同位素紅外能譜分析儀的改進結構的製作方法
2023-04-24 17:50:46 2
專利名稱：同位素紅外能譜分析儀的改進結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體紅外分析的光路系統，尤其涉及一種同位素氣體紅外分析的能譜分析儀的結構。
背景技術：
1983年，澳大利亞醫生馬舍爾發現胃炎、胃潰瘍是由一種叫作幽門螺旋桿菌(Helicobater pylori，簡稱Hp)的細菌引起的。大量醫學研究證明Hp是引發胃炎、胃潰瘍的最主要病因(90％的胃病患者感染Hp)。目前診斷Hp的主要方法有用胃鏡取黏膜做銀染色和用13C標記作呼氣試驗等，後者為非侵入性檢查，靈敏、準確、快捷、安全、無痛苦，是世界公認的權威檢測方法。
13C作為穩定核素的一種，其不僅在大自然中以特定的比例天然存在，還因為其不具有放射性．對人體、對環境均無任何危害而在醫學生物學領域得到越來越多的運用。以穩定核素13C一呼氣試驗進行人體內多種疾病的診斷是一類簡便、快速、無痛苦、無創傷的方法。根據13C標記的底物不同，可以診斷不同的疾病。由於Hp具有內源性、特異性的尿素酶，可將尿素分解為NH3和CO2，CO2在小腸上端吸收後進入血液循環並隨呼氣排出。讓受檢查者口服13C標記的尿素後，如果胃中存在Hp感染，就可以將13C標記的尿素分解為13C標記的CO2。因此，通過檢測呼氣中的13C-CO2，即可診斷Hp的感染。由於口服的13C一尿素到達胃後呈均勻分布，只要在13C一尿素接觸的部位存在著Hp感染，就可靈敏地檢測到。13C一尿素呼氣試驗就是特異性診斷人體內幽門螺桿菌(Hp)感染的一種13C一呼氣試驗。這個方法是1986年由美國DY Graham和PD Klein兩位博士首先報導的。該方法採用了穩定同位素以及質譜學等技術，不僅具有準確、特異、快捷的特點，而且根據國內及國際報導，該方法的靈敏度和特異性都在95％左右。在檢查時，受檢查者無痛苦、無創傷、無放射性損傷，十分受臨床的歡迎。因此目前在國際上發展很快，1996年9月已通過美國食品藥物管理局(FDA)的評審，可以在臨床上普遍開展。國內協和醫院、北醫大三院和上海仁濟、華山等醫院已開展研究並進入臨床應用。
作為13C尿素呼氣試驗法的關鍵設備有13C質譜儀。13C質譜儀推出後，因其複雜的技術和高昂的成本，很難在市場上推廣和使用。另外其測量的精度也不能保證。
實用新型內容本實用新型針對13C質譜儀技術複雜，成本高，不易推廣和使用等缺點，設計出結構簡單，易操作，成本低的同位素紅外能譜分析儀。
本實用新型是通過以下技術方案實現的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，包括進樣裝置，紅外光源，測量氣室，檢測器，其特徵在於在光源與測量氣室之間安裝有切光片，切光片上安裝有兩組濾光片，一組是不同測量波長的濾光片，另一組是參比波長濾光片，切光片由同步電機驅動旋轉。
所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於所述的測量氣室有一個或二個或多個，測量波長的濾光片數量與其相等。
所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於所用的濾光片是窄帶紅外幹涉濾光片。
所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於所述的濾光片在切光片上均勻排布。
所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於，其紅外光源也是一個、兩個或多個，紅外光平行通過濾光片照射氣室。
所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於，其檢測器是半導體光電傳感器，可與氣室密封在一起，也可以單獨密封。
所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於測量氣室前設有濾波氣室。
氣室和光源之間的圓型切光片，它由同步電機帶動旋轉。旋轉頻率5至50Hz，切光片的作用是把光源射入氣室的光調製成頻率固定的間斷的光束，使測量光和參比光依次通過氣室，同時使後面檢測器的輸出信號也變成交流，便於放大。
本實用新型的有益效果在於結構簡單，採用的技術簡單，成本低，從而易於推廣使用。
