基于MEMS低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置的制作方法

基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置
技术领域
1.本发明涉及呼吸测量技术领域，尤其涉及基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置。


背景技术：

2.气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器，基于mems技术制备的气体传感器属于第三代气体传感器广泛使用在呼吸测量设备中，具有计量准确，响应快速、功耗小和寿命较长，人的呼吸成分直接和血液的变化有关，人呼出气体中的分子能够揭示身体内部的变化。在我们呼出的气体中，除了氮、氧和二氧化碳等无机混合物气体外，还包含着其他许多种挥发性有机化合物(例如异戊二烯、乙烷、戊烷和丙酮等)和非挥发性物质(过氧亚硝酸盐、异前列烷等)，异戊二烯(isoprene)作为肝脏代谢中胆固醇合成的重要挥发性有机化合物(voc)，在肝纤维化诊断和治疗中具有重要的临床意义。
3.公开号为cn201610986306.8，名称为一种用于异戊二烯气体检测的气体传感器的制备方法，将“蒲公英”状纳米二氧化钛应用于有机挥发性气体i soprene的气敏性能测试，为人体呼吸气体的便携式检测装置的研究提供一定的基础。通过制备纳米二氧化钛悬浮液作为气敏材料，使用掩模板辅助喷涂的方式解决mems工艺和纳米技术不兼容的问题，制备方法简单可靠。
4.但是上述的呼吸测量装置，呼吸测量装置由于测量呼吸气流的传感器和使呼吸气流移动的空气流路形成为一体，因而难以清洗，存在难以去除在所述传感器和空气流路中生成的异物的问题，同时现有的呼吸测量装置缺少专用的便携式组件，从而后期携带不方便，检测时缺少装配式固定组件安装时存在漏气，导致呼出气体溢出进而导致检测精度降低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置，旨在改善上述的问题。
6.本发明是这样实现的：
7.基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置，包括集气组件、穿戴组件、导气组件和用于检测气体中异戊二烯气体含量的呼吸测量装置，
8.集气组件扣设在测量者的口部用于收集呼出的气体，并且进行导送，
9.穿戴组件用于固定集气组件压紧在测量者的口部，保持集气时的紧密性，并且测量时不用手持集气组件，
10.导气组件用于将集气组件中收集的气体进行导送处理后，去除气体中的杂质后传输到呼吸测量装置中，
11.集气组件的出气端连通有导气组件，且集气组件上设置有穿戴组件。
12.通过采用上述技术方案，利用集气组件扣设在测量者的口部用于收集呼出的气
体，并且进行导送，同时通过穿戴组件用于固定集气组件压紧在测量者的口部，保持集气时的紧密性，并且测量时不用手持集气组件，避免呼出空气从缝隙中溢出，同时导气组件用于将集气组件中收集的气体进行导送处理后，去除气体中的杂质后传输到呼吸测量装置中，分流空气进行单体测量，分流后的空气经过过滤后然后经过呼吸测量装置对空气中的异戊二烯气体进行检测。
13.进一步的，集气组件包括集气罩壳和出气孔座，其中集气罩壳的一端贯穿设置有进气端，且集气罩壳的另一端贯通固定有出气孔座，出气孔座上贯通固定连接有导气螺筒，且导气螺筒设置为集气罩壳的出气端。
14.通过采用上述技术方案，集气组件包括集气罩壳和出气孔座，其中集气罩壳的一端贯穿设置有进气端，用于导入呼出的空气，且集气罩壳的另一端贯通固定有出气孔座，出气孔座上贯通固定连接有导气螺筒，且导气螺筒设置为集气罩壳的出气端，导气螺筒的设置便于连通固定外部的导气组件，用于导送空气提高后期组装连接的便捷性，并且分体设置便于后期收纳携带，提高便携性。
15.进一步的，集气罩壳的进气端面上贯穿固定有压板，且压板上设置有两个橡胶环，两个橡胶环的内部设置有密封环片，且橡胶环和密封环片均粘接固定在压板上。
