具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本申请技术方案，以帮助本领域技术人员理解本发明的主旨。

图1展示的为呼末二氧化碳监测装置100整体结构示意图。其中仅示意其工作原理，本领域技术人员可根据所示工作原理实施各种具体实施方案。

呼末二氧化碳监测装置包括采样气路102、三通电磁阀108、二氧化碳过滤装置104、光电检测模块110、气泵112。呼末二氧化碳监测装置100可作为独立的二氧化碳检测装置使用，也可以作为呼吸机等护理设备的传感器配件使用。呼末二氧化碳监测装置100作为独立设备使用时，其具备人机交互界面，该人机交互界面提供校零触发机制以使得用户手动校零设备。

为了简要以下均以呼末二氧化碳监测装置100作为呼吸机等护理设备的传感器配件使用为例对本申请技术方案主要部件进行分别说明。

采样气路102，用于连接患者口鼻104。采样气路102用户呼吸机等设备向患者提供呼吸气体，通常主气路为软管。二氧化碳检测设备抽取主气路中的气体并检测其中的二氧化碳含量，并将检测到的二氧化碳数据发送至呼吸机。

三通电磁阀108，用于在二氧化碳检测设备在校零状态和检测状态工作时切换气路。三通电磁阀108包括第一进气口114、第二进气口116和出气口118，其可以在处理器314的控制下选择第一进气口114与出气口118连通或第二进气口116与出气口118连通。在呼末二氧化碳检测装置正常工作时，第一进气口114与所述采样气路102连通人或动物产生的呼出气体通过光电检测模块 110。在二氧化碳检测装置校零时所述电磁阀切换气路使得所述第二进气口 116与出气口118连通，所述出气口118与二氧化碳检测模块连接。

图2所示为二氧化碳过滤装置104两种实施方式示意图。

二氧化碳过滤装置104，用于在二氧化碳检测装置校零时消除空气中的二氧化碳气体。二氧化碳过滤装置104与所述三通电磁阀108的第二进气口116 连接，二氧化碳过滤装置104a中所示二氧化碳过滤装置104包括气密性的壳体202，壳体202内部为中空腔体204，该腔体204包括进气口(114、116) 和出气口118，进气口114连通空气，出气口118与所述三通电磁阀108的第二进气口116连接。中空腔体内部设置高分子二氧化碳滤膜206，该高分子滤膜206包括但不限于：聚4-甲基-1-戊烯膜、聚醚砜膜、聚酰亚胺薄膜等；该高分子滤膜的气流上游设置微粒过滤层，该微粒过滤空气中的灰尘，所述微粒过滤层优选HEPA过滤器，用于滤除空气中微米级的颗粒。

可选地，二氧化碳过滤装置104b中还可包括二氧化碳吸收剂208，二氧化碳吸收剂208与二氧化碳结合形成新的化合物，从而将二氧化碳固定在吸收剂内。二氧化碳吸收剂208为氢氧化钙。

光电监测模块110，检测气体中二氧化碳含量。安装在所述三通电磁阀108 出气口118的气流方向下游。光电检测模块110通过发射检测光，并检测检测光的衰减确定气体中二氧化碳的含量。

光电检测模块110的气流方向的下游设置气泵112，气泵112用于抽取空气以使空气流过所述二氧化碳过滤装置104，被滤除二氧化碳后流经所述三通电磁阀108和所述等待校零的光电监测模块110。

图3所示为二氧化碳检测装置电路结构示意图。其包括处理器314、与处理器314连接的发光二极管320、以及用于接收光线的光电传感器。所述光电传感器传传感器包括第一传感器306和第二传感器308，所述第一传感器306 和第二传感器308的输出信号连接放大器310，放大器310输出信号连接 ADC312，所述ADC312输出信号连接处理器314，所述放大器310和ADC模块 312之前还可连接滤波器，以消除噪声干扰。可选的所述处理器314与通信模块318连接，所述通信模块318通过有线或无线的方式与呼吸机连接。所述处理器314与三通电磁阀108和气泵112连接以控制三通电磁阀108气路切换动作，和气泵112的启停动作。

图4为二氧化碳校零测试流程图。以下结合图3进一步说明各模块在二氧化碳校零过程中的工作状态。

在步骤402中，所述处理器314向三通电磁阀108发送控制信号使得电磁阀连接第二进气口116和光电检测模块110。完成校零后处理器314还能够发送控制信号使得电磁阀连接第一进气口114和呼吸机。

在步骤404中，所述处理器314发送控制信号启动气泵112。在图3中所述气泵112设置驱动电路，处理器314通过向驱动电路发送开关信号以控制所述气泵112启停。所述气泵112启动后空气从外部进入二氧化碳过滤装置104 然后进入光电检测模块110。

在步骤406中，所述气泵112启动后处理器314延迟一段时间后才进入下一步骤。该延迟的第一时间用于气泵112将存在于光电检测模块110三通电磁阀108以及二氧化碳过滤装置104中的“旧空气”抽出以免影响校零精度。通常所述延迟的第一时间可设置从几秒至几十秒不等。

在步骤408中，经过第一时间后处理器314控制控制LED发光二极管320 发光。所述LED光源发出的光线包括第一频率的光线l1和第二频率的光线l2。所述第一频率光和第二频率光同时穿过所述用于校零的空气。所述第一频率光能够随二氧化碳浓度衰减，所述第二频率光不随二氧化碳浓度衰减。

在步骤410中，所述光电传感器包括能够感测所述第一频率光的第一接收器，依旧能够感测第二频率光的第二传感器308。所述第一接收器的传感器表面覆盖第一滤光膜，第二接收器的表面覆盖第二滤光膜。所述第一滤光膜允许透射所述光线l1，所述第二滤光膜允许投射所述光线l2，第一传感器306和第二传感器308将所述l1和l2的光信号转换为电信号。

在步骤412中，所述第一传感器306和第二传感器308产生的电信号经过放大器310和ADC转换后形成可被所述处理器314读取的数字信号，处理器 314将所述数字信号的值M0作为零值。随后处理器314关闭气泵112并复位三通电磁阀108，所述三通电磁阀108重新将采样气路102介入呼吸机。

需要说明的是所述校验的过程也可以在呼吸机正常工作过程中进行。例如系统被操作人员触发校零，如果此时系统正在正常进行二氧化碳浓度实时检测，此时气泵112已经启动，那么控制流程可直接跳过步骤404。待检测完成后在步骤408中只需要将电磁阀复位，系统立即重新进入二氧化碳浓度测量状态并将数据实时发送给呼吸机。

在进行二氧化碳浓度测量时第一频率光线l1被二氧化碳吸收，第二频率光线未被二氧化碳吸收。因此第一频率光线l1强度相对第二频率光线l2下降。从而使得第一频率光线l1与第二频率光线的差值M1变大。将所述M1与零值 M0做差即获得表征二氧化碳浓度的值ΔM，在通过查表法等方法获得ΔM对应的二氧化碳实际浓度值。

本申请通过滤除的方式去除了空气中的二氧化碳减小了空气中二氧化碳浓度的波动对系统监测精度的影响，同时整个校零过程自动化不需要医护人员干预节省人力。