JP2004361210A

JP2004361210A - Magnetic oxygen meter

Info

Publication number: JP2004361210A
Application number: JP2003159199A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yamagishi; 秀章山岸
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP4013253B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a flow passage for flow of a sample gas of a diaphragm, and to measure an amount of oxygen by deformation of the diaphragm, in a magnetic oxygen meter for generating oxygen partial pressure by impressing magnetism to the sample gas to measure the amount of oxygen. <P>SOLUTION: This magnetic oxygen meter for detecting an attracted condition of an oxygen molecule contained in the measured gas by impressing the magnetism to the sample gas flowing in the sample gas passage to measure the oxygen amount comprises a magnetic oxygen sensor for detecting the attracted condition of the oxygen molecule contained in the measured gas, and a detection circuit for calculating the amount of oxygen, based on a signal of the attracted condition of the oxygen molecule detected by the magnetic oxygen sensor. In the magnetic oxygen sensor, one face of the diaphragm impressed with a magnetic field serves as the sample gas flow passage with a narrow gap, and a nonmagnetic member is interposed on the other face of the diaphragm opposite thereto to constitute an electrostatic capacity displacement sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気式酸素計に関し、特に、患者の呼気濃度を計測するような医療分野の呼吸モニターに用いて好適な磁気式酸素計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
混合ガス中の酸素濃度の正確な測定は、広範囲の工業的、臨床的及び研究的プロセスにおいて重要である。そのため、酸素濃度を測定するための装置が各種開発されている。
【０００３】
はじめに、従来例及び本発明で用いる磁気式酸素計の測定原理について、図を用いて簡単に説明する。
図７（Ａ）は、酸素を含むガス中に磁界を発生させる手段を配置したときの酸素分子と磁界の関係を示したものである。
ここで、酸素分子に働くＸ軸方向の力Ｆは次式により表わすことができる。
Ｆ＝χ・（∂Ｈ／∂Ｘ）・Ｈ
χ；酸素の磁化率
∂Ｈ／∂Ｘ；磁界の変化率
【０００４】
即ち、図７（Ｂ）に示すように、磁界が強く、且つその強さが変化しているところ（磁極の端部…不均一磁界）に酸素を引き付ける力が作用し、磁極の端部で右向きの力と左向きの力が押し合ってバランスしている。
図７（Ｃ）は、磁界（磁石のギャップ）内では引き付けられた酸素の圧力（濃度）が周囲に比較して高くなっている状態を示している。
【０００５】
上記説明した原理に基づく従来技術における磁気式酸素計の検出部の原理構成は、図５に示すように、先端が楔状に形成された２対のくさび型磁石１１０ａ、１１０ｂを所定距離を隔てて配置すると共に先端部分が所定距離を隔てて対向して配置されている。これらのくさび型磁石１１０ａ、１１０ｂには矢印方向（図において上から下方向）に磁力線が生じている。
【０００６】
ガラス製の球の中にＮ２がス等を封入した一対のダンベル球１１１ａ、１１１ｂが支持棒１１２の両端に固定され、対向するくさび型磁石１１０ａ、１１０ｂの先端同士を結ぶ線に対して所定の距離をずらした状態で空間に水平に配置されている。
【０００７】
そして、ダンベル球１１１ａ、１１１ｂを支持する支持棒１１２に対してダンベル球１１ａ、１１１ｂを支持する支持棒１１２の交点位置のワイヤからなる支持棒１１３にビーム光線を反射させる光学ミラー１１４を配置し、所定位置からこの光学ミラー１１４にビーム光線を照射する光源１１５を取付け、又、光学ミラー１１４で反射されるビーム光線を受光するフォトダイオード１１６を取付けた構造になっている。尚、フォトダイオード１１６で受光した光量を計測する測定部は省略されている。
【０００８】
このような構造からなる磁気式酸素計の検出部において、被測定ガスをこの磁界を形成する空間に流すと、磁気により引き付けられた酸素分子が一対のくさび型磁石１１０ａ、１１０ｂで形成されている磁界の周囲に引き付けられることで高濃度の酸素領域になる。この酸素領域の酸素の濃度によりダンベル球１１１ａ、１１１ｂが磁界に対して離れる方向に動くことで、光学ミラー１１４が図において左右方向に動き、光源１１５からのビーム光線の反射具合が変化し、フォトダイオード１１６で受光するビーム光線が変化する。このビーム光線の変化具合を測定することで、酸素の濃度を検出する。
【０００９】
さて、上記説明した構成の酸素の濃度を測定することができる磁気式酸素計を利用して酸素の消費量を算出するためには、図６に示すように、既に酸素の濃度が既知のガス供給装置１３１からの供給ガスを計測対象１３２である患者や被試験者に供給し、その計測対象１３２から排出されるガスを計測ガスとして、磁気式酸素計１３３に供給して、酸素の消費量を算出する。