16.通过采用上述技术方案，集气罩壳的进气端面上贯穿固定有压板，且压板上设置有两个橡胶环，两个橡胶环的内部设置有密封环片，且橡胶环和密封环片均粘接固定在压板上，橡胶环和密封环片的配合，在穿戴组件的压持下，保证集气罩壳贴合在口部，堵塞缝隙，保证呼出空气的严密性。
17.进一步的，穿戴组件包括两片弹力片和弹力带，其中两片弹力片均为l型，且两片弹力片的一端固定在集气组件上，两片弹力片的另一端设置有弹力带，且弹力带的一端固定在两片弹力片其中一块的端部。
18.通过采用上述技术方案，穿戴组件包括两片弹力片和弹力带，其中两片弹力片均为l型，l型的弹力片，便于配合测量人员的头型，从而方便后期穿戴，同时弹力片采用碳纤维材质，能够形变适用不同的头型，同时方便压设重量较轻，且两片弹力片的一端固定在集气组件上，两片弹力片连接用于穿戴压持集气组件，两片弹力片的另一端设置有弹力带，且弹力带的一端固定在两片弹力片其中一块的端部。
19.进一步的，两片弹力片其中另一块端部设置有转杆，且转杆的端部通过轴承转动连接在弹力片上，转杆外圆周面上与弹力带的另一端固定连接，且转杆上水平固定有孔块，且孔块上滑动插接有限位杆，弹力片上开设有插孔，且限位杆的底端与插孔滑动插接配合，限位杆的顶部套设有下压弹簧，且下压弹簧的底端固定在孔块的顶面上。
20.通过采用上述技术方案，使用时根据穿戴的需求，提拉限位杆，转动弹力片一侧的转杆，从而缠绕弹力带在转杆上，使硅胶材质的弹力带紧缚在检测人员的头部，然后将松开限位杆，在下压弹簧的形变弹力下，使限位杆插接在插孔中进行限位。
21.进一步的，导气组件包括分流管和过滤组件，其中分流管为三通管，且分流管的进气端贯通固定有接通螺筒，且接通螺筒与导气螺筒螺纹组装连接，分流管上设置有两个出气端口，且分流管一侧的出气端口中填充有封堵塞，分流管另一侧的出气端口上设置有外螺纹，且分流管另一侧的出气端口上连通有过滤组件。
22.通过采用上述技术方案，导气组件包括分流管和过滤组件，其中分流管为三通管，
具有一个进一端口和两个出气端口，且分流管的进气端贯通固定有接通螺筒，且接通螺筒与导气螺筒螺纹组装连接，装配集气组件和导气组件，导流空气进入，分流管上设置有两个出气端口，且分流管一侧的出气端口中填充有封堵塞，不仅能够调压，同时能够控制排气，分流管另一侧的出气端口上设置有外螺纹，方便组装连接配合，且分流管另一侧的出气端口上连通有过滤组件，用于对空气进行过滤处理，去除内部的杂质。
23.进一步的，过滤组件包括滤筒，滤筒的内圆周两端均开设有内螺纹，且滤筒上的内螺纹和分流管上外螺纹螺纹组装连通，滤筒的内部竖直固定有插孔环，且插孔环中水平插接设置有净化组件，滤筒的另一端设置有检测筒，且检测筒的一端贯通固定有连通螺筒，且连通螺筒与滤筒的端部连通，检测筒上安装有呼吸测量装置。
24.通过采用上述技术方案，过滤组件包括滤筒，滤筒的内圆周两端均开设有内螺纹，且滤筒上的内螺纹和分流管上外螺纹螺纹组装连通，方便组装连通，便于配合导气，滤筒的内部竖直固定有插孔环，且插孔环中水平插接设置有净化组件，对空气中的杂质进行净化组件，滤筒的另一端设置有检测筒，且检测筒的一端贯通固定有连通螺筒，且连通螺筒与滤筒的端部连通，检测筒上安装有呼吸测量装置，从而对排出的空气进行排出时对空气中的异戊二烯气体含量进行检测。
25.进一步的，净化组件包括通筒、滤盒和滤棉，其中通筒的两端均固定有螺纹环，且通筒的内部两端均固定有滤网片，滤盒的一端贯穿设置，且滤盒的内壁靠近开口端处开设有组装螺纹，滤盒的另一端开设有通气槽，且滤盒的内部填充有滤棉。
26.通过采用上述技术方案，净化组件包括通筒、滤盒和滤棉，其中通筒的两端均固定有螺纹环，且通筒的内部两端均固定有滤网片，对空气中的杂质进行过滤，避免杂质进入呼吸测量装置中，滤盒的一端贯穿设置，且滤盒的内壁靠近开口端处开设有组装螺纹，方便后期拆卸进行更换内部的滤棉，滤盒的另一端开设有通气槽，且滤盒的内部填充有滤棉，滤棉不仅能够去除空气中的杂质，同时吸附空气中的水蒸气。
