FI91021B - Laite kaasujen tunnistamiseksi ja pitoisuuden mittaamiseksi sekä menetelmä kaasujen tunnistamiseksi - Google Patents
Laite kaasujen tunnistamiseksi ja pitoisuuden mittaamiseksi sekä menetelmä kaasujen tunnistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI91021B FI91021B FI885115A FI885115A FI91021B FI 91021 B FI91021 B FI 91021B FI 885115 A FI885115 A FI 885115A FI 885115 A FI885115 A FI 885115A FI 91021 B FI91021 B FI 91021B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- radiation
- gas
- gases
- filter
- detector
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 38
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 35
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 18
- 239000003994 anesthetic gas Substances 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 4
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N Isoflurane Chemical compound FC(F)OC(Cl)C(F)(F)F PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000305 enflurane Drugs 0.000 description 2
- JPGQOUSTVILISH-UHFFFAOYSA-N enflurane Chemical compound FC(F)OC(F)(F)C(F)Cl JPGQOUSTVILISH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229960003132 halothane Drugs 0.000 description 2
- BCQZXOMGPXTTIC-UHFFFAOYSA-N halothane Chemical compound FC(F)(F)C(Cl)Br BCQZXOMGPXTTIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960002725 isoflurane Drugs 0.000 description 2
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 2
- YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 4-pyren-1-ylbutanoate Chemical compound C=1C=C(C2=C34)C=CC3=CC=CC4=CC=C2C=1CCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O YBNMDCCMCLUHBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J2003/1226—Interference filters
- G01J2003/1243—Pivoting IF or other position variation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
91021
Laite kaasujen tunnistamiseksi ja pitoisuuden mittaamiseksi sekä menetelmä kaasujen tunnistamiseksi
Keksintö koskee kaasun tai kaasujen tunnistamiseen ja/tai 5 pitoisuuden mittaukseen tarkoitettua laitetta, joka koostuu säteilyn lähteestä, kammiosta, jonne tutkittava kaasu tai kaasut syötetään, optisesta suodattimesta, jonka läpi säteily kulkee, optisesta fokusointielimestä, jonka läpi tai kautta saapuva säteily kulkee ja säteilyn 10 ilmaisimesta. Keksinnön mukainen laite on erityisen sopiva anestesiakaasujen tutkimiseen. Keksintö koskee myös menetelmää kaasun tai kaasujen tunnistamiseksi infrapuna-absorptiolla sekä anestesiakaasumonitoria.
15 Leikkaussalin peruslaitteisiin kuuluu potilasvalvon-tamonitori. Sillä voidaan esim. valvoa potilaan hengityskaasun eri komponenttien pitoisuuksia. Kyseessä on lähinnä hiilidioksiidi ja happi sekä nukutus-tapauksissa ilokaasu ja nukutuskaasu. Nukutuskaasu on 20 normaalisti halogenoitu hiilivety. Yleisimmät kaasut ovat halotaani, enfluraani ja isofluraani. Anestesiakaasu-monitorin vaatimuksiin kuuluu mittausnopeus, pieni kohina, kohtuullinen koko ja hinta sekä kyky erottaa eri kaasutyypit.
25 Tällä hetkellä käytössä olevista anestesiakaasujen erotteluun soveltuvista laitteista tärkein lienee massaspektrometri. Se on kuitenkin iso ja kallis laite, jota ei voi hankkia joka sairaalaan tai jota yleensä on 30 pakko jakaa usean leikkaussalin kesken.
Ramanilmiötä on yritetty käyttää hyväksi kaasujen erottamiseen. Spektriviivat ovat kuitenkin hyvin heikkoja, mistä syystä on ollut pakko käyttää voimakasta 35 laservaloa virittämiseen. Tämä lisää oleellisesti hintaa. Laserin intensiteettistabiilisuus on kuitenkin huono 2 kaviteetin sisällä olevan mittauskammion likaantumisen takia.
Infrapuna-absorptiota alueella 7 - 14 μη on käytetty 5 hyväksi anestesiakaasujen erotteluun. Tällä alueella absorptio on suhteellisen suuri. Mittauksessa on käytetty neljää kanavaa, joista yksi on referenssi. Jokaista kanavaa kohden on yleensä ollut oma suodattimensa ja detektorinsa. Suodattimen läpäisykaista on tavallisesti 10 ollut noin 5 % läpäisyn keskiaallonpituudesta. Signaalien suhteista saa käsityksen käytössä olevista kaasuista. Anturi on hyvin herkkä ympäristön lämpötilamuutoksiin johtuen pitkästä aallonpituudesta. Lämpösäteilyn ehkäisemiseksi pitäisi tehdä suuria kustannuksia vaativia 15 muutoksia mittaussysteemiin. Tällä systeemillä ei ole pystytty mittaamaan 3 μιη:η alueella, jossa häiritsevä lämpösäteily ei olisi enää ongelma, tällä alueella anestesiakaasuissakin esiintyvän hiilivetysidoksen absorptiospektrin kapeuden tähden.
