本發(fā)明涉及一種檢測含于呼氣中的成分的呼氣成分檢測裝置。

背景技術(shù)：

作為現(xiàn)有的半導體方式的呼氣成分檢測裝置，例如有專利文獻1(日本特表2008－516198號公報)。

在現(xiàn)有的半導體方式的呼氣成分檢測裝置中，從吸氣口流入的呼氣通過氣體檢測部從排氣口排出，因此，不會在裝置內(nèi)長時間停留。因此，根據(jù)呼氣的吹出強度及吹出時間的長短，氣體檢測部的氣體的濃度發(fā)生變化，往往在測量結(jié)果上會產(chǎn)生偏差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

于是，本發(fā)明的目的在于，提供可以減小測量結(jié)果的偏差的呼氣成分檢測裝置。

本發(fā)明的呼氣成分檢測裝置包括使呼氣停留(滯留)的呼氣停留殼體和設(shè)置于呼氣停留殼體內(nèi)的氣體傳感器。

根據(jù)本發(fā)明的呼氣成分檢測裝置，可以減小測量結(jié)果的偏差。

附圖說明

圖1是實施例1的呼氣成分檢測裝置的立體圖；

圖2是實施例1的呼氣成分檢測裝置的右側(cè)面圖；

圖3是實施例1的呼氣停留殼體的右側(cè)面圖；

圖4是實施例1的呼氣停留殼體的正面?zhèn)攘Ⅲw圖；

圖5是實施例1的呼氣停留殼體的背面?zhèn)攘Ⅲw圖；

圖6是切斷實施例1的呼氣停留殼體而表示其內(nèi)部的平面?zhèn)攘Ⅲw圖；

圖7是表示呼氣流入量和呼氣流入前后的傳感器輸出差值的關(guān)系的圖；

圖8是表示呼氣流入前后、呼氣強制排氣前后的傳感器輸出的時效變化的圖；

圖9是表示實施例1的呼氣成分檢測裝置的控制系統(tǒng)的塊圖；

圖10是表示實施例1的呼氣成分檢測裝置的控制部的動作的流程圖。

具體實施方式

以下，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。此外，在具有相同的功能的構(gòu)成部附加相同的序號，省略重復(fù)說明。

(實施例1)

以下，參照圖1、圖2，對實施例1的呼氣成分檢測裝置進行說明。本實施例的呼氣成分檢測裝置1為大致四棱柱體形狀，包括隨著向上方向進展而向背面方向略微彎曲的主體殼體11、設(shè)置于主體殼體11的正面上端的截面為寬幅的大致橢圓的筒型的吹口12、設(shè)置于主體殼體11的大致正面中間的顯示部13、在主體殼體11的正面與顯示部13的下部鄰接地設(shè)置的左操作按鈕14l、右操作按鈕14r、設(shè)置于主體殼體11的正面下部的中央操作按鈕15、設(shè)置于主體殼體11的右側(cè)面上部及左側(cè)面上部(圖示略)的換氣口16。

顯示部13為液晶畫面等。在本實施例中，換氣口16縱橫排列形成有多列圓形的孔，例如即可以配置多個長圓形狀的孔而形成換氣口16，也可以配置除此以外的形狀的孔而形成。

接著，參照圖3、圖4、圖5，對收納于呼氣成分檢測裝置1內(nèi)的呼氣停留殼體2進行說明。呼氣停留殼體2是下述構(gòu)成，包括長方體形狀的容器21、設(shè)置于容器21的正面中央的圓筒形狀的吸氣管22、形成于容器21的右側(cè)面整個面的泵23、設(shè)置于容器21的底面中央的圓筒形狀的傳感器收納部24、收納于傳感器收納部24的圓柱形狀的氣體傳感器25、支承于后述的槽口件(slot)27的槽的圓盤形狀的壓電元件26、形成于容器21的左側(cè)面且具有支承壓電元件26的槽的槽口件27、設(shè)置于容器21的左側(cè)面的隱藏于壓電元件26的背面的位置的排氣口28。將吸氣管22的開口部稱為吸氣口225。壓電元件26和容器21的左側(cè)面分開，在兩者之間設(shè)置有一定程度的空隙。

