專利名稱：人體呼出氣氫含量測定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫用診斷儀器，具體地說是一種用于測量人體呼出氣中氫氣含量的測定裝置。
自從1968年Calloway等人首先介紹了氫氣呼吸試驗(HBT)及其用于診斷乳糖吸收不良癥的原理之后，HBT已日益廣泛地應用于胃腸疾病的診斷。目前臨床用于HBT的檢查設備多為熱導池氣相色譜儀，其結構比較龐大且復雜，兼之需要配置載氣氣源和專圖記錄儀等大型輔助設施，對操作人員的要求也非常嚴格，因而使其推廣受到限制。近年來國外亦相繼出現了一些專用的測定氫氣色譜儀。諸如美國Quintron公司的Cm型氫氣氣相色譜儀和荷蘭的“Hoekloos”乳酸氫氣呼吸檢查儀等，這類專用測氫儀雖然結構較前大為簡化，但操作使用仍很麻煩，價格也昂貴，另外在該類儀器中使用的氣一電換能傳感元件為電化學傳感元件，其性能不穩定，壽命也偏短，根據有關使用者反映，一般在做過200個病例檢測后這類儀器就無法使用了。
本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種結構簡單、操作方便、使用壽命長、檢測快速準確的小型呼出氣氫含量測定裝置。
為達到上述發明目的而設計的氫含量測定裝置的原理如附

圖1所示，它由采樣器1檢測氣室2溫控電路3放大及矯直電路4和顯示器5等部分構成。其中采樣器為一種前端接有呼氣口罩的類似復泵(唧筒)形式的構件，可用來接收并儲存被測者所呼出的氣體。檢測氣室用于將一定濃度的氫氣信號轉換為電信號，在該室內采用具有高選擇性和穩定性的鈀柵半導體氫敏管作為氣一電換能傳感元件。當氫敏管感觸到由采樣器1通入的含氫氣體時，管子的漏源兩極之間的電壓發生變化，通過此電壓值的變化量，并經放大及矯直電路4處理后，由顯示器5中可相應讀出所測氣體的含氫濃度。
以下結合附圖對本實用新型的內容加以詳細描述。
附圖2為本實用新型中采樣器的結構示意圖。
附圖3為本實用新型中檢測氣室的結構示意圖。
附圖4為本實用新型的電路原理圖。
參照附圖，該人體呼出氣氫含量測定儀中的采樣器1具有一根外壁面標注有刻度線且前端接有一段套筒6的空心圓形管筒7，一個偏心設于管筒7與套筒6之間壁上的通孔8將二者溝通，在管筒的內部設有一可沿筒壁前后移動的活塞筒9，在套筒6腔里插設有一可繞其內壁轉動的內套筒11，該內套筒11朝向管筒7一側的端壁上開有一偏心孔12，內套筒的另一側可與一采樣用Y形呼氣口罩13活動連接。工作時，使內套筒11上的偏心孔與管、套二筒7、6之間壁上所開的通孔8對齊，令被測者將嘴抵貼在Y型罩筒13口處向內呼氣。鑒于檢測中所需的氣樣為排除掉氣道呼氣后的肺泡氣，本實用新型設計者在管筒7側壁的中部稍后位置處開設一個排氣孔10，采樣時先將管筒7內的活塞筒9后拉使排氣孔10與外部連通，待先行進入管筒7的氣道呼氣排出后，推進活塞筒9阻斷排氣孔10，將氣樣儲于管筒7內，另外，在內套管11的側壁表面上設有一個定位銷19，在套筒6側壁上與該銷19相應的位置處開有一條橫向滑槽20。當轉動內套管11并使定位銷19處在滑槽20內的某一位置時，內套管11底端壁上所開的偏心孔12與管、套二筒7、6之間上所開之通孔8溝通，于是樣氣進入管筒7；而當被測者呼氣完畢后，把內套管11擰轉至其它位置，則其底端將通孔8封死，氣體便被儲存于采樣器內。
檢測氣室包括一個具有進氣口14的殼腔15，殼腔的一側壁上開有出氣口16，將一個鈀柵氫敏管17用一個橡皮塞構件18固定架設在殼腔15內，并將該氫敏管17的柵(G)極與漏(D)極短接，使之工作在飽和狀態，同時將管子的漏(D)極接入放大及矯直電路4，源(S)極接地，感溫(N)極與加熱(RQ)極接入溫控電路3。在本實施方案中，選取的鈀柵氫敏管為3DOH鈀柵氫敏管，這種型號的氫敏管對氫氣含量的可敏感范圍為0～300PPm。附圖3中的標號23為端蓋。
