JP2004012352A

JP2004012352A - Exhalation inspection device

Info

Publication number: JP2004012352A
Application number: JP2002167690A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Okinaga; 翁長　一夫; Sadayuki Yuta; 夕田　貞之; Nobunori Miyoshi; 三好　伸宣
Original assignee: NAMITEKKU KK; FIS Inc
Current assignee: NAMITEKKU KK; FIS Inc
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhalation inspection device capable of measuring exhalation continuously. <P>SOLUTION: This device is equipped with an exhalation blow-in part 30 wherein a blow-in hole 31a of the exhalation is provided on one side and an exhaust hole 31b of blown-in exhalation is provided on the other side, and an inspection device body 20. A gas sensor 3 having a gas-sensitive body formed by a metal oxide semiconductor having a resistance value changing by adsorption of carbon monoxide is arranged in an exhalation passage between the blow-in hole 31a and the exhaust hole 31b in the exhalation blow-in part 30. The inspection device body 20 stores a driving measuring part for driving the gas sensor 3 and measuring the concentration of carbon monoxide included in the exhalation based on the resistance value change of the gas-sensitive body, and an LCD 4 for displaying a measurement result in the driving measuring part. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼気に含まれる一酸化炭素の濃度を測定する呼気検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、禁煙を望む喫煙者に対して医療従事者により禁煙指導が行われているが、禁煙指導を行う場合には喫煙者の喫煙状況を客観的に把握する必要がある。
【０００３】
ところで、タバコの煙には多量の一酸化炭素が含まれており、肺に吸い込まれた一酸化炭素は血液中のヘモグロビンと結合して、カルボキシヘモグロビン（ＣＯＨｂ）を生成し、ＣＯＨｂ濃度が増加する。ＣＯＨｂ濃度が増加すると、呼気に含まれる一酸化炭素濃度も増加するため、喫煙者の喫煙状況を客観的に評価する指標として呼気中の一酸化炭素濃度が用いられており、呼気中の一酸化炭素濃度を測定する呼気検査装置が従来より提供されている。
【０００４】
従来の呼気検査装置は、一酸化炭素を測定するために電気化学式のガスセンサを用い、ガスセンサに呼気を吹きかけた時のセンサ出力から、呼気に含まれる一酸化炭素の濃度を検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の呼気検査装置では、ガスセンサに吹きかけた呼気の排気経路がなく、ガスセンサに吹きかけた呼気が内部にこもってしまうため、前回測定時に吹きかけた呼気の影響が無くなるまでに時間がかかり、連続的に呼気の測定が行えないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、連続的に測定が行える呼気検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、呼気に含まれる一酸化炭素を検出する呼気検査装置であって、一端側に呼気の吹込み口を設けるとともに他端側に吹き込まれた呼気の排出口を設けた呼気吹込み部と、呼気吹込み部における吹込み口と排出口との間の呼気の流路に配置され、一酸化炭素の吸着によって抵抗値が変化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体を有するガスセンサ部と、ガスセンサ部を駆動し感ガス体の抵抗値変化に基づいて呼気中に含まれる一酸化炭素の濃度を測定する駆動測定部と、駆動測定部での測定結果を表示する表示部とを備えて成ることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、駆動測定部および表示部を収納する検査装置本体と呼気吹込み部とを別体としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、駆動測定部と表示部と呼気吹込み部とを、手で把持可能な大きさに形成した検査装置本体に配設したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、呼気吹込み部内の呼気の流路において、ガスセンサ部の上流側に通気性および防水性を有するフィルターを配置したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
図３に本実施形態の回路図を示す。本実施形態は、乾電池、充電池などの低電圧（例えば３Ｖ）の電池電源１と、感ガス体内にヒータ２を埋設し、ヒータ２の両端が接続される電極端子Ｔ１，Ｔ２と、感ガス体の一端に接続される出力電極端子Ｔ３の３端子構造の金属酸化物半導体ガスセンサ（以下、ガスセンサと略す）３と、表示部たる反射型の液晶表示器（以下ＬＣＤと称する）４と、上記ヒータ２の通電制御を行う手段や一酸化炭素（ＣＯ）の検知を行う検知手段などの機能がプログラム化され、またＬＣＤ４のドライバ機能を備え、装置全体の制御処理を行うマイクロコンピュータ（以下マイコンと略す）５と、一酸化炭素濃度の判定を行うための基準となるデータを格納するＥＥＰＲＯＭ６とを主要な構成要素としている。ここに、マイコン５により、ガスセンサ３（ガスセンサ部）を駆動し、感ガス体の抵抗値変化に基づいて呼気中に含まれる一酸化炭素の濃度を測定する駆動測定部が構成される。尚、本実施形態では電源として電池電源１を使用しているが、商用電源から電源供給を受けて、内部の動作電源を生成する電源部を設け、商用電源により駆動するようにしても良いことは言うまでもない。
【００１３】
ガスセンサ３は、感ガス体の出力電極端子Ｔ３と、ヒータ２のグランド側の一端が接続される電極端子Ｔ２との間の抵抗値が、感ガス体に検出対象ガス（一酸化炭素）が接触することにより変化するもので、内蔵したヒータ２をＰＮＰ型のトランジスタＱ１と電源スイッチＳＷ１とを介して電池電源１に接続してある。また感ガス体は、電池電源１に対してダイオードＤ１からＰＮＰ型のトランジスタＱ２と抵抗Ｒ８との直列回路と、ＰＮＰ型のトランジスタＱ３と抵抗Ｒ９との直列回路との並列回路を介して接続されており、トランジスタＱ２又はＱ３或いはその両方のオン時に感ガス体に抵抗Ｒ８又はＲ９又は両抵抗の並列回路を介して流れる電流によって発生する感ガス体の両端電圧Ｖｓがマイコン５の入力ポートである１３番ピン（以下、マイコン５の各ピンをＰ１３のように表記する）Ｐ１３に取り込まれ、マイコン５はこの両端電圧Ｖｓから感ガス体の抵抗値を演算する。
