CN103185615A - 可变径的孔板式流量计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可变径的孔板式流量计，包括节流装置和流量传感器，所述节流装置内部设置有管路，所述管路上设置有节流孔，且节流孔的截面积小于管路的截面积，所述节流孔内设置有可活动的膜片，且膜片与节流孔之间留有间隙，所述节流孔两侧的节流装置上均设置有一个采样探头，且采样探头与节流装置内部的管路连通，所述采样探头与流量传感器相连。其通过采用活动膜片的方式，构成可变径的节流孔，从而实现了对不同流量的管路均可进行准确测量，确保了气体流量计有足够的测量范围，测量精度高，且不会在气体流量较大时显著增大气体流动的阻力，保证了患者呼气的舒适度。

Description

可变径的孔板式流量计
技术领域
本发明涉及一种孔板式流量计，尤其涉及一种可变径的孔板式流量计。
背景技术
在危重症患者的抢救过程中，必须对患者进行机械辅助通气，因此呼吸机、麻醉机等是重要的抢救工具。而在使用过程中，对于患者，尤其是婴幼儿患者和危重症患者来说，控制通气量的大小非常重要，不合适的通气量会对患者带来危险，因此必须对通气气流的流量进行精确测量，而呼气端的阻力直接影响着患者的舒适度。
在现有的呼吸机、麻醉机中常采用的气体流量计中，有一种孔板式流量计，其由节流装置、采样管路和压差流量传感器组成，其中压差流量传感器又称压差变送器。节流装置常设置在气体所流经的管路中，使管路形成局部收缩的效果，而气流在流过收缩的管路后压力降低，从而在该节流装置的上、下游产生压力差，同时两路压力采样管路分别连通在节流装置的上、下游，形成旁路，并与压差流量传感器相连，最后通过所采集到的压力差而感测到流经管路中的气体流量。
然而，这种孔板式流量计原本多用在煤气管道、石油管道、给水管道等大流量、大通径场所，其技术成熟，使用广泛。但是在医学临床领域，例如呼吸机、麻醉机等的气体流量测量上，其技术并不成熟。且这种流量计具有明显的缺点：即若流量计中节流装置的节流孔孔径较小，则流量测量范围会较小，还可能造成呼气阻力过大，影响患者舒适度，降低治疗效果；而若流量计中节流装置的节流孔孔径较大，则虽能满足测量范围的要求，但由于小流量区间压差变化过小而导致无法达到精确测量。
具体地，如图1所示，曲线A是某呼吸机中流量计的节流装置的节流孔孔径设置为一个较小值时的压差-流量关系曲线，从图中可以看出，当流量增大时，气体通过的阻力迅速增加，并很快达到了压差流量传感装置的满量程，无法满足该呼吸机最大流量测量要求，同时也造成呼气阻力过大，影响呼吸机治疗效果和病人舒适度。曲线C是节流装置的节流孔设置为一个较大值时的压差-流量关系曲线，从图中可以看出，该曲线满足了流量测量范围要求，但是小流量区间压差变化太微小，压差流量传感装置不能精确的反映出流量变化，无法达到对流量的精确测量要求。因此，现有技术中，用于流量计的节流装置无法确保准确地检查流量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变径的孔板式流量计，其通过采用可变径的节流孔，实现了对不同流量的管路均可进行准确测量，确保了气体流量计有足够的测量范围，测量精度高，且不会在气体流量较大时显著增大气体流动的阻力，保证了患者呼气的舒适度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种可变径的孔板式流量计，包括节流装置和流量传感器，所述节流装置内部设置有管路，所述管路上设置有节流孔，且节流孔的截面积小于管路的截面积，所述节流孔内设置有可活动的膜片，且膜片与节流孔之间留有间隙，所述节流孔两侧的节流装置上均设置有一个采样探头，且采样探头一端与节流装置内部的管路连通，另一端与流量传感器相连。
进一步的，所述节流装置由两个主体配合安装组成，且两个主体连接处采用密封安装，所述节流孔设置在两个主体的连接处，所述两个采样探头分别设置在两个主体上。
进一步的，所述两个主体之间采用插口和插槽的结构配合安装，并通过粘接的方式对插口和插槽进行密封，且在密封处设置有密封装置。
进一步的，所述密封装置为O型密封圈。
进一步的，所述膜片设置在节流孔内，且其上端与节流孔上端固定连接。
进一步的，所述采样探头通过采样管路与流量传感器相连。
进一步的，所述采样探头插入到节流装置内部，并与节流装置内部的管路连通。
本发明的有益效果为，所述可变径的孔板式流量计，其通过节流装置中的节流孔内设置有可活动膜片，且膜片与节流孔之间留有间隙，当所测量的气体流量较小时，气体从节流孔与膜片之间的间隙流过，此时节流孔开启较小，对气流产生的阻力较大，从而避免了由于气体流量小而导致的节流装置两端压差过小，进而使得压差流量传感装置得到足够大的压差，能够在气体流量小时也能精确反应流量；当所测量的气体流量增大时，膜片移动并开启，此时节流孔开启较大，减缓了对气流产生的阻力增长率，从而避免了由于气体流量大而导致的节流装置两端压差迅速增大，进而使得压差流量传感器所得到的压差不至于迅速增大并达到满量程而无法测量，提供了较大的流量检测范围；其实现了可变孔径目的，确保了为气体流量计提供足够的测量范围，同时满足测量精度，并且不会在气体流量较大时显著增大气体流动的阻力。通过节流装置采用两个主体配合安装组成，且节流孔设置在两个主体的连接处，使其便于生产和安装；采用采样探头插入到节流装置内部，并与节流装置内部的管路连通，使得获得的压差值更加准确。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为不同孔径的节流装置的压差-流量关系曲线图；
图2为本发明所述可变径的孔板式流量计的结构示意图；
图3为本发明所述可变径的孔板式流量计的侧视图；
图4为本发明所述可变径的孔板式流量计在小流量时工作状态结构示意图；
图5为本发明所述可变径的孔板式流量计在小流量时工作状态侧视图；
图6为本发明所述可变径的孔板式流量计在大流量时工作状态结构示意图；
图7为本发明所述可变径的孔板式流量计在大流量时工作状态侧视图。
图中：
1、节流装置，2、流量传感器，3、管路，4、节流孔，5、膜片，6、采样探头，7、主体，8、O型密封圈，9、采样管路。
具体实施方式
如图2和3所示，于本发明的优选实施例中，所述可变径的孔板式流量计，包括节流装置1和流量传感器2，所述节流装置1内部设置有管路3，并且节流装置1由两个主体7配合安装组成；两个主体7之间采用插口和插槽的结构配合安装，并通过粘接的方式对插口和插槽进行密封，且在密封处设置有O型密封圈8；所述管路3上设置有节流孔4，且节流孔4的截面积小于管路3的截面积，具体的，节流孔4设置在两个主体7的连接处；所述节流孔4内设置有可活动的膜片5，膜片5上端与节流孔4上端固定连接，并且膜片5与节流孔4之间留有间隙，所述两个主体7上分别安装有一个采样探头6，且采样探头6一端插入到节流装置1内部，并与节流装置1内部的管路3连通，另一端通过采样管路9与流量传感器2相连。
测量时：
如图2-7所示，气体通过节流装置1内的管路3流动，流量传感器7通过两个采样管路9和采样探头6分别检测气体所流经的管路3在节流装置1的上游和下游的压力差，并根据压力差计算处气体所流经的管路3中的气体流量。
如图4、5所示，当所测量的气体流量较小时，气体从节流孔4与膜片5之间的间隙流过，此时节流孔4开启较小，对气流产生的阻力较大，从而避免了由于气体流量小而导致的节流装置两端压差过小，进而使得压差流量传感装置得到足够大的压差，能够在气体流量小时也能精确反应流量。
如图6、7所示，当所测量的气体流量增大时，膜片5沿与节流孔4上端固定的位置旋转移动并开启，此时节流孔4开启较大，减缓了对气流产生的阻力增长率，从而避免了由于气体流量大而导致的节流装置1两端压差迅速增大，进而使得流量传感器2所得到的压差不至于迅速增大并达到满量程而无法测量，提供了较大的流量检测范围。
如图1中的曲线B所示，该节流装置确保了气体流量计在气体流量小时，能够从节流装置上、下游检测到足够大的压差，而保证测量精度，还保证了在气体流量增大时，节流装置上、下游的压差不会迅速增大到压差流量传感装置的满量程而造成无法测量，同时不会在气体流量较大时显著增大气体流动的阻力，保证了患者呼气的舒适度。
所述可变径的孔板式流量计，其通过采用可变径的节流孔，实现了对不同流量的管路均可进行准确测量，确保了气体流量计有足够的测量范围，测量精度高，且不会在气体流量较大时显著增大气体流动的阻力，保证了患者呼气的舒适度。

