CN102655807A - 用于呼吸设备中的超声波测量的气量计 - Google Patents

用于呼吸设备中的超声波测量的气量计 Download PDF

Info

Publication number
CN102655807A
CN102655807A CN2009801629535A CN200980162953A CN102655807A CN 102655807 A CN102655807 A CN 102655807A CN 2009801629535 A CN2009801629535 A CN 2009801629535A CN 200980162953 A CN200980162953 A CN 200980162953A CN 102655807 A CN102655807 A CN 102655807A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transducer
gas conduit
gasometer
chamber
inwall
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN2009801629535A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102655807B (zh
Inventor
约翰·雷乌特霍尔特
拉尔斯·丹尼尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maquet Critical Care AB
Original Assignee
Maquet Critical Care AB
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 Maquet Critical Care AB filed Critical Maquet Critical Care AB
Publication of CN102655807A publication Critical patent/CN102655807A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102655807B publication Critical patent/CN102655807B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662Constructional details
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/087Measuring breath flow
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • A61M2016/102Measuring a parameter of the content of the delivered gas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3375Acoustical, e.g. ultrasonic, measuring means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于呼吸设备中的超声波测量的气量计(1A;1B)。气量计包含具有内壁的气体导管(3),该气体导管(3)在该气体导管的第一端(9A)中限定入口(7A)并在该气体导管的第二端(9B)中限定出口(7B);和超声波换能器装置,该超声波换能器装置构造成测量声音在流经所述气体导管的形成测量室(13)的一部分的气体中的速度。该气量计具有自排水设计以防止凝结水和其它液体对超声波测量产生负面影响。为此,气体导管(3)的内壁的至少下表面(5A、6A)沿着气体导管的纵向方向相对于水平面于测量室(13)的两侧处向下倾斜。由此,凝结水将通过重力离开测量室。

