CN214511153U

CN214511153U - 气体采样器

Info

Publication number: CN214511153U
Application number: CN202022710194.8U
Authority: CN
Inventors: 李永振; 郭瑞华; 朱小锋; 朱佐刚; 赵丹; 马驰; 王涛; 户文成
Original assignee: Beijing Municipal Institute of Labour Protection
Current assignee: Beijing Municipal Institute of Labour Protection
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2030-11-20

Abstract

本实用新型实施例提供了一种气体采样器，包括：面罩、壳体、采样管、气体供给单元和泵吸单元。其中，面罩与壳体连接并与壳体相连通，气体供给单元穿过壳体与面罩相连通，泵吸单元置于壳体内部，采样管与泵吸单元相连通。该气体采样器能够全面采集呼出气体中的挥发性有机化合物和其他微小颗粒，方便医生进行分析这些挥发性有机化合物和其他微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。同时，该气体采样器具有较高的通用性。

Description

气体采样器

技术领域

本实用新型涉及气体取样及检测设备技术领域，尤其涉及一种气体采样器。

背景技术

人体呼出的气体中通常包含有上千种挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒。这些呼出气体多来自于呼吸道和肺部，是人体内部生物信息的有效表征。通过分析这些呼出气体的具体成分和特征，可以用于判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而可提早预防和治疗疾病。该疾病检测方式不同于液体和组织活检等需要采集血液或组织样本的检测方式。该疾病检测方式提供了一种完全无创的解决方案，能够最大限度地提高患者的舒适度。

目前，常用的呼出气体采样器大多仅用于挥发性有机化合物(VOC)的采集，通用性较差。同时，现有气体采样器多用于实验室的样品采集及分析，不便于携带。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种气体采样器。

本实用新型提供了一种气体采样器，包括：面罩、壳体、采样管、气体供给单元和泵吸单元。

其中，所述面罩与所述壳体连接并与所述壳体相连通，所述气体供给单元穿过所述壳体与所述面罩相连通，所述泵吸单元置于所述壳体内部，所述采样管与所述泵吸单元相连通。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述气体供给单元包括气体供给管路和气源，所述气体供给管路穿过所述壳体与所述面罩相连通，所述气源置于所述壳体外部，并与所述气体供给管路连接，以向所述面罩中供给氧气。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述泵吸单元包括隔膜泵和输送管，所述隔膜泵和所述输送管均置于所述壳体内部，所述输送管的一端与所述隔膜泵连接，另一端与所述采样管连接。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述采样管可拆卸地插装在所述壳体上，并穿过所述壳体与所述输送管连通。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述采样管设有多个，多个所述采样管并排插装在所述壳体上，并穿过所述壳体与所述输送管连通。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述气体采样器还包括单向阀，所述单向阀安装在所述壳体上以将多余的呼出气体排出至外部环境。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述面罩内部安装有二氧化碳浓度传感器。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述气体采样器包括用于将所述气体采样器固定于人体面部的头带，所述头带安装在所述面罩上且能够进行松紧调节。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述面罩的形状与人体面部形状相适配以使所述面罩与人体面部相贴合，且所述面罩由硅胶材料制成。

根据本实用新型提供的一种气体采样器，所述采样管由不锈钢材料制成。

在本实用新型提供的气体采样器中，所述面罩与所述壳体连接并与所述壳体相连通，所述气体供给单元穿过所述壳体与所述面罩相连通，所述泵吸单元置于所述壳体内部，所述采样管与所述泵吸单元相连通。

与现有技术相比，该气体采样器能够采集呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他微小颗粒，方便医生进行分析这些挥发性有机化合物(VOC)和其他微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。能够提供一种完全无创的解决方案，最大限度地提高患者的舒适度。

同时，患者呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他微小颗粒均能够吸附在所述采样管的填料内，便于医生进行全面采集和分析。该气体采样器具有较高的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的气体采样器的外部结构示意图；

图2是本实用新型提供的气体采样器的内部结构示意图。

附图标记：

100：面罩； 200：壳体； 300：采样管；

400：气体供给管路； 500：隔膜泵； 600：输送管；

700：单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实施例的限制。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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

下面结合图1至2对本实用新型实施例提供的一种气体采样器进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成任何特别限定。

本实用新型的实施例提供了一种气体采样器，如图1和图2所示，该气体采样器包括：面罩100、壳体200、采样管300、气体供给单元和泵吸单元。

其中，面罩100与壳体200连接并与壳体200相连通，气体供给单元穿过壳体200与面罩100相连通，泵吸单元置于壳体200内部，采样管300与泵吸单元相连通。

在使用时，将面罩100佩戴在人体面部，气体供给单元为患者提供氧气。患者呼出的气体顺流至壳体200内，并由泵吸单元提供动力以将患者呼出的气体抽吸至采样管300内。呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒吸附在采样管300的填料内，将采样管300拆下进行取样。通过分析这些呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。

