CN111855606A - 红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法包括：用红外光谱麻醉气体浓度检测仪对不同标准麻醉气体的浓度进行检测；将标准麻醉气体的浓度与其相应标准测量值相关联；对若干个校准器进行标定；用已经标定好的校准器对红外光谱麻醉气体浓度检测仪进行校准，本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法采用光学滤光装置模拟麻醉气体对红外光谱的吸收，可替代麻醉气体的标准气体，用于对麻醉气体检测仪进行校准和校正，它可替代麻醉气体的标准气体对麻醉气体检测仪进行校准，后续无需再次标定，无需再使用麻醉标准气体，摆脱日常检测校准中对麻醉气体标准气体的依赖，可提高效率，节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种校准方法，特别是一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法。
背景技术
麻醉机是临床治疗各种疾病、抢救患者的重要仪器。麻醉气体通常指的是吸入式***，如笑气或地氟醚、七氟醚等卤化剂的挥发气体。麻醉机通过向病人输送一定浓度的麻醉气体，从而达到使人体麻醉的效果。麻醉气体浓度在临床上至关重要，病人吸入***过量和不足都会导致生命危险。麻醉气体浓度检测仪被厂家和部分医院用于检测麻醉机输出麻醉气体的浓度，以确保其准确性和安全性。
麻醉气体浓度的检测常常采用红外吸收光谱法(简称“红外光谱法”)，气相色谱法，质谱法等。红外光谱法具有仪器体积小、检测速度高的优点，因此成为当前麻醉气体浓度测量的主流方法。红外光谱法基于不同麻醉气体的红外吸收光谱不同、且吸收比随着麻醉气体浓度增加而上升的原理，通过检测麻醉气体对红外光源发出光的吸收波长的选择性和吸收比，进而换算成麻醉气体的浓度。
麻醉气体浓度检测仪是光学精密仪器，需要定期校准以保证其准确性。由于国内缺少麻醉气体的标准气体或替代的校准方法，麻醉气体浓度检测仪无法校准溯源，导致大部分医院在用的麻醉机的麻醉气体浓度准确与否无人监管，留下了巨大的安全隐患。
在现有技术中，红外光谱麻醉气体检测仪的定期校准可以采用麻醉气体的标准气体。标准气体为麻醉气体与氧气或氮气或空气中的混合气体，且麻醉气体的浓度为确定值。用麻醉气体检测仪直接测量不同浓度、不同种类的麻醉气体，可对仪器进行校准和标定。
红外光谱吸收法：利用红外吸收光谱技术测量物质成分和含量的方法。当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和外界红外辐射频率一致时，光的能量通过分子偶极矩的变化而传递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光。通过测量物质所吸收红外光的波长和吸收率，可以对物质成分和含量进行分析
现有技术方案是采用麻醉准气体对麻醉气体检测仪进行校准标定。这种方法直接简单，但是存在以下问题：1)***品和气体属于管控物项，需要取得一定的资质方能使用；2)麻醉气体具有一定的毒性，日常使用和管理非常不便；3)麻醉气体的标准气体价格昂贵、保质期短，且为消耗性资源，使用成本很高。
发明内容
本申请的发明目的是克服现有的检测缺陷，而提供一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法。
为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：它包括以下步骤：
(一)、用红外光谱麻醉气体浓度检测仪对不同标准麻醉气体的浓度进行检测
用输气管在红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口通入a1、a2……an浓度的标准麻醉气体，红外光谱标准麻醉气体浓度检测仪的光源发射出的红外线经过上述浓度标准麻醉气体后，由探测器接收，得到相应的标准测量值b1、b2……bn；
(二)、将标准麻醉气体的浓度与其相应标准测量值相关联
建立一个直角坐标系，其横坐标为标准麻醉气体的浓度或标准测量值；其纵坐标为相应标准测量值或相应标准麻醉气体的浓度，在上述直角坐标系中，将标准麻醉气体的浓度与对应标准测量值画出对应的曲线；
(三)、对若干个校准器进行标定
在红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口分别***若干个校准器，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源发射出的红外线经过上述校准器后，由探测器接收，得到相应的检验值c1、c2……,将上述检验值c1、c2……代入步骤(二)的曲线，将上述检验值与其麻醉气体的浓度a’相对应，将所对应的麻醉气体浓度a’标注在相应的校准器上；
(四)、用已经标定好的校准器对红外光谱麻醉气体浓度检测仪进行校准
将上述已经标定好浓度a’的校准器***到要校准红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口中，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源发射出的红外线经过上述校准器后，由探测器接收，得到相应的校准值d，在步骤(二)对应的曲线中，找出上述校准值d所对应的标准浓度a”,得到该标定浓度处的校正误差a”-a’。