Description

用于呼吸设备中的超声波测量的气量计
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于呼吸设备中的超声波测量的气量计。
背景技术
用于测量气体的流量或组分的超声波气量计在所属领域是众所周知的,且通常用在诸如呼吸器或麻醉机之类的呼吸设备中。这种气量计通常通过确定经由流经呼吸设备的气体导管的气体所传送的声音(超声波)脉冲的飞行时间而运转。如果气体组分是已知的,则该飞行时间可随后用于确定气体的流量,或者反之亦然。
为了精确地确定声音脉冲的飞行时间,在声换能器的周边环境中和在传送声音脉冲的气体导管的在下文中称之为测量室的一部分中避免凝结水或其它液体的存在是重要的。
如果凝结水积聚在测量室中可出现的一个问题在于,它会反射声音脉冲,使得改变了脉冲的行进距离并由此改变了脉冲的飞行时间。该问题主要出现在单个换能器装置中,在该单个换能器装置中,安装在气体导管的一侧上的单个超声波换能器既用于将声音脉冲传送穿过气体,又用于接收被气体导管的相对侧上的内壁或设置在气体导管的相对侧上的反射器元件反射后的声音脉冲。在这种单个换能器装置中,内壁或反射器元件上的凝结水会使确定气体流量和组分的精确度严重恶化。
如果凝结水聚集在超声波换能器自身周围,则会出现另一问题。通常,超声波换能器安装在从气体导管伸出的换能器壳体中。如果凝结水渗透通常存在于换能器与换能器壳体之间的气隙,则声音脉冲可传播穿过换能器壳体的材料并向前经过气体导管,这导致出现多种不希望出现的现象。该问题主要出现在双换能器装置中,在该双换能器装置中,两个超声波换能器设置在气体导管的相对侧上,一个超声波换能器充当发射器,并且另一个超声波换能器充当接收器。如果凝结水渗透两个换能器壳体中的气隙,则声音脉冲可在换能器之间经由换能器壳体和气体导管而不是经过气体传播。这种超声波换能器的“短路”当然会导致不正确的飞行时间测量。
已经建议了若干个解决方案以避免凝结水在超声波气量计中的积聚。
欧洲专利申请EP 0078381A2公开了一种用于高湿度环境的超声波气流换能器装置。换能器安装在换能器壳体中,该换能器壳体由加热装置加热以将壳体内的气体维持于高于周围环境的温度以防止在壳体中形成湿气。该装置进一步包括吸水材料以防止凝结水进入换能器并影响气体测量。
国际专利申请WO 96/13701公开了一种超声波气量计,该超声波气量计设计为防止换能器壳体中的液体积聚。这通过排水导管实现以允许积聚的液体通过重力排出,该排水导管通常在由换能器壳体限定的换能器腔室与气体流经的钻孔之间水平延伸,或者从腔室垂直延伸至换能器壳体的外部。
日本专利申请JP 11051723A公开了一种超声波气量计,其中,气体导管的纵向方向、或气体传送通道相对于水平方向是倾斜的,以保持气体导管的内壁是干净的。这样一来,杂质被沿着气体导管的内壁流动的凝结水冲掉。
发明内容
本发明的目的是提高有关呼吸设备中的气体的超声波测量的可靠性。
此目的通过一种用于呼吸设备中的超声波测量的气量计来实现,该气量计包括具有内壁的气体导管,该气体导管在气体导管的第一端中限定入口并在气体导管的第二端中限定出口;和超声波换能器装置,该超声波换能器装置构造成测量声音在流经所述气体导管的形成测量室的一部分的气体中的速度。该气量计设计成使得内壁的至少下表面是相对于水平面沿着气体导管的纵向方向于测量室的两侧处向下倾斜的,使得凝结水将通过重力从测量室离开。
由于气体导管的内壁的至少下表面是倾斜的,以从测量室朝向入口并从测量室朝向出口形成向下的斜面,从而将迫使源于潮湿气体的凝结水或液体朝向气体导管的入口和出口离开测量室和超声波换能器装置。由此,本发明呈现出了一种具有自排水设计的气量计。
通过上文,应该了解到的是,气量计的测量室是气体导管的在其中执行超声波测量的一部分,即气体导管的被由超声波换能器装置发射和接收的超声波脉冲所越过的容积。概括地说,本发明提供一种气量计,在该气量计中,气体导管沿着它的纵向方向是弯曲的,并且在该气量计中,测量腔室设置于气体导管的最高点处,使得凝结水和其它液体将通过重力离开测量室。
此外,气体导管的内壁的上表面也可以是相对于水平面沿着气体导管的纵向方向于测量室的两侧处向下倾斜的,使得形成在气体导管的“天花板”上的凝结水也将通过重力离开测量室和超声波换能器装置。
气体导管的内壁的一个(或多个)倾斜表面可以是例如相对于水平面在气体导管的纵向方向上向上凸起的。然而,它(或它们)也可以从入口至测量室具有基本上恒定的正斜率,并且从测量室至出口具有基本上恒定的负斜率。后者因此导致沿着气体导管的纵向方向呈倒V形的表面。
在一个实施方式中,气体导管是相对于水平面向上凸起的厚度均匀的略微弯曲的圆筒形导管。
在另一实施方式中,气体导管的内壁的下部呈上述倒V形,而该内壁的上表面(即气体导管的“天花板”)是基本上水平的。这是有利的,因为气体导管的内部横截面的面积将沿着气体导管的纵向方向不同并且在测量室内呈现其最小值。由此,气体导管成形为使得至少一个表面是相对于水平面倾斜的以提供自排水效应,并同时实现气流通道的收缩。这具有增大气体在测量室内的速度,这又提高了超声波测量的精确度。