同时，患者呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他微小颗粒均能够吸附在采样管300的填料内，便于医生进行全面采集和分析。因此，该气体采样器具有较高的通用性。

例如，在本实用新型的一个实施例中，面罩100的形状与人体面部形状相适配以使面罩100与人体面部相贴合，且面罩100由硅胶材料制成。

其中，面罩100的形状与人体面部形状相适配以使面罩100与人体面部相贴合，能够有效保证外部环境的空气无法从面罩100边缘进入面罩100内对患者呼出的气体造成污染，影响检测结果的准确性。同时，患者呼出的气体也无法从面罩100边缘泄漏致外部环境中，实现全面、准确地采样。另外，面罩100由软硅胶材料制成，能够极大提升患者在采样时的舒适度。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，气体供给单元包括气体供给管路400和气源，气体供给管路400穿过壳体200并与面罩100相连通，气源置于壳体200外部，并与气体供给管路400连接，以向面罩100中供给氧气。

例如，面罩100与壳体200连接并与壳体200相连通。气体供给管路400穿过壳体200并与面罩100相连通，气源置于壳体200外部，并与气体供给管路400连接，以向面罩100中供给氧气。泵吸单元置于壳体200内部，采样管300与泵吸单元相连通。

此处应当说明的是，上述气源可以为便携式氧气瓶，患者可以身背氧气瓶进行采样操作；上述气源还可以为空气源。

此处还应当说明的是，气体供给管路400包括但不限于软管。

在使用时，患者身背便携式氧气瓶，将面罩100佩戴在患者面部，便携式氧气瓶通过气体供给管路400为患者提供氧气。患者呼出的气体顺流至壳体200内，并由泵吸单元提供动力以将患者呼出的气体抽吸至采样管300内。呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒吸附在采样管300的填料内，将采样管300拆下进行取样。通过分析这些呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。

根据以上描述的实施例可知，该采样器能够对患者呼出气体进行有效采集，患者可以身背便携式气源在实验室外或者其他所需环境下进行采样检测，提高了气体采样器的携带性和通用性。

在本实用新型的一个实施例中，泵吸单元包括隔膜泵500和输送管600，隔膜泵500和输送管600均置于壳体200内部，输送管600的一端与隔膜泵500连接，另一端与采样管300连接。

具体地，面罩100与壳体200连接并与壳体200相连通。气体供给管路400穿过壳体200并与面罩100相连通，气源置于壳体200外部，并与气体供给管路400连接，以向面罩100中供给氧气。隔膜泵500和输送管600均置于壳体200内部，输送管600的一端与隔膜泵500连接，另一端与采样管300连接。

此处应当说明的是，上述输送管600包括但不限于软管。

在采样操作过程中，患者身背便携式氧气瓶，将面罩100佩戴在患者面部，便携式氧气瓶通过气体供给管路400为患者提供氧气。患者呼出的气体顺流至壳体200内。在隔膜泵500的作用下，患者呼出的气体经输送管600被抽吸至采样管300内。呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒吸附在采样管300的填料内，将采样管300拆下进行取样。通过分析这些呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。

在本实用新型的一个实施例中，采样管300可拆卸地插装在壳体200上，并穿过壳体200与输送管600连通。

更进一步，在本实用新型的一个实施例中，采样管300设有多个，多个采样管300并排插装在壳体200上，并穿过壳体200与输送管600连通。

例如，如图1所示，面罩100与壳体200连接并与壳体200相连通。气体供给管路400穿过壳体200并与面罩100相连通，气源置于壳体200外部，并与气体供给管路400连接，以向面罩100中供给氧气。隔膜泵500和输送管600均置于壳体200内部，输送管600的一端与隔膜泵500连接，另一端与采样管300连接。采样管300设有两个，两个采样管300并排插装在壳体200上，并且各采样管300均穿过壳体200与输送管600相连通。

此处应当说明的是，对于采样管300与壳体200之间的安装方式，本实用新型不作任何限定。任何可以实现采样管300与壳体200的可拆卸式安装方式，均在本实用新型的保护范围之内。也就是说，采样管300与壳体200之间的安装方式包括但不限于插装方式。

根据以上描述的实施例可知，采样管300与壳体200之间插装连接，这样方便医生拆卸采样管300以进行取样，从而分析呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他微小颗粒。同时，在壳体200上插装有多个采样管300，能够提升呼出气体采样的全面性和准确性。

