JPH0346137B2 - - Google Patents
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- JPH0346137B2 JPH0346137B2 JP4664989A JP4664989A JPH0346137B2 JP H0346137 B2 JPH0346137 B2 JP H0346137B2 JP 4664989 A JP4664989 A JP 4664989A JP 4664989 A JP4664989 A JP 4664989A JP H0346137 B2 JPH0346137 B2 JP H0346137B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/083—Measuring rate of metabolism by using breath test, e.g. measuring rate of oxygen consumption
- A61B5/0836—Measuring rate of CO2 production
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
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- G01J2001/161—Ratio method, i.e. Im/Ir
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- G—PHYSICS
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- G01J2001/444—Compensating; Calibrating, e.g. dark current, temperature drift, noise reduction or baseline correction; Adjusting
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、呼吸気が通る管を透過する光路へ赤
外線を照射し、光路に特定のガスによつて吸収さ
れる波長の光を透過するフイルタ及び吸収されな
い波長の光を透過するフイルタを交互に位置さ
せ、これらのフイルタを透過した赤外線をPbSe
赤外線センサを用いた赤外線検出回路で検出し、
その検出信号からガス吸収波長のフイルタの出力
を第１の検波器で検波し、非吸収のフイルタの出
力を第２の検波器で検波し、これらの検波出力の
比から呼吸気中に含まれるCO2等のガス濃度を測
定する２波長式呼吸ガス濃度測定装置に関するも
のである。
外線を照射し、光路に特定のガスによつて吸収さ
れる波長の光を透過するフイルタ及び吸収されな
い波長の光を透過するフイルタを交互に位置さ
せ、これらのフイルタを透過した赤外線をPbSe
赤外線センサを用いた赤外線検出回路で検出し、
その検出信号からガス吸収波長のフイルタの出力
を第１の検波器で検波し、非吸収のフイルタの出
力を第２の検波器で検波し、これらの検波出力の
比から呼吸気中に含まれるCO2等のガス濃度を測
定する２波長式呼吸ガス濃度測定装置に関するも
のである。
この種の装置は、赤外線を吸収する側の第１検
波器の出力VS及び吸収しない側の第２の検波器
の出力VCとの比VS／VCにより、光源光量の変
動、感度変動等によるドリフトを補償したガス濃
度信号を得ることを可能にする。しかしながら、
光源の温度変動或は赤外線検出素子等の特性によ
り、両波長（ガス吸収波長及び吸収されない波
長）の検波出力の温度係数が異ると、依然温度ド
リフトを生じる。
波器の出力VS及び吸収しない側の第２の検波器
の出力VCとの比VS／VCにより、光源光量の変
動、感度変動等によるドリフトを補償したガス濃
度信号を得ることを可能にする。しかしながら、
光源の温度変動或は赤外線検出素子等の特性によ
り、両波長（ガス吸収波長及び吸収されない波
長）の検波出力の温度係数が異ると、依然温度ド
リフトを生じる。
そこで、本出願人は、特公昭63−11619により、
この種の装置での光源から検波器に至る第１及び
第２の検波出力の温度ドリフトが、少なくとも10
℃〜40℃の範囲で固有の温度係数の指数関係にな
るとの確認を基に、第１の検波器の出力自体の温
度係数θ1と、第２の検波器の出力自体の温度係数
θ2との比をｍ＝θ1／θ2として、VS／VC mを演算す
るべき算手段を付加することにより、温度係数の
差に起因する影響を無くすようにした２波長式呼
吸ガス濃度測定装置を提案した。
この種の装置での光源から検波器に至る第１及び
第２の検波出力の温度ドリフトが、少なくとも10
℃〜40℃の範囲で固有の温度係数の指数関係にな
