[发明专利]确定呼出气的CO2中12C和13C比例的红外线光谱分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种光谱分析仪，尤其涉及一种应用于医学临床诊断的检测呼出气的CO2中12C和13C比例的红外线光谱分析仪。

背景技术

已知一些以不分光式红外线光学原理为基础的气体分析仪，这些分析仪器配备有为工业应用研制的用于确定气体和蒸气内各种成分浓度的分光计，但是为了用于确定呼气中13CO2/12CO2的比率，并达到符合临床检测要求的高精度就必须改进这些仪器。传统不分光式红外线光谱分析仪存在诸多不足：一、需要的检测气体量很大，通常需要检测气量至少200-300ml，对于小气量的气体无法检测，二、不能连续检测太多样本，三、传统不分光式红外线光谱分析仪结构庞杂、操作繁复、易于发生故障，四、检测的精度不够高，难以满足临床诊断的需要。

为了克服上述缺点，必须改造与之相关的会对仪器的工作可靠性带来不良影响的因素，如恒温装置、试样入口等。此外，还需要将仪器的试样入口和试样计量的控制与数据采集系统分开。另外，必须进一步缩小气室的体积，改进检测腔的结构，进一步提高检测精度和重复性，才能保证最少10ml的气量的精确检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对传统不分光式红外线光谱分析仪检测精度低、操作不连续等缺点，提供一种适用于临床的高精度、可连续操作、经济、紧凑的红外线光谱分析仪，用以确定呼出气的CO2中12C和13C比例。

本发明采用如下技术方案：

一种确定呼出气的CO2中12C和13C比例的红外线光谱分析仪，包括一个不分光式红外线分析检测腔、气体处理系统、数字式I/O装置、总线接口I和带操作软件的外部PC设备，不分光式红外线分析检测腔、气体处理系统、数字式I/O装置、总线接口I模块式的装在外壳内，并通过电缆与外部PC设备连接；不分光式红外线分析检测腔和数字式I/O装置控制组合在气体处理系统内的试样入口系统和试样检查系统；每个模块配备自己的微控制器A，微控制器A通过总线接口I与外部PC设备连接；一全自动进样系统通过微控制器B和总线接口II与外部PC设备连接，全自动进样系统内的气体进样针通过管线与特殊连接装置与气体处理系统连接。

通过将所有的功能元件布置在仪器内，形成一种紧凑和耐用的结构形式。在这种情况下，所有的操作部分，例如试样入口接管，一目了然地布置在仪器的操作侧。通过将与试样检查系统连接的试样入口系统组合在气体处理系统内，不仅保证了仪器操作的方便、可靠，而且通过特殊的测量气体引导可以将气量降低到30ml并且测量速度最快可达40个样本/小时。通过连续评估和检查试样进来和借助数字式I/O装置检测试样状况，通过测量、采集数据在分光计中进行数据检测，并借助总线接口I进行控制和信息交换，在明确分配各模块计划任务的情况下保证分析仪的统一控制。仪器的这种明确的模块式编制，已经证实对于识别故障及其排除是特别有利的。它允许连续地诊断仪器的内部状况并有助于将维护量降到最低程度。可选配的全自动进样系统是在借鉴了传统的质谱仪的基础上发展而来的，由于有效的改进了仪器的检测气室的容积，改进了不分光式红外线气体检测腔的结构和进样方式等，进一步提高了检测精度，使得不分光式红外线光谱分析仪可以象传统的质谱仪一样仅用10ml的最少检测气量即可达到临床检测所需要的精度。既克服了传统不分光式红外线光谱分析仪需要检测气量至少200-300ml以及不能连续检测太多样本的缺点，又克服了传统质谱仪的结构庞杂、操作繁复、易于发生故障的缺点。此进样系统的可选配性，给用户有了更多的选择，在每次样本量不多的情况下可以只选择气体分析系统；样本量大的情况下，可以选配全自动进样系统，每次可以连续检测至少40个样本，方便操作，大大解放人力。全自动进样系统是一个独立于气体分析系统主机的独立装置，通过特殊的连接装置与气体分析系统主机进行连接，通过特殊的软件配合，可以将10ml气体毫无浪费地导引至不分光红外线检测腔的气室内。全自动进样系统内包括一个可容纳至少40个样本的全自动转盘，全自动转盘在内部的微控制器的操纵下进行作业，保证了准确的定位、旋转，并配合取样针的取样，并借助总线接口I进行控制和信息交换，在明确分配各模块计划任务的情况下保证分析仪的统一控制。