在本实用新型的一个实施例中，采样管300由不锈钢材料制成。

通过使用不锈钢采样管，能够有效避免采样管300本身对人体呼出气体成分造成污染。

在本实用新型的一个实施例中，气体采样器还包括单向阀700，单向阀700安装在壳体200上以将多余的呼出气体排出至外部环境。

具体地，面罩100与壳体200连接并与壳体200相连通。气体供给管路400穿过壳体200并与面罩100相连通，气源置于壳体200外部，并与气体供给管路400连接，以向面罩100中供给氧气。隔膜泵500和输送管600均置于壳体200内部，输送管600的一端与隔膜泵500连接，另一端与采样管300连接。采样管300设有两个，两个采样管300并排插装在壳体200上，并且各采样管300均穿过壳体200与输送管600相连通。壳体200上设置有单向阀700以将多余的呼出气体排出至外部环境。

在具体采样操作过程中，患者身背便携式氧气瓶，将面罩100佩戴在患者面部，便携式氧气瓶通过气体供给管路400为患者提供氧气。患者呼出的气体顺流至壳体200内。在隔膜泵500的作用下，患者呼出的气体经输送管600被抽吸至采样管300内。当患者呼出的气体较多时，壳体200内的压力增大，单向阀700打开，部分呼出气体由单向阀700排出至外部环境。被隔膜泵500抽吸至采样管300中的呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒吸附在采样管300的填料内，将采样管300拆下进行取样。通过分析这些呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。

根据以上描述的实施例可知，对于外部环境，单向阀700只是处于完全关闭的状态，外部空气不会进入采样器内对患者呼出的气体造成污染。对于采样器的内部环境，单向阀700可以处于开启和关闭两种状态。当壳体200内压力较小时，单向阀700关闭，患者呼出的气体全部被隔膜泵500抽吸至采样管300内；当壳体200内压力较大时，单向阀700开启，患者呼出的气体部分被隔膜泵500抽吸至采样管300内，多余的呼出气体通过单向阀700被排出至外部环境。

在本实用新型的一个实施例中，面罩100内部安装有二氧化碳浓度传感器。

例如，面罩100与壳体200连接并与壳体200相连通。面罩100内部的上表面上安装有二氧化碳浓度传感器。气体供给管路400穿过壳体200并与面罩100相连通，气源置于壳体200外部，并与气体供给管路400连接，以向面罩100中供给氧气。隔膜泵500和输送管600均置于壳体200内部，输送管600的一端与隔膜泵500连接，另一端与采样管300连接。采样管300设有两个，两个采样管300并排插装在壳体200上，并且各采样管300均穿过壳体200与输送管600相连通。壳体200上设置有单向阀700以将多余的呼出气体排出至外部环境。

在使用时，患者身背便携式氧气瓶，将面罩100佩戴在患者面部，便携式氧气瓶通过气体供给管路400为患者提供氧气。二氧化碳浓度传感器实时监测面罩100内的二氧化碳浓度。当面罩100内的二氧化碳浓度低于设定的标准值时，表明面罩100内的氧气充足，可以满足患者的呼吸需求，此时关闭气源。当面罩100内的二氧化碳浓度超过设定的标准值时，表明面罩100内的氧气浓度较低，无法满足患者的呼吸需求，此时需要打开气源，为患者供给氧气以进行呼吸。

患者呼出的气体顺流至壳体200内。在隔膜泵500的作用下，患者呼出的气体经输送管600被抽吸至采样管300内。当患者呼出的气体较多时，壳体200内的压力增大，单向阀700打开，部分呼出气体由单向阀700排出至外部环境。被隔膜泵500抽吸至采样管300中的呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒吸附在采样管300的填料内，将采样管300拆下进行取样。通过分析这些呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。

在本实用新型的一个实施例中，气体采样器包括用于将气体采样器固定于人体面部的头带，头带安装在面罩100上且能够进行松紧调节。

例如，面罩100与壳体200连接并与壳体200相连通。面罩100内部的上表面上安装有二氧化碳浓度传感器。面罩100的左右两端的中部位置均布设有一根弹性头带，气体供给管路400穿过壳体200并与面罩100相连通，气源置于壳体200外部，并与气体供给管路400连接，以向面罩100中供给氧气。隔膜泵500和输送管600均置于壳体200内部，输送管600的一端与隔膜泵500连接，另一端与采样管300连接。采样管300设有两个，两个采样管300并排插装在壳体200上，并且各采样管300均穿过壳体200与输送管600相连通。壳体200上设置有单向阀700以将多余的呼出气体排出至外部环境。

在使用时，患者身背便携式氧气瓶，将面罩100两端的弹性头带打结系紧以将面罩100固定在患者面部。便携式氧气瓶通过气体供给管路400为患者提供氧气。二氧化碳浓度传感器实时监测面罩100内的二氧化碳浓度。当面罩100内的二氧化碳浓度低于设定的标准值时，表明面罩100内的氧气充足，可以满足患者的呼吸需求，此时关闭气源。当面罩100内的二氧化碳浓度超过设定的标准值时，表明面罩100内的氧气浓度较低，无法满足患者的呼吸需求，此时需要打开气源，为患者供给氧气以进行呼吸。