20
Muita ongelmia infrapuna-absorptiomittauksissa on syntynyt siitä, että ei ole saatu luotettavaa tietoa kaasuseoksista, vaikka puhtaita kaasuja pystytäänkin erottamaan. Lisäksi ongelmia aiheuttaa potilaan nauttima 25 tai potilaalle tutkimustarkoituksessa annettu etanoli, joka on varsin vakava häiriölähde kyseisellä alueella.
Fysikaalisena ilmiönä on tunnettua, että kapeakaista-suotimen läpäisykaista siirtyy tulokulman funktiona 30 (M.L.Baker and V.L.Yen, Appi.Opt. 6(1343)1967). Sitä on yleensä käytetty interferenssisuotimen hienoviritykseen. Varsinaisena spektrometrina sitä ei ole kuitenkaan käytetty aikaisemmin pienen mittausalueen takia.
Il 91021 3
Samantyyppistä ratkaisua on käytetty eräässä kuituoptisessa kaasuilmaisimessa, joka on kuvattu patentissa GB 2163251B. Kyseisessä patentissa suodinta ei kuitenkaan käytetä spektrin tallentamiseen ja edelleen 5 analysoimiseen vaan lähinnä taustahäiriöiden ilmaisemiseen.
Tämän keksinnön tarkoituksena on edellämainittujen ongelmien poistaminen. Keksinnön tarkoituksena on saada 10 aikaan pieni, yksinkertainen, luotettava ja halpa laite kaasujen ja aivan erityisesti potilaan hengityskaasujen tunnistamiseksi ja mahdollisesti myös kaasun tai kaasujen pitoisuuden mittaamiseksi. Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä kaasun tai kaasujen 15 tunnistamiseksi.
Keksinnön tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimusten yhteydessä.
20 Keksinnön mukaisen kaasujen ja aivan erityisesti eri anestesiakaasujen tunnistamiseen ja pitoisuuden mittaamiseen soveltuvan laitteen toiminta perustuu interferenssisuodattimen läpäisyn tulokulmariippuvuuteen. Erityisen sopiva absorptiospektrin alue on 3-3,5 um:ä, 25 jossa on hiilivetysidoksen absorptiospektri. Anestesia- kaasujen hiilivetyspektri on niin kapealla alueella, että optista suodatinta voidaan käyttää spektrin tallentamiseen. Tässä keksinnössä spektrin jokaisella osalla on tärkeä merkityksensä eri kaasujen tunnistusprosessissa.
30 Infrapunasäteilyn tulokulman muuttuessa transmission huippu siirtyy noin 200 nm kyseisellä alueella. Tämä riittää kyseessä olevan spektrin tallentamiseen.
Erotuskyky määräytyy pääasiassa optisen suodattimen läpäisykaistasta, jonka tulee olla alle 1,5 % läpäisyn 35 keskiaallonpituudesta. Suodattimen edullinen läpäisy- 4 kaista on noin 0,5 % läpäisyn keskiaallonpituudesta eli tässä tapauksessa n. 17 nm.
Tunnistus suoritetaan korrelaatioalgoritmilla, joka vertaa mitatun spektrin tunnettuihin. Näin voidaan jopa 5 tunnistaa kaasuseoksesta komponentit. Uuden kaasun lisäys tunnistettaviin on puhtaasti ohjelmallinen olettaen että spektrialueelta löytyy karakteristista absorptiota. Tunnistus saa olla suhteellisen hidas prosessi verrattuna kaasupitoisuuden mittaukseen. Näin ollen mittauskammio 10 voi olla tilavuudeltaan iso eli kammio voi olla pitkä riittävän signaalitason saavuttamiseksi. Tulostuksen päivitys voi esimerkiksi tapahtua sekunnin välein.
Seuraavassa keksintöä on kuvattu tarkemmin viittamalla oheisiin patenttipiirustuksiin, joista 15 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta eri kaasujen erottamiseksi, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista vaihtoehtoista laitella eri kaasujen erottamiseksi, kuvio 3 esittää kolmen tavallisimman anestesiakaasun 20 absorptiospektrit, kuvio 4 esittää lohkokaavion anestesiakaasumonitorin toiminnoista.
