BRPI0703836B1 - Sensor de fluxo de dupla obstrução - Google Patents

Sensor de fluxo de dupla obstrução Download PDF

Info

Publication number
BRPI0703836B1
BRPI0703836B1 BRPI0703836-4A BRPI0703836A BRPI0703836B1 BR PI0703836 B1 BRPI0703836 B1 BR PI0703836B1 BR PI0703836 A BRPI0703836 A BR PI0703836A BR PI0703836 B1 BRPI0703836 B1 BR PI0703836B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
obstruction
flow sensor
double
main body
fact
Prior art date
Application number
BRPI0703836-4A
Other languages
English (en)
Inventor
Bonassa Jorge
Original Assignee
Intermed - Equipamento Médico Hospitalar Ltda.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intermed - Equipamento Médico Hospitalar Ltda. filed Critical Intermed - Equipamento Médico Hospitalar Ltda.
Priority to BRPI0703836A priority Critical patent/BRPI0703836B8/pt
Priority to US12/205,063 priority patent/US7798016B2/en
Publication of BRPI0703836A2 publication Critical patent/BRPI0703836A2/pt
Publication of BRPI0703836B1 publication Critical patent/BRPI0703836B1/pt
Publication of BRPI0703836B8 publication Critical patent/BRPI0703836B8/pt

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/42Orifices or nozzles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40Details of construction of the flow constriction devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

sensor de fluxo de dupla obstrução. a presente invenção refere-se a um sensor de fluxo de dupla obstrução que revela uma estrutura simples e inovadora, capaz de promover uma série de vantagens e efeitos técnicos novos através da combinação de elementos de obstrução fixo e variável. mais particularmente, a presente invenção compreende um corpo principal anterior (12) e um corpo principal (40), encaixados um ao outro de modo a pressionar dois elementos de obstrução, o primeiro do tipo fixo (30) e o segundo do tipo variável (50), de modo a obter o aumento da sensibilidade e menor ruído de perturbação, sendo especialmente útil no monitoramento de pacientes durante longos períodos.