27.进一步的，导气组件包括装配螺筒、净化通筒、第一分流管壳和第二分流管壳，其中净化通筒的一端贯通固定有装配螺筒，且装配螺筒与导气螺筒螺纹组装连接，净化通筒的内部固定有两个分流套，且两个分流套其中的一个内部填充有净化填块，两个分流套中填充有净化填块的分流套的端部连通固定有第二分流管壳，且两个分流套另一分流套端部贯通连接有第一分流管壳。
28.通过采用上述技术方案，导气组件包括装配螺筒、净化通筒、第一分流管壳和第二分流管壳，其中净化通筒的一端贯通固定有装配螺筒，且装配螺筒与导气螺筒螺纹组装连接，便于组装连通集气组件和导气组件，净化通筒的内部固定有两个分流套，分流套采用弧形中空的通框，且两个分流套其中的一个内部填充有净化填块，对内部的空气进行过滤处理，去除杂质，两个分流套中填充有净化填块的分流套的端部连通固定有第二分流管壳，且两个分流套另一分流套端部贯通连接有第一分流管壳，第一分流管壳和第二分流管壳分流导送空气。
29.进一步的，净化填块包括一端贯穿设置的网壳和填充棉，其中网壳插接在分流套中，且分流套的内部填充有填充棉，第二分流管壳上安装有呼吸测量装置。
30.通过采用上述技术方案，净化填块包括一端贯穿设置的网壳和填充棉，其中网壳插接在分流套中，且分流套的内部填充有填充棉，第二分流管壳上安装有呼吸测量装置，网
壳和填充棉进行过滤处理，从而提高空气的洁净度，同时分散进行导流。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明
32.(1)、利用集气组件扣设在测量者的口部用于收集呼出的气体，并且进行导送，同时通过穿戴组件用于固定集气组件压紧在测量者的口部，保持集气时的紧密性，并且测量时不用手持集气组件，避免呼出空气从缝隙中溢出，同时导气组件用于将集气组件中收集的气体进行导送处理后，去除气体中的杂质后传输到呼吸测量装置中，分流空气进行单体测量，分流后的空气经过过滤后然后经过呼吸测量装置对空气中的异戊二烯气体进行检测；
33.(2)、使用时根据穿戴的需求，提拉限位杆，转动弹力片一侧的转杆，从而缠绕弹力带在转杆上，使硅胶材质的弹力带紧缚在检测人员的头部，然后将松开限位杆，在下压弹簧的形变弹力下，使限位杆插接在插孔中进行限位；
34.(3)、导气组件包括装配螺筒、净化通筒、第一分流管壳和第二分流管壳，其中净化通筒的一端贯通固定有装配螺筒，且装配螺筒与导气螺筒螺纹组装连接，便于组装连通集气组件和导气组件，净化通筒的内部固定有两个分流套，分流套采用弧形中空的通框，且两个分流套其中的一个内部填充有净化填块，对内部的空气进行过滤处理，去除杂质，两个分流套中填充有净化填块的分流套的端部连通固定有第二分流管壳，且两个分流套另一分流套端部贯通连接有第一分流管壳，第一分流管壳和第二分流管壳分流导送空气；
35.(4)、导气组件包括分流管和过滤组件，其中分流管为三通管，具有一个进一端口和两个出气端口，且分流管的进气端贯通固定有接通螺筒，且接通螺筒与导气螺筒螺纹组装连接，装配集气组件和导气组件，导流空气进入，分流管上设置有两个出气端口，且分流管一侧的出气端口中填充有封堵塞，不仅能够调压，同时能够控制排气，分流管另一侧的出气端口上设置有外螺纹，方便组装连接配合，且分流管另一侧的出气端口上连通有过滤组件，用于对空气进行过滤处理，去除内部的杂质。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.图1是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第一实施例中的整体结构示意图；
38.图2是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第一实施例中的整体分解结构示意图；
39.图3是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置实施例中集气组件和穿戴组件的结构示意图；
40.图4是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第一实施例中导气组件的整体分解结构示意图；
41.图5是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第一实施例中过滤组件的分解结构示意图；