Kuviossa 1 on esitetty tämän keksinnön mukainen laite eri kaasujen tunnistamiseksi ja kaasupitoisuuksien mittaa-25 miseksi. Mittauskammioon 1 johdetaan näyte potilaan hengityskaasusta jommastakummasta liittimestä 2. Sopiva mittauskairanion pituus on noin 100 mm. Kammion päihin on liitetty ikkunat 3, jotka läpäisevät hyvin kyseisellä aallonpituusalueella. Tyypillisesti ikkunat voivat olla 30 kvartsia tai safiiria. Säteilyn lähteenä 4 toimii infrapunalamppu, jossa on kvartsikupu. Lähteenä voisi toimia myös jokin muu infrapunalähde. Koveralla peilillä li 91021 5 5 heijastetaan säteilyä kammioon siten, että läpi tulleiden yhdensuuntaisten säteiden osuus on optimoitu.
Säteet kulkevat kammion läpäistyään seuraavaksi esi-5 suodattimen 6 läpi, jossa mittaussuotimen ylimääräiset läpäisyalueet poistetaan. Optinen suodatin 7, jonka läpäisykaista on edullisesti 0,5 % läpäisyn keskiaallon* pituudesta, on kiinnitetty kohtisuoraan optista akselia vastaan pyörivään kehykseen 8. Suodatinta voidaan 10 pyörittää moottorilla tai kallistaa jollakin muulla tavalla tarvittavan kulman verran, joka on noin 0-60 astetta. Kehys 8 on muotoiltu siten, että säteilyä ei pääse ilmaisimeen muuta tietä kuin suodattimen 7 kautta riippumatta tämän kulmasta.
15
Suodattimen 7 toisessa päässä tai mahdollisesti suodattimen molemmissa päissä on edullisesti säteilyä läpäisemätön kohta 9, joka käännetään säteilylähteestä saapuvan säteilyn tielle estämään sen kulku säteilyn 20 ilmaisimelle 10. Tätä ominaisuutta käytetään laitteiston nollaukseen.
Suodattimen 7 läpi tuleva säteily rajataan aukolla 11 siten, että läpi tulleen säteilyn intensiteetti riippuu 25 mahdollisimman vähän suodattimen kulmasta. Optisella fokusointielimellä 12, joka on edullisesti esim. kupera linssi, ja raolla 13 valitaan se yhdensuuntainen osa säteilystä, mikä pääsee ilmaisimeen 10. Optinen fokusointielin 12 voi olla kvartsia tai jotakin muuta 30 sopivaa optista materiaalia. Rako 13 sijaitsee optisen elimen 12 fokustasossa. Raon leveys ja pituus valitaan edullisesti sellaiseksi, että erotuskyky on optimoitu.
Jos esimerkiksi käytetyn suodattimen 7 kaistanleveys on 0.5 % ja optisen elimen fokusetäisyys on 25 mm, niin rako 35 voi olla 1 mm leveä ja 3 mm pitkä. Ilmaisin 10 voi olla 6 esim PbSe-ilmaisin, jolla on pieni nousuaika, mutta yhtä hyvin voitaisiin käyttää esimerkiksi pyrosähköistä ilmaisinta tai termoparia, jos suodattimen 7 kulman muutosnopeus on pieni.
5
Ilmaisimen 10 signaalitasoa luetaan aina mittaus-prosessoriin tietyn ajan kuluttua liipaisusignaalista, jota saadaan tässä tapauksessa esim. pyörivän kehyksen yhteyteen asennetusta opto-lähetin-vastaanotin-10 komponentilla 14. Koko spektri voisi koostua esimerkiksi 16 kanavasta.
Kuviossa 2 on esitetty tämän keksinnön mukainen vaihtoehtoinen laite kaasujen erottamiseksi toisistaan.
15 Tämä laite koostuu pääasiassa samoista osista kuin kuviossa 1 esitetty laite. Säteilylähteestä 4 tuleva säteily heijastetaan koveralla peilillä 5 kaasua sisältävään kammioon 1 siten, että läpitulleiden säteiden kulmajakautuma on mahdollisimman tasainen alueella +/- 30 20 astetta. Kammion 1 seinän tulee olla säteitä heijastava. Säteet kulkevat seuraavaksi esisuodattimen 6 läpi kuten kuviossa 1. Kapeakaistainen interferenssisuodatin 7, jonka läpäisykaista on edullisesti 0,5 % läpäisyn keskiaallonpituudesta, on kiinnitetty vinoon optista 25 akselia vastaan, kallistuskulman ollessa noin 30°.