Description

(54) Título: SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO (51) Int.CI.: G01F 1/38; G01F 1/42; G01F 1/36 (73) Titular(es): INTERMED - EQUIPAMENTO MÉDICO HOSPITALAR LTDA.
(72) Inventor(es): JORGE BONASSA
1/13 “SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO”
Campo da Invenção [001] A presente invenção se refere a um sensor de fluxo de dupla obstrução, mais particularmente a um sensor que compreende um corpo que define uma passagem de fluxo, uma primeira obstrução fixa montada transversalmente na passagem de fluxo e uma segunda obstrução, também montada transversalmente na passagem do fluxo e a jusante da primeira obstrução fixa, e duas portas para tomada de pressão localizadas a montante da obstrução fixa e a jusante da obstrução variável.
[002] Particularmente, a presente invenção refere-se a um sensor de dupla obstrução que combina obstruções fixa e variável em um único corpo, de forma a obter maior sensibilidade e menor ruído, especialmente na monitoração de pacientes durante longos períodos.
[003] O sensor objeto da presente invenção se refere ao campo dos sensores de fluxo do tipo que geram uma queda de pressão proporcional ao fluxo que passa através do sensor, devido a uma obstrução interposta na passagem do fluxo.
Fundamentos da Invenção [004] Esses tipos de sensores são comumente designados como pneumotacógrafo, por transformar um sinal de fluxo em um sinal de pressão. Geralmente, a queda de pressão através da obstrução do sensor é convertida em um sinal elétrico por meio de um transdutor de pressão diferencial, podendo ser integrado para cálculo de volume, particularmente para medição da função respiratória dos pacientes.
[005] A relação entre o fluxo que passa pelo sensor e a respectiva queda de pressão através da obstrução, define a sensibilidade ou ganho do sensor. Um ganho constante ou uma relação linear entre o fluxo e a queda de pressão representam uma resposta ideal, facilitando o processo de
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 10/27
2/13 calibração e minimizando a necessidade de cálculos adicionais para obtenção do fluxo correto.
[006] O uso desses sensores, do tipo pneumotacógrafos, é um dos mais difundidos para aplicação médica, principalmente em equipamentos de anestesia e ventiladores pulmonares. Os pneumotacógrafos apresentam diversas vantagens sobre os demais tipos de sensores de fluxo, quais sejam: a parte aplicada ao paciente é isenta de conexões elétricas, baixo custo, compatibilidade com os processos de limpeza e esterilização, imunidade à interferência eletromagnética e dimensões reduzidas.
[007] O uso em pacientes demanda alguns atributos como precisão em baixos e altos fluxos, relativa imunidade às secreções do paciente e resistência suficiente para suportar os processos de limpeza e esterilização.
[008] Estes requisitos têm sido atendidos de certa forma por dois tipos de sensores de fluxo da classe dos pneumotacógrafos, conhecidos como sensores de área fixa e sensores de área variável, ou ainda, sensores de orifício fixo ou sensores de orifício variável.
[009] Os sensores de área fixa são descritos nas Patentes US 4.047.521, US 5.088.332, US 5.379.650 e US 6.312.389.
[0010] A Patente US 4.047.521 descreve um sensor de fluxo que compreende um tubo no interior do qual se projetam radialmente dois corpos cilíndricos alinhados e em sentidos opostos, constituindo um elemento de obstrução. Esse sistema pretende ser relativamente simples e fácil de ser fabricado quando comparado aos pneumotacógrafos tipo Fleisch.
[0011] Os pneumotacógrafos do tipo Fleisch têm sido extensivamente utilizados ao longo dos anos, principalmente em aplicações de pesquisa e exames de função pulmonar, devido à sua resposta linear, ou seja, a queda de pressão através da obstrução do sensor é proporcional ao fluxo, o que dispensa a necessidade de correções por software. Entretanto, esses
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 11/27
3/13 sensores utilizam uma tela como elemento de obstrução, suscetíveis ao acúmulo de secreções do paciente, tornando esse tipo de sensor inadequado para monitoração contínua do paciente. Além disso, são relativamente grandes e pesados. Apesar de tentar solucionar os problemas do pneumotacógrafo Fleisch, o sensor descrito na Patente US 4.047.521 exibe uma resposta não linear, uma vez que a queda de pressão é uma função quadrada do fluxo, o que resulta baixa sensibilidade em baixos fluxos e alta resistência em fluxos mais elevados.
[0012] A Patente US 5.088.332 descreve outra alternativa, onde a obstrução fixa é constituída por aletas dispostas lateralmente no interior do tubo de passagem do fluxo, destinadas a minimizar o acúmulo de líquidos e secreções quando comparado com outros sensores, tal como o tipo Fleisch. Também nessa configuração, a sensibilidade a baixos fluxos se constitui o principal problema. Além disso, a geometria proposta não evita o acúmulo de secreções ao longo da obstrução. A intersecção das aletas com a parede interna do tubo, onde ocorre a passagem do fluxo, cria uma região longitudinal de baixa velocidade a alto atrito, favorecendo o acúmulo de secreções durante o uso contínuo.
