KR101817752B1 - Apparatus and Method for analyzing breath gases using multi-sensor - Google Patents
Apparatus and Method for analyzing breath gases using multi-sensor Download PDFInfo
- Publication number
- KR101817752B1 KR101817752B1 KR1020160094186A KR20160094186A KR101817752B1 KR 101817752 B1 KR101817752 B1 KR 101817752B1 KR 1020160094186 A KR1020160094186 A KR 1020160094186A KR 20160094186 A KR20160094186 A KR 20160094186A KR 101817752 B1 KR101817752 B1 KR 101817752B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- biogas
- gas
- sensor
- concentration
- output signal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/0803—Recording apparatus specially adapted therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/083—Measuring rate of metabolism by using breath test, e.g. measuring rate of oxygen consumption
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0271—Thermal or temperature sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/029—Humidity sensors
Abstract
Description
본 발명은 호흡기체 분석장치 및 호흡기체 분석방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 호흡기 질환의 모니터링을 위하여 복합가스 환경에서 복합센서를 사용하여 호흡기체를 정확하게 분석할 수 있는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치 및 호흡기체 분석방법에 관한 것이다.The present invention relates to a respiratory gas analyzer and a respiratory gas analyzing method. More particularly, the present invention relates to a respiratory gas analyzing method using a complex sensor capable of accurately analyzing respiratory gas using a multi-sensor in a multi- Apparatus and a method for analyzing breathing gas.
가스 센서는 전통적인 위험 가스의 누출 경보를 위한 용도에서 시작하여 근래에 와서는 대기 환경의 상태를 상시적으로 측정하는 등 다양한 용도로 응용되고 있다. 특히 최근에 와서는 호흡 가스에 포함되어 있는 다양한 가스를 측정하여 생체 정보를 획득하는 기술에 많은 관심이 쏟아지고 있다.Gas sensors have been used for a variety of purposes, starting from the use for alarming the leakage of traditional hazardous gases and, in recent years, by constantly measuring the state of the atmospheric environment. Especially recently, much attention has been paid to the technique of acquiring biometric information by measuring various gases contained in respiratory gas.
생명체의 날숨(exhaled breath)을 통해서 배출되는 휘발성 유기화합물(volatile organic compound) 및 휘발성 황 화합물(volatile sulfur compounds) 가스들은 수백여 종에 이르며, 그 중 특정 가스들은 생명체의 건강 정보를 포함하는 바이오마커(biomarker)로서 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다.Volatile organic compounds and volatile sulfur compounds, which are released through exhaled breath, reach hundreds of species, of which specific gases are biomarkers that contain information on the health of living organisms which can be used as a biomarker.
특히, 가스센서가 적용되는 호흡기체 분석장비는 만성호흡기질환 (만성 폐색성 폐질환, 천식, 폐렴 등) 또는 폐암수술 예후 등의 이유로 인하여 지속적인 호흡기체에 대한 모니터링이 필요한 경우 컴퓨터 단층촬영 및 엑스레이 촬영으로 인한 방사선 피폭을 최소화하고 비침습적으로 간단하게 사용된다.In particular, the respiratory gas analyzer to which the gas sensor is applied is required to be continuously monitored for respiratory gas due to reasons such as chronic respiratory diseases (chronic obstructive pulmonary disease, asthma, pneumonia, etc.) Minimizing the radiation exposure due to the non-invasive and simple use.
그러나, 복합가스 환경에서 해당 바이오가스를 센싱하는 해당 가스센서는 해당 바이오가스 이외의 바이오가스들로 인하여 영향을 받기 때문에 실제 사용이 제한적인 문제가 있다.However, since the gas sensor sensing the biogas in a mixed gas environment is affected by biogas other than the biogas, there is a problem in that the gas sensor is limited in practical use.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 호흡기질환 모니터링을 위하여 복합가스 환경에서 복합가스센서를 사용하여 호흡기체를 정확하게 분석할 수 있는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치 및 호흡기체 분석방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a respiratory gas analyzer and a respiratory gas analyzing method using a complex sensor capable of accurately analyzing respiratory gases using a multi-gas sensor in a multi-gas environment for respiratory disease monitoring.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제1 바이오가스와 제2 바이오가스를 함유하는 호기가 유입되는 호기 주입구; 상기 호기 주입구를 유동하는 호기 중 일부분이 샘플링된 샘플링 호기가 유입되는 샘플링관; 상기 샘플링관과 연결되어 상기 샘플링 호기가 유입되는 본체하우징; 상기 본체하우징의 내부에 구비되되, 상기 제1 바이오가스와 제2 바이오가스에 대한 농도를 각각 측정하는 제1 가스센서 및 제2 가스센서를 포함하는 복합센서; 그리고, 상기 제1 가스센서에서 측정된 상기 제1 바이오가스의 농도에 대한 제1 실제 출력신호를 보정하는 제어유닛을 포함하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a bio-gas generator comprising: a breathing inlet through which a breath containing a first biogas and a second biogas flows; A sampling pipe through which a sampling unit, from which a part of the exhalation flowing through the exhalation inlet is sampled, is introduced; A main body housing connected to the sampling pipe to receive the sampling air; A composite sensor including a first gas sensor and a second gas sensor provided in the main body housing for measuring concentrations of the first biogas and the second biogas, respectively; And a control unit for correcting a first actual output signal with respect to a concentration of the first biogas measured by the first gas sensor.
상기 제어유닛은 기준 호기가 제1 바이오가스와 공기로만 구성되는 경우에 제1 바이오가스의 농도변화에 따른 제1 가스센서의 출력신호와 제1 바이오가스의 농도에 대한 정보를 포함하는 단일가스 정보테이블과, 기준 호기가 공기, 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스를 포함하는 상태에서 상기 제1 바이오가스 및 상기 제2 바이오가스의 농도가 각각 변하는 경우에 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서에 의하여 얻어지는 각각의 출력신호들과 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스의 각각의 농도에 대한 정보를 포함하는 복합가스 정보테이블을 바탕으로 상기 제1 실제 출력신호를 보정할 수 있다.Wherein the control unit is operable to determine whether the reference gas is composed of only the first biogas and the air, the single gas information including information on the output signal of the first gas sensor and the concentration of the first biogas according to the concentration change of the first biogas A first biogas and a second biogas in a state where the reference biogas includes air, a first biogas, and a second biogas, and when the concentrations of the first biogas and the second biogas change, The first actual output signal can be corrected based on the complex gas information table including the respective output signals obtained by the first and second biogas and the concentration of each of the first biogas and the second biogas.
상기 호흡기체 분석장치는 상기 샘플링관상에 배치되되, 상기 본체하우징의 전단에 배치되어 상기 샘플링호기에 함유된 수분을 감소시키는 수분저감유닛을 더 포함할 수 있다.The respiratory gas analyzer may further include a water reducing unit disposed on the sampling pipe and disposed at a front end of the main body housing to reduce water contained in the sampling unit.