42.图6是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第一实施例中净化组件的整体分解结构示意图；
43.图7是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第二实施例中的整体结构示意图；
44.图8是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第二实施例中的整体分解结构示意图；
45.图9是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第二实施例中导气组件的整体分解结构示意图；
46.图10是基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置第二实施例中净化填块的分解结构示意图。
47.图中：1、集气组件；11、集气罩壳；12、压板；13、橡胶环；14、密封环片；15、出气孔座；16、导气螺筒；2、穿戴组件；21、弹力片；211、插孔；22、弹力带；23、转杆；24、孔块；25、限位杆；26、下压弹簧；31、接通螺筒；32、分流管；33、出气端口；34、封堵塞；35、外螺纹；36、过滤组件；361、滤筒；362、内螺纹；363、插孔环；364、净化组件；3641、通筒；3642、螺纹环；3643、滤网片；3644、滤盒；3645、组装螺纹；3646、滤棉；37、检测筒；371、连通螺筒；41、装配螺筒；42、净化通筒；43、分流套；44、净化填块；441、网壳；442、填充棉；45、第一分流管壳；46、第二分流管壳；5、呼吸测量装置。
具体实施方式
48.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
49.实施例1：
50.请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，基于mems低功耗异戊二烯气体传感器芯片的呼吸测量装置，包括集气组件1、穿戴组件2、导气组件和用于检测气体中异戊二烯气体含量的呼吸测量装置5，
51.集气组件1扣设在测量者的口部用于收集呼出的气体，并且进行导送，
52.穿戴组件2用于固定集气组件1压紧在测量者的口部，保持集气时的紧密性，并且测量时不用手持集气组件1，
53.导气组件用于将集气组件1中收集的气体进行导送处理后，去除气体中的杂质后传输到呼吸测量装置5中，
54.集气组件1的出气端连通有导气组件，且集气组件1上设置有穿戴组件2。
55.通过采用上述技术方案，利用集气组件1扣设在测量者的口部用于收集呼出的气体，并且进行导送，同时通过穿戴组件2用于固定集气组件1压紧在测量者的口部，保持集气
时的紧密性，并且测量时不用手持集气组件1，避免呼出空气从缝隙中溢出，同时导气组件用于将集气组件1中收集的气体进行导送处理后，去除气体中的杂质后传输到呼吸测量装置5中，分流空气进行单体测量，分流后的空气经过过滤后然后经过呼吸测量装置5对空气中的异戊二烯气体进行检测。
56.请参阅图3，集气组件1包括集气罩壳11和出气孔座15，其中集气罩壳11的一端贯穿设置有进气端，用于导入呼出的空气，且集气罩壳11的另一端贯通固定有出气孔座15，出气孔座15上贯通固定连接有导气螺筒16，且导气螺筒16设置为集气罩壳11的出气端，导气螺筒16的设置便于连通固定外部的导气组件，用于导送空气提高后期组装连接的便捷性，并且分体设置便于后期收纳携带，提高便携性。集气罩壳11的进气端面上贯穿固定有压板12，且压板12上设置有两个橡胶环13，两个橡胶环13的内部设置有密封环片14，且橡胶环13和密封环片14均粘接固定在压板12上，橡胶环13和密封环片14的配合，在穿戴组件2的压持下，保证集气罩壳11贴合在口部，堵塞缝隙，保证呼出空气的严密性。
57.请参阅图3，穿戴组件2包括两片弹力片21和弹力带22，其中两片弹力片21均为l型，l型的弹力片21，便于配合测量人员的头型，从而方便后期穿戴，同时弹力片21采用碳纤维材质，能够形变适用不同的头型，同时方便压设重量较轻，且两片弹力片21的一端固定在集气组件1上，两片弹力片21连接用于穿戴压持集气组件1，两片弹力片21的另一端设置有弹力带22，且弹力带22的一端固定在两片弹力片21其中一块的端部。使用时根据穿戴的需求，提拉限位杆25，转动弹力片21一侧的转杆23，从而缠绕弹力带22在转杆23上，使硅胶材质的弹力带22紧缚在检测人员的头部，然后将松开限位杆25，在下压弹簧26的形变弹力下，使限位杆25插接在插孔211中进行限位。
58.请参阅图4、图5和图6，导气组件包括分流管32和过滤组件36，其中分流管32为三通管，具有一个进一端口和两个出气端口，且分流管32的进气端贯通固定有接通螺筒31，且接通螺筒31与导气螺筒16螺纹组装连接，装配集气组件1和导气组件，导流空气进入，分流管32上设置有两个出气端口33，且分流管32一侧的出气端口33中填充有封堵塞34，不仅能够调压，同时能够控制排气，分流管32另一侧的出气端口33上设置有外螺纹35，方便组装连接配合，且分流管32另一侧的出气端口33上连通有过滤组件36，用于对空气进行过滤处理，去除内部的杂质。过滤组件36包括滤筒361，滤筒361的内圆周两端均开设有内螺纹362，且滤筒361上的内螺纹362和分流管32上外螺纹35螺纹组装连通，方便组装连通，便于配合导气，滤筒361的内部竖直固定有插孔环363，且插孔环363中水平插接设置有净化组件364，对空气中的杂质进行净化组件364，滤筒361的另一端设置有检测筒37，且检测筒37的一端贯通固定有连通螺筒371，且连通螺筒371与滤筒361的端部连通，检测筒37上安装有呼吸测量装置5，从而对排出的空气进行排出时对空气中的异戊二烯气体含量进行检测。净化组件364包括通筒3641、滤盒3644和滤棉3646，其中通筒3641的两端均固定有螺纹环3642，且通筒3641的内部两端均固定有滤网片3643，对空气中的杂质进行过滤，避免杂质进入呼吸测量装置5中，滤盒3644的一端贯穿设置，且滤盒3644的内壁靠近开口端处开设有组装螺纹3645，方便后期拆卸进行更换内部的滤棉3646，滤盒3644的另一端开设有通气槽，且滤盒3644的内部填充有滤棉3646，滤棉3646不仅能够去除空气中的杂质，同时吸附空气中的水蒸气。
59.实施例2：
60.本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。
61.请参阅图7、图8、图9和图10，导气组件包括装配螺筒41、净化通筒42、第一分流管壳45和第二分流管壳46，其中净化通筒42的一端贯通固定有装配螺筒41，且装配螺筒41与导气螺筒16螺纹组装连接，净化通筒42的内部固定有两个分流套43，且两个分流套43其中的一个内部填充有净化填块44，两个分流套43中填充有净化填块44的分流套43的端部连通固定有第二分流管壳46，且两个分流套43另一分流套43端部贯通连接有第一分流管壳45。导气组件包括装配螺筒41、净化通筒42、第一分流管壳45和第二分流管壳46，其中净化通筒42的一端贯通固定有装配螺筒41，且装配螺筒41与导气螺筒16螺纹组装连接，便于组装连通集气组件1和导气组件，净化通筒42的内部固定有两个分流套43，分流套43采用弧形中空的通框，且两个分流套43其中的一个内部填充有净化填块44，对内部的空气进行过滤处理，去除杂质，两个分流套43中填充有净化填块44的分流套43的端部连通固定有第二分流管壳46，且两个分流套43另一分流套43端部贯通连接有第一分流管壳45，第一分流管壳45和第二分流管壳46分流导送空气。净化填块44包括一端贯穿设置的网壳441和填充棉442，其中网壳441插接在分流套43中，且分流套43的内部填充有填充棉442，第二分流管壳46上安装有呼吸测量装置5，网壳441和填充棉442进行过滤处理，从而提高空气的洁净度，同时分散进行导流。
62.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，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。