[发明专利]一种呼气检测方法

说明书

本发明提供一种呼气检测方法，包括以下步骤：S1：将人体呼出气体采集并注入空分复用气室；S2：使用双激光器扫描待测气体频谱；S3：使用光电探测器接收并传输气体吸收后的信号；S4：通过锁相放大单元对信号进行提取。本发明能有效的提升检测速度、灵敏度和气体选择性；该系统的操作过程均由设备自动完成，减轻了工作人员的负担。检测结束后，生成参考报告传输至电脑和打印机，用于辅助医生后续治疗的决策，减轻了医生的负担。还具有检测精度高、检测时间短和抗干扰能力好等优点。具有重要的临床意义和广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及激光光谱技术领域，具体涉及一种呼气检测方法。

背景技术

人类呼出的气体反映机体的代谢和病理状况，一些气体甚至可能成为某种疾病的生物标记物，能够为临床医生快速无创诊断和鉴别疾病提供依据。常用的人类呼出气体的检测技术包括气体色谱检测法(如电子鼻)、化学传感器法等，这些检测分析方法不仅操作复杂、仪器造价高，还需要定期校准；并且只能对单一成分的气体进行检测分析，不能对多种气体同时进行分析处理，检测过程响应速度较慢，待测气体的浓度难以得到实时测量，限制了它们在临床的广泛应用。

传统的甲烷氢气呼气检测采用的气相色谱技术和电化学法检测仪，必须对气体进行人工取样，再到实验室进行分析，所以在整个测量过程中，操作者的操作技能对检测精度有很大的影响，并且只能对单一成分的气体进行检测分析，不能对多种气体同时进行分析处理，检测过程响应速度较慢，待测气体的浓度难以得到实时测量。设备昂贵、操作维护复杂、分析时间长效率低、使用寿命短、抗干扰能力差，对环境及呼气湿度与温度变化极为敏感。

可调谐半导体二极管激光吸收光谱法(TDLAS)作为气体检测领域的新兴手段，现在已经发展成为常用的痕量气体的检测技术。TDLAS技术基于比尔-朗伯定律，通过测量光被气体吸收值得到与气体浓度相关的吸收强度。

发明内容

为了克服已有的技术问题，提升检测速度、灵敏度和气体选择性，本发明提供了一种呼气检测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供一种呼气检测方法，包括以下步骤：

S1：将人体呼出气体采集并注入空分复用气室；

S2：使用双激光器扫描待测气体频谱；

S3：使用光电探测器接收并传输气体吸收后的信号；

S4：通过锁相放大单元对信号进行提取。

优选地，如步骤S2的双激光器包括：第一DFB激光器以及第二DFB激光器；第一DFB激光器扫描H₂频谱；第二DFB激光器扫描CH₄频谱。

优选地，还包括用于驱动第一DFB激光器的第一激光器驱动温控单元，以及用于驱动第二DFB激光器的第二激光器驱动温控单元；第一激光器驱动温控单元以及第二激光器驱动温控单元输出驱动信号；驱动后的第一DFB激光器以及第二DFB激光器发射激光入射至空分复用气室。

优选地，第一激光器驱动温控单元和第二激光器驱动温控单元分别用于维持第一DFB激光器以及第二DFB激光器的正常工作温度。

优选地，如步骤S3的光电探测器用于接收空分复用气室中待测气体完全吸收后的光信号，并进行信号转换。

优选地，对驱动信号中的高频正弦波分量做二倍频，传输至锁相放大单元作为参考信号；光电探测器输出的信号传输至锁相放大单元作为检测信号。

优选地，如步骤S4的锁相放大单元包括高精度CMOS运算放大器、高精度解调器、锁相环以及D触发器；锁相放大单元对检测信号和参考信号进行相关运算，进行后续提取二次谐波，再将谐波信号放大，并提取幅值。

优选地，还包括以下步骤：