또한, 상기 호흡기체 분석장치는 상기 본체하우징의 후단에 배치되어 상기 샘플링호기를 흡입하는 석션유닛을 더 포함할 수 있다.The respiratory gas analyzer may further include a suction unit disposed at a rear end of the main body housing to suck the sampling breath.
상기 샘플링관은 상기 호기주입구의 일측에서 분지되어, 상기 호기주입구와 함께 'T'자 형상을 이룰 수 있다.The sampling tube may be branched at one side of the exhalation inlet so as to have a 'T' shape together with the exhalation inlet.
상기 제1 가스센서는 상기 샘플링호기에 함유된 휘발성유기화합물(VOCs)의 농도를 측정하기 위한 산화물 반도체센서를 포함하며, 상기 산화물 반도체센서는 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와, 상기 샘플링호기의 측정시 측정환경에 대한 영향을 보정함과 동시에 신호의 증폭을 위하여 상기 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와 서로 반대되는 출력신호를 갖는 피타입(P-type) 산화물 반도체센서를 포함할 수 있다.Wherein the first gas sensor comprises an oxide semiconductor sensor for measuring the concentration of volatile organic compounds (VOCs) contained in the sampling exciter, wherein the oxide semiconductor sensor comprises an N-type oxide semiconductor sensor, (P-type) oxide semiconductor sensor having an output signal opposite to that of the N-type oxide semiconductor sensor for correcting the influence on the measurement environment in the measurement of expiration and for amplifying a signal can do.
상기 복합센서는 제3 바이오가스의 농도를 측정하는 제3 가스센서를 더 포함하고, 상기 제2 가스센서는 상기 샘플링호기에 함유된 산화질소(NO)의 농도를 측정하기 위한 전기화학센서의 형태로 구비되고, 상기 제3 가스센서는 상기 샘플링호기에 함유된 황화수소(H2S)의 농도를 측정하기 위한 전기화학센서의 형태로 구비될 수 있다.The composite sensor further includes a third gas sensor for measuring the concentration of the third biogas, and the second gas sensor is a type of an electrochemical sensor for measuring the concentration of nitrogen oxide (NO) contained in the sampling unit And the third gas sensor may be provided in the form of an electrochemical sensor for measuring the concentration of hydrogen sulfide (H 2 S) contained in the sampling unit.
또한, 상기 복합센서는 상기 샘플링호기에 함유된 수분의 농도를 측정하기 위한 습도센서와, 상기 샘플링호기의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함할 수 있다.The composite sensor may further include a humidity sensor for measuring the concentration of water contained in the sampling unit and a temperature sensor for measuring the temperature of the sampling unit.
상기 제1 가스센서, 상기 제2 가스센서 및 상기 제3 가스센서는 상기 샘플링호기와 동시에 접촉되도록 상기 샘플링호기의 진행방향에 대하여 수직으로 일렬배치될 수 있다.The first gas sensor, the second gas sensor, and the third gas sensor may be arranged in a line perpendicular to the traveling direction of the sampling exciter to be in contact with the sampling exciter at the same time.
상기 제어유닛은 상기 제1 가스센서, 상기 제2 가스센서 및 상기 제3 가스센서에서 측정된 후 보정된 바이오가스별 출력신호를 바탕으로 질환의 종류를 판단할 수 있다.The control unit may determine the type of disease based on the output signal of each of the first gas sensor, the second gas sensor, and the third gas sensor and corrected for each biogas.
또한, 상기 제어유닛은 상기 가스센서들의 실제 출력신호와 대응되는 상기 바이오가스들의 농도인 테이블 농도를 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출하고, 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출된 상기 테이블 농도 중 상기 제1 바이오가스의 농도인 제1 테이블 농도에 대응되는 제1 테이블 출력신호를 상기 단일가스 정보테이블로부터 산출한 후, 상기 제1 가스센서의 제1 실제출력신호와 상기 제1 테이블 출력신호의 차이를 바탕으로 상기 제1 실제출력신호를 보정할 수 있다.Further, the control unit may calculate the table concentration, which is the concentration of the biogas corresponding to the actual output signal of the gas sensors, from the composite gas information table, and determine, based on the table concentration calculated from the composite gas information table, A first table output signal corresponding to a first table concentration, which is a concentration of gas, is calculated from the single gas information table, and based on the difference between the first actual output signal of the first gas sensor and the first table output signal The first actual output signal can be corrected.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 기준 호기가 공기와 해당 바이오가스만을 포함하는 상태에서 해당 바이오가스의 농도변화에 따른 해당 가스센서의 출력신호와 해당 바이오가스의 농도에 대한 정보를 획득하는 단일가스 정보획득단계; 기준 호기가 공기, 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스를 포함하는 상태에서 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스의 농도가 각각 변하는 경우에 제1 가스센서 및 제2 가스센서에 의하여 얻어지는 각각의 출력신호들과 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스 각각의 농도에 대한 정보를 포함하는 복합가스 정보획득단계; 실제 호기가 공기, 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스를 포함하는 경우에 상기 제1 가스센서 및 상기 제2 가스센서에서 측정되는 각각의 실제 출력신호를 획득하는 실제 출력신호 획득단계; 그리고, 상기 단일가스 정보획득단계에서 얻어지는 단일가스 정보테이블과, 상기 복합가스 정보획득단계에서 얻어지는 복합가스 정보테이블을 바탕으로 상기 실제 출력신호를 보정하는 보정단계를 포함하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention provides a method of acquiring information on the output signal of the corresponding gas sensor and the concentration of the corresponding biogas in accordance with the change in concentration of the biogas in a state where only the reference gas and the corresponding biogas are contained Obtaining a single gas information; Wherein the concentration of the first biogas and the concentration of the second biogas in the state where the reference gas is composed of air, the first biogas, and the second biogas, respectively, The method comprising: obtaining complex gas information including output signals and information on the concentration of each of the first biogas and the second biogas; An actual output signal acquisition step of acquiring a respective actual output signal measured by the first gas sensor and the second gas sensor when the actual breath includes air, a first biogas, and a second biogas; And a correction step of correcting the actual output signal based on the single gas information table obtained in the single gas information acquiring step and the complex gas information table obtained in the complex gas information acquiring step, ≪ / RTI >
상기 보정단계는 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서의 실제 출력신호와 대응되는 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스들의 농도인 테이블 농도를 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 산출된 상기 테이블 농도 중 상기 제1 바이오가스의 농도인 제1 테이블 농도에 대응되는 제1 테이블 출력신호를 상기 단일가스 정보테이블로부터 산출하는 제2 단계와, 상기 제1 가스센서의 제1 실제 출력신호와, 상기 제1 테이블 출력신호의 차이를 바탕으로 상기 제1 실제 출력신호를 보정하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석방법을 제공한다.Wherein the correcting step comprises: a first step of calculating a table concentration, which is a concentration of the first biogas and the second biogas corresponding to actual output signals of the first gas sensor and the second gas sensor, from the composite gas information table; A second step of calculating, from the single gas information table, a first table output signal corresponding to a first table concentration which is the concentration of the first biogas among the table concentrations calculated in the first step; And a third step of correcting the first actual output signal based on a difference between the first actual output signal and the first table output signal.
