[發明專利]一種呼吸氣體分析裝置

在審

• 申請號: 201410563108.1
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104515727A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 姜琛昱;張運海
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10;G01N21/64
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

1.一種呼出氣體分析裝置，其特征在于，包括：

激光器，其在水平方向上發射預定波長的激光；

電離罐，其具有中空結構且內部具有供正電荷進行加速的正向電場區，所述電離罐接收待檢測的呼出氣體，所述激光器發射出來的激光射入該電離罐，以激發所述待檢測的呼出氣體中的待測定氣體粒子發生電離；

檢測器，其檢測發生電離的帶正電荷的待測定氣體粒子的運動軌跡和數量，并結合正向電場區的強度，確定呼出氣體中的待測定氣體粒子成分和數量。

2.如權利要求1所述的呼出氣體分析裝置，其特征在于，包括：

所述激光器具有波長調節裝置，其調節所述激光器發出與所述待檢測的呼出氣體中待測定氣體粒子的電離特性相匹配的預定波長的激光。

3.如權利要求2所述的呼出氣體分析裝置，其特征在于，包括：

所述電離罐包括：飛行管，其為一水平橫置的四周密閉的圓柱形管道；透光片，其設置在所述飛行管正對所述激光器的一端，供激光射入；電極，其設置在所述飛行管的內部，將所述飛行管的內部從靠近所述透光片的一側至所述飛行管的另一側依次被分隔成第一無電場飛行區、正向電場區和第二無電場飛行區，其中，所述飛行管的第一無電場飛行區處設置有待檢測的呼出氣體的進氣口；

所述檢測器包括：光電探測器，其設置在所述飛行管遠離所述激光器的一端，以接收發生電離的帶正電荷的氣體粒子；控制器，其與所述光電探測器通訊連接，根據所述光電探測器接收到的氣體粒子的位置確定運動軌跡，并最終確定氣體的成分和數量。

4.如權利要求3所述的呼出氣體分析裝置，其特征在于，還包括：

抽真空泵，其與所述飛行管聯通，控制器控制所述抽真空泵在待檢測的呼出氣體進入飛行管前，對飛行管執行抽真空操作。

5.如權利要求4所述的呼出氣體分析裝置，其特征在于，所述電極包括依次間隔設置的第一環形電極、第二環形電極和第三環形電極，所述透光片與所述第一環形電極之間的區域為所述第一無電場飛行區，所述第一環形電極與所述第二環形電極之間的區域為供正電荷進行減速的反向電場區，所述第二環形電極與所述第三環形電極之間的區域為所述正向電場區，所述第三環形電極與所述光電探測器之間的區域為所述第二無電場飛行區；

其中，所述反向電場區的強度為根據待測定氣體粒子的分子性質，使得該待測定氣體粒子在激光電離激發下產生的帶正電荷的粒子的速度在反向電場區的減速作用下，越過反向電場區時，速度為0。

6.如權利要求5所述的呼出氣體分析裝置，其特征在于，還包括：

壓電同步觸發器，其設置在所述飛行管的第一無電場飛行區，并與所述激光器通訊連接，所述壓電同步觸發器通過感應第一無電場飛行區的壓力值，判定待檢測的呼出氣體是否存在，若存在，則觸發所述激光器的開啟；所不存在，則使所述激光器處于關閉狀態。

7.根據權利要求6所述的呼吸氣體分析裝置，其特征在于，所述光電探測器為微通道板光電探測器。

8.根據權利要求7所述的呼吸氣體分析裝置，其特征在于，所述待測氣體為人或動物在呼吸過程中的呼出氣體。

9.根據權利要求8所述的呼吸氣體分析裝置，其特征在于，所述所述待測定氣體粒子為丙酮、一氧化氮或環烴。

10.根據權利要求9所述的呼吸氣體分析裝置，其特征在于，通過抽真空泵將飛行管抽至真空度≤10^-2Pa，且所述壓電同步觸發器感應到第一無電場飛行區的壓力變化值超過200Pa時，判定待測定氣體粒子存在。