るとの確認を基に、第１の検波器の出力自体の温
度係数θ1と、第２の検波器の出力自体の温度係数
θ2との比をｍ＝θ1／θ2として、VS／VC mを演算す
るべき算手段を付加することにより、温度係数の
差に起因する影響を無くすようにした２波長式呼
吸ガス濃度測定装置を提案した。
一方、本出願人は、さらに特願昭63−283074に
より、PbSe赤外線センサの暗抵抗の温度変動の
影響を考慮して、従来の定電流式赤外線検出回路
に代つて、第２図に例示するように、PbSe赤外
線センサ２１に定電圧VXを印加して流れる電流
を検出することにより、極めて優れた温度補償特
性が得られる赤外線検出回路を提案した。
より、PbSe赤外線センサの暗抵抗の温度変動の
影響を考慮して、従来の定電流式赤外線検出回路
に代つて、第２図に例示するように、PbSe赤外
線センサ２１に定電圧VXを印加して流れる電流
を検出することにより、極めて優れた温度補償特
性が得られる赤外線検出回路を提案した。
即ち、定電圧源の電圧をVX、PbSe赤外線セン
サ２１の赤外線受光による抵抗変化分ΔR、その
暗抵抗Rdとすると、交流の赤外線検出信号IOUT
（AC）は、下記の式の通りとなる。
サ２１の赤外線受光による抵抗変化分ΔR、その
暗抵抗Rdとすると、交流の赤外線検出信号IOUT
（AC）は、下記の式の通りとなる。
IOUT（AC）＝VX／Rd−ΔR−VX／Rd
≒ΔR・VX／Rd 2（ΔR≪Rd）
そして、ΔRの温度係数は少なくとも通常の温
度環境下ではRdの温度係数の２乗にほぼ相当す
ることを確認したことにより、ΔR／Rd 2の温度
係数はほぼ零になり、温度に対して安定したVX
により規定されるレベルの赤外線検出信号が出力
される。さらに、帰還抵抗R22の抵抗値をRfとす
ると、交流電圧の赤外線検出信号VOUT（AC）は、
下記の式の通りとなる。
度環境下ではRdの温度係数の２乗にほぼ相当す
ることを確認したことにより、ΔR／Rd 2の温度
係数はほぼ零になり、温度に対して安定したVX
により規定されるレベルの赤外線検出信号が出力
される。さらに、帰還抵抗R22の抵抗値をRfとす
ると、交流電圧の赤外線検出信号VOUT（AC）は、
下記の式の通りとなる。
VOUT（AC）＝VX・Rf／Rd−ΔR−VX・Rf／Rd
≒ΔR・VX・Rf／Rd 2 ……(1)
つまり、温度変動に対して一層安定した赤外線
検出信号が出力される。
検出信号が出力される。
しかしながら、この定電圧式の赤外線検出回路
を２波長式呼吸ガス濃度測定装置に用いる場合
に、両チヤネル内の温度係数の差に起因するドリ
フトも補償しようとすると、前述の定電流式赤外
線検出回路を前提にした特公昭63−11619による
演算方式の補償では不十分である。
を２波長式呼吸ガス濃度測定装置に用いる場合
に、両チヤネル内の温度係数の差に起因するドリ
フトも補償しようとすると、前述の定電流式赤外
線検出回路を前提にした特公昭63−11619による
演算方式の補償では不十分である。
よつて、本発明は、前述の定電圧式のPbSe赤
外線センサによる赤外線検出回路を利用した２波
長式呼吸ガス濃度測定装置において、ガス吸収波
長及び非吸収波長の検出出力の温度係数の相違に
起因するドリフト補償を行うことを目的とする。
外線センサによる赤外線検出回路を利用した２波
長式呼吸ガス濃度測定装置において、ガス吸収波
長及び非吸収波長の検出出力の温度係数の相違に
起因するドリフト補償を行うことを目的とする。
本発明は、この目的を達成するために、一端は
口腔との接続端を形成し、他端は開放端を有する
管状部材の両端管に気密の窓を設けた接続管と、
窓を経て接続管内を透過する光路へ赤外線を照射
する光源と、特定のガスによつて吸収される波長
の光を透過するフイルタ及び特定のガスによつて
吸収されない波長の光を透過するフイルタを光路
に交互に位置せしめるチヨツパと、これらのフイ
ルタを透過した赤外線をPbSe赤外線をPbSe赤外
線センサを用いて電気信号に変換する赤外線検出
回路と、この変換された電気信号から特定のガス
によつて吸収される波長の光を透過するフイルタ
の出力を検波する第１の検波器と、特定のガスに
よつて吸収されない波長の光を透過するフイルタ
の出力を検波する第２の検波器と、この第２の検
波器の出力をべき指数ｍでべき算するべき算手段
と、第１の検波器の出力をべき算手段の出力で除
算する割算手段と、赤外線が入射しない状態での
赤外線検出回路の直流レベルを検出するDCレベ
ル検出回路と、このDCレベル検出回路の出力を
べき指数２（ｍ−１）でべき算するべき算手段と、
このべき算手段の出力と割算手段の出力と乗算す
る乗算手段とから構成した。また、ｍが、温度変
化に対して指数関数的に変動するPbSe赤外線セ
ンサの特定のガスによつて吸収される波長の赤外