Suodattimen kulmaa säätämällä voidaan spektrialueen keskikohta hienosäätää.
Säteily rajataan aukolla 11 edullisesti siten, että kuvan 30 2 tasossa pääsee läpi noin +/- 30° ja kohtisuoraan kuvatasoa vastaan noin +/- 5°. Optisella fokusointi-elimellä 12 ja raolla 13 valitaan se yhdensuuntainen osa säteilystä mikä pääsee ilmaisimeen 10. Optista fokusointielintä 12 lineaarisesti siirtämällä valitaan 35 suodattimen 7 läpi tulleen yhdensuuntaisen säteilyn
II
91021 7 tulokulma. Muuten raon 13 ja optisen elimen suhteen pätevät samat seikat kuin kuvan 1 yhteydessä on jo ilmoitettu.
Ilmaisimen 10 signaalitasoa luetaan kuten kuvion 1 5 yhteydessä on esitetty. Tässä tapauksessa erona on se, että opto-lähetin-vastaanotinkomponentti 14 on asennettu optisen elimen 12 siirtomekanismin yhteyteen.
Kuviossa 3 on esitetty halotaanin (käyrä A), enfluraanin (käyrä B) ja isofluraanin (käyrä C) suhteellinen 10 absoptio 3 - 3,5 μια:n aallonpituusalueella. Prosessorin muistiin kerätyistä datoista voidaan rakentaa samannäköinen spektri. Vaikka tunnistus jo silmämääräisesti voisi onnistua sopivalla näyttöyksiköllä on yleensä hyvä suorittaa korrelaatiolasku mitatun spektrin ja muistissa 15 olevan mallispektrin välillä. Näin voidaan jopa anestesiakaasusekoituksista erottaa komponentit.
Uuden tunnistettavan kaasun lisäys tapahtuu lisäämällä sen mallispektriä muistiin ja tekemällä muut tarvittavat ohjelmalliset muutokset. Spektrin mahdollinen lämpö-20 siirtymä on myös helppo hoitaa laskennallisesti.
Integroimalla spektrin yli voitaisiin saada tietoa kyseisen kaasun pitoisuudesta edellyttäen, että ensin suoritetaan mittaus ilman anestesiakaasun absoptiota ja suurella absoptiolla (ilman säteilyä) signaalin 25 nollatason määrittämiseksi. Mahdollinen spektrin siirtymä lämpötilan tai suotimen läpäisykaistan toleranssialueen takia ei vaikuta integraalin arvoon niin kauan kuin koko spektri mahtuu mittausalueelle. Spektrin mahdollinen epälineaarisuus on mahdollista korjata ohjelmallisesti.
30 Kuviossa 4 on esitetty lohkokaavio anestesiakaasu- monitorin toiminnoista. Näytteen otto tapahtuu putkea tai δ letkua 15 pitkin. Anturi 16 suorittaa nopeavasteisen yhden tai useamman anestesiakaasun pitoisuusmittauksen hengitys hengitykseltä. Putkea 17 pitkin virtaus kulkee erilliselle anturille 18, jossa anestesiakaasun laatu tai 5 seossuhde mitataan. Tämä prosessi saa olla hidas. Tämän anturin ei tarvitse välttämättä kyetä tarkkaan pitoisuus-mittaukseen. Saadut tulokset tulevat näyttöruutuun 19.
Keksintö ei mitenkään rajoitu esitettyihin sovellutus-10 muotoihin, vaan patenttivaatimusten puitteissa voidaan keksinnön eri yksityiskohtia muunnella.
Kuvioiden 1 ja 2 yhteydessä on esitetty optisen suodattimen 7 edulliseksi läpäisykaistaksi noin 0,5 % 15 läpäisyn keskiaallonpituudesta. Itsestään selvää on, että läpäisykaistan leveyttä voidaan muuttaa tietyissä rajoissa. Läpäisykaistan on kuitenkin oltava alle 1,5 % läpäisyn keskiaallonpituudesta.
20 Yhden suodattimen 7 sijasta voidaan tietysti käyttää suodatinyhdistelmää.
Kuviossa 2 esitetty optisen fokusointielimen 12 siirtäminen voi tapahtua paitsi lineaarisesti myös siten, 25 että linssi sijoitetaan pyörivän kiekon kehälle.