【００１４】
マイコン５は電池電源１に電源スイッチＳＷ１とダイオードＤ１とを介して電源端子Ｐ３９を接続して電源供給を受け、電池電源１に電源スイッチＳＷ１を介して接続されたスタートスイッチＳＷ２と抵抗Ｒ３の直列回路の中点を入力ポートＰ３３に接続し、該入力ポートＰ３３がハイレベルになれば、一酸化炭素を検知するための制御処理をプログラムに沿って開始するようになっている。
【００１５】
またマイコン５は、トランジスタＱ１のベースに中点を接続し、一端を電池電源１の正極側に接続した抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路の他端を出力ポートＰ１７に接続し、出力ポートＰ１７からデューティ制御用のパルス信号を出力してトランジスタＱ１をオンオフさせることによりヒータ２の通電を制御する機能を備え、該機能によりトランジスタＱ１のオンデューティを長くすることでガスセンサ３を高温加熱状態としたり、逆に短くすることで低温加熱状態とする加熱制御を行う。
【００１６】
更にマイコン５は、上記トランジスタＱ２のバイアス回路を出力ポートＰ２１に、またトランジスタＱ３のバイアス回路を出力ポートＰ２２に接続し、出力ポートＰ２１，Ｐ２２をローレベルにすることで、対応するトランジスタＱ２，Ｑ３にベース電流を流してオンさせ、感ガス体の抵抗Ｒｓと電池電源１の正極との間に電源スイッチＳＷ１及びダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ８，Ｒ９を接続するようになっている。つまり負荷抵抗を抵抗Ｒ８又は抵抗Ｒ９或いは両抵抗Ｒ８，Ｒ９の並列回路に切り替える機能を有している。
【００１７】
またマイコン５の出力ポートＰ１９と電池電源１の正極との間には、抵抗Ｒ４及び発光ダイオードＤ４の直列回路が接続され、出力ポートＰ２０と電池電源１の正極との間には、抵抗Ｒ５及び発光ダイオードＤ５の直列回路が接続され、出力ポートＰ１４と電池電源１の正極との間には、抵抗Ｒ６及び発光ダイオードＤ６の直列回路が接続されており、出力ポートＰ１９，Ｐ２０，Ｐ１４をローレベルとすると、発光ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６に電流が流れて、発光ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６が点灯するようになっている。ここで、各発光ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６の発光色を例えば青色、黄色、赤色とし、一酸化炭素濃度の測定結果が０〜８ｐｐｍの場合（ノンスモーカー）は青色の発光ダイオードＤ４を点灯させ、９〜２０ｐｐｍの場合（ライトスモーカー）は黄色の発光ダイオードＤ５を点灯させ、２０ｐｐｍ以上の場合（ヘビースモーカー）は赤色の発光ダイオードＤ６を点灯させるようにすれば、現在の喫煙状況を一目で判断することができる。
【００１８】
また更にマイコン５は、出力ポートＰ４０〜Ｐ４４，Ｐ１〜Ｐ７にＬＣＤ４の入力端子ＳＥＧ０〜ＳＥＧ１１を夫々接続し、また出力ポートＰ３５〜Ｐ３８に共通端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を夫々接続し、出力ポートＰ４０〜Ｐ４４，Ｐ１〜Ｐ７より出力するドライブ信号にてＬＣＤ４の表示を制御するようになっている。
【００１９】
またマイコン５は３端子レギュレータ７の電圧を入力ポートＰ１２に取り込み、該３端子レギュレータ７の電圧が規定値以上になると、電池切れを検知する電池切れ検知機能を持つ。すなわち、３端子レギュレータ７は、上記トランジスタＱ２とダイオードＤ１を介して電池電源１に接続され、電池電圧を所定電圧に安定化させるようになっており、その安定化した電圧を上記入力ポートＰ１２に印加するとともに、該安定化した電圧から電池電圧を監視して電池電圧の低下を相対的に検出できるようになっている。
【００２０】
ＥＥＰＲＯＭ６は、検知対象ガス（一酸化炭素）の検出に用いる基準値を登録するものであって、通電開始時に検出した大気中の一酸化炭素濃度を基準値として記憶する。
【００２１】
そしてＥＥＰＲＯＭ６はデータ入力端子たる４番ピン（以下、ＥＥＰＲＯＭ６の各ピンをＰＰ４のように表記する）ＰＰ４、シリアルクロック端子ＰＰ５及びチップセレクタ端子ＰＰ３をマイコン５のデータ出力ポートＰ２７，Ｐ２６及びＰ２４にそれぞれ接続するとともに、抵抗Ｒ９，Ｒ８，Ｒ１０で夫々プルアップしている。またデータ出力端子ＰＰ６をマイコン５のデータ入力端子Ｐ２５に接続してある。
【００２２】
ＬＣＤ４は入力端子ＳＥＧ０〜ＳＥＧ１１と共通端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の何れかの組み合わせがハイレベルになると、当該組み合わせに対応させた表示を行うようになっている。図６はＬＣＤ４の表示画面の表示例を示しており、画面中央には２桁の数字が表示され、画面左側には「ＨＯＬＤ」又は「ＣＯ」という文字が、画面右側には「ＳＥＣ」又は「ｐｐｍ」という文字が表示される。すなわち、後述するように空気の保持区間をカウントする場合は「ＨＯＬＤ」「ＳＥＣ」という文字と時間を表す数字とを表示し、吹きかけ区間の時間をカウントダウンする場合は「ＳＥＣ」という文字と時間を表す数字とを表示する。また、一酸化炭素濃度の測定結果を表示する場合は「ＣＯ」「ｐｐｍ」という文字と濃度を表す数字とを表示する。なお、本実施形態では呼気中の一酸化炭素濃度を測定して、その測定結果を表示しているが、呼気中の一酸化炭素濃度からＣＯＨｂ濃度を換算して、ＣＯＨｂ濃度を表示するようにしても良く、その場合は「ＣＯＨｂ」「％」という文字と濃度を表す数字とを表示すれば良い。
【００２３】
ところで、圧電ブザーＢＺ１と抵抗Ｒ１０とダイオードＤ２との並列回路が電池電源１の正極とマイコン５の出力ポートＰ１８に接続されており、マイコン５が出力ポートＰ１８をローレベルとすることで電池電源１から通電されて圧電ブザーＢＺ１が鳴動するようになっている。
【００２４】
尚、図中８は電源スイッチＳＷ１の投入時にマイコン５にリセット信号を与えてリセットするリセットＩＣ、９はマイコンに基準クロックを与えるクロック発振器である。また、Ｃ１〜Ｃ６はコンデンサである。
【００２５】
上述のような回路を構成するマイコン５やＥＥＰＲＯＭ６等を含む回路部品が図示しないプリント基板に実装されて検査装置本体２０内に収納される。図１（ａ）に示すように、検査装置本体２０は合成樹脂により箱形に形成され、本体前面にはタンブラースイッチよりなる電源スイッチＳＷ１のハンドル２１と、押釦スイッチよりなるスタートスイッチＳＷ２の押釦２２と、ＬＣＤ４と、発光ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６とが配置されている。また、検査装置本体２０には、圧電ブザーＢＺ１の発する音を検査装置本体２０の外へ出すために貫通孔（図示せず）が設けてある。
【００２６】