即ち、ガス供給装置１３１からの供給ガスの酸素の濃度を一定として、次の演算により酸素消費量を求める。

【００１０】
【特許文献１】
特願２００２−２４８３９７（第２〜４頁第５図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で説明した磁気ダンベル式酸素センサは、プロセスオートメーションの分野で広く採用されている。しかし、他分野での酸素計測、例えば医療用途などを想定すると、サイズが大きい、応答速度が不十分などの改良すべき点がある。
又、磁気ダンベル式酸素センサは、ダンベル構造をガラス細工で形成し、且つダンベルユニットを磁石ユニットに組み付ける構造を採用しているが、次に示すような問題が存在する。
（１）ガラスダンベル構造を支持、収納するためのサンプルガス導入室の空間が比較的大きくなり、その結果、組成が急速に変化するアプリケーションでは、ガス置換に遅延時間が出て、応答速度の点で不満足である。
（２）ガス導入室の空間が小さく改良するには、センササイズを縮小し、ダンベルサイズを小さくすることが有効となるが、そのことで利用できるダンベルが受ける磁気力が減少し、感度を低下させるという問題がある。
【００１２】
又、磁気式酸素計を利用して酸素の消費量を算出するための、上記従来技術で説明した手法であると、酸素消費量を直接求めることができず、供給側の酸素濃度を大気濃度（２１％）とは異なる濃度に設定したときに、改めて計算し直すという煩雑さがあった。
また、供給ガスの酸素の濃度の数値精度と、計測ガスの酸素濃度の数値精度が一般的には異なるため、誤差を生みやすい方式であるという問題もある。
【００１３】
従って、磁気を利用した酸素計において、サンプルガスに含まれている酸素分子に応答する時間を迅速にすると共に、センサ自身のサイズを小さくすることができるような構造の磁気式酸素計に解決しなければならない課題を有する。
【００１４】
更に、磁気式酸素計を用いた酸素の消費量を算出するにあたり、酸素濃度の差動を計測できる磁気式酸素計を用いることで、従来の計算の煩雑さや誤差要因を除去することに解決しなければならない課題を有する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る磁気式酸素計は、次に示す構成にすることである。
【００１６】
（１）磁気式酸素計は、ダイアフラムの一方の面側で形成した、被測定ガスを流すサンプルガス流路と、前記ダイアフラムの他方の面に非磁性体部材で形成した静電容量変位センサと、前記ダイアフラムを含めた前記サンプルガス流路に磁気を印加して磁界を形成する磁気手段と、を備え、前記サンプルガス流路を流れる被測定ガスに酸素が含まれているときに、前記磁気手段の磁界作用により、前記ダイアフラムが変形するようにしたことである。
【００１７】
（２）磁気式酸素計は、ダイアフラムの一方の面側で形成した、非磁性体のガスを充填した非磁性体空間と、前記ダイアフラムの一方の面に備えた静電容量変位センサと、前記ダイアフラムの他方の面側で形成した、被測定ガスを流すサンプルガス流路と、前記ダイアフラムを含めた前記サンプルガス流路に磁気を印加して磁界を形成する磁気手段と、を備え、前記サンプルガス流路を流れる被測定ガスに酸素が含まれているときに、前記磁気手段の磁界作用により、前記ダイアフラムが変形するようにしたことである。
【００１８】
（３）磁気式酸素計は、サンプルガス流路を流れる被測定ガスに磁気を印加して該被測定ガスに含まれている酸素分子の引き付け状態を検出して酸素の量を測定する磁気式酸素計であって、前記磁気式酸素計は、被測定ガスに含まれている酸素分子の引き付け状態を検出する磁気式酸素センサと、該磁気式酸素センサで検出した酸素分子の引き付け状態の信号から酸素の量を算出する検出回路とからなり、前記磁気式酸素センサは、磁界が印加されたダイアフラムの一方の面を狭ギャップのサンプルガス流路とし、該ダイアフラムの他方の反対側面に非磁性体部材を介在させて静電容量変位センサを備えたことである。
【００１９】
（４）磁気式酸素計は、ダイアフラムの一方の面側で形成した、測定対象に供給する酸素を含んだ測定ガスを流す測定ガス流路と、前記ダイアフラムの他方の面側で形成した、測定対象から排出される比較ガスを流す比較ガス流路と、前記ダイアフラムの面に形成した静電容量変位センサと、前記ダイアフラムを含めた前記測定ガス流路及び前記比較ガス流路に磁気を印加して磁界を形成する磁気手段と、を備え、前記測定ガス流路を流れる測定ガスに含まれている酸素による磁化率と、前記比較ガス流路を流れる比較ガスに含まれている酸素による磁化率との差により、前記ダイアフラムが変形するようにしたことである。
【００２０】
このように、狭ギャップの平面で形成したサンプルガス流路において、磁界が印加される領域をダイアフラムで形成したことで、被測定ガスに酸素が含まれているときに、その酸素分子の引き付けでダイアフラムが変形することで、その変形状態を検出することにより酸素の量を測定することが可能になる。
【００２１】
又、供給ガスと排出ガスをダイアフラムを介在させた流路に流すことで、その磁化率の相違による酸素の量を検出するようにしたことで、基準となる酸素の量を測定する必要がなくなり、いつでも正確な酸素の消費量を測定することが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る磁気式酸素計の実施形態について、図面を参照して、以下、説明する。
【００２３】
本発明に係る第１の実施形態の磁気式酸素計は、図１に示すように、被測定ガスであるサンプルガスに含まれている酸素の濃度を検出する磁気式酸素センサ１１と、この磁気式酸素センサ１１からの信号を検出する検出回路３０とから構成されている。
【００２４】
磁気式酸素センサ１１は、磁石１２と、磁石１２を覆うように形成したヨーク１３と、ヨーク１３を挟むようにして形成され、ヨーク１３の面と同一の面にした陥没面１４を備えた筐体部１５と、筐体部１５の開口側である陥没面１４を塞ぐように装着する大きさに形成され、且つその反対側の面に非磁性体浮き子１７を備えたダイアフラム１６と、筐体部１５に装着したダイアフラム１６の上部から被せると共に、非磁性体浮き子１７を収納できる大きさの空間を備えた蓋部１８と、蓋部１８の背面側と非磁性体浮き子１７の天井面に設けたセンサを対向させて形成された静電容量変位センサ１９と、からなる。
【００２５】
そして、筐体部１５の一部にサンプルガスを入力するサンプルガス導入路２０を設け、その配置されたサンプルガス導入路２０の反対側にサンプルガスを排出するサンプルガス導出路２１を備えた構成になっている。
