氣體分析檢測裝置、系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及呼氣分析設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及氣體分析檢測裝置、系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]13C呼氣試驗分析儀是一種非侵入式、無創(chuàng)、無痛的醫(yī)療診斷設(shè)備，通過檢測人體呼氣中CO2穩(wěn)定同位素13co2/12co2的比值，通過計算，在臨床上準確診斷受訪者是否存在幽門螺桿菌(HP)感染及各種消化臟器功能狀況檢測。
[0003]基于氣體檢測，目前的方案有:
[0004]1.基于紅外光譜法測定的呼氣試驗分析儀:主要是采用非分光紅外吸收光譜法(NDIR)，使用紅外光源，同時采用干涉濾光片以及單光束雙波長技術(shù)。
[0005]2.基于質(zhì)譜檢測法的呼氣試驗分析儀:主要是用電場和磁場將運動的離子按它們的質(zhì)荷比分離后進行檢測的方法，測出離子準確質(zhì)量即可確定離子的化合物組成。
[0006]但是目前技術(shù)存在如下缺陷:
[0007]1.紅外光譜法缺點:
[0008]由于紅外光源波長范圍比較寬，即使通過濾光片出來的光譜純度也不高，光譜線寬仍然大于特定氣體的吸收譜線寬度，通過氣體池后造成吸收交叉干擾，不能真實反映被測氣體的吸收。對特定氣體的選擇性差，背景氣體干擾大，誤差比較大，設(shè)計復雜，體積大，且有運動部件，對環(huán)境振動敏感。
[0009]2.質(zhì)譜法缺點:
[0010]測量精度雖然高，但系統(tǒng)設(shè)計操作復雜，檢測速度慢，不易便攜，而且價格十分昂貴，不利于產(chǎn)品化。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型提供了一種氣體分析檢測裝置。
[0012]本實用新型提供了一種氣體分析檢測裝置，包括激光器、石英音叉、探測器、數(shù)據(jù)米集卡、激光器輸入信號產(chǎn)生器，所述激光器輸入信號產(chǎn)生器輸出端與所述激光器輸入端相連，所述激光器發(fā)出的激光分別傳輸至所述石英音叉和所述探測器，所述數(shù)據(jù)采集卡輸入端分別與所述探測器輸出端和所述石英音叉輸出端相連，所述探測器用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，所述數(shù)據(jù)采集卡用于接收所述探測器和所述石英音叉輸出的電信號。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，該氣體分析檢測裝置還包括參考池，所述激光器發(fā)出的激光穿過所述參考池傳輸至所述探測器。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，該氣體分析檢測裝置還包括光路機構(gòu)，所述激光器發(fā)出的激光通過所述光路機構(gòu)傳輸至所述石英音叉，所述激光器發(fā)出的激光依次通過所述光路機構(gòu)、所述參考池傳輸至所述探測器。
[0015]作為本實用新型的進一步改進，所述光路機構(gòu)包括半透鏡、準直透鏡、聚焦透鏡、反射鏡，所述激光器發(fā)出的激光依次通過所述半透鏡、所述準直透鏡、所述聚焦透鏡傳輸至所述石英音叉，所述激光器發(fā)出的激光依次通過所述半透鏡、所述反射鏡、所述參考池傳輸至所述探測器。
[0016]作為本實用新型的進一步改進，該氣體分析檢測裝置還包括鎖相放大器，所述石英音叉輸出端與所述鎖相放大器輸入端相連，所述鎖相放大器輸出端與所述數(shù)據(jù)采集卡輸入端相連。
[0017]作為本實用新型的進一步改進，該氣體分析檢測裝置還包括前置放大器，所述前置放大器輸入端與所述石英音叉輸出端相連，所述前置放大器輸出端與所述鎖相放大器輸入端相連。
[0018]作為本實用新型的進一步改進，所述激光器輸入信號產(chǎn)生器為函數(shù)發(fā)生器，所述函數(shù)發(fā)生器輸出端分別與所述激光器和所述鎖相放大器相連。
