一种一氧化氮浓度的检测装置及一氧化氮浓度检测仪的制作方法

1.本实用新型涉及传感器检测电路技术领域，特别是涉及一种一氧化氮浓度的检测装置及一氧化氮浓度检测仪。


背景技术：

2.一氧化氮传感器用于测量一氧化氮浓度，广泛应用于各个领域。例如，一氧化氮作为一种新型的无创、便于检测的生物标记物，可以用于诊断气道炎性疾病。呼出气中一氧化氮的浓度变化能够反映哮喘的发生、病情变化以及哮喘表型，通过一氧化氮检测仪器检测呼出气中一氧化氮的浓度，有助于对哮喘的诊断和治疗，还可以评估治疗的疗效。由于呼出的一氧化氮浓度较低，通常为十亿分之一(part per billion，ppb)级别的，对检测仪器的灵敏度要求比较高，而高精度的一氧化氮传感器价格昂贵，由此带来了检测费用高的一系列问题。
3.如何降低高精度一氧化氮检测仪的成本，是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种一氧化氮浓度的检测装置及一氧化氮浓度检测仪，用于实现低成本高精度的一氧化氮检测。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种一氧化氮浓度的检测装置，包括：多个一氧化氮传感器，电源电路和放大电路；
6.其中，各所述一氧化氮传感器的供电端与所述电源电路的输出端连接，所述各所述一氧化氮传感器的输出端与所述放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与检测装置的信号输出端连接。
7.可选的，所述一氧化氮传感器的数量具体为三个。
8.可选的，所述放大电路具体包括第一放大电路和第二放大电路；
9.其中，一个所述第一放大电路的输入端与一个所述一氧化氮传感器的输出端对应连接，各所述第一放大电路的输出端与所述第二放大电路的输入端连接，所述第二放大电路的输出端与所述信号输出端连接。
10.可选的，所述一氧化氮传感器具体为精度为5
‑
20ppb的一氧化氮传感器。
11.可选的，所述一氧化氮传感器具体为电化学一氧化氮传感器。
12.可选的，还包括设于所述放大电路的输出端与所述信号输出端之间的滤波电路。
13.可选的，所述电源电路具体基于稳压芯片搭建而成。
14.为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种一氧化氮浓度检测仪，包括上述任意一项所述的一氧化氮浓度的检测装置，还包括模数转换电路和处理器；
15.其中，所述模数转换电路的输入端与所述检测装置的信号输出端连接，所述模数转换电路的输出端与所述处理器的信号输入端连接。
16.可选的，还包括与所述处理器的信号输出端连接的通信器。
17.可选的，所述通信器具体为rs485通信器。
18.本实用新型所提供的一氧化氮浓度的检测装置，通过电源电路给一氧化氮传感器供电，通过将多个一氧化氮传感器并联后与放大电路连接后输出信号，实现将各一氧化氮传感器支路上的微弱电流信号进行叠加的基础上再放大，从而使整个检测装置相较于单个一氧化氮传感器可以检测到更低浓度的一氧化氮，因而可以在不采用昂贵的高精度一氧化氮传感器的情况下实现高精度的一氧化氮检测，有效降低了高精度一氧化氮检测仪器的成本。
19.本实用新型还提供一种一氧化氮浓度检测仪，具有上述效果，在此不再赘述。
附图说明
20.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的结构示意图；
22.图2(a)为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的第一部分电路图；
23.图2(b)为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的第二部分电路图；
24.图2(c)为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的第三部分电路图；
25.其中，101为一氧化氮传感器，102为电源电路，103为第一放大电路，104为第二放大电路，105为滤波电路。
具体实施方式
26.本实用新型的核心是提供一种一氧化氮浓度的检测装置及一氧化氮浓度检测仪，用于实现低成本高精度的一氧化氮检测。
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.图1为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的结构示意图。
29.如图1所示，本实用新型实施例提供的一氧化氮浓度的检测装置包括：多个一氧化氮传感器101，电源电路102和放大电路；
30.其中，各一氧化氮传感器101的供电端与电源电路102的输出端连接，各一氧化氮传感器101的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与检测装置的信号输出端连接。
31.目前医用的一氧化氮检测仪中核心的一氧化氮传感器101精度等级要求一般1ppb
以上，这种高精度传感器价格昂贵。而本实用新型实施例通过将多个一氧化氮传感器101并联，各一氧化氮传感器101所在支路的微弱电流在干路上叠加，再经过放大电路进行放大，从而能够被检测到，因而即使采用市售的精度未达到1ppb的一氧化氮传感器101，也能够达到采用医用一氧化氮传感器101的效果。
32.在具体实施中，一氧化氮传感器101可以采用电化学一氧化氮传感器101。稳定流速的呼出气一氧化氮流经电化学一氧化氮传感器101时，电化学一氧化氮传感器101与呼出气中的一氧化氮反应，输出电流，进而通过多个电化学一氧化氮传感器101的输出进行叠加、放大，从信号输出端输出检测信号。
33.为进一步提高检测精度，如图1所示，放大电路具体由第一放大电路103和第二放大电路104组成。其中，一个第一放大电路103的输入端与一个一氧化氮传感器101的输出端对应连接，各第一放大电路103的输出端与第二放大电路104的输入端连接，第二放大电路104的输出端与信号输出端连接。通过第一放大电路103，先对支路上一氧化氮传感器101的输出电流进行放大，从而汇聚在干路上的电流是放大后的一氧化氮传感器101输出电流的叠加，在此基础上再进行放大，从而达到更高精度的效果。根据实际需要，第二放大电路104可以采用多个运算放大器串联而成。
34.为提高检测信号的质量，电源电路102具体基于稳压芯片搭建而成，用以稳压以及避免电路受脉冲破坏。
35.如图1所示，本实用新型实施例提供的一氧化氮浓度的检测装置还可以包括设于放大电路的输出端与信号输出端之间的滤波电路105。通过滤波电路105对放大后的电流进行滤波，避免杂波干扰测试结果。滤波电路105可以采用lc滤波电路105，也可以运算放大器滤波电路105，后者相较于无源滤波器优化了滤波效果，且可以对检测信号进行放大。滤波电路105还可以包括设于运算放大器输出端的滑动电路，用以调节信号放大效果。
36.此外，在各一氧化氮传感器101所在支路，在一氧化氮传感器101的输出端还可以设置电容，用以滤除交流电。
37.在实际应用中，可以将本实用新型实施例提供的一氧化氮浓度的检测装置焊接于一电路板上，并采用绝缘外壳进行封装，将各一氧化氮传感器101的检测位置和装置的信号输出端设置于外部。
38.图2(a)为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的第一部分电路图；图2(b)为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的第二部分电路图；图2(c)为本实用新型实施例提供的一种一氧化氮浓度的检测装置的第三部分电路图。
39.在实际应用中，由于目前医用的一氧化氮检测仪中核心的一氧化氮传感器101精度等级要求一般1ppb以上，而市售常见的一氧化氮传感器101通常为精度为稳定性好、专一性好的5
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20ppb的阿尔法一氧化氮传感器101。人体呼出气一氧化氮浓度检测呼吸道炎症指标：儿童：正常<20ppb，轻度20
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35ppb，高度>35ppb；成人：正常<25ppb，轻度25
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50ppb，重度>50ppb，所以一氧化氮检测仪的精度起码要达到1ppb，而精度为5
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20ppb的一氧化氮传感器101可能达不到一氧化氮检测仪的要求。因此，在本实用新型实施例中可以将多个精度为5
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20ppb的一氧化氮传感器101并联，通过放大电路以及各一氧化氮传感器101的信号叠加，实现精度的提高，且对电化学传感器的专一性和稳定性没有明显的影响。如图1所示，一氧化氮传感器101的数量具体可以为三个。
40.基于此，为便于实际应用，本实用新型实施例提供一种一氧化氮浓度的检测装置的电路。如图2(a)、图2(b)所示，其中，各一氧化氮传感器101(sn1、sn2、sn3)的辅助电极(ce)分别与对应的测试点(p5a、p5b、p5c)连接，参比电极(re)连接运算放大器的负极输入端，运算放大器的正极输入端连接直流电源vcc。三个一氧化氮传感器101(sn1、sn2、sn3)的工作电极wei联结在一起后经过由两级运算放大器u4b和u2搭建的放大电路，连接输出端口ji以及输出管脚o/p1；三个一氧化氮传感器101(sn1、sn2、sn3)的工作电极we2联结在一起后经过由两级运算放大器u1a和u1b搭建的放大滤波电路105，连接输出端口j3以及输出管脚o/p2；其中，运算放大器u4b、u2、u1a均采用lt6011，运算放大器u1b采用tlv2211；运算放大器u1a的输出端分别运算放大器u4b的负极输入端和测试点p6。
41.如图2(c)所示，端口j2连接输入电源，通过电阻分压后为后端电路提供+6v直流电压，通过由电压基准芯片u3(可以采用isl21009bfb125z)转换为+2.5v直流电压后，以不同的电阻分压电路提供图2(a)和图2(b)中电路所需的各直流电源，包括运算放大器u4a、u5a、u5b的正极输入端所需的直流电源vcc，运算放大器u1a、u4b的正极输入端所需的直流电源vmid，运算放大器u1a、u4b的负极输入端所需的直流电源voff，运算放大器u2、u1b前端的输入电源vpot1和vpot2。
42.上文详述了一氧化氮浓度的检测装置对应的各个实施例，在此基础上，本实用新型还公开了与上述检测装置对应的一氧化氮浓度检测仪。
43.本实用新型实施例提供的一氧化氮浓度检测仪可以包括上述任一实施例提供的一氧化氮浓度的检测装置，还包括模数转换电路和处理器；
44.其中，模数转换电路的输入端与检测装置的信号输出端连接，模数转换电路的输出端与处理器的信号输入端连接。
45.上述实施例中提供的一氧化氮浓度的检测装置输出的信号为经过放大滤波的电信号，需要进一步进行信号转化处理和数据传输处理。故本实用新型实施例提供的一氧化氮浓度检测仪在一氧化氮浓度的检测装置的信号输出端设置模数转换电路用以将一氧化氮浓度的检测装置输出的电信号转化为数字信号，输入至处理器中进行存储、计算、传输等操作。
46.在此基础上，本实用新型实施例提供的一氧化氮浓度检测仪还可以包括与处理器的信号输出端连接的通信器。该通信器可以采用rs485通信器，也可以采用wi
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fi、gprs等无线通信器。
47.以上对本实用新型所提供的一种一氧化氮浓度的检测装置及一氧化氮浓度检测仪进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
48.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。