[0013] A Patente US 5.379.650 descreve um sensor com objetivos semelhantes aos das patentes anteriormente descritas. Nessa patente é descrito um sensor cuja obstrução está disposta longitudinalmente e se estende diametralmente entre as paredes do tubo, estando os pontos de medição de pressão localizados axialmente nas extremidades da obstrução.
[0014] A intersecção da obstrução com as paredes do tubo resulta em uma extensão longitudinal que, como no caso da patente anteriormente mencionada, facilita a aderência e acumulo de secreções. Esse sensor também apresenta uma relação quadrática entre pressão e fluxo, resultando em baixa sensibilidade com baixo fluxo.
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 12/27
4/13 [0015] Como dito anteriormente, outra alternativa para os sensores de obstrução são os sensores de orifício ou área variável, conforme descritos nas Patentes US 4.006.634, US 4.083.245, US 4.688.433, US 4.993.269 e US 5.038.621.
[0016] As vantagens dos sensores de área variável são com relação ao nível de sensibilidade nas medições de baixos fluxos, e à redução dos riscos de acúmulo de secreções.
[0017] A Patente US 4.006.634 descreve um sensor no qual a obstrução compreende um conjunto de aletas radiais flexíveis, dispostas transversalmente, que são flexionadas de acordo com a passagem do fluxo, aumentando área de passagem proporcionalmente. De acordo com essa patente, o dimensionamento apropriado desse arranjo pode resultar em uma resposta linear. Essa alternativa requer extremo cuidado para manipulação, limpeza e esterilização, devido à fragilidade das aletas flexíveis, usualmente construídas a partir de chapas metálicas muito delgadas. A presença de secreção e acúmulo de condensado pode afetar a resposta desse modelo de sensor.
[0018] Um outro problema do sensor do estado da técnica é com relação a vibração, principalmente devido à presença de contaminantes e fluxos mais elevados.
[0019] A Patente US 4.083.245 descreve um sensor com uma disposição construtiva mais simples do que a de múltiplas aletas, e compreende apenas uma aleta elástica, o que aumenta a passagem de um orifício pela passagem do fluxo. Porém, o alinhamento preciso da aleta em relação ao orifício é essencial para a manutenção da precisão em baixos fluxos, uma condição difícil de ser mantida na presença de secreções ou condensação.
[0020] A Patente US 4.688.433 descreve um sensor no qual a
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 13/27
5/13 obstrução é constituída de um membro rígido disposto radialmente ao sentido do fluxo, tendo um segundo membro flexível, montado à montante. Para baixos fluxos, o membro flexível se move livremente e o sensor se comporta como sendo de área variável. Para fluxos mais elevados, a excursão (movimentação) do membro flexível é limitada pelo membro rígido e o sensor passa a exibir a característica de um sensor de área fixa, resultando em uma curva sigmoidal. Nesse caso, existe um ponto de transição caracterizado pela limitação do movimento do membro flexível. Além disso, como nos casos anteriores, a posição do membro flexível na região de fluxo quase zero é crítica, dependente da posição de repouso do elemento flexível, suscetível à contaminação e ao desalinhamento devido ao uso contínuo.
[0021] A Patente US 4.993.269 descreve um sensor onde a obstrução compreende um elemento flexível afastado das paredes internas do tubo do sensor, no intuito de evitar o acúmulo de secreções. Nesse caso, para fluxos mais elevados existe uma queda mais que proporcional da resistência, reduzindo a sensibilidade do sensor em fluxos mais elevados, além da suscetibilidade à vibração devido ao elemento flexível livre.
[0022] A Patente US 5.038.621 descreve um sensor de área variável onde a obstrução compreende uma membrana elástica que inclui três aletas recortadas na própria membrana, que se abrem com a passagem do fluxo. A obstrução descrita nessa patente procura obter maior sensibilidade em baixos fluxos. Entretanto, a abertura de aletas laterais sem ancoragem reduz a freqüência natural do sistema, e propicia a ocorrência de vibrações em fluxos mais elevados ou em condições de fluxo contínuo.
[0023] Conforme exposto, fica aparente a necessidade de melhorias nos sensores do estado da técnica no que se refere à sensibilidade, estabilidade, imunidade às secreções e resistência para suportar os processos requeridos de limpeza e esterilização.
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 14/27
6/13