[0019]作為本實用新型的進一步改進，所述激光器為分布式反饋激光器或帶間級聯(lián)激光器。
[0020]本實用新型還提供了一種包括所述氣體分析檢測裝置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括終端設(shè)備，所述終端設(shè)備輸入端與所述數(shù)據(jù)采集卡相連，所述終端設(shè)備輸出端與所述激光器相連。
[0021]本實用新型的有益效果是:本實用新型的氣體分析檢測裝置具有靈敏度高、體積小、抗干擾能力強、易于便攜、速度快、成本低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的原理框圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本實用新型公開了一種氣體分析檢測裝置，包括激光器1、石英音叉2、探測器3、數(shù)據(jù)采集卡4、激光器輸入信號產(chǎn)生器，所述激光器輸入信號產(chǎn)生器輸出端與所述激光器I輸入端相連，所述激光器I發(fā)出的激光分別傳輸至所述石英音叉2和所述探測器3，所述數(shù)據(jù)采集卡4輸入端分別與所述探測器3輸出端和所述石英音叉2輸出端相連，所述探測器3用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，所述數(shù)據(jù)采集卡4用于接收所述探測器3和所述石英音叉2輸出的電信號。
[0024]該氣體分析檢測裝置還包括參考池5，所述激光器I發(fā)出的激光穿過所述參考池5傳輸至所述探測器3。
[0025]該氣體分析檢測裝置還包括光路機構(gòu)，所述激光器I發(fā)出的激光通過所述光路機構(gòu)傳輸至所述石英音叉2，所述激光器I發(fā)出的激光依次通過所述光路機構(gòu)、所述參考池5傳輸至所述探測器3。
[0026]所述光路機構(gòu)包括半透鏡6、準直透鏡7、聚焦透鏡8、反射鏡9，所述激光器I發(fā)出的激光依次通過所述半透鏡6、所述準直透鏡7、所述聚焦透鏡8傳輸至所述石英音叉2，所述激光器I發(fā)出的激光依次通過所述半透鏡6、所述反射鏡9、所述參考池傳5輸至所述探測器3。
[0027]該氣體分析檢測裝置還包括鎖相放大器10，所述石英音叉2輸出端與所述鎖相放大器10輸入端相連，所述鎖相放大器10輸出端與所述數(shù)據(jù)采集卡4輸入端相連。
[0028]該氣體分析檢測裝置還包括前置放大器11，所述前置放大器11輸入端與所述石英音叉2輸出端相連，所述前置放大器11輸出端與所述鎖相放大器10輸入端相連。
[0029]所述激光器輸入信號產(chǎn)生器為函數(shù)發(fā)生器12，所述函數(shù)發(fā)生器12輸出端分別與所述激光器I和所述鎖相放大器10相連。
[0030]所述激光器I為分布式反饋激光器或帶間級聯(lián)激光器；ICL激光器，英文即Interband Cascade Lasers (帶間級聯(lián)激光器)，簡稱 ICL 激光器；DFB ( DistributedFeedback Laser)，即分布式反饋激光器。
[0031]分布式反饋激光器:采用中心波長2.74um DFB激光器，利用13C02與12C02在2.74um附近剛好有強吸收峰，而且吸收峰相距很近，可以通過掃描DFB激光器的波長，跨過13C02與12C02兩個不同的氣體吸收峰。
[0032]石英音叉2:石英音叉是一種利用石英晶體的壓電效應制成的振蕩器件。壓電效應包括正壓電效應和逆壓電效應兩個方面的內(nèi)容。當在某些電介質(zhì)晶體上沿一定方向施加外力時，在發(fā)生形變的同時，在其某兩個相對的表面上出現(xiàn)異號極化電荷。當外力去掉后，形變消失，兩表面重新回到不帶電狀態(tài)，這種只是由于應變或應力，而產(chǎn)生電極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應。當施加的力是隨時間變化的機械力時，可以通過覆蓋在晶體表面上的電極將形變引起的電流導引出來。
[0033]前置放大器11:主要作用是提高系統(tǒng)的信噪比，減少外界干擾，與檢測信號的石英音叉2相連，把信號放大降噪并傳輸?shù)芥i相放大器10。
[003