充满氮气；

气体吸收池，设置在所述密封光路盒内，用于容纳呼吸气体；

激光发射装置，设置在所述密封光路盒内且位于所述气体吸收池的一侧，用于向所述气体吸收池内发射激光，所述激光经过所述气体吸收池与所述呼吸气体发生吸收反应；

激光接收装置，设置在所述密封光路盒内，且位于所述气体吸收池远离所述激光发射装置的一侧，用于接收经过所述气体吸收池的所述激光。

2.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述密封光路盒不透光。

3.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述激光发射装置包括激光二极管以及第一散热固定座；

所述激光二极管固定安装于所述第一散热固定座，所述第一散热固定座固定安装于所述密封光路盒内。

4.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，还包括二维调节架，固定安装在所述密封光路盒内；

所述激光发射装置固定安装在所述二维调节架上，所述二维调节架用于调节所述激光发射装置的激光发射角度。

5.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述激光接收装置包括光电二极管以及第二散热固定座；

所述光电二极管固定安装于所述第二散热固定座，所述第二散热固定座固定安装于所述密封光路盒内，所述第二散热固定座上固定散热片。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体吸收池包括第一侧壁，所述激光经所述第一侧壁射入所述气体吸收池；

所述激光的入射光路与所述第一侧壁之间的夹角为锐角。

7.根据权利要求6所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体吸收池包括第二侧壁，所述激光经所述第二侧壁射出所述气体吸收池；

所述激光的出射光路与所述第二侧壁之间的夹角为锐角。

8.根据权利要求7所述的气体检测装置，其特征在于，所述第一侧壁与所述第二侧壁为由白宝石制成的片状结构。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的气体检测装置，其特征在于；还包括呼气管，所述呼气管的一端与所述气体吸收池连通，另一端穿出所述密封光路盒，用于向所述气体吸收池通入所述呼吸气体。

10.根据权利要求9所述的气体检测装置，其特征在于，还包括出气管，所述出气管的一端与所述气体吸收池连通，另一端穿出所述密封光路盒，用于将所述气体吸收池内的所述呼吸气体排出。

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