JPS6165134A - 呼吸空気を現場でサンプリングする方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は呼吸空気の所定の最小流れにお（・て呼吸空気
を現場でサンプリングする方法および装置に関し、詳細
には口当を有する刀口熱可能のハウジング、口当へ接続
する入口を有する方向制御弁、方向制御弁の第１出口へ
接続する少なくとも１つの針および針へ突刺すために適
する気密に閉鎖した試料容器を含む装置に関する。

従来の技術ニ 一般にアルコールのため呼吸空気を試験する方法は公知
である（たとえばＤｒ４ｇｅｒ刊行物３２２、１９８２
　；　Ｄｒ４ｇｅｒ　　社パンフレットＡｌｋＯｔ、ｅ
ｓＺ　　７０１０　、１９８１参照）。これによれば呼
吸空気の最小流れが所定時間インターバルの量測定装置
を通して導かれる。測定装置はアルコールに応答する半
導体センサを有し、または３〜４μｍの範囲のアルコー
ル吸収を測定する。呼吸空気からの水分の凝縮は那熱装
置により防止される。　５ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｉｎｔ、、Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ　ｆｏｒＡｌｃｏｈｏｌ、　Ｄｒｕｇｓ　ａｎｄ　
Ｔｒａｆｆｉｃ　５ａｆｅｚｙ”１９８０ｖｏｌ　２　
、６９１ページ、ＡＩｍｑｕｉｓｔ　ａｎｄＷｉｋｓｅ
ｌｔＩｎｔ、、、　Ｓｔ、ｏｃｋｈｏ１ｍ発行のＮ、Ｂ
１１ｚｅｒ。

Ｍ、Ｋｒ４ｍｅｒ、　Ｏ，Ｃ）ｒ＋１ｎｅｒ　　による
も５１つの文献”　Ａ　Ｍｅｔ、ｈｏｄ　ｆｏｒ　ｔｈ
ｅ　Ｄｆ３ｔｅｒｍｉｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｐｏｒｅａｔｈ
Ａｌｃｏｈｏｌ　ｗｌｔｈ　Ｍｕｌｚｉｆｒａｃｚ　（
Ｇａｓｃｈｒｏｍａｚｏｇｒｏｐｈｙ）”には呼吸空気
をサンプリングする装置が記載される。この装置は口当
を備える刀口熱可能のハウジング内に支持される。口当
は大気および捕集室へそれぞれ２位置方向制御弁を介し
て接続可能である。捕集室内でピストンが呼吸空気の圧
力下に測定試料を収容するため所定の端部位置へ可能で
ある。捕集室の出口は針を介してこの針へ突刺すために
適する気密に閉鎖した試料容器へ接続され、サンプリン
グの間閉鎖したもう１つの２位置方向制御弁を介して洗
浄用のチン素源に接続される。試料容器は突刺に適する
セルフソール薄膜によって閉鎖され、試料を収容するた
め排気される。

もう１つの方法によれば呼吸空気は特殊な適用に適する
測定装置を通して直接導かれ、測定は空気流中で実施さ
れる。しかし呼吸空気の組成を作業場所でたとえば吸入
した蒸気の代謝から生ずる種々の成分に対し定性および
定量的に分析試験しなければならない場合、とくに１成
分に対して応答する測定装置による作業は不適当である
。それゆえ呼吸空気の試料を作業場所で採取し、呼吸空
気を他の場所で試験するほうが適切である。

発明が解決しようとする問題点： 前記文献に記載の装置は研究室の装置であり排気した試
料容器の使用が必要である。この装置は作業場所で使用
することができない。

したがって本発明の目的は作業場所で使用することがで
き、とくに被検者の活動が頻繁なサンプリングによって
もほとんど妨害されない方法および装置を得ることであ
る。

問題点を解決するための手段： 呼吸空気を作業場所でサンプリングする方法によれば呼
吸空気の最小流れを方向制御弁の入口から大気へ流し、
すなわち方向制御弁は所定の第１時間インターバルの間
第１位置にあり、次に方向制御弁は呼吸空気の最小流れ
を方向制御弁に気密に接続した試料容器へ導く第２位置
へ切替えられる。したがってこの方法によれば装置は呼
吸空気を試料容器へ導入する前にまずこの呼吸空気で洗
われる。

この方法の有利な実施例によれば呼吸空気の最小流れは
所定の第１時間インターバルの経過後方向制御弁が中間
位置にある際に捕集室へ送られる。捕集室が充てんされ
、方向制御弁を第２位置へ切替えた後、捕集室に含まれ
る呼吸空気の少なくとも一部は試料容器へ送られる。こ
の方法により試料容器を本来のサンプリングと無関係に
充てんし、所望により多数の試料容器に種々の試験のた
め呼吸空気を充てんすることができる。

試料容器は方向制御弁へサンプリングの前に接続し、ま
たは選択的に第１時間インターバルの間に針へ結合する
ことができる。

装置は試料容器を収容するだめの試料容器ホルダを有し
、ハウジング内で針に対し相対的に滑動しうる駆動ユニ
ットを備える。方向制御弁の第２出口は圧力センサを介
して大気へ接続するために適し、このセンサは方向制御
弁の第１位置で所定の最小圧力へ調節することができ、
　。

かつ圧力センサによって制御される制御装置が試料容器
ホルダを方向制御弁に対し相対的に運動させるために配
置される。試料容器は針に固定することができ、第１時
間インターバル経過後方向制御弁は口当を第１出口へ接
続する第２位置へ切替えられる。リミットスイッチが試
料容器ホルダのストロークを制限するため備えられ、試
料容器ホルダはがイドバーに案内され、かつそえぞれの
試料容器の寸法へ調節しうる試料容器支持器を有する。

試料容器を洗うため、方向制御弁は第１出口に１つの針
が大気へ通ずる２つの針を備え、かつ試料容器を第１時
間インターバル経過後、第２時間インターバルの間これ
らの針へ結合するのが有利である。

本発明による１つの装置は呼吸空気を収容するため方向
制御弁の出口側に接続した捕集容器を有し、方向制御弁
の第２出口はこの実施例の場合とくに制御装置によって
制御される弁により大気へ接続される。これらの弁は第
１時間インターバル経過後閉鎖されるように形成され、
捕集室は第１時間インターバル経過後制御装置によって
切替えられる供給装置を備える。このような実施例の場
合、供給装置はピストンポンプであり、第１時間インタ
ーバル経過後制御装置によって制御される駆動ユニット
と結合する。

ピストンのストロークを制限するリミットスイッチを備
えることができる。方向制御弁は第１時間インターバル
経過後捕集室を充てんするため中間位置へ切替えられ、
捕集室光てん後、捕集室と試料容器を接続する第２位置
へ切替えることができる。

有利に方向制御弁は１つの入口および２つの出口を有す
る６ポ一ト２位置制御弁である。試料容器ホルダ上の試
料容器は方向制御弁の第１出口と１線にあり、捕集室は
方向制御弁の第２出口へ中間装置を介して結合され、こ
の中間装置は圧力センサおよび大気と連通ずるため制御
弁によって制御される少なくとも１つの孔を有する。有
利な実施例では前記要素はハウジング内に１線に配置さ
れ、ノ・ウソングから口当が横方向に出る。

このヨウにコンパクトでスペースを節約した配置を形成
し、ポケント形装置として形成しうる装置が得られる。

結果としてほぼ自動制御により使用者の活動はスイッチ
オンおよび呼吸空気吹込に制限することができる。プロ
グラムのランニングオフにより１つまたは多数の排気さ
れていない試料容器にすべての稀釈および汚染を避けな
がら呼吸空気を充てんすることが保証される。

実施例： 次に本発明の実施例を図面により説明する。

呼吸空気の現場サンプリングのだめの装置の第１実施例
が第１図に示される。装置は口当２および２つの出口３
および４を有する方向制御弁１からなる。第１出口３は
たとえば注射針の形の針５を備え、この針により試料容
器１０にがスが導入される。第２出口４は大気に接続す
る。排気した試料容器１０はセルフノール閉鎖体１１に
よって気密に閉鎖される。とくに閉鎖体１１はアルミニ
ウム積層ゴムシールかう形成され、洩れなしに針５を刺
すことができる。

作業の際呼吸空気流は第１時間インターバルたとえば約
６秒の間口当２から第２出口４を介して大気へ流される
。第１図に示されな（・圧力センサにより方向制御弁１
の流れを呼吸空気の所定の最小流れにすることが保証さ
れる。それによって方向制御弁１は洗われ、同時に肺の
深部空気（肺胞空気）が試料容器１０に入ることが保証
される。すなわち肺の気胞内の血液と平衡にある空気お
よびその組成は口腔の粘膜との交換反応によって影響さ
れない。第１時間インターバルの後、方向制御弁１は自
動または手動により第２位置へ切替えられ、この第２位
置で口当２は試料容器１０を呼吸空気で充てんするよう
に第１出口３と連通ずる。続いて試料容器１０を針５か
ら除去する。

第２図には排気されていない試料容器１０を充てんする
ために適する第２実施例が示される。

この実施例の場合針は排気されていない試料容器１０へ
呼吸空気を導入するために適する。２つの針５および６
は方向制御弁１の第１出口３へ接続される。この実施例
では針５は方向制御弁１のもう１つの出口を介して試料
容器１０の外部の雰囲気に通ずる。第１時間インターバ
ル経過後、方向制御弁１は第２位置へ切替えろ３を呼吸
空気は第２時間インターバルの間試料容器１０を通して
導かれる。このようにして呼吸空気は試料容器１０の空
気と買替り、容器を呼吸空気で洗い、これを呼吸空気で
充てんする。第２時間インターバル経過後、容器１０を
針５および６から抜取る。

第３図に示す第６実施例はピストンポンプの形の供給装
置を有する捕集室３６を備える。捕集室３６は試料容器
１０のために十分なまたはそれ゛以上の量の呼吸空気を
収容するために適する。前記のように方向制御弁１の第
１出口３は試料容器１０を刺す２つの針５および６を備
える。この実施例では方向制御弁１は第２出口４と接続
する１〜６の中間弁３５を有する。中間弁３５は大気へ
通じ、かつ捕集室３６へ接続することができる。

作業の際、方向制御弁１は第１時間インターバルの間呼
吸空気が第２出口４の口当２から１つまたは多数の中間
弁３５およびその第１出ロアを介して大気へ逃げるよう
に調節される。第１時間インターバル経過後、中間弁３
５を切替え、第２出口８を捕集室３６へ接続する。呼吸
空気流は１クストンボンゾによって捕集室３６へ供給さ
れる。捕集室３６が充てんした後、方向制御弁１を中間
位置から第１出口３が捕集室３６と接続する位置へ切替
える。次に第２時間インターバルの間、呼吸空気はピス
トンポンプの作動によって試料容器１０へ送られる。こ
のような方法によって数個の試料容器１０に針５および
６の交換によつ℃被検呼吸空気を充てんすることができ
る。

上記実施例から変化した第４図の実施例は方向制御弁１
の第１出口３に１つの針５しか配置されていな（・こと
で第６図の実施例と異なる。

試料容器１０は排気されるけれど、ピストンポンプによ
って呼吸空気を少し過圧に充てんすることができる。

第５図に示すもう１つの変化した実施例に、よれば針５
は試料容器１０を針５から除去する際試料容器１０と大
気の圧力平衡を可能にする第２出口孔９を備える。

第３図に示す方法を実施する装置は第６図に詳細に示さ
れる。この装置は内側が図示されていない卵熱マットで
蔽われた）・ウジフグ１２内に配置され、このマットに
よりハウジング１２は凝縮を避けるため３０〜４０°Ｃ
の範囲の温度に刀口熱される。方向制御弁１を形成する
６ポ一ト２位置方向制御弁はハウジング１２内に配置さ
れる。弁１は凝縮液捕集器を有する、ノ・ウジング１２
から出る口当２が接続する入口を有する。第１出口３は
試料容器１０へ接続するため備えられ、第２出口４は中
間弁３５を介して捕集室３６を接続するため備えられる
。

第１出口３の範囲に２つの針５．６のだめの針支持器１
３が方向制御弁１と針を結合するため配置される。長針
５は口当２に通じ、短針６は針支持器１３内の横孔１４
を介してハウジング室内の雰囲気に通ずる。ベース板１
６を有する試料容器ホルダ１５は第１出口３と共働する
。

ベース板１６は２つのガイドバー１７に案内され、その
一端は方向制御弁１の弁箱に固定され他端はハウジング
ゞ１２に固定した支持器１８に支持される。駆動ユニッ
ト１９はベース板１６の下面に固定される。とくにラッ
クがベース板１６のハウジング固定ガイドバー１７の間
に支持され、このランクは駆動ユニット１９のパルスモ
ータによって駆動される一ニオンと噛合う。

第６図に図示されていないリミットスイッチはガイドバ
ー１γ上のベース板１６の方向制御弁１に対する偏位を
制限する。このリミットスイッチはたとえばマイクロス
イッチまたは光デートによって形成される。

調節可能の試料容器ホルダはベース板１６の上側に配置
され、このホルダは第１出口３に面する端壁２０を有す
る。端壁２０は針５，６が貫通する孔２１を有し、第１
出口３がら遠い背壁２１は種々の寸法の試料容器１０に
適するようにベース板１６の縦方向に調節可能である。

第６図にはたとえば容量１Ｑｒｎｌの試料容器１０を有
する試料容器ホルダ１５が気密閉鎖体１１を有する試料
容器１０を針５，６へ刺した位置で示され、背壁２１は
容量２Ｑｍｌの試料容器１０を収容する位置に示される
。・ 中間装置３０はその第１端部が方向制御弁１の第２出口
４へ気密に接続され、その第２端部は捕集室３６ヘシー
ルリングを介して接続される。第２出口４を捕集室３６
へ接続する導管３１は中間装置３０を貫通する。第１端
部の範囲に圧力センサ３３が中間装置３０の壁を通して
導管３１へ挿入され、この導管は圧力センサ３３の範囲
に印刷回路板へ配置した圧力スイッチに通ずる管状ポー
トを備える。第２端部の範囲に多数の横孔３４（たとえ
ば３つ、第６図にはその２つだけが示される。）が導管
３１からこれと共働する中間弁３５へ通じ、この孔は導
管３１をハウジング１２の内部したがって大気と結合す
る。図示の例で孔３４は流入方向に対し反対方向に鋭角
を形成するように配置される。

捕集室３６は中間装置３０の第２端部に近い第１端部で
シールリングにより気密に封鎖されたスリーブ３γによ
って横方向が仕切られ、その第２端部は通路３９を有す
る閉鎖体３８によって気密に閉鎖される。スリーブ３６
の内壁と７−ルリングによって気密に接するビストノ４
０はスリーブ３６内を滑動可能であり、閉鎖体３８０通
路３９を通って拡がるピストンコツト４１を介して駆動
ユニット４２と結合する。

そのためピストンロッド４１の一部はとくに駆動ユニッ
ト４２のパルスモータによって駆動されるビニオンと噛
合うランクとして形成される。

駆動ユニット４２はハウジング１２に固定される。たと
えばマイクロスインチまたは光ケゝ−１・によって形成
されるリミットスイッチ４３はピストン４００ストロー
クを制限する。

さらに本装置は遅次作業のためマイクロプロセッサ制御
装置を有し、この装置は常用成分を含み、常用法でプロ
グラミングされるので、詳細は説明しな（・。装置の初
期位置で試料容器１０に通ずる第１出口３は閉鎖され、
口当２を介して吹込まれる呼吸空気は第２出口４および
中間装置３００通路導管３１を介して流れ、この導管か
ら横孔３４を介して大気へ逃げる。圧力センサ３３が所
定圧力に達した際、所定の時間インターバルたとえば約
６秒の後、中間弁３５が閉鎖される。同時に駆動ユニッ
ト４２を作動し、ピストン４０を閉鎖体３８の方向へ摺
動する。リミットスイッチ４３が応答すると、［動ユニ
ット４２のパルスモータは停止し、方向制御弁１は呼吸
空気が充てんされた捕集室３６を試料容器１０へ接続す
る位置へ切換えられる。次に駆動ユニット４２のパルス
モータは逆転し、それによって捕集室３６内に収容され
た呼吸空気は試料容器１０を介して）・ウジング１２の
内部にしたがって大気へ送られる。続（゛て駆動ユニッ
ト１９のパルスモータが作動し、呼吸空気で洗われかつ
充てんされた試料容器１０を有する試料容器ホルダ１５
は針５および６から構成される装置はピストン４０がそ
の初期位置に達した後、新たな試料採取可能な状態にあ
り、この位置でピストン４０は完全に右側で中間装置３
０に接し、新たな試料容器１０が試料容器ホルダ１５へ
挿入され、新たな試料容器１０は駆動ユニット１９によ
って針５および６に対して押される。

試料容器１０および捕集室３６の適当な寸法により捕集
室３６からマルチゾルサンプリングがきわめて容易であ
る。このような場合ぎストン４０は減速してさらに進め
、または試料容器１０の交換の開停止させることができ
る。

全体的に装置のすべての成分のコンパクトな配置が達成
され、それによって全装置をポケット形装置として形成
することができ、主電源または独立電源に接続すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１法を実施する装置、第２図は第２
法を実施する装置、第６図は第６法を実施する装置、第
４図は第６図装置を改善した装置、第５図は第３図装置
を改善したもう１つの装置のそれぞれ原理を示す図、第
６図は第６図の原理による装置の縦断面図である。 １・・・方向制御弁、２・・・口当、３・・・第１出口
、４・・・第２出口、５．６・・・針、１０・・・試料
容器、１１・・・閉鎖体、１５・・−試料容器ホルダ、
１６・・・ベース板、１７・・・ガイドバー、１９．４
２・・・駆動ユニット、３０・・・中間装置、３１・・
・導管、３３・・・圧力センサ、３４・・・横孔、３５
・・・中間弁、３６・・・捕集室、３γ・・・スリーブ
、４０・・・ピストン、４１・・・ピストンロンド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、呼吸空気の所定の最小流れにおいて現場で呼吸空気
   をサンプリングする方法において、呼吸空気の最小流れ
   を所定の第１時間インターバルの間方向制御弁の第１位
   置で方向制御弁の入口から大気へ流し、 次に方向制御弁を呼吸空気の最小流れが方向制御弁へ気
   密に接続した試料容器へ導かれる第２位置へ切替える ことを特徴とする呼吸空気を現場でサンプリングする方
   法。 ２、セルフシール閉鎖体を有する排気した試料容器を備
   え、この試料容器を方向制御弁に接続した針に突刺す特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、方向制御弁を第２位置へ切替えた後、所定の第２時
   間インターバルの間試料容器を呼吸空気で洗う特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ４、呼吸空気の最小流れを所定の第１時間インターバル
   経過後、方向制御弁の中間位置で捕集室へ送り、次に方
   向制御弁を第２位置へ切替え、捕集室に収容した呼吸空
   気の少なくとも一部を試料容器へ送る特許請求の範囲第
   ３項記載の方法。 ５、第１時間インターバルの間、試料容器を針に突刺し
   てある特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、呼吸空気を現場でサンプリングする装置において、 口当を備える加熱可能のハウジング、 口当に通ずる入口ならびに第１および第２出口を有する
   方向制御弁、 方向制御弁の第１出口に通ずる少なくとも１つの針、 圧力センサポートを介して方向制御弁の第２出口と連通
   する大気ポート、 針に突刺すために適するシールした試料容器、 針に対し相対的に滑動するように駆動する駆動ユニット
   を備える、試料容器を収容する試料容器ホルダ、 圧力センサに応答して試料容器ホルダを制御する装置 からなり、この制御装置により方向制御弁が第１位置と
   第２位置の間で作動し、第１位置で口当が第２出口と連
   通し、その時間インターバルの間制御装置により試料容
   器が針へ接続され、第２位置で口当が第１出口と連通す
   る ことを特徴とする呼吸空気を現場でサンプリングする装
   置。 ７、試料容器ホルダの滑動を制限するリミットスイッチ
   を有する特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、試料容器ホルダがガイドバーに案内され、かつ試料
   容器の寸法に応じて調節しうる試料容器支持器を有する
   特許請求の範囲第６項記載の装置。 ９、方向制御弁が第１出口に２つの針を備え、その１つ
   の針が大気に通じ、それによつて試料容器が両方の針に
   接続される特許請求の範囲第６項記載の装置。 １０、呼吸空気を収容する捕集室を有し、この室が方向
   制御弁の第２出口に接続され、その際この弁の第２出口
   が制御装置により制御される中間弁により大気へ接続さ
   れ、この中間弁が第１時間インターバル経過後閉鎖され
   、捕集室が第１時間インターバルの経過後制御装置によ
   つて作動される供給装置を備えている特許請求の範囲第
   ６項記載の装置。 １１、供給装置がピストンポンプを形成し、第１時間イ
   ンターバル経過後制御装置によつて制御される駆動ユニ
   ットと結合している特許請求の範囲第１０項記載の装置
   。 １２、ピストンのストロークを制限するリミットスイッ
   チを備えている特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３、捕集室が方向制御弁の中間位置で口当へ接続され
   、捕集室が充てんされた後、方向制御弁が捕集室と試料
   容器を連通する位置へ切替えられる特許請求の範囲第１
   ０項から第１２項までのいずれか１項に記載の装置。 １４、方向制御弁が２つの出口を有する３ポート２位置
   弁であり、試料容器ホルダに配置される試料容器が方向
   制御弁の第１出口と整列し、ピストンポンプおよび駆動
   ユニットを有する捕集室が中間装置を介して方向制御弁
   の第２出口へ接続され、この中間装置が大気と連絡する
   ため圧力センサおよび制御弁によつて制御される少なく
   とも１つの孔を有し、これらの要素がハウジング内に直
   線的配置を形成しこのハウジングから口当が垂直方向に
   出ている特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５、口当が凝縮液捕集器を有する特許請求の範囲第１
   ４項記載の装置。 １６、ハウジングの内側が３０〜４０℃の温度範囲に加
   熱しうるように加熱マットでライニングされている特許
   請求の範囲第１４項記載の装置。