呼出气体检测系统及检测方法与流程

本发明涉及一种检测技术领域，具体涉及一种呼出气体检测系统及检测方法。

背景技术：

人呼出的气体包括氧气、二氧化碳、一氧化氮等多种化合物，呼出气体如同血液、尿液一样，能够很大程度地反映人体的健康状况信息。因此，对呼出气体的组分、含量进行检测具有重要的医学意义。

目前通常是采用化学传感器、光电传感器等设备对人的呼出气体进行检测。但人的呼吸过程通常分为呼气阶段和吸气阶段，在呼气阶段和吸气阶段的气体呼出流量存在一定程度的波动，这就会影响呼出气体检测的准确性；当对呼出气体中含量较少的气体进行检测时，准确性更低。现有技术通常采用旁流小孔弥散或增加采样泵抽取气体的方式进行采样，但旁流小孔弥散通常需要一分钟左右的时间进行弥散，导致检测时间长；而呼吸过程中呼出气体流量的变化会导致采样泵的采样流量波动，从而使得呼出气体检测准确性低。

针对现有呼出气体检测时间长，检测准确性低的问题，本发明提供了一种呼出气体检测系统及检测方法，在呼出气体检测系统中设置采样泵并对输入采样泵的收集电压进行控制，通过调整收集电压维持所述采样泵收集的呼出气体的流量恒定，从而避免了因呼吸过程中呼出气体流量波动对检测结果造成的影响，提高了对呼出气体检测的准确性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种呼出气体检测系统及检测方法，用于解决呼吸过程中呼出气体的流量波动造成的检测准确性低的问题。

本发明的一个目的在于提供一种呼出气体检测系统，包括：

第一流量传感器，用于采集呼出气体的流量数据；

采样泵，用于收集部分呼出气体；

气体传感器，与所述采用泵连接，并对采样泵收集到的呼出气体进行检测；

处理器，与所述第一流量传感器和所述采样泵通过电路连接；

存储介质，所述存储介质中储存有多条指令，所述指令由所述处理器执行时使所述处理器接收所述第一流量传感器采集到的流量数据，并控制输入所述采样泵的收集电压。

进一步地，所述存储介质中还储存有校准气体输出流量-电压曲线，所述指令由所述处理器执行时根据所述流量数据在校准气体输出流量-电压曲线中对应的电压值来确定所述收集电压；所述校准气体输出流量-电压曲线为：维持所述采样泵收集的校准气体的流量恒定时，输出所述校准气体的流量与输入所述采样泵的电压之间的关系曲线；或，

所述检测系统还包括校准单元，所述校准单元包括校准气源和第二流量传感器；所述校准气源用于输出不同流量的校准气体；所述第二流量传感器用于采集所述采样泵收集到的校准气体的流量。

进一步地，所述检测系统还包括校准pc端，所述校准pc端分别与所述处理器、校准气源以及第二流量传感器连接；所述校准pc端用于控制所述校准气源输出的校准气体的流量，通过所述处理器控制输入所述采样泵的电压，以及接收所述第二流量传感器采集的流量数据。

进一步地，所述第一流量传感器为压力传感器或流速传感器。

进一步地，所述检测系统还包括呼气管，所述第一流量传感器设于所述呼气管内；所述采样泵用于收集部分从所述呼气管内流经的呼出气体。

进一步地，所述气体传感器为半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器或固体电解质气体传感器。

本发明的第二个目的在于提供一种上述呼出气体检测系统的检测方法，包括以下步骤：

s1、通过所述第一流量传感器采集呼出气体的流量数据；

s2、根据流量数据控制输入所述采样泵的收集电压；

s3、通过所述气体传感器对所述采样泵收集到的呼出气体进行检测。

进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：

s21、根据步骤s1中采集的流量数据在校准气体输出流量-电压曲线中对应的电压值确定所述收集电压；

所述校准气体输出流量-电压曲线为：维持所述采样泵收集的气体的流量恒定时，输出所述校准气体的流量与输入所述采样泵的电压之间的关系曲线；

s22、向所述采样泵输入所述收集电压。

进一步地，所述检测方法还包括步骤s0：输出不同流量的校准气体，用采样泵收集部分校准气体，通过调整输入所述采样泵的电压维持所述采样泵收集的标准气体的流量恒定，获得标准气体输出流量-电压曲线。