본 발명에 따른 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치 및 호흡기체 분석방법은 다음과 같은 효과가 있다.The respiratory gas analyzer and the respiratory gas analyzing method using the composite sensor according to the present invention have the following effects.
첫째, 복합센서에서 측정되는 데이터를 복합 보정알고리즘을 통하여 보정함으로써 복합가스의 환경에서도 해당 바이오가스의 농도를 정확하게 산출할 수 있는 이점이 있다.First, by correcting the data measured by the complex sensor through the complex correction algorithm, it is possible to accurately calculate the concentration of the biogas even in a mixed gas environment.
둘째, 해당 바이오가스의 측정시 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와 피타입(P-type) 산화물 반도체센서를 동시에 사용함으로써 측정시 측정환경에 대한 영향을 보정함과 동시에 신호를 증폭시킴으로 인하여 해당 바이오가스의 농도를 보다 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.Second, by using the N-type oxide semiconductor sensor and the P-type oxide semiconductor sensor at the same time in measuring the biogas, it is possible to correct the influence on the measuring environment during measurement and amplify the signal There is an advantage that the concentration of the biogas can be measured more accurately.
도 1은 본 발명에 따른 호흡기체 분석장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 호흡기체 분석장치의 주요구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 호흡기체 분석장치에서 측정된 바이오가스의 측정값에 대한 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 호흡기체 분석방법의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 호흡기체 분석장치에서 측정된 바이오가스의 측정값에 대한 다른 예를 나타낸 그래프이다.1 is a view showing an embodiment of a respiratory gas analyzer according to the present invention.
Fig. 2 is a schematic view showing the main configuration of the respiratory gas analyzer of Fig. 1;
FIG. 3 is a graph showing an example of measured values of the biogas measured by the respiratory gas analyzer of FIG. 1; FIG.
4 is a flow chart of a respiratory gas analysis method according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing another example of measured values of the biogas measured by the respiratory gas analyzer of FIG. 1; FIG.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-mentioned problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names and the same symbols are used for the same configurations, and additional description therefor will be omitted below.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치 및 호흡기체 분석방법의 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.1 to 5, an embodiment of a respiratory gas analyzer and a respiratory gas analyzing method using the composite sensor according to the present invention will be described as follows.
본 실시 예에 따른 호흡기체 분석장치는 호기 주입구(10)와 장치본체(100)를 포함한다. The apparatus for analyzing breathing gas according to the present embodiment includes a
상기 호기 주입구(10)에는 사용자가 내쉬는 호기가 유입되며, 상기 호기에는 공기, 수분, 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스를 포함한다.The user exhales air into the
여기서, 상기 제1 바이오가스는 휘발성유기화합물(VOCs:Volatile Organic Compounds)일 수 있고, 상기 제2 바이오가스는 산화질소(NO)이고, 상기 제3 바이오가스는 황화수소(H2S)일 수 있다. 상기 휘발성유기화합물로는 아세톤(Acetone) 등이 될 수 있다. Here, the first biogas may be volatile organic compounds (VOCs), the second biogas may be nitrogen oxide (NO), and the third biogas may be hydrogen sulfide (H 2 S) . The volatile organic compound may be acetone or the like.
상기 장치본체(100)는 샘플링관(20), 본체하우징(120), 복합센서, 수분저감유닛(110), 석션유닛(130) 및 제어유닛을 포함한다.The apparatus
상기 샘플링관(20)으로는 상기 호기 주입구(10)를 유동하는 호기 중 일부분이 샘플링된 샘플링 호기가 유입된다. 상기 샘플링관(20)은 상기 호기 주입구(10)의 일측에서 분지되어, 상기 호기 주입구(10)와 함께 'T'자 형상을 이룰 수 있다.The sampling pipe (20) is connected to a sampling pipe (20) through which a portion of the exhalation flow that flows through the exhalation inlet (10) is sampled. The
상기 본체하우징(120)은 상기 샘플링관(20)과 연결되어 상기 샘플링 호기가 유입된다. The
상기 복합센서는 상기 본체하우징(120)의 내부에 구비되는 제1 가스센서(140), 제2 가스센서(150), 제3 가스센서(160), 습도센서(미도시) 및 온도센서(미도시)를 포함한다.The hybrid sensor includes a
상기 제1 가스센서(140)는 상기 제1 바이오가스에 대한 농도를 측정하고, 상기 제2 가스센서(150)는 상기 제2 바이오가스에 대한 농도를 측정하며, 상기 제3 가스센서(160)는 상기 제3 바이오가스에 대한 농도를 측정한다.The
여기서, 상기 제1 가스센서(140), 상기 제2 가스센서(150) 및 상기 제3 가스센서(160)는 상기 샘플링호기와 동시에 접촉되도록 상기 샘플링호기의 진행방향에 대하여 수직으로 일렬배치된다.Here, the
구체적으로, 상기 제1 가스센서(140)는 상기 샘플링호기에 함유된 휘발성유기화합물(VOCs)의 농도를 측정하기 위한 산화물 반도체센서를 포함한다. 상기 산화물 반도체센서는 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와, 상기 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와 서로 반대되는 출력신호를 갖는 피타입(P-type) 산화물 반도체센서를 포함한다.Specifically, the
상기 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와 상기 피타입(P-type) 산화물 반도체센서가 서로 반대되는 출력신호를 가지기 때문에 해당 바이오가스를 주입하기 전에 상기 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서의 출력신호와 상기 피타입(P-type) 산화물 반도체센서의 출력신호를 합하게 되면, 출력신호의 베이스라인이 자동으로 조정된다. 동시에, 바이오가스들의 유동속도 차이로 인한 출력신호의 외란이 제거된다. Since the N-type oxide semiconductor sensor and the P-type oxide semiconductor sensor have output signals opposite to each other, the N-type oxide semiconductor sensor And the output signal of the P-type oxide semiconductor sensor is summed, the baseline of the output signal is automatically adjusted. At the same time, the disturbance of the output signal due to the flow velocity difference of the biogas is eliminated.
뿐만 아니라, 상기 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서의 출력신호와 상기 피타입(P-type) 산화물 반도체센서의 출력신호를 빼주게 되면, 출력신호를 2배로 증폭시킬 수 있게 된다.In addition, if the output signal of the N-type oxide semiconductor sensor and the output signal of the P-type oxide semiconductor sensor are subtracted, the output signal can be doubled.
결과적으로, 해당 바이오가스의 측정시 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와 피타입(P-type) 산화물 반도체센서를 동시에 사용함으로써 측정시 측정환경에 대한 영향을 보정함과 동시에 신호를 증폭시킴으로 인하여 해당 바이오가스의 농도를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.As a result, by using the N-type oxide semiconductor sensor and the P-type oxide semiconductor sensor simultaneously in the measurement of the biogas, it is possible to correct the influence on the measurement environment during measurement and amplify the signal It is possible to more accurately measure the concentration of the biogas.