上述气量计设计可通过为气体导管设置基本上平坦的内壁而实现,这些内壁构成了气体导管的顶壁、底壁和侧壁。顶壁可形成气体导管的基本上水平的平坦的天花板,而底壁可形成呈在测量室内具有最高点的倒V形的平坦的地板。为了进一步增大气体在测量室中的速度,气体导管的侧壁中的一个或两个也可以略微呈V形,V的底部指向气体导管的测量室中。
优选地,气体导管的内壁的一个或多个倾斜表面同样在测量室内沿着气体导管的纵向方向是非水平的。
气体导管的第一端和第二端优选地设置有连接装置,该连接装置构造成使得气体导管能够与诸如呼吸设备的往来于患者传送吸入气体和/或呼出气体的气流路径之类的气流路径串列式连接。优选地,气体导管的第一端和第二端是水平对准的,以使气量计的气体导管能够与基本上水平的气流路径串列式连接,并且连接装置构造成使气体导管能够被连接在形成气流路径的一部分的两个水平的且纵向对准的气体导管之间。
气量计的超声波换能器装置可以是单个换能器装置或双换能器装备,该单个换能器装置包括充当组合式发射器/接收器的单个超声波换能器,该双换能器装置包括充当超声波发射器的一个换能器和充当超声波接收器的另一个换能器。
至少一个换能器可设置在从气体导管基本上水平伸出的换能器壳体中。该换能器壳体具有形成换能器腔室的内壁,该换能器腔室具有设置换能器的闭合端和限定通向气体导管的测量室的开口的开口端。该换能器设置成通过所述开口发射和/或接收超声波脉冲。
优选地,换能器壳体的内壁的至少下表面是相对于水平面从换能器腔室的闭合端朝向开口端向下倾斜的,使得凝结水将通过重力从换能器腔室离开。不管所建议的自排水的气量计设计如何,如果凝结水会渗透该测量室,则换能器壳体的非水平的内壁防止水渗透换能器腔室,从而将换能器短路的危险降至最低。
为了进一步使凝结水渗透换能器腔室并且充满通常存在于换能器与换能器壳体之间的气隙的危险性降至最低,气量计可包括诸如电阻加热膜之类的发热装置,该发热装置设置成局部地加热换能器或每个换能器周围的区域。
气量计为诸如呼吸器或麻醉机之类的呼吸设备中的用途而设计,该呼吸设备包括用于往返于患者供应气体的管道系统。优选地,该气量计设置成与呼吸设备的管道系统可拆卸地串列式连接以形成该管道系统的常设部分的独立装置。此外,该气量计可形成呼吸设备的管道系统的常设部分。当将气量计用在呼吸设备的管道系统的传送由患者呼出的潮湿气体的一部分中时,所建议的自排水气量计设计是特别有利的。
气量计的更多的有利特征将在下文中进行的详细说明中进行描述。
附图说明
图1A示出了根据本发明的示例性实施方式的气量计的侧视图。
图1B示出了图1A中所示的气量计的横截面视图。
图2A示出了根据本发明的另一示例性实施方式的气量计的侧视图。
图2B示出了图2A中所示的气量计的横截面视图。
图3示出了根据本发明的示例性实施方式的气量计的换能器壳体的横截面视图。
具体实施方式
图1A示出了根据本发明的第一实施方式的用于呼吸设备中的超声波测量的气量计1A的侧视图。气量计1A包括具有内壁的气体导管3,该气体导管3在该气体导管的第一端9A中限定入口7A并在该气体导管的第二端9B中限定出口7B。该内壁包括下部内壁表面5A和上部内壁表面5B。在本实施方式中,气体导管3优选地为具有均匀厚度的圆筒形的导管,该圆筒形的导管是相对于由以H表示的点划线所示的水平面向上凸起的。当然,气体管道3并不必须是具有圆形横截面的圆筒形导管。例如,气体导管3也可以是具有矩形横截面的四边形管道。应该了解到的是,于此使用的诸如“向上”之类的任何空间术语以如图1A和2A中所示予以定向的气量计进行说明,该定向是气量计在使用期间的预期定向。
现在同时参照图1B,图1B示出了气量计1A沿着图1A中的线A-A获得的横截面视图,该气量计1A还包括超声波换能器装置,该超声波换能器装置构造成测量声音在流经气体导管3的形成测量室13的一部分的气体中的速度。气体导管3的形成测量室13的一部分在图1B中以短划线表示。在本示例性实施方式中,超声波换能器装置包括两个超声波换能器11A和11B,在每次测量期间,一个超声波换能器充当超声波发射器,并且另一个超声波换能器充当超声波接收器。超声波换能器11A、11B可构造成改变作用,使得在测量期间充当超声波接收器的超声波换能器在另一测量期间充当超声波发射器,并且反之亦然。超声波换能器11A、11B在气体导管3的相对侧上设置成大致水平地对准(即设置于同一水平面中),并且与气体导管3成角度地设置,使得超声波脉冲在非垂直的方向中传送至通过气体导管3的气流。在使用期间,超声波换能器11A、11B连接至诸如呼吸设备的控制单元之类的分析单元(未示出),该分析单元基于在超声波换能器11A、11B之间穿过测量室13中的气体传送的超声波脉冲的飞行时间来确定流经气体导管3的流量或组分。
超声波换能器11A、11B设置在从气体导管3基本上水平伸出的相应的换能器壳体15A、15B中。每个换能器壳体15A、15B具有形成换能器腔室的内壁,该换能器腔室具有设置换能器11A、11B的闭合端和限定通向气体导管3的测量室13的开口16A、16B的开口端,换能器设置成通过该开口发射和/或接收超声波脉冲。稍后将参照图3更为详细地描述优选地与气体导管3一体形成的换能器壳体15A、15B。
