发明内容

本发明的一个目标是提供气体样品收集器和具有这样的样品收集器的气体样品测试装置，其中改善了通过样品收集器的呼吸气体流。

这个目标是通过根据权利要求1的样品收集器和根据权利要求11的气体样品测试装置来解决的。在从属权利要求中规定了优选实施例。样品收集器的优选实施例也是气体样品测试装置的优选实施例。

根据本发明的样品收集器被布置成接收呼吸气体样品，具体地是由人朝向样品收集器呼出的气体样品。被接收的呼吸气体样品将被研究。

样品收集器包括流入部分和流出部分。流入部分包括流入开口。流出部分包括流出开口。

样品收集器提供流导管。流导管被布置成将来自流入开口的气体样品通过样品收集器引导到流出开口。当人喷出呼吸气体样品时，流入开口指向人。气体样品流动通过流导管。

流入部分和流出部分一起形成外壳。该外壳限定流导管并且以气密方式围绕流导管。由于气密的外壳，气体样品从流入开口被引导到流出开口并且能够仅通过流出开口（或者流入开口）离开流导管而不能够侧向离开外壳。

气体样品通过流导管从流入开口流动到流出开口。气体样品在流方向上流动通过流导管。在下文中术语“上游”和“下游”指的是这个流方向。

流入部分在从流入开口朝向流出开口的方向上渐缩。流出部分在从流出开口朝向流入开口的方向上渐缩。因此，流导管的横截面面积如在从流入开口到流出开口的流方向上观察到的先减小且之后再次增加。

根据本发明，流入部分在朝向流出开口的方向上渐缩。换言之：流入部分的横截面面积在流方向上减小。因此，气体样品集中在朝向流入部分的出口（其与流入开口相对）的下游方向上。这个特征通过使得足够量的气体递送到气体传感器而增加了与气体传感器相组合的样品收集器的可靠性，该气体传感器被布置在样品收集器的下游。

根据本发明流出部分也渐缩。换言之：流出部分的横截面面积在流方向上增加。这个特征减小了气体在流导管中卡住的风险。相比之下气体样品能够在流出部分中膨胀。

流导管的气密外壳为从流入开口流动到流出开口的气体提供了一种喷嘴或喷口。由于这个特征，流导管更好地引导气体。然后降低了通过流导管的气体流被干扰的风险。

根据本发明，提供的外壳是气密的。因此，没有呼吸气体能够从流导管“侧向逃逸”。相比之下，通过流入开口进入流导管中的气体仅能够通过流出开口（或者流入开口）离开该流导管。

由于气密的外壳，降低了流导管中发生湍流的风险，其中这种湍流是由于气体侧向或成角度从流导管“逃逸”或进入流导管中导致的。此外，排除了空气堵在或卡在外壳中位于流入和流出开口之间的孔或孔口附近的风险。这个风险是因为在外壳中不存在孔而被排除的。

优选地流入部分与流出部分机械连接。在一种实施方式中流入部分与流出部分刚性连接。在进一步实施方式中，两个部分被一体形成，甚至是整体式的，即例如通过模制在一个过程步骤中被制造。在替代性实施方式中流入部分与流出部分可分离或可释放地连接，即这两个部分能够彼此分离。

在一个实施例中流入开口是具有至少3 cm直径的圆形。不过，优选地，流入开口的形状不同于理想的圆形。这样的形状更好地装配到能够被单手保持的气体样品测试装置。流入开口的最大尺寸是至少4 cm，优选地至少5 cm。这个特征使得能够实现气体样品的无接触输入。具体地，人可以朝向样品收集器吹气来输入呼吸气体样品。人的脸不必触及样品收集器。无接触输入比通过使用吹口输入更卫生。无论如何，足够量的气体样品被样品收集器接收。优选地流入开口的垂直于最大尺寸的方向的尺寸是至少2.5 cm。

优选地流出开口的最大尺寸是至少4 cm，优选地至少5 cm。这个特征确保了足够气体能够流出流出部分。降低了在气体样品流动通过流导管的同时发生气体卡住或回流的风险。

优选地流入部分的长度（即在流方向上的尺寸）是在2 cm和4 cm之间。

流入部分和/或流出部分例如可以直线或者以抛物线或椭圆方式渐缩。

在一个实施例中流入部分包括流入部分过渡孔口。流入部分在从流入开口朝向流入部分过渡孔口的方向上渐缩。流出部分包括流出部分过渡孔口。流出部分在从流出开口朝向流出部分过渡孔口的方向上渐缩。这两个过渡孔口可以一致。一个过渡孔口也可以大于另一个。较大开口可以包围较小开口。

优选地流入部分过渡孔口的最大尺寸不大于4 cm，优选地不大于3 cm。这个特征使得能够实现对流动通过流入开口的气体样品的足够量的压缩。此外，足够的量被引导朝向样品收集器下游的气体传感器。优选地流出部分过渡孔口的最大尺寸也不大于4 cm，优选地不大于3 cm。这个特征确保了流出部分装配到流入部分。优选地流入部分过渡孔口的最大尺寸和流出部分过渡孔口的最大尺寸是至少2 cm。这些特征降低了气体在流导管卡住的风险。

优选地，在与流方向垂直的同一方向上，流入部分过渡孔口的相应尺寸是在流入开口的35%和60%之间。在同一方向上，流出部分过渡孔口的相应尺寸是在流出开口的35%和60%之间。