圖3中用虛線表示主體殼體11和呼氣停留殼體2的位置關(guān)系。如圖3所示，從吹口12吹入的呼氣送入吸氣管22的吸氣口225。

接著，參照圖6，對容器21的內(nèi)部構(gòu)造進行說明。圖6是用圖3所示的6－6剖切線對呼氣停留殼體2進行剖切，顯示其內(nèi)部的平面?zhèn)攘Ⅲw圖。如圖6所示，氣體傳感器25的上端部納入圓筒形狀的傳感器收納部24，并堵塞傳感器收納部24，呼氣不會從傳感器收納部24排出，或者難以排出。氣體傳感器25的上端面為檢測在容器21內(nèi)停留的氣體的傳感部。氣體傳感器25與未圖示的控制部(例如ic芯片、微型機芯片等)連接，向該控制部發(fā)送電信號?？刂撇扛鶕?jù)從氣體傳感器25接收到的電信號，控制顯示部13，顯示檢測結(jié)果。另外，控制部將從氣體傳感器25接收到的電信號轉(zhuǎn)換為用戶可編集的數(shù)據(jù)形式，存儲在規(guī)定的存儲區(qū)域等，執(zhí)行各種控制動作。氣體傳感器25檢測的氣體種類沒有特別限制，例如，也可以是乙醇、酮、丙酮等。

如圖6所示，通過吸氣管22流入容器21內(nèi)的呼氣從排氣口28逐漸排出。如果排氣口28比容器21小，則流入容器21內(nèi)的呼氣就不會輕易排出，在容器21內(nèi)停留的時間增長。相反，如果排氣口28比容器21大，則流入容器21內(nèi)的呼氣迅速地排出，在容器21內(nèi)停留的時間縮短。

從排氣口28排出的呼氣與壓電元件26的背面碰撞，壓電元件26檢測排氣并產(chǎn)生電信號。壓電元件26將電信號發(fā)送到上述的未圖示的控制部。此外，與壓電元件26的背面碰撞的呼氣通過壓電元件26和容器21的左側(cè)面之間的空隙，主要向上方向排出。

(呼氣流入量和容器21的容積的關(guān)系)

參照圖7、圖8對呼氣流入量和容器21的容積的關(guān)系進行說明。圖7是繪制將容器21的容積設(shè)為大致4.6[ml]的情況的各分量的呼氣流入容器21后的傳感器輸出和清潔大氣下的傳感器輸出的差值(多次檢測的平均值)的圖表。以下是詳細的檢測條件。傳感器的負載電阻為10[kω]，吸氣口225的口徑為φ4[mm]，排氣口28的口徑為φ2[mm]。作為呼氣的樣本，樣本備用采用午飯前空腹時的呼氣(呼出氣體)，從該樣本備用中取出一定量的呼氣，使用注射器向吸氣口225注入。檢測對每個流入量執(zhí)行三次。

例如，在清潔大氣下，傳感器輸出為3700～3740[mv]，與之相對，呼氣流入10[ml]的情況下的傳感器輸出為3240～3300[mv]，傳感器輸出的差值為440～470[ml](平均453.3[ml])。同樣地，呼氣流入40[ml]的情況下的傳感器輸出為3180～3190[mv]，傳感器輸出的差值為510～520[ml](平均516.7[ml])。呼氣流入80[ml]的情況下的傳感器輸出為3150～3160[mv]，傳感器輸出的差值為550[ml]，不依賴于檢測次數(shù)而為恒定。另外，呼氣流入120[ml]的情況下的傳感器輸出與呼氣流入80[ml]流入的情況相同，為3150～3160[mv]，傳感器輸出的差值為550[ml]，不依賴于檢測次數(shù)而為恒定。

從圖7可知，傳感器輸出的差值隨著呼氣流入量增加而飽和。另外，如上述，可知如果呼氣流入量少，則傳感器輸出的差值雖然在檢測次數(shù)不同的每一次具有偏差趨勢，但隨著呼氣流入量增加，具有穩(wěn)定、偏差小的趨勢。