一方、ガスセンサ３は、図１（ｂ）に示すように、検査装置本体２０とは別体に設けられた呼気吹込み部３０の内部に収納される。ガスセンサ３は、図２に示すように有底筒状であって天井面にガス導入口１３ａが開口するセンサ筐体１３と、センサ筐体１３の底部を兼ねる樹脂製のベース１４と、ベース１４を貫通してセンサ筐体１３内外に突出する３本の端子１５_１，１５_２，１５_３と、端子１５_１，１５_２，１５_３にリード線１６_１，１６_２，１６_３を接続固定して支持されたセンシング素子１７と、センサ筐体１３のガス導入口１３ａに取り付けられたガス導入用のステンレス製の金網１８とを備えている。センシング素子１７は、楕円球状に形成された感ガス体に貴金属線から成るヒータ兼用電極が埋設されるとともに、ヒータ兼用電極の内部に貴金属線からなる芯線が設けられている。ここに、ヒータ兼用電極は上述のリード線１６_１，１６_３間に設けられ、芯線は上述のリード線１６_２により形成されている。また、リード線１６_２と、リード線１６_１，１６_３のいずれか一方とで電気抵抗測定用の端子を構成し、リード線１６_１とリード線１６_３とがヒータ加熱用の端子を構成している。そして、３本の端子１５_１，１５_２，１５_３は、それぞれ、ケーブル２３を介して検査装置本体２０内部に収納されたプリント基板の導電路に電気的に接続されている。
【００２７】
呼気吹込み部３０は、図１（ｂ）に示すように一端側に呼気の吹込み口３１ａが設けられるとともに、他端側に呼気の排出口３１ｂが設けられた合成樹脂製のハウジング３１と、紙管からなりハウジング３１の吹込み口３１ａに着脱自在に取り付けられるマウスピース３２とで構成される。
【００２８】
ハウジング３１は、前端部にマウスピース３２の後部が嵌入される円筒状のマウスピース保持管３３と、前端部がマウスピース保持管３３の後端部に嵌入される円筒状のセンサ保持管３４とで構成される。センサ保持管３４の内部にはガス導入口１３ａを前端側（吹込み口３１ａ側）に向けてガスセンサ３が取り付けられており、ガスセンサ３に一端が接続されたケーブル２３はセンサ保持管３４の周面に設けた孔から外部に引き出されている。尚、マウスピース保持管３３の内面には、マウスピース３２の後端部と当接してマウスピース３２の挿入量を規制するストッパ３３ａが突設されている。
【００２９】
また、センサ保持管３４の前端部には、通気性及び防水性に優れた薄膜状のフィルター３５が取り付けられている。フィルター３５は、図５に示すようにポリエステル又はポリエチレンからなる不織布３５ａの表面に、多孔質のＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）からなる防水層３５ｂが形成された２層構造となっており、ＰＴＦＥは水接触角が大きいため、毛細管現象が発生せず、高い防水性を有している。また、ＰＴＦＥは多孔質であり、連続した空孔が形成されているので、高い通気性も兼ね備えている。このようなフィルター３５を、呼気吹込み部３０内の呼気の流路においてガスセンサ３の上流側に配置しているので、呼気を吹き込む際に唾液などがとんだとしてもガスセンサ３に水滴が付着するのを防止でき、ガスセンサ３の出力が変化したり破損したりするのを防止できる。
【００３０】
しかして、被験者がマウスピース３２に呼気を吹き込むと、吹込み口３１ａからハウジング３１内部に吹き込まれた呼気が、フィルター３５及び金網１８を通してセンサ筐体１３内のセンシング素子１７に接触することとなり、感ガス体の抵抗値変化から呼気中の一酸化炭素濃度を測定できるようになっている。
【００３１】
次に本実施形態の動作を図４のタイミングチャートに基づいて説明する。
【００３２】
まず、電源スイッチＳＷ１を投入して、電池電源１を接続すると、リセットＩＣ８の働きによりマイコン５はリセットされて、初期設定を行った後、待機状態に移行する。
【００３３】
待機状態において、マイコン５は出力ポートＰ１７から所定の周期及びデューティ比のパルス信号を出力して、トランジスタＱ１をオンオフさせ、トランジスタＱ１のオン期間にガスセンサ３のヒータ２に電池電源１より電力を供給している。そして、パルス信号の周期及びデューティ比を周期的に切り替えることで、ヒータ２に平均電圧が約０．９Ｖのヒータ電圧Ｖｈを例えば３秒間供給して、ガスセンサ３を高温状態に加熱する高温加熱期間と、平均電圧が約０．２Ｖのヒータ電圧Ｖｈを例えば７秒間供給して、ガスセンサ３を低温状態に加熱する低温加熱期間とを交互に設け、高温加熱期間において感ガス体に付着した検知対象ガスを燃焼させて感ガス体のクリーニングを行うとともに、低温加熱期間の終了する直前に感ガス体の抵抗値を取り込んで、検知対象ガスの濃度を検出する。尚、本実施形態では高温加熱期間を３秒、低温加熱期間を７秒として、高温加熱期間と低温加熱期間とを交互に繰り返しているが、高温加熱期間及び低温加熱期間の時間幅を上記の時間幅に限定する趣旨のものではなく、両加熱期間の時間幅は使用条件等に応じて適宜設定すればよい。
【００３４】
ここで、マイコン５は、待機状態において雰囲気中の一酸化炭素濃度を検出してゼロ点補正を行っており、高温加熱期間において感ガス体に付着した検知対象ガスを燃焼させて感ガス体のクリーニングを行った後、低温加熱期間が終了する直前のトランジスタＱ１のオフ時（図４中に○で示すタイミング）にトランジスタＱ２及びＱ３（或いはＱ２又はＱ３のみ）をオンさせる信号を出力ポートＰ２１及びＰ２２（或いはＰ２１又はＰ２２）より出力させ、負荷抵抗である抵抗Ｒ８及びＲ９からなる並列回路（或いは抵抗Ｒ８又はＲ９）をガスセンサ３の感ガス体に直列に接続し、この負荷抵抗を通じて感ガス体に通電して、ガスセンサ３の感ガス体の両端電圧Ｖｓを入力ポートＰ１３に取り込む。このように、マイコン５は、感ガス体の両端電圧Ｖｓをサンプリングして感ガス体の抵抗値Ｒｓを計算しており、抵抗値Ｒｓが安定した時点でこの抵抗値Ｒｓをゼロ点（雰囲気中の一酸化炭素濃度）としてＥＥＰＲＯＭ６に記憶させる。この時、マイコン５はブザーＢＺ１を鳴動させたり、発光ダイオードＤ５を点灯させるなどして、測定準備が完了したことを報知する。このように、本実施形態では待機状態において雰囲気中の一酸化炭素濃度（２〜３ｐｐｍ）を検出し、ゼロ点調整を自動的に行っているので、一酸化炭素濃度の測定精度が向上する。
【００３５】
その後、待機状態時にスタートスイッチＳＷ２がオン操作され、入力ポートＰ３３の電圧がハイレベルに立ち上がると、マイコン５は検査モードで動作を開始する。なお、呼気中の一酸化炭素濃度を検出する場合は、先ず被験者に、ゆっくりと肺に空気を吸い込ませて、例えば１５秒間息を止めさせた後（保持区間）、今度は肺の中の空気を例えば１５秒間かけてゆっくりと呼気吹込み部３０に吹きかけさせてから（吹込み区間）、一酸化炭素の測定を行っている。
【００３６】
マイコン５は、検査モード時においても待機状態と同様、出力ポートＰ１７から所定の周期及びデューティ比のパルス信号を出力して、トランジスタＱ１をオンオフさせ、トランジスタＱ１のオン期間にガスセンサ３のヒータ２に電池電源１より電力を供給する。そして、パルス信号の周期及びデューティ比を周期的に切り替えることで、ヒータ２に平均電圧が約０．９Ｖのヒータ電圧Ｖｈを例えば３秒間供給して、ガスセンサ３を高温状態に加熱する高温加熱期間と、平均電圧が約０．２Ｖのヒータ電圧Ｖｈを例えば７秒間供給して、ガスセンサ３を低温状態に加熱する低温加熱期間とを交互に設けている。
【００３７】
またマイコン５は検査モードで動作を開始すると、出力ポートＰ１９の信号レベルをロー／ハイに切り替えることで発光ダイオードＤ４を例えば１５秒間点滅させるとともに、ＬＣＤ４の画面に「ＨＯＬＤ」「ｓｅｃ」という文字と数字とを表示させ、さらに数字の表示を「１５」「１４」「１３」…「１」と１秒毎にカウントダウンさせて、被験者に空気を吸い込んだ後、息を止める保持区間Ｔａであることを報知し、肺に空気を吸い込んだ状態で息を止めさせる。
【００３８】