Kuvioissa 1 ja 2 esiintyvät kallistettava suodatin 7 tai liikkuva optinen elin 12 voitaisiin korvata myös kiinteällä optisella suodattimena 7 ja kiinteällä 30 elimellä 12, jos fokustasoon sijoitetaan rivi ilmaisimia 10. Voitaisiin ajatella sijoitettavaksi esim. 16 ilmaisinta vierekkäin riviin. Ilmaisimet luetaan vuoronperään ja siten saadaan samantyyppinen spektri kuin edellä käyttämättä liikkuvia osia. Ilmaisinrivin sijasta 35 voitaisiin myös käyttää yhtä ainoata ilmaisinta, joka
II
91021 9 liikkuisi fokustasossa lukien signaalitason haluttujen kanavien kohdalta.
Esisuodatuslasi 6, joka esiintyy kuvioissa 1 ja 2, voisi 5 myös olla muualla optisessa tiessä tai vaikkapa kammion 1 ikkunana. Usein se on suodattimen 7 osana.
Kuvioissa 1 ja 2 esiintyy optisena elimenä 12 linssi.
Tämä linssi voitaisiin myös korvata esim. koveralla 10 peilillä, joka heijastaisi säteilyn ilmaisimelle 10.
Peili voisi olla kiinteästi asennettuna kuvion 1 tapauksessa ja kuvion 2 tapauksessa liikkuvana. Kuvion 2 tapauksessa peili voisi olla myös kiinteästi asennettuna, jos ilmaisimen 10 sijaintia voidaan siirtää, tai jos 15 käytetään usempia vierekkäisiä ilmaisimia. Myös muita optisia fokusointielimiä tunnetaan, jotka sopisivat keksinnön mukaisessa laitteessa käytettäväksi.
Kuvioissa 1 ja 2 esiintyvä rako 13 ja ilmaisin 10 20 voitaisiin myös korvata pelkästään riittävän pienellä ilmaisimella, joka siten pystyisi havaitsemaan vain jollakin tietyllä aallonpituusalueella tapahtuvan säteilyn. Tällaisen ilmaisimen tulisi olla edullisesti viivamainen.
25
Keksintö ei ole mitenkään rajoitettu kuvioissa esitettyjen osasten johonkin tiettyyn järjestykseen.
Kuviossa 1 voitaisiin esim ajatella, että suodin 7 ja rako 11 olisivat säteilyn kulkusuunnassa ennen mit-30 tauskammiota 1. Samoin esisuodatuslasi 6 voi olla ennen kammiota 1.
Claims (11)
1. Anestesiakaasun tai anestesiakaasujen keski-infrapuna-alueella välillä 3-3,5 μιη tapahtuvaan tunnistamiseen tarkoitettu laite, joka koostuu säteilyn lähteestä (4), 5 kammiosta (l), jonne tutkittava kaasu tai kaasut syötetään, optisesta suodattimesta (7), jonka läpi säteily kulkee, optisesta fokusointielimestä (12), jonka läpi tai kautta saapuva säteily kulkee, ja säteilyn ilmaisimesta (10), tunnettu siitä, että suodattimen (7) 10 tai suodatinyhdistelmän läpäisykaista on välillä 1,5 % -noin 0,5 % läpäisyn keskiaallonpituudesta ja suodattimelle (7) saapuvan säteen tulokulma on välillä 0 - 60°.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, 15 että optisen suodattimen (7) kulma on muutettavissa suhteessa saapuvaan säteilyyn säteilyn tietyn aallonpituuskaistan ohjaamiseksi ilmaisimelle (10).
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että optisen fokusointielimen (12) asema on muutettavissa 20 säteilyn tietyn aallonpituuskaistan ohjaamiseksi ilmaisimelle (10).
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekä optisen fokusointielimen (12) että optisen suodattimen (7) asema on vakio, jolloin ilmaisimia (10) 25 on jokaista luettavaa aallonpituuskaistaa kohden yksi kappale.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekä optisen fokusointielimen (12) että optisen suodattimen (7) asema on vakiona, jolloin ilmaisin (10) 30 on siirrettävissä kulloinkin luettavan aallonpituuskaistan kohdalle. Il 91021 11
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että optinen fokusointielin (12) on linssi tai peili.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, 5 että linssi on kupera.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että peili on kovera.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen laitteen käyttö anestesiakaasujen monitorissa kaasun tunnistukseen eli 10 sen laatu tai seossuhteen mittaukseen, kun taas kaasun tai kaasujen pitoisuus mitataan edellistä anturia (18) nopeavasteisemmalla anturilla (16) hengitys hengitykseltä.