상기 제2 가스센서(150)는 상기 샘플링호기에 함유된 산화질소(NO)의 농도를 측정하기 위한 전기화학센서의 형태로 구비되며, 상기 제3 가스센서(160)는 상기 샘플링호기에 함유된 황화수소(H2S)의 농도를 측정하기 위한 전기화학센서의 형태로 구비된다.The
상기 습도센서는 샘플링호기에 함유된 수분의 농도를 측정하고, 상기 온도센서는 상기 샘플링호기의 온도를 측정하게 된다. 상기 습도센서와 상기 온도센서는 저항센서의 형태로 구비된다.The humidity sensor measures the concentration of water contained in the sampling unit, and the temperature sensor measures the temperature of the sampling unit. The humidity sensor and the temperature sensor are provided in the form of a resistance sensor.
상기 수분저감유닛(110)은 상기 샘플링관(20)상에 배치되되, 상기 본체하우징(120)의 전단에 배치되어 상기 샘플링호기에 함유된 수분을 감소시키게 된다.The
상기 석션유닛(130)은 상기 본체하우징(120)의 후단에 배치되어 상기 샘플링호기를 흡입하게 된다.The
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 복합가스의 환경하에서 복합센서를 사용하여 바이오가스들을 측정하는 경우에 해당 가스센서가 해당 바이오가스 이외의 바이오가스에 의하여 영향을 받게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, when measuring the biogas using the complex sensor under the environment of the complex gas, the gas sensor is affected by the biogas other than the biogas.
도 3에서 case 1은 아세톤이 0.8ppm 일때 상기 제2 가스센서가 측정하는 산화질소의 농도에 대한 출력신호를 나타내고, case 2는 아세톤이 1.12ppm 일때 상기 제2 가스센서가 측정하는 산화질소의 농도에 대한 출력신호를 나타내며, case 3은 아세톤이 0.8ppm 인 상황에서 산화질소의 농도가 변할 때 상기 아세톤의 농도에 대한 상기 제1 가스센서(140)의 출력신호를 나타내며, case 4는 아세톤이 1.12ppm 인 상황에서 산화질소의 농도가 변할 때 상기 아세톤의 농도에 대한 제1 가스센서(140)의 출력신호를 나타낸다.Case 3 in FIG. 3 shows an output signal for the concentration of nitric oxide measured by the second gas sensor when acetone is 0.8 ppm. Case 2 shows the concentration of nitric oxide measured by the second gas sensor when acetone is 1.12 ppm. Case 3 represents the output signal of the
결과적으로, case 1과 case 2를 비교하면, 산화질소가 동일한 값을 가지더라도 아세톤의 양이 0.8ppm 일때와 1.12ppm 일때 상기 산화질소의 농도를 측정하는 상기 제2 가스센서(150)의 실제출력신호는 차이를 가진다.As a result, comparing the case 1 and the case 2, the actual output of the
또한, case 3과 case 4를 살펴보면, 아세톤이 일정 농도를 가지더라도 산화질소의 농도가 변할 때 상기 아세톤의 농도에 대한 상기 제1 가스센서(140)의 출력신호가 일정하지 않게 된다. In case 3 and case 4, even if acetone has a certain concentration, the output signal of the
상기 제어유닛은 복합가스 환경하에서 각각의 바이오가스의 농도에 대한 각각의 가스센서에서 측정된 실제출력신호를 복합 보정알고리즘을 이용하여 보정하게 된다. 복합가스 환경하에서 상기 각각의 가스센서의 출력신호가 보정되는 복합 보정알고리즘의 과정은 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 상기 제1 가스센서(140)에서 측정된 상기 제1 바이오가스의 농도에 대한 제1 실제 출력신호를 보정하는 알고리즘에 한하여 설명한다.The control unit will correct the actual output signal measured at each gas sensor for the concentration of each biogas under a complex gas environment using a complex correction algorithm. The process of the complex correction algorithm in which the output signals of the respective gas sensors are corrected under a mixed gas environment is substantially the same and therefore the following description will be made on the assumption that the
구체적으로, 상기 제어유닛은 기준 호기가 제1 바이오가스와 공기로만 구성되는 경우에 제1 바이오가스의 농도변화에 따른 제1 가스센서(140)의 출력신호와 제1 바이오가스의 농도에 대한 정보를 포함하는 단일가스 정보테이블과, 기준 호기가 공기, 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스를 포함하는 상태에서 상기 제1 바이오가스 및 상기 제2 바이오가스의 농도가 각각 변하는 경우에 상기 제1 가스센서(140) 및 제2 가스센서(150)에 의하여 얻어지는 각각의 출력신호들과 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스의 각각의 농도에 대한 정보를 포함하는 복합가스 정보테이블을 바탕으로 상기 제1 실제 출력신호를 보정한다.Specifically, when the reference gas is composed only of the first biogas and the air, the control unit calculates the concentration of the first biogas based on the output signal of the
먼저, 상기 단일가스 정보테이블을 얻는 과정을 설명하면 다음과 같다.First, a process of obtaining the single gas information table will be described.
기준 호기가 공기와 수분으로만 구성되는 경우에 수분의 농도를 변화시키면서 상기 수분의 농도변화에 따른 수분센서의 출력신호와, 상기 수분의 농도를 상기 단일가스 정보테이블에 저장한다.The output signal of the moisture sensor according to the concentration change of the water and the concentration of the water are stored in the single gas information table while changing the concentration of water when the reference air unit is composed of only air and moisture.
또한, 기준 호기가 공기와 제1 바이오가스만으로 구성되는 경우에 상기 제1 바이오가스의 농도를 변화시키면서 상기 제1 바이오가스의 농도변화에 따른 상기 제1 가스센서(140)의 출력신호와, 상기 제1 바이오가스의 농도를 상기 단일가스 정보테이블에 저장한다. When the reference gas is composed only of air and the first biogas, an output signal of the
상술한 과정과 동일한 방법으로 상기 제2 바이오가스 및 상기 제3 바이오가스의 농도변화에 따른 상기 제2 가스센서(150)의 출력신호 및 상기 제3 가스센서(160)의 출력신호와 해당 바이오가스의 농도를 상기 단일가스 정보테이블에 저장한다. The output signal of the
다음으로, 상기 복합가스 정보테이블을 얻는 과정을 설명하면 다음과 같다.Next, a process of obtaining the complex gas information table will be described.
여기서, 복합가스가 공기, 수분, 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스로 구성되는 경우에 한하여 설명한다.Here, the case where the composite gas is composed of air, moisture, a first biogas, a second biogas, and a third biogas will be described.
먼저, 상기 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스의 농도를 특정값으로 고정시킨 상태에서 상기 수분의 농도를 변화시키면서 상기 수분의 농도변화에 따른 상기 수분센서의 출력신호, 상기 제1 가스센서(140)의 출력신호, 상기 제2 가스센서(150)의 출력신호, 상기 제3 가스센서(160)의 출력신호, 수분의 농도, 해당 바이오가스의 농도를 상기 복합가스 정보테이블에 저장한다.First, the concentration of the first biogas, the second biogas, and the third biogas is fixed to a specific value, while changing the concentration of the water, the output signal of the moisture sensor according to the concentration change of the moisture, The output signal of the
다음으로, 상기 수분, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스의 농도를 특정값으로 고정시킨 상태에서 상기 제1 바이오가스의 농도를 변화시키면서 상기 제1 바이오가스의 농도변화에 따른 상기 수분센서의 출력신호, 상기 제1 가스센서의 출력신호, 상기 제2 가스센서의 출력신호, 상기 제3 가스센서의 출력신호, 수분의 농도, 해당 바이오가스의 농도를 상기 복합가스 정보테이블에 저장한다.Next, while the concentration of the moisture, the second biogas, and the third biogas is fixed to a specific value, the concentration of the first biogas is changed while the output of the moisture sensor according to the concentration change of the first biogas The output signal of the first gas sensor, the output signal of the second gas sensor, the output signal of the third gas sensor, the concentration of water, and the concentration of the corresponding biogas are stored in the composite gas information table.
다음으로, 상기 제2 바이오가스의 이외의 바이오가스와 수분의 농도를 특정값으로 고정시킨 상태에서 상기 제2 바이오가스의 농도변화에 다른 상기 수분센서의 출력신호, 상기 제1 가스센서의 출력신호, 상기 제2 가스센서의 출력신호, 상기 제3 가스센서의 출력신호, 수분의 농도, 해당 바이오가스의 농도를 상기 복합가스 정보테이블에 저장한다.Next, in a state where the concentrations of biogas and moisture other than the second biogas are fixed to a specific value, an output signal of the moisture sensor different from that of the concentration of the second biogas, an output signal of the first gas sensor The output signal of the second gas sensor, the output signal of the third gas sensor, the concentration of water, and the concentration of the corresponding biogas are stored in the composite gas information table.
다음으로, 상기 제3 바이오가스의 이외의 바이오가스와 수분의 농도를 특정값으로 고정시킨 상태에서 상기 제3 바이오가스의 농도변화에 다른 상기 수분센서의 출력신호, 상기 제1 가스센서(140)의 출력신호, 상기 제2 가스센서(150)의 출력신호, 상기 제3 가스센서(160)의 출력신호, 수분의 농도, 해당 바이오가스의 농도를 상기 복합가스 정보테이블에 저장한다.Next, an output signal of the moisture sensor different from the concentration of the third biogas in the state where the concentrations of the biogas and moisture other than the third biogas are fixed to a specific value, the
따라서, 상기 복합가스 정보테이블에는 수분, 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스의 농도가 각각 변하는 경우에 대하여 수분센서, 상기 제1 가스센서(140), 상기 제2 가스센서(150) 및 상기 제3 가스센서(160)의 출력신호와 해당 상태에서의 수분 및 바이오가스의 농도에 대한 정보가 저장되어 있다.Accordingly, when the concentration of the moisture, the first biogas, the second biogas, and the third biogas changes in the composite gas information table, the moisture sensor, the
여기서, 상기 제어유닛은 상기 단일가스 정보테이블과 상기 복합가스 정보테이블을 바탕으로 상기 제1 바이오가스의 농도에 대한 제1 실제 출력신호를 보정하게 된다.Here, the control unit corrects the first actual output signal with respect to the concentration of the first biogas based on the single gas information table and the composite gas information table.
구체적으로, 상기 제어유닛은 상기 수분센서, 상기 제1 가스센서(140), 상기 제2 가스센서(150) 및 상기 제3 가스센서(160)의 실제 출력신호와 대응되는 복합가스 매칭상태를 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출하게 된다.Specifically, the control unit sets the complex gas matching state corresponding to the actual output signals of the moisture sensor, the
상기 복합가스 정보테이블에서 상기 실제 출력신호와 일대일 대응되는 복합가스 매칭상태가 존재하지 않는 경우에 상기 제어유닛은 상기 복합가스 정보테이블의 정보를 바탕으로 내삽법(interpolation)을 통하여 복합가스 매칭상태를 산출하게 된다. When there is no complex gas matching state corresponding one-to-one to the actual output signal in the complex gas information table, the control unit performs interpolation on the complex gas matching state based on the information of the complex gas information table Respectively.
다음으로, 상기 제어유닛은 상기 복합가스 정보테이블로부터 상기 복합가스 매칭상태에 해당되는 상기 수분, 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스의 농도인 테이블 농도를 산출하게 된다.Next, the control unit calculates the table concentration which is the concentration of the moisture, the first biogas, the second biogas, and the third biogas corresponding to the complex gas matching state from the composite gas information table.
다음으로, 상기 제어유닛은 상기 테이블 농도 중 상기 제1 바이오가스의 농도인 제1 테이블 농도에 대응되는 단일가스 매칭상태를 상기 단일가스 정보테이블로부터 산출하게 된다.Next, the control unit calculates a single gas matching state corresponding to the first table concentration, which is the concentration of the first biogas in the table concentration, from the single gas information table.
상기 단일가스 정보테이블에서 상기 제1 테이블농도에 일대일 대응되는 단일가스 매칭상태가 존재하지 않는 경우에 상기 제어유닛은 상기 단일가스 정보테이블의 정보를 바탕으로 내삽법을 통하여 단일가스 매팅상태를 산출하게 된다.In a case where there is no single gas matching state corresponding one-to-one to the first table concentration in the single gas information table, the control unit calculates a single gas matting state through interpolation based on the information of the single gas information table do.
다음으로, 상기 제어유닛은 상기 단일가스 정보테이블로부터 상기 단일가스 매칭상태에 해당하는 상기 제1 가스센서(140)의 제1 테이블 출력신호를 산출하게 된다.Next, the control unit calculates a first table output signal of the
다음으로, 상기 제어유닛은 상기 제1 가스센서(140)의 제1 실제출력신호와 상기 제1 테이블 출력신호의 차이를 바탕으로 상기 제1 실제출력신호를 보정하게 된다.Next, the control unit corrects the first actual output signal based on the difference between the first actual output signal of the
상술한 과정과 동일한 방법으로, 상기 제2 가스센서의 제2 실제출력신호와 상기 제3 가스센서의 제3 실제출력신호가 보정된다.The second actual output signal of the second gas sensor and the third actual output signal of the third gas sensor are corrected in the same manner as described above.
결과적으로, 복합가스의 환경하에서 복합센서를 사용하여 바이오가스들을 측정하는 경우에 해당 가스센서가 해당 바이오가스 이외의 바이오가스에 의하여 영향을 받더라도 복합 보정알고리즘을 통하여 보정함으로써 복합가스의 환경에서도 해당 바이오가스의 농도를 정확하게 산출할 수 있게 된다.As a result, in the case of measuring biogas using a composite sensor under a mixed gas environment, even if the gas sensor is affected by biogas other than the biogas, it is corrected through a complex correction algorithm, The concentration of the gas can be accurately calculated.