在一种实施方式中流出部分包括流出部分突出部。该流出部分突出部围绕流出部分过渡孔口。流入部分的一个区段接合到流出部分过渡孔口中并且被流出部分突出部围绕。在替代性实施方式中流入部分包括流入部分突出部。流入部分突出部围绕流入部分过渡孔口。流出部分的一个区段接合到流入部分过渡孔口中并且被流入部分突出部围绕。

这些实施方式确保了气密外壳，即使流入部分和/或流出部分的实际几何构型稍稍不同于所需几何构型。这样的偏差可能是由于不可避免的制造公差导致的。在流入部分和流出部分之间的两壁机械连接比仅沿边缘的机械连接更加稳定。

在一个实施例中，样品收集器包括收集器出口，其优选地位于流出部分的下游。收集器出口包括至少一个出口孔口，优选地多个出口孔口。收集器出口引导已经通过流导管的气体样品朝向所述或至少一个出口孔口。优选地，收集器出口将气体样品分配到收集器出口的多个出口孔口。

在另一实施例中，样品收集器包括收集器壳。这个收集器壳围绕由流入部分和流出部分形成的外壳，优选地距外壳一定距离。流导管因此被定位在盒的内部中。外壳引导气体样品通过壳的内部。优选地收集器壳包括位于流入部分下游的至少一个出口。样品收集器也可以不包括这样的收集器壳，以致外壳接触环境。

由于可选的收集器壳和流导管的外壳的原因，在壳和外壳之间提供死空间（deadspace）。收集器壳的内表面和外壳的外表面形成该死空间的不同的壁。死空间能够占用在收集器壳的内表面和外壳的外表面之间的整个空间或者仅是其一部分。因为外壳是气密的，所以没有流动通过流导管的气体能够进入该死空间。收集器壳可以以气密方式围绕死空间。也可以建立在死空间和环境之间的流体连接，例如通过在收集器壳中的至少一个开口。

由于收集器壳和外壳的原因，外壳能够根据流导管的空气动力要求进行设计。用户可以抓持且因此触及收集器壳。收集器壳能够被设计成满足人类工程学和卫生要求。收集器壳的横截面面积可以在从流入开口到流出开口的流方向上保持恒定或者沿着其间的整个长度渐缩。优选地一些抓持元件被安装在收集器壳的外表面处。由于死空间，外壳和收集器壳能够被彼此独立地被设计并且满足具体要求。

在另一实施例中，流入部分能够被可释放地插入到收集器壳中。在被插入之后，流入部分和连接的流出部分由收集器壳固持和保持。可以但不必要的是，流出部分与收集器壳或与可选的收集器出口连接。

在又一实施例中，收集器壳与收集器出口机械连接。这使得可以更容易地更换流导管的外壳，即流入部分和连接的流出部分。优选地该机械连接是气密的且是刚性连接。这增加了机械稳定性。

在一种实施方式中，流出部分包括分隔元件和支撑元件。分隔元件被布置成与流方向和可选的收集器壳垂直或成角度并且形成死空间的一个壁。优选地，分隔元件完全地桥接在外壳和收集器壳之间的距离。分隔元件因此降低了收集器壳被机械挤压在一起的风险。分隔元件能够是平坦的，即在平面中延伸，或者是曲线的，即朝向流出开口弯曲。

支撑元件接合可选的收集器壳的内侧且/或触及可选的收集器出口。优选地支撑元件与收集器壳的内侧全区域接触。这个特征增加了机械稳定性并且在流出部分被插入到收集器壳中时引导流出部分。优选地支撑元件包括至少一个孔口和/或凹槽，其与收集器出口的孔口一致或至少与其重叠。

优选的气体样品测试装置包括根据本发明的样品收集器。此外，气体样品测试装置包括基部主体。样品收集器与基部主体机械连接。样品收集器的流出开口指向基部主体。样品收集器被布置成引导接收的气体样品通过流导管朝向基部主体。基部主体包括气体传感器。气体传感器被布置成探测接收的气体样品中的至少一种物质，优选地酒精。

因为流出开口指向基部主体，所以气体样品能够从流入开口流动通过流导管和流出开口到基部主体中。

在另一实施例中，样品收集器与基部主体连接，以致气体样品的至少一部分能够从流入开口径直地流动通过流导管和流出开口到基部主体中和到气体传感器而不偏转。因此，避免了可以由偏转导致的湍流。在替代性实施例中，样品收集器与基部主体连接，以致当从样品收集器流动到基部主体中时气体样品偏转。这个替代性实施例使得用户能够提拿处于直立位置的基部主体，有时这会更加符合人类工程学。当在水平方向上看时用户能够向样品收集器中吹气。

在另一实施例中，气体样品测试装置的样品收集器包括具有至少一个第一出口孔口和至少一个第二出口孔口的收集器出口。收集器出口被布置在流出部分的下游。收集器出口引导已经通过流导管的气体样品朝向出口孔口并且将气体样品分配到第一和第二出口孔口上。所述或每个第一出口孔口将气体样品引导到气体传感器。所述或每个第二出口孔口将气体样品引导到气体样品测试装置的环境中，从而避过基部主体。这种实施例降低了样品收集器中的堵塞风险。第一和第二出口孔口的横截面面积和位置用作引导气体样品的自由度。

可选的收集器壳可以包括被布置在流出部分下游的一个另外的流出开口。这种附加开口进一步降低了堵塞风险。

在一种应用中，气体样品测试装置被布置成以无接触方式从人接收呼吸样品。人呼出部分由这样品收集器接收且被引导到气体传感器的气息。优选地气体样品测试装置能够被单手保持。