10. Menetelmä kaasun tai kaasujen tunnistamiseksi 15 lähettämällä infrapunasäteilyä tunnistettavan kaasun läpi säteilyn ilmaisimelle (10), joka mittaa kaasun transmissiota, tunnettu siitä, että suunnataan kyseinen säteily optisen suodattimen läpi tulokulmissa 0 - 60°, jolla välillä läpäisykaista siirtyy kulman funktiona 20 optisen suodattimen läpäisykaistan ollessa 1,5 % - noin 0,5 % keskiaallonpituudesta, ja optisen suodattimen läpäissyt säteily fokusoidaan säteilyn ilmaisimelle (10), jonka avulla saatua spektriä verrataan tunnettuun spektriin korrelaatioalgoritmin avulla.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että spektri tunnistetaan alueella 3 - 3,5 μια. 12
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI885115A FI91021C (fi) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | Laite kaasujen tunnistamiseksi ja pitoisuuden mittaamiseksi sekä menetelmä kaasujen tunnistamiseksi |
| US07/430,823 US5070245A (en) | 1988-11-04 | 1989-11-02 | Apparatus and method for the identification of gases |
| DE3936825A DE3936825C2 (de) | 1988-11-04 | 1989-11-04 | Verwendung einer Vorrichtung zur Erkennung von Anästhesiegasen |
| JP1287767A JPH02236441A (ja) | 1988-11-04 | 1989-11-04 | 複数のガスの同定装置および方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI885115A FI91021C (fi) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | Laite kaasujen tunnistamiseksi ja pitoisuuden mittaamiseksi sekä menetelmä kaasujen tunnistamiseksi |
| FI885115 | 1988-11-04 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI885115A0 FI885115A0 (fi) | 1988-11-04 |
| FI885115A FI885115A (fi) | 1990-05-05 |
| FI91021B true FI91021B (fi) | 1994-01-14 |
| FI91021C FI91021C (fi) | 1994-04-25 |
Family
ID=8527306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI885115A FI91021C (fi) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | Laite kaasujen tunnistamiseksi ja pitoisuuden mittaamiseksi sekä menetelmä kaasujen tunnistamiseksi |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5070245A (fi) |
| JP (1) | JPH02236441A (fi) |
| DE (1) | DE3936825C2 (fi) |
| FI (1) | FI91021C (fi) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2873884B2 (ja) * | 1991-03-22 | 1999-03-24 | 日立ソフトウェアエンジニアリング 株式会社 | 多色泳動パターン読み取り装置 |
| JP3240171B2 (ja) * | 1992-01-27 | 2001-12-17 | 日機装株式会社 | 麻酔監視装置 |
| GB2264170A (en) * | 1992-02-13 | 1993-08-18 | Isis Innovation | Infra-red absorption gas detector |
| US5368021A (en) * | 1992-04-09 | 1994-11-29 | Criticare Systems, Inc. | System for handling and monitoring respiratory waste streams |
| FI98410C (fi) * | 1993-12-16 | 1997-06-10 | Instrumentarium Oy | Kaasuseosten analysointiin käytettävä mittausanturi ja mittausjärjestely |
| USRE36489E (en) * | 1994-04-06 | 2000-01-11 | Janos Technology Inc. | Spectral analyzer with new high efficiency collection optics and method of using same |
| US5428222A (en) * | 1994-04-06 | 1995-06-27 | Janos Technology Inc. | Spectral analyzer with new high efficiency collection optics and method of using same |
| GB2290139A (en) * | 1994-06-11 | 1995-12-13 | Atomic Energy Authority Uk | Gas concentration measurement |
| FR2726084A1 (fr) * | 1994-10-20 | 1996-04-26 | Eprest Electronique Profession | Detecteur de gaz a absorption de la lumiere utilisant une source large bande spectrale |
| US6035246A (en) * | 1994-11-04 | 2000-03-07 | Sandia Corporation | Method for identifying known materials within a mixture of unknowns |
| US5739535A (en) * | 1995-10-25 | 1998-04-14 | Dragerwerk Aktiengesellschaft | Optical gas analyzer |
| FI102570B (fi) * | 1995-12-29 | 1998-12-31 | Instrumentarium Oy | Menetelmä ja laite alkoholipitoisuuden määrittämiseksi kaasuseoksesta |
| DE19607062C2 (de) * | 1996-02-24 | 1998-02-19 | Draegerwerk Ag | Verfahren zur Bestimmung der Ethanolkonzentration in einer Atemgasprobe |
| GB2314617B (en) * | 1996-06-24 | 2000-08-23 | Graviner Ltd Kidde | High sensitivity gas detection |