Claims (7)

1.一种可变径的孔板式流量计，包括节流装置(1)和流量传感器(2)，其特征在于：所述节流装置(1)内部设置有管路(3)，所述管路(3)上设置有节流孔(4)，且节流孔(4)的截面积小于管路(3)的截面积，所述节流孔(4)内设置有可活动的膜片(5)，且膜片(5)与节流孔(4)之间留有间隙，所述节流孔(4)两侧的节流装置(1)上均设置有一个采样探头(6)，且采样探头(6)一端与节流装置(1)内部的管路(3)连通，另一端与流量传感器(2)相连。
2.根据权利要求1所述的可变径的孔板式流量计，其特征在于：所述节流装置(1)由两个主体(7)配合安装组成，且两个主体(7)连接处采用密封安装，所述节流孔(4)设置在两个主体(7)的连接处，所述两个采样探头(6)分别设置在两个主体(7)上。
3.根据权利要求2所述的可变径的孔板式流量计，其特征在于：所述两个主体(7)之间采用插口和插槽的结构配合安装，并通过粘接的方式对插口和插槽进行密封，且在密封处设置有密封装置。
4.根据权利要求3所述的可变径的孔板式流量计，其特征在于：所述密封装置为O型密封圈(8)。
5.根据权利要求1所述的可变径的孔板式流量计，其特征在于：所述膜片(5)设置在节流孔(4)内，且其上端与节流孔(4)上端固定连接。
6.根据权利要求1所述的可变径的孔板式流量计，其特征在于：所述采样探头(6)通过采样管路(9)与流量传感器(2)相连。
7.根据权利要求1或2所述的可变径的孔板式流量计，其特征在于：所述采样探头(6)插入到节流装置(1)内部，并与节流装置(1)内部的管路(3)连通。
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