本實用新型光學分析部分採用時間雙光路分析系統。這種光學結構測量一這種氣體成分時，只需採用一個光源、一個氣室，參比、測量氣室共用一個光學通路，通過切光片，在不同的時間內分別採集參比和樣品信號。這種結構具有很多的優點(1)沒有空間雙光路系統中參比與測量光路因汙染等形成的誤差。
(2)因採用時間雙光路系統，使相同因素造成光路中測量與參比的影響達到平衡，相互抵消，而該產品測量的就是12CO2和13CO2的比值，並非絕對含量，因此具有極高的測量精度。
(3)結構簡單，加工簡單，製造容易，成本低，體積小，重量輕。
(4)由於採用了半導體檢測器，可靠性提高，耐振性提高了。
為了防止強幹擾組分的嚴重影響，進一步提高選擇性，光路系統中還可以設置濾波氣室，消除了高濃度的12CO2對13CO2的幹擾。
圖1為系統結構框圖。
圖2為切光片結構示意圖。
具體實施方式
同位素紅外能譜分析儀的改進結構，包括進樣裝置14，紅外光源1，測量氣室3，檢測器5，濾波氣室6。檢測器5後接入信號處理裝置7。光源1與測量氣室3之間安裝有切光片2，切光片2上安裝有兩組濾光片，一組是不同測量波長的濾光片，不同測量波長的濾光片共有兩片，一片是測量波長濾光片A10，另一片是測量波長濾光片B11，另一組是參比波長濾光片12，切光片2由同步電機4驅動旋轉。
電氣系統為紅外光源1提供一個穩定的恆定電流。將紅外光源1置於球面反射鏡的焦點上，當燈絲通以直流電流後，發射紅外線，經反射成平行光線射向測量氣室3，在光源1和測量氣室3之間裝有切光片2，紅外線被由同步電機4帶動的切光片2調製。當紅外光源1的光束通過切光片2上的測量濾光片A10或測量濾光片B11後，通過測量氣室3被CO2所吸收，而紅外光源1的光束通過切光片2上的參比濾光片12後，通過測量氣室3時呼氣中各氣體都不吸收，故射到紅外檢測器5上的光強度沒有減弱。這兩種波長的紅外光束交替地通過測量氣室3到達紅外檢測器5時，便被轉換成與紅外光強度相應的交替變化的電訊號輸出。當測量氣室3中不存在被測氣體時(即被測氣體的濃度為零)，紅外檢測器5收到的紅外光沒有被吸收掉，此時測量和參比訊號相等，二者之差為零。當測量氣室3中有被測氣體時，測量光束的部分能量被吸收，紅外檢測器5的輸出訊號也相應地減小，而參比光束則不被吸收，這時測量光束和參比光束相對應的輸出訊號之間的差值就與被測氣體的濃度有一一對應的關係。當進一步將對應於測量和參比的輸出訊號分離出來，通過數據系統將其差值大小檢測出來，並經計算機8和印表機9將列印出結果，就能相應確定出待測氣體的濃度。
權利要求1.同位素紅外能譜分析儀的改進結構，包括進樣裝置，紅外光源，測量氣室，檢測器，其特徵在於在光源與測量氣室之間安裝有切光片，切光片上安裝有兩組濾光片，一組是不同測量波長的濾光片，另一組是參比波長濾光片，切光片由同步電機驅動旋轉。
2.根據權利要求1所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於所述的測量氣室有一個或二個或多個，測量波長的濾光片數量與其相等。
3.根據權利要求1或2所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於所用的濾光片是窄帶紅外幹涉濾光片。
4.根據權利要求1所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於所述的濾光片在切光片上均勻排布。
5.根據權利要求1所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於，其紅外光源也是一個、兩個或多個，紅外光平行通過濾光片照射氣室。
6.根據權利要求1所述的同位素紅外能譜分析儀的改進結構，其特徵在於，其檢測器是半導體光電傳感器，可與氣室密封在一起，也可以單獨密封。
專利摘要本實用新型涉及一種同位素氣體紅外分析的能譜分析儀的改進結構。包裝進樣裝置，紅外光源，測量氣室，檢測器，其特徵在於光源與測量氣室之間安裝有切光片，切光片上安裝有兩組濾光片，一組是不同測量波長的濾光片，另一組是參比波長濾光片，切光片由同步電機驅動旋轉。本實用新型結構簡單，易操作，成本低，可推廣使用。
文檔編號G01N21/35GK2741041SQ20042002486
公開日2005年11月16日 申請日期2004年2月18日 優先權日2004年2月18日
發明者黃文平, 王朋, 羅明生 申請人:黃文平