此外,可看到气量计1A包括设置于气体导管3的第一端9A和第二端9B处的连接装置17A、17B。连接装置17A、17B构造成使气体导管3在呼吸设备中能够与气流路径串列式(inline)连接,从而传送待被气量计1A分析的气体。为此,连接装置17A、17B优选地被改装为使得气体导管3的第一端9A和第二端9B能够被连接至标准呼吸设备的管道系统。气体导管3的第一端9A和第二端9B是水平对准的,并且连接装置17A、17B构造成使得气体导管3能够被连接在形成呼吸设备的管道系统的一部分的两个水平的且纵向对准的气体导管之间。
气体导管3的向上凸起的形状使得气体导管3的内壁相对于水平面H在气体导管的纵向方向上于测量室13的两侧处向下倾斜。因此,由于在使用气量计1A期间流经气体导管3的潮湿的气体而可在气体导管3内形成的凝结水和任何其它液体将通过重力从测量室13离开,并且防止水进入测量室13和通过开口16A、16B而与测量室13连通的换能器腔室。在本实施方式中,整个气体导管3在测量室13的两侧上向下倾斜。然而,应该了解到的是,只要至少下部内壁表面5A、即内壁的在气量计1A的预期使用期间形成气体导管3的“地板”的表面形成从测量室13朝向入口9A并且从测量室13朝向出口9B的向下斜面,就至少在一定程度上实现自排水效应。
优选地,为了防止形成在测量室13中的凝结水逗留在该测量室13中,至少下部内壁表面5A在该测量室13内同样是非水平的。图1B中的点线19示出了气体导管3的下部内壁表面5A的最高点。优选地,该点19应该至少部分地位于测量室13内。甚至更为优选地,至少气体导管3的下部内壁表面5A设置成使得它的最高点19至少部分地位于测量室13内,并且使得该下部内壁表面5A从所述最高点19始终向下倾斜至入口9A并且从所述最高点19始终向下倾斜至出口9B。
图2A示出了根据本发明的第二实施方式的用于呼吸设备中的超声波测量的气量计1B的侧视图。
现在同时参照图2B,该图2B示出了气量计1B沿着图2A中的线B-B获得的横截面视图,可看见气体导管3包括四个基本上平坦的内壁部分6A-6D,其分别构成了气体导管3的底壁、顶壁、和侧壁。气体导管3的下部内壁表面6A从入口7A至测量室13具有基本上恒定的正斜率,并且从测量室13至出口7B具有基本上恒定的负斜率。由此,气体导管3的下部内壁表面6A在气体导管3的纵向方向上呈倒V形,并且该倒“V”的底部位于测量室13内。图2B中的点线19示出了气体导管3的下部内壁表面6A的最高点,在本实施方式中,该最高点形成了下部内壁表面6A的脊,该脊沿着在超声波换能器11A、11B之间传送的超声波脉冲的声音路径穿过测量室13。
气体导管3的上部内壁表面6B在气体导管3的纵向方向上是基本上水平的。由此,下部内壁表面6A的倒V形状使得气体导管3的在测量室13内的横截面积小于其在测量室外的横截面积。除了通过借助于重力迫使凝结水和其它液体离开测量室13提供自排水效应之外,下部内壁表面6A因此同样气流通道在测量室13内的收缩。这是有利的,因为流经气体导管3的气体的速度将在测量室13内增大,这又增大了超声波测量的精度。如图2B中所见,为进一步增大经过测量室13的气体的速度,形成气体导管3的侧壁的平坦的内壁表面6C和6D同样略呈V形且并且该V的底部指向气体导管3的测量室13中。
图3示出了根据本发明的示例性实施方式的换能器壳体15A的更为详细的视图。该图是换能器壳体15A和一半气体导管3的沿着图1B中的线C-C获得的横截面的示意图。
换能器壳体15A包括形成换能器腔室23的内壁,该换能器腔室23具有设置换能器11A的闭合端和限定通向气体导管3的测量室13的开口16A的开口端。换能器11A设置成通过开口16A将超声波脉冲发射至相对侧的换能器16B(参见图1B)和/或从相对侧的换能器16B接收的超声波脉冲。在本示例性实施方式中,换能器壳体15A为大致圆筒形并且具有大致圆形的横截面。
换能器11A优选地可拆卸地安装在换能器腔室23中。在本实施方式中,换能器11A附接于板25,该板25充当换能器壳体16A的端盖并在插入换能器11A时密封换能器腔室23。换能器11A经由穿过板25中的钻孔29的线27连接于诸如呼吸设备的控制单元之类的分析单元(未示出)。由板25和换能器11A构成的元件可例如通过将它夹持在换能器壳体16A上的弹簧夹(未示出)而被可拆卸地维持在预期位置中。
在本实施方式中,换能器壳体15A的内壁的下表面21A相对于由以H表示的点划线示出的水平面从换能器腔室23的开口端(即从开口16A)朝向换能器腔23的设置换能器11A的闭合端向上倾斜。因此,不管气量计的自排水设计如何均可能形成在测量室13内的凝结水和其它液体被阻止渗透换能器腔室23,并且积聚在环绕换能器11A的气隙31中。通过防止液体积聚在气隙31中,使换能器短路的危险降至最低。
虽然在本示例性实施方式中,换能器壳体15A的内壁的上表面21B是大致水平的,但应该了解到的是,该上表面可以相对于水平面从换能器腔室23的开口端朝向闭合端向上倾斜。由此,应理解到的是,换能器壳体15A的上表面21B在其它实施方式中可由在图3中所示的实施方式中形成下表面21A的方式形成。
