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  人體能量代謝研究是人類生物學(xué)研究的最重要議題之一，研究焦點為人類對不同生態(tài)環(huán)境條件包括生存限制條件與脅迫的響應(yīng)（適應(yīng)）、能量的獲取與分配（用于維持性消耗和生產(chǎn)性消耗）、及其對人類福祉健康（包括人類生存與繁衍）的意義，如不同食物及其進食模式的能量代謝研究、不同棲住條件包括現(xiàn)代交通如鐵路及汽車環(huán)境條件的能量代謝響應(yīng)、肥胖癥及相關(guān)代謝疾?。ㄈ缧难芗膊?、糖尿病、骨質(zhì)疏松、部分癌癥等等）的能量代謝研究等。

上圖左為新款FMS便攜式主機，上圖中為代謝測量理論與技術(shù)手冊，上圖右為人體能量代謝方案

  FMS便攜式人體能量代謝測量系統(tǒng)采用黃金標準的間接測熱法（indirect calorimetry），由主機系統(tǒng)、氣流發(fā)生控制監(jiān)測系統(tǒng)及呼吸面罩（或頭盔）組成，其主要技術(shù)特點如下：

1)多參數(shù)高端科研級主機系統(tǒng)，包括CO2分析儀、O2分析儀、水汽分析儀、溫度監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、氣體抽樣單元及BaseLine/Chamber雙通道氣路切換器等

2)超大觸摸屏實時顯示儀器各參數(shù)，可同時顯示氧氣、二氧化碳、水汽壓、大氣壓、相對濕度、模擬輸入信號、儲存大小、取樣情況、日期時間序列等數(shù)據(jù)

3)8通道模擬信號輸入，可兼容其它分析儀或傳感器，4通道溫度輸入

4)面板具備SD卡卡槽，最大支持容量32GB，允許即時存儲數(shù)據(jù)信息，無需單獨的計算機

5)快速響應(yīng)，氣體分析響應(yīng)時間低于1秒，從而可以即時反映呼吸的瞬間變化

6)高度集成、便于攜帶，可用于戶外、車廂內(nèi)及實驗室內(nèi)人體能量代謝測量研究；可同時用于動物能量代謝測量（需選配動物呼吸代謝測量室）

7)具備可佩戴式活動數(shù)據(jù)采集器，自動采集三維活動數(shù)據(jù)、溫度（體表溫度）、濕度（體表濕度）等

8)可選配紅外熱成像單元，用于成像測量體表及環(huán)境溫度分布情況等，以研究分析體表散熱溫度分布與環(huán)境溫度的關(guān)系等

9)可用于生物醫(yī)學(xué)、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、臨床診斷測量、運動生理學(xué)、環(huán)境生理學(xué)研究等

主要技術(shù)指標：

 1.傳感器：O2分析儀，燃料電池技術(shù)，使用壽命約2年，燃料電池可更換；CO2分析儀，無色散雙波長紅外氣體分析儀；水汽分析儀，薄膜電容性傳感器（thin-film capacitive sensor）

 2.測量范圍：O2，0 - 100%；大氣壓，30-110 kPa；CO2，0 –5%；水汽壓，0-100% RH（無凝結(jié)），溫度0-100℃

 3.精度：O2：2-100%讀數(shù)的0.1%；CO2：0-5%讀數(shù)的1%；H2O：0-95% RH讀數(shù)的1%，95-100%優(yōu)于2%；溫度0.2℃

 4.分辨率：O2: 0.001%；CO2: 0.0001%-0.01%；H2O: 0.001%RH

 5.信號漂移：溫度恒定的情況下O2: <0.02%每小時；CO2: <0.001%每小時；H2O: < 0.01%RH每小時

 6.信號輸入：八個標準電壓雙極模擬輸入，四個溫度輸入

 7.模擬輸出：8個自定義

 8.數(shù)字控制輸出：8TTL邏輯信號

 9.數(shù)字輸出：RS-232轉(zhuǎn)USB，Sablebus快速接口

 10.內(nèi)置存儲器：SD存儲卡，可達32GB

 11.存儲時間間隔：0.5sec到1hr用戶自定義

 12.氣流流量：10-1500mL/min

 13.流量控制：微電子熱反饋系統(tǒng)，氣流控制通過精密反饋環(huán)系統(tǒng)實際連接氣流泵和流量計（微電腦控制），同時提供高精度針閥；精度：讀數(shù)的2%

 14.流量分辨率：0-99.9mL/min為0.1mL/min；100mL/min 以上為1mL/min

 15.大氣壓測量范圍標準設(shè)置為0～125kPa，用戶可根據(jù)需要設(shè)置成75～125kPa或90～110kPa 精確度為1%，分辨率1Pa，

 16.觸摸屏操作，可實時顯示儀器各參數(shù)，可同時顯示氧氣、二氧化碳、水汽壓、大氣壓、相對濕度、模擬輸入信號、儲存大小、取樣情況、日期時間序列等數(shù)據(jù)。配備Windows版本軟件，可在線顯示和分析數(shù)據(jù)。

 17.熱敏電阻探頭用于測量呼吸室內(nèi)溫度值和空氣溫度：測量范圍-5－60℃，分辨率0.001℃，絕對精確度0.2℃，BNC連接，探頭直徑2.5mm；

 18.工作溫度：3-50℃，無冷凝

 19.供電：12-15 VDC，帶220V交流電適配器；可選配鋰電池供電，方便野外操作。

 20.尺寸：35cm×30cm×15cm

 21.重量：4kg

 22.可選配移動式或靜止式測量面罩，用于自由移動測量或靜止狀態(tài)（臥或坐姿）情況下的測量

 23.可佩戴式數(shù)據(jù)采集器：溫度測量范圍-40°C－125°C，精確度0.2°C；濕度測量范圍0－100%，精確度±1.8%；三維加速度傳感器（活動監(jiān)測）測量范圍±15g，精確度±0.15g，具OLED彩色顯示屏顯示測量數(shù)據(jù)及圖表，藍牙通訊

其它人體能量代謝測量儀器：人體能量代謝實驗室

• 模塊式結(jié)構(gòu)，自由組合，差分CO2、O2及水汽分壓測量系統(tǒng)
• 紅外熱成像監(jiān)測系統(tǒng)，可成像測量體表溫度動態(tài)分布
• 可佩戴式三維活動、體表溫度、體表濕度數(shù)據(jù)采集
• 可客戶定制自由活動能量代謝艙