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：所述校准器为任意形状的薄板。
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：所述薄板中带有孔洞，孔洞部分允许红外光通过。
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：所述孔洞是圆形、方形、任意形状或上述形状的组合。
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：所述薄板由灰度滤光材料、高通滤光材料或低通滤光材料制成
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：所述校准器由透明材料外壳制成的中空结构，中空结构内填充有对红外光有吸收或部分阻挡作用的填充材料。
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：所述填充材料是气体、液体或固体形态。
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：所述校准器的端部有一挡板。
本发明的一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其中：在步骤(一)中，所述麻醉气体的浓度为含有0％至20％麻醉剂的气体。
本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法采用光学滤光装置模拟麻醉气体对红外光谱的吸收，可替代麻醉气体的标准气体，用于对麻醉气体检测仪进行校准和校正。该装置可基于吸收材料或者光阑结构，通过调节材料的吸通光率，改变麻醉气体检测仪的光电检测器件接收到的光强，从而模拟不同浓度麻醉气体对红外光源发出的光的吸收。该装置只需要在初次标定时采用麻醉气体标准气体进行定值，建立通光率与麻醉气体浓度的等效关系后，可替代麻醉气体的标准气体对麻醉气体检测仪进行校准，后续无需再次标定，无需再使用麻醉标准气体，摆脱日常检测校准中对麻醉气体标准气体的依赖，可提高效率，节省成本。
该装置可用于计量机构和检验机构对麻醉气体检测仪进行检测和校准，也可用于仪器出厂检验以及医院设备的质控，在医学临床、企业研发、计量校准、产品质检等领域具有广阔的应用前景。
本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法可用于校准检测仪的麻醉气体浓度，该方法达到的效果如下：
(1)、提供了多种简便的可用于校准红外光谱麻醉气体检测仪的装置结构；
(2)、提供了用本专利校准装置对红外光谱麻醉气体检测仪的校准方法
(3)、提供了本专利校准装置的标定方法；
可用于红外光谱麻醉气体检测仪的性能测试和计量检测。
附图说明
图1中的a至d是用于校准红外光谱麻醉气体检测仪的一种校准器的俯向示意图；
图2中的a至d是用于校准红外光谱麻醉气体检测仪的另一种校准器的俯向示意图；
图3是用于校准红外光谱麻醉气体检测仪的再一种校准器的立体示意图；
图4是麻醉气体的浓度与其相应标准测量值相关联的曲线示意图；
图5是本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪对麻醉气体进行标准测量的示意图；
图6是一种用本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪对校准器进行检验的示意图；
图7是另一种用本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪对校准器进行检验的示意图。
在图1至图7中，标号1为光源；标号2为探测器；标号3为检测窗口；标号4为输气管；标号5为校准器；标号6为挡板。
具体实施方式
本发明的红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法包括以下步骤：
(一)、用红外光谱麻醉气体浓度检测仪对不同标准麻醉气体的浓度进行检测
如图5所示，用输气管4在红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口3通入a1、a2……an浓度的标准麻醉气体，标准麻醉气体的浓度为含有0％至100％麻醉剂的气体，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源1发射出的红外线经过上述浓度标准麻醉气体后，由探测器2接收，得到相应的标准测量值b1、b2……bn；
(二)、将标准麻醉气体的浓度与其相应标准测量值相关联
如图4所示，建立一个直角坐标系，其横坐标为标准麻醉气体的浓度，其纵坐标为相应标准测量值；也可以是横坐标为标准测量值，其纵坐标为标准麻醉气体的浓度(未画出)，在上述直角坐标系中，将标准麻醉气体的浓度与对应标准测量值画出对应的曲线；
(三)、对若干个校准器5进行标定
如图6和图7所示，图6和图7的不同只在于：在图7中，校准器5的端部有一挡板6，在红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口3分别***若干个校准器5(如图1-3所示)，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源1发射出的红外线经过上述校准器5后，由探测器2接收，得到相应的检验值c1、c2……,将上述检验值c1、c2……代入步骤(二)的如图4的曲线中，将上述检验值与其麻醉气体的浓度a’相对应，将所对应的麻醉气体浓度a’标注在相应的校准器5上；