| US5965887A (en) * | 1997-08-12 | 1999-10-12 | Datex-Ohmeda, Inc. | Method and apparatus for monitoring maintenance of calibration condition in respiratory gas spectrometer |
| DE19849847B4 (de) * | 1998-10-29 | 2011-09-15 | Gunther Krieg | Verfahren und Vorrichtung zur präzisen, quantitativen Stoffananlyse in Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen |
| EP1061355A1 (en) * | 1999-06-18 | 2000-12-20 | Instrumentarium Corporation | A method and arrangement for radiation absorption measurements of gaseous media |
| JP2004239611A (ja) * | 1999-10-12 | 2004-08-26 | Nok Corp | Ｃｏセンサ |
| EP1150106A1 (de) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Krieg, Gunther, Prof.Dr.Ing. | Verfahren und Vorrichtung zur präzisen, quantitativen Stoffanalyse in Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen |
| US7387123B2 (en) * | 2001-11-30 | 2008-06-17 | Viasys Manufacturing, Inc. | Gas identification system and volumetrically correct gas delivery system |
| US7280214B2 (en) * | 2002-06-04 | 2007-10-09 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a high resolution downhole spectrometer |
| CA2488451A1 (en) * | 2002-06-04 | 2003-12-11 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a high resolution downhole spectrometer |
| US6798518B2 (en) * | 2002-06-04 | 2004-09-28 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a derivative spectrometer |
| US7099003B2 (en) * | 2003-05-09 | 2006-08-29 | Delta Search Labs, Inc. | Spectroscopic systems and methods |
| GB0403612D0 (en) * | 2004-02-18 | 2004-03-24 | Univ Glasgow | Method, apparatus and kit for breath diagnosis |
| DE102005002106B3 (de) * | 2005-01-14 | 2006-04-13 | Drägerwerk AG | Vorrichtung zur Analyse der qualitativen Zusammensetzung von Gasen |
| CN1877304B (zh) * | 2005-06-10 | 2010-04-28 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 单种麻醉气体类型编码识别的方法和装置 |
| CN101042339B (zh) * | 2006-03-21 | 2012-05-30 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 麻醉气体类型的区域分类识别装置和方法 |
| JP4241904B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2009-03-18 | 株式会社豊田中央研究所 | ガス検出方法及びガス検出装置 |
| SE532551C2 (sv) * | 2008-06-30 | 2010-02-16 | Senseair Ab | Ett för spektralanalys anpassat arrangemang |
| EP2169384B1 (en) | 2008-09-30 | 2013-04-10 | General Electric Company | IR gas sensor with simplified beam splitter. |
| FR2941530B1 (fr) * | 2009-01-28 | 2011-03-18 | S Seres Environnement Sa | Appareil ethylometre portable |
| KR101108497B1 (ko) * | 2009-11-24 | 2012-01-31 | 한국과학기술연구원 | 적외선 가스 센서 |
| EP2444791B1 (en) * | 2010-10-25 | 2020-04-15 | General Electric Company | Gas analyzer for measuring at least two components of a gas |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2834246A (en) * | 1954-06-16 | 1958-05-13 | Laurence W Foskett | Method and apparatus for absorption spectra analysis |
| GB1432634A (en) * | 1972-08-24 | 1976-04-22 | Neotec Corp | Optical analyzer for agricultural products |
| JPS4986075A (fi) * | 1972-12-09 | 1974-08-17 | ||
| US3914055A (en) * | 1974-05-23 | 1975-10-21 | Lansing Research Corp | Instrument for high resolution spectral analysis with large optical throughput |
| US4035643A (en) * | 1974-06-11 | 1977-07-12 | Allied Chemical Corporation | Infrared gas analysis |
| DE2530480A1 (de) * | 1975-07-09 | 1977-01-27 | Bayer Ag | Einstrahlphotometer |
| US4064535A (en) * | 1976-07-19 | 1977-12-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method and apparatus for effecting multiple spectral wavelength imaging with infrared television |
| US4084909A (en) * | 1976-07-19 | 1978-04-18 | International Business Machines Corporation | Drum monochromator |
| DE2707090A1 (de) * | 1977-02-18 | 1978-08-24 | Siemens Ag | Gasanalysator |
| JPS5463785A (en) * | 1977-10-31 | 1979-05-22 | Hitachi Ltd | Colorimetric analysis method |
| DE2948590C2 (de) * | 1979-12-03 | 1985-08-22 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Vorrichtung zur Absorptionsmessung von Gasgemischen |