根據(jù)上述的檢測結(jié)果，如果是容器21的容積(大致4.6[ml])的約8.8倍的呼氣流入量(40[ml])，則每次檢測的測量值穩(wěn)定，成為適當條件。另外，如果是容器21的容積(大致4.6[ml])的約17.6倍的呼氣流入量(80[ml])，則每次檢測的測量值更穩(wěn)定，充分飽和。

根據(jù)上述的檢測結(jié)果，容器21、或呼氣停留殼體2具有作為每一次的標準的呼氣吹出量而預(yù)設(shè)定的容量的α分之一的容量，至少將α設(shè)為8.8以上，更優(yōu)選α設(shè)為17.6以上，只要預(yù)設(shè)定α即可。

(泵23)

泵23例如可以是壓電式微型泵等。泵23也可以是電動機式泵或風扇電動機。圖8表示呼氣吹出前后的傳感器輸出的變化和泵23產(chǎn)生的呼氣的強制排氣前后的傳感器輸出的變化的實測結(jié)果。圖8是表示將容器21的容積大致設(shè)定為4.6[ml]，吹入呼氣80[ml]的情況下的實測結(jié)果的代表波形的圖。如圖8所示，從呼氣流入開始，在20[sec]左右傳感器輸出穩(wěn)定。另外，從泵23產(chǎn)生的強制排氣開始，在80[sec]左右傳感器輸出恢復(fù)到與清潔大氣下的條件同等的輸出。

(壓電元件26)

壓電元件26例如可以是話筒等。壓電元件26例如也可以是各種壓力傳感器元件。

(控制系統(tǒng))

以下，參照圖9，對本實施例的呼氣成分檢測裝置1的控制系統(tǒng)進行說明。如圖9所示，本實施例的呼氣成分檢測裝置1的控制系統(tǒng)包括開關(guān)組100、氣體檢測單元200、顯示部(例如有機eld)13、電源電路41、控制這些構(gòu)成要件的控制部(例如ic芯片、微型機芯片)31。氣體檢測單元200包括上述的泵(例如壓電風機)23、氣體傳感器25、壓電元件(例如話筒)26。作為氣體檢測單元200，除這些以外，還可以包括溫濕度傳感器29。氣體檢測單元200也可以具備這以外的追加的構(gòu)成要件。開關(guān)組100包括上述的左操作按鈕14l，右操作按鈕14r、中央操作按鈕15等開關(guān)類。

參照圖10對控制部31的動作進行說明。通過用戶操作，電源成為接通(on)的情況(s3101)下，控制部31開始清洗計數(shù)(清洗計時cleaningcount)(s3102)。控制部31使顯示部13顯示信息“清洗中”(s3103)。控制部31將上述的各種傳感器(氣體傳感器25、溫濕度傳感器29等)控制為接通(s3104)。控制部31將泵(壓電風機)23控制為接通(s3105)。至步驟s3102～s3105的各動作即可以以步驟s3101為觸發(fā)器同時執(zhí)行，也可以以與上述不同的順序執(zhí)行。

控制部31監(jiān)視作為清洗計數(shù)經(jīng)過t1秒(t1例如為600)(s3106)，經(jīng)過t1秒的情況下(s3106y)，使顯示部13顯示“測量按鈕”的請求(相對于用戶按下“測量按鈕”的請求)(s3107)?！皽y量按鈕”是本裝置的任一的操作按鈕或顯示部13(可觸摸操作的情況)等。在用戶按下了“測量按鈕”的情況下(s3108y)，控制部31將泵(壓電風機)23控制為斷開(off)，結(jié)束清洗處理(s3109)。接著，控制部31使顯示部13顯示“呼氣吹出”的請求(對于用戶的“呼氣吹出”的請求)(s3110)?？刂撇?1監(jiān)視有無向壓電元件26的輸入(話筒輸入)(s3111)。在一直沒有檢測到向壓電元件26的輸入(話筒輸入)(s3111n)，并經(jīng)過t2秒(t2例如為10)的情況(s3112y)下，控制部31判定為無呼氣的吹出，將泵(壓電風機)23控制為接通，再開始清洗處理(s3113)，處理返回步驟s3107。另一方面，在經(jīng)過t2秒前(s3112n)檢測到向壓電元件26的輸入(話筒輸入)的情況下(s3111y)，控制部31判斷出有呼氣的吹出。

