[发明专利]一种高灵敏在线检测呼出气中HCN的装置和应用

权利要求书

1.一种高灵敏在线检测呼出气中HCN的装置，其特征在于：包括呼出气流速控制装置(3)、呼出气除湿装置(6)、供气装置和以真空紫外灯(19)为电离源的HCN高灵敏检测装置(21)；

所述呼出气流速测量装置(3)入口端与呼出气吹嘴(2)密封连接，出口端与三通阀(4)的一端口密封连接，三通阀(4)另两端口分别与呼出气除湿装置(6)入口密封连接和经尾气管与大气相连，人体呼出气(1)经过呼出气流速测量装置(3)后，一部分经过三通阀(4)被抽入呼出气除湿装置(6)，其余作为尾气(5)排出；

所述供气装置包括第一、第二、第三载气气源(9)、(12)和(15)；

第三载气气源(15)经第三质量流量计(16)作为反吹气直接通入靠近离子出口处的电离区(20)内；

尾气排放管(22)的入口置于靠近真空紫外灯(19)处的电离区(20)一侧，尾气排放管(22)出口经第四质量流量计(17)和抽气泵(18)入口相连；

由呼出气除湿装置(6)的流出气经呼出气进样管(11)通入HCN高灵敏检测装置(21)的反吹气出口和尾气排放管(22)的入口之间的电离区(20)内；

第二载气气源(12)中的载气经第二质量流量计(13)和丙酮掺杂剂的样品瓶(14)通入呼出气进样管(11)出口和尾气排放管(22)的入口之间的电离区(20)内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述呼出气流速测量装置(3)为两端开口的中空管，中空管侧壁设有两处压力感应点，于压力感应点处设有压力传感器，可以对流过的气体流速进行压力感应，将对应的压力值计算处理后得到流经呼出气流速测量装置(3)的气体流速值，中空管前端入口处与呼出气吹嘴(2)密封连接，后端出口处与三通阀(4)的一端密封连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

根据丙酮掺杂气的流速、反吹气的流速及需要的呼出气进样流速设定抽气泵(18)的流速，进入电离区(20)的气体一部分进入下级传输系统，其余通过抽气泵(18)排出。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述呼出气吹嘴(2)为两端开口的中空管，呼出气吹嘴(2)的一端为锥形管，用于和人体嘴部周围皮肤紧贴相触，便于人体呼出气(1)的收集并防止其外泄和外界气体的渗入污染，呼出气吹嘴(2)的另一端为圆柱形管，可与呼出气流速测量装置(3)密封连接；

所述呼出气除湿装置(6)为双层套管结构，包括内径较大的外管(7)和内径较小具有除湿功能的内管(8)，外管(7)的两开口端与内管(8)的外壁面密封相连，外管(7)的侧壁上设有两个开口，其中一个开口通过气体管路和第一质量流量计(10)与干燥的第一载气气源(9)密封连接，另一个开口作为气体出口经尾气管与大气相通，内管(8)为管状水分子化学转化选择性透过膜，用于除湿的内管(8)气体入口与三通阀(4)密封连接，内管(8)的气体出口与呼出气进样管(11)密封连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述呼出气除湿装置(6)除湿时，人体呼出气(1)以一定流速流经内管(8)，其中的水分通过内管(8)渗透进入内管(8)与外管(7)之间的空间，同时干燥的第一载气气源(9)以一定流速流经内管(8)与外管(7)之间的空间将其中的水分迅速带出，便于呼出气中水分的快速充分渗出，外管(7)可为不锈钢或其他有机聚合物材料。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

载气气源为装有氧气的钢瓶或净化后的干燥空气，载气管路上均设有质量流量计，载气流量可控。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述HCN高灵敏检测装置(21)为直接气体进样的分析装置，主要为丙酮掺杂剂辅助的基于真空紫外灯(19)的气体进样的负离子模式在线质谱仪，通过呼出气进样管(11)与呼出气除湿装置(6)相连，对除湿后的呼出气中的HCN直接采样分析。