本发明通过在呼出气体检测系统中设置采样泵，并对输入采样泵的收集电压进行自动控制，通过调整收集电压维持采样泵收集的呼出气体的流量恒定，从而避免了因呼吸过程中呼出气体流量波动对检测结果造成的影响，提高了对呼出气体检测的准确性；同时，本发明由校准气体输出流量-电压曲线和第一流量传感器采集的流量数据确定动态电压，并对收集电压进行实时控制，操作步骤简单，对呼出气体进行检测的时间短。

附图说明

图1是本发明第一实施例中检测系统的结构图。

图2是本发明第二实施例中检测系统的结构图。

图3是本发明第三实施例中检测系统的结构图。

图4是本发明第四实施例中检测方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，本发明第一实施例提供了一种呼出气体检测系统，包括：

呼气管110，包括收集端111和出气端112；所述收集端111用于收集测试者的呼出气体，所述出气端112与外部连通；

第一流量传感器120，用于采集呼气管110内呼出气体的流量数据；

采样泵130，用于收集部分流经呼气管110的呼出气体；

气体传感器140，与所述采用泵130连接，并对所述采样泵130收集到的呼出气体进行检测；

处理器150，与所述第一流量传感器120和采样泵130通过电路连接；

存储介质160，所述存储介质160中储存有多条指令，所述指令由所述处理器150执行时使所述处理器150接收所述第一流量传感器120采集到的流量数据，并控制输入所述采样泵130的收集电压。

本实施例提供的检测系统在使用时，受试者的嘴部从收集端110向呼气管100内呼气，第一流量传感器120采集到流经呼气管110的呼出气体的流量数据；采样泵130与呼气管110之间通过管道连接，收集到部分流经呼气管110的呼出气体；气体传感器140对采样泵130收集到的呼出气体进行检测，从而可以获得呼出气体的信息。

进一步地，所述第一流量传感器120包括但不限于压力传感器、流速传感器。当第一流量传感器120为压力传感器时，通过第一流量传感器120检测到的流量数据为压力；当第一流量传感器120为流速传感器时，通过第一流量传感器120检测到的流量数据为流速。

进一步地，所述气体传感器包括但不限于半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器、固体电解质气体传感器。在检测系统的使用过程中，可以根据对呼出气体的检测需求选择气体传感器的类型。

本实施例的检测系统，处理器150通过执行储存在存储介质160中的指令，对输入所述采样泵130的收集电压进行自动控制，继而控制采样泵130收集到的呼出气体的流量，当采样泵130收集到的呼出气体的流量维持恒定时，能够提高气体传感器140检测呼出气体信息的准确性。

进一步地，所述存储介质160中还储存有校准气体输出流量-电压曲线，所述指令由所述处理器150执行时根据所述第一流量传感器120采集到的流量数据在校准气体输出流量-电压曲线中对应的电压值来确定收集电压。

具体地，所述校准气体输出流量-电压曲线为：维持所述采样泵收集的校准气体的流量恒定时，输出所述校准气体的流量与输入所述采样泵的电压之间的关系曲线。

由于输入采样泵的电压大小直接影响采样泵收集到的气体流量，因此，通过校准气体输出流量-电压曲线以及由第一流量传感器120采集到的流量数据，可以确定收集电压。通过处理器150动态控制输入所述采样泵130的收集电压，从而在对呼出气体的检测过程中可以维持采样泵130采集到的气体流量恒定，进而提高检测系统对呼出气体检测的准确性；此外，本方案的检测系统对收集电压可以实现自动控制，检测时间短。