本實用新型所述的放大及矯直電路4由一通用型放大電路21和一非線性折線逼近式對數放大電路22構成(附圖4)。由于鈀柵氫敏傳感器17對氫氣濃度的反應近乎是呈非線性指數關系變化的(參見附圖5中的曲線A)，這就給測量結果的分析工作帶來不便，折線逼近式對數放大電路22正是為得出線性化的測量結果而設置的，它由在附圖4中給出的非線性網絡和運算放大器IC3等元件依據折線逼近法的原理組合而成。理論上，當輸入非線性網絡中的電壓值U；逐步增加時，從運算放大器IC4中輸出的電壓值Uo的特性曲線就成為一條近似對數關系的曲線(參見附圖5中的曲線B)。將這個具有近似對數特性的電路接入放大電路21的輸出端，就可以對非線性信號進行矯正。倘如在非線性網絡系統中并入的支路越多，其線性逼近的精確度就越高。附圖5中繪出的直線C就是經過矯直后的Uo-Ui關系曲線。
在該測定儀中設置溫控電路3的目的是為了提高鈀柵氫敏管17的工作環境溫度，進而提高其信號檢測速率，電路中的RQ為封裝在氫敏管管殼內的加熱電阻。
工作時，將采集到的樣氣通過自動進樣裝置注入到檢測氣室2中。附圖6為此工作過程的示意圖。自動進樣裝置由步進電機24、傳動機構25和控制邏輯26等部分組成，其原理是在控制邏輯的控制下，步進電機通過傳動機構推動采樣器1中活塞筒9的推柄，將氣樣勻速地推入檢測氣室，完畢后通過控制開關進行復位。
與現有技術相比，本實用新型具有如下優點1.使用非常方便，只需采取幾次患者的呼出氣樣，就可以得出結果，既安全又無任何痛苦；2.測量誤差小，誤差值在5％以內；3.特異性高，反應速率較快；4.所選的氫敏管同電化學傳感器比較，使用壽命要長得多；5.攜帶方便，可現場作群體檢查。
權利要求1.一種用于對人體呼出氣中氫含量測定的裝置，由采樣器(1)、檢測氣室(2)、溫控電路(3)。放大及矯直電路(4)和顯示器(5)等部分構成，其特征在于1.1所述的采樣器(1)具有一根外壁面標注有刻度線且前端接有一段套筒(6)的空心圓形管筒(7)，一個偏心設于管筒(7)與套筒(6)之間壁上的通孔(8)將二者溝通，在管筒的內部設有一可沿筒壁前后移動的活塞筒(9)，管筒壁的中部稍后位置開有一個排氣孔(10)，在套筒(6)腔里插設有一可繞其內壁轉動的內套筒(11)，該內套筒(11)朝向管筒(7)一側的端壁上開有一偏心孔(12)，內套筒的另一側可與一采樣用Y形呼氣口罩(13)活動連接；1.2所述的檢測氣室(2)包括一個帶有進氣口(14)的殼腔(15)，殼腔的一側壁上開有出氣口(16)，將一個鈀柵氫敏管(17)用一個橡皮塞構件(18)固定架設在殼腔(145)內，使該氫敏管的漏(D)極接入放大及矯直電路(4)，源(S)極接地，感溫(N)極與加熱(RQ)極接入溫控電路(3)。
2.如權利要求1規定的測定裝置，其特征是在所述采樣器的內套管(11)的側壁表面上設有一個定位銷(19)，在套筒側壁上與該銷(19)相應的位置處開有一條橫向滑槽(20)。
專利摘要一種用于對人體呼出氣中氫氣含量測定的裝置，由類似往復泵形的采樣品，以鈀柵氫敏管為氣—電換能元件的檢測氣室和用以將檢測反應輸出信號線性化的放大及矯直電路等組成，具有結構簡單、使用方便、工作壽命長、檢測快速準確的特點。
文檔編號G01N27/12GK2070446SQ90203438
公開日1991年1月30日 申請日期1990年3月17日 優先權日1990年3月17日
發明者李志學, 王興邦, 倪鶴鸚 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學