このサンプルガス導入路２０及びサンプルガス導出路２１は、筐体部１５とダイアフラム１６で覆われている陥没面１４で形成された狭ギャップの平面で形成されたサンプルガス流路２５に繋がっている。
ヨーク１３は、その略中央位置であって、非磁性体浮き子１７を備えた位置にサンプルガス流路２５が広くなるように切り欠き形成したガス空間部２４を備えた構成になっている。
又、蓋部１８の一部にダンパー用微細孔２２を設けた構造になっている。これはサンプルガス流路２５の酸素圧が上昇したときにダイアフラム１６が押され、そのときの蓋部１８の空間の空気を逃がすように制御するためである。
【００２６】
静電容量変位センサ１９が検出回路３０に接続され、センサの間隔の変化による静電容量の変化を検出してサンプルガスに含まれている酸素の量を算出する。
【００２７】
このような構成からなる磁気式酸素計において、先ず、ヨーク１３を介してガス空間部２４及び非磁性体浮き子１７まで、磁束洩れ２３が生じるように磁界を形成する。そして、サンプルガス導入路２０からサンプルガスを供給すると、サンプルガスは陥没面１４で形成された狭ギャップのサンプルガス流路２５に流れ、ガス空間部２４において磁界が印加されることで、サンプルガスに含まれている酸素分子が引き付けられる。ガス空間部２４で酸素分子が引き付けられると、その近傍を流れるサンプルガスの流れに圧力が加えられ、ダイアフラム１６がヨーク１３から離れる方向に押されることで非磁性体浮き子１７が外方向に動き、静電容量変位センサ１９の間隔が狭まる方向に変化する。この変化による静電容量の値を観察することで、サンプルガスに含まれている酸素分子の量を知ることができる。このサンプルガス流路２５を流れるサンプルガスはサンプルガス導出路２１から外に排出される。又、ダイアフラム１６が押されることで、蓋部１８とダイアフラム１６で形成する空間が狭くなったぶんの空気はダンパー用微細孔２２から排出される。
【００２８】
このように、酸素ガスがサンプルガスに含まれている場合、このサンプルガス流路の狭いギャップ間を通過する際に、磁界に吸引されて酸素分圧が上昇し、ダイアフラム１６の膜表面を押すような力が作用する。一方、ダイアフラム１６の反対側には、非磁性のガス或いは非磁性の個体が充満されているために、この部分には磁気吸引力は作用しない。この結果、ダイアフラム１６の変位が磁石１２から離れる方向に発生する。ダイアフラム１６の変位は、静電容量変位センサ１８の容量変化を検出する検出回路３０により検出する。
【００２９】
このようにして、サンプルガス流路２５のサンプル室の体積を極めて小さくすることで、応答速度の向上が図られる。一例として、従来技術で説明したセンサ構造では、約２ｃｍ^３（目測）のレベルであるのに対して、本願発明のセンサ構造では、ダイアフラムと磁石面とのギャップを１ｍｍとし、ダイアフラムの平面サイズを２０ｍｍΦと仮定すれば、サンプル室の体積は、０．１×１×１×Π＝０．３１ｃｍ^３となり、従来技術におけるセンサ構造に比べて、約１５％程度の容積となる。容積が約１５％となれば、サンプルガスの置換時間も短縮化され、高速応答が実現される。
【００３０】
次に、本願発明に係る第２の実施形態の磁気式酸素計について、図面を参照して説明する。
【００３１】
本発明に係る第２の実施形態の磁気式酸素計は、図２に示すように、サンプルガスに含まれている酸素の濃度を検出する磁気式酸素センサ１１と、この磁気式酸素センサ１１からの信号を検出する検出回路３０とから構成されている。
【００３２】
磁気式酸素センサ１１は、磁石１２と、磁石１２を覆うように形成し、その中央位置にセンサ１９ａを備えたヨーク１３と、ヨーク１３を挟むようにして形成され、このヨーク１３の面と同一の面にした陥没面１４を有する筐体部１５と、筐体部１５の開口側の陥没面１４を塞ぐように装着する大きさに形成され、且つその中央位置にセンサ１９ｂを備えたダイアフラム１６と、筐体部１５にダイアフラム１６を載せ、その上部から被せる蓋部１８とからなる。
蓋部１８は、凹部２７を形成し、その凹部２７に導通したサンプルガス導入路２０を形成し、そのサンプルガス導入路２０の反対側にサンプルガス導出路２２を設けた構造になっている。
この蓋部１８をダイアフラム１６を挟持した状態で筐体部１５に取り付けることで、凹部２７がダイアフラム１６で密封され、サンプルガス流路２５になる。又、筐体部１５にダイアフラム１６を取り付けることで、陥没面１４がＮ２ガス等を充満させた非磁性空間である非磁性ガス室２６になる。そして、ダイアフラム１６のセンサ１９ｂとヨーク１３に備えたセンサ１９ａが対峙した状態にして、静電容量変位センサ１９となり、検出回路３０に接続されている。
【００３３】
このように、静電容量変位センサ１９が検出回路３０に接続され、センサ１９ａ、１９ｂの間隔の変化による静電容量の変化を検出してサンプルガスに含まれている酸素の量を算出する。
【００３４】
このような構成からなる磁気式酸素計において、先ず、ヨーク１３を介してサンプルガス流路２５まで、磁束洩れ２３が生じるように磁界を形成する。そして、サンプルガス導入路２０からサンプルガスを供給すると、サンプルガスはダイアフラム１６と凹部２７で形成された狭ギャップのサンプルガス流路２５に流れ、磁束洩れ２３の磁気が印加されることで、サンプルガスに含まれている酸素分子が引き付けられる。サンプルガス流路２５で酸素分子が引き付けられると、その近傍を流れるサンプルガスの流れに圧力が加えられ、ダイアフラム１６がヨーク１３方向に押されることで静電容量変位センサ１９のセンサ１９ａ、１９ｂの間隔が狭まる方向に変化する。この変化による静電容量の値を観察することで、サンプルガスに含まれている酸素分子の量を知ることができる。このサンプルガス流路２５を流れるサンプルガスはサンプルガス導出路２２から外に排出される。
【００３５】
次に、本願発明に係る第３の実施形態の磁気式酸素計について、図を参照して説明する。
【００３６】
本願発明に係る第３の実施形態の磁気式酸素計は、従来のように、供給側の酸素濃度を一定に制御して、消費側の酸素濃度を磁気式酸素計などの分析計で計測しているのに対して、図３に示すように、患者、被試験者等の計測対象３２に供給するガス供給装置３１からの比較ガスと、これらの計測対象３２から排出される計測ガスとを同時に受入れ、比較ガスと計測ガスとの磁化率の差動から酸素の消費量を算出するというものである。
【００３７】
この酸素の消費量を算出するための磁気式酸素計は、図４に示すように、比較ガスと計測ガスを同時に流すことができる磁気式酸素センサ１１と、この磁気式酸素センサ１１からの信号を検出する検出回路３０とから構成されている。
【００３８】