線入射光量に対する抵抗変化分の温度係数α1と、
同様に温度変化に対して指数関数的に変動する
PbSe赤外線センサの特定のガスによつて吸収さ
れない波長の赤外線入射光量に対する抵抗変化分
の温度係数α2との比、 即ち、ｍ＝α1／α2とした。
口腔との接続端を形成し、他端は開放端を有する
管状部材の両端管に気密の窓を設けた接続管と、
窓を経て接続管内を透過する光路へ赤外線を照射
する光源と、特定のガスによつて吸収される波長
の光を透過するフイルタ及び特定のガスによつて
吸収されない波長の光を透過するフイルタを光路
に交互に位置せしめるチヨツパと、これらのフイ
ルタを透過した赤外線をPbSe赤外線をPbSe赤外
線センサを用いて電気信号に変換する赤外線検出
回路と、この変換された電気信号から特定のガス
によつて吸収される波長の光を透過するフイルタ
の出力を検波する第１の検波器と、特定のガスに
よつて吸収されない波長の光を透過するフイルタ
の出力を検波する第２の検波器と、この第２の検
波器の出力をべき指数ｍでべき算するべき算手段
と、第１の検波器の出力をべき算手段の出力で除
算する割算手段と、赤外線が入射しない状態での
赤外線検出回路の直流レベルを検出するDCレベ
ル検出回路と、このDCレベル検出回路の出力を
べき指数２（ｍ−１）でべき算するべき算手段と、
このべき算手段の出力と割算手段の出力と乗算す
る乗算手段とから構成した。また、ｍが、温度変
化に対して指数関数的に変動するPbSe赤外線セ
ンサの特定のガスによつて吸収される波長の赤外
線入射光量に対する抵抗変化分の温度係数α1と、
同様に温度変化に対して指数関数的に変動する
PbSe赤外線センサの特定のガスによつて吸収さ
れない波長の赤外線入射光量に対する抵抗変化分
の温度係数α2との比、 即ち、ｍ＝α1／α2とした。
赤外線検出回路は、PbSe赤外線センサに定電
圧を供給し、このPbSe赤外線センサに流れる電
流を赤外線検出信号として検出するように構成す
る。
圧を供給し、このPbSe赤外線センサに流れる電
流を赤外線検出信号として検出するように構成す
る。
この種の装置は、周知のように光センサにより
下記のLambert−Beerの法則を基にガス濃度を
検出することを基礎にしている。
下記のLambert−Beerの法則を基にガス濃度を
検出することを基礎にしている。
VSp＝Vpe -kc ……(2)
ここで、VSp：光電変換出力、Vp：ガス濃度零
時のVSO、Ｋ：比例定数、Ｃ：ガス濃度 したがつて、第１及び第２の検波器の出力VS、
VCは、ガス濃度に対応して次のようになる（第
３図参照）。
時のVSO、Ｋ：比例定数、Ｃ：ガス濃度 したがつて、第１及び第２の検波器の出力VS、
VCは、ガス濃度に対応して次のようになる（第
３図参照）。
VS＝ΔRSp・exp（−α1T）／｛Rd
p・exp（−α3T）｝2・VX・Rf・exp（−KC）……(3) VC＝ΔRCp・exp（−α2T）／｛Rd
p・exp（−α3T）｝2・VX・Rf……(4) ここで、ΔRSpは吸収波長に対する０℃におけ
るPbSe赤外線センサの赤外線入射に対する抵抗
変化分、ΔRCpは吸収されない波長に対する０℃
におけるPbSe赤外線センサの赤外線入射に対す
る抵抗変化分である。Rdpは０℃におけるPbSe赤
外線センサの暗抵抗である。exp（−α1T）、exp
（−α2T）及びexp（−α3T）は、ΔRSp、ΔRCp及び
Rdpに対する温度係数α1、α2、α3の指数関数とし
て生じる温度に対応したドリフト係数である。
VCはガス濃度に無関係である。
p・exp（−α3T）｝2・VX・Rf・exp（−KC）……(3) VC＝ΔRCp・exp（−α2T）／｛Rd
p・exp（−α3T）｝2・VX・Rf……(4) ここで、ΔRSpは吸収波長に対する０℃におけ
るPbSe赤外線センサの赤外線入射に対する抵抗
変化分、ΔRCpは吸収されない波長に対する０℃
におけるPbSe赤外線センサの赤外線入射に対す
る抵抗変化分である。Rdpは０℃におけるPbSe赤
外線センサの暗抵抗である。exp（−α1T）、exp
（−α2T）及びexp（−α3T）は、ΔRSp、ΔRCp及び
Rdpに対する温度係数α1、α2、α3の指数関数とし
て生じる温度に対応したドリフト係数である。
VCはガス濃度に無関係である。
これにより割算手段の出力値は次のようにな
る。
る。
VS／VC m＝ΔRSp／ΔRCp m・｛Rdp・e
xp（−α3T）｝2(m-1)・VX (1-m)・Rf (1-m)・exp（−kc
）……(5) 一方、第２図の赤外線検出回路における赤外線
を検出しない状態での直流レベルは次のようにな
る（第３図参照）。
xp（−α3T）｝2(m-1)・VX (1-m)・Rf (1-m)・exp（−kc
）……(5) 一方、第２図の赤外線検出回路における赤外線
