CN101072981A - 流量测定装置 - Google Patents

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Abstract

一种流量测定装置，在管体(11)的内部设置有根据呼吸流量产生物理变化的可动部件(13)，可拆装地构成管体(11)和保持部。一旦将管体(11)放在嘴上开始呼吸，则可动部件(13)根据呼吸流量进行弯曲。并且，通过设置在管体(11)外部的CCD区域传感器(14)，通过管体(11)可得到可动部件(13)的图象数据，检测出弯曲量。根据对应于使用中的可动部件(13)的弯曲量的流量数据计算呼吸流量。

Description

流量测定装置
技术领域
本发明涉及用于测定流体所流动的流路中的流体流量的流量测定装置。
背景技术
在呼吸器官疾病的检查中，肺功能检查与包括CT(ComputedTomograhpy)、X光照相等的图象诊断或血液检查一起占有重要的位置。在肺气肿、支气管哮喘、支气管扩张等慢性呼吸器官疾病的情况下，可以说一定要进行这样的肺功能检查。近年来，COPD(慢性闭塞性肺病)非常受关注，据说潜在的患者就有数百万人，肺功能检查对该疾病的检查非常重要。另外，在训练馆等的身体检查时，也进行肺活量、一次换气量、一秒率、剩余气量等的测定。这些检查所使用的都是呼吸流量测定装置。
呼吸流量测定装置有通过非分散红外线分析法(NDIR法)测定二氧化碳浓度的方式、使用热线的方式等。并且，也使用根据气体流通的通道中的层流阻力体的前后压差来测定流量的呼吸速度传感器(ニユ一モタコセンサ)(例如参照专利文献1)。并且，还提出有以下的呼吸流量、流速测定装置，即，将旋转体设置在设置于流路途中、将呼气或吸气形成涡流的一对偏向部件之间，根据该旋转体通过涡流进行旋转的旋转速度和旋转方向来测量呼吸流量以及流速(例如参照专利文献2)。
但是，由于上述现有技术的流量测定装置的装置构成复杂，因此多数都很昂贵。
一般来说，在从生物体呼出的气中大多含有存在于生物体内的细菌等的微生物，患有空气感染性疾病的人在使用呼吸流量测定装置的情况下，有可能在呼气通过的流路上存在有形成感染源的细菌。因此，最好对使用过一次的测定装置中的呼气通过的部分进行消毒，或报废并换上新的部件进行使用。但是，每次测定都要进行消毒不仅非常麻烦，而且需要消耗消毒药以及需要报废的费用。另一方面，为了形成每次测定时都废弃用过的部件、使用新部件进行测定的所谓的可更换装置(デイスポ一ザブル)，需要低价地构成测定装置。在呼气路径中使用用于测定呼吸流量的传感器或用于计量的昂贵的部件的情况下，具有每次将其报废时成本增加的问题。
如专利文献1所述，虽然可以比较低价地形成用于检测通道中的层流阻力体的前后压差的流量计，但在流体的流路中需要压力传感器。因此，即使在将流体的主流路形成可更换的情况下，对于具有压力传感器的部分的流路而言也是不更换地进行使用，在测定具有毒性或感染性的流体的情况下会发生问题。
专利文献1：特开平7-83713号公报
专利文献2：特开2000-298043号公报
本发明就是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其课题是使装置结构简单化、提供低价的流量测定装置，同时，确保安全性。
发明内容
为了实现上述目的，本发明的一个方案是一种流量测定装置，其特征在于，具有流体所流动的管体、可动部件、检测装置、计算装置，所述可动部件在截断所述流体的流动的一部分或全部的方向设置于所述管体的内部、根据所述流体的流量产生物理变化；所述检测装置设置在所述管体的外部、非接触地检测所述可动部件的物理变化量；所述计算装置根据通过所述检测装置检测到的所述可动部件的物理变化量、计算所述流体的流量。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的呼吸流量测定装置100的概略结构图。
图2(a)是在轴方向切断管体11的纵剖视图。(b)是在径方向切断管体11的纵剖视图。
图3是在轴方向切断管体11以及保持部12的横剖视图。
图4是表示PC20的结构的方框图。
图5是表示通过呼吸流量测定装置100进行的呼吸流量测定处理的流程图。
图6(a)是在轴方向切断第二实施方式的呼吸流量测定装置的管体11a的纵剖视图。(b)是在径方向切断管体11a的纵剖视图。
图7是表示将过滤器15a安装在管体11d、11e上的其他方法的图。