磁気式酸素センサ１１は、磁石１２と、磁石１２を覆うように形成し、その中央位置にセンサ１９ａを備えたヨーク１３と、このヨーク１３を挟むようにして形成され、且つヨーク１３の面と同一の面にした陥没面１４を有する筐体部１５と、筐体部１５の開口側の陥没面１４を塞ぐように装着する大きさに形成され、且つその中央位置にセンサ１９ｂを備えたダイアフラム１６と、筐体部１５にダイアフラム１６を載せ、その上部から被せる蓋部１８とからなる。
蓋部１８は、凹部２７を形成し、その凹部２７に導通した計測ガス導入路３４ａを形成し、この計測ガス導入路３４ａの反対側に計測ガス導出路３４ｂを設けた構造になっている。この蓋部１８をダイアフラム１６を挟持した状態で取り付けることで、凹部２７をダイアフラム１６で密封して計測ガスを流す計測ガス流路３５になる。
又、筐体部１５に形成した陥没面１４に連通する比較ガス導入路２８ａを形成し、この比較ガス導入路２８ａの反対側に比較ガス導出路２８ｂを設けた構造になっている。この、筐体部１５にダイアフラム１６を取り付けることで、陥没面１４をダイアフラム１６で密封して、狭ギャップの面の比較ガスを流す比較ガス流路３６になる。
そして、ダイアフラム１６のセンサ１９ｂとヨーク１３に備えたセンサ１９ａが対峙した状態になり、静電容量変位センサ１９となる。
【００３９】
静電容量変位センサ１９が検出回路３０に接続され、センサ１９ａ、１９ｂの間隔の変化による静電容量の変化を検出して酸素の消費量を算出する。
【００４０】
このような構成からなる酸素の消費量を算出する磁気式酸素計において、先ず、ヨーク１３を介して計測ガス流路３５まで、磁束洩れ２３が生じるように磁界を形成する。そして、計測対象３２（図３参照）から排出された計測ガスを計測ガス導入路３４ａから供給すると、計測ガスはダイアフラム１６と凹部２７で形成された狭ギャップの計測ガス流路３５に流れ、磁束洩れ２３の磁気が印加されることで、計測ガスに含まれている酸素分子が引き付けられる。
同時に、ガス供給装置３１（図３参照）で生成し、計測対象３２（図３参照）に供給するものと同じガスである比較ガスを比較ガス導入路２８ａから供給すると、比較ガスは比較ガス流路３６で酸素分子が引き付けられると、その近傍を流れる比較ガスの流れに圧力が加えられる。
このようにして、計測ガスに含まれている酸素分子による引き付けと、比較ガスに含まれている酸素分子の引き付けの力関係で、ダイアフラム１６の静電容量変位センサ１９が変化する。この変化による静電容量の値を観察することで、比較ガス及び計測ガスに含まれている酸素分子の濃度の差を知ることで酸素の消費量を知ることができる。この計測ガス流路３５を流れる計測ガスは計測ガス導出路３４ｂから外に排出され、同時に、比較ガス流路３６を流れる比較ガスは比較ガス導出路２８ｂから外に排出される。
【００４１】
この計測ガスに含まれる酸素分子の引き付けと比較ガスに含まれる酸素分子の引き付けは、ダイアフラム１６の両側に導かれる計測ガスと比較ガスの磁化率の差に比例して、次式に示すＱｕｉｎｃｋｅの式で表わされ、その圧力が、ダイアフラム１６に作用する。
Ｑｕｉｎｃｋｅの式は、
Ｐ＝Ｋ（χ１−χ２）Ｈ^２
Ｐ：発生差圧
Ｋ：定数
χ１：測定ガスの磁化率
χ２：比較ガスの磁化率
Ｈ：磁界の強さ
【００４２】
このように、ダイアフラム１６を介して測定ガス及び比較ガスが相対する構造にして、両ガスの磁化率の差に対応する磁気力を検出するようにすることで、供給側と排出側のガスの酸素濃度の差を直接検知することにより、酸素消費量を計測することができるのである。これは、計測ガス用酸素計と比較ガス用の濃度データ或いは比較ガス用酸素計を準備する必要がなくなる。供給ガス濃度の数値精度と、計測ガス濃度の数値精度が一般には異なることによる複雑な誤差要因を一元化して管理しやすくなる。
【００４３】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係る磁気式酸素計は、酸素を含んだ非測定ガスを流すサンプルガス流路をダイアフラムの一方の面で形成するようにしたことで、磁気による酸素分圧をダイアフラムの変化により検出することができ、構造が極めて簡単且つ小型化にできるという効果がある。
【００４４】
又、ダイアフラムを境界にした両面に計測ガスと比較ガスを流す流路を設けた構造にすることで、計測ガス及び比較ガス専用の酸素計を用意する必要がなくなるばかりでなく、供給ガス濃度の数値精度と、計測ガス濃度の数値精度が一般には異なることによる複雑な誤差要因を一元化して管理できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の磁気式酸素計の構成を示す略示的なブロック図である。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の磁気式酸素計の構成を示す略示的なブロック図である。
【図３】酸素の消費量を計測するための様子を示した説明図である。
【図４】本発明に係る第３の実施形態の磁気式酸素計の構成を示す略示的なブロック図である。
【図５】従来技術における磁気式酸素計のセンサ構造を示した説明図である。
【図６】従来技術における酸素の消費量を計測するための様子を示した説明図である。
【図７】酸素が磁界により影響される原理を示した説明図である。
【符号の説明】
１１磁気式酸素センサ
１２磁石
１３ヨーク
１４陥没面
１５筐体部
１６ダイアフラム
１７非磁性体浮き子
１８蓋部
１９静電容量変位センサ
１９ａセンサ
１９ｂセンサ
２０サンプルガス導入路
２１サンプルガス導出路
２２ダンパー用微細孔
２３磁束洩れ
２４ガス空間部
２５サンプルガス流路
２６非磁性ガス室
２７凹部
２８ａ比較ガス導入路
２８ｂ比較ガス導出路
３０検出回路
３１ガス供給装置
３２計測対象
３３磁気式酸素計
３４ａ計測ガス導入路
３４ｂ計測ガス導出路
３５計測ガス流路
３６比較ガス流路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic oximeter, and more particularly, to a magnetic oximeter suitable for use in a respiratory monitor in the medical field, such as measuring a breath concentration of a patient.
[0002]
[Prior art]
Accurate measurement of oxygen concentration in gas mixtures is important in a wide range of industrial, clinical and research processes. Therefore, various devices for measuring the oxygen concentration have been developed.