そして、スタートスイッチＳＷ２のオン時から１５秒が経過し、ＬＣＤ４の表示が「０」になると、マイコン５は出力ポートＰ１９の信号レベルをハイレベルとして、発光ダイオードＤ４を消灯させるとともに、ＬＣＤ４の画面に「ｓｅｃ」という文字と数字とを表示させ、さらに数字の表示を「１５」「１４」「１３」…「１」と１秒毎にカウントダウンさせて、被験者に吹込み区間Ｔｂであることを報知し、吹込み区間Ｔｂが終了するまで呼気を呼気吹込み部３０に吹きかけさせる。
【００３９】
その後、吹込み区間Ｔｂの開始から１５秒が経過し、ＬＣＤ４の表示が「０」になると、吹込み区間Ｔｂを終了して測定表示区間Ｔｃに移行し、マイコン５は出力ポートＰ１９の信号レベルをローレベルとして、発光ダイオードＤ４を点灯させ、吹込み区間Ｔｂの終了を報知する。そして、測定表示区間Ｔｃにおいて低温加熱期間が終了する直前のトランジスタＱ１のオフ時にトランジスタＱ２及びＱ３（或いはＱ２又はＱ３のみ）をオンさせる信号を出力ポートＰ２１及びＰ２２（或いはＰ２１又はＰ２２）より出力させ、負荷抵抗である抵抗Ｒ８及びＲ９からなる並列回路（或いは抵抗Ｒ８又はＲ９）をガスセンサ３の感ガス体に直列に接続し、この負荷抵抗を通じて感ガス体に通電して、ガスセンサ３の感ガス体の両端電圧Ｖｓを入力ポートＰ１３に取り込む。このように、マイコン５は、感ガス体の両端電圧Ｖｓをサンプリングして感ガス体の抵抗値Ｒｓを計算しており、今回求めた抵抗値Ｒｓと基準値との比率を求めることで、呼気中の一酸化炭素濃度を求めて、ＬＣＤ４に測定結果を表示させており、ＬＣＤ４の表示から呼気中の一酸化炭素濃度を読み取ることができる。尚、マイコン５は各測定点（図４中の○で示す点）で計測した一酸化炭素濃度を次回測定時までホールドして、ＬＣＤ４に表示しているが、一酸化炭素濃度を連続的に測定して、ＬＣＤ４の表示をアナログ的に変化させるようにしても良い。
【００４０】
ところで、本実施形態では呼気吹込み部３０（ハウジング３１）内の呼気の流路の一端側に吹込み口３１ａを設けるとともに、他端側に排出口３１ｂを設けているので、吹込み口３１ａから吹き込まれた呼気が内部に滞留するのを防止でき、前回測定時に吹き込まれた呼気の影響を短時間で無くすことができるから、次回測定時までの時間間隔を短縮でき、連続的に計測を行うことができる。
【００４１】
また、電気化学式のガスセンサを用いる場合、電気化学式のガスセンサは高インピーダンスでノイズがのりやすいため、ガスセンサを検査装置本体２０内に収納する必要があるが、電気化学式のガスセンサに比べて低インピーダンスの金属酸化物半導体で形成された感ガス体を有するガスセンサ３を用いているので、呼気吹込み部３０と検査装置本体２０とを別体とした場合でも、ガスセンサ３と検査装置本体２０内の回路基板との間を接続するケーブル２３にノイズがのりにくく、したがって、呼気吹込み部３０とＬＣＤ４が配置された検査装置本体２０とを別体とすることにより、検査時にＬＣＤ４の表示が見易くなって、使い勝手が向上する。尚、本実施形態では呼気吹込み部３０を検査装置本体２０と別体に形成しているが、検査装置本体２０を手で把持可能な大きさに形成して、呼気吹込み部３０を検査装置本体２０と一体に形成しても良く、呼気吹込み部３０と検査装置本体２０とを一体化することで、携帯性が向上するという利点がある。
【００４２】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、呼気に含まれる一酸化炭素を検出する呼気検査装置であって、一端側に呼気の吹込み口を設けるとともに他端側に吹き込まれた呼気の排出口を設けた呼気吹込み部と、呼気吹込み部における吹込み口と排出口との間の呼気の流路に配置され、一酸化炭素の吸着によって抵抗値が変化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体を有するガスセンサ部と、ガスセンサ部を駆動し感ガス体の抵抗値変化に基づいて呼気中に含まれる一酸化炭素の濃度を測定する駆動測定部と、駆動測定部での測定結果を表示する表示部とを備えて成ることを特徴とし、呼気吹込み部の吹込み口から吹き込まれた呼気は、呼気吹込み部内の呼気の流路に配置されたガスセンサ部の感ガス体に接触し、呼気中の一酸化炭素の吸着によって感ガス体の抵抗値が変化するので、この抵抗値変化を駆動測定部で測定し、表示部に表示させることができ、且つ、呼気吹込み部には流路の他端側に排出口を設けてあるので、吹込み口から吹き込まれた呼気が内部に滞留するのを防止でき、前回測定時に吹き込まれた呼気の影響を短時間で無くすことができるから、次回測定時までの時間間隔を短縮でき、連続的に測定を行えるという効果がある。
【００４３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、駆動測定部および表示部を収納する検査装置本体と呼気吹込み部とを別体としたことを特徴とし、電気化学式のガスセンサを用いる場合、電気化学式のガスセンサは高インピーダンスでノイズがのりやすいため、ガスセンサを検査装置本体内に収納する必要があるが、電気化学式のガスセンサに比べて低インピーダンスの金属酸化物半導体で形成された感ガス体を有するガスセンサ部を用いているので、呼気吹込み部と検査装置本体とを別体とした場合でも、ガスセンサ部と駆動測定部との間を接続するケーブルにノイズがのりにくく、したがって、呼気吹込み部と表示部が配置された検査装置本体とを別体とすることにより、検査時に表示部の表示が見易くなって、使い勝手が向上するという効果がある。
【００４４】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、駆動測定部と表示部と呼気吹込み部とを、手で把持可能な大きさに形成した検査装置本体に配設したことを特徴とし、駆動測定部と表示部と呼気吹込み部とを一体化して、検査装置本体に配設しているので、携帯性が向上するという効果がある。
【００４５】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、呼気吹込み部内の呼気の流路において、ガスセンサ部の上流側に通気性および防水性を有するフィルターを配置したことを特徴とし、フィルターによりガスセンサ部に水滴が付着するのを防止でき、ガスセンサ部の出力が変化したり、破損したりするのを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の呼気検査装置を示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は呼気吹き込み部の断面図である。
【図２】同上におけるガスセンサの一部破断した側面図である。
【図３】同上の回路図である。
【図４】同上の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】同上に用いるフィルターの断面図である。
【図６】同上のＬＣＤ画面を示す図である。
【符号の説明】
３　　　ガスセンサ
４　　　ＬＣＤ
２０　　検査装置本体
３０　　呼気吹込み部
３１ａ　吹込み口
３１ｂ　排出口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a breath test apparatus that measures the concentration of carbon monoxide contained in breath.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, healthcare professionals provide smoking cessation guidance to smokers who wish to quit smoking. However, when giving guidance to quit smoking, it is necessary to objectively grasp the smoking status of the smoker.
[0003]
By the way, cigarette smoke contains a large amount of carbon monoxide, and carbon monoxide inhaled into the lungs combines with hemoglobin in blood to form carboxyhemoglobin (COHb), and the COHb concentration increases. . When the COHb concentration increases, the concentration of carbon monoxide contained in the breath also increases. Therefore, the carbon monoxide concentration in the breath is used as an index for objectively evaluating the smoking status of the smoker. A breath test apparatus for measuring carbon concentration has been conventionally provided.
[0004]
A conventional breath test apparatus uses an electrochemical gas sensor to measure carbon monoxide, and detects the concentration of carbon monoxide contained in the breath from the sensor output when the breath is blown to the gas sensor.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional breath test apparatus, since there is no exhaust path of the breath blown to the gas sensor, and the breath blown to the gas sensor stays inside, it takes time until the influence of the breath blown at the time of the previous measurement disappears, and it takes a long time. There was a problem that the measurement of the breath could not be performed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a breath test apparatus capable of performing continuous measurement.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a breath test apparatus for detecting carbon monoxide contained in breath, wherein a breath blowing port is provided at one end and blown to the other end. A breath blowing part provided with a breath discharging port, and a metal oxide which is arranged in a breath flow path between the blowing port and the discharging port in the breath blowing part, and whose resistance value changes due to adsorption of carbon monoxide. A gas sensor section having a gas-sensitive body formed of a semiconductor, a drive measuring section for driving the gas sensor section and measuring the concentration of carbon monoxide contained in exhaled breath based on a change in resistance value of the gas-sensitive body, and a drive measuring section And a display unit for displaying the measurement results in the above.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the inspection apparatus main body accommodating the drive measuring unit and the display unit and the exhalation blowing unit are provided separately.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the drive measuring unit, the display unit, and the exhalation blowing unit are arranged on an inspection apparatus main body formed to a size that can be gripped by hand. .
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, a breathable and waterproof filter is disposed upstream of the gas sensor in the flow path of the expiration in the expiration blowing section. Features.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 3 shows a circuit diagram of the present embodiment. In the present embodiment, a low-voltage (for example, 3 V) battery power source 1 such as a dry battery or a rechargeable battery, a heater 2 embedded in a gas-sensitive body, and electrode terminals T1 and T2 to which both ends of the heater 2 are connected; A metal oxide semiconductor gas sensor (hereinafter abbreviated as a gas sensor) 3 having a three-terminal structure of an output electrode terminal T3 connected to one end of the body, a reflective liquid crystal display (hereinafter referred to as an LCD) 4 as a display unit, Functions such as a means for controlling the energization of the heater 2 and a detecting means for detecting carbon monoxide (CO) are programmed, and a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) having a driver function of the LCD 4 and performing control processing of the entire apparatus. 5) and an EEPROM 6 for storing data used as a reference for determining the concentration of carbon monoxide. Here, the microcomputer 5 constitutes a drive measuring unit that drives the gas sensor 3 (gas sensor unit) and measures the concentration of carbon monoxide contained in exhaled breath based on a change in resistance value of the gas-sensitive body. In this embodiment, the battery power supply 1 is used as a power supply. However, a power supply unit that receives power supply from a commercial power supply and generates an internal operation power supply may be provided and driven by the commercial power supply. Needless to say.
[0013]
The gas sensor 3 has a resistance value between the output electrode terminal T3 of the gas-sensitive body and the electrode terminal T2 to which one end of the heater 2 on the ground side is connected, and the detection target gas (carbon monoxide) contacts the gas-sensitive body. The heater 2 is connected to the battery power supply 1 via a PNP transistor Q1 and a power switch SW1. The gas-sensitive body is connected to the battery power supply 1 through a parallel circuit of a series circuit of a diode D1 to a PNP transistor Q2 and a resistor R8 and a series circuit of a PNP transistor Q3 and a resistor R9. When the transistor Q2 or Q3 or both of them are turned on, the voltage Vs across the gas-sensitive body which is generated by the current flowing through the resistor R8 or R9 or the parallel circuit of both resistors to the gas-sensitive body is the input port of the microcomputer 5. The 13th pin (hereinafter, each pin of the microcomputer 5 is denoted as P13) P13 is taken in, and the microcomputer 5 calculates the resistance value of the gas sensing body from the voltage Vs between both ends.
[0014]
The microcomputer 5 receives the power supply by connecting the power supply terminal P39 to the battery power supply 1 via the power supply switch SW1 and the diode D1, and connects the start switch SW2 and the resistor R3 connected to the battery power supply 1 via the power supply switch SW1. The midpoint of the circuit is connected to the input port P33, and when the input port P33 goes high, control processing for detecting carbon monoxide is started according to a program.
[0015]
Further, the microcomputer 5 connects the middle point to the base of the transistor Q1, connects the other end of the series circuit of the resistors R1 and R2, one end of which is connected to the positive electrode of the battery power supply 1, to the output port P17. A function is provided for controlling the energization of the heater 2 by outputting a control pulse signal to turn on and off the transistor Q1. By increasing the on-duty of the transistor Q1 by this function, the gas sensor 3 is heated to a high temperature, The heating is controlled to be in a low-temperature heating state by shortening the heating time.
[0016]
Further, the microcomputer 5 connects the bias circuit of the transistor Q2 to the output port P21, connects the bias circuit of the transistor Q3 to the output port P22, and sets the output ports P21 and P22 to low level, thereby setting the corresponding transistors Q2 and Q3. Is turned on by supplying a base current to the resistor R8, and the resistors R8 and R9 are connected between the resistor Rs of the gas-sensitive body and the positive electrode of the battery power source 1 via the power switch SW1 and the diode D1. That is, it has a function of switching the load resistor to the resistor R8 or the resistor R9 or a parallel circuit of the resistors R8 and R9.
[0017]
A series circuit of a resistor R4 and a light emitting diode D4 is connected between the output port P19 of the microcomputer 5 and the positive electrode of the battery power supply 1, and a resistor R5 and a resistor R5 are connected between the output port P20 and the positive electrode of the battery power supply 1. A series circuit of the light-emitting diode D5 is connected, and a series circuit of the resistor R6 and the light-emitting diode D6 is connected between the output port P14 and the positive electrode of the battery power supply 1. The output ports P19, P20, and P14 are set to low level. Then, a current flows through the light emitting diodes D4, D5, and D6, and the light emitting diodes D4, D5, and D6 are turned on. Here, the emission colors of the light emitting diodes D4, D5, and D6 are, for example, blue, yellow, and red. When the measurement result of the carbon monoxide concentration is 0 to 8 ppm (non-smoker), the blue light emitting diode D4 is turned on. In the case of 9 to 20 ppm (light smoker), the yellow light emitting diode D5 is turned on, and in the case of 20 ppm or more (heavy smoker), the red light emitting diode D6 is turned on. Can be.
[0018]
Further, the microcomputer 5 connects the input terminals SEG0 to SEG11 of the LCD 4 to the output ports P40 to P44 and P1 to P7, respectively, connects the common terminals COM1 to COM4 to the output ports P35 to P38, respectively, and outputs the output ports P40 to P44. , P1 to P7, the display of the LCD 4 is controlled by drive signals.
[0019]
Further, the microcomputer 5 has a function of detecting the dead battery when the voltage of the three-terminal regulator 7 is input to the input port P12 and the voltage of the three-terminal regulator 7 becomes equal to or higher than a specified value. That is, the three-terminal regulator 7 is connected to the battery power source 1 via the transistor Q2 and the diode D1, and stabilizes the battery voltage to a predetermined voltage. The stabilized voltage is supplied to the input port P12. In addition to the application, the battery voltage is monitored based on the stabilized voltage, so that a decrease in the battery voltage can be relatively detected.
[0020]
The EEPROM 6 registers a reference value used for detecting a detection target gas (carbon monoxide), and stores the concentration of carbon monoxide in the atmosphere detected at the start of energization as a reference value.
[0021]
The EEPROM 6 has a data input terminal, a fourth pin (hereinafter, each pin of the EEPROM 6 is represented as PP4) PP4, a serial clock terminal PP5, and a chip selector terminal PP3 connected to the data output ports P27, P26 and P24 of the microcomputer 5, respectively. Connected and pulled up by resistors R9, R8 and R10, respectively. The data output terminal PP6 is connected to the data input terminal P25 of the microcomputer 5.
[0022]
When any combination of the input terminals SEG0 to SEG11 and the common terminals COM1 to COM4 becomes high level, the LCD 4 performs display corresponding to the combination. FIG. 6 shows a display example of the display screen of the LCD 4, in which a two-digit number is displayed in the center of the screen, characters “HOLD” or “CO” are displayed on the left side of the screen, and “SEC” or “CO” is displayed on the right side of the screen. The letters "ppm" are displayed. That is, as described later, when counting the air holding section, the characters “HOLD” and “SEC” and the number indicating the time are displayed, and when counting down the time of the spraying section, the character and time “SEC” are displayed. And the number that represents it. When displaying the measurement result of the concentration of carbon monoxide, characters “CO” and “ppm” and a number indicating the concentration are displayed. In this embodiment, the concentration of carbon monoxide in breath is measured and the measurement result is displayed. However, the COHb concentration is converted from the concentration of carbon monoxide in breath to display the COHb concentration. In that case, the characters “COHb” and “%” and a number representing the density may be displayed.
[0023]
By the way, a parallel circuit of the piezoelectric buzzer BZ1, the resistor R10, and the diode D2 is connected to the positive electrode of the battery power supply 1 and the output port P18 of the microcomputer 5, and the microcomputer 5 sets the output port P18 to low level so that the battery power supply 1 And the piezoelectric buzzer BZ1 sounds.
[0024]
In the figure, reference numeral 8 denotes a reset IC which gives a reset signal to the microcomputer 5 when the power switch SW1 is turned on to reset the microcomputer 5, and 9 denotes a clock oscillator which supplies a reference clock to the microcomputer. C1 to C6 are capacitors.
[0025]
Circuit components including the microcomputer 5 and the EEPROM 6 that constitute the circuit as described above are mounted on a printed circuit board (not shown) and housed in the inspection apparatus main body 20. As shown in FIG. 1A, the inspection apparatus main body 20 is formed of a synthetic resin in a box shape, and a handle 21 of a power switch SW1 formed of a tumbler switch and a push button 22 of a start switch SW2 formed of a push button switch are provided on the front of the main body. , An LCD 4, and light emitting diodes D4, D5, D6. Further, the inspection device main body 20 is provided with a through hole (not shown) for emitting the sound emitted from the piezoelectric buzzer BZ1 to the outside of the inspection device main body 20.
[0026]
On the other hand, as shown in FIG. 1B, the gas sensor 3 is housed inside an expiration blowing unit 30 provided separately from the inspection apparatus main body 20. As shown in FIG. 2, the gas sensor 3 has a bottomed tubular shape, a sensor housing 13 having a gas inlet 13 a opened in the ceiling surface, a resin base 14 also serving as the bottom of the sensor housing 13, and a base 14. Three terminals 15 that penetrate through and protrude into and out of the sensor housing 13 ₁ , 15 ₂ , 15 ₃ And terminal 15 ₁ , 15 ₂ , 15 ₃ Lead wire 16 ₁ , 16 ₂ , 16 ₃ The sensor element 17 is connected and fixed, and a stainless steel wire net 18 for gas introduction attached to the gas introduction port 13a of the sensor housing 13 is provided. In the sensing element 17, a heater / electrode made of a noble metal wire is embedded in a gas-sensitive body formed in an elliptical sphere, and a core wire made of a noble metal wire is provided inside the heater / electrode. Here, the heater / electrode is connected to the lead wire 16 described above. ₁ , 16 ₃ The core wire is provided between the lead wires 16 described above. ₂ Is formed. In addition, lead wire 16 ₂ And the lead wire 16 ₁ , 16 ₃ Constitute a terminal for measuring electrical resistance with one of ₁ And lead 16 ₃ Constitute a terminal for heating the heater. And three terminals 15 ₁ , 15 ₂ , 15 ₃ Are electrically connected to conductive paths of a printed circuit board housed inside the inspection apparatus main body 20 via cables 23.
[0027]
As shown in FIG. 1 (b), the breath blowing section 30 includes a synthetic resin housing 31 having a breath blowing port 31a at one end and a breath discharging port 31b at the other end. And a mouthpiece 32 which is made of a paper tube and is detachably attached to the blowing port 31a of the housing 31.
[0028]
The housing 31 has a cylindrical mouthpiece holding tube 33 whose front end is fitted with the rear part of the mouthpiece 32, a cylindrical sensor holding tube 34 whose front end is fitted with the rear end of the mouthpiece holding tube 33, and It consists of. The gas sensor 3 is attached inside the sensor holding tube 34 with the gas inlet 13a facing the front end side (the blowing port 31a side). The cable 23 having one end connected to the gas sensor 3 is connected to the periphery of the sensor holding tube 34. It is drawn out from the hole provided in the surface. In addition, a stopper 33 a that protrudes from the inner surface of the mouthpiece holding tube 33 and contacts the rear end of the mouthpiece 32 to regulate the insertion amount of the mouthpiece 32.
[0029]
At the front end of the sensor holding tube 34, a thin film filter 35 having excellent air permeability and waterproofness is attached. The filter 35 has a two-layer structure in which a waterproof layer 35b made of porous PTFE (polytetrafluoroethylene) is formed on the surface of a nonwoven fabric 35a made of polyester or polyethylene as shown in FIG. Since the water contact angle is large, no capillary phenomenon occurs, and high water resistance is provided. In addition, PTFE is porous and has continuous air holes, so that it also has high air permeability. Since such a filter 35 is arranged on the upstream side of the gas sensor 3 in the flow path of the expiration in the expiration blowing section 30, even if saliva or the like breaks when exhalation is blown, water droplets adhere to the gas sensor 3. Can be prevented, and the output of the gas sensor 3 can be prevented from being changed or damaged.
[0030]
Thus, when the subject blows the breath into the mouthpiece 32, the breath blown into the housing 31 from the blowing port 31a comes into contact with the sensing element 17 in the sensor housing 13 through the filter 35 and the wire mesh 18, It is possible to measure the concentration of carbon monoxide in the breath from the change in the resistance value of the gas-sensitive body.
[0031]
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the timing chart of FIG.
[0032]
First, when the power switch SW1 is turned on and the battery power supply 1 is connected, the microcomputer 5 is reset by the action of the reset IC 8, performs initial settings, and shifts to a standby state.
[0033]
In the standby state, the microcomputer 5 outputs a pulse signal of a predetermined cycle and a duty ratio from the output port P17 to turn on / off the transistor Q1, and supplies power from the battery power source 1 to the heater 2 of the gas sensor 3 during the on-period of the transistor Q1. are doing. Then, by periodically switching the cycle and the duty ratio of the pulse signal, a heater voltage Vh having an average voltage of about 0.9 V is supplied to the heater 2 for, for example, 3 seconds to heat the gas sensor 3 to a high temperature state. And a low-temperature heating period in which a heater voltage Vh having an average voltage of about 0.2 V is supplied, for example, for 7 seconds to heat the gas sensor 3 to a low-temperature state, and the detection target attached to the gas-sensitive body during the high-temperature heating period is alternately provided. The gas-sensitive body is cleaned by burning the gas, and the resistance value of the gas-sensitive body is taken in immediately before the end of the low-temperature heating period to detect the concentration of the detection target gas. In this embodiment, the high-temperature heating period and the low-temperature heating period are 3 seconds and the low-temperature heating period is 7 seconds, and the high-temperature heating period and the low-temperature heating period are alternately repeated. It is not intended to be limited to the time width, and the time width of both heating periods may be appropriately set according to the use conditions and the like.
[0034]
Here, the microcomputer 5 performs the zero point correction by detecting the concentration of carbon monoxide in the atmosphere in the standby state, and burns the gas to be detected attached to the gas-sensitive body during the high-temperature heating period to burn the gas-sensitive body. After the cleaning, the signal for turning on the transistors Q2 and Q3 (or only Q2 or Q3) when the transistor Q1 is turned off (timing indicated by a circle in FIG. 4) immediately before the end of the low-temperature heating period is output to the output ports P21 and P22 (or P21 or P22) is output, and a parallel circuit (or resistor R8 or R9) composed of resistors R8 and R9, which are load resistors, is connected in series to the gas-sensitive body of the gas sensor 3, and the gas-sensitive body is connected through this load resistor. And the voltage Vs across the gas sensing element of the gas sensor 3 is taken into the input port P13. As described above, the microcomputer 5 calculates the resistance value Rs of the gas sensing element by sampling the voltage Vs between both ends of the gas sensing element. When the resistance value Rs becomes stable, the microcomputer 5 sets the resistance value Rs to the zero point (in the atmosphere). (Carbon monoxide concentration) in the EEPROM 6. At this time, the microcomputer 5 notifies the completion of the measurement preparation by making the buzzer BZ1 sound or turning on the light emitting diode D5. As described above, in the present embodiment, the carbon monoxide concentration (2 to 3 ppm) in the atmosphere is detected in the standby state, and the zero point adjustment is automatically performed, so that the measurement accuracy of the carbon monoxide concentration is improved.
[0035]
Thereafter, when the start switch SW2 is turned on in the standby state and the voltage of the input port P33 rises to a high level, the microcomputer 5 starts operating in the inspection mode. When detecting the concentration of carbon monoxide in the exhaled breath, first, the subject is caused to slowly inhale air into the lungs and, for example, to hold his / her breath for 15 seconds (holding section). Is blown slowly to the breath blowing section 30 over, for example, 15 seconds (blowing section), and then carbon monoxide is measured.
[0036]
The microcomputer 5 also outputs a pulse signal of a predetermined cycle and a duty ratio from the output port P17 in the inspection mode, as in the standby state, to turn on / off the transistor Q1 and to supply the heater 2 of the gas sensor 3 to the heater 2 in the on-period of the transistor Q1. Power is supplied from the battery power supply 1. Then, by periodically switching the cycle and the duty ratio of the pulse signal, a heater voltage Vh having an average voltage of about 0.9 V is supplied to the heater 2 for, for example, 3 seconds to heat the gas sensor 3 to a high temperature state. And a low-temperature heating period in which a heater voltage Vh having an average voltage of about 0.2 V is supplied, for example, for 7 seconds to heat the gas sensor 3 to a low temperature state.
[0037]
When the microcomputer 5 starts operating in the inspection mode, the signal level of the output port P19 is switched between low and high to cause the light emitting diode D4 to blink for, for example, 15 seconds, and to display “HOLD” and “sec” on the LCD 4 screen. It is a holding section Ta in which a number is displayed, and the number display is counted down every second, such as "15", "14", "13" ... "1", and after breathing air into the subject, hold the breath. And let them hold their breath while inhaling air into their lungs.
[0038]
When 15 seconds have elapsed since the start switch SW2 was turned on and the display on the LCD 4 becomes "0", the microcomputer 5 sets the signal level of the output port P19 to high level, turns off the light emitting diode D4, and turns off the screen of the LCD 4. , The characters "sec" and a number are displayed, and the display of the numbers is counted down every second to "15", "14", "13",... "1". Notify, and let expiration blow section 30 blow expiration until end of blowing section Tb.
[0039]
Thereafter, when 15 seconds have elapsed from the start of the blowing section Tb and the display on the LCD 4 becomes "0", the blowing section Tb is ended and the measurement display section Tc is entered, and the microcomputer 5 sets the signal level of the output port P19. Is set to the low level, the light emitting diode D4 is turned on, and the end of the blowing section Tb is notified. Then, a signal for turning on the transistors Q2 and Q3 (or only Q2 or Q3) when the transistor Q1 is turned off immediately before the end of the low-temperature heating period in the measurement display section Tc is output from the output ports P21 and P22 (or P21 or P22). A parallel circuit (or resistor R8 or R9) composed of resistances R8 and R9, which are load resistances, is connected in series to the gas-sensitive body of the gas sensor 3, and the gas-sensitive body is energized through the load resistance so that the gas-sensitive body of the gas sensor 3 The voltage Vs across the body is taken into the input port P13. As described above, the microcomputer 5 calculates the resistance value Rs of the gas-sensitive body by sampling the voltage Vs between both ends of the gas-sensitive body, and obtains the expiration by calculating the ratio between the resistance value Rs obtained this time and the reference value. The measurement result is displayed on the LCD 4 by obtaining the carbon monoxide concentration therein, and the carbon monoxide concentration in the breath can be read from the display on the LCD 4. Note that the microcomputer 5 holds the carbon monoxide concentration measured at each measurement point (the point indicated by a circle in FIG. 4) until the next measurement and displays it on the LCD 4, but continuously displays the carbon monoxide concentration. The measurement may be performed to change the display on the LCD 4 in an analog manner.
