[发明专利]一种高可靠性的气体浓度测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医用呼吸气体浓度测量技术领域，特别涉及到可靠性高的采用红外光谱法的气体浓度测量方法和装置。

背景技术

医用领域的呼吸气体浓度检测可以用多种不同的测量原理进行分析。通常的检测方式是使用非分光红外法来隔离气体样本的吸收特性。检测的呼吸气体包括了二氧化碳、笑气N2O、麻醉气体等。其测量原理是特定的气体会吸收特定波长的红外能量；而且气体的浓度越大，对红外光的吸收越多。如二氧化碳和笑气的吸收峰值于4～5微米红外波段，而麻醉气体（氟烷、安氟醚、异氟醚、七氟醚、地氟醚）的吸收峰位于8～13微米红外波段。则利用非分光红外法制作的气体浓度测量装置可以通过窄带滤光片来区分气体种类，通过衰减后的光强来计算气体浓度。如GE的Datex TPX气体分析仪，LumaSense公司的Andros 4800麻醉气体分析仪，Drager的ILCA2红外麻醉气体分析仪等。

业内采用红外法测量气体浓度的装置，一般都采用直流或脉冲的方法驱动红外光源。但无论使用哪种驱动方法，在测量过程中，其红外光源在发光时的驱动功率都是基本保持不变的。

对于使用红外光测量气体浓度的方法或装置而言，红外光源的工作寿命一直都是制约其可靠性提高的重要障碍。此外，红外光源的老化或探测器的老化导致检测到的红外光信号衰减严重，测量系统信噪比降低，也是气体浓度测量装置的过早出现故障的原因。

目前，业内产品都倾向于提高成本，选用更昂贵但可靠性更高的光源来解决此问题，却缺乏一种优化的应用红外光源的方法，来提高系统的可靠性，延长红外光源的使用寿命。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种可靠性高、可优化使用红外光源的红外气体浓度测量方法。

本发明的目的还在于提供一种高可靠性的应用上述测量方法的测量装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种高可靠性的气体浓度测量方法，其主要包括：

步骤Ⅰ、预设场景参数范围阈值及对应场景的红外光源驱动功率值；然后系统校零，即在测量装置中未导入被测气体时，采集红外光源发出的未被气体吸收的红外光信号，测量并保存该信号强度作为计算零点并保存；

步骤Ⅱ、预设测量时间，经过步骤Ⅰ后，对所述预设装置测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设装置测量时间的气体浓度测量；

步骤Ⅲ、在经过步骤Ⅱ后，采集对应实时场景参数值后，将其获得的实时场景参数值与预设场景参数范围阈值进行比较；

步骤Ⅳ、若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值不在所述预设场景参数范围阈值内，则返回步骤Ⅱ；

若步骤Ⅲ中采集获得的实时场景参数值在所述预设场景参数阈值范围内，则采用对应预设的调整红外光源工作功率值驱动红外光源工作，提取计算零点后，对所述预设测量时间内的红外光信号进行采集、分析和计算，完成在预设测量时间的气体浓度测量后返回步骤Ⅲ。

作为进一步的改进，所述的步骤Ⅰ中，所述预设场景参数范围阈值包括：无呼吸测量场景参数范围阈值、有效呼吸场景参数范围阈值组；

所述预设对应场景的调整红外光源工作驱动功率值对应包括：无呼吸场景红外光源工作驱动功率值、有效呼吸场景红外光源工作驱动功率值组。

进一步的，所述的有效呼吸场景参数范围阈值组包括：低温测量场景参数范围阈值、低浓度测量场景参数范围阈值、老化期测量参数范围阈值；

所述有效呼吸场景红外光源工作驱动功率值组对应包括：低温测量场景红外光源工作驱动功率值、低浓度测量场景红外光源工作驱动功率值、老化期测量场景红外光源工作驱动功率值。

又进一步的，所述的步骤Ⅰ中，所述的系统校零过程为：在测量装置中未导入被测气体时，分别对应采集采用标准工作功率和对应场景的调整红外光源工作驱动功率值下红外光源发出的未被气体吸收的红外光信号，测量并对应保存所述信号强度作为对应场景的计算零点值；

在步骤Ⅳ中提取机算零点值时，提取对应场景的计算零点值。

再进一步的，所述的步骤Ⅲ中，采集对应实时场景参数值后，将其获得的实时场景参数值按照与预设场景参数范围阈值，按照无呼吸场景、有效呼吸场景参数范围阈值进行顺序比较。