| DE3021041C2 (de) * | 1980-06-03 | 1982-04-15 | H. Maihak Ag, 2000 Hamburg | Meßverfahren und -gerät zur gleichzeitigen Bestimmung des Konzentrations- und des Verdünnungsverhältnisses zweier Gase einer Gasmatrix |
| JPS5723843A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-08 | Nippon Koden Corp | Measuring apparatus of concentration of respiratory gas |
| DE3334264A1 (de) * | 1982-09-25 | 1984-04-05 | Showa Denko K.K., Tokyo | Verfahren und messgeraet zum messen der methan-konzentration in einem gasgemisch |
| GB2148492B (en) * | 1983-10-22 | 1986-10-22 | Stc Plc | Gas detector |
| NO156306C (no) * | 1984-07-19 | 1987-09-02 | Elektrisk Bureau As | Infrar fiberoptisk gassdetektor. |
| DE3617123C2 (de) * | 1985-07-04 | 1997-03-20 | Cammann Karl | Verfahren zur Selektivitätsverbesserung spektrometrischer Messungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE3625490A1 (de) * | 1986-07-28 | 1988-02-04 | Kernforschungsz Karlsruhe | Multikomponenten-prozessanalysensystem |
| JPS63246640A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Satake Eng Co Ltd | 米のアミロ−スまたはアミロペクチンの含有量測定方法およびその装置 |
| DE3736673A1 (de) * | 1987-10-29 | 1989-05-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Infrarot-analysengeraet |
| US4914719A (en) * | 1989-03-10 | 1990-04-03 | Criticare Systems, Inc. | Multiple component gas analyzer |
-
1988
- 1988-11-04 FI FI885115A patent/FI91021C/fi not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-11-02 US US07/430,823 patent/US5070245A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-04 DE DE3936825A patent/DE3936825C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-04 JP JP1287767A patent/JPH02236441A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02236441A (ja) | 1990-09-19 |
| DE3936825A1 (de) | 1990-05-10 |
| US5070245A (en) | 1991-12-03 |
| FI91021C (fi) | 1994-04-25 |
| DE3936825C2 (de) | 2000-08-24 |
| FI885115A0 (fi) | 1988-11-04 |
| FI885115A (fi) | 1990-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI91021B (fi) | Laite kaasujen tunnistamiseksi ja pitoisuuden mittaamiseksi sekä menetelmä kaasujen tunnistamiseksi | |
| JP4729215B2 (ja) | 同位体比率を測定するための赤外分光計 | |
| US4648714A (en) | Molecular gas analysis by Raman scattering in intracavity laser configuration | |
| EP0557658B1 (en) | Raman spectroscopy of respiratory gases | |
| US6818895B2 (en) | Respiratory gas analyzer | |
| US5920069A (en) | Apparatus for automatic identification of gas samples | |
| US4676639A (en) | Gas cell for raman scattering analysis by laser means | |
| EP2444791B1 (en) | Gas analyzer for measuring at least two components of a gas | |
| FI102570B (fi) | Menetelmä ja laite alkoholipitoisuuden määrittämiseksi kaasuseoksesta | |
| US5908789A (en) | Analysis of gas mixtures with an infrared method | |
| US6512230B1 (en) | Method and an arrangement for initiating radiation absorption measurements of gaseous media | |
| SE459126B (sv) | Optisk gasanalysator | |
| US5942755A (en) | Infrared optical gas-measuring system | |
| US6039697A (en) | Fiber optic based multicomponent infrared respiratory gas analyzer | |
| US6969857B2 (en) | Compensated infrared absorption sensor for carbon dioxide and other infrared absorbing gases | |
| JPH08304282A (ja) | ガス分析装置 | |
| US6191421B1 (en) | Gas analyzer using infrared radiation to determine the concentration of a target gas in a gaseous mixture | |
| US5931161A (en) | On-airway respiratory gas monitor employing transformed infrared signals | |
| USRE34153E (en) | Molecular gas analysis by Raman scattering in intracavity laser configuration | |
| US7227642B2 (en) | Absorbance monitor | |
| EP4276444A1 (en) | Optical co2 concentration meter based on ir light absorption in gas | |
| JP2008003045A (ja) | スペクトル測定装置およびスペクトル測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: INSTRUMENTARIUM OY |