[0040]
By the way, in the present embodiment, the blow-in port 31a is provided at one end of the flow passage of the breath in the breath blow-in section 30 (housing 31), and the discharge port 31b is provided at the other end. It is possible to prevent the exhaled breath from staying inside and eliminate the effects of the exhaled breath during the previous measurement in a short time, so that the time interval until the next measurement can be shortened and continuous measurement can be performed. It can be carried out.
[0041]
When an electrochemical gas sensor is used, the electrochemical gas sensor has a high impedance and is liable to cause noise. Therefore, the gas sensor needs to be housed in the inspection apparatus main body 20. Since the gas sensor 3 having a gas-sensitive body formed of an oxide semiconductor is used, even when the breath blowing unit 30 and the inspection device main body 20 are separated, the gas sensor 3 and the circuit board in the inspection device main body 20 are used. Therefore, noise is less likely to be attached to the cable 23 connecting between the apparatus and the test apparatus main body 20 in which the breath blowing unit 30 and the LCD 4 are arranged separately, so that the display on the LCD 4 can be easily viewed at the time of examination. Usability is improved. In this embodiment, the expiration blowing unit 30 is formed separately from the inspection apparatus main body 20. However, the inspection apparatus main body 20 is formed in a size that can be gripped by hand, and the expiration blowing unit 30 is inspected. It may be formed integrally with the device main body 20, and there is an advantage that portability is improved by integrating the breath blowing section 30 and the test device main body 20.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the invention of claim 1 is a breath test apparatus for detecting carbon monoxide contained in exhaled breath, wherein an exhaled breathing port is provided at one end and exhausted exhaled breath is blown at the other end. An exhalation blowing section provided with an outlet, and a metal oxide semiconductor that is arranged in an exhalation flow path between an injection port and an exhaust port in the exhalation blowing section and has a resistance value that changes due to adsorption of carbon monoxide. A gas sensor unit having a gas-sensitive body, a drive measuring unit for driving the gas sensor unit and measuring the concentration of carbon monoxide contained in exhaled breath based on a change in the resistance value of the gas-sensitive body, and a measurement by the drive measuring unit. And a display unit for displaying the result, wherein the exhaled air blown from the blow-out port of the exhaled breathing unit is a gas-sensitive body of the gas sensor unit arranged in the exhalation flow path in the exhaled breathing unit. Contact with air, and by adsorption of carbon monoxide in the breath Since the resistance value of the gas-sensitive body changes, the change in the resistance value can be measured by the drive measurement unit and displayed on the display unit. Is provided, it is possible to prevent the expiration inhaled from the outlet from staying inside, and to eliminate the influence of the exhalation inhaled during the previous measurement in a short time, so the time interval until the next measurement And the measurement can be performed continuously.
[0043]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the inspection apparatus main body accommodating the drive measurement unit and the display unit and the breath blowing unit are separated from each other, and when an electrochemical gas sensor is used, Since an electrochemical gas sensor has a high impedance and tends to cause noise, it is necessary to store the gas sensor in the main body of the inspection apparatus.However, compared to an electrochemical gas sensor, a gas-sensitive body formed of a metal oxide semiconductor having a lower impedance than the gas sensor is used. Since the gas sensor unit having the gas sensor unit is used, even when the exhalation blowing unit and the inspection device main body are separated from each other, it is difficult for noise to be attached to the cable connecting the gas sensor unit and the drive measuring unit, and therefore, the exhaling breathing It is said that the display on the display unit is easy to see at the time of inspection, and the usability is improved by making the inspection apparatus main body in which the unit and the display unit are arranged separately. There is a result.
[0044]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the drive measuring unit, the display unit, and the exhalation blowing unit are provided in an inspection apparatus main body formed to a size that can be gripped by hand, Since the drive measurement unit, the display unit, and the breath blowing unit are integrated and provided in the inspection apparatus main body, there is an effect that portability is improved.
[0045]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, a breathable and waterproof filter is disposed upstream of the gas sensor in the flow path of expiration in the expiration blowing section. As a feature, the filter can prevent water droplets from adhering to the gas sensor unit, and can prevent the output of the gas sensor unit from being changed or damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a breath test apparatus according to the present embodiment, in which (a) is an external perspective view and (b) is a cross-sectional view of a breath blowing section.
FIG. 2 is a partially cutaway side view of the same gas sensor.
FIG. 3 is a circuit diagram of the same.
FIG. 4 is a timing chart for explaining the above operation.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the filter used in the above.
FIG. 6 is a diagram showing an LCD screen of the above.
[Explanation of symbols]
3 Gas sensor
4 LCD
20 Inspection device body
30 Breath blowing unit
31a Inlet
31b outlet

Claims

呼気に含まれる一酸化炭素を検出する呼気検査装置であって、一端側に呼気の吹込み口を設けるとともに他端側に吹き込まれた呼気の排出口を設けた呼気吹込み部と、呼気吹込み部における吹込み口と排出口との間の呼気の流路に配置され、一酸化炭素の吸着によって抵抗値が変化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体を有するガスセンサ部と、ガスセンサ部を駆動し感ガス体の抵抗値変化に基づいて呼気中に含まれる一酸化炭素の濃度を測定する駆動測定部と、駆動測定部での測定結果を表示する表示部とを備えて成ることを特徴とする呼気検査装置。What is claimed is: 1. A breath test apparatus for detecting carbon monoxide contained in breath, comprising: a breath blowing section provided with a breath blowing port at one end and a breath discharging port blown at the other end; A gas sensor portion having a gas-sensitive body formed of a metal oxide semiconductor formed of a metal oxide semiconductor whose resistance value is changed by adsorption of carbon monoxide, which is disposed in an exhalation flow path between an inlet and an outlet in an inflow portion; A drive measuring unit that drives the unit and measures the concentration of carbon monoxide contained in breath based on a change in resistance value of the gas-sensitive body, and a display unit that displays a measurement result in the drive measuring unit. A breath test apparatus characterized by the above-mentioned.

駆動測定部および表示部を収納する検査装置本体と呼気吹込み部とを別体としたことを特徴とする請求項１記載の呼気検査装置。The breath test apparatus according to claim 1, wherein the test apparatus main body accommodating the drive measuring section and the display section is provided separately from the breath blowing section.

駆動測定部と表示部と呼気吹込み部とを、手で把持可能な大きさに形成した検査装置本体に配設したことを特徴とする請求項１記載の呼気検査装置。2. The breath test apparatus according to claim 1, wherein the drive measuring section, the display section, and the breath blowing section are arranged in a test apparatus main body formed in a size that can be gripped by hand.

呼気吹込み部内の呼気の流路において、ガスセンサ部の上流側に通気性および防水性を有するフィルターを配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の呼気検査装置。The breath test apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a filter having breathability and waterproofness is arranged upstream of the gas sensor section in a flow path of the breath in the breath blowing section.