TWI771822B - 氣體濃度測量系統及其氣道轉接器 - Google Patents

氣體濃度測量系統及其氣道轉接器 Download PDF

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Abstract

一種氣體濃度測量系統包括一氣體濃度檢測裝置及一氣道轉接器。氣體濃度檢測裝置具有一本體；本體具有一容置通道、一檢核單元、一發射單元、及一接收單元。容置通道呈圓柱形且貫穿所述本體，所述檢核單元具有多個檢核端子，所述多個檢核端子外露於所述容置通道內。所述氣道轉接器具有一進氣段、一檢測段、一識別部、及一出氣段，所述檢測段具有一體成型的一入光檢測窗及一出光檢測窗，所述識別部內設有一識別晶片。當所述氣道轉接器沿著所述氣道轉接器的軸向插接於所述氣體濃度檢測裝置的容置通道內，讀取所述識別部的所述識別晶片以檢查核對所述氣道轉接器是否相配。

Description

氣體濃度測量系統及其氣道轉接器
本發明涉及一種氣體濃度測量系統，其包括氣體濃度檢測裝置及氣道轉接器，特別是涉及一種主流式潮氣末二氧化碳濃度監測儀器。
在臨床等醫療監測中，病患(受測者)潮氣末二氧化碳濃度和呼吸流量監測是醫療監測的重要內容，為疾病診斷和臨床監測提供重要指導依據。潮氣末二氧化碳濃度監測可分為主流式(main stream)和側流式(side stream)，主流式(main stream)是直接測量的監測方式，側流式(side stream)是通過抽取呼吸氣體測量的監測方式。
主流式由於直接在病人的管道適配器上進行監測因而避免了側流式的延時和失真的問題。雖然當前主流式二氧化碳監測技術反應快，性能穩定，但當前主流式二氧化碳監測技術容易受到許多因素干擾，例如病患(受測者)的呼吸水汽會吸收紅外光影響量測精度。此外，目前常見的主流式二氧化碳監測裝置，通常將測量轉接管以垂直於氣流方向，由外側插到測量主機上，此種監測裝置的測量轉接管有部分外露出來，容易受到外界光線的干擾。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種氣體濃度測量系統及其氣道轉接器，其中氣道轉接器的周圍能完全被環繞包圍，以杜絕外界可能的干擾光線，提升測量的精準度。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種氣體濃度測量系統，其包括一氣體濃度檢測裝置及一氣道轉接器。所述氣體濃度檢測裝置具有一本體；所述本體具有一容置通道、一檢核單元、一發射單元、及一接收單元，所述容置通道呈圓柱形且貫穿所述本體而形成一圓形入口及一圓形出口，所述發射單元與所述接收單元相對地設置於所述容置通道的兩側，所述檢核單元設置於所述發射單元及所述接收單元之間，所述檢核單元具有多個檢核端子，所述多個檢核端子外露於所述容置通道內。所述氣道轉接器具有一進氣段、一檢測段、一識別部、及一出氣段，所述檢測段一體成型地連接於所述進氣段及所述出氣段之間，所述檢測段具有一體成型的一入光檢測窗及一出光檢測窗，所述入光檢測窗及所述出光檢測窗相對地位於所述檢測段的兩側，所述識別部設於所述檢測段的一側，所述識別部內設有一識別晶片，所述進氣段的外徑大於所述出氣段的外徑。當所述氣道轉接器沿著所述氣道轉接器的軸向插接於所述氣體濃度檢測裝置的所述容置通道內，所述多個檢核端子抵接於所述識別部的所述識別晶片以檢查核對所述氣道轉接器是否相配，所述出氣段的外徑大致等於所述容置通道的直徑，並且密合地接觸於所述容置通道的所述圓形出口，所述進氣段的一端抵接蓋合於所述容置通道的所述圓形入口。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種氣道轉接器，適用於一氣體濃度測量系統的一氣體濃度檢測裝置，所述氣體濃度檢測裝置具有一本體，所述本體具有一容置通道、一檢核單元、一發射單元、及一接收單元，所述發射單元與所述接收單元相對地設置於所述容置通道的兩側，所述檢核單元設置於所述發射單元及所述接收單元之間，所述檢核單元具有多個檢核端子，所述多個檢核端子外露於所述容置通道內，所述容置通道呈圓柱形且貫穿所述本體而形成一圓形入口及一圓形出口，所述氣道轉接器包括一進氣段、一檢測段、一識別部、及一出氣段。所述檢測段一體成型地連接於所述進氣段及所述出氣段之間，所述檢測段具有一體成型的一入光檢測窗及一出光檢測窗，所述入光檢測窗及所述出光檢測窗相對地位於所述檢測段的兩側，所述識別部設於所述檢測段的一側，所述識別部內設有一識別晶片，所述進氣段的外徑大於所述出氣段的外徑。當所述氣道轉接器插接於所述氣體濃度檢測裝置的所述容置通道內，所述多個檢核端子抵接於所述識別部的所述識別晶片以檢查核對所述氣道轉接器是否相配，所述出氣段的外徑大致等於所述容置通道的直徑，並且密合地接觸於所述容置通道的所述圓形出口，所述進氣段的一端抵接蓋合於所述容置通道的所述圓形入口。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的氣體濃度測量系統，其能通過沿著所述氣道轉接器的軸向插接於所述氣體濃度檢測裝置的所述容置通道內，以使所述氣道轉接器的檢測段完全被環繞包覆，杜絕外界光線干擾，提升量測的精準度。此外，氣體濃度檢測裝置具有檢核單元，氣道轉接器設有識別部，檢核單元的多個檢核端子抵接於所述識別部的所述識別晶片以檢查核對所述氣道轉接器是否相配。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
參閱圖1至圖5所示，本發明的實施例提供一種氣體濃度測量系統100，其包括一氣體濃度檢測裝置10及一氣道轉接器20。氣道轉接器20沿著氣道轉接器20的軸向插接於氣體濃度檢測裝置10。氣道轉接器20的一端接收受測者呼出的氣體，另一端向外排出。本發明的氣體濃度測量系統100適用於主流式(main stream)二氧化碳檢測計，潮氣末二氧化碳(EtCO 2)監測，然而本發明不限制於此。
氣體濃度檢測裝置10具有一本體11、一操作模組16及一供電模組18，所述操作模組16與所述供電模組18分別位於所述本體11的兩側。所述本體11具有一容置通道110、一檢核單元12、一發射單元13、及一接收單元14。本實施例的容置通道110呈圓柱形且貫穿所述本體11而形成一圓形入口110n(參圖2)及一圓形出口110m(參圖1)。所述發射單元13與所述接收單元14相對地設置於容置通道110的兩側，所述檢核單元12設置於所述發射單元13及所述接收單元14之間，所述檢核單元12具有多個檢核端子122，所述多個檢核端子122外露於所述容置通道110內。
如圖1及圖4所示，操作模組16包括薄膜按鈕161、顯示器162、以及設於內部的微處理單元(MCU)164。供電模組18可設有可拆換式的電池，以供應所需的電力。
氣道轉接器20具有一進氣段21、一檢測段22、一識別部24、及一出氣段23。如圖4所示，進氣段21具有一內管壁211及一外管壁212，所述內管壁211與所述外管壁212形成同心圓的結構，可銜接於量測管子。所述檢測段22一體成型地連接於所述進氣段21及所述出氣段23之間。所述檢測段22具有一體成型的一入光檢測窗221及一出光檢測窗222，所述入光檢測窗221與所述出光檢測窗222相對地位於所述檢測段22的兩側。所述識別部24設於檢測段22的一側，所述識別部24內設有一識別晶片241，所述進氣段21的外徑D21大於所述出氣段23的外徑D23。
本實施例的一項特徵在於，當所述氣道轉接器20插接於所述氣體濃度檢測裝置10的所述容置通道110內，如圖3所示，所述出氣段23的外徑D23大致等於所述容置通道110的直徑D11，並且密合地接觸於所述容置通道110的所述圓形出口110m，所述進氣段21的一端抵接蓋合於所述容置通道110的所述圓形入口110n。氣道轉接器20可被氣體濃度檢測裝置10的本體11環繞包覆(如圖6至圖9所示)。換句話說，氣道轉接器20的檢測段22四周可有效地杜絕外界的光線，特別是紅外線。
本實施例的另一項特徵在於，當所述氣道轉接器20插接於所述氣體濃度檢測裝置10的所述容置通道110內(如圖6至圖9所示)，所述多個檢核端子122抵接於所述識別部24的所述識別晶片241以檢查核對所述氣道轉接器20是否相配。藉此可以避免插入錯誤型號的氣道轉接器於氣體濃度檢測裝置。此外，識別晶片241可以進一步供寫入或預先儲存數位資訊，例如包括量測的資料，或受測者的個資。識別晶片241可以是電子抹除式可複寫唯讀記憶體（EEPROM，Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory），但本發明不限制於此。
以下，更細部介紹氣體濃度測量系統100的其他特徵。本實施例的檢核單元12由所述容置通道110的內表面向外凹陷，檢核單元12略呈方槽狀。識別部24大致呈矩形立方體，其外形對應於檢核單元12的方槽狀。如圖3所示，識別部24局部地突出於所述出氣段23沿著所述氣道轉接器20的軸向投影面，從而形成一防止誤插的導引結構。換句話說，本實施例的檢核單元12還具有防止誤插的功能。
如圖1及圖5所示，其中所述檢測段22具有一頂壁22a、一對側壁22b及一底壁22c，所述一對側壁22b相互平行且連接於所述頂壁22a與所述底壁22c之間。所述入光檢測窗221與所述出光檢測窗222的厚度均小於所述檢測段22的所述側壁22b的厚度。此外，本實施例中，檢測段22的底壁22c呈弧形狀，切齊於出氣段23的表面。
如圖4所示，其中所述識別部24具有一承載殼體240、及一蓋板242，所述承載殼體240一體成型地形成於所述檢測段22的所述頂壁22a，所述識別晶片241收容於所述承載殼體240內，所述蓋板242蓋合於所述承載殼體240，所述識別晶片241部分外露於所述蓋板242的一開口。
本實施例還有一項特徵，其中所述入光檢測窗221與所述出光檢測窗222分別塗佈有一防霧層(薄而透明，予以圖略)。防霧層可以透過塗佈防霧劑，例如超親水液體，於入光檢測窗221與出光檢測窗222的內側，提供防霧效果，使受測者呼出的氣體不易凝結於表面，提升量測的精準度。
本實施例的氣道轉接器20其中一項特徵是一體成型式，其透過射出成型同時形成入光檢測窗221與出光檢測窗222。本實施例可以減少組裝檢測窗的步驟，且可避免造成組裝的誤差而影響量測的結果。本實施例中，入光檢測窗221與出光檢測窗222的厚度為0.15至0.25公厘。
如圖4所示，本實施例的氣體濃度測量系統為雙光束雙波長測，備有兩個光渡通道，以提升精度和穩定性。所述接收單元14設置有第一接收器141(參圖4)及第二接收器142(參圖4)，所述第一接收器141具有第一波長的濾光片以接收所述第一波長的檢測光，所述第二接收器142具有第二波長的濾光片以接收所述第二波長的檢測光。本實施例的第一波長為4.26μm，二氧化碳對4.26μm至4.3μm波長的紅外線吸收性最強。第二波長為3.91μm，二氧化碳較不會吸收，可作為參考基準。
本實施例的氣體濃度測量系統的量測流程描述如下，由氣體濃度檢測裝置10的檢核單元12讀取氣道轉接器20的識別晶片241，以判斷氣體濃度檢測裝置10是否有插入氣道轉接器20，以及所插入的氣道轉接器20是否為正確者。
操作模組16的微處理單元(MCU)164經由光源控制單元，使發射單元13能發出固定頻率的紅外線(Infrared Red)光線。
固定頻率的紅外線光線經由入光檢測窗221通過氣道轉接器20。
固定頻率的紅外線光線分別經過兩個波長3.91μm與4.26μm的濾光片窗口，也就是由第一接收器141、與第二接收器142接收。
通過3.91μm與4.26μm濾光片後的光線，經由第一接收器141、與第二接收器142轉換成兩個電氣訊號V co2與V ref；V co2與V ref經過濾波放大電路；接著，V co2與V ref由類比數位轉換器(A/D convertor)轉成數位訊號；再將V co2與V ref的數位訊號由微處理單元(MCU)反算出經過氣道轉接器20的二氧化碳濃度(包括海拔補償)。再由反算後的二氧化碳濃度計算潮氣末二氧化碳(EtCO 2)與呼吸速率。最後由顯示器162顯示潮氣末二氧化碳數值、呼吸速率與波形。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的氣體濃度測量系統，其能通過沿著所述氣道轉接器的軸向插接於所述氣體濃度檢測裝置的容置通道內，以使氣道轉接器的檢測段完全被環繞包覆，杜絕外界光線干擾，提升量測的精準度。
此外，氣體濃度檢測裝置具有檢核單元，氣道轉接器設有識別部，檢核單元的多個檢核端子抵接於所述識別部的識別晶片以檢查核對所述氣道轉接器是否相配。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
100：氣體濃度測量系統 10：氣體濃度檢測裝置 11：本體 12：檢核單元 122：檢核端子 110：容置通道 110n：圓形入口 13：發射單元 14：接收單元 141：第一接收器 142：第二接收器 110m：圓形出口 16：操作模組 161：薄膜按鈕 162：顯示器 164：微處理單元 18：供電模組 20：氣道轉接器 21：進氣段 211：內管壁 212：外管壁 22：檢測段 22a：頂壁 22b：側壁 22c：底壁 23：出氣段 24：識別部 240：承載殼體 241：識別晶片 242：蓋板 221：入光檢測窗 222：出光檢測窗 D11：直徑 D21, D23：外徑
圖1為本發明的氣體濃度測量系統的立體分解圖。
圖2為本發明的氣體濃度測量系統的另一立體分解圖。
圖3A為本發明的氣體濃度檢測裝置的前視圖。
圖3B為本發明的氣道轉接器的前視圖。
圖4為沿圖1的IV-IV線的剖視圖。
圖5為沿圖1的V-V線的剖視圖。
圖6為本發明的氣體濃度測量系統的立體組合圖。
圖7為沿圖6的VII-VII線的剖視圖。
圖8為沿圖6的VIII-VIII線的剖視圖。
圖9為沿圖6的IX-IX線的剖視圖。
100：氣體濃度測量系統 10：氣體濃度檢測裝置 11：本體 110：容置通道 110m：圓形出口 16：操作模組 161：薄膜按鈕 18：供電模組 20：氣道轉接器 21：進氣段 22：檢測段 22a：頂壁 22b：側壁 22c：底壁 222：出光檢測窗 23：出氣段 24：識別部 241：識別晶片

Claims (14)

  1. 一種氣體濃度測量系統，包括：一氣體濃度檢測裝置，具有一本體；所述本體具有一容置通道、一檢核單元、一發射單元、及一接收單元，所述容置通道呈圓柱形且貫穿所述本體而形成一圓形入口及一圓形出口，所述發射單元與所述接收單元相對地設置於所述容置通道的兩側，所述檢核單元設置於所述發射單元及所述接收單元之間，所述檢核單元具有多個檢核端子，所述多個檢核端子外露於所述容置通道內；及一氣道轉接器，具有一進氣段、一檢測段、一識別部、及一出氣段，所述檢測段一體成型地連接於所述進氣段及所述出氣段之間，所述檢測段具有一體成型的一入光檢測窗及一出光檢測窗，所述入光檢測窗及所述出光檢測窗相對地位於所述檢測段的兩側，所述識別部設於所述檢測段的一側，所述識別部內設有一識別晶片，所述進氣段的外徑大於所述出氣段的外徑；其中所述檢核單元由所述容置通道的內表面向外凹陷，所述識別部局部地突出於所述出氣段沿著所述氣道轉接器的軸向投影面，從而形成一防止誤插的導引結構；當所述氣道轉接器沿著所述氣道轉接器的軸向插接於所述氣體濃度檢測裝置的所述容置通道內，所述多個檢核端子抵接於所述識別部的所述識別晶片以檢查核對所述氣道轉接器是否相配，所述出氣段的外徑大致等於所述容置通道的直徑，並且密合地接觸於所述容置通道的所述圓形出口，所述進氣段的一端抵接蓋合於所述容置通道的所述圓形入口。
  2. 如請求項1所述的氣體濃度測量系統，其中所述氣體濃度檢測裝置還具有一操作模組及一供電模組，所述操作模組與所述供 電模組分別位於所述本體的兩側。
  3. 如請求項1所述的氣體濃度測量系統，其中所述進氣段具有一內管壁及一外管壁，所述內管壁與所述外管壁形成同心圓的結構。
  4. 如請求項1所述的氣體濃度測量系統，其中所述檢測段具有一頂壁、一對側壁及一底壁，所述一對側壁相互平行且連接於所述頂壁與所述底壁之間，所述入光檢測窗與所述出光檢測窗的厚度均小於所述檢測段的所述側壁的厚度。
  5. 如請求項4所述的氣體濃度測量系統，其中所述識別部具有一承載殼體、及一蓋板，所述承載殼體一體成型地形成於所述檢測段的所述頂壁，所述識別晶片收容於所述承載殼體內，所述蓋板蓋合於所述承載殼體，所述識別晶片部分外露於所述蓋板。
  6. 如請求項1所述的氣體濃度測量系統，其中所述入光檢測窗與所述出光檢測窗分別塗佈有一防霧層。
  7. 如請求項1所述的氣體濃度測量系統，其中所述入光檢測窗與所述出光檢測窗的厚度為0.15至0.25公厘。
  8. 如請求項1所述的氣體濃度測量系統，所述接收單元設置有第一接收器及第二接收器，所述第一接收器具有第一波長的濾光片以接收所述第一波長的檢測光，所述第二接收器具有第二波長的濾光片以接收所述第二波長的檢測光。
  9. 一種氣道轉接器，適用於一氣體濃度測量系統的一氣體濃度檢測裝置，所述氣體濃度檢測裝置具有一本體，所述本體具有一容置通道、一檢核單元、一發射單元、及一接收單元，所述發 射單元與所述接收單元相對地設置於所述容置通道的兩側，所述檢核單元設置於所述發射單元及所述接收單元之間，所述檢核單元具有多個檢核端子，所述多個檢核端子外露於所述容置通道內，所述容置通道呈圓柱形且貫穿所述本體而形成一圓形入口及一圓形出口，所述氣道轉接器包括：一進氣段、一檢測段、一識別部、及一出氣段，所述檢測段一體成型地連接於所述進氣段及所述出氣段之間，所述檢測段具有一體成型的一入光檢測窗及一出光檢測窗，所述入光檢測窗及所述出光檢測窗相對地位於所述檢測段的兩側，所述識別部設於所述檢測段的一側，所述識別部內設有一識別晶片，所述進氣段的外徑大於所述出氣段的外徑；所述識別部局部地突出於所述出氣段沿著所述氣道轉接器的軸向投影面，其中所述檢核單元由所述容置通道的內表面向外凹陷，從而形成一防止誤插的導引結構；當所述氣道轉接器插接於所述氣體濃度檢測裝置的所述容置通道內，所述多個檢核端子抵接於所述識別部的所述識別晶片以檢查核對所述氣道轉接器是否相配，所述出氣段的外徑大致等於所述容置通道的直徑，並且密合地接觸於所述容置通道的所述圓形出口，所述進氣段的一端抵接蓋合於所述容置通道的所述圓形入口。
  10. 如請求項9所述的氣道轉接器，其中所述進氣段具有一內管壁及一外管壁，所述內管壁與所述外管壁形成同心圓的結構。
  11. 如請求項9所述的氣道轉接器，其中所述檢測段具有一頂壁、一對側壁及一底壁，所述一對側壁相互平行且連接於所述頂壁與所述底壁之間，所述入光檢測窗與所述出光檢測窗的厚度均小於所述檢測段的所述側壁的厚度。
  12. 如請求項11所述的氣道轉接器，其中所述識別部具有一承載殼體、及一蓋板，所述承載殼體一體成型地形成於所述檢測段的所述頂壁，所述識別晶片收容於所述承載殼體內，所述蓋板蓋合於所述承載殼體，所述識別晶片部分外露於所述蓋板。
  13. 如請求項9所述的氣道轉接器，其中所述入光檢測窗與所述出光檢測窗分別塗佈有一防霧層。
  14. 如請求項9所述的氣道轉接器，其中所述入光檢測窗與所述出光檢測窗的厚度為0.15至0.25公厘。
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