한편, 상기 제어유닛은 상기 제1 가스센서(140), 상기 제2 가스센서(150) 및 상기 제3 가스센서(160)에서 측정된 후 보정된 바이오가스별 출력신호를 바탕으로 질환의 종류를 판단할 수 있다.On the other hand, the control unit controls the type of disease based on the output signals of the
예를 들면, 본 실시 예에 따른 호흡분석장치의 저장유닛에는 질환의 종류별로 상기 제1 바이오가스, 상기 제2 바이오가스 및 상기 제3 바이오가스의 농도범위에 대한 농도정보가 질환 테이블로 미리 저장되어 있고, 상기 제어유닛은 상기 바이오가스별 출력신호를 바탕으로 해당 바이오가스의 농도를 산출하고, 상기 농도를 바탕으로 상기 질환 테이블로부터 질환의 종류를 산출하게 된다.For example, in the storage unit of the respiration analysis apparatus according to the present embodiment, concentration information on the concentration range of the first biogas, the second biogas, and the third biogas is stored in advance in the disease table And the control unit calculates the concentration of the biogas based on the output signal for each biogas, and calculates the type of disease from the disease table based on the concentration.
여기서, 산화질소는 천식 및 다양한 호흡기 질환과 연관되어 있고, 황화수소는 호흡기내 염증질환과 연관되어 있으며, 휘발성유기화합물 중 아세톤은 폐암, 폐렴, 급성폐손상, 비염, 당뇨 등과 연관되어 있다.Here, nitric oxide is associated with asthma and various respiratory diseases, and hydrogen sulfide is associated with respiratory inflammatory disease. Acetone among volatile organic compounds is associated with lung cancer, pneumonia, acute lung injury, rhinitis, and diabetes.
도 5에 도시된 바와 같이, 산화질소의 농도를 측정하는 제2 가스센서(150)와, 휘발성유기화합물(예를 들어, 아세톤)의 농도를 측정하는 제1 가스센서(140)가 복합가스환경에서 측정된 후 보정된 바이오가스별 출력신호를 나타낸 것으로서, 도 5의 (a)는 산화질소 관련 대사질환이 예상되고, 도 5의 (b)는 산화질소와 아세톤의 복합 대사질환이 예상됨을 나타낸다.A
도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 복합센서를 이용한 호흡기체 분석방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 2 and 4, a method for analyzing a respiratory gas using a composite sensor according to the present invention will be described.
먼저, 복합가스 환경에서 사용되는 각각의 단일가스에 대한 단일가스 정보획득단계가 수행된다(S10).First, a single gas information acquisition step for each single gas used in the complex gas environment is performed (S10).
구체적으로, 상기 단일가스 정보획득단계에서는 기준 호기가 공기와 해당 바이오가스만을 포함하는 상태에서 해당 바이오가스의 농도변화에 따른 해당 가스센서의 출력신호와 해당 바이오가스의 농도에 대한 정보를 획득하게 된다.Specifically, in the single gas information acquiring step, information about the output signal of the corresponding gas sensor and the concentration of the corresponding biogas according to the concentration change of the corresponding biogas is acquired in a state where only the air and the corresponding biogas are included in the reference gas .
다음으로, 복합가스 환경에서 사용되는 복합가스에 대한 복합가스 정보획득단계가 수행된다(S20). Next, a composite gas information acquisition step for the complex gas used in the complex gas environment is performed (S20).
구체적으로, 상기 복합가스 정보획득단계에서는 기준 호기가 공기, 수분, 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스를 포함하는 상태에서 상기 수분, 상기 제1 바이오가스, 상기 제2 바이오가스 및 상기 제3 바이오가스의 농도가 각각 변하는 경우에 수분센서, 제1 가스센서(140), 제2 가스센서(150) 및 제3 가스센서(160)에 의하여 얻어지는 각각의 출력신호들과 상기 수분, 상기 제1 바이오가스, 상기 제2 바이오가스 및 상기 제3 바이오가스 각각의 농도에 대한 정보를 획득하게 된다. Specifically, in the step of acquiring the complex gas information, the reference gas is supplied to the first biogas, the second biogas, the first biogas, the second biogas, and the second biogas in a state including air, moisture, The
다음으로, 실제 호기가 공기, 수분, 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스를 포함하는 경우에 상기 수분센서, 상기 제1 가스센서(140), 상기 제2 가스센서(150) 및 상기 제3 가스센서(160)에서 측정되는 각각의 실제 출력신호를 획득하는 실제 출력신호 획득단계가 수행된다(S30).Next, the water sensor, the
다음으로, 상기 단일가스 정보획득단계에서 얻어지는 단일가스 정보테이블과, 상기 복합가스 정보획득단계에서 얻어지는 복합가스 정보테이블을 바탕으로 상기 실제 출력신호를 보정하는 보정단계가 수행된다(S40).Next, a correction step of correcting the actual output signal is performed based on the single gas information table obtained in the single gas information acquiring step and the complex gas information table obtained in the complex gas information acquiring step (S40).
상기 보정단계에서 상기 제1 가스센서(140)의 제1 실제 출력신호가 보정되는 경우에 한하여 설명하면 다음과 같다.A description will be made only when the first actual output signal of the
먼저, 상기 수분센서, 상기 제1 가스센서(140), 상기 제2 가스센서(150) 및 상기 제3 가스센서(160)의 실제 출력신호와 대응되는 수분, 제1 바이오가스, 제2 바이오가스 및 제3 바이오가스의 농도인 테이블 농도를 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출하는 제1 단계가 수행된다.First, the moisture, the first biogas, the second biogas, and the gas corresponding to the actual output signals of the moisture sensor, the
다음으로, 상기 제1 단계에서 산출된 상기 테이블 농도 중 상기 제1 바이오가스의 농도인 제1 테이블 농도에 대응되는 제1 테이블 출력신호를 상기 단일가스 정보테이블로부터 산출하는 제2 단계가 수행된다.Next, a second step of calculating a first table output signal corresponding to the first table concentration, which is the concentration of the first biogas in the table concentration calculated in the first step, from the single gas information table is performed.
다음으로, 상기 제1 가스센서의 제1 실제 출력신호와, 상기 제1 테이블 출력신호의 차이를 바탕으로 상기 제1 실제 출력신호를 보정하는 제3 단계가 수행된다.Next, a third step of correcting the first actual output signal based on the difference between the first actual output signal of the first gas sensor and the first table output signal is performed.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention as claimed in the claims. And such variations are within the scope of the present invention.