除换能器壳体15A的倾斜表面21A以外或替代该倾斜表面21A,换能器壳体15A可包括一个或若干个钻孔和/或沟渠(未示出),凝结水可通过该钻孔/沟渠在重力的影响下被引导远离换能器腔室23。因此,这种钻孔或沟渠还应该在将气量计在使用期间如预期地定向时也是非水平的,并且具有入口和出口,凝结水可通过该入口进入换能器腔室23内的钻孔/沟渠,该出口位于与所述入口相比较低的高度处、位于换能器腔室23外部,并且优选地位于气体导管3内。
根据本发明的气量计的其它示例性实施方式(未示出),换能器壳体的内壁的下表面和上表面都是水平的,并且换能器壳体被成形为具有完美圆形的横截面的圆筒形。在本实施方式中,换能器腔室的高度大致等于或略高于测量室的高度。这是有利地,因为超声波脉冲穿过流经测量室的全部气流。在本实施方式中,为了防止凝结水进入换能器腔室,可在气体导管的下表面中沿着气体导管的纵向方向形成沟渠,该沟渠正好位于从测量室通向换能器腔室的开口的外部。该沟渠充当壕沟,从而防止凝结水从测量室进入换能器腔室。该沟渠优选地形成为窄楔形的沟槽,该沟槽恰好在换能器腔室的开口外部具有零深度或小深度,并且深度在气体导管的纵向方向上,随着距开口的距离而增大,使得凝结水将通过重力从开口离开。
再次参照图3,发热装置33设置在换能器腔室23内以局部地加热换能器11A周围的区域,以便进一步使液体渗透换能器腔室23并充满环绕换能器11A的气隙31的危险降至最低。发热装置33热联接于导热材料35,该导热材料35大致环绕在换能器11A的周围,但并不接触换能器11A。在本实施方式中,发热装置33是电阻加热膜,并且该导热材料是环绕换能器11A的金属圆筒。电阻加热膜用在金属圆筒的周围,处于金属圆筒的不面向换能器11A的一侧上。当通过电阻加热膜加热时,金属圆筒将热辐射至气隙31,使得将有可能渗透气隙31的任何液体蒸发掉。
在换能器腔室23内设置加热装置33以局部地加热换能器11A周围的区域与已知解决方案相比是非常有效的,在已知解决方案中,该加热装置设置在换能器壳体的外部,这是由于当从换能器壳体的外部施加热量时,热量通过换能器壳体并进一步通过气体导管消散而不是到达所关注的区域,从而导致了热能的浪费。事实上,已示出了将发热装置33设置在换能器腔室23内而不是设置在换能器壳体16A的外部,发热装置33需要用于保持气隙31中没有凝结水的能量被大致减少约50%。
为了密封电阻加热膜、金属圆筒与换能器壳体的内壁21A、21B之间的气隙,换能器壳体16A包括通孔37,可通过该通孔37注入诸如硅之类的密封胶39。
虽然于此已参照图1A和1B中所示的气量计的实施方式描述了换能器壳体15A,但应该了解到的是,图3中所示的换能器壳体装置可优选地用在使用一个或若干个超声波换能器以确定穿过待分析的流体的超声波脉冲的飞行时间的任意气量计中。例如,对换能器11A周围的区域进行局部加热的建议性解决方案并不限定于于此所述的气量计,还可用于超声波换能器设置在换能器壳体内的任意气量计,这是因为换能器壳体的建议性解决方案具有至少如上所述的相对于水平面倾斜的下部内壁表面。
还应了解到的是,虽然于此已参照实施方式描述了气量计,在这些实施方式中,两个超声波换能器设置在气体导管的相对侧上,但该气量计也可包括单个超声波换能器,该单个超声波换能器设置为将声音脉冲发射穿过气体并且接收被气体导管的相对侧上的内壁或设置在气体导管的相对侧上的反射器元件反射后的脉冲。当然,应用这种单个换能器装置的气量计可依然受益于在上文中参照图3所述的换能器壳体设计。
于此所述的气量计1A、1B为在诸如呼吸器或麻醉机之类的呼吸设备中的用途而设计,该呼吸设备包括用于往返于患者供应气体的管道系统。优选地,该气量计是设置成与该呼吸设备的管道系统可拆卸地串列式连接以形成该管道系统的一部分的独立装置。然而,气量计也可与呼吸设备的管道系统一体地形成以形成管道系统的常设部分。
所建议的自排水的气量计设计在将气量计用在呼吸设备管道系统的传送诸如患者呼出的气体、或通过设置在该管道系统中的加湿器而变湿润的气体之类的湿润气体的一部分中时是尤其有利的。然而,气量计1A、1B可设置于呼吸回路的想要确定气流的流量或组分的任意位置处,该任意位置包括但不限于该呼吸回路的将呼出气体远离患者传送的呼气管线、该呼吸回路的将呼吸气体传送至患者的呼气管线、和该呼吸回路的将其它往返于患者传送的一条或多条共用管线。
呼吸回路的可设置有气量计1A、1B的共用管线的示例是通常用在呼吸设备中的Y形件的共用管线,以将患者与呼气管线、吸气管线及循环系统的远侧上的(即吸气管线和呼气管线的远侧)共用管线相连,在该共用管线中,呼吸气体可在去除二氧化碳后被重新供应至患者。例如,所建议的气量计1A、1B有利地用在位于容积反射器型的循环系统的远侧上的共用管线中,如在共同未决的国际专利申请PCT/EP2009/055798中所述,在该示例中,在图1和图2中以附图标记640表示的气体传感器单元有利地以于此所述的气量计1A、1B的形式实现。