针对校准气体输出流量-电压曲线的获取时间，本发明并无特殊限制，可以是采用相同规格的呼气管和采样泵获取校准气体输出流量-电压曲线，然后在批量生产的相同规格的检测系统使用同一校准气体输出流量-电压曲线。也可以是单独获得使用的检测系统的校准气体输出流量-电压曲线。

针对单独获得使用的检测系统的校准气体输出流量-电压曲线，如图2所示，本发明提出了第二实施例，与第一实施例相比，本实施例的检测系统还包括校准单元，所述校准单元包括校准气源271和第二流量传感器272；所述校准气源271可以从采集端211向呼气管210内输出不同流量的校准气体；所述第二流量传感器272用于采集所述采样泵230收集到的校准气体的流量。

本实施例的检测系统在使用过程中，先通过校准单元获得校准气体输出流量-电压曲线。具体地，采用校准气源271从采集端211向呼气管210内输出不同流量的校准气体，通过调整输入所述采样泵230的电压使第二流量传感器272检测到的流量维持恒定，从而可以获得校准气体输出流量-电压曲线。

进一步地，所述校准气源271、第二流量传感器272均通过电路与所述处理器250连接，所述处理器250可以自动控制所述校准气源271输出的校准气体的流量；同时还可以接收所述第二流量传感器272采集到的流量，并自动获得校准气体输出流量-电压曲线。

进一步地，本实施例的校准单元为可拆卸结构。本方案的检测系统在获得校准气体输出流量-电压曲线后，可以将校准单元从所述检测系统中移除，本方案简化了检测系统的操作步骤。

本发明还可以采用独立的校准pc端控制校准气源和第二流量传感器，如图3所示，本发明第三实施例提供了一种呼出气体检测系统，与第二实施例相比，本实施例的校准单元还包括校准pc端373；所述校准pc端373通过电路分别与处理器350、校准气源371、第二流量传感器372连接。

本实施例通过校准pc端可以控制所述校准气源271输出的校准气体的流量；通过处理器控制输入所述采样泵330的电压；同时还可以接收所述第二流量传感器272采集到的流量数据，并自动获得校准气体输出流量-电压曲线。与第二实施例相比，本实施例采用独立的校准pc端控制校准单元，无需再储存介质上额外设计控制校准单元的指令，简化了处理器执行指令的流程。

本发明第四实施例提供了一种呼出气体检测系统的检测方法，如图4所示，包括以下步骤：

s1、通过所述第一流量传感器采集呼出气体的流量数据；

s2、根据流量数据控制输入所述采样泵的收集电压；

s3、通过所述气体传感器对所述采样泵收集到的呼出气体进行检测。

本方案通过调整收集电压，可以使采样泵收集的呼出气体流量恒定，从而使得对呼出气体的检测不受呼出气体流量波动影响，提高了检测的准确性。

进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：

s21、根据步骤s1中采集的流量数据在校准气体输出流量-电压曲线中对应的电压值确定所述收集电压；

所述校准气体输出流量-电压曲线为：维持所述采样泵收集的气体的流量恒定时，输出所述校准气体的流量与输入所述采样泵的电压之间的关系曲线；

s22、向所述采样泵输入所述收集电压。

本方案根据校准气体输出流量-电压曲线以及由第一流量传感器采集到的流量数据，可以确定收集电压；通过控制收集电压可以维持采样泵130采集到的呼出气体的流量恒定，使得对呼出气体的检测不受呼吸过程中呼出气体流量波动影响，提高了对呼出气体检测的准确性。

在一替代实施例中，所述检测方法还包括步骤s0：输出不同流量的校准气体，用采样泵收集部分校准气体，通过调整输入所述采样泵的电压维持所述采样泵收集的标准气体的流量恒定，获得标准气体输出流量-电压曲线。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。