を検出しない状態での直流レベルは次のようにな
る（第３図参照）。
VDC＝VX・Rf／Rdp・exp（−α3T）……(6)
したがつて、乗算手段の出力は次のようにな
る。
る。
VS／VC m・VDC 2(m-1)＝ΔRSp／ΔRCp m・（VX・R
f）(m-1)・exp（−kc）……(7) つまり、検波出力の周知の比演算方式により光
源光量の変動、PbSe赤外線センサの感度変動等
が先ず補償される。さらに、PbSe赤外線センサ
の暗抵抗の温度係数も赤外線検出回路における赤
外線を検出しない状態での直流レベルにより補償
される。
f）(m-1)・exp（−kc）……(7) つまり、検波出力の周知の比演算方式により光
源光量の変動、PbSe赤外線センサの感度変動等
が先ず補償される。さらに、PbSe赤外線センサ
の暗抵抗の温度係数も赤外線検出回路における赤
外線を検出しない状態での直流レベルにより補償
される。
第１図は、本発明の一実施例としてCO2を対象
にした赤外線利用の２波長式呼吸ガス濃度測定装
置の構成を示す。同図において、２は一端に被検
者１の口腔にくわえられる接続端２１０、他端に
大気へ開口するか人工呼吸器、麻酔器等に接続す
る開放端２２０、中間窓３を有する接続管であ
る。窓３は接続管２の中間付近に対をなして開口
され、透明のサフアイヤ等にて気密に保持されて
いる。４は赤外線を放射する光源、５は電源であ
る。６は回転体からなるチヨツパである。
にした赤外線利用の２波長式呼吸ガス濃度測定装
置の構成を示す。同図において、２は一端に被検
者１の口腔にくわえられる接続端２１０、他端に
大気へ開口するか人工呼吸器、麻酔器等に接続す
る開放端２２０、中間窓３を有する接続管であ
る。窓３は接続管２の中間付近に対をなして開口
され、透明のサフアイヤ等にて気密に保持されて
いる。４は赤外線を放射する光源、５は電源であ
る。６は回転体からなるチヨツパである。
このチヨツパ６にはフイルタ７及び８が180゜隔
てて設けられている。このうちフイルタ７は、
CO2ガスに吸収される波長の光のみを透過させる
ものである。フイルタ８は、CO2ガスによつて吸
収されない波長の光のみを透過させるものであ
る。モータ９はチヨツパ６を一定周期で回転させ
るためのものである。１０は赤外線検出回路であ
り、照射される光量を電気信号に変換する。第１
の検波器１１、第２の検波器１２及びDCレベル
検出回路１６は、赤外線検出回路１０からの出力
を各々入力としている。
てて設けられている。このうちフイルタ７は、
CO2ガスに吸収される波長の光のみを透過させる
ものである。フイルタ８は、CO2ガスによつて吸
収されない波長の光のみを透過させるものであ
る。モータ９はチヨツパ６を一定周期で回転させ
るためのものである。１０は赤外線検出回路であ
り、照射される光量を電気信号に変換する。第１
の検波器１１、第２の検波器１２及びDCレベル
検出回路１６は、赤外線検出回路１０からの出力
を各々入力としている。
第１の検波器１１は、フイルタ７が窓３から透
過される光路（図示の如く）に位置したときに同
期検波を行う。一方、第２の検波器１２は、フイ
ルタ８が窓３から透過される光路に位置したとき
に同期検波するものである。１３は第２の検波器
１２の出力VCをｍ乗するべき算回路、１４は演
算されたVC mで第１の検波器の出力VSを除算する
割算回路である。対数増幅器１５は、入力信号を
対数値変換してCO2濃度信号を出力する。
過される光路（図示の如く）に位置したときに同
期検波を行う。一方、第２の検波器１２は、フイ
ルタ８が窓３から透過される光路に位置したとき
に同期検波するものである。１３は第２の検波器
１２の出力VCをｍ乗するべき算回路、１４は演
算されたVC mで第１の検波器の出力VSを除算する
割算回路である。対数増幅器１５は、入力信号を
対数値変換してCO2濃度信号を出力する。
これらの各部に、さらに本発明により赤外線検
出回路１０の赤外線が入射しない状態でのDC信
号レベルを検出するDCレベル検出回路１６と、
その検出出力VDCをべき指数２（ｍ−１）でべき
算するべき算回路１７と、割算回路１４の出力と
べき算回路１７の出力とを乗算する乗算回路１８
とが付加されている。また、赤外線検出回路１０
は、第２図に示すように演算増幅器２２を利用し
た定電圧式に構成されている。
出回路１０の赤外線が入射しない状態でのDC信
号レベルを検出するDCレベル検出回路１６と、
その検出出力VDCをべき指数２（ｍ−１）でべき
算するべき算回路１７と、割算回路１４の出力と
べき算回路１７の出力とを乗算する乗算回路１８
とが付加されている。また、赤外線検出回路１０
は、第２図に示すように演算増幅器２２を利用し
た定電圧式に構成されている。
べき算回路１３，１７は、アナログ的に演算す
るべき乗アンプにするか、又は検波器１１，１２
及びDCレベル検出回路１６のそれぞれの出力を
Ａ／Ｄ変換して、電子計算機に演算処理させるこ
とも考えられる。べき指数ｍは、検波器１１，１
２及びDCレベル検出回路１６のそれぞれの出力
の温度変動を基に温度係数α1、α2、α3を検出して
算出するか、又はべき算回路１３，１７のｍを可
変にしておき最適値を実験的に設定する。通常、
ｍはCO2の測定においては1.1〜1.2であることが
確認されている。尚、ｍの値は測定対象のガスの
種類により使用する赤外線の波長が異なるため、
その都度決定される。
るべき乗アンプにするか、又は検波器１１，１２
及びDCレベル検出回路１６のそれぞれの出力を
Ａ／Ｄ変換して、電子計算機に演算処理させるこ
とも考えられる。べき指数ｍは、検波器１１，１
２及びDCレベル検出回路１６のそれぞれの出力
の温度変動を基に温度係数α1、α2、α3を検出して
算出するか、又はべき算回路１３，１７のｍを可
変にしておき最適値を実験的に設定する。通常、
ｍはCO2の測定においては1.1〜1.2であることが
確認されている。尚、ｍの値は測定対象のガスの
種類により使用する赤外線の波長が異なるため、
その都度決定される。
被検者１の呼吸気のCO2を測定する場合、接続
管２をくわえて呼気を行わせる。これにより、第
１の検波器１１は、第２図を基に説明したよう
に、CO2濃度に対応する式(3)による出力VSを発生
する。この出力VSは、温度変化に対して係数
（α1−2α3）の指数関数としてドリフトする。一
方、第２の検波器１２は、濃度に関係しない基準
電圧、即ち式(4)による同様に係数（α2−2α3）の
指数関数としてドリフトする出力VCが発生する。
この出力VCは、べき算回路１３においてVC mをべ
き算され、VC mに相当する出力電圧が発生する。
したがつて、割算回路１３において式(5)による割
算が行われる。
管２をくわえて呼気を行わせる。これにより、第
１の検波器１１は、第２図を基に説明したよう
に、CO2濃度に対応する式(3)による出力VSを発生
する。この出力VSは、温度変化に対して係数
（α1−2α3）の指数関数としてドリフトする。一
方、第２の検波器１２は、濃度に関係しない基準
電圧、即ち式(4)による同様に係数（α2−2α3）の
指数関数としてドリフトする出力VCが発生する。
この出力VCは、べき算回路１３においてVC mをべ
き算され、VC mに相当する出力電圧が発生する。
したがつて、割算回路１３において式(5)による割
算が行われる。
DCレベル検出回路１６は、赤外線検出回路１
０の赤外線が入射しない状態でのDC信号レベル
VDCを検出し、べき算回路１７にVDC 2(m-1)のべき
算を行わせる。乗算回路１８は、割算回路１４の
出力とべき算回路１７の出力とを乗算して、式(7)
による乗算を行う。さらに、乗算回路１８の出力
も対数増幅器１５に供給して、CO2濃度Ｃに比例
する電圧のガス濃度信号を出力させる。
０の赤外線が入射しない状態でのDC信号レベル
VDCを検出し、べき算回路１７にVDC 2(m-1)のべき
算を行わせる。乗算回路１８は、割算回路１４の
出力とべき算回路１７の出力とを乗算して、式(7)
による乗算を行う。さらに、乗算回路１８の出力
も対数増幅器１５に供給して、CO2濃度Ｃに比例
する電圧のガス濃度信号を出力させる。
尚、前述の実施例において、第２図に示す赤外
線検出回路の演算増幅器２２の＋入力端子をアー
スするのでなく、一定の直流レベルを付加した回
路にも適当可能であり、その他演算増幅器の代り
にトランジスタ、FET等の個別部品を用いて構
成する別の赤外線検出回路も考えられる。
線検出回路の演算増幅器２２の＋入力端子をアー
スするのでなく、一定の直流レベルを付加した回
路にも適当可能であり、その他演算増幅器の代り
にトランジスタ、FET等の個別部品を用いて構
成する別の赤外線検出回路も考えられる。
以上、本発明によれば、前述の定電圧式の
PbSe赤外線センサによる赤外線検出回路により、
ガス濃度が高精度に検出されると共に、べき算補
償により両検波出力の温度変化に対して異る指数
関数的な温度特性に起因するドリフトも補償され
る。一層高精度のガス濃度測定が可能となる。
PbSe赤外線センサによる赤外線検出回路により、
ガス濃度が高精度に検出されると共に、べき算補
償により両検波出力の温度変化に対して異る指数
関数的な温度特性に起因するドリフトも補償され
る。一層高精度のガス濃度測定が可能となる。
第１図は本発明の一実施例による２波長式ガス
濃度測定装置の回路構成を示す図、第２図は同実
施例における赤外線検出回路を示す図及び第３図
は本発明の赤外線検出回路の出力波形を示す図で
ある。 ４……光源、６……チヨツパ、７，８……フイ
ルタ。
濃度測定装置の回路構成を示す図、第２図は同実
施例における赤外線検出回路を示す図及び第３図
は本発明の赤外線検出回路の出力波形を示す図で
ある。 ４……光源、６……チヨツパ、７，８……フイ
ルタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端は口腔との接続端を形成し、他端は開放
端を有する管状部材の両端間に気密の窓を設けた
接続管と、前記窓を経て前記接続管内を透過する
光路へ赤外線を照射する光源と、特定のガスによ
つて吸収される波長の光を透過するフイルタ及び
前記特定のガスによつて吸収されない波長の光を
透過するフイルタを前記光路に交互に位置せしめ
るチヨツパと、これらのフイルタを透過した赤外
線をPbSe赤外線センサを用いて電気信号に変換
する赤外線検出回路と、この変換された電気信号
から前記特定のガスによつて吸収される波長の光
を透過する前記フイルタの出力を検波する第１の
検波器と、前記特定のガスによつて吸収されない
波長の光を透過する前記フイルタの出力を検波す
る第２の検波器と、この第２の検波器の出力をべ
き指数ｍでべき算するべき算手段と、前記第１の
検波器の出力を前記べき算手段の出力で除算する
割算手段と、赤外線が入射しない状態での前記赤
外線検出回路の直流レベルを検出するDCレベル
検出回路と、このDCレベル検出回路の出力をべ
き指数２（ｍ−１）でべき算するべき算手段と、
このべき算手段の出力と前記割算手段の出力と乗
算する乗算手段とから成り、 前記ｍが、温度変化に対して指数関数的に変動
する前記PbSe赤外線センサの前記特定のガスに
よつて吸収される波長の赤外線入射光量に対する
抵抗変化分の温度係数α1と、同様に温度変化に対
して指数関数的に変動する前記PbSe赤外線セン
サの前記特定のガスによつて吸収されない波長の
赤外線入射光量に対する抵抗変化分の温度係数α2
との比、 即ち、ｍ＝α1／α2であり、 前記赤外線検出回路が、前記PbSe赤外線セン
サに定電圧を供給し、このPbSe赤外線センサに
流れる電流を赤外線検出信号として検出するよう
に構成されていることを特徴とする２波長式吸収
ガス濃度測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046649A JPH02228943A (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ２波長式呼吸ガス濃度測定装置 |
| DE69021100T DE69021100T2 (de) | 1989-03-01 | 1990-02-21 | Mit zwei Wellenlängen arbeitende Vorrichtung zur Messung von Gaskonzentrationen in der Atemluft. |
| EP19900103363 EP0385256B1 (en) | 1989-03-01 | 1990-02-21 | Two-wavelength type respiratory gas concentration measuring apparatus |
| US07/483,914 US4998018A (en) | 1989-03-01 | 1990-02-22 | Two-wavelength type respiratory gas concentration measuring apparatus |
| FI901007A FI97643C (fi) | 1989-03-01 | 1990-02-28 | Kahta aallonpituutta käyttävä hengityskaasun pitoisuuden mittauslaite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046649A JPH02228943A (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ２波長式呼吸ガス濃度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228943A JPH02228943A (ja) | 1990-09-11 |
| JPH0346137B2 true JPH0346137B2 (ja) | 1991-07-15 |
Family
ID=12753162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046649A Granted JPH02228943A (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ２波長式呼吸ガス濃度測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4998018A (ja) |
| EP (1) | EP0385256B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02228943A (ja) |
| DE (1) | DE69021100T2 (ja) |
| FI (1) | FI97643C (ja) |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5261415A (en) * | 1991-07-12 | 1993-11-16 | Ciba Corning Diagnostics Corp. | CO2 mainstream capnography sensor |
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| SE469701B (sv) * | 1992-08-21 | 1993-08-23 | Siemens Elema Ab | Spektrofotometrisk metod och spektrofotometer foer att utfoera metoden |
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| US5570697A (en) * | 1994-07-15 | 1996-11-05 | Vixel Corporation | Sensor for analyzing molecular species |
| SE9500712L (sv) * | 1995-02-27 | 1996-02-26 | Siemens Elema Ab | Optisk analysator |
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| US5872359A (en) * | 1995-07-27 | 1999-02-16 | American Sterilizer Company | Real-time monitor and control system and method for hydrogen peroxide vapor decontamination |
| US6309360B1 (en) | 1997-03-17 | 2001-10-30 | James R. Mault | Respiratory calorimeter |
| JP3588982B2 (ja) | 1997-07-31 | 2004-11-17 | 日本光電工業株式会社 | 赤外線検出装置およびガス分析装置 |
| US6572561B2 (en) | 1998-01-16 | 2003-06-03 | Healthetech, Inc. | Respiratory calorimeter |
| JP2002501806A (ja) | 1998-02-05 | 2002-01-22 | ジェームズ アール モールト | 呼吸ガス分析を用いた代謝熱量測定装置 |
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| JP2013515963A (ja) * | 2009-12-29 | 2013-05-09 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 治療上の設定に用いられる短縮された光経路のマイクロ分光計を持つガス測定モジュール |
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-
1989
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-
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- 1990-02-21 EP EP19900103363 patent/EP0385256B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-21 DE DE69021100T patent/DE69021100T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-22 US US07/483,914 patent/US4998018A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-28 FI FI901007A patent/FI97643C/fi not_active IP Right Cessation
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