10: 호기 주입구 20: 샘플링관
110: 수분저감유닛 120: 본체하우징
130: 석션유닛 140: 제1 가스센서
150: 제2 가스센서 160: 제3 가스센서10: Exhalation inlet 20: Sampling tube
110: Water reducing unit 120: Body housing
130: Suction unit 140: First gas sensor
150: second gas sensor 160: third gas sensor
Claims (10)
상기 호기 주입구를 유동하는 호기 중 일부분이 샘플링된 샘플링 호기가 유입되는 샘플링관;
상기 샘플링관과 연결되어 상기 샘플링 호기가 유입되는 본체하우징;
상기 본체하우징의 내부에 구비되되, 상기 제1 바이오가스와 제2 바이오가스에 대한 농도를 각각 측정하는 제1 가스센서 및 제2 가스센서를 포함하는 복합센서; 그리고,
상기 제1 가스센서에서 측정된 상기 제1 바이오가스의 농도에 대한 제1 실제 출력신호를 보정하는 제어유닛을 포함하며,
상기 제어유닛은 기준 호기가 제1 바이오가스와 공기로만 구성되는 경우에 제1 바이오가스의 농도변화에 따른 제1 가스센서의 출력신호와 제1 바이오가스의 농도에 대한 정보를 포함하는 단일가스 정보테이블과,
기준 호기가 공기, 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스를 포함하는 상태에서 상기 제1 바이오가스 및 상기 제2 바이오가스의 농도가 각각 변하는 경우에 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서에 의하여 얻어지는 각각의 출력신호들과 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스의 각각의 농도에 대한 정보를 포함하는 복합가스 정보테이블을 바탕으로 상기 제1 실제 출력신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.An exhalation inlet through which a breath containing a first biogas and a second biogas flows;
A sampling pipe through which a sampling unit, from which a part of the exhalation flowing through the exhalation inlet is sampled, is introduced;
A main body housing connected to the sampling pipe to receive the sampling air;
A composite sensor including a first gas sensor and a second gas sensor provided in the main body housing for measuring concentrations of the first biogas and the second biogas, respectively; And,
And a control unit for correcting a first actual output signal for the concentration of the first biogas measured at the first gas sensor,
Wherein the control unit is operable to determine whether the reference gas is composed of only the first biogas and the air, the single gas information including information on the output signal of the first gas sensor and the concentration of the first biogas according to the concentration change of the first biogas Table,
Wherein the concentration of the first biogas and the concentration of the second biogas are respectively changed in a state in which the reference aerosol includes air, a first biogas, and a second biogas, And the first actual output signal is corrected based on a complex gas information table including information on the respective output signals and the respective concentrations of the first biogas and the second biogas. Breathing gas analyzer.
상기 샘플링관상에 배치되되, 상기 본체하우징의 전단에 배치되어 상기 샘플링호기에 함유된 수분을 감소시키는 수분저감유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.The method according to claim 1,
Further comprising a water reducing unit disposed on the sampling pipe and disposed at a front end of the main body housing to reduce water contained in the sampling unit.
상기 본체하우징의 후단에 배치되어 상기 샘플링호기를 흡입하는 석션유닛을 더 포함하며,
상기 샘플링관은 상기 호기주입구의 일측에서 분지되어, 상기 호기주입구와 함께 'T'자 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.The method according to claim 1,
And a suction unit disposed at a rear end of the main body housing to suck the sampling unit,
Wherein the sampling pipe is branched at one side of the breathing inlet and forms a 'T' shape together with the breathing inlet.
상기 제1 가스센서는 상기 샘플링호기에 함유된 휘발성유기화합물(VOCs)의 농도를 측정하기 위한 산화물 반도체센서를 포함하며,
상기 산화물 반도체센서는 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와, 상기 샘플링호기의 측정시 측정환경에 대한 영향을 보정함과 동시에 신호의 증폭을 위하여 상기 엔타입(N-type) 산화물 반도체센서와 서로 반대되는 출력신호를 갖는 피타입(P-type) 산화물 반도체센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.The method according to claim 1,
Wherein the first gas sensor comprises an oxide semiconductor sensor for measuring the concentration of volatile organic compounds (VOCs) contained in the sampling exciter,
The oxide semiconductor sensor may include an N-type oxide semiconductor sensor, an N-type oxide semiconductor sensor for correcting the influence on the measurement environment during the measurement of the sampling exciter, And a P-type oxide semiconductor sensor having an output signal opposite to that of the P-type oxide semiconductor sensor.
상기 복합센서는 제3 바이오가스의 농도를 측정하는 제3 가스센서를 더 포함하고,
상기 제2 가스센서는 상기 샘플링호기에 함유된 산화질소(NO)의 농도를 측정하기 위한 전기화학센서의 형태로 구비되고, 상기 제3 가스센서는 상기 샘플링호기에 함유된 황화수소(H2S)의 농도를 측정하기 위한 전기화학센서의 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.5. The method of claim 4,
Wherein the composite sensor further comprises a third gas sensor for measuring a concentration of the third biogas,
Wherein the second gas sensor is provided in the form of an electrochemical sensor for measuring the concentration of nitrogen oxide (NO) contained in the sampling unit, and the third gas sensor comprises hydrogen sulfide (H 2 S) contained in the sampling unit, Wherein the sensor is provided in the form of an electrochemical sensor for measuring the concentration of the gas.
상기 복합센서는 상기 샘플링호기에 함유된 수분의 농도를 측정하기 위한 습도센서와, 상기 샘플링호기의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하며,
상기 제1 가스센서, 상기 제2 가스센서 및 상기 제3 가스센서는 상기 샘플링호기와 동시에 접촉되도록 상기 샘플링호기의 진행방향에 대하여 수직으로 일렬배치되는 것을 특징으로 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.6. The method of claim 5,
Wherein the composite sensor further comprises a humidity sensor for measuring the concentration of water contained in the sampling unit and a temperature sensor for measuring the temperature of the sampling unit,
Wherein the first gas sensor, the second gas sensor, and the third gas sensor are arranged in a line perpendicular to a traveling direction of the sampling exciter so as to be simultaneously in contact with the sampling exciter.
상기 제어유닛은 상기 제1 가스센서, 상기 제2 가스센서 및 상기 제3 가스센서에서 측정된 후 보정된 바이오가스별 출력신호를 바탕으로 질환의 종류를 판단하는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.6. The method of claim 5,
Wherein the control unit determines the type of disease based on the output signal of each of the first gas sensor, the second gas sensor, and the third gas sensor and then the corrected biogas output signal. Gas analyzer.
상기 제어유닛은 상기 가스센서들의 실제 출력신호와 대응되는 상기 바이오가스들의 농도인 테이블 농도를 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출하고, 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출된 상기 테이블 농도 중 상기 제1 바이오가스의 농도인 제1 테이블 농도에 대응되는 제1 테이블 출력신호를 상기 단일가스 정보테이블로부터 산출한 후, 상기 제1 가스센서의 제1 실제출력신호와 상기 제1 테이블 출력신호의 차이를 바탕으로 상기 제1 실제출력신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석장치.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the control unit calculates the table concentration, which is the concentration of the biogas corresponding to the actual output signal of the gas sensors, from the composite gas information table, and calculates the concentration of the first biogas Based on the difference between the first actual output signal of the first gas sensor and the first table output signal after calculating the first table output signal corresponding to the concentration of the first table, 1 < / RTI > actual output signal of the breathing gas analyzer.