通过调整两只弹性头带打结所系的松紧程度，来调整面罩100与人体面部接触的松紧程度。能够在保证呼出气体不泄漏的前提下，提升患者的舒适度。同时，还能够适应面部大小不同的患者。

又例如，在两只弹性头带的末端均安装有可以调节距离的卡扣。

具体来说，患者身背便携式氧气瓶，将面罩100两端的弹性头带末端的卡扣相互配合锁紧，以将面罩100固定在患者面部。便携式氧气瓶通过气体供给管路400为患者提供氧气。二氧化碳浓度传感器实时监测面罩100内的二氧化碳浓度。当面罩100内的二氧化碳浓度低于设定的标准值时，表明面罩100内的氧气充足，可以满足患者的呼吸需求，此时关闭气源。当面罩100内的二氧化碳浓度超过设定的标准值时，表明面罩100内的氧气浓度较低，无法满足患者的呼吸需求，此时需要打开气源，为患者供给氧气以进行呼吸。

通过调整两只弹性头带末端的卡扣距离，来调整面罩100与人体面部接触的松紧程度。能够在保证呼出气体不泄漏的前提下，提升患者的舒适度。同时，还能够适应面部大小不同的患者。

在例如，在面罩100的左右两端以及上端均设有弹性头带，三只弹性头带相互连接，使得弹性头带整体能够套装在人体的头部。

在使用时，患者身背便携式氧气瓶，将弹性头带整体套装在人体头部，以将面罩100固定在患者面部。便携式氧气瓶通过气体供给管路400为患者提供氧气。二氧化碳浓度传感器实时监测面罩100内的二氧化碳浓度。当面罩100内的二氧化碳浓度低于设定的标准值时，表明面罩100内的氧气充足，可以满足患者的呼吸需求，此时关闭气源。当面罩100内的二氧化碳浓度超过设定的标准值时，表明面罩100内的氧气浓度较低，无法满足患者的呼吸需求，此时需要打开气源，为患者供给氧气以进行呼吸。

患者呼出的气体顺流至壳体200内。在隔膜泵500的作用下，患者呼出的气体经输送管600被抽吸至采样管300内。当患者呼出的气体较多时，壳体200内的压力增大，单向阀700打开，部分呼出气体由单向阀700排出至外部环境。被隔膜泵500抽吸至采样管300的呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒吸附在采样管300的填料内，将采样管300拆下进行取样。通过分析这些呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)和其他的微小颗粒的具体成分和特征，判断是否有常见疾病的早期生物特征，从而提早预防和治疗疾病。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种气体采样器，其特征在于，包括：面罩、壳体、采样管、气体供给单元和泵吸单元，

其中，所述面罩与所述壳体连接并与所述壳体相连通，所述气体供给单元穿过所述壳体与所述面罩相连通，所述泵吸单元置于所述壳体内部，所述采样管与所述泵吸单元相连通，所述采样管内填充有吸附填料。

2.根据权利要求1所述的气体采样器，其特征在于，所述气体供给单元包括气体供给管路和气源，所述气体供给管路穿过所述壳体与所述面罩相连通，所述气源置于所述壳体外部，并与所述气体供给管路连接，以向所述面罩中供给氧气。

3.根据权利要求1所述的气体采样器，其特征在于，所述泵吸单元包括隔膜泵和输送管，所述隔膜泵和所述输送管均置于所述壳体内部，所述输送管的一端与所述隔膜泵连接，另一端与所述采样管连接。

4.根据权利要求3所述的气体采样器，其特征在于，所述采样管可拆卸地插装在所述壳体上，并穿过所述壳体与所述输送管连通。

5.根据权利要求4所述的气体采样器，其特征在于，所述采样管设有多个，多个所述采样管并排插装在所述壳体上，并穿过所述壳体与所述输送管连通。

6.根据权利要求1所述的气体采样器，其特征在于，所述气体采样器还包括单向阀，所述单向阀安装在所述壳体上以将多余的呼出气体排出至外部环境，并防止外部气体进入面罩。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的气体采样器，其特征在于，所述面罩内部安装有二氧化碳浓度传感器。

8.根据权利要求1所述的气体采样器，其特征在于，所述气体采样器包括用于将所述气体采样器固定于人体面部的头带，所述头带安装在所述面罩上且能够进行松紧调节。

9.根据权利要求1所述的气体采样器，其特征在于，所述面罩的形状与人体面部形状相适配以使所述面罩与人体面部相贴合，且所述面罩由硅胶材料制成。

10.根据权利要求1所述的气体采样器，其特征在于，所述采样管由不锈钢材料制成。