Descrição Resumida da Invenção [0024] Portanto é objetivo da presente invenção um sensor que procura aprimorar os sensores do estado da técnica, mais especificamente indicado para aplicações medicas, e principalmente para a monitoração da função respiratória em ventiladores pulmonares e aparelhos de anestesia. O sensor da presente invenção compreende um corpo que define a via de passagem de fluxo, uma primeira obstrução fixa montada transversalmente à passagem do fluxo e uma segunda obstrução variável também montada transversalmente à passagem do fluxo e à jusante da obstrução fixa, além de duas portas para medição de pressões localizadas à montante da obstrução fixa e à jusante da obstrução variável.
[0025] Mais particularmente, é objetivo da presente invenção a combinação de ambas as obstruções fixa e variável em um único corpo, resultando em um sensor de fluxo de dupla obstrução, tendo como resultado a melhoria dos aspectos de sensibilidade e estabilidade, especialmente nos casos de monitoração prolongada.
[0026] Em uma configuração preferencial, a obstrução fixa compreende uma placa rígida com um orifício semi-anular, definindo um disco centralizado e fixo pelo topo através de uma seção alinhada com as portas de pressão, montada transversalmente na passagem do fluxo. A obstrução variável compreende uma placa delgada flexível, com um corte semi-anular definindo um disco centralizado também fixo pelo topo através de uma seção alinhada com as portas de pressão. Ambas as placas são montadas adjacentes, a flexível na posição à jusante, cujo diâmetro do disco flexível é maior que o diâmetro externo do orifício na placa rígida, de modo a manter a via aérea completamente fechada na ausência de fluxo, o que previne a ocorrência de fluxo reverso e permitindo a livre movimentação do disco flexível no sentido do fluxo.
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 15/27
7/13 [0027] A curva característica resultante do sensor de dupla obstrução objeto da presente invenção é a somatória da curva quadrática do sensor de área fixa e da curva parabólica invertida do sensor de área variável, sendo que, através do dimensionamento apropriado de ambas as obstruções, é possível a obtenção de uma relação linear.
[0028] Nessa configuração preferencial, o sensor de fluxo é unidirecional, para ser utilizado, por exemplo, no ramo expiratório do circuito respiratório para medição do fluxo exalado, incorporando a função de válvula unidirecional anti-reinalação.
Descrição Resumida das Figuras [0029] A fim de permitir uma melhor compreensão do sensor de fluxo de dupla obstrução, segundo a presente invenção, serão descritas pormenorizadamente as figuras em anexo, que representam:
Figura 1 - vista em corte longitudinal do sensor de fluxo de dupla obstrução de acordo com a presente invenção;
Figura 2 - vista explodida em perspectiva do sensor de fluxo de dupla obstrução da presente invenção;
Figura 3 - vista frontal de detalhe do elemento de obstrução fixo;
Figura 4 - vista frontal do elemento de obstrução variável; Figura 5 - gráfico ilustrando a curva característica da queda de pressão em função do fluxo para o sensor de área fixa e para o sensor de área variável segundo o estado da técnica;
Figura 6 - gráfico ilustrando a curva característica da queda de pressão em função do fluxo para o sensor de fluxo de dupla obstrução objeto da presente invenção, demonstrando as componentes das obstruções de área fixa e variável; e
Figura 7 - vista em corte longitudinal do sensor de fluxo de
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 16/27
8/13 dupla obstrução da presente invenção mostrando uma configuração alternativa para as sedes onde o elemento flexível é montado.
Descrição Detalhada da Invenção [0030] Referindo-se à Figura 1, o sensor de dupla obstrução da presente invenção, em uma configuração preferencial, compreende uma parte anterior 12 de um corpo principal, que possui uma porta de entrada 14 com diâmetro interno 16, definindo a porção inicial do tubo de fluxo 20, e diâmetro externo 18, definindo o lado externo do corpo. Ambos os diâmetros 16 e 18, preferencialmente, em conformidade com os padrões de conexões aplicáveis, isto é, conectores cônicos com diâmetros de 15mm e 22mm de acordo com a norma ISO 5356-1 Anesthetic and respiratory equipment - conical connectors” A porção inicial do tubo de fluxo 20 se prolonga e se alarga até o diâmetro 22 e, em seguida com diâmetro maior 28, onde são montados transversalmente o primeiro elemento de obstrução fixo 30, e a seguir, à jusante, o segundo elemento de obstrução variável 50.
[0031] A parte anterior 12 do corpo principal inclui duas portas transversais, dispostas no sentido do fluxo para medição de pressão - a primeira porta 24 disposta à montante do elemento de obstrução fixo 30 e a segunda porta 26 disposta à jusante do elemento de obstrução variável 50.
[0032] A parte posterior 40 do corpo principal permite posicionar e fixar corretamente ambas as obstruções, apresentando diâmetro interno 42 igual ao diâmetro 22 da parte anterior 12, de modo a definir o tubo de fluxo à jusante das obstruções, que se estende até a porta de saída 48 com diâmetro 44, preferencialmente de acordo com a norma de conectores mencionada anteriormente, isto é, conexão cônica de 22 mm.
[0033] Conforme ilustrado na vista explodida da Figura 2, a parte posterior 40 do corpo é montada na parte anterior 12, dita montagem sendo obtida através do encaixe entre as regiões de diâmetro externo 47 da parte
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 17/27
9/13 posterior e de diâmetro interno 28 da parte anterior 12, mantendo as obstruções, fixa e variável, pressionadas contra as sedes 32 e 52 formadas pelas partes do corpo principal.
[0034] A parte posterior 40 do corpo incorpora uma porta 46 transversal ao sentido do fluxo que coincide com a porta 26 da parte anterior 12, cuja finalidade é obter as medições da pressão à jusante das obstruções.
[0035] Em uma configuração preferencial, ambas as partes anterior 12 e posterior 40 do corpo principal são manufaturadas com material plástico autoclavável de grau médico, tal como a Polisulfona, e são mantidas fixas por meios de fixação apropriados, vantajosamente por soldagem ultrasônica ou colagem.
[0036] A obstrução fixa 30, cuja vista frontal está ilustrada na Figura 3, compreende uma placa rígida delgada com um orifício semi anular 35, definindo um disco central 36 fixado pelo topo através da seção 37. A passagem do fluxo através do orifício 35 cria uma queda de pressão que apresenta uma relação aproximadamente quadrática em relação ao fluxo, cujo ganho é determinado pelo dimensionamento apropriado dos diâmetros 33 e 34. A curva característica da queda de pressão em função do fluxo através do orifício fixo está representada na Figura 6 pela curva 92. O diâmetro da borda externa 33 do orifício é preferencialmente menor que o diâmetro interno 42 do tubo de fluxo, de forma a prover uma sede para assentamento do disco flexível 54 da obstrução variável 50, e também prevenir a interferência de secreções no movimento da mesma.
[0037] A largura da seção 37, que fixa o disco rígido 36, deve ser suficiente para proporcionar rigidez ao conjunto, impedindo que o disco 36 se flexione pela passagem do fluxo.
[0038] A obstrução variável 50, cuja vista frontal está ilustrada na Figura 4, compreende uma placa delgada flexível com um corte semi circular
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 18/27
10/13 que define um disco flexível 54, o qual é fixo no topo pela seção 59.
[0039] A passagem do fluxo provoca a flexão do disco flexível 54, conforme ilustrado na Figura 1 e, conseqüentemente, a abertura da área de passagem de fluxo, causando uma curva de queda de pressão em relação ao fluxo com um perfil parabólico invertido em relação à área fixa. Em baixos fluxos, a queda de pressão é proporcionalmente maior que em altos fluxos. A relação entre queda de pressão e fluxo característico do orifício de área variável está ilustrada na curva 91 da Figura 6. O ganho da obstrução variável é determinado pela seleção adequada do material, de acordo com suas propriedades elásticas e pelo dimensionamento da espessura da placa flexível 50, além do diâmetro 55 do disco flexível 54 e da largura da seção 59.
[0040] Em uma configuração preferencial, o material do disco flexível é um filme de Mylar com espessura entre 0,10 e 0,15, de modo mais vantajoso de 0,12mm. Em outra configuração alternativa, o material do disco flexível é uma manta de silicone de grau médico com espessura entre 0,5 e 1,5mm, particularmente de 1,0mm.
[0041] O diâmetro 55 do disco flexível 54 é maior do que o diâmetro da borda externa do orifício fixo e menor do que o diâmetro interno 42 do tubo de fluxo à jusante da obstrução. Dessa forma, a área de passagem de fluxo é completamente fechada na ausência de fluxo. Além disso, a existência de um espaço formado na borda do disco flexível evita a interferência de secreções na parede interna do tubo de fluxo durante o funcionamento do sensor.
[0042] A configuração preferencial descrita no presente relatório, resulta em uma maior sensibilidade e repetibilidade na condição de baixo fluxo e, ainda, menor oscilação em altos fluxos. Além disso, a configuração da presente invenção também incorpora a função de válvula unidirecional, particularmente vantajosa para prevenir a re-inalação de gás carbônico durante
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 19/27
11/13 a respiração espontânea do paciente, quando utilizada no ramo expiratório do circuito respiratório.
[0043] A queda de pressão total através de ambas as restrições fixa e variável montadas em série no sentido do fluxo é a somatória das quedas de pressão em cada obstrução. Ou seja, a curva característica do sensor de dupla obstrução, segundo a presente invenção, é a somatória da relação quadrática da obstrução fixa (representada pela curva 92 na Figura 6) com a relação parabólica invertida da obstrução variável (representada pela curva 91 na Figura 6).