기준 호기가 공기, 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스를 포함하는 상태에서 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스의 농도가 각각 변하는 경우에 제1 가스센서 및 제2 가스센서에 의하여 얻어지는 각각의 출력신호들과 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스 각각의 농도에 대한 정보를 포함하는 복합가스 정보획득단계;
실제 호기가 공기, 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스를 포함하는 경우에 상기 제1 가스센서 및 상기 제2 가스센서에서 측정되는 각각의 실제 출력신호를 획득하는 실제 출력신호 획득단계; 그리고,
상기 단일가스 정보획득단계에서 얻어지는 단일가스 정보테이블과, 상기 복합가스 정보획득단계에서 얻어지는 복합가스 정보테이블을 바탕으로 상기 실제 출력신호를 보정하는 보정단계를 포함하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석방법.A single gas information acquiring step of acquiring information on the output signal of the corresponding gas sensor and the concentration of the corresponding biogas in accordance with the concentration change of the biogas in a state in which the reference aerosol contains only air and the corresponding biogas;
Wherein the concentration of the first biogas and the concentration of the second biogas in the state where the reference gas is composed of air, the first biogas, and the second biogas, respectively, The method comprising: obtaining complex gas information including output signals and information on the concentration of each of the first biogas and the second biogas;
An actual output signal acquisition step of acquiring a respective actual output signal measured by the first gas sensor and the second gas sensor when the actual breath includes air, a first biogas, and a second biogas; And,
And correcting the actual output signal based on the single gas information table obtained in the single gas information obtaining step and the complex gas information table obtained in the multiple gas information obtaining step.
상기 보정단계는 상기 제1 가스센서 및 제2 가스센서의 실제 출력신호와 대응되는 상기 제1 바이오가스 및 제2 바이오가스들의 농도인 테이블 농도를 상기 복합가스 정보테이블로부터 산출하는 제1 단계와;
상기 제1 단계에서 산출된 상기 테이블 농도 중 상기 제1 바이오가스의 농도인 제1 테이블 농도에 대응되는 제1 테이블 출력신호를 상기 단일가스 정보테이블로부터 산출하는 제2 단계와,
상기 제1 가스센서의 제1 실제 출력신호와, 상기 제1 테이블 출력신호의 차이를 바탕으로 상기 제1 실제 출력신호를 보정하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합센서를 이용한 호흡기체 분석방법.10. The method of claim 9,
Wherein the correcting step comprises: a first step of calculating a table concentration, which is a concentration of the first biogas and the second biogas corresponding to actual output signals of the first gas sensor and the second gas sensor, from the composite gas information table;
A second step of calculating a first table output signal corresponding to a first table concentration which is a concentration of the first biogas among the table concentrations calculated in the first step from the single gas information table,
And a third step of correcting the first actual output signal based on the difference between the first actual output signal of the first gas sensor and the first table output signal. Way.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160094186A KR101817752B1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Apparatus and Method for analyzing breath gases using multi-sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160094186A KR101817752B1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Apparatus and Method for analyzing breath gases using multi-sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101817752B1 true KR101817752B1 (en) | 2018-01-11 |
Family
ID=61004119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160094186A KR101817752B1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Apparatus and Method for analyzing breath gases using multi-sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101817752B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190088662A (en) | 2018-01-19 | 2019-07-29 | 충남대학교산학협력단 | Standard Sample and Method for Analysis of Exhaled Breath Gas |
| CN110558952A (en) * | 2019-09-30 | 2019-12-13 | 佛山市第一人民医院（中山大学附属佛山医院） | Portable expiration humiture detector |
| KR20230096490A (en) | 2021-12-23 | 2023-06-30 | 한국기계연구원 | Respiration analysis and training apparatus |
| WO2023212486A3 (en) * | 2022-04-25 | 2023-11-30 | Texas Tech University System | Modular respiratory sensor integration block system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003079601A (en) | 2001-09-11 | 2003-03-18 | Tanita Corp | Measuring system of ketone body concentration in blood |
-
2016
- 2016-07-25 KR KR1020160094186A patent/KR101817752B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003079601A (en) | 2001-09-11 | 2003-03-18 | Tanita Corp | Measuring system of ketone body concentration in blood |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190088662A (en) | 2018-01-19 | 2019-07-29 | 충남대학교산학협력단 | Standard Sample and Method for Analysis of Exhaled Breath Gas |
| CN110558952A (en) * | 2019-09-30 | 2019-12-13 | 佛山市第一人民医院（中山大学附属佛山医院） | Portable expiration humiture detector |
| CN110558952B (en) * | 2019-09-30 | 2024-04-09 | 佛山市第一人民医院（中山大学附属佛山医院） | Portable expiration temperature and humidity detector |
| KR20230096490A (en) | 2021-12-23 | 2023-06-30 | 한국기계연구원 | Respiration analysis and training apparatus |
| WO2023212486A3 (en) * | 2022-04-25 | 2023-11-30 | Texas Tech University System | Modular respiratory sensor integration block system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101817752B1 (en) | Apparatus and Method for analyzing breath gases using multi-sensor | |
| US8425428B2 (en) | Nitric oxide measurements in patients using flowfeedback | |
| US8459261B2 (en) | Side-stream respiratory gas monitoring system and method | |
| US20170303823A1 (en) | Method for Collecting a Selective Portion of a Subject's Breath | |
| US20080119753A1 (en) | Premature infant side-stream respiratory gas monitoring sensor | |
| US20200359935A1 (en) | Oxygen Consumption and Energy Expenditure Monitoring | |
| JP5873216B2 (en) | Method and apparatus for measuring breath alcohol concentration | |
| JPH07120463A (en) | Concentration correction method for aspiration component and aspiration analysis device | |
| Obermeier et al. | Electrochemical sensor system for breath analysis of aldehydes, CO and NO | |
| US20150272475A1 (en) | Device for the measurement and analysis of the multiple breath nitrogen washout process | |
| US20180271406A1 (en) | Combined Sensor Apparatus for Breath Gas Analysis | |
| Schmidt et al. | Background levels and diurnal variations of hydrogen cyanide in breath and emitted from skin | |
| WO2010094967A1 (en) | Apparatus and method for breath testing | |
| Dummer et al. | Accurate, reproducible measurement of acetone concentration in breath using selected ion flow tube-mass spectrometry | |
| US20170274170A1 (en) | Method and gas analysis unit for determining a chance to enable a zeroing of gas analysis | |
| US11963757B2 (en) | Side-stream respiratory gas monitoring system | |
| JP5933712B2 (en) | Monitoring the functionality of the breath analyzer analyzer | |
| JP3616374B2 (en) | Method and apparatus for in vivo measurement of carbon monoxide production rate | |
| White et al. | Capturing and storing exhaled breath for offline analysis | |
| JP6099249B2 (en) | Exhalation gas analyzer | |
| KR101905067B1 (en) | Analysis method of single breath and analysis device of single breath | |
| CN110554028B (en) | Gas detection method and gas detection system based on same | |
| US20030023180A1 (en) | Respiratory analyzer and method for measuring changes in concentration of a gas component of a breathing gas mixture | |
| US11484222B2 (en) | Single infrared sensor capnography | |
| CN210742134U (en) | Gas detection system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |