所述閥口(101)、樣品室(301)、閥口(102)及累(201)通過管路串聯(lián)連接; 所述累(202)、閥口(104)、化f ion管巧01)、氣體傳感器(601)及過濾器(402)及閥口依 次連接后并聯(lián)在氣室(301)兩端組成循環(huán)氣路;通過閥口(104)、閥口(105)、閥口(106)控制 氣體在不同時段測量時使待測氣體先經(jīng)過特定的過濾器(401)或過濾器(403)過濾其中的 部分或全部氣體成分后再通入所述傳感器進行測量; 所述樣品室為細(xì)長管路,分析時氣體在其中的流動為活塞流; W下通過實施例對所述方法與裝置進行具體說明。
【附圖說明】
[0017] 圖1.實施例一氣路示意圖。
[0018] 圖2.實施例一氣體響應(yīng)曲線。
[0019] 圖3.呼氣分析儀對25~200ppb出S的響應(yīng)曲線。
[0020] 圖4.呼氣分析儀響應(yīng)與出S濃度間的關(guān)系(O-IOOppb)。
[0021 ]圖5.呼氣分析儀響應(yīng)與出S濃度間的關(guān)系(0-15(K)ppb)。
[0022] 圖6.呼氣分析儀對NO的響應(yīng)(0~IO(K)PPb)。
[0023] 圖7.呼氣分析儀對NO響應(yīng)的線性關(guān)系(0~IO(K)PPb)。
[0024] 圖8.出S,NO混合氣測量曲線。
[002引圖9.混合氣巧慢NO濃度與配氣濃度間關(guān)系。
[0026] 圖10.混合氣測量出S濃度與配氣濃度間關(guān)系。
[0027] 圖11.呼氣分析儀口抽氣測試曲線(采集速率185mL/min)。
[002引圖12.實施例S氣路示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 實施例一 本實施例解決的問題為呼氣中的NO及出S的聯(lián)合測定。
[0030] 根據(jù)前述設(shè)計思路,組裝如圖1所示氣路(呼氣分析儀),該氣路由樣品室(301)、毛 細(xì)管路、化f ion管(501)、過濾器(401、402)、氣體傳感器(601)、累(201、202)及閥口(101、 102、103)組成,其特征在于: 所述閥口(101)、樣品室(301)、閥口(102)及累(201)通過管路串聯(lián)連接; 所述累(202)、S通閥(103)、化f ion管巧01)、氣體傳感器(601)及過濾器(402)依次連 接后并聯(lián)在氣室(301)兩端組成循環(huán)氣路; 所述樣品室為細(xì)長管路,分析時氣體在其中的流動為活塞流; 所述S通閥(103)兩個出口,一個通過管路直接連化f ion管(501 ),一個通過過濾器 (401)連接 Naf ion 管; 然后按如下步驟進行測量分析: i) 采樣:打開閥口 101、閥口 102及采樣累201,氣體經(jīng)閥口 101、氣室301、閥口 102、采樣 累201排空,采樣完成后關(guān)閉采樣累201及閥口 101、閥口 102,此時100mL待測氣體被收集到 氣室301中(采樣流量lOml/s) ii) 測量過程: 第一次測量閑應(yīng)于圖2中A段曲線): 打開分析累202,氣體經(jīng)氣室301、S通閥103、化f ion管501、氣體傳感器601、過濾器402 (填充KMn化過濾材料)回到氣室301中,此時氣體流量約Iml/s,用時50秒,在此條件下所述 氣體中的NO、此S、C0及其它活性組分在所述傳感器上都有響應(yīng),傳感器響應(yīng)電流滿足方程 (1)。(此時分析的氣體為氣室中前段50ml的氣體)。
[0031] 第二次測量(對應(yīng)于圖帥B段曲線): 在第一次測量進行50秒后,切換=通閥狀態(tài),使氣體經(jīng)氣室301、氣室301、=通閥103、 過濾器401 (填充ZnO過濾材料)、化f ion管501、氣體傳感器601、過濾器402 (KMn04過濾材 料)回到氣室301中,此時氣體流量約Iml/s,用時約50秒,在此條件下,所述氣體中的出S被 過濾器401過濾掉,NO被部分過濾,傳感器響應(yīng)電流滿足方程(2b)(此時分析的氣體為氣 室中后段50ml的氣體。
[0032] 第S次測量(對應(yīng)于圖2中C段曲線) 在完成第二次測量后,繼續(xù)測量60秒,此時氣體經(jīng)氣室301、氣室301、=通閥103、過濾 器401 (填充ZnO過濾材料)、化f ion管501、氣體傳感器601、過濾器402(填充KMn化過濾材 料)回到氣室301中,在此條件下,所述氣體中的此S,NO均被完全過濾掉,傳感器的響應(yīng) 電流滿足方程(3b)。
[0033] 運樣通過上述氣路及測量步驟設(shè)計完成了所述方法的Ii、l2、l3的測量,圖2為上述 巧慢過程所獲得的響應(yīng)曲線,曲線上3個平臺電流分別對應(yīng)所述的11、12、13。然后可根據(jù)所 述公式(10)、( 11)計算混合氣中出S、NO濃度。
[0034] 計算公式(10)、( 11)牽設(shè)到兩個參數(shù)Pnq、Ph2s、及傳感器對NO、H2S響應(yīng)的靈敏度 Kno、Kh2s可通過標(biāo)準(zhǔn)氣測量來確定。
[003引 W下通過標(biāo)準(zhǔn)此S、NO氣,此S及NO的混合氣,CO、此干擾氣及口腔氣測量等來驗證 本發(fā)明所述方法的可行性。
[0036] 圖3是所述分析裝置對不同濃度此S氣體的響應(yīng)曲線。前50秒,響應(yīng)電流平臺對應(yīng) 的是此S氣體在傳感器上的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)電流;時間50-100秒內(nèi)的曲線對應(yīng)的是氣體通過ZnO 過濾器后的響應(yīng)電流,此時此S被完全反應(yīng),所W50秒末端的電流值近似于零點值(PH2S接近 0,公式(8)基本成立)。
[0037] 利用所述呼氣分析裝置分別對O-ISOOppb濃度范圍和0-10化Pb濃度范圍的H2S氣 體進行測量,結(jié)果顯示所述分析儀對H2S氣體具有良好的線性響應(yīng)(見圖4和圖5)。
[0038] 圖6是所述呼氣分析儀對0-1000 PPb NO氣體的響應(yīng)曲線,由圖可見ZnO過濾器部 分過濾了NO氣體,而KMn化過濾器可完全過濾NO,。將及(I2-I3)分別對NO濃度作圖, 由它們間的線性關(guān)系可見:在所述測量條件下化O過濾器對不同濃度NO的過濾效果是一致 的(見表3,即口^=(12-13)/(1廣13)=0.85),公式(9)成立。
圖8是所述呼氣分析儀對NO,出S混合氣體的響應(yīng)曲線,測量結(jié)果見表4及圖9、圖10, 由結(jié)果可見本發(fā)明所述方法及裝置可同時進行NO及H2S的測量,其濃度測量的準(zhǔn)確性能滿 足呼氣檢測的基本要求。
[0040]表 4
表5是利用所述分析方法對呼出氣中可能存在的幾種干擾氣體進行測量的結(jié)果,由表 可見:利用本發(fā)明所述方法及裝置進行測量在實現(xiàn)NO、也S的聯(lián)合檢測同時,可有效克服傳 感器選擇性較差的問題,將呼氣可能存在的C〇2、CO、也等氣體的干擾降低到了 5ppbW下。滿 足呼氣也S、N0聯(lián)合測量的要求。
[0041 ] 表5測量方法的選擇性
圖11是利用所述呼氣分析儀進行口呼氣氣體采樣分析的測試曲線,,測量結(jié)果見表6。 具體采樣分析方法如下:口腔閉合3分鐘后,用累將口腔中的氣體W3ml/s(185ml/min)的 速度抽入采樣氣袋中(收集300~500ml氣體,測量2次),然后利用所述呼氣分析儀對其進行 分析測量。
[0042] 由測量結(jié)果看:在該測量條件小口抽氣分析NO濃度為53+/-3 PPb,也S濃度范圍 為31+/- 9卵b,處于合理范圍。
[0043] 表6 口腔中的肥S及NO濃度
實施例二 本實施例也用于呼氣NO、也S的聯(lián)合測定。
[0044] 所用氣路結(jié)構(gòu)與實施例一相同,只是在過濾器401、402的填充材料選擇上不一樣, 實施例一過濾器401的填充材料為化0,而本實施例為KMn04,應(yīng)用實施例一過濾器402的填 充材料為KMn化,而本實施例為ZnO,該調(diào)整帶來的優(yōu)點是可W選擇較小的氣室,如同樣是 每次測量50秒,實施例一需要100mL的氣室體積,而本實施例只需要50ml,運有助于儀器設(shè) 計的小型化。
[0045] 采用該氣室進行測量所獲得的分析曲線與應(yīng)用實施例一致,只是分析時控制閥口 切換的時序有所不同。W下是分析測量的具體步驟: i) 采樣: 打開閥口 101、閥口 102及采樣累201,氣體經(jīng)閥口 101、氣室301、閥口 102、采樣累201排 空,采樣完成后關(guān)閉采樣累201及閥口 101、閥口 102,此時100mL待測氣體被收集到氣室301 中(采樣流量lOml/s) ii) 測量(控制兩次狀態(tài)完成=次測量) 第一次測量:(對應(yīng)于圖2中A段曲線) 打開分析累202,氣體經(jīng)氣室301、S通閥103、化f ion管501、氣體傳感器601、過濾器 402(填充ZnO過濾材料)回到氣室301中,此時氣體流量約Iml/s,用時約50秒,在此條件下 所述氣體中的NO、也S、C0及其它活性組分在所述傳感器上都有響應(yīng),傳感器響應(yīng)電流滿足 方程(1)(此時分析的氣體為氣室301中的所有氣體)。
[