图8a是在轴方向切断第三实施方式的呼吸流量测定装置的管体11b的纵剖视图。(b)是呼吸时的管体11a的纵剖视图。
图9是在轴方向切断第四实施方式的呼吸流量测定装置的管体11c的纵剖视图。
图10是表示在呼吸流量测定装置100中测定的呼吸流量的测定结果的图表。
图11是表示在呼吸流量测定装置100中测定的呼吸流量的测定结果的图表。
具体实施方式
本发明的上述目的通过以下的结构来实现。
(1)一种流量测定装置，其特征在于，具有流体所流动的管体、可动部件、检测装置、计算装置，所述可动部件在截断所述流体的流动的一部分或全部的方向设置于所述管体的内部、根据所述流体的流量产生物理变化；所述检测装置设置在所述管体的外部、非接触地检测所述可动部件的物理变化量；所述计算装置根据通过所述检测装置检测到的所述可动部件的物理变化量、计算所述流体的流量。
(2)如第1项所述的流量测定装置，其特征在于，可拆装地构成包括所述可动部件的管体和所述检测装置。
(3)如第1或第2项所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置通过检测透过所述可动部件或反射的电磁波来检测所述可动部件的物理变化量。
(4)如第3项所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置是CCD区域传感器(CCDエリアセンサ)、CCD线性传感器(CCDラインセンサ)、CMOS区域传感器(CMOSエリアセンサ)或CMOS线性传感器(CMOSラインセンサ)。
(5)如第1或第2项所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置向所述可动部件发出声波、检测透过所述可动部件或反射的声波，以此检测所述可动部件的物理变化量。
(6)如第5项所述的流量测定装置，其特征在于，所述声波是超声波。
(7)如第1至第6任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件由弹性体构成或与弹性体连接。
(8)如第1至第7任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件的一端固定在所述管体的内壁或与其连接的部位。
(9)如第1至第8任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件和包括所述可动部件的管体由同类树脂材料构成。
(10)如第1至第9任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述管体的内壁以沿着由所述可动部件的物理变化形成的所述可动部件的端部的运动轨迹的方式构成。
(11)如第1至第10任一项所述的流量测定装置，其特征在于，具有多个可动部件，还具有储存装置，该储存装置储存对应于事先对所述多个可动部件分别测得的物理变化量的流量数据，所述计算装置根据对应于使用中的可动部件的物理变化量的流量数据计算所述流体的流量。
(12)如第11项所述的流量测定装置，其特征在于，具有数据确定装置，在所述管体上附有用于一个一个识别所述多个可动部件的识别信息，所述数据确定装置根据所述识别信息、确定对应于所述可动部件的物理变化量的流量数据。
(13)如第1至第12任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述计算装置计算相对于所述管体的轴方向上的流体双向流动的流量。
(14)如第1至第13任一项所述的流量测定装置，其特征在于，上述流体是呼气以及/或者吸气。
(15)如第1至第14任一项所述的流量测定装置，其特征在于，在所述管体的内部的所述可动部件的前后具有过滤器。
以下就解决上述课题的装置进行具体说明。
为了解决上述课题，第1项所述的装置是流量测定装置，其特征在于，具有流体所流动的管体、可动部件、检测装置、计算装置，所述可动部件在截断所述流体的流动的一部分或全部的方向设置于所述管体的内部、根据所述流体的流量产生物理变化；所述检测装置设置在所述管体的外部、非接触地检测所述可动部件的物理变化量；所述计算装置根据通过所述检测装置检测到的所述可动部件的物理变化量、计算所述流体的流量。
第2项所述的装置是如第1项所述的流量测定装置，其特征在于，可拆装地构成包括所述可动部件的管体和所述检测装置。
第3项所述的装置是如第1或第2项所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置通过检测透过所述可动部件或反射的电磁波来检测所述可动部件的物理变化量。
第4项所述的装置是如第3项所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置是CCD区域传感器、CCD线性传感器、CMOS区域传感器或CMOS线性传感器。
第5项所述的装置是如第1或第2项所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置向所述可动部件发出声波、检测透过所述可动部件或反射的声波，以此检测所述可动部件的物理变化量。
第6项所述的装置是如第5项所述的流量测定装置，其特征在于，所述声波是超声波。
第7项所述的装置是如第1至第6项中任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件由弹性体构成或与弹性体连接。
第8项所述的装置是如第1至第7中项任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件的一端固定在所述管体的内壁或与其连接的部位。
第9项所述的装置是如第1至第8项中任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件和包括所述可动部件的管体由同类树脂材料构成。
第10项所述的装置是如第1至第9项中任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述管体的内壁以沿着由所述可动部件的物理变化形成的所述可动部件的端部的运动轨迹的方式构成。
第11项所述的装置是如第1至第10项中任一项所述的流量测定装置，其特征在于，具有多个可动部件，还具有储存装置，该储存装置储存对应于事先对所述多个可动部件分别测得的物理变化量的流量数据，所述计算装置根据对应于使用中的可动部件的物理变化量的流量数据计算所述流体的流量。
第12项所述的装置是如第11项所述的流量测定装置，其特征在于，具有数据确定装置，在所述管体上附有用于一个一个识别所述多个可动部件的识别信息，所述数据确定装置根据所述识别信息、确定对应于所述可动部件的物理变化量的流量数据。
第13项所述的装置是如第1至第12项中任一项所述的流量测定装置，其特征在于，所述计算装置计算相对于所述管体的轴方向上的流体双向流动的流量。
第14项所述的装置是如第1至第13项中任一项所述的流量测定装置，其特征在于，上述流体是呼气以及/或者吸气。
第15项所述的装置是如第1至第14项中任一项所述的流量测定装置，其特征在于，在所述管体的内部的所述可动部件的前后具有过滤器。
以下，就本发明的效果进行说明。
根据第1项所述的装置，可动部件在截断上述流体流动的一部分或全部的方向设置于上述管体内部，根据流体的流量产生物理变化，由于通过设置在管体的外部的检测装置非接触地检测该可动部件的物理变化量，并根据检测到的可动部件的物理变化量、计算流体的流量，因此，装置的结构简单，可提供低价格的流量测定装置。并且由于检测装置设置在管体的外部，因此，每次使用流量测定装置时容易对管体进行消毒或更换，在处理具有毒性或感染性的流体时可确保安全性。
根据第2项所述的装置，由于可拆装地构成包括可动部件的管体和检测装置，因此可简单地更换管体，在处理具有毒性或感染性的流体时可确保安全性。
根据第3项所述的装置，可通过检测穿透上述可动部件或反射的电磁波来检测可动部件的物理变化量。
根据第4项所述的装置，可使用CCD区域传感器、CCD线性传感器、CMOS区域传感器或CMOS线性传感器检测可动部件的物理变化量。
根据第5项所述的装置，通过向可动部件发出声波、检测穿透可动部件或反射的声波，可检测可动部件的物理变化量。
根据第6项所述的装置，通过检测超声波可检测可动部件的物理变化量。
根据第7项所述的装置，由于可动部件由弹性体构成或与弹性体连接，因此，可根据流体的流量产生物理变化。
根据第8项所述的装置，由于可动部件的一端固定在管体的内壁或与其连接的部位，因此，可以以可动部件的一端为支点产生物理变化。
根据第9项所述的装置，由于可动部件和包括可动部件的管体由同类树脂材料构成，因此，可容易进行使用后的处理。
根据第10项所述的装置，由于管体的内壁以沿着由可动部件的物理变化形成的可动部件的端部的运动轨迹的方式构成，因此，可防止在流量大的情况下、可动部件的物理变化量相对于流量变小。
根据第11项所述的装置，由于将对应于事先对多个可动部件分别测量的物理变化量的流量数据储存到储存装置中，并根据对应于使用中的可动部件的物理变化量的流量数据计算流体的流量，因此，可根据各可动部件计算流量。
根据第12项所述的装置，由于在管体上附有用于一个一个识别上述多个可动部件的识别信息，并根据识别信息、确定对应于可动部件的物理变化量的流量数据，因此，可防止数据的输入错误、根据各可动部件计算流量。
根据第13项所述的装置，由于计算相对于管体的轴方向上的流体双向流动的流量，因此，装置的结构简单，可提供低价的流量测定装置。
根据第14项所述的装置，测定呼气以及/或者吸气流量的流量测定装置的装置结构简单，可提供低价的流量测定装置，同时，可确保安全性。
根据第15项所述的装置，通过在管体的内部的可动部件的前后设置过滤器，可阻挡流体中的灰尘等的浮游物，同时，可排除流体的局部的流动。
第一实施方式
以下，参照附图就本发明的第一实施方式进行说明。但并不局限于图示例。
图1是本发明的第一实施方式的呼吸流量测定装置100的概略构成图。呼吸流量测定装置100由测定部10、PC(Personal Computer：个人电脑)20以及条形码读取装置30构成。
测定部10具有管体11以及保持部12。管体11由筒状的透明树脂构成，形成呼吸气进行流动的流路。并且，可拆装地构成管体11和保持部12。保持部12和PC20直接或通过网络连接。
并且，在管体11上粘贴用于一个一个地识别后述的可动部件13的作为识别信息的条形码40。
图2(a)是在轴方向切断管体11的纵剖视图，图2(b)是在径方向切断管体11的纵剖视图。如图2(a)以及(b)所示，在管体11的内部、在截断呼吸气流的一部分的方向设置有可动部件13，可动部件13的一端固定在管体11的内壁上。可动部件13由具有挠性的树脂等的弹性体构成，根据呼吸气的流量而弯曲。变形程度取决于因可动部件13的弹性力、变形而引起的流路的开口度、气流流动的变化等。弹性力取决于可动部件13的厚度或形状、原材料材质等。但是，在有气流的流量的情况下，可将与其对应的弯曲量设定成固定的。并且，可动部件13和管体11最好由同类树脂材料形成。在此，同类是指作为资源再利用标志可使用相同的标志。
例如，在测定呼气流量的情况下，通过向管体11呼气，产生图2(a)的箭头a方向的空气流动。通过该流动，可动部件13向箭头b方向弯曲。在测定吸气流量的情况下，通过从管体11吸气，产生图2(a)的箭头c方向的空气流动。通过该流动，可动部件13向箭头d方向弯曲。通过检测该可动部件13的物理变化量、即弯曲量，可测定呼吸流量。另外，在本发明中，物理变化不仅是物体的形状变形，而且包括物体的移动或转动等的变位。
图3是在轴方向切断管体11以及保持部12的横剖视图。如图3所示，在保持部12上设置用于穿透透明的管体11、拍摄可动部件13的CCD区域传感器14。CCD区域传感器14对可动部件13的弯曲量进行光学检测。
图4是表示PC20的结构的方框图。如图4所示，PC20具有CPU(Central Processing Unit)21、操作部22、显示部23、数据输入部24、条形码输入部25、ROM(Read Only Memory)26、RAM(RandomAccess Memory)27以及储存部28。PC20也可以是PDA(PersonalDigital Assistants：移动末端)。
CPU21根据从操作部22输入的各种指示，在RAM27的工作区域展开从储存在ROM26中的各种程序中指定的程序，通过与上述程序的协动进行各种处理，将该处理结果储存在RAM27的规定区域中。
具体是，CPU21根据通过条形码读取装置30读取的条形码信息、确定对应于储存在储存部28中的可动部件13的弯曲量的流量数据。
并且，CPU21根据对从CCD区域传感器14输出的图象数据进行图象分析而得到的可动部件13的弯曲量来计算呼吸气的流量。此时，CPU21根据流量数据来计算呼吸气的流量，该流量数据对应于根据条形码信息而确定的可动部件13的弯曲量。另外，在呼气和吸气中，由于可动部件13的变位方向相反，因此可计算相对于管体11的轴方向上的双向流动的流量。
操作部22是具有数字或字母输入键、各种键的键盘以及鼠标等的指示器。操作部22向CPU21输出按下键盘上的键而形成的按下信号或操作鼠标而形成的操作信号。
显示部23由LCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode RayTube)等构成，显示操作顺序和处理结果等。
数据输入部24向CPU21输出从CCD区域传感器14输出的图象数据。
条形码输入部25向CPU21输出通过条形码读取装置30从粘贴在管体11上的条形码上读取的条形码信息。
ROM26由不挥发性的半导体存储器构成。ROM26储存通过CPU21进行的各种程序或数据等。
RAM27由可重写的半导体元件构成。RAM27是临时保存数据的储存介质，形成有程序区域和数据区域，所述程序区域用于展开CPU21所实行的程序，数据区域用于保存从操作部22输入的数据或由CPU21产生的各种处理结果等。
储存部28由HDD(Hard Disk Drive)构成，储存对应于各可动部件13的弯曲量的数量数据、对应于各可动部件13的条形码信息等，所述各可动部件13的弯曲量通过事先对多个可动部件13分别进行测量而获得。对于对应于各可动部件13的弯曲量的流量数据，从操作部22或测量器直接输入事先测量的流量数据，然后储存在储存部28中。
条形码读取装置30从粘贴在管体11上的条形码40(参照图1)上读取条形码信息。
以下就第一实施方式的呼吸流量测定装置100的动作进行说明。
另外，作为动作说明的前提，用于实现流程图中所述的处理的程序被以CPU21可读取的程序编码的方式输入ROM26中，CPU21按照该程序编码依次进行动作。
图5是表示通过呼吸流量测定装置100进行的呼吸流量测定处理的流程图。
首先，通过条形码读取装置30从粘贴在管体11上的条形码40读取条形码信息(步骤S1)。将条形码信息储存在储存部28中。
然后，根据读取的条形码信息，从储存在储存部28中的流量数据中确定对应于使用中的可动部件13的弯曲量的流量数据(步骤S2)。
若使用者用手握住测定部10、将管体11放在嘴边开始呼吸，则可动部件13根据呼吸流量进行弯曲。通过CCD区域传感器14、通过管体11得到可动部件13的图象数据，检测弯曲量(步骤S3)。然后，根据对应于使用中的可动部件13的弯曲量的流量数据计算呼吸流量(步骤S4)。
在此，在继续测定呼吸流量的情况下(步骤S5；是)，返回到步骤S3。在不继续测定呼吸流量的情况下(步骤S5；否)，在显示部23显示呼吸流量的测定结果(步骤S6)。
这样结束了呼吸流量测定处理。
根据第一实施方式，可动部件13在截断呼吸气的流动的一部分的方向、设置于管体11内部、根据呼吸气的流量进行弯曲，由于通过设置在管体11的外部的CCD区域传感器14非接触地检测可动部件13的弯曲量，并根据检测到的可动部件13的弯曲量、计算呼吸气的流量，因此，装置的结构简单，可提供低价格的流量测定装置。并且，由于CCD区域传感器14设置在管体11的外部，因此，在每次使用呼吸流量测定装置100时可容易对管体11进行消毒或更换，在处理具有毒性或感染性的流体时可确保安全性。
并且，由于可拆装地构成包括可动部件13的管体11和保持部12，因此可简单地更换管体11，在有感染性疾病的患者的情况下，可以防止使用者之间的感染、确保安全性。
并且，通过用同类的树脂材料构成可动部件13和包括可动部件13的管体11，可容易进行使用后的处理。由于呼吸流量测定装置100在测定呼吸流量时使用，因此最好每次测定时更换包括可动部件13的管体11，但在进行更换后依然可容易地进行报废管体11时的处理。
并且，由于将对应于事先对多个可动部件13分别测得的弯曲量的流量数据储存到储存部28中，根据对应于使用中的可动部件13的弯曲量的流量数据计算呼吸气的流量，因此，可根据各可动部件13计算流量。通过将用于一个一个地识别各可动部件13的条形码粘贴在各管体11上，可根据条形码信息、确定对应于可动部件13的弯曲量的流量数据，因此，可防止数据的输入错误。而且，也可根据流量数据进行各种运算处理，计算各种参数或将通过测定而得到的呼吸流量保存到数据库中。
第二实施方式
以下就适用本发明的第二实施方式进行说明。
第二实施方式的呼吸流量测定装置形成使用管体11a和可动部件13a的结构，取代第一实施方式的管体11以及可动部件13。其他的结构与第一实施方式相同，省略图示和说明。以下，就第二实施方式的具有特征的结构进行说明。
图6(a)是在轴方向切断第二实施方式的呼吸流量测定装置中的管体11a的纵剖视图，图6(b)是在图6(a)的X-X线上、在径方向切断管体11a的纵剖视图。在第一实施方式中，可动部件13的上部固定在管体11的内部，但在第二实施方式中，可动部件13a的下部固定在管体11a的内部。并且，如图6(b)所示，在径方向切断管体11a的剖面以及可动部件13a具有四方形状。
并且，如图6(a)所示，管体11a的内壁以沿着可动部件13的上部前端的运动轨迹L的方式，即，以随着可动部件13的变形、流路剖面积的变化缩小的方式构成。在形成流路的管体11a的剖面积一定的情况下，在呼吸流量小时没有问题，但一旦呼吸流量大，则由于可动部件13a的变形，流路剖面积急速增大，因此，施加在可动部件13a上的力缩小，可动部件13a相对于流量的弯曲量缩小。
例如，如图6(a)所示，在不进行呼吸的状态下，可动部件13a的上部与管体11a的内壁的间隔为h1，但在形成流路的管体11a的剖面积一定的情况下，在可动部件13a弯曲的状态下，可动部件13a的上部与管体11a的内壁的间隔为h2。如果设可动部件13a弯曲的状态下的可动部件13a的上部与管体11a的内壁的间隔为h3，则通过抑制伴随着可动部件13的变形的流路剖面积的变化，可高精度地测量可动部件13的弯曲量，可对应宽幅的流量。
并且，如图6(a)所示，在管体11a的内部的可动部件13a的前后设置过滤器15。一旦气流产生偏差，则作用于可动部件13a的力产生不均匀，导致可动部件13a相对于流量的动作发生偏差，因此，为了排除气流的局部流动，最好设置发挥整流作用的过滤器15。并且，过滤器15也有助于防止空气中的浮游物进入体内。可以使用在面上具有许多细微孔的过滤器作为过滤器15。具体是，可以在树脂膜等上形成孔，也可以使用无纺布等。无纺布不含有灰尘等，价格便宜、过滤效果好，特别理想。
关于利用CCD区域传感器14检测可动部件13a的弯曲的方法以及根据弯曲量计算呼吸流量的方法与第一实施方式相同，因此省略说明。
根据第二实施方式，管体11a的内壁以沿着由可动部件13的变形而形成的可动部件13a的端部的运动轨迹L的方式构成，因此，可防止在流量大的情况下、可动部件13a相对于流量的弯曲量变小。
并且，通过在管体11a的内部的可动部件13a的前后设置过滤器15，可阻挡气流中的灰尘等的浮游物，同时，可排除气流的局部流动。
另外，如图7所示，也可以将过滤器15a夹在管体11d和比管体11d小一圈的管体11e之间。通过这样，可阻挡流过包括可动部件13a的管体11d的呼吸气中的灰尘等，同时，可排除气流的局部流动。
第三实施方式
以下就适用本发明的第三实施方式进行说明。
第三实施方式的呼吸流量测定装置形成使用管体11b和可动部件13b的结构，取代第一实施方式的管体11以及可动部件13。其他的结构与第一实施方式相同，因此相同的构成部分使用相同的符号，并省略图示和说明。以下就第三实施方式的具有特征的结构进行说明。
图8(a)是在轴方向切断第三实施方式的呼吸流量测定装置中的管体11b的纵剖视图，如图8(a)所示，球状的可动部件13b可沿着轴16进行移动，该轴16穿透通过可动部件13b中心的孔。并且，可动部件13b与作为弹性体的弹簧17连接，通过弹簧17进行定位。
如图8(b)所示，进行呼吸时，可动部件13b在管体11b的内部进行移动。在使用者呼出气体和吸入气体的情况下，管体11b内的空气的流动方向不同，因此，通过可动部件13b的移动方向，可测定管体11b的轴方向上的呼吸气双向流动的流量。
将对应于事先对多个可动部件13b分别测定的可动部件13b的变位量的流量数据、对应于各可动部件13b的条形码信息等储存在PC20的储存部28中。
关于利用CCD区域传感器14检测可动部件13b的变位量的方法以及根据变位量计算呼吸流量的方法与第一实施方式相同，因此省略说明。
根据第三实施方式，通过设置在管体11b外部的CCD区域传感器14，检测设置在管体11b的内部、根据呼吸气的流量进行移动的可动部件13b的变位量，根据检测到的可动部件的变位量计算呼吸气的流量，因此，装置的构成简单，可提供低价的流量测定装置。并且，由于可拆装地构成包括可动部件13b的管体11b和保持部12，因此，可简单地更换管体11b，即使在患有感染性疾病的患者的情况下，也可以防止使用者之间的感染、确保安全性。
第四实施方式
以下就适用本发明的第四实施方式进行说明。
第四实施方式的呼吸流量测定装置是使用管体11c和可动部件13c的结构，取代第一实施方式的管体11以及可动部件13。其他的结构与第一实施方式相同，因此相同的构成部分使用相同的符号，并省略图示和说明。以下就第四实施方式的具有特征的结构进行说明。
图9是在轴方向切断第四实施方式的呼吸流量测定装置的管体11c的纵剖视图。在此，管体11c的径方向的剖面以及可动部件13c都具有四方形状。如图9所示，可动部件13c的一端与弹簧18连接，设置在管体11c的内部。可动部件13c由刚体形成，可根据呼吸流量、以弹簧18为支点进行转动。因此，通过检测可动部件13c的变位，可计算呼吸流量。
在图9中，设可动部件13c的长度为r、不进行呼吸的状态下的可动部件13c的上部与管体11c的内壁的间隔为p、可动部件13c只倾斜θ角度的情况下的可动部件13c的上部与管体11c的内壁的间隔为q，则利用以下公式(1)求出q。
q＝p+r(1-cosθ)  (1)
如公式(1)所示，随着可动部件13c的倾斜角度θ增大，可动部件13c的上部与管体11c的内壁的间隔q增大。这样，在不限制流路的情况下，随着流速增大，可动部件13c向扩大流路的方向变位，作用于可动部件13c的应力缩小。因此，一旦流路扩大，则即使流速增加，作用于可动部件13c的应力也缩小，可动部件13c的变位检测精度变差。因此，在也需要测定大的流量的情况下，可以以沿着由可动部件13c的变位而形成的可动部件13c的端部的运动轨迹的方式，即，以抑制流路的扩大的方式设置管体11c的内壁。
将对应于事先对多个可动部件13c分别测得的可动部件13c的变位量的流量数据、对应于各可动部件13c的条形码信息等储存在PC20的储存部28中。
关于利用CCD区域传感器14检测可动部件13c的变位量的方法，以及根据变位量计算呼吸流量的方法与第一实施方式相同，因此省略说明。
根据第四实施方式，通过设置在管体11c外部的CCD区域传感器14检测设置在管体11c的内部、根据呼吸气的流量而变位的可动部件13c的变位量，根据检测到的可动部件的变位量计算呼吸气的流量，因此，装置的结构简单，可提供低价的流量测定装置。并且，由于可拆装地构成包括可动部件13c的管体11c和保持部12，因此，可简单地更换管体11c，即使在患有感染性疾病的患者的情况下，也可以防止使用者之间的感染、确保安全性。
另外，上述各实施方式中的说明是适合于本发明的流量测定装置的示例，但并不局限于此。在不超出本发明的宗旨的范围内，各部的具体结构以及具体动作可适当地进行改变。
在上述各实施方式中，就通过CCD区域传感器14从管体的外部检测设置在管体内部的可动部件的物理变化量的示例进行了说明，但也可以通过CCD区域传感器、CCD线性传感器、CMOS区域传感器、CMOS线性传感器、光电倍增管(Photomultiplier)检测穿透可动部件、反射、吸收、散射或折射的光，或者不穿透、反射、吸收、散射或折射的光。由于光学检测可动部件的物理变化量的方法作为装置的结构可以比较便宜地构成，因此比较理想。可以使用得到可动部件的一部分或整体图象的方法，也可使用照射激光等、通过所反射的光的位置检测可动部件的变位的方法，或照射白色光、通过测量利用棱镜原理分光的光的波长等检测变位的方法。
并且，也可通过检测电场或磁场的强度等、检测光以外的电磁波，来检测可动部件的物理变化量。虽然流量测定装置也可以具有发出电磁波的发生源，但在流量测定装置外具有像外光那样的电磁波发生源的情况下则没有必要。
并且，也可以向可动部件发出声波，通过检测穿透可动部件或反射的声波，来检测可动部件的物理变化量。声波不局限于可听区域的声音，也可以是超声波。
并且，在上述各实施方式中，使用了透明的管体，但管体只要能够使为了检测可动部件的物理变化量而使用的电磁波或声波穿透即可。
并且，通过脉冲式地发出用于检测可动部件的物理变化量的电磁波或声波，可提高对时间分辨能力的检测精度。例如，在利用CCD或CMOS等检测可动部件的物理变化量时，在由于可动部件的移动而使所得到的数据稍微变化、不容易检测出可动部件的物理变化量的情况下，通过使用短时间间隔的脉冲光，可高精度地检测可动部件的物理变化量。
并且，在上述各实施方式中，就测定呼吸气的流量的装置进行了说明，但作为测定对象的流体也可以是其他流体。由于包括可动部件的管体可相对于装置的其他部分进行拆装，因此，在处理具有毒性或感染性的流体的情况下，可确保安全性。
并且，在上述各实施方式中，作为识别信息、就使用条形码的示例进行了说明，但也可以使用其他识别信息。
并且，本发明的可动部件的原材料或弹性率可通过测定的流体的性质或测定的流量范围进行任意的选择。在测定呼吸流量的情况下，由于呼气中含有水分，因此最好是不因水分而膨胀的材质。例如，最好使用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯等树脂或金属板簧。
在本发明的测定中，可动部件的剖面积和流路的剖面积的关系对可测定范围及其精度有影响。可根据目的进行任意调整。在日本JIS规格(T1170-1987)中，在测定呼吸流量的情况下，可测定范围为0.3L～12.0L。适合于该测定的流路的剖面积为4cm2～100cm2，最好为5cm2～25cm2。可动部件在例如使用PET的情况下，最好是厚度为0.1mm～0.5mm的弹性体，0.2mm～0.4mm更理想。
实验例
图10和图11是表示在第一实施方式所示的呼吸流量测定装置100中测定的呼吸流量的测定结果。通过对利用CCD区域传感器14对可动部件13进行拍摄而得到的图象数据进行图象分析，检测出可动部件13的弯曲量，用实线表示根据检测结果而计算流量的结果F。并且，为了进行比较，用虚线表示利用目前使用的呼吸量计同时测定的流量的测定结果G。在图10以及图11中，横轴为时间(msec)，纵轴为流量(L/min)。
对呼吸流量测定装置100的流量测定结果F、和目前的呼吸量计的流量测定结果G进行比较的结果，多重相关函数(重相関関数)有97％的相关值。

Claims (15)

1.一种流量测定装置，其特征在于，具有流体所流动的管体、可动部件、检测装置、计算装置，所述可动部件在截断所述流体的流动的一部分或全部的方向设置于所述管体的内部、根据所述流体的流量产生物理变化；所述检测装置设置在所述管体的外部、非接触地检测所述可动部件的物理变化量；所述计算装置根据通过所述检测装置检测到的所述可动部件的物理变化量、计算所述流体的流量。
2.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，可拆装地构成包括所述可动部件的管体和所述检测装置。
3.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置通过检测透过所述可动部件或反射的电磁波来检测所述可动部件的物理变化量。
4.如权利要求3所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置是CCD区域传感器、CCD线性传感器、CMOS区域传感器或CMOS线性传感器。
5.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述检测装置向所述可动部件发出声波、检测透过所述可动部件或反射的声波，以此检测所述可动部件的物理变化量。
6.如权利要求5所述的流量测定装置，其特征在于，所述声波是超声波。
7.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件由弹性体构成或与弹性体连接。
8.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件的一端固定在所述管体的内壁或与其连接的部位。
9.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述可动部件和包括所述可动部件的管体由同类树脂材料构成。
10.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述管体的内壁以沿着由所述可动部件的物理变化形成的所述可动部件的端部的运动轨迹的方式构成。
11.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，具有多个可动部件，还具有储存装置，该储存装置储存对应于事先对所述多个可动部件分别测得的物理变化量的流量数据，
所述计算装置根据对应于使用中的可动部件的物理变化量的流量数据计算所述流体的流量。
12.如权利要求11所述的流量测定装置，其特征在于，具有数据确定装置，在所述管体上附有用于一个一个识别所述多个可动部件的识别信息，所述数据确定装置根据所述识别信息、确定对应于所述可动部件的物理变化量的流量数据。
13.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述计算装置计算相对于所述管体的轴方向上的流体双向流动的流量。
14.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，所述流体至少是呼气和吸气之一。
15.如权利要求1所述的流量测定装置，其特征在于，在所述管体的内部的所述可动部件的前后具有过滤器。
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