呼出氣體檢測系統及檢測方法與流程

本發明涉及一種檢測技術領域，具體涉及一種呼出氣體檢測系統及檢測方法。

背景技術：

人呼出的氣體包括氧氣、二氧化碳、一氧化氮等多種化合物，呼出氣體如同血液、尿液一樣，能夠很大程度地反映人體的健康狀況信息。因此，對呼出氣體的組分、含量進行檢測具有重要的醫學意義。

目前通常是采用化學傳感器、光電傳感器等設備對人的呼出氣體進行檢測。但人的呼吸過程通常分為呼氣階段和吸氣階段，在呼氣階段和吸氣階段的氣體呼出流量存在一定程度的波動，這就會影響呼出氣體檢測的準確性；當對呼出氣體中含量較少的氣體進行檢測時，準確性更低。現有技術通常采用旁流小孔彌散或增加采樣泵抽取氣體的方式進行采樣，但旁流小孔彌散通常需要一分鐘左右的時間進行彌散，導致檢測時間長；而呼吸過程中呼出氣體流量的變化會導致采樣泵的采樣流量波動，從而使得呼出氣體檢測準確性低。

針對現有呼出氣體檢測時間長，檢測準確性低的問題，本發明提供了一種呼出氣體檢測系統及檢測方法，在呼出氣體檢測系統中設置采樣泵并對輸入采樣泵的收集電壓進行控制，通過調整收集電壓維持所述采樣泵收集的呼出氣體的流量恒定，從而避免了因呼吸過程中呼出氣體流量波動對檢測結果造成的影響，提高了對呼出氣體檢測的準確性。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種呼出氣體檢測系統及檢測方法，用于解決呼吸過程中呼出氣體的流量波動造成的檢測準確性低的問題。

本發明的一個目的在于提供一種呼出氣體檢測系統，包括：

第一流量傳感器，用于采集呼出氣體的流量數據；

采樣泵，用于收集部分呼出氣體；

氣體傳感器，與所述采用泵連接，并對采樣泵收集到的呼出氣體進行檢測；

處理器，與所述第一流量傳感器和所述采樣泵通過電路連接；

存儲介質，所述存儲介質中儲存有多條指令，所述指令由所述處理器執行時使所述處理器接收所述第一流量傳感器采集到的流量數據，并控制輸入所述采樣泵的收集電壓。

進一步地，所述存儲介質中還儲存有校準氣體輸出流量-電壓曲線，所述指令由所述處理器執行時根據所述流量數據在校準氣體輸出流量-電壓曲線中對應的電壓值來確定所述收集電壓；所述校準氣體輸出流量-電壓曲線為：維持所述采樣泵收集的校準氣體的流量恒定時，輸出所述校準氣體的流量與輸入所述采樣泵的電壓之間的關系曲線；或，

所述檢測系統還包括校準單元，所述校準單元包括校準氣源和第二流量傳感器；所述校準氣源用于輸出不同流量的校準氣體；所述第二流量傳感器用于采集所述采樣泵收集到的校準氣體的流量。

進一步地，所述檢測系統還包括校準pc端，所述校準pc端分別與所述處理器、校準氣源以及第二流量傳感器連接；所述校準pc端用于控制所述校準氣源輸出的校準氣體的流量，通過所述處理器控制輸入所述采樣泵的電壓，以及接收所述第二流量傳感器采集的流量數據。

進一步地，所述第一流量傳感器為壓力傳感器或流速傳感器。

進一步地，所述檢測系統還包括呼氣管，所述第一流量傳感器設于所述呼氣管內；所述采樣泵用于收集部分從所述呼氣管內流經的呼出氣體。

進一步地，所述氣體傳感器為半導體氣體傳感器、電化學氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器或固體電解質氣體傳感器。

本發明的第二個目的在于提供一種上述呼出氣體檢測系統的檢測方法，包括以下步驟：

s1、通過所述第一流量傳感器采集呼出氣體的流量數據；

s2、根據流量數據控制輸入所述采樣泵的收集電壓；

s3、通過所述氣體傳感器對所述采樣泵收集到的呼出氣體進行檢測。

進一步地，所述步驟s2包括以下步驟：

s21、根據步驟s1中采集的流量數據在校準氣體輸出流量-電壓曲線中對應的電壓值確定所述收集電壓；

所述校準氣體輸出流量-電壓曲線為：維持所述采樣泵收集的氣體的流量恒定時，輸出所述校準氣體的流量與輸入所述采樣泵的電壓之間的關系曲線；

s22、向所述采樣泵輸入所述收集電壓。

進一步地，所述檢測方法還包括步驟s0：輸出不同流量的校準氣體，用采樣泵收集部分校準氣體，通過調整輸入所述采樣泵的電壓維持所述采樣泵收集的標準氣體的流量恒定，獲得標準氣體輸出流量-電壓曲線。

本發明通過在呼出氣體檢測系統中設置采樣泵，并對輸入采樣泵的收集電壓進行自動控制，通過調整收集電壓維持采樣泵收集的呼出氣體的流量恒定，從而避免了因呼吸過程中呼出氣體流量波動對檢測結果造成的影響，提高了對呼出氣體檢測的準確性；同時，本發明由校準氣體輸出流量-電壓曲線和第一流量傳感器采集的流量數據確定動態電壓，并對收集電壓進行實時控制，操作步驟簡單，對呼出氣體進行檢測的時間短。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例中檢測系統的結構圖。

圖2是本發明第二實施例中檢測系統的結構圖。

圖3是本發明第三實施例中檢測系統的結構圖。

圖4是本發明第四實施例中檢測方法的流程框圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

參考圖1，本發明第一實施例提供了一種呼出氣體檢測系統，包括：

呼氣管110，包括收集端111和出氣端112；所述收集端111用于收集測試者的呼出氣體，所述出氣端112與外部連通；

第一流量傳感器120，用于采集呼氣管110內呼出氣體的流量數據；

采樣泵130，用于收集部分流經呼氣管110的呼出氣體；

氣體傳感器140，與所述采用泵130連接，并對所述采樣泵130收集到的呼出氣體進行檢測；

處理器150，與所述第一流量傳感器120和采樣泵130通過電路連接；

存儲介質160，所述存儲介質160中儲存有多條指令，所述指令由所述處理器150執行時使所述處理器150接收所述第一流量傳感器120采集到的流量數據，并控制輸入所述采樣泵130的收集電壓。

本實施例提供的檢測系統在使用時，受試者的嘴部從收集端110向呼氣管100內呼氣，第一流量傳感器120采集到流經呼氣管110的呼出氣體的流量數據；采樣泵130與呼氣管110之間通過管道連接，收集到部分流經呼氣管110的呼出氣體；氣體傳感器140對采樣泵130收集到的呼出氣體進行檢測，從而可以獲得呼出氣體的信息。

進一步地，所述第一流量傳感器120包括但不限于壓力傳感器、流速傳感器。當第一流量傳感器120為壓力傳感器時，通過第一流量傳感器120檢測到的流量數據為壓力；當第一流量傳感器120為流速傳感器時，通過第一流量傳感器120檢測到的流量數據為流速。

進一步地，所述氣體傳感器包括但不限于半導體氣體傳感器、電化學氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器、固體電解質氣體傳感器。在檢測系統的使用過程中，可以根據對呼出氣體的檢測需求選擇氣體傳感器的類型。

本實施例的檢測系統，處理器150通過執行儲存在存儲介質160中的指令，對輸入所述采樣泵130的收集電壓進行自動控制，繼而控制采樣泵130收集到的呼出氣體的流量，當采樣泵130收集到的呼出氣體的流量維持恒定時，能夠提高氣體傳感器140檢測呼出氣體信息的準確性。

進一步地，所述存儲介質160中還儲存有校準氣體輸出流量-電壓曲線，所述指令由所述處理器150執行時根據所述第一流量傳感器120采集到的流量數據在校準氣體輸出流量-電壓曲線中對應的電壓值來確定收集電壓。

具體地，所述校準氣體輸出流量-電壓曲線為：維持所述采樣泵收集的校準氣體的流量恒定時，輸出所述校準氣體的流量與輸入所述采樣泵的電壓之間的關系曲線。

由于輸入采樣泵的電壓大小直接影響采樣泵收集到的氣體流量，因此，通過校準氣體輸出流量-電壓曲線以及由第一流量傳感器120采集到的流量數據，可以確定收集電壓。通過處理器150動態控制輸入所述采樣泵130的收集電壓，從而在對呼出氣體的檢測過程中可以維持采樣泵130采集到的氣體流量恒定，進而提高檢測系統對呼出氣體檢測的準確性；此外，本方案的檢測系統對收集電壓可以實現自動控制，檢測時間短。

針對校準氣體輸出流量-電壓曲線的獲取時間，本發明并無特殊限制，可以是采用相同規格的呼氣管和采樣泵獲取校準氣體輸出流量-電壓曲線，然后在批量生產的相同規格的檢測系統使用同一校準氣體輸出流量-電壓曲線。也可以是單獨獲得使用的檢測系統的校準氣體輸出流量-電壓曲線。

針對單獨獲得使用的檢測系統的校準氣體輸出流量-電壓曲線，如圖2所示，本發明提出了第二實施例，與第一實施例相比，本實施例的檢測系統還包括校準單元，所述校準單元包括校準氣源271和第二流量傳感器272；所述校準氣源271可以從采集端211向呼氣管210內輸出不同流量的校準氣體；所述第二流量傳感器272用于采集所述采樣泵230收集到的校準氣體的流量。

本實施例的檢測系統在使用過程中，先通過校準單元獲得校準氣體輸出流量-電壓曲線。具體地，采用校準氣源271從采集端211向呼氣管210內輸出不同流量的校準氣體，通過調整輸入所述采樣泵230的電壓使第二流量傳感器272檢測到的流量維持恒定，從而可以獲得校準氣體輸出流量-電壓曲線。

進一步地，所述校準氣源271、第二流量傳感器272均通過電路與所述處理器250連接，所述處理器250可以自動控制所述校準氣源271輸出的校準氣體的流量；同時還可以接收所述第二流量傳感器272采集到的流量，并自動獲得校準氣體輸出流量-電壓曲線。

進一步地，本實施例的校準單元為可拆卸結構。本方案的檢測系統在獲得校準氣體輸出流量-電壓曲線后，可以將校準單元從所述檢測系統中移除，本方案簡化了檢測系統的操作步驟。

本發明還可以采用獨立的校準pc端控制校準氣源和第二流量傳感器，如圖3所示，本發明第三實施例提供了一種呼出氣體檢測系統，與第二實施例相比，本實施例的校準單元還包括校準pc端373；所述校準pc端373通過電路分別與處理器350、校準氣源371、第二流量傳感器372連接。

本實施例通過校準pc端可以控制所述校準氣源271輸出的校準氣體的流量；通過處理器控制輸入所述采樣泵330的電壓；同時還可以接收所述第二流量傳感器272采集到的流量數據，并自動獲得校準氣體輸出流量-電壓曲線。與第二實施例相比，本實施例采用獨立的校準pc端控制校準單元，無需再儲存介質上額外設計控制校準單元的指令，簡化了處理器執行指令的流程。

本發明第四實施例提供了一種呼出氣體檢測系統的檢測方法，如圖4所示，包括以下步驟：

s1、通過所述第一流量傳感器采集呼出氣體的流量數據；

s2、根據流量數據控制輸入所述采樣泵的收集電壓；

s3、通過所述氣體傳感器對所述采樣泵收集到的呼出氣體進行檢測。

本方案通過調整收集電壓，可以使采樣泵收集的呼出氣體流量恒定，從而使得對呼出氣體的檢測不受呼出氣體流量波動影響，提高了檢測的準確性。

進一步地，所述步驟s2包括以下步驟：

s21、根據步驟s1中采集的流量數據在校準氣體輸出流量-電壓曲線中對應的電壓值確定所述收集電壓；

所述校準氣體輸出流量-電壓曲線為：維持所述采樣泵收集的氣體的流量恒定時，輸出所述校準氣體的流量與輸入所述采樣泵的電壓之間的關系曲線；

s22、向所述采樣泵輸入所述收集電壓。

本方案根據校準氣體輸出流量-電壓曲線以及由第一流量傳感器采集到的流量數據，可以確定收集電壓；通過控制收集電壓可以維持采樣泵130采集到的呼出氣體的流量恒定，使得對呼出氣體的檢測不受呼吸過程中呼出氣體流量波動影響，提高了對呼出氣體檢測的準確性。

在一替代實施例中，所述檢測方法還包括步驟s0：輸出不同流量的校準氣體，用采樣泵收集部分校準氣體，通過調整輸入所述采樣泵的電壓維持所述采樣泵收集的標準氣體的流量恒定，獲得標準氣體輸出流量-電壓曲線。

以上所述僅為本發明的較佳實施方式而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。