(四)、用已经标定好的校准器5对红外光谱麻醉气体浓度检测仪进行校准
将上述已经标定好浓度a’的校准器5***到要校准红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口3中，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源1发射出的红外线经过上述校准器5后，由探测器2接收，得到相应的校准值d，在步骤(二)对应的如图4的曲线中，找出上述校准值d所对应的标准浓度a”,得到该标定浓度处的校正误差a”-a’。
在图1的a至d中，校准器5为任意形状的薄板；在图2的a至d中，薄板中带有孔洞，孔洞是圆形、方形、任意形状或上述形状的组合，孔洞部分允许红外光通过，上述薄板由灰度滤光材料、高通滤光材料或低通滤光材料制成
如图3所示，校准器5由透明材料外壳制成的中空结构，中空结构内填充有对红外光有吸收或部分阻挡作用的填充材料，填充材料是气体、液体或固体形态，例如上述气体可以为麻醉气体。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的方法及实施例，均应属于本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(一)、用红外光谱麻醉气体浓度检测仪对不同标准麻醉气体的浓度进行检测
用输气管(4)在红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口(3)通入a1、a2……an浓度的标准麻醉气体，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源(1)发射出的红外线经过上述浓度的标准麻醉气体后，由探测器(2)接收，得到相应的标准测量值b1、b2……bn；
(二)、将标准麻醉气体的浓度与其相应标准测量值相关联
建立一个直角坐标系，其横坐标为标准麻醉气体的浓度或标准测量值；其纵坐标为相应标准测量值或相应标准麻醉气体的浓度，在上述直角坐标系中，将标准麻醉气体的浓度与对应标准测量值画出对应的曲线；
(三)、对若干个校准器(5)进行标定
在红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口(3)分别***若干个校准器(5)，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源(1)发射出的红外线经过上述校准器(5)后，由探测器(2)接收，得到相应的检验值c1、c2……,将上述检验值c1、c2……代入步骤(二)的曲线，将上述检验值与其麻醉气体的浓度a’相对应，将所对应的麻醉气体浓度a’标注在相应的校准器(5)上；
(四)、用已经标定好的校准器(5)对红外光谱麻醉气体浓度检测仪进行校准
将上述已经标定好浓度a’的校准器(5)***到要校准红外光谱麻醉气体浓度检测仪的检测窗口(3)中，红外光谱麻醉气体浓度检测仪的光源(1)发射出的红外线经过上述校准器(5)后，由探测器(2)接收，得到相应的校准值d，在步骤(二)对应的曲线中，找出上述校准值d所对应的标准浓度a”,得到该标定浓度处的校正误差a”-a’。
2.如权利要求1所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述校准器(5)为任意形状的薄板。
3.如权利要求2所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述薄板中带有孔洞，孔洞部分允许红外光通过。
4.如权利要求3所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述孔洞是圆形、方形、任意形状或上述形状的组合。
5.如权利要求2、3或4所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述薄板由灰度滤光材料、高通滤光材料或低通滤光材料制成。
6.如权利要求1所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述校准器(5)由透明材料外壳制成的中空结构，中空结构内填充有对红外光有吸收或部分阻挡作用的填充材料。
7.如权利要求6所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述填充材料是气体、液体或固体形态。
8.如权利要求2、3、4或7所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述校准器(5)的端部有一挡板(6)。
9.如权利要求5所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：所述校准器(5)的端部有一挡板(6)。
10.如权利要求1所述红外光谱麻醉气体浓度检测仪的校准方法，其特征在于：在步骤(一)中，所述麻醉气体的浓度为含有0％至100％麻醉剂的气体。
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