[0003]
First, the measurement principle of the magnetic oximeter used in the conventional example and the present invention will be briefly described with reference to the drawings.
FIG. 7A shows the relationship between oxygen molecules and a magnetic field when a means for generating a magnetic field is provided in a gas containing oxygen.
Here, the force F acting on the oxygen molecule in the X-axis direction can be expressed by the following equation.
F = χ · (∂H / ∂X) · H
χ; oxygen susceptibility ∂H / ∂X; magnetic field change rate
That is, as shown in FIG. 7 (B), a force for attracting oxygen acts on a magnetic field where the magnetic field is strong and the strength is changing (the end of the magnetic pole ... non-uniform magnetic field). Rightward and leftward forces are pushing and balancing.
FIG. 7C shows a state in which the pressure (concentration) of the attracted oxygen is higher in the magnetic field (gap of the magnet) than in the surroundings.
[0005]
As shown in FIG. 5, the principle configuration of the detection unit of the magnetic oximeter in the related art based on the above-described principle is such that two pairs of wedge-shaped magnets 110a and 110b each having a wedge-shaped tip are separated by a predetermined distance. It is arranged and the front end portions are arranged facing each other at a predetermined distance. Lines of magnetic force are generated in these wedge-shaped magnets 110a and 110b in the direction of the arrow (from top to bottom in the figure).
[0006]
A pair of dumbbell spheres 111a, 111b in which N2 is sealed in a glass sphere are fixed to both ends of the support rod 112, and a predetermined line is defined by a line connecting the tips of the opposed wedge-shaped magnets 110a, 110b. It is arranged horizontally in space with the distance shifted.
[0007]
Then, an optical mirror 114 for reflecting a beam of light is disposed on a support rod 113 made of a wire at an intersection of the support rod 112 supporting the dumbbell balls 11a and 111b with respect to a support rod 112 supporting the dumbbell balls 111a and 111b, A light source 115 for irradiating the optical mirror 114 with a light beam from a predetermined position is mounted, and a photodiode 116 for receiving the light beam reflected by the optical mirror 114 is mounted. Note that a measurement unit that measures the amount of light received by the photodiode 116 is omitted.
[0008]
In the detection unit of the magnetic oximeter having such a structure, when the gas to be measured is caused to flow into the space for forming the magnetic field, oxygen molecules attracted by magnetism are formed by the pair of wedge-shaped magnets 110a and 110b. Attraction around the magnetic field results in a high concentration oxygen region. When the dumbbell spheres 111a and 111b move in a direction away from the magnetic field due to the oxygen concentration in the oxygen region, the optical mirror 114 moves in the left and right direction in the drawing, and the reflection state of the beam light from the light source 115 changes. The light beam received by the diode 116 changes. By measuring the degree of change of the beam, the concentration of oxygen is detected.
[0009]
Now, in order to calculate the consumption of oxygen using a magnetic oximeter capable of measuring the concentration of oxygen having the above-described configuration, as shown in FIG. 6, a gas whose oxygen concentration is already known is used. The supply gas from the supply device 131 is supplied to the patient or the test subject who is the measurement target 132, and the gas discharged from the measurement target 132 is supplied to the magnetic oximeter 133 as the measurement gas, and the oxygen consumption Is calculated.
That is, while the concentration of oxygen in the gas supplied from the gas supply device 131 is kept constant, the oxygen consumption is calculated by the following calculation.

[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2002-248397 (Fig. 5 on page 2-4)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The magnetic dumbbell type oxygen sensor described in the prior art is widely used in the field of process automation. However, assuming oxygen measurement in other fields, for example, medical applications, there are points to be improved such as large size and insufficient response speed.
Further, the magnetic dumbbell type oxygen sensor employs a structure in which a dumbbell structure is formed by glasswork and a dumbbell unit is assembled to a magnet unit, but has the following problems.
(1) The space of the sample gas introduction chamber for supporting and storing the glass dumbbell structure becomes relatively large. As a result, in an application in which the composition changes rapidly, a delay time occurs in the gas replacement and the response speed is reduced. Unsatisfactory.
(2) In order to improve the space of the gas introduction chamber, it is effective to reduce the size of the sensor and the size of the dumbbell, but this reduces the magnetic force applied to the available dumbbell and lowers the sensitivity. There is a problem to make it.
[0012]
Further, according to the method described in the above prior art for calculating the oxygen consumption using a magnetic oximeter, the oxygen consumption cannot be directly obtained, and the oxygen concentration on the supply side is changed to the atmospheric concentration. (21%), there was the trouble of calculating again when the density was set differently.
Further, since the numerical accuracy of the oxygen concentration of the supply gas and the numerical accuracy of the oxygen concentration of the measurement gas are generally different from each other, there is also a problem that an error is easily generated.
[0013]
Therefore, in the oxygen meter using magnetism, the time required for responding to the oxygen molecules contained in the sample gas is quickened and the size of the sensor itself can be reduced. Have issues that must be addressed.
[0014]
Furthermore, in calculating oxygen consumption using a magnetic oximeter, the use of a magnetic oximeter capable of measuring the difference in oxygen concentration solves the problem of eliminating the conventional calculation complexity and error factors. Have issues that must be addressed.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a magnetic oximeter according to the present invention has the following configuration.
[0016]
(1) A magnetic oximeter includes a sample gas flow path formed on one surface side of a diaphragm and through which a gas to be measured flows, and a capacitance displacement sensor formed on the other surface of the diaphragm by a non-magnetic member. Magnetic means for applying a magnetism to the sample gas flow path including the diaphragm to form a magnetic field, wherein when the measured gas flowing through the sample gas flow path contains oxygen, The diaphragm is deformed by the magnetic field effect of the means.
[0017]
(2) The magnetic oximeter includes a non-magnetic material space formed on one surface side of the diaphragm and filled with a non-magnetic material gas; a capacitance displacement sensor provided on one surface of the diaphragm; A sample gas flow path for flowing a gas to be measured, formed on the other surface side of the diaphragm, and magnetic means for applying a magnet to the sample gas flow path including the diaphragm to form a magnetic field; When oxygen is contained in the gas to be measured flowing through the gas flow path, the diaphragm is deformed by the magnetic field effect of the magnetic means.
[0018]
(3) The magnetic oximeter measures the amount of oxygen by applying magnetism to a gas to be measured flowing through a sample gas flow path to detect the attracted state of oxygen molecules contained in the gas to be measured. An oxygen meter, wherein the magnetic oxygen sensor includes a magnetic oxygen sensor that detects an attracted state of oxygen molecules contained in the gas to be measured, and a signal indicating an attracted state of the oxygen molecules detected by the magnetic oxygen sensor. And a detection circuit that calculates the amount of oxygen from the magnetic oxygen sensor.The magnetic oxygen sensor has one surface of the diaphragm to which a magnetic field is applied as a sample gas flow path with a narrow gap, and a non-magnetic surface on the other opposite side of the diaphragm. That is, a capacitance displacement sensor is provided with a body member interposed.
[0019]
(4) The magnetic oximeter has a measurement gas flow path formed on one surface side of the diaphragm through which a measurement gas containing oxygen to be supplied to a measurement object flows, and a measurement gas flow path formed on the other surface side of the diaphragm. A comparison gas flow path through which a comparison gas discharged from an object flows, a capacitance displacement sensor formed on the surface of the diaphragm, and magnetism applied to the measurement gas flow path and the comparison gas flow path including the diaphragm. Magnetic means for forming a magnetic field by means of a magnetic field, wherein the magnetic susceptibility due to oxygen contained in the measurement gas flowing through the measurement gas flow path and the magnetic susceptibility due to oxygen contained in the comparison gas flowing through the comparison gas flow path The difference is that the diaphragm is deformed.
[0020]
As described above, in the sample gas flow path formed by the plane of the narrow gap, the region to which the magnetic field is applied is formed by the diaphragm, so that when the gas to be measured contains oxygen, the oxygen molecules are attracted. When the diaphragm is deformed, the amount of oxygen can be measured by detecting the deformed state.
[0021]
In addition, since the supply gas and the exhaust gas are caused to flow through the flow path with the diaphragm interposed therebetween, the amount of oxygen due to the difference in the magnetic susceptibility is detected, thereby eliminating the need to measure the reference amount of oxygen. It will be possible to measure the exact oxygen consumption at any time.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a magnetic oximeter according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0023]
As shown in FIG. 1, a magnetic oximeter according to a first embodiment of the present invention includes a magnetic oxygen sensor 11 for detecting the concentration of oxygen contained in a sample gas to be measured, And a detection circuit 30 for detecting a signal from the oxygen sensor 11.
[0024]
The magnetic oxygen sensor 11 includes a magnet 12, a yoke 13 formed so as to cover the magnet 12, and a housing part including a depressed surface 14 formed so as to sandwich the yoke 13 and being flush with the surface of the yoke 13. A diaphragm 16 which is sized to be mounted so as to cover the depressed surface 14 which is the opening side of the housing portion 15 and which has a non-magnetic float 17 on the opposite surface; The cover 18 has a space large enough to accommodate the non-magnetic float 17 while being placed over the diaphragm 16 mounted on the cover 15, and the rear side of the lid 18 and the ceiling of the non-magnetic float 17. And a capacitance displacement sensor 19 formed with the provided sensors facing each other.
[0025]
Then, a configuration is provided in which a sample gas introduction path 20 for inputting a sample gas is provided in a part of the housing section 15, and a sample gas outlet path 21 for discharging the sample gas is provided on the opposite side of the arranged sample gas introduction path 20. It has become.
The sample gas introduction path 20 and the sample gas outlet path 21 are connected to a sample gas flow path 25 formed by a plane having a narrow gap formed by the depressed surface 14 covered by the housing 15 and the diaphragm 16. .
The yoke 13 has a gas space portion 24 formed at a substantially central position where the non-magnetic material float 17 is provided so as to widen the sample gas flow path 25.
Further, a structure is provided in which a fine hole 22 for a damper is provided in a part of the lid portion 18. This is for controlling the diaphragm 16 to be pushed when the oxygen pressure in the sample gas flow path 25 rises, and to release the air in the space of the lid 18 at that time.
[0026]
The capacitance displacement sensor 19 is connected to the detection circuit 30, and detects a change in capacitance due to a change in the interval between the sensors to calculate the amount of oxygen contained in the sample gas.
[0027]
In the magnetic oximeter having such a configuration, first, a magnetic field is formed through the yoke 13 to the gas space 24 and the non-magnetic float 17 so that the magnetic flux leakage 23 occurs. Then, when the sample gas is supplied from the sample gas introduction path 20, the sample gas flows into the sample gas flow path 25 having a narrow gap formed by the depressed surface 14, and a magnetic field is applied in the gas space 24, whereby the sample gas is applied. Is attracted to oxygen molecules. When the oxygen molecules are attracted in the gas space 24, pressure is applied to the flow of the sample gas flowing in the vicinity thereof, and the diaphragm 16 is pushed in a direction away from the yoke 13, whereby the non-magnetic float 17 moves outward. , The distance between the capacitance displacement sensors 19 decreases. By observing the value of the capacitance due to this change, it is possible to know the amount of oxygen molecules contained in the sample gas. The sample gas flowing through the sample gas flow path 25 is discharged outside from the sample gas outlet path 21. Further, when the diaphragm 16 is pressed, the air whose space formed by the lid portion 18 and the diaphragm 16 is narrowed is discharged from the fine hole 22 for the damper.
[0028]
As described above, when the oxygen gas is contained in the sample gas, when passing through the narrow gap of the sample gas flow path, the oxygen gas is attracted by the magnetic field to increase the oxygen partial pressure and push the membrane surface of the diaphragm 16. Such force acts. On the other hand, since the other side of the diaphragm 16 is filled with a non-magnetic gas or a non-magnetic solid, no magnetic attraction acts on this portion. As a result, displacement of the diaphragm 16 occurs in a direction away from the magnet 12. The displacement of the diaphragm 16 is detected by a detection circuit 30 that detects a change in capacitance of the capacitance displacement sensor 18.
[0029]
Thus, the response speed is improved by making the volume of the sample chamber of the sample gas flow path 25 extremely small. As an example, in the sensor structure described in the related art, the level is about 2 cm ³ (measurement), whereas in the sensor structure of the present invention, the gap between the diaphragm and the magnet surface is 1 mm, and the plane size of the diaphragm is Assuming that the diameter is 20 mmΦ, the volume of the sample chamber is 0.1 × 1 × 1 × Π = 0.31 cm ³ , which is about 15% of the volume of the sensor structure in the related art. When the volume is about 15%, the replacement time of the sample gas is also shortened, and a high-speed response is realized.
[0030]
Next, a magnetic oximeter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
As shown in FIG. 2, a magnetic oximeter according to a second embodiment of the present invention includes a magnetic oxygen sensor 11 for detecting the concentration of oxygen contained in a sample gas, and a magnetic oxygen sensor 11 for detecting the concentration of oxygen. And a detection circuit 30 for detecting the signal.
[0032]
The magnetic oxygen sensor 11 is formed so as to cover the magnet 12 and the magnet 12, and is formed so as to sandwich the yoke 13 with the sensor 19a at the center thereof, and the same surface as the surface of the yoke 13. A housing portion 15 having a recessed surface 14, a diaphragm 16 formed to have a size to be mounted so as to cover the opening surface 14 on the opening side of the housing portion 15, and having a sensor 19 b at a central position thereof; A diaphragm 16 is placed on the housing 15 and a lid 18 is placed over the diaphragm 16.
The lid portion 18 has a structure in which a concave portion 27 is formed, a sample gas introduction path 20 that is connected to the concave portion 27 is formed, and a sample gas outlet path 22 is provided on the opposite side of the sample gas introduction path 20.
By attaching the lid portion 18 to the housing portion 15 with the diaphragm 16 held therebetween, the concave portion 27 is sealed with the diaphragm 16 and becomes the sample gas flow path 25. Further, by attaching the diaphragm 16 to the housing 15, the depressed surface 14 becomes a non-magnetic gas chamber 26 which is a non-magnetic space filled with N2 gas or the like. The sensor 19b of the diaphragm 16 and the sensor 19a provided on the yoke 13 face each other to form the capacitance displacement sensor 19, which is connected to the detection circuit 30.
[0033]
As described above, the capacitance displacement sensor 19 is connected to the detection circuit 30, and detects a change in capacitance due to a change in the interval between the sensors 19a and 19b to calculate the amount of oxygen contained in the sample gas.
[0034]
In the magnetic oximeter having such a configuration, first, a magnetic field is formed so that magnetic flux leakage 23 occurs through the yoke 13 to the sample gas channel 25. When the sample gas is supplied from the sample gas introduction path 20, the sample gas flows into the sample gas flow path 25 having a narrow gap formed by the diaphragm 16 and the concave portion 27, and the magnetism of the magnetic flux leakage 23 is applied. The oxygen molecules contained in the gas are attracted. When oxygen molecules are attracted in the sample gas flow path 25, pressure is applied to the flow of the sample gas flowing in the vicinity thereof, and the diaphragm 16 is pushed in the direction of the yoke 13, thereby causing the sensors 19 a and 19 b of the capacitance displacement sensor 19 to move. The distance changes in a direction to decrease. By observing the value of the capacitance due to this change, it is possible to know the amount of oxygen molecules contained in the sample gas. The sample gas flowing through the sample gas flow path 25 is discharged outside from the sample gas outlet path 22.
[0035]
Next, a magnetic oximeter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
The magnetic oximeter of the third embodiment according to the present invention controls the supply-side oxygen concentration at a constant level and measures the consumption-side oxygen concentration with an analyzer such as a magnetic oximeter, as in the related art. On the other hand, as shown in FIG. 3, a comparison gas from a gas supply device 31 that supplies a measurement target 32 such as a patient or a test subject, and a measurement gas discharged from the measurement target 32 are At the same time, the consumption of oxygen is calculated from the susceptibility difference between the comparison gas and the measurement gas.
[0037]
As shown in FIG. 4, a magnetic oximeter for calculating the consumption of oxygen includes a magnetic oxygen sensor 11 capable of simultaneously flowing a comparison gas and a measurement gas, and a signal from the magnetic oxygen sensor 11. And a detection circuit 30 for detecting the
[0038]
The magnetic oxygen sensor 11 is formed so as to cover the magnet 12 and the magnet 12, and a yoke 13 having a sensor 19 a at a central position thereof, and is formed so as to sandwich the yoke 13 and has the same surface as the surface of the yoke 13. A housing part 15 having a recessed surface 14 in the form of a plane, and a diaphragm 16 formed in a size to be mounted so as to cover the recessed surface 14 on the opening side of the housing part 15 and having a sensor 19b at a central position thereof. And a lid part 18 on which the diaphragm 16 is placed on the housing part 15 and which is put on from above.
The lid portion 18 has a structure in which a concave portion 27 is formed, a measurement gas introduction path 34a that is connected to the concave portion 27 is formed, and a measurement gas outlet path 34b is provided on the opposite side of the measurement gas introduction path 34a. By attaching the lid 18 with the diaphragm 16 sandwiched therebetween, the concave portion 27 is sealed by the diaphragm 16 to form a measurement gas flow path 35 through which the measurement gas flows.
Further, a comparative gas introduction path 28a communicating with the depressed surface 14 formed in the housing 15 is formed, and a comparative gas outlet path 28b is provided on the opposite side of the comparative gas introduction path 28a. By attaching the diaphragm 16 to the housing 15, the depressed surface 14 is sealed with the diaphragm 16, and the comparative gas flow path 36 through which the comparative gas in the narrow gap surface flows is formed.
Then, the sensor 19b of the diaphragm 16 and the sensor 19a of the yoke 13 face each other, and the capacitance displacement sensor 19 is obtained.
[0039]
The capacitance displacement sensor 19 is connected to the detection circuit 30, and detects a change in capacitance due to a change in the interval between the sensors 19a and 19b to calculate an oxygen consumption.
[0040]
In the magnetic oximeter configured to calculate the consumption of oxygen having such a configuration, first, a magnetic field is formed through the yoke 13 to the measurement gas flow path 35 so that the magnetic flux leakage 23 occurs. When the measurement gas discharged from the measurement target 32 (see FIG. 3) is supplied from the measurement gas introduction path 34a, the measurement gas flows into the measurement gas flow path 35 having a narrow gap formed by the diaphragm 16 and the concave portion 27, and the magnetic flux The application of the magnetism of the leak 23 attracts oxygen molecules contained in the measurement gas.
At the same time, when a comparative gas, which is the same gas as that generated by the gas supply device 31 (see FIG. 3) and supplied to the measurement target 32 (see FIG. 3), is supplied from the comparative gas introduction passage 28a, the comparative gas flows in the comparative gas flow path. As molecules of oxygen are attracted in passage 36, pressure is applied to the flow of the comparison gas in the vicinity thereof.
In this way, the capacitance displacement sensor 19 of the diaphragm 16 changes due to the force relationship between the attraction by the oxygen molecules contained in the measurement gas and the attraction of the oxygen molecules contained in the comparison gas. By observing the value of the capacitance due to this change, it is possible to know the consumption of oxygen by knowing the difference in the concentration of oxygen molecules contained in the comparison gas and the measurement gas. The measurement gas flowing through the measurement gas flow path 35 is discharged outside from the measurement gas outlet path 34b, and at the same time, the comparison gas flowing through the comparison gas flow path 36 is discharged outside from the comparison gas outlet path 28b.
[0041]
The attraction of the oxygen molecules contained in the measurement gas and the attraction of the oxygen molecules contained in the comparison gas are proportional to the difference between the magnetic susceptibility of the measurement gas and the comparison gas guided to both sides of the diaphragm 16, and are represented by Quinke's equation shown below. The pressure acts on the diaphragm 16.
The formula of Quinke is
P = K (χ1-χ2) H ²
P: generated differential pressure K: constant χ1: magnetic susceptibility of measurement gas χ2: magnetic susceptibility of comparative gas H: magnetic field strength
As described above, the measurement gas and the comparison gas are configured to face each other via the diaphragm 16 and the magnetic force corresponding to the difference in magnetic susceptibility between the two gases is detected. By directly detecting the difference in oxygen concentration, the amount of oxygen consumption can be measured. This eliminates the need to prepare the measurement gas oximeter and the comparison gas concentration data or the comparison gas oximeter. A complicated error factor caused by a difference between the numerical accuracy of the supply gas concentration and the numerical accuracy of the measurement gas concentration is generally unified, and management becomes easy.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the magnetic oximeter according to the present invention is configured such that the sample gas flow path through which the non-measurement gas containing oxygen flows is formed on one surface of the diaphragm, thereby reducing the oxygen partial pressure due to magnetism. It can be detected by the change of the diaphragm, and there is an effect that the structure can be extremely simplified and the size can be reduced.
[0044]
In addition, by providing a structure in which channels for flowing the measurement gas and the comparison gas are provided on both surfaces bounded by the diaphragm, it is not only unnecessary to prepare an oxygen meter dedicated to the measurement gas and the comparison gas, but also to reduce the supply gas concentration. There is an effect that a complicated error factor due to a difference between the numerical accuracy and the numerical accuracy of the measured gas concentration can be centrally managed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a magnetic oximeter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a magnetic oximeter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state for measuring the consumption of oxygen.
FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a magnetic oximeter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing a sensor structure of a magnetic oximeter according to the related art.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state for measuring oxygen consumption according to the related art.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a principle that oxygen is affected by a magnetic field.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Magnetic oxygen sensor 12 Magnet 13 Yoke 14 Depressed surface 15 Case 16 Diaphragm 17 Non-magnetic float 18 Cover 19 Capacitance displacement sensor 19a Sensor 19b Sensor 20 Sample gas introduction path 21 Sample gas exit path 22 For damper Microhole 23 Magnetic flux leakage 24 Gas space 25 Sample gas flow path 26 Nonmagnetic gas chamber 27 Depression 28a Comparative gas introduction path 28b Comparative gas outlet path 30 Detection circuit 31 Gas supply device 32 Measurement target 33 Magnetic oxygen meter 34a Measurement gas introduction Path 34b Measurement gas lead-out path 35 Measurement gas flow path 36 Comparative gas flow path.

Claims

A sample gas flow path for flowing a gas to be measured, formed on one surface side of the diaphragm,
A capacitance displacement sensor formed of a non-magnetic member on the other surface of the diaphragm,
Magnetic means for applying a magnet to the sample gas flow path including the diaphragm to form a magnetic field,
A magnetic oximeter wherein the diaphragm is deformed by a magnetic field effect of the magnetic means when the gas to be measured flowing through the sample gas flow path contains oxygen.

A non-magnetic material space formed on one side of the diaphragm and filled with a non-magnetic gas;
A capacitance displacement sensor provided on one surface of the diaphragm,
A sample gas flow path through which a gas to be measured flows, formed on the other surface side of the diaphragm,
Magnetic means for applying a magnet to the sample gas flow path including the diaphragm to form a magnetic field,
A magnetic oximeter wherein the diaphragm is deformed by a magnetic field effect of the magnetic means when the gas to be measured flowing through the sample gas flow path contains oxygen.

A magnetic oximeter that applies magnetism to a gas to be measured flowing through a sample gas flow path, detects an attracted state of oxygen molecules contained in the gas to be measured, and measures the amount of oxygen,
The magnetic oximeter calculates the amount of oxygen from a magnetic oxygen sensor that detects an attracted state of oxygen molecules contained in the gas to be measured and a signal of the attracted state of oxygen molecules detected by the magnetic oxygen sensor. And a detection circuit
The magnetic oxygen sensor includes a capacitance displacement sensor in which one surface of a diaphragm to which a magnetic field is applied is a narrow gap sample gas flow path, and a nonmagnetic member is interposed on the other opposite side of the diaphragm. A magnetic oximeter characterized in that:

A measurement gas flow path formed on one surface side of the diaphragm, through which a measurement gas containing oxygen to be supplied to a measurement target flows.
A comparative gas channel formed on the other surface side of the diaphragm, through which a comparative gas discharged from the measurement target flows.
A capacitance displacement sensor formed on the surface of the diaphragm,
Magnetic means for applying a magnet to the measurement gas flow path including the diaphragm and the comparison gas flow path to form a magnetic field,
The diaphragm is deformed by the difference between the magnetic susceptibility due to oxygen contained in the measurement gas flowing through the measurement gas flow path and the magnetic susceptibility due to oxygen contained in the comparison gas flowing through the comparison gas flow path. A magnetic oximeter characterized by: