CN101991455A - 流体喷射装置以及流体喷射装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供流体喷射装置以及流体喷射装置的控制方法,能够在启动后立刻进行稳定的流体喷射。流体喷射装置具有:脉动流产生部,通过压电元件及膜片来改变流体室的容积,从流体喷射开口部呈脉冲状地喷射液体;泵,向脉动流产生部供给液体;管,将脉动流产生部与泵连通,具有柔软性;驱动控制部,进行脉动流产生部和泵的驱动控制,大致与脉动流产生部的启动同时地,在增加流量指定时间的范围内,从泵供给稳定流量增加流量,在经过增加流量指定时间后,恢复到稳定流量。由此,即使因脉动流产生部内的流道阻力上升引起管发生膨胀,也能抑制针对脉动流产生部的流体供给量的减少,能够在启动脉动流产生部后立刻稳定地呈脉冲状地高速喷射液体。

Description

流体喷射装置以及流体喷射装置的控制方法
本发明主张于2009年8月12日提交的日本专利申请第2009-187076号的优先权,并以引证的方式将其全部内容结合于此。
技术领域
本发明涉及脉冲状地喷射流体的流体喷射装置以及该流体喷射装置的控制方法。
背景技术
以往,公知有脉冲状地喷射流体来进行对象物的切断或切除等的技术。例如,在日本特开2008-82202号公报中,作为在医疗领域中切开或切除活体组织的手术器具,揭示了流体喷射装置。日本特开2008-82202号公报中记载的流体喷射装置包含:脉动流产生部,其具有根据容积变更单元的驱动而改变容积的流体室,将流体变换为脉动流而使其从喷嘴呈脉冲状地高速喷射出去;流体供给部,其向脉动流产生部供给流体;以及流体供给管,其将脉动流产生部与流体供给部连通。
上述脉动流产生部根据容积变更单元的驱动而缩小流体室的容积,将流体变换为脉动流而使其从喷嘴呈脉冲状地高速喷射出去。并且,用流体供给管将脉动流产生部与流体供给部连通。在将流体喷射装置作为手术器具来使用时,把持脉动流产生部来进行操作。因此,为了提高操作性,采用具有柔软性的流体供给管。
在呈脉冲状地高速喷射的情况下,对脉动流产生部进行驱动将增加脉动流产生部的内部流道的流道阻力。由于流体供给管内的流体压力也将增加,因此柔软的流体供给管在径向上发生膨胀。当以此来启动脉动流产生部时,向脉动流产生部供给的流体供给量暂时减少,要耗费较长的时间才能达到安稳的稳定流量。因此存在这样的课题:在流体供给量比稳定流量小的期间,不能确保期望的稳定的流体喷射量。所谓稳定流量,是指在持续驱动脉动流产生部时,从流体供给部以大致恒定的流量供给的流体流量。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,其可作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例的流体喷射装置的特征在于,该流体喷射装置具有:脉动流产生部,其呈脉冲状地喷射流体;流体供给部,其向所述脉动流产生部供给流体;流体供给管,其将所述脉动流产生部与所述流体供给部连通,且具有柔软性;以及驱动控制部,其进行所述脉动流产生部和所述流体供给部的驱动控制,所述驱动控制部进行如下控制:使所述脉动流产生部启动,且使所述流体供给部供给规定时间的第1流量的液体,在经过所述规定时间之后,使所述流体供给部供给比所述第1流量小的第2流量的流体。
根据本应用例,在启动脉动流产生部时,从流体供给部供给比第2流量大的第1流量的液体,由此,能够抑制因流体供给管的膨胀而使向脉动流产生部供给的流体供给量暂时减少的状况,能够使来自脉动流产生部的流体喷射量迅速地接近第2流量。由此,能够在启动之后,使脉动流产生部立刻以稳定的流体喷射量高速喷射脉冲状的流体。
[应用例2]上述应用例的流体喷射装置优选为,所述驱动控制部考虑管信息和所述第2流量来确定所述规定时间和所述第1流量,其中,所述管信息包含所述流体供给管的材质、外径、长度以及厚度中的至少一项。
第1流量和规定时间是考虑了管信息和第2流量而确定的,其中,所述管信息是决定流体供给管的膨胀量的要因,其包含材质、外径、长度以及厚度(壁厚)中的至少一项。流体供给管的膨胀量与针对脉动流产生部的流体供给的减少量相当。通过高精度地增加针对脉动流产生部的流体供给量,能够在启动脉动流产生部之后,立刻使流体喷射量稳定来进行喷射。
[应用例3]在本应用例的流体喷射装置的控制方法中,所述流体喷射装置具有:脉动流产生部,其呈脉冲状地喷射流体;流体供给部,其向所述脉动流产生部供给流体;流体供给管,其将所述脉动流产生部与所述流体供给部连通,且具有柔软性;以及驱动控制部,其进行所述脉动流产生部和所述流体供给部的驱动控制,该控制方法的特征在于,包括以下步骤:所述驱动控制部使所述脉动流产生部启动,并使所述流体供给部供给规定时间的第1流量的液体;以及在经过所述规定时间之后,所述驱动控制部使所述流体供给部供给比所述第1流量小的第2流量的流体。
根据该控制方法,在启动脉动流产生部时,从流体供给部供给比第2流量大的第1流量的液体,由此,即使在流体供给管发生膨胀的情况下,也能够抑制向脉动流产生部供给的流体供给量的减少,能够使来自脉动流产生部的流体喷射量迅速地接近第2流量。由此,能够在脉动流产生部启动之后,立刻稳定而地呈脉冲状地高速喷射流体。
附图说明
图1是示出实施方式1的流体喷射装置的结构说明图。
图2是沿着液体喷射方向切断实施方式1的脉动流产生部后的剖视图。
图3是示出实施方式1的控制系统的概略结构的结构说明图。
图4是示意性示出不进行实施方式1的控制时的喷射流量的曲线图。
图5是示出实施方式1的流体喷射装置的控制方法的流程图。
图6是示意性示出进行了实施方式1的控制时的喷射流量的曲线图。
图7是示出在与膜片(diaphragm)垂直的方向上切断实施方式2的脉动流产生部后的切断面的局部侧面剖视图。
附图标记:
1:流体喷射装置
4:管
10:作为流体供给部的泵
15:驱动控制部
20:脉动流产生部
30:作为容积变更单元的压电元件
40:膜片
具体实施方式
以下,根据附图来说明本发明的实施方式。本发明的流体喷射装置可用于使用了涂料等的描绘、精密的物体及构造物的洗净、以及手术刀等各种用途。在以下说明的实施方式中,以适合于切开或切除活体组织的流体喷射装置为例进行说明。因此,实施方式中用到的流体是水或生理盐水等的液体。以下说明的图2、图7是这样的示意图:为了便于图示,部件或部分的纵向横向的缩尺与实际不同。
(实施方式1)
图1是示出实施方式1的作为手术器具的流体喷射装置的结构说明图。在图1中,流体喷射装置1具有:收容液体的液体供给容器2(以下,简单地表示为容器2);作为流体供给部的泵10;将从泵10供给的流体变换为脉动流而使其呈脉冲状地喷射的脉动流产生部20。流体供给管4(以下,简单地表示为管4)将泵10与脉动流产生部20相连。
在脉动流产生部20上连接有细管状的连接流道管90,在连接流道管90的前端部上插装有使流道直径缩小的喷嘴95。
流体喷射装置1具备驱动控制部15,驱动控制部15分别对泵10和脉动流产生部20进行驱动控制。在图1中,虽然驱动控制部15被配设在与泵10和脉动流产生部20相离的位置上,但该驱动控制部15也可将泵10包含在内。
脉动流产生部20具有:脉动流产生部启动开关25;以及选择来自泵10的供给流量的供给流量开关26。在将流体喷射装置1作为手术器具使用时,由于是把持着脉动流产生部20来进行操作,因此,通过将脉动流产生部启动开关25和供给流量开关26设置在操作者的手的位置处,提高了操作性。另外,脉动流产生部启动开关25控制脉动流产生部20的启动及停止,供给流量开关26控制泵10的稳定供给量的选择性切换。
对流体喷射装置1中流体的流动进行简单的说明。容器2内的液体受到泵10的吸引,经由管4,以一定的压力被供给到脉动流产生部20。如果管4未发生膨胀,则是以恒定的流量(表示为稳定流量)来供给液体。脉动流产生部20具有:流体室80;以及作为改变该流体室80的容积的容积变更单元的压电元件30及膜片40(均参考图2)。脉动流产生部驱动容积变更单元改变流体室80的容积而产生脉动流,并经由连接流道管90和喷嘴95,呈脉冲状地高速喷射流体。这里,所谓脉动流,是指液体朝一个方向流动且液体的流量或流速伴有周期性或不定期的变动的液体流动。
脉动流还包括重复液体的流动和停止的间歇流,不过,只要液体的流量或流速是周期性地或不定期地变动的,则无论是不是间歇流均可。同样,所谓呈脉冲状地喷射液体,是指所喷射的液体的流量或移动速度周期性地或不定期地变动的液体。作为脉冲状喷射的一例,可以举出重复液体的喷射和不喷射的间歇喷射,不过,只要所喷射的液体的流量或移动速度是周期性地或不定期地变动的,则无论是不是间歇喷射均可。关于脉动流产生部20,将在后面参照图2来进行描述。
在使用该流体喷射装置1来进行手术时,手术医生所把持的部位是脉动流产生部20。因此,为了提高手术医生的操作性,希望管4尽量地柔软。对流体供给管的刚性没有特别限定,只要是具有如下程度的柔软性的管即可,所述程度的柔软性是指:流体供给管根据流体供给管内的流体压力而在径向上膨胀。
对本实施方式的脉动流产生部20的结构进行说明。
图2是沿着液体的喷射方向切断本实施方式的脉动流产生部后的剖视图。脉动流产生部20具有:入口流道81,其从泵10经由管4向流体室80供给液体;作为改变流体室80的容积的容积变更单元的压电元件30及膜片40;以及出口流道82,其从流体室80送出液体到流体喷射开口部96。
膜片40由圆盘状的金属薄板构成,具有周缘部被紧密固定在一起的下壳体50和上壳体70。在本实施方式中,压电元件30是层叠型压电元件,具有被固定在膜片40上的一个端部、和被固定在底板60上的另一个端部。
流体室80是由形成在上壳体70的与膜片40相对的面上的凹部和膜片40形成的室。出口流道82开设在流体室80的大致中央部。
上壳体70与下壳体50于彼此相对的面接合为一体。在上壳体70上嵌有具有与出口流道82连通的连接流道91的连接流道管90,在连接流道管90的前端部插装有喷嘴95。并且,喷嘴95开口在流道直径比出口流道82小的流体喷射开口部96处。
在上壳体70中形成了与流体室80连通的入口流道81。在入口流道81上安装着管4。
参照图1和图2来说明本实施方式中的脉动流产生部20的流体排出动作。本实施方式的脉动流产生部20的流体是根据入口流道81侧的合成惯性(combined inertance)L1与出口流道82侧的合成惯性L2之差而排出的。
下面对惯性(inertance)进行说明。
在设流体密度为ρ、流道截面积为S、流道长度为h时,惯性L表示为L=ρ×h/S。当设流道的压力差为ΔP、流过流道的流体的流量为Q时,使用惯性L对流道内的运动方程进行变形,由此可以导出ΔP=L×dQ/dt这一关系。
即,惯性L表示对流量的时间变化产生影响的程度,惯性L越大,流量的时间变化越小,惯性L越小,流量的时间变化越大。
入口流道81侧的合成惯性L1是在入口流道81的范围内算出的。出口流道82侧的合成惯性L2是在出口流道82的范围内算出。
连接流道管90的管壁的厚度对于流体的压力传导具有充分的刚性。
并且,在本实施方式中,入口流道81的流道长度及截面积、出口流道82的流道长度及截面积被设定为,使得入口流道81侧的合成惯性L1比出口流道82侧的合成惯性L2大。
接着,对流体喷射动作进行说明。
通过泵10,始终以恒定压力(稳定流量)向入口流道81中供给液体。其结果,在压电元件30不工作时,由于泵10的排出力与入口流道侧整体的流道阻力之差,使得液体向流体室80内流动。
当向压电元件30输入了驱动信号而使压电元件30在膜片40的流体室80侧的面的法线方向上急剧伸展时,伸展后的压电元件30按压膜片40,膜片40在使流体室80的容积缩小的方向上发生变形。如果入口流道侧及出口流道侧的合成惯性L1、L2充分大,则流体室80内的压力迅速上升而达到几十个大气压。
由于该压力比泵10施加给入口流道81的压力大,因此,通过该压力的作用,从入口流道81向流体室80内流入的液体减少,而从出口流道82流出的液体增加。
入口流道侧的合成惯性L1比出口流道侧的合成惯性L2大。因此,相比于从入口流道81向流体室80流入的流量的减少量,从出口流道82排出的液体的增加量更大。由此,在连接流道91中产生脉冲状的液体排出,即产生脉动流。该排出时的压力变动在连接流道管90内(连接流道91)传播,进而从前端的喷嘴95的流体喷射开口部96喷射液体。
流体喷射开口部96的流道直径比出口流道82的流道直径小。因此,液体的压力进一步升高,成为脉冲状的液滴被高速喷射出去。
在流体室80内,由于来自入口流道81的液体流入量的减少与来自出口流道82的液体流出的增加之间的相互作用,使得在压力上升之后立刻变成真空状态。并且,当压电元件30回到原来的形状时,在经过一定时间后,由于泵10的压力和流体室80内的真空状态这双方的作用,入口流道81的液体以与压电元件30工作前(伸展前)相同的速度流到流体室80内。
在入口流道81内的液体的流动复原之后,如果压电元件30进行了伸展,则从流体喷射开口部96继续排出脉冲状的液滴。
对本实施方式的流体喷射装置1的控制方法进行说明。首先,参照附图来说明流体喷射装置1的控制系统的结构。
图3是示出本实施方式的控制系统的概略结构的结构说明图。控制系统包括:对泵10及脉动流产生部20(具体是指压电元件30)的驱动进行控制的驱动控制部15;脉动流产生部启动开关25;泵10的供给流量开关26;以及泵驱动开关28。
脉动流产生部启动开关25和供给流量开关26配设在脉动流产生部20上。泵驱动开关28配设在泵10上。泵驱动开关28也可配设在脉动流产生部20或驱动控制部15上。
驱动控制部15具有泵驱动电路153、压电元件驱动电路154以及控制这两个电路的控制电路151。驱动控制部15还具有LUT(Look Up Table:查找表)152。在LUT 152中包含:泵10指定的稳定流量;管信息;根据这些信息计算出的增加流量;以及增加流量指定时间(以下,有时将其简单地表示为指定时间)。在图3中省略了这样的图示:LUT 152作为数据被存储在RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等存储器(存储单元)中。
管信息由管信息输入单元27输入到控制电路151中。控制电路151内的运算部(未图示)根据管信息和指定的稳定流量来求出增加流量,计算出用于供给所求出的增加流量的时间作为指定时间,生成LUT。作为管信息输入单元27,可以使用键盘或输入开关等。另外,也可以在流体喷射装置1出厂之前,根据由实验求出的管信息及指定的稳定流量与增加流量及按增加流量供给的指定时间之间的关系,预先制作LUT。
接着,对LUT的内容进行说明。表1示出了本实施例的LUT的一例。
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表1
本例中,计算出了以下项目:指定的流量(稳定流量);作为管信息,有管材质、管外径、管长度、管厚度(管的壁厚);作为使用稳定流量及管信息求出的控制条件,有增加流量以及针对该增加流量而流动的指定时间。
稳定流量是用于计算管内的上升压力所必需的要素。管材质是决定管的物理常数(杨氏模量)的要素。
当驱动流体喷射装置1时,通过操作供给流量开关26来指定稳定流量,并通过操作泵驱动开关28来驱动泵10。此时,使用管信息输入单元27将所使用的管4的管信息输入到控制电路151。根据来自控制电路151的基于管信息的读出信号,从LUT 152读出脉动流产生部20的控制条件。
当操作脉动流产生部启动开关25而启动了脉动流产生部20时,根据从LUT 152读出的增加流量和按所读出的增加流量进行流动的指定时间,使泵10工作。
(流体喷射装置的控制方法)
对流体喷射装置的控制方法进行说明。首先,说明不进行本实施方式的控制的情况。
图4是示意性示出不进行本实施方式的控制时的喷射流量的曲线图。泵10正在供给所指定的稳定流量q1的液体。当启动脉动流产生部20时,在脉动流产生部20的流道阻力不存在或者很小的情况下,供给流量(稳定流量)与喷射流量(稳定喷射量)大致相等。
当驱动压电元件30而呈脉冲状地喷射液体时,脉动流产生部20的内部流道的流道阻力增加。由于管4内的流体压力也增加,因此,具有柔软性的管4在径向上发生膨胀。由此,针对脉动流产生部20的流体供给量暂时减少到流量q2,在达到稳定的稳定流量之前,耗费时间。例如,当在时刻t1启动了脉动流产生部20时,从启动到时刻t2的期间,由于供给流量的减少,从而无法进行期望的稳定的流体喷射。
当针对脉动流产生部20的供给流量减少时,在时刻t1~时刻t2的期间,流体喷射量减少。当极端地减少时,有时会在流体室80中不存在液体的状态下对压电元件30进行了驱动。
为了避免发生空驱动,希望对来自泵10的供给流量进行控制,以在启动脉动流产生部20之后,立刻确保期望的喷射流量(稳定喷射量)。
图5是示出本实施方式的流体喷射装置的控制方法的流程说明图。按照图5所示的流程来进行说明。同时参照图1、图3、图4。
图5所示的控制流程示出了如下过程的流程:对驱动泵10进行驱动,以稳定流量开始向脉动流产生部20供给液体,之后启动脉动流产生部20,继续进行稳定驱动(例如活体组织的切开手术等),之后停止脉动流产生部20。
在对脉动流产生部20进行驱动之前,由管信息输入单元27将管信息输入到控制电路151(步骤10,另外,后文中将“步骤”表示为“ST”)。假设输入了管材质A、管外径2mm、管长度1000mm、管厚度1mm,作为管信息。
在ST 20中,操作供给流量开关26来选择指定的流量(稳定流量)。假设选择了100ml/h(ml/时间)。根据所输入的管信息和指定的流量(指定的稳定流量)(例如参照表1所示的LUT),确定出:流量增加为30ml/h,使流量增加的指定时间为5s(5秒)。
在ST 30中,操作脉动流产生部启动开关25来启动脉动流产生部20。从控制电路151向LUT 152送出读出信号,读出控制条件(增加流量为30ml/h、指定时间5s)。
在ST 40中,大致与脉动流产生部20的开始同时地,根据控制条件增加来自泵10的液体供给量。由于增加流量为30ml/h,因此,来自泵10的供给流量变为在指定的稳定流量100ml/h上加上增加流量30ml/h后得到的130ml/h。
在ST 50中,控制电路151对按增加流量进行供给的时间(指定时间)的经过进行计测,判定是否经过了指定时间(5秒)。在未达到指定时间5秒的期间(“否”),继续按增加流量进行供给。在经过了指定时间之后(“是”),将来自泵10的液体供给量减少到稳定流量(ST 60),并持续该状态(ST 70)。该ST 70的期间为手术等的脉动流产生部20的使用期间。
在要中断或结束手术等时,操作脉动流产生部启动开关25,停止脉动流产生部20的驱动(ST 80)。脉动流产生部启动开关25是切换启动操作和停止操作的开关。
在ST 90中,判定是停止了流体喷射装置1的驱动还是使其暂时中断。在为驱动停止的情况下,操作泵驱动开关28,停止泵10的驱动(ST100)。
在ST 90中判定为是暂时中断时,不操作泵驱动开关28而保持泵10的驱动。当再次驱动脉动流产生部20时,操作脉动流产生部启动开关25,启动脉动流产生部20(ST 30)。此时的停止脉动流产生部的驱动(ST 80)的期间是暂时中断期间。
当在暂时中断期间之后再次启动时,如果指定的流量(稳定流量)被切换为200ml/h,则操作供给流量开关26而选择200ml/h。能够按照与输入的管信息对应的增加流量及指定时间来控制液体供给量。在持续驱动脉动流产生部20的情况下,保持状态不变而继续进行泵10及脉动流产生部20的驱动。
对基于上述控制方法的流体喷射量进行说明。
图6是示意性示出进行了本实施方式的控制时的喷射流量的曲线图。在本实施方式中,大致与脉动流产生部20的启动(图示A)同时地,使泵10增加液体供给量,并当液体供给量达到指定的增加流量及指定时间时,减少供给量(图示B),并恢复到稳定流量q1(图示C)。
因此,与未进行本实施方式的控制时的喷射量的减少q2相比,刚刚启动脉动流产生部20之后的液体喷射流量的减少q3极其微小。因此,与以往相比,缩短了从启动脉动流产生部20到得到稳定喷射量为止的时间。
根据以上说明的本实施方式的流体喷射装置以及该流体喷射装置的控制方法,大致与脉动流产生部20的启动同时地,泵10在稳定流量的基础上增加流体供给量,以弥补因管4的膨胀引起的减少量。通过增加流体供给量,能够在刚刚启动脉动流产生部20之后,立刻稳定地呈脉冲状地高速喷射液体。
在向脉动流产生部20(具体是指流体室80)供给的供给流量减少或不存在的状态下对压电元件30进行驱动的情况下,除了与压电元件30的伸缩相伴的发热之外,流体室80内的绝热效应也将引起发热,而且作为冷却剂作用的液体的量不充分,因此,可能引起压电元件30的温度上升。根据本实施方式,由于充分确保了供给流量,因此能够防止因这样的温度上升而引起压电元件30的劣化。
对于泵10而言,由于是基于根据管信息和指定的稳定流量计算出的指定时间和增加流量来进行驱动的,因此,能够高精度地增加供给流量,并在启动脉动流产生部20之后立刻稳定地喷射液体。
指定时间和增加流量是使用包含流体供给管的材质、外径、长度及厚度在内的管信息以及稳定流量而算出的。这些控制信息被输入到LUT152,并随着脉动流产生部20的启动而从LUT 152读出,因此,操作者(手术医生)无需每次都计算并输入指定时间和增加流量,因此提高了操作性。
(实施方式2)
参照附图来说明实施方式2的流体喷射装置。在上述实施方式1中,例示了手术医生把持脉动流产生部进行操作时的结构。而在实施方式2中,具有这样的特征:脉动流产生部被安装在管前端,可插入到血管等细管组织内。在实施方式2中,对与实施方式1相同的部分标注相同的符号,并以不同之处为重点进行说明。
图7是示出在与膜片垂直的方向上切断实施方式2的脉动流产生部后的切断面的局部侧面剖视图。脉动流产生部120由彼此的相对面接合在一起的上壳体170和下壳体150构成为截面形状大致为圆形的筒状。在下壳体150的与上壳体170相对的面上,穿设有凹部。由该凹部、和紧密固定在上壳体170的与下壳体150相对的面上的膜片140构成流体室180。
在下壳体150上形成有与流体室180连通的入口流道181和出口流道182,在膜片140的与流体室180相反侧的表面上固定有压电元件130。另外,出口流道182的前端部通过流体喷射开口部97而开口。
如图7所示,在实施方式2的脉动流产生部120中,入口流道181、流体室180以及出口流道182排列成一直线。通过该结构,能够减小液体冲撞的壁部,因此,能够减少滞留在液体冲撞的壁部上的气泡。其结果,能够防止滞留的气泡影响流体室180的压力而导致压力降低。由此,能够稳定地产生具有足够的切除能力的脉动流。
在图7中,膜片140与流体室180的底面(由下壳体150形成的面)平行地配置。换言之,也可以说膜片140相对于液体的流动方向平行地配置。由此,能够使脉动流产生部120的外径成为与管6的外径同等的程度,如后所述,能够将脉动流产生部120插入到血管等细管组织中。
通过将膜片140配置成与流体室180的底面平行,能够增大由膜片140形成流体室180的面积。由此,能够通过膜片140的变形来增大流体室容积的缩小量(=流体室的排除体积)。例如,当膜片140与流体室180的底面垂直地配置时,由膜片140形成流体室180的面积受到脉动流产生部120的外径的限制。这样是不能通过膜片140的变形来增大流体室的排除体积的。
结果,很难产生具有足够的切除能力的脉动流。另一方面,在实施方式2的结构中,不会受到脉动流产生部120外径的限制,能够通过膜片140的变形来增大流体室的排除体积。因此,能够产生具有足够的切除能力的脉动流,十分理想。
如此构成的脉动流产生部120与管6连接。脉动流产生部120通过插入到血管等细管组织中而成为适合于除去细管组织内的附着物的装置,其外径为2mm~5mm左右。因此,管6的外径与脉动流产生部120的外径大致相等。不过,可以将管6看成导管。
对于如此构成的细筒状的脉动流产生部,也能够得到与上述实施方式1相同的效果。通过将其插入到细管组织内,从而成为适合于除去细管组织内壁的附着物的手术器具。
而且,还可以用于细管构造物的管内的洗净等。
在本实施方式中,脉动流产生部启动开关25、供给流量开关26、泵驱动开关28被配设在驱动控制部15或泵10上。
本实施方式中的流体喷射装置1的驱动控制可以通过与上述实施方式1相同的控制方法来进行。
在上述实施方式1和实施方式2中,是在LUT 152中存储有控制信息,不过,也可以在管4上配设压力传感器。即,也可以是这样的方式:压力传感器根据压力变化检测管4的膨胀,并根据反馈信号控制从泵10供给的流量。
供给流量开关26可以是直接选择LUT 152(表1)的控制条件(a1~a6、b4~b6)的转盘。
在上述实施方式1和实施方式2中,是通过压电元件按压膜片来产生脉动流,但不限定于此,只要是产生脉动流的结构,则也可以是其他形式。例如,可以使用压电元件使活塞(柱塞)动作来缩小流体室的容积,产生脉动流。也可以实施激光诱导,使流体室内的液体成为泡状(泡沫),并通过喷射泡沫来产生脉动流。
在上述实施方式1中,作为LUT的一例,构成为计算以下项目:指定的流量(稳定流量);作为管信息,有管材质、管外径、管长度、管厚度(管的壁厚);作为使用稳定流量及管信息计算出的控制条件,有增加流量和按该增加流量流动的指定时间。但不限定于此,只要能根据所连接的管导出增加流量和按增加流量流动的指定时间即可。例如,作为管信息,只要包含管材质、管外径、管长度、管厚度(管的壁厚)中的至少任意一项即可。
在上述实施方式1中,构成为:参照LUT来确定与输入的管信息对应的控制条件(增加流量和按增加流量流动的指定时间)。当LUT中不存在与输入的管信息对应的控制条件时,也可以根据LUT中存储的多个管信息及控制条件,通过公知的插值计算,求出认为是与输入的管信息最适合的控制条件。由此,即使在LUT中不存在与输入的管信息对应的控制条件的情况下,也能够导出适当的控制条件。
在上述实施方式1中,构成为使用管信息输入单元27来输入管信息,但不限定于此,也可以读入贴在管上的RF-ID或条型码来将管信息输入到控制电路151中。由此,能够减轻用户输入管信息的负担。

Claims (3)

1.一种流体喷射装置,其特征在于,该流体喷射装置具有:
脉动流产生部,其呈脉冲状地喷射流体;
流体供给部,其向所述脉动流产生部供给流体;
流体供给管,其将所述脉动流产生部与所述流体供给部连通,且具有柔软性;以及
驱动控制部,其进行所述脉动流产生部和所述流体供给部的驱动控制,
所述驱动控制部进行如下控制:使所述脉动流产生部启动,且从所述流体供给部供给规定时间的第1流量的液体,在经过所述规定时间之后,从所述流体供给部供给比所述第1流量小的第2流量的流体。
2.根据权利要求1所述的流体喷射装置,其特征在于,
所述驱动控制部使用管信息和所述第2流量来确定所述规定时间和所述第1流量,其中所述管信息包含所述流体供给管的材质、外径、长度以及厚度中的至少一项。
3.一种流体喷射装置的控制方法,所述流体喷射装置具有:脉动流产生部,其呈脉冲状地喷射流体;流体供给部,其向所述脉动流产生部供给流体;流体供给管,其将所述脉动流产生部与所述流体供给部连通,且具有柔软性;以及驱动控制部,其进行所述脉动流产生部和所述流体供给部的驱动控制,该控制方法的特征在于,包括以下步骤:
所述驱动控制部使所述脉动流产生部启动,并使所述流体供给部供给规定时间的第1流量的液体;以及
在经过所述规定时间之后,所述驱动控制部使所述流体供给部供给比所述第1流量小的第2流量的流体。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104068913A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 精工爱普生株式会社 流体喷射装置以及医疗设备
CN104068916A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 精工爱普生株式会社 流体喷射装置及医疗设备
CN104417057A (zh) * 2013-09-11 2015-03-18 精工爱普生株式会社 液体喷射装置、液体喷射方法及医疗设备
CN104434268A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 精工爱普生株式会社 控制装置以及检查方法
CN106460824A (zh) * 2014-07-11 2017-02-22 精工爱普生株式会社 液体喷射控制装置、液体喷射系统以及控制方法
CN106488749A (zh) * 2014-07-10 2017-03-08 精工爱普生株式会社 液体喷射单元、液体喷射装置、内窥镜装置、医疗设备
CN106488834A (zh) * 2014-07-11 2017-03-08 精工爱普生株式会社 液体喷射控制装置、液体喷射系统及控制方法
CN106510800A (zh) * 2016-11-02 2017-03-22 骆小平 一种脉冲水喷射清创手术系统

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4788809B2 (ja) * 2009-08-17 2011-10-05 セイコーエプソン株式会社 流体噴射方法
EP2679868A1 (en) 2011-02-24 2014-01-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Belt-type continuously variable transmission and vehicle with same
JP5874503B2 (ja) * 2012-02-17 2016-03-02 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置システム及び医療機器
JP2014188241A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Seiko Epson Corp 液体噴射装置および医療機器
JP2014206088A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置および医療機器
JP6186831B2 (ja) * 2013-04-18 2017-08-30 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置
JP2015058240A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 セイコーエプソン株式会社 医療機器システム、液体供給装置
US10201931B2 (en) * 2013-10-04 2019-02-12 Stratasys, Inc. Additive manufacturing system and process with material flow feedback control
US10131131B2 (en) 2013-10-04 2018-11-20 Stratasys, Inc. Liquefier assembly with multiple-zone plate heater assembly
US10086564B2 (en) 2013-10-04 2018-10-02 Stratsys, Inc. Additive manufacturing process with dynamic heat flow control
JP2015198864A (ja) * 2014-04-10 2015-11-12 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置
JP2015198862A (ja) * 2014-04-10 2015-11-12 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置
JP2015198863A (ja) * 2014-04-10 2015-11-12 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置
JP2015200289A (ja) 2014-04-10 2015-11-12 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置
JP2015198865A (ja) * 2014-04-10 2015-11-12 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置
JP6704247B2 (ja) * 2015-12-25 2020-06-03 株式会社日立産機システム 空圧システム運転制御装置および制御方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1470754A (zh) * 2002-07-17 2004-01-28 ��ʽ���義� 柱塞式燃料泵的控制系统
EP1905590A2 (en) * 2006-09-26 2008-04-02 Seiko Epson Corporation Fluid injection device
US20080289398A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 Khashayar Amir H Method For Determining a Pressure That Corresponds to a Flow Rate Through a Check Valve

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3750475A (en) * 1972-08-03 1973-08-07 Umc Electr Co Fluid pressure monitoring system
EP0529902B1 (en) * 1991-08-21 1999-02-10 Smith & Nephew, Inc. Fluid management system
US6579270B2 (en) * 1998-06-04 2003-06-17 Alcon Manufacturing, Ltd. Liquefracture handpiece tip
US6860868B1 (en) * 1998-06-04 2005-03-01 Alcon Manufacturing, Ltd. Surgical handpiece
US7008403B1 (en) * 2002-07-19 2006-03-07 Cognitive Ventures Corporation Infusion pump and method for use
JP4419790B2 (ja) 2004-10-20 2010-02-24 パナソニック電工株式会社 圧電ダイヤフラムポンプ
EP1707152A3 (en) * 2005-03-29 2007-08-08 Terumo Kabushiki Kaisha Laser induced liquid jet generating device
US20090182261A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-16 Seiko Epson Corporation Fluid Ejecting Apparatus, Surgical Operation Instrument
JP5293031B2 (ja) * 2008-09-16 2013-09-18 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置および手術用器具

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1470754A (zh) * 2002-07-17 2004-01-28 ��ʽ���義� 柱塞式燃料泵的控制系统
EP1905590A2 (en) * 2006-09-26 2008-04-02 Seiko Epson Corporation Fluid injection device
US20080289398A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 Khashayar Amir H Method For Determining a Pressure That Corresponds to a Flow Rate Through a Check Valve

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104068913A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 精工爱普生株式会社 流体喷射装置以及医疗设备
CN104068916A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 精工爱普生株式会社 流体喷射装置及医疗设备
CN104417057A (zh) * 2013-09-11 2015-03-18 精工爱普生株式会社 液体喷射装置、液体喷射方法及医疗设备
CN104434268A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 精工爱普生株式会社 控制装置以及检查方法
CN106488749A (zh) * 2014-07-10 2017-03-08 精工爱普生株式会社 液体喷射单元、液体喷射装置、内窥镜装置、医疗设备
CN106460824A (zh) * 2014-07-11 2017-02-22 精工爱普生株式会社 液体喷射控制装置、液体喷射系统以及控制方法
CN106488834A (zh) * 2014-07-11 2017-03-08 精工爱普生株式会社 液体喷射控制装置、液体喷射系统及控制方法
CN106510800A (zh) * 2016-11-02 2017-03-22 骆小平 一种脉冲水喷射清创手术系统
CN106510800B (zh) * 2016-11-02 2019-04-19 骆小平 一种脉冲水喷射清创手术系统

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Publication number Publication date
ATE537767T1 (de) 2012-01-15
EP2283785A1 (en) 2011-02-16
US20150182244A1 (en) 2015-07-02
JP4952754B2 (ja) 2012-06-13
US9005226B2 (en) 2015-04-14
US20110036859A1 (en) 2011-02-17
JP2011038479A (ja) 2011-02-24
CN101991455B (zh) 2013-03-06
EP2283785B1 (en) 2011-12-21

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