Claims (19)

1.一种用于呼吸设备中的超声波测量的气量计(1A;1B),包括:
具有内壁的气体导管(3),所述气体导管(3)在所述气体导管的第一端(9A)中限定入口(7A)并在所述气体导管的第二端(9B)中限定出口(7B);
超声波换能器装置,所述超声波换能器装置构造成测量声音在流经所述气体导管的形成测量室(13)的一部分的气体中的速度;
其特征在于,所述内壁的至少下表面(5A;6A)相对于水平面沿着所述气体导管(3)的纵向方向于所述测量室(13)的两侧处向下倾斜,从而使得凝结水将通过重力离开所述测量室。
2.根据权利要求1所述的气量计(1A),其中,所述内壁的上表面(5B)沿着所述气体导管(3)的纵向方向相对于所述水平面于所述测量室(13)的两侧处向下倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的气量计(1A),其中,所述内壁的所述倾斜表面(5A;5B)是相对于所述水平面向上凸起的。
4.根据权利要求1或2所述的气量计(1B),其中,所述内壁的所述倾斜表面(6B)从所述入口(7A)至所述测量室(13)具有基本上恒定的正斜率,并且从所述测量室至所述出口(7B)具有基本上恒定的负斜率。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的气量计(1A;1B),其中,所述内壁的至少所述下表面(5A;6A)在所述测量室(13)内沿着所述气体导管(3)的纵向方向是非水平的。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的气量计(1B),其中,所述气体导管(3)设置成使得所述内壁的所述倾斜表面(6B)使所述气体导管在所述测量室(13)内的内部横截面积比在所述测量室外的内部横截面积小。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的气量计(1A;1B),其中,所述入口(7A)和所述出口(7B)位于同一水平面中,并且其中,所述气体导管(3)的所述第一端(9A)和所述第二端(9B)包括连接装置(17A、17B),所述连接装置(17A、17B)构造成使得所述气体导管(3)能够被连接在两个水平的且纵向对准的气体导管之间。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的气量计(1A;1B),其中,所述超声波换能器装置包括至少一个设置在换能器壳体(15A、15B)中的超声波换能器(11A、11B),所述换能器壳体从所述气体导管(3)基本上水平地伸出,所述换能器壳体(15A、15B)具有形成换能器腔室(23)的内壁,所述换能器腔室(23)具有设置有所述换能器的闭合端和形成通向所述测量室(13)的开口(16A)的开口端,所述换能器(15A、15B)设置为通过所述开口发射和/或接收超声波脉冲。
9.根据权利要求8所述的气量计(1A;1B),其中,所述换能器壳体(15A、15B)的所述内壁的至少下表面(21A)相对于所述水平面从所述换能器腔室(23)的所述开口端朝向所述闭合端向上倾斜。
10.根据权利要求8或9所述的气量计(1A;1B),其中,所述换能器腔室(23)包括发热装置(33),所述发热装置(33)设置成局部地加热所述换能器(11A、11B)周围的区域以保持所述区域没有凝结水。
11.根据权利要求10所述的气量计(1A;1B),其中,所述换能器腔室(23)包括导热材料(35),所述导热材料(35)热联接于所述发热装置(33)以参与对所述换能器(11A、11B)周围的所述区域进行的局部加热。
12.根据权利要求11所述的气量计(1A;1B),其中,所述换能器腔室(23)具有大致圆形的横截面,所述导热材料(35)是环绕所述换能器(11A、11B)的金属圆筒,并且所述发热装置(33)是设置在所述金属圆筒与所述换能器壳体(15A、15B)的所述内壁之间的电阻加热膜。
13.根据权利要求12所述的气量计(1A;1B),其中,所述换能器壳体(15A、15B)包括一个或更多个通孔(39),所述通孔用于使得能够将密封胶注入到所述换能器腔室(23)中以密封所述电阻加热膜、所述金属圆筒、和/或所述换能器壳体(15A、15B)的所述内壁(21A、21B)之间的气隙。
14.一种包括管道系统的呼吸设备,所述管道系统用于往返于患者供应气体,所述呼吸设备包括根据前述权利要求中的任一项所述的气量计(1A、1B)。
15.根据权利要求14所述的呼吸设备,其中,所述气量计(1A、1B)设置在所述管道系统的传送由患者呼出的气体的一部分中。
16.一种超声波换能器装置,所述超声波换能器装置包括:
换能器壳体(15A、15B),所述换能器壳体(15A、15B)具有形成换能器腔室(23)的内壁(21A、21B),所述换能器腔室(23)具有闭合端和限定开口(16A、16B)的开口端;和
超声波换能器(11A、11B),所述超声波换能器(11A、11B)设置在所述换能器腔室(23)内,并且构造成通过所述开口(16A、16B)发射和/或接收超声波脉冲;
其特征在于,所述超声波换能器装置还包括发热装置(33),所述发热装置(33)设置在所述换能器腔室(23)内,且位于所述换能器壳体(15A、15B)的所述内壁(21A、21B)与所述换能器(11A、11B)之间以局部地加热所述换能器(11A、11B)周围的区域。
17.根据权利要求16所述的超声波换能器装置,还包括导热材料(35),所述导热材料(35)设置在所述换能器腔室(23)内并且热联接于所述发热装置(33)以参与对所述换能器(11A、11B)周围的所述区域进行的局部加热。
18.根据权利要求17所述的超声波换能器装置,其中,所述换能器腔室(23)具有大致圆形的横截面,所述导热材料(35)是环绕所述换能器(11A、11B)的金属圆筒,并且所述发热装置(33)是设置在所述金属圆筒与所述换能器壳体(15A、15B)的所述内壁(21A、21B)之间的电阻加热膜。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的超声波换能器装置,其中,所述换能器壳体(15A、15B)包括一个或更多个通孔(39),所述通孔(39)使得能够将密封胶注入到所述换能器腔室(23)中以密封位于所述换能器壳体(15A、15B)的所述内壁(21A、21B)与所述发热装置(33)之间的可能的气隙。
CN200980162953.5A 2009-12-18 2009-12-18 用于呼吸设备中的超声波测量的气量计 Active CN102655807B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2009/051468 WO2011075030A1 (en) 2009-12-18 2009-12-18 Gas meter for ultrasound measurements in a breathing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102655807A true CN102655807A (zh) 2012-09-05
CN102655807B CN102655807B (zh) 2016-04-20

