[发明专利]具有自动和不突兀滤波器校准功能的呼吸气体监测器

说明书

一种呼吸气体监测器(RGM)设备包括：红外光源(30)，其发射通过呼吸空气流动路径(36)的红外光(34)；以及光学探测器(40)，其探测在通过所述呼吸空气流动路径后的所述红外光。吸收线带通滤波器(42)具有涵盖目标气体的吸收线的通带。参考线带通滤波器(44)具有呼吸空气在其上透明的通带。控制设备(62、64、70、80、90)在以下状态之间切换所述RGM设备：监测状态，其中，吸收线带通滤波器在红外光的路径中；以及校准状态，其中，所述参考线带通滤波器在所述红外光的路径中并且所述吸收线带通滤波器不在所述红外光的路径中。

技术领域

以下总体涉及呼吸气体监测器(RGM)设备领域，气体检测校准单元领域和相关领域。

背景技术

呼吸气体监测仪(RGM)设备用于测量呼吸空气中的二氧化碳(CO₂)的分压或浓度，或一些其他呼吸气体，如氧气(O₂)、氧化亚氮(N₂O)或者施予的麻醉气体。用于测量CO₂的RGM设备通常被称为二氧化碳计。可以采用各种气体组分检测技术。在采用光学探测器的某些RGM设备中，红外光源发射宽带红外光，所述红外光穿过呼吸空气流动通过的采样单元。相对的光学探测器模块包括窄带滤波器和红外探测器。调节滤波器以使被目标气体强烈吸收的波长(例如对于CO₂为4.3微米)通过。

在这种设计中，通过在不存在目标气体的情况下测量参考信号来校准光学探测器。这需要使来自采样单元的呼吸气流转向，并引入参考气体如空气或氮气流过采样单元。选择参考气体以具有可忽略的目标气体浓度(例如在二氧化碳计的情况下，可忽略的CO₂)。因此，在具有参考气体流动的情况下，光学探测器输出的测量信号是最大值，因为目标气体的吸收可忽略。通过确定该参考信号，发射通过呼吸的气流的红外光的测量的信号对发射通过参考气流的红外光的测量的参考信号的比率提供了由于目标气体的红外吸收而导致的信号减少。

以下公开了新的和改进的系统和方法。

发明内容

在一个公开的方面中，一种呼吸气体监测器(RGM)设备包括：呼吸空气流动路径，其用于承载呼吸空气；红外光源，其被布置为发射通过呼吸空气流动路径的红外光；以及光学探测器，其被布置为探测在经过所述呼吸空气流动路径之后的红外光。吸收线带通滤波器具有包围目标气体的吸收线的通带。参考线带通滤波器具有呼吸空气在其上透明的通带。控制设备可操作以使RGM设备在以下状态之间切换：监测状态，其中，所述吸收线带通滤波器在所述红外光的路径中并且所述参考线带通滤波器不在所述红外光的路径中；以及校准状态，其中，所述参考线带通滤波器在所述红外光的路径中并且所述吸收线带通滤波器不在所述红外光的路径中。

在另一个公开的方面中，公开了一种操作呼吸气体监测器(RGM)设备的方法。呼吸空气流动通过呼吸空气流动路径。红外光被发射通过所述呼吸空气流动路径。在使所述呼吸空气流动通过所述呼吸空气流动路径的同时，执行目标气体监测，包括：在吸收线带通滤波器被设置在红外光的路径中的情况下测量红外透射信号，所述红外透射信号指示发射的通过呼吸空气流动路径的红外光的透射；并且根据所述红外透射信号和参考红外信号来确定所述呼吸空气中的所述目标气体的值。在使呼吸空气流动通过呼吸空气流动路径的同时，执行校准，包括：在参考线带通滤波器被设置在红外光的路径中的情况下测量参考红外信号，所述参考红外信号指示发射的通过呼吸空气流动路径的红外光的透射。

在另一个公开的方面中，一种呼吸气体监测器(RGM)设备包括：呼吸空气流动路径，其用于承载呼吸空气；测量设备，其被配置为测量通过所述呼吸空气流动路径的光学透射；切换的光滤波设备，其被配置为在使用吸收线带通滤波器对所测量的光透射进行滤波与使用参考线带通滤波器对所测量的光透射进行滤波之间切换；以及电子器件，其被配置为通过使用所述吸收线带通滤波器滤波的测量光学透射与使用所述参考线带通滤波器滤波的测量光学透射的比较，来输出所述呼吸空气中的所述目标气体的浓度或分压。