接著，控制部31在t5秒(t5例如為0.2)之間讀取向壓電元件26的輸入(話筒輸入)(s3111a、s3111bn)，經(jīng)過t5秒后(s3111by)，判定讀取的壓電元件26的輸入是否超過βv(s3111c)。此外，控制部31在為話筒26的情況下，判定話筒輸入的計數(shù)是否有γ次以上。在判定出壓電元件26的輸入超過βv的情況下(s3111cy、在話筒26的情況下，話筒輸入的計數(shù)為γ次以上的情況)，設(shè)為足夠強度的呼氣流入，控制部31待機直至壓電元件26的輸入消失(s3111d)?？刂撇?1在確認壓電元件26的輸入消失后(s3111dy、話筒26的情況下，確認到話筒輸入消失后)，移至測量值的取得。由此，呼氣充分流入到容器21。在控制部31判定出壓電元件26的輸入為βv以下的情況下(s3111cn)，再返回判定話筒輸入的有無的s3111(s3111cn)。

移至測量值的取得后(s3111dy)，控制部31在顯示部顯示“測量中”等顯示(s3111e、向用戶顯示是測量中，促使待機)，直至經(jīng)過t3秒(t3例如為20)前(s3114n)，利用氣體傳感器25，繼續(xù)取得積存在容器21的呼氣成分的測量值(s3115)。

經(jīng)過t3秒后(s3114y)，控制部31使顯示部13顯示取得的測量值或?qū)θ〉玫臏y量值實施統(tǒng)計處理的值(s3116)。之后，控制部31判斷出測量結(jié)束，將泵(壓電風機)23控制為接通，再開始清洗處理(s3117)，開始清洗計數(shù)(s3118)。接著，控制部31等待用戶的“下一次測量”指示(s3119)。用戶的“下一次的測量”指示通過本裝置的任一操作按鈕或用戶相對于顯示部13的操作進行。在通過用戶選擇(輸入)了“下一次測量”的情況下(s3119y)，控制部31監(jiān)視經(jīng)過作為清洗計數(shù)設(shè)定的t4秒(t4例如為80，也可以作為比起動時的清洗計數(shù)即t1小的值)(s3120)。在未經(jīng)過t4秒的情況下(s3120n)，控制部31使顯示部13顯示信息“清洗中”(s3121)。經(jīng)過t4秒后(s3120y)，處理返回步驟s3107，控制部31使顯示部13顯示“測量按鈕”的請求(對用戶的“測量按鈕”壓下的請求)(s3107)。

(呼氣成分檢測裝置1帶來的效果)

根據(jù)本實施例的呼氣成分檢測裝置1，通過將氣體傳感器25配置在使呼氣停留的呼氣停留殼體2內(nèi)(容器21內(nèi))，能夠提高呼氣中的特定成分的檢測精度。由于將容器21(或呼氣停留殼體2)的容積設(shè)定為每一次的標準的呼氣吹出量的α分之一的容量，因此，容器21內(nèi)的呼氣中的特定成分的濃度飽和，檢測結(jié)果難以受到呼氣吹出強度及呼氣吹出時間的影響，可以提高檢測精度。

另外，與容器21的尺寸相比，將排氣口28設(shè)為足夠小的直徑(例如，φ＝2.0mm)，因此，容器21內(nèi)的呼氣難以排出，在呼氣吹出中，呼氣易停留在容器21內(nèi)，呼氣吹出后，呼氣中的特定成分的濃度也難以變化。因此，可以提高檢測精度。

另外，由于在排氣口28附近設(shè)有壓電元件26，所以能夠檢測呼氣吹出開始的時間。另外，因為設(shè)有泵23，所以能夠?qū)⑷萜?1內(nèi)的氣體強制地切換成周圍的清潔大氣，能夠進行測量前必要的清潔大氣下的氣體傳感器25的清洗。