[0044] Através do dimensionamento apropriado de cada obstrução, é possível estabelecer curvas complementares, cuja somatória resulte em uma relação linear entre o fluxo e a respectiva queda de pressão através do sensor. A curva de resposta do sensor de fluxo de dupla obstrução objeto da presente invenção está representada na curva 90 da Figura 6.
[0045] Comparando-se as curvas 70 e 80 da Figura 5, respectivamente dos sensores de obstrução fixa e variável do estado da técnica, com as curvas 91 e 92 da Figura 6, relativas às obstruções fixa e variável do sensor objeto presente invenção, verifica-se que individualmente as obstruções 91 e 92 são menos restritivas que as obstruções 70 e 80, em função de orifícios relativamente maiores. Essa característica minimiza o risco de acúmulo de secreções ou corpos estranhos presentes no fluxo.
[0046] O sensor pode ser dimensionado para apresentar, além da relação linear, outras relações que tendem para um sensor do tipo de área fixa ou variável, dependendo do dimensionamento apropriado de cada obstrução. Isso pode ser vantajoso em certas aplicações, onde se deseja uma sensibilidade diferenciada nos extremos de escala.
[0047] A Figura 7 ilustra uma configuração alternativa para o sensor de fluxo de dupla obstrução. Particularmente, quando se deseja obter
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 20/27
12/13 uma maior sensibilidade no início da escala, ou seja, em baixos fluxos por exemplo, para melhorar a detecção do esforço inspiratório do paciente. Nessa configuração, o disco flexível 50 é montado previamente flexionado de forma a exercer uma pressão de fechamento no estado de repouso, o que aumenta a sensibilidade do sensor para fluxos muito baixos. Isso é obtido, conforme ilustrado no detalhe da Figura 7, empregando-se, alternativamente aos assentamentos planos representados pelas superfícies 52 e 31 ilustradas na Figura 1, assentamentos cônicos 101 e 102 respectivamente na obstrução fixa e no corpo principal posterior. Pela montagem, o disco flexível é pressionado contra a borda do orifício fixo 103, mantendo uma ligeira pressão de fechamento na posição de ausência de fluxo, tornando possível a detecção de fluxos extremamente baixos.
[0048] O sensor da presente invenção procura sanar os principais problemas encontrados nos sensores do estado da técnica. O orifício semi anular 35 da obstrução fixa minimiza o acúmulo de secreções, pois o elemento de obstrução, constituído pelo disco rígido 36, encontra-se centralizado em relação à passagem do fluxo, sem contato com a parede interna do tubo, exceto pela seção de fixação 37.
[0049] Ainda, a presente invenção foi projetada para ser utilizada na posição em que, as portas de pressão 24 e 26, e consequentemente a seção 37 de contato do disco rígido, estejam voltados para o lado superior. Assim, consegue-se evitar os riscos de acúmulo de secreções que afetam a resposta do sensor. Além disso, as espessuras delgadas, tanto do disco rígido 36 como do disco flexível 54, ajudam a prevenir o acúmulo de partículas.
[0050] Conforme pode ser visto na Figura 1, em linhas tracejadas, o disco flexível 54 abre no sentido do fluxo, sem contato com o disco rígido 36, exceto na posição de repouso, ou seja, na ausência de fluxo. Dessa forma, a resposta individual de cada obstrução não afeta a outra, evitando as oscilações
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 21/27
13/13 de pressão do fluxo ou pontos de inflexão na curva de resposta.
[0051 ] Outra característica vantajosa observada durante os testes do sensor da presente invenção é a redução de oscilação da pressão quando comparado com os sensores de orifício variável convencionais. A presença do disco rígido 37 à montante do disco flexível 54 orienta favoravelmente o fluxo para abertura do disco flexível. Em repouso, o disco flexível 54 assenta sobre a borda 31 e sobre o disco rígido 36, o que previne o fluxo reverso, incorporando, dessa forma, a função de válvula unidirecional.
[0052] Conforme descrito nessa no presente, o sensor de fluxo de dupla obstrução apresenta características que resultam em um desempenho superior aos sensores descritos anteriormente.
[0053] Apesar de terem sido descritas configurações preferenciais para o objeto da presente invenção, os técnicos no assunto, a luz do quanto aqui revelado, poderiam desenvolver variações ainda dentro do escopo do presente pedido.
[0054] Outrossim, além da aplicação preferencial descrita no presente relatório, ou seja, a monitoração de fluxo respiratório de pacientes em ventiladores pulmonares e aparelhos de anestesia, a presente invenção pode ser utilizada em outras aplicações, tanto na presença de gases como de líquidos.
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 22/27
1/4

Claims (2)

Reivindicações
1/3
Ζ3
1. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO compreendendo um corpo principal anterior (12) que acomoda transversalmente um primeiro elemento de obstrução fixo (30), seguido por um segundo elemento de obstrução variável (50), ambos pressionados por um corpo principal posterior (40) através de respectivas sedes de assentamento (32, 52), o sensor sendo caracterizado pelo fato do dito elemento de obstrução fixo (30) ser constituído por uma placa delgada rígida com um orifício semi anular (35), que define um disco central (36).
2. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito corpo anterior (12) compreender, ainda, duas portas transversais no sentido do fluxo para medição de pressão, sendo a primeira porta (24) disposta à montante do elemento de obstrução fixa (30), e a segunda porta (26) disposta à jusante do elemento de obstrução variável (50).
3. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do corpo principal anterior (12) ser dotado de uma porta de entrada (14) com diâmetro interno (16) que se prolonga com diâmetros maiores (22, 28) que formam a dita sede de assentamento (32).
4. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do corpo principal posterior (40) ser dotado, em uma extremidade, de uma porta de saída (48) com diâmetro interno (42, 44) igual ao diâmetro interno (22) do corpo principal anterior (12) e, na extremidade oposta, uma redução no diâmetro externo (47) que forma a dita sede de assentamento (52).
5. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 23/27
2/4 com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito corpo principal posterior (40) ser montado e fixado no corpo principal anterior (12) por meios de fixação, particularmente por soldagem ultra-sônica ou colagem.
6. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos ditos corpos principais (12, 40) serem manufaturados com material plástico autoclavável de grau médico.
7. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato do dito material plástico ser Polisulfona.
8. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito corpo principal posterior (40) compreender, ainda, uma porta transversal (46) no sentido do fluxo, alinhada com a porta transversal (26) do corpo principal anterior (12).
9. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito disco central (36) ser fixado no topo da borda (31) do elemento de obstrução (30) por meio de uma seção (37).
10. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito disco central (36) ser disposto de modo centralizado e transversalmente à passagem do fluxo.
11. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito diâmetro (33) da borda externa (31) do orifício (35) ser menor do que o diâmetro interno (42) do corpo principal posterior (40).
12. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato da dita borda externa (31) formar uma sede de assentamento a parte móvel do elemento de obstrução variável (50).
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 24/27
3/4
13. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito segundo elemento de obstrução variável (50) ser constituído por uma placa delgada flexível com um corte semi-anular que define um disco flexível (54) fixado pelo topo através de uma seção (59).
14. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o diâmetro (55) do dito disco flexível (54) é maior do que o diâmetro externo do orifício semi-anular (35) do elemento de obstrução fixa (30), e menor do que o diâmetro interno (42) do corpo principal posterior (40).
15. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito disco flexível (54) ser disposto de modo centralizado e transversalmente à passagem do fluxo.
16. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do disco flexível (54) ser um filme de Mylar.
17. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato do disco flexível (54) compreender uma espessura entre 0,10 a 0,15mm, particularmente de 0,12mm.
18. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do disco flexível (54) ser uma manta de silicone de grau médico.
19. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato do disco flexível (54) compreender uma espessura entre 0,5 a 1,5mm, particularmente de 1mm.
20. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a associação dos dois
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 25/27
4/4 elementos de obstrução (30, 50) gera a queda de pressão em função do fluxo, que é a somatória da queda de pressão através de cada elemento de obstrução.
21. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das ditas sedes de assentamento (32, 52) compreenderem um perfil plano.
22. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das ditas sedes de assentamento (32, 52) compreenderem um perfil cônico.
23. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser, ainda, uma válvula unidirecional.
24. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser utilizada na monitoração de fluxo respiratório de pacientes em ventiladores pulmonares e aparelhos anestésicos.
25. SENSOR DE FLUXO DE DUPLA OBSTRUÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de medir fluxos de gases e/ou líquidos.
Petição 870180034115, de 26/04/2018, pág. 26/27
2/3
BRPI0703836A 2007-09-06 2007-09-06 sensor de fluxo de dupla obstrução BRPI0703836B8 (pt)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0703836A BRPI0703836B8 (pt) 2007-09-06 2007-09-06 sensor de fluxo de dupla obstrução
US12/205,063 US7798016B2 (en) 2007-09-06 2008-09-05 Flow sensor with double obstruction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0703836A BRPI0703836B8 (pt) 2007-09-06 2007-09-06 sensor de fluxo de dupla obstrução

Publications (3)

Publication Number Publication Date
BRPI0703836A2 BRPI0703836A2 (pt) 2009-04-28
BRPI0703836B1 true BRPI0703836B1 (pt) 2018-07-03
BRPI0703836B8 BRPI0703836B8 (pt) 2018-09-18

Family

ID=40430429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0703836A BRPI0703836B8 (pt) 2007-09-06 2007-09-06 sensor de fluxo de dupla obstrução

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7798016B2 (pt)
BR (1) BRPI0703836B8 (pt)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE534896C2 (sv) * 2010-05-17 2012-02-07 Mindray Medical Sweden Ab Flödesrestriktor samt förfarande att reducera ett flödesmotstånd
WO2011144641A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Mindray Medical Sweden Ab Coaxial means for measuring a flow and a method of measuring a flow
SE535494C2 (sv) * 2010-05-17 2012-08-28 Mindray Medical Sweden Ab Koaxiellt flödesmätarelement och förfarande för att mäta ett flöde
US8393228B2 (en) 2010-05-18 2013-03-12 Mindray Medical Sweden Ab Method and system for measuring a flow
US9446211B2 (en) * 2013-03-14 2016-09-20 Carefusion 2200, Inc. Resuscitation device with onboard processor
US9329065B2 (en) 2014-07-25 2016-05-03 General Electric Company Variable orifice flow sensor utilizing localized contact force
US9476744B2 (en) * 2014-10-08 2016-10-25 Dieterich Standard, Inc. Integrated orifice plate assembly
US11433211B2 (en) * 2016-03-17 2022-09-06 Zoll Medical Corporation Flow sensor for ventilation
IT201600129661A1 (it) 2016-12-21 2018-06-21 Fimcim Spa Misuratore di pressione differenziale
US11464425B2 (en) 2017-07-26 2022-10-11 Cipla Limited Flow sensing arrangement for spirometer and method thereof
US10161772B1 (en) * 2017-10-09 2018-12-25 General Electric Company Variable orifice flow sensor

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989456A (en) * 1989-11-06 1991-02-05 Bicore Monitoring Systems Variable area obstruction gas flow meter
US5925831A (en) * 1997-10-18 1999-07-20 Cardiopulmonary Technologies, Inc. Respiratory air flow sensor
US5970801A (en) * 1997-12-30 1999-10-26 Bear Medical Systems, Inc. Variable orifice flow sensor
US20030097880A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Ciobanu Calin I. Multi-stage variable orifice flow obstruction sensor
US7021798B2 (en) * 2002-10-21 2006-04-04 Efraim Tsimerman Dental mirror
US7270143B2 (en) * 2005-03-16 2007-09-18 The General Electric Company Offset variable-orifice flow sensor
US7337678B2 (en) * 2005-12-09 2008-03-04 General Electric Company MEMS flow sensor
US7654154B2 (en) * 2008-03-21 2010-02-02 Dieterich Standard, Inc. Conditioning orifice plate with pipe wall passages

Also Published As

Publication number Publication date
US7798016B2 (en) 2010-09-21
BRPI0703836A2 (pt) 2009-04-28
US20090064794A1 (en) 2009-03-12
BRPI0703836B8 (pt) 2018-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0703836B1 (pt) Sensor de fluxo de dupla obstrução
US6968741B2 (en) Portable pressure transducer, pneumotach for use therewith, and associated methods
US5081866A (en) Respiratory air flowmeter
US8286504B2 (en) Arrangement for improving accuracy of pressure measurement and flow sensor
US5038621A (en) Variable area obstruction gas flow meter
US6915705B1 (en) Flow sensor and flow resistive element
US5088332A (en) Gas flow restricting and directing device intended for flow measurement
US6312389B1 (en) Multiple function airway adapter
JP3595337B2 (ja) 流量測定装置
US6802225B2 (en) Differential pressure sensor with sloped strut edges for respiratory monitoring
JP3557595B2 (ja) フローセンサ
AU2002305428A1 (en) Portable pressure transducer, pneumotach for use therewith, and associated methods
EP3110485B1 (en) Flow sensor for ventilator
EP0502098A4 (en) Variable area obstruction gas flow meter
JP5616221B2 (ja) 呼吸測定システムに用いられる電空アセンブリ
EP2720005B1 (en) Arrangement for a pressure measurement of a breathing gas flowing along a flow channel
US20130345590A1 (en) Apparatus for quantifying expiratory and inspiratory airflow
AU2008200618B2 (en) Airway Adapter
WO2021069940A1 (en) Bidirectional flow meter for an mdi device and an mdi device containing such a bidirectional flow meter

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B25G Requested change of headquarter approved

Owner name: INTERMED - EQUIPAMENTO MEDICO HOSPITALAR LTDA. (BR

Free format text: ENDERECO ALTERADO CONFORME SOLICITADO NA PETICAO NO 018110010872/SP DE 25/03/2011.

B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]
B16C Correction of notification of the grant [chapter 16.3 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 03/07/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. (CO) REFERENTE A RPI 2478 DE 03/07/2018, QUANTO AO ENDERECO DA DEPOSITANTE.