Family

ID=42633325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980162953.5A Active CN102655807B (zh) 2009-12-18 2009-12-18 用于呼吸设备中的超声波测量的气量计

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9285257B2 (zh)
EP (1) EP2512335B1 (zh)
CN (1) CN102655807B (zh)
WO (1) WO2011075030A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103948400A (zh) * 2014-05-20 2014-07-30 夏云 一次性超声波呼吸管道
CN103989488A (zh) * 2014-04-09 2014-08-20 河南迈松医用设备制造有限公司 宽量程超声波肺功能仪及其计算方法
CN104132695A (zh) * 2013-05-03 2014-11-05 无锡华润上华半导体有限公司 流量计
CN108852358A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 ndd医药技术股份有限公司 用于调节呼吸管的方法
CN113209441A (zh) * 2015-09-04 2021-08-06 费雪派克医疗保健有限公司 导管连接器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2554968B1 (en) * 2011-08-01 2019-01-16 Sensata Technologies, Inc. Sensor system for differential pressure measurement
CN102512172B (zh) * 2011-11-23 2014-02-12 深圳市科曼医疗设备有限公司 呼气流量传感器及其排水装置
US10357629B2 (en) 2012-04-05 2019-07-23 Fisher & Paykel Healthcare Limited Respiratory assistance apparatus
KR20150022476A (ko) 2013-08-23 2015-03-04 삼성전자주식회사 디스플레이장치 및 그 제어방법
GB201405252D0 (en) * 2014-03-24 2014-05-07 Isis Innovation Method and apparatus for measurement of cardiopulmonary function
CA2950073A1 (en) 2014-05-27 2015-12-03 Fisher & Paykel Healthcare Limited Gases mixing and measuring for a medical device
JP6646415B2 (ja) * 2015-11-20 2020-02-14 愛知時計電機株式会社 超音波流量計
GB2562911B (en) * 2015-12-02 2021-07-07 Fisher & Paykel Healthcare Ltd Flow path sensing for flow therapy apparatus
WO2019117776A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Maquet Critical Care Ab Modular breathing gas separator unit
JP7223956B2 (ja) * 2018-08-31 2023-02-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 超音波流量計

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4425804A (en) * 1981-10-29 1984-01-17 The Perkin-Elmer Corp. Ultrasonic air flow transducer for high humidity environments
US4425805A (en) * 1980-10-31 1984-01-17 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Respiration flowmeter
US4823612A (en) * 1986-07-10 1989-04-25 Kaijo Denki Co., Ltd. Socket structure for mounting ultrasonic gas flow measuring device with respect to gas flow pipe
WO1998055838A1 (de) * 1997-06-05 1998-12-10 Elster Produktion Gmbh Einrichtung zum befestigen eines ultraschallwandlers an einem messgerät

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4004461A (en) * 1975-11-07 1977-01-25 Panametrics, Inc. Ultrasonic measuring system with isolation means
US4735097A (en) * 1985-08-12 1988-04-05 Panametrics, Inc. Method and apparatus for measuring fluid characteristics using surface generated volumetric interrogation signals
US4932269A (en) * 1988-11-29 1990-06-12 Monaghan Medical Corporation Flow device with water trap
GB9419520D0 (en) * 1994-09-28 1994-11-16 Ic Consultants Limited A mixer and apparatus for analysing fluid flow
AU3813895A (en) 1994-10-21 1996-05-23 Daniel Industries, Inc. Apparatus for and method of draining ultrasonic transducer port cavities
JP3334857B2 (ja) 1997-08-06 2002-10-15 矢崎総業株式会社 ガスメータ
US6330831B1 (en) * 1998-10-20 2001-12-18 Panametrics, Inc. Stream-cleaned differential reflection coefficient sensor
JP4826458B2 (ja) * 2006-12-11 2011-11-30 株式会社デンソー ガスセンサ取付構造

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4425805A (en) * 1980-10-31 1984-01-17 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Respiration flowmeter
US4425804A (en) * 1981-10-29 1984-01-17 The Perkin-Elmer Corp. Ultrasonic air flow transducer for high humidity environments
US4823612A (en) * 1986-07-10 1989-04-25 Kaijo Denki Co., Ltd. Socket structure for mounting ultrasonic gas flow measuring device with respect to gas flow pipe
WO1998055838A1 (de) * 1997-06-05 1998-12-10 Elster Produktion Gmbh Einrichtung zum befestigen eines ultraschallwandlers an einem messgerät

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104132695A (zh) * 2013-05-03 2014-11-05 无锡华润上华半导体有限公司 流量计
CN103989488A (zh) * 2014-04-09 2014-08-20 河南迈松医用设备制造有限公司 宽量程超声波肺功能仪及其计算方法
CN103989488B (zh) * 2014-04-09 2016-02-17 河南迈松医用设备制造有限公司 宽量程超声波肺功能仪及其计算方法
CN103948400A (zh) * 2014-05-20 2014-07-30 夏云 一次性超声波呼吸管道
CN113209441A (zh) * 2015-09-04 2021-08-06 费雪派克医疗保健有限公司 导管连接器
CN108852358A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 ndd医药技术股份有限公司 用于调节呼吸管的方法
CN108852358B (zh) * 2017-05-16 2021-09-14 ndd医药技术股份有限公司 用于调节呼吸管的方法
US11116421B2 (en) 2017-05-16 2021-09-14 Ndd Medizintechnik Ag Method for conditioning a breathing tube

Also Published As

Publication number Publication date
US20130032152A1 (en) 2013-02-07
WO2011075030A1 (en) 2011-06-23
EP2512335B1 (en) 2018-05-02
US9285257B2 (en) 2016-03-15
CN102655807B (zh) 2016-04-20
EP2512335A1 (en) 2012-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102655807A (zh) 用于呼吸设备中的超声波测量的气量计
US10786178B2 (en) Breathing tube for use in ultrasonic flow measurement systems
US9297681B2 (en) Ultrasonic measurement apparatus having transducers arranged within a bulge of the channel wall protruding into the flow channel
US11369298B2 (en) System and a method for measurement of momentary urine flow and urine volume, and the analysis of urine flow properties
EP1248081A1 (en) Clamp-on ultrasonic flowmeter
KR102318782B1 (ko) 비접촉식 샘플 공급에 의한 호흡 알코올 측정
US20100152580A1 (en) Lung diagnosis apparatus with four ultrasound elements
ES1070381U (es) Dispositivo de medicion de caudal.
KR101833543B1 (ko) 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치
JP2010243421A (ja) 超音波式ガスメータ
KR101691508B1 (ko) 유체 전달 채널이 형성된 커버 부재를 포함하는 신경 탐침 구조체
CN210121284U (zh) 氧气湿化装置
KR101617839B1 (ko) 비분산 적외선 음주 측정기
US20150208952A1 (en) Breath sampling tubes
JPWO2017149883A1 (ja) 空気調和機
RU2727237C2 (ru) Катетер для измерения тока крови в ткани тела
JP4120459B2 (ja) ガス濃度計測装置
CN110973707A (zh) 一种烟雾浓度检测装置及电子雾化设备
SE519779C2 (sv) Anordning vid kvantitativ analys av andningsgaser
CN221451428U (zh) 一种湿化罐
CN215822043U (zh) 一种具有水气分离功能的呼吸机湿化罐
CN212014442U (zh) 一种烟雾浓度检测装置及电子雾化设备
JP2019066436A (ja) ガス計測用アダプタ
CN213854608U (zh) 样本分析仪、液体收集组件
JP2014240844A (ja) ガスメータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant