本申请涉及医疗领域，尤其涉及一种医用呼吸二氧化碳浓度测量系统。
背景技术：
医用呼吸二氧化碳监测是现代临床手术中、重症监护中的关键参数之一，可以应用于多参数呼吸气体监护仪，呼吸机，麻醉机和呼吸气体专用监护仪中，其中医用呼吸心二氧化碳监测技术是其中的关键核心技术，目前应用在上述系统中的医用呼吸二氧化碳浓度测量技术通常是采用红外光谱吸收的技术，有旁流和主流的实现方式，都需要进行输入零参考的校零操作才能实现准确的测量。
目前常见医用二氧化碳气体测量系统，如图1所示，包括光源11、气室12和探测器13，等测气体从气室12的入口端输入并从气室12的输出端输出，光源11用于照射在气室12上以形成待测光路和参考光路，探测器13有两路，用于获取光路上的信号，并将信号发送给处理器(图未示)进行处理，由于双通道的差异性也会增加测量误差，需要定时的校零操作，使用及不方便。
技术实现要素：
本申请要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种医用呼吸二氧化碳浓度测量系统。
本申请要解决的技术问题通过以下技术方案加以解决：
一种医用呼吸二氧化碳浓度测量系统，包括光源、气室，所述气室用于通过待测气体，所述光源用于照射在所述气室上以形成光路，还包括测量盘、探测器和处理器；所述测量盘设有多个测量窗口，所述测量盘设置在所述光路上，将单光路分为多个测量通道，所述探测器有多个，每个探测器分别与一个测量通道配合，用于获取测量通道上的信号，并将信号发送给所述处理器进行处理，所述处理器还用于控制光源。
所述测量窗口包括三个，三个测量窗口将所述单光路分为待测气体光路、待测气体+二氧化碳标准气体光路和参考光路。
所述测量窗口包括设置在所述测量盘上的通孔和透明盖，所述透明盖设置在所述通孔两端。
所述测量窗口包括设置在所述待测气体光路上的主测量窗口、设置在所述参考光路上的参考测量窗口和设置在所述待测气体+标准二氧化碳气体光路上的辅助测量窗口，所述辅助测量窗口内封装已知浓度的标准气体。
所述主测量窗口和所述参考测量窗口中封装空气，所述辅助测量窗口中封装标准二氧化碳气体。
所述主测量窗口的两端设有中心波长为4.26微米滤光片，所述辅助测量窗口的两端设有中心波长为4.26微米滤光片，所述参考测量窗口的两端设有中心波长为3.7微米滤光片。
所述测量盘为圆盘。
所述测量室为圆柱体形。
还包括放大与滤波电路、模数转换电路，所述探测器获取的信号，依次经过所述放大与滤波电路和所述模数转换电路后发送给所述处理器。
由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：
在本申请的具体实施方式中，由于在测量盘上设置多个测量窗口，并在其中一个测量窗口中密封已知浓度的标准气体，通过三个测量窗口将单通道光路分为三个测量通道，本申请进行零点校正时，可依据该已知浓度的标准气体进行，而无需引入外界的空气作为零参考点进行零点校正，避免了外部零参考气体引起的零点偏移对测量的影响，实现无校零操作功能，提高了测量的稳定性。
附图说明
图1为医用二氧化碳气体测量系统结构示意图；
图2为本申请的系统在一种实施方式中的结构示意图；
图3为本申请的系统在另一种实施方式中的结构示意图；
图4为本申请的实施例二的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例二：
本申请用于提供一种医用呼吸二氧化碳浓度测量系统，为医用呼吸二氧化碳的测量提供硬件支持。在本申请的系统上安装相应软件，即可对呼吸产生的二氧化碳进行测量。
如图2、图3所示，一种医用呼吸二氧化碳浓度测量系统，包括光源10、气室20、测量盘30、探测器40、处理器50和光源驱动电路60，气室20用于通过待测气体，光源10用于照射在气室20上以形成光路，测量盘30设有多个测量窗口，测量盘30设置在光路上，将单光路分为多个测量通道，探测器40有多个，每个探测器40分别与一个测量通道配合，用于获取测量通道上的信号，并将信号发送给处理器50进行处理，处理器50还可用于通过控制光源10，在一种实施方式中，处理器50还可通过光源驱动电路60控制光源10。测量盘30可以为多种形状，在本实施方式中，测量盘30为圆盘形。
在一种实施方式中，测量窗口包括三个，三个测量窗口将单光路分为待测气体光路、待测气体+二氧化碳标准气体光路和参考光路。测量窗口可以包括设置在测量盘30上的通孔和透明盖，透明盖设置在通孔两端。测量室也可以为多种形状，如圆柱体形、柱体等，在本实施方式中，测量室为圆柱体形，测量窗口均为设置在测量盘30上的中空的圆柱体并分别在两端设置透明盖组成，以保证光路的对称性，透明盖可选用透明宝石玻璃或其他透明材料。
进一步地，测量窗口还包括主测量窗口31、参考测量窗口32和辅助测量窗口33。主测量窗口31设置在待测气体光路上，参考测量窗口32设置在参考光路上，辅助测量窗口33设置在待测气体+标准二氧化碳气体光路上，辅助测量窗口33内封装已知浓度的标准气体。在一种实施方式中，主测量窗口31和参考测量窗口32中分别封装空气，辅助测量窗口33中封装标准二氧化碳气体。
在一种实施方式中，主测量窗口31的两端设有中心波长为4.26微米滤光片，辅助测量窗口32的两端设有中心波长为4.26微米滤光片，参考测量窗口的两端设有中心波长为3.7微米滤光片。
进一步地，本申请的系统还可以包括放大与滤波电路70、模数转换电路80，探测器获取的信号，依次经过放大与滤波电路和模数转换电路后发送给处理器。
实施例二：
图4是本发明实施例二提供的医用呼吸二氧化碳浓度测量方法的流程图，本实施例的执行主体可以是计算机设备或者计算机设备中的一个功能单元，包括以下步骤：
步骤102：在测量光路上设置一测量盘，测量盘上设置三个测量窗口，并在其中一个测量窗口中密封已知浓度的二氧化碳标准气体。
在测量盘上设置三个测量窗口，具体可通过在测量盘上设置三个通孔，并在通孔两端设置透明盖来实现。在一种实施方式中，考虑到光路的一致性，测量窗口均为设置在测量盘上的中空的圆柱体并分别在两端设置透明盖组成，以保证光路的对称性，并保证三路的光程一致，透明盖可选用透明宝石玻璃或其他透明材料。
步骤104：通过三个测量窗口将单通道光路分为三个测量通道，测量通道包括待测气体光路、待测气体+二氧化碳标准气体光路和参考光路。
在一种实施方式中，待测气体光路通过的测量窗口的两端设有中心波长为4.26微米滤光片，待测气体+标准二氧化碳气体光路通过的测量窗口的两端设有中心波长为4.26微米的滤光片，标准二氧化碳气体密封在待测气体+标准二氧化碳气体光路的测量窗口中，参考光路通过的测量窗口的两端设有中心波长为3.7微米的滤光片。
步骤106：输入已知浓度的二氧化碳气体，设置预定数量的校准点，根据二氧化碳浓度和透光强度之间的关系，建立二氧化碳浓度值表格。
其中，二氧化碳浓度和透光强度之间的关系，具体通过以下公式确定：
将已知浓度的标准二氧化碳气体c代入公式(1)得：
公式中的tco2表示待测气体光路中二氧化碳气体浓度值，rco2表示参考光路中的二氧化碳气体浓度值,(t+s)co2表示待测气体+标准二氧化碳气体光路中待测气体+标准二氧化碳气体的气体浓度；cco2表示已知浓度的标准二氧化碳气体的浓度，该已知浓度的标准二氧化碳气体用于校准，it表示待测气体光路的透射光强，ir表示参考光路的透射光强，ic+s是待测气体+标准二氧化碳气体的透射光强。
步骤106可以包括以下步骤：
步骤1062：设置多个校准点，校准点包括0值、最大值和有限个校准点；
步骤1064：输入已知浓度的二氧化碳气体获得从0～maxco2区间中的
步骤1066：建立计算和查找最终二氧化碳值的表格。
本申请在基于红外光谱测量的基础上，并考虑测量波长和参考波长的方案上，选择了在测量通道上增加一个测量盘，以实现单通道的信号检测，为了消除光源的一致性不足和长期应用后时的衰减，在这个测量盘上设有三个测量窗口，通过三个测量窗口将单通道光路分为三个测量通道，其中三个窗口分别为设置在待测气体光路上的主测量窗口、设置在参考光路上的参考测量窗口及新增一个在待测气体+标准二氧化碳气体光路上封装已知co2浓度的辅助测量窗口。
主测量窗口的两端设有中心波长为4.26微米滤光片，辅助测量窗口的两端设有中心波长为4.26微米滤光片，参考测量窗口的两端设有中心波长为3.7微米滤光片。主测量窗口和参考测量窗口中分别封装空气，辅助测量窗口中充满一个特定浓度的co2气体，以完成上述信号的放大，以及后续的处理，从而获得f(tco2)∝it，f((t+r)co2)∝it+r，因此，
再考虑到rco2浓度值的不确定性，实际中进行标准气体的校准，即输入一已知浓度的标准二氧化碳气体c，则有：
其中c可以取二氧化碳测量范围内，并包含0值和最大值，及其之间的有限个校准点，从而获得从0-maxco2，
步骤108：查询二氧化碳浓度值表格，并通过计算获取医用二氧化碳浓度的实时测量值。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。