一种小肠健康监测智能马桶

1.本发明属于智能设备技术领域，涉及一种马桶坐便器，具体涉及一种小肠健康监测智能马桶。


背景技术：

2.传统的马桶仅具有如厕的功能，新时代新技术的发展给马桶的生产制造增添许多新功能，近年来，具有健康监测功能的马桶逐渐增多。随着生活水平的提高，人们对自身健康越来越关注，虽然医院体检项目全面，但需要出门才能完成，难免不方便，于是居家健康监测需求日益增大，尤其是方便、简单的监测更加重要。
3.氢(h2)呼气试验已被世界各国专家广泛应用于诊断碳水化合物吸收不良、小肠细菌过度生长(small intestinal bacterial overgrowth，sibo)等病症，因其具有简便、迅速及无创等优点，现已作为一种非侵入性胃肠功能的常规检查方法。小肠中存在的产甲烷菌会利用氢和二氧化碳生产甲烷，若在氢呼气试验中同时进行对甲烷含量的测定，对排除假阴性结果及提高相关疾病的确诊率将更有意义。


技术实现要素：

4.本发明的内容在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种小肠健康监测智能马桶，本发明能以用户排泄物为检测对象，通过气相色谱技术检测马桶内气体的氢气浓度、甲烷浓度，为后续用户小肠健康监测提供的科学依据和技术支持。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种小肠健康监测智能马桶，包括马桶座主体、气体分析装置(9)、气管接头(10)，马桶座主体包括坐便器(1)、主储水仓(5)、马桶盖主体(4)；所述马桶盖主体(4)与所述坐便器(1)活动连接，其包括翻转式便盖(3)和翻转式便圈(2)，所述气体分析装置(9)包括基于stm32的控制装置、气体检测装置、屏幕。
7.所述马桶盖主体(1)的翻转式便盖(3)内部设有气管接口，在翻转式便盖(3)与坐便器(1)合上时，气管接口的进气口与坐便器(1)内部腔体接触，允许马桶内气体经气管接口通过管路进入气体分析装置(9)，紧贴外侧，实现防污功能，且方便气管插拔，具有气密性防止漏气。
8.所述气体检测装置包括前置过滤干燥模块(12)、计量环、进样气泵、载气气泵、第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀、三通气管接头、检测气室、填充柱、二氧化碳传感器、氢气甲烷传感器；所述载气气泵与载气进气口经前置过滤干燥模块(12)通过气管相连，载气气泵的出气口、第一气动电磁阀的第一接口、第三气动电磁阀的第一接口通过三通气管接头经气管相连，第一气动电磁阀的第二接口与进样气泵的进气口通过气管相连，进样气泵的出气口作为所述气体检测装置的第一出气口；第一气动电磁阀的第三接口与计量环的一端通过气管相连，第二气动电磁阀的第一接口与计量环的另一端通过气管相连，第二气动电磁阀的第二接口与进样口经前置过滤干燥模块(12)通过气管相连，第二气
动电磁阀的第三接口与第三气动电磁阀的第二接口通过气管相连，第三气动电磁阀的第三接口与检测气室的进气口通过气管相连；所述载气进气口通过前置过滤干燥模块与外部空气接触，所述进样口通过通过前置过滤干燥模块、管路与气管接口接触。
9.所述检测气室内设有二氧化碳传感器、氢气甲烷传感器，进气口通过管路与二氧化碳传感器的进气口连通，二氧化碳传感器的出气口通过管路与填充柱的进气口连通，填充柱的出气口通过管路与氢气甲烷传感器的进气口连通，氢气甲烷传感器的出气口作为所述气体检测装置的第二出气口。
10.进一步地，所述第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀皆为二位三通常闭电磁阀。
11.进一步地，所述基于stm32的控制装置控制进样气泵、载气气泵、第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀、屏幕、二氧化碳传感器、氢气甲烷传感器的工作状态，并接收二氧化碳传感器、氢气甲烷传感器反馈数据。
12.进一步地，所述前置过滤干燥模块(12)由干燥剂、过滤网组成，以实现过滤气体中的杂质和水分的作用。
13.进一步地，所述干燥剂为干燥硅胶，干燥状态保持蓝色，当变成红色时，代表需要更换前置过滤干燥模块(12)。
14.进一步地，所述气体检测装置有三种工作状态，分别为取样模式，检测模式与清洗模式，所述取样模式包含于检测模式过程中；
15.检测模式启动时，首先进入取样模式取样，所述基于stm32的控制装置控制第一气动电磁阀与三通气管接头的通路断开，第三气动电磁阀与第二气动电磁阀的通路断开，此时进样气泵工作，载气气泵不工作，气体在进样气泵驱动下从马桶圈主体依次进入第二气动电磁阀、计量环、第一气动电磁阀、进样气泵；待取样模式结束后进入检测模式，所述基于stm32的控制装置控制第一气动电磁阀与进样气泵的通路断开，第二气动电磁阀与进样口的通路断开，此时进样气泵不工作，载气气泵工作，气体依次通过前置干燥过滤模块(12)、载气气泵、三通气管接头、第一气动电磁阀、计量环、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀后进入检测气室，然后先经过二氧化碳传感器再进入填充柱，通过填充柱后进入氢气甲烷传感器，最后排出检测气室。
16.清洗模式启动时，所述基于stm32的控制装置控制第一气动电磁阀与三通气管接头的通路断开，第三气动电磁阀与第二气动电磁阀的通路断开，此时载气气泵工作，进样气泵不工作，洁净空气在载气气泵驱动下经过前置干燥过滤模块(12)预处理，经过载气气泵、三通气管接口、第三气动电磁阀、检测气室、填充柱，冲洗出残留的氢气甲烷气体，防止影响设备检测准确性。
17.进一步地，气体检测装置上设有屏幕和两个按钮，所述屏幕用于显示检测结果，所诉两个按钮分别用于开启“检测模式”和“清洗模式”，气体检测装置背面有散热排气槽孔。
18.进一步地，所述填充柱的作用是分离甲烷和氢气，通过气相色谱技术获得样品气体中的氢气甲烷浓度，再通过二氧化碳气体浓度校正，获得准确浓度值。
19.进一步地，所述填充柱总长度为75cm，外径6.35mm，内径5.33mm，填充材料为hayesep q 60/80目，填充柱的作用是将样品气体中的氢气和甲烷分峰，利用氢气和甲烷在填充柱中的前进速度不同，实现分开出峰。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
21.本发明具有合理的检测流程，能够采集用户粪便中的化学信息，可以同时检测氢气甲烷的浓度，为后续用户健康监测提供依据。本发明设备使用简单，方便快捷，数据准确，性能稳定，可重复性高，降低了样本采集限制条件，且在检测结束后具有清洁模式，保证了下次检测的准确性，为用户提供居家健康监测提供便利。
附图说明
22.图1是本发明外观示意图；
23.图2是本发明的一种侧视剖视图；
24.图3是本发明的气体分析装置内部的气路连接图；
25.图4是本发明的气体分析装置内部的电路连接图。
26.图中：坐便器1，翻转式便圈2，翻转式便盖3，马桶盖主体4，储水箱5，气管6，按钮7，屏幕8，气体分析装置9，气管接口10，排污管11，前置干燥过滤装置12。
具体实施方式
27.如前所述，鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，提出了本发明的技术方案，其主要是依据至少包括：
28.本发明通过气相色谱技术同时检测马桶内气体的氢气浓度、甲烷浓度，为后续用户小肠健康监测提供的科学依据和技术支持，让用户在家也可以对自己的健康情况有所了解。本发明设备使用简单，方便快捷，数据准确，性能稳定，可重复性高，降低了样本采集限制条件，且在检测结束后具有清洁模式，保证了下次检测的准确性，为用户提供便利而精准的检测方法。
29.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.如图1至图2所示，本发明包括马桶座主体、马桶盖主体4，气体分析装置9，所述马桶座主体包括主储水仓5、坐便器1，马桶盖主体4包括翻转式便盖3和翻转式便圈2，其中翻转式便圈2内部设有气管接头10，且其朝向坐便器1侧开有气孔，该气孔与气管接头的进气口连通，在气管接头处通过气管与气体分析装置连接9。气体分析装置9包括基于stm32的控制装置、气体检测装置、屏幕。
31.如图3所示，所述气体检测装置包括前置过滤干燥模块12、计量环、进样气泵、载气气泵、第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀、三通气管接头，检测气室、填充柱、二氧化碳传感器、氢气甲烷传感器；所述气动电磁阀皆为二位三通常闭电磁阀，所述载气气泵与载气进气口经前置过滤干燥模块12通过气管相连，载气气泵的出气口、第一气动电磁阀的第一接口、第三气动电磁阀的第一接口通过三通气管接头经气管相连，第一气动电磁阀的第二接口与进样气泵的进气口通过气管相连，进样气泵的出气口作为所述气体检测装置的第一出气口；第一气动电磁阀的第三接口与计量环的一端通过气管相连，第二气动电磁阀的第一接口与计量环的另一端通过气管相连，第二气动电磁阀的第二接口与进样口经前置过滤干燥模块(12)通过气管相连，第二气动电磁阀的第三接口与第三气动电磁阀
的第二接口通过气管相连，第三气动电磁阀的第三接口与检测气室的进气口通过气管相连；
32.所述前置干燥过滤模块12由干燥剂、过滤网组成，负责过滤气体中的杂质和水分。干燥剂为干燥硅胶，干燥状态保持蓝色，当变成红色时，代表需要更换前置干燥过滤模块12。
33.所述气体检测装置有三种工作状态，分别为取样模式，检测模式与清洗模式，所述取样模式包含于检测模式过程中；首先按下“检测模式”，当检测模式启动时，先进入取样模式取样，此时进样气泵工作，气体在进样气泵驱动下从马桶圈主体依次进入第二气动电磁阀、计量环、第一气动电磁阀、进样气泵；待取样模式结束后进入检测模式，电磁阀工作状态切换，此时进样气泵不工作，载气气泵工作，气体依次通过前置干燥过滤模块12、载气气泵、三通气管接头、第一气动电磁阀、计量环、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀后进入检测气室，然后先经过二氧化碳传感器再进入填充柱，通过填充柱后进入检测气室再经过氢气甲烷传感器，通过填充柱作用分离氢气甲烷，实现两种气体的双峰显示，结合二氧化碳的浓度计算出样品气体中的氢气甲烷浓度，最后排出检测气室。然后按下“清洗模式”按钮，载气气泵不断吸入空气清洗填充柱、检测气室、计量环，使下次测量时更加准确。
34.气体检测装置上表面有小角度斜面，斜面上有屏幕，用于显示相关信息，斜面上还有两个按钮，分别用于开启“检测模式”和“清洗模式”，气体检测装置背面有散热排气槽孔。
35.所述填充柱的作用是分离甲烷和氢气，通过气相色谱技术获得样品气体中的氢气甲烷浓度，再通过二氧化碳气体浓度校正，获得准确浓度值。
36.如图4所示，基于stm32的控制装置与进样气泵、载气气泵、第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀、屏幕、二氧化碳传感器，氢气甲烷传感器通过导线连接，使用时外接电源，控制气体检测装置的工作状态。
37.应用实施例
38.用户坐在马桶上，如厕时，按下按钮1“检测模式”，进样气泵、计量环会先对用户的粪便进行气体收集，相应的部件开始工作，进样气泵驱动马桶内的样品气体进入计量环储存，收集模式结束，载气气泵驱动计量环中的样品气体通过检测气室和填充柱完成检测，在用户如厕结束时已经可以看到检测结果出现在气体分析装置的屏幕上。
39.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。