CN106248159A - 一种提高流量测量精度的装置及方法 - Google Patents
一种提高流量测量精度的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106248159A CN106248159A CN201610640193.6A CN201610640193A CN106248159A CN 106248159 A CN106248159 A CN 106248159A CN 201610640193 A CN201610640193 A CN 201610640193A CN 106248159 A CN106248159 A CN 106248159A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure reduction
- flow
- differential pressure
- flow path
- pickup
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003444 anaesthetic effect Effects 0.000 description 4
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 206010011409 Cross infection Diseases 0.000 description 1
- 206010029803 Nosocomial infection Diseases 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F7/00—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters
- G01F7/005—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters by measuring pressure or differential pressure, created by the use of flow constriction
Abstract
本发明涉及一种提高流量测量精度的装置及方法，包括节流机构和处理模块，通气流道内设有的节流孔前后两端分别设有压差上游采样口和压差下游采样口，压差上游采样管与压差上游采样口连接使其与通气流道上游连通，压差下游采样管与压差下游采样口连接使其与通气流道下游连通，处理模块包括采样模块、处理器和存储器，采样模块包括两个或两个以上不同量程的压差传感器。使用分段测量的方法，小流量范围使用小量程压差传感器测量，大流量范围使用大量程压差传感器测量，实现整个流量段的高精度测量，拓展了流量的测量范围。使用节流机构和多个压差传感器的方法，解决压差流量传感器精度与量程之间的矛盾，实现大量程高精度流量测量。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸机和麻醉机领域，具体是一种提高流量测量精度的装置及方法。
背景技术
在呼吸机和麻醉机应用中，呼气流量传感器是不可或缺的组成部分。为了避免病人间的交叉感染，目前常用的呼气流量传感器为一次性元件，或者是可消毒重复使用元件。一次性呼气流量传感器，使呼吸机的使用成本较高。可消毒重复使用的呼气流量传感器可以使成本明显降低。压差式流量传感器因节流机构没有电气元件，使其消毒变得简单，另外其成本较低，故压差流量传感器在呼吸机、麻醉机中得到广泛应用。业内普遍使用的是单个压差传感器的压差流量传感器，由于差压式流量传感器的流量-压差特性，目前的压差流量传感器量程与精度无法得到很好的平衡。
目前的压差流量传感器均为使用单个压差传感器的压差流量传感器，分固定孔径和变孔径两种。固定孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器，孔径固定，只使用一个压差传感器测量压差，通过流量-压差标定实现流量的测量。变孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器，流量传感器流道内增加了弹片，根据流速不同，弹片开度随之变化。把流量-压差曲线补偿为近似线性，通过标定流量-压差，实现流量测量。固定孔径流量传感器压差P与流量Q的关系曲线如图3所示。从图中可以看出，压差与流量为二次关系。因此在流量较小时，微小的压差变化就对应较大的流量变化。因此要想提高小流量的精度，必须要高精度的压差传感器。在流量较大时，很大的压差变化对应较小的流量变化，因此要获得大的流量量程，就必须使用较大量程的压差传感器。然而，压差传感器的精度和量程是一对矛盾量。精度高，则量程小；量程大，则精度低。对于呼吸机、麻醉机来说，在全量程范围内都需要较高的精度，并且呼吸机、麻醉机流量的范围也很大。因此固定孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器很难满足要求。
而对于变孔径压差流量传感器，通过簧片，可以把流量与压差的关系矫正成近似线性关系,如图4所示。这种结构的流量传感器一定程度上缓和了精度与量程的矛盾，但是使用簧片并不能矫正为完全的线性关系，因此测量精度受到影响。另外簧片的一致性较难控制，长期稳定性和可靠性也相对较低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题和不足，提供一种通过多个不同量程的压差传感器，实现大量程、高精度的压差流量传感器的装置及方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种提高流量测量精度的装置，包括节流机构和处理模块，所述节流机构包括通气流道及设置在通气流道内的节流孔，在节流孔前后两端分别设有压差上游采样口和压差下游采样口，压差上游采样管与压差上游采样口连接使其与通气流道上游连通，压差下游采样管与压差下游采样口连接使其与通气流道下游连通，所述处理模块包括采样模块、处理器和存储器，采样模块包括两个或两个以上不同量程的压差传感器。
进一步的，采样模块包括小量程压差传感器I和大量程压差传感器II，压差传感器I和压差传感器II与压差上游采样管和压差下游采样管连接，测量通气流道上下游两端的压差。
进一步的，节流孔是固定孔径节流孔。节流孔还可以是变孔径节流孔。
进一步的，采用上述装置来提高流量测量精度的方法，包含以下步骤：
步骤一，往通气流道由小到大通流量，同时采样模块采样通气流道在通过不同流量时节流孔两端的压差；
步骤二，使用处理器对步骤一中的流量及其对应的压差做标定，并把标定系数存储在存储器；
步骤三，测量流量时，处理器使用采样模块采样的压差，通过存储在存储器的标定系数，计算出当前流过通气流道的流量。
进一步的， 所述步骤二对流量和压差做标定时，对应多个压差传感器覆盖的范围，使用最小有效量程的压差传感器采样的压差进行标定；
进一步的，所述步骤三使用压差计算流量时，如果压差落在多个压差传感器量程范围内，使用最小有效量程的压差传感器所测压差计算出测量流量。
本发明流量传感器使用分段测量的方法，小流量段使用小量程压差传感器测量，大流量范围使用大量程压差传感器测量，实现整个流量范围的高精度测量，同时拓展了流量的测量范围。使用多个压差传感器的方法，解决单个压差传感器流量传感器精度与量程之间的矛盾，实现大量程高精度流量传感器。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明多压差传感器流量传感器；
图2是本发明小量程、大量程压差传感器测量的固定孔径流量-压差曲线；
图3是固定孔径流量传感器流量-压差曲线；
图4是变孔径流量传感器流量-压差曲线。
具体实施方式
如图1所示，本发明为一种提高流量测量精度的装置，包括节流机构1和处理模块13，所述节流机构1包括通气流道2，通气流道2内设有节流孔5，节流孔5采用固定孔径的节流孔，在节流孔5前后两端分别设有压差上游采样口3和压差下游采样口4，压差上游采样管6与压差上游采样口3连接使其与通气流道2上游连通，压差下游采样管7与压差下游采样口4连接使其与通气流道2下游连通，所述处理模块13包括采样模块8、处理器11和存储器12，采样模块8包括两个或两个以上不同量程的压差传感器，本发明一种实施例采用小量程的压差传感器I9和大量程的压差传感器II10，压差传感器I9和压差传感器II10与压差上游采样管6和压差下游采样管7连接，测量通气流道2上下游两端的压差。
本发明使用分段测量的方法，使用两个或两个以上不同量程的压差传感器，在小流量范围，使用小量程压差流量传感器，根据所测量的压差计算出流量，因为小量程压差传感器具有较高的精度和分辨率，因此虽然小流量范围流量变化产生的压差变化较小，也可以精确测量。
在大流量范围，使用大量程压差传感器，根据所测量的压差计算出流量。虽然大量程压差传感器相对小量程压差传感器精度和分辨率较低，但是根据固定孔径流量-压差关系，在大流量范围，流量变化对应的压差变化也比较大，因此仍可以获得较高的精度。
测量前，先对经过节流机构通气流道的流量和压差传感器测量到的对应节流孔两端的压差进行标定。参照图1，按通气流道2内箭头所示方向由小到大通流量，例如，从0-200L/min逐步提高流量，与此同时，采样模块8的大小量程压差传感器同时采样对应不同流量时节流孔5两端的压差。对于小流量范围，使用小量程压差传感器I9所测量的压差进行标定，大流量范围使用大量程压差传感器II10所测量的压差进行标定。如图2，小量程压差传感器I9的最大有效测量值为P1对应流量为Q1，大量程压差传感器II10的最大有效测量值为P2，对应流量为Q2。因此在0-Q1（0-P1）范围使用小量程压差传感器所测压差进行标定，在Q1-Q2(P1-P2)范围使用大量程压差传感器所测压差进行标定。处理器11分别把不同范围的标定系数存储在存储器12，用于测量时根据压差计算出通过通气流道2的流量。
测量时，当有流量从通气流道2通过，会在节流孔5两端产生压差，大小量程压差传感器同时采样所述压差。判断压差落在哪个范围，如果落在小量程压差传感器I9量程范围内（0-P1），处理器11使用小量程压差流量传感器I9所测量的压差通过存储器12中相应的标定系数计算出通过通气流道2的流量，如果落在小量程压差传感器I9量程范围外，但在大量程压差传感器II10量程范围内（P1-P2），处理器11使用大量程压差流量传感器II10所测量的压差通过存储器12中相应的标定系数计算出通过通气流道2的流量。
本发明另一种实施例节流孔5还可以采用变孔径节流孔。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种提高流量测量精度的装置，其特征在于：包括节流机构（1）和处理模块（13），所述节流机构（1）包括通气流道（2）及设置在通气流道（2）内的节流孔（5），在节流孔（5）前后两端分别设有压差上游采样口（3）和压差下游采样口（4），压差上游采样管（6）与压差上游采样口（3）连接使其与通气流道（2）上游连通，压差下游采样管（7）与压差下游采样口（4）连接使其与通气流道（2）下游连通，所述处理模块（13）包括采样模块（8）、处理器（11）和存储器（12），采样模块（8）包括两个或两个以上不同量程的压差传感器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：采样模块（8）包括小量程的压差传感器I（9）和大量程的压差传感器II（10），压差传感器I（9）和压差传感器II（10）与压差上游采样管（6）和压差下游采样管（7）连接，测量通气流道（2）上下游两端的压差。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述节流孔（5）是固定孔径节流孔。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述节流孔（5）是变孔径节流孔。
5.使用如权利要求1或2所述装置来提高流量测量精度的方法，其特征在于所述方法包含以下步骤：
步骤一，往通气流道（2）由小到大通流量，同时采样模块（8）采样通气流道（2）在通过不同流量时节流孔（5）两端的压差；
步骤二，使用处理器（11）对步骤一中的流量及其对应的压差做标定，并把标定系数存储在存储器（12）；
步骤三，测量流量时，处理器（11）使用采样模块（8）采样的压差，通过存储在存储器（12）的标定系数，计算出当前流过通气流道（2）的流量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤二对流量和压差做标定时，对应多个压差传感器覆盖的范围，使用最小有效量程的压差传感器采样压差进行标定。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤三使用压差计算流量时，如果压差落在多个压差传感器量程范围内，使用最小有效量程的压差传感器所测压差计算出测量流量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610640193.6A CN106248159A (zh) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 一种提高流量测量精度的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610640193.6A CN106248159A (zh) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 一种提高流量测量精度的装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106248159A true CN106248159A (zh) | 2016-12-21 |
Family
ID=58078177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610640193.6A Pending CN106248159A (zh) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 一种提高流量测量精度的装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106248159A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106813758A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-06-09 | 苏州市计量测试研究所 | 一种用于浮游菌采样器的流量测量装置 |
| CN109489741A (zh) * | 2017-09-13 | 2019-03-19 | 深圳市美好创亿医疗科技有限公司 | 流体流量分段测量装置及方法 |
| CN111896770A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-06 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所九江分部 | 一种适用于压差原理测量流速的处理电路 |
| CN112504547A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-16 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种长期稳定性的高精度动压测量方法及系统 |
| CN114279504A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-05 | 广州蓝仕威克医疗科技有限公司 | 一种可反复消毒的高检测精度压差流量计 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102322907A (zh) * | 2011-05-17 | 2012-01-18 | 重庆梅安森科技股份有限公司 | 双流量测量头一体化智能气体流量计 |
| CN202915968U (zh) * | 2012-11-06 | 2013-05-01 | 陕西天宏硅材料有限责任公司 | 多晶硅还原炉进气流量测量装置 |
| CN203719715U (zh) * | 2014-01-14 | 2014-07-16 | 深圳市特种设备安全检验研究院 | 安全阀型式试验流量测量装置 |
| CN203758561U (zh) * | 2014-01-07 | 2014-08-06 | 肇庆新奥燃气有限公司 | 一种计量装置 |
| CN206146477U (zh) * | 2016-08-08 | 2017-05-03 | 广州七喜医疗设备有限公司 | 一种提高流量测量精度的装置 |
-
2016
- 2016-08-08 CN CN201610640193.6A patent/CN106248159A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102322907A (zh) * | 2011-05-17 | 2012-01-18 | 重庆梅安森科技股份有限公司 | 双流量测量头一体化智能气体流量计 |
| CN202915968U (zh) * | 2012-11-06 | 2013-05-01 | 陕西天宏硅材料有限责任公司 | 多晶硅还原炉进气流量测量装置 |
| CN203758561U (zh) * | 2014-01-07 | 2014-08-06 | 肇庆新奥燃气有限公司 | 一种计量装置 |
| CN203719715U (zh) * | 2014-01-14 | 2014-07-16 | 深圳市特种设备安全检验研究院 | 安全阀型式试验流量测量装置 |
| CN206146477U (zh) * | 2016-08-08 | 2017-05-03 | 广州七喜医疗设备有限公司 | 一种提高流量测量精度的装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106813758A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-06-09 | 苏州市计量测试研究所 | 一种用于浮游菌采样器的流量测量装置 |
| CN109489741A (zh) * | 2017-09-13 | 2019-03-19 | 深圳市美好创亿医疗科技有限公司 | 流体流量分段测量装置及方法 |
| CN111896770A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-06 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所九江分部 | 一种适用于压差原理测量流速的处理电路 |
| CN112504547A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-16 | 成都凯天电子股份有限公司 | 一种长期稳定性的高精度动压测量方法及系统 |
| CN114279504A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-05 | 广州蓝仕威克医疗科技有限公司 | 一种可反复消毒的高检测精度压差流量计 |
| CN114279504B (zh) * | 2021-12-24 | 2022-07-22 | 广州蓝仕威克医疗科技有限公司 | 一种可反复消毒的高检测精度压差流量计 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106248159A (zh) | 一种提高流量测量精度的装置及方法 | |
| CN101288791B (zh) | 一种麻醉机呼吸装置及其流量传感器的标定方法 | |
| US6681643B2 (en) | Method and apparatus for determining a zero gas flow state in a bidirectional gas flow conduit | |
| US4078554A (en) | Spirometric device | |
| FI82367B (fi) | Till intubationsroer kopplad spirometer och provtagningsfoerbindning i gasanalysator. | |
| SE451051B (sv) | Anordning for metning av en persons syreupptagning | |
| SE443661B (sv) | Sett och anordning for att urskilja och avskilja alveolarluftandelen fran utandningsluft | |
| SE8102322L (sv) | Sett och anordning for metning av atminstone tva pneumatiska lungparametrar | |
| WO1997032619A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur überwachung von atemkennwerten eines beatmungssystems | |
| Meriläinen et al. | A novel sensor for routine continuous spirometry of intubated patients | |
| WO2002089885A3 (de) | Vorrichtung zur beatmung mit einem endotrachealtubus | |
| KR101808691B1 (ko) | 중환자 호흡 모니터링 시스템 및 방법 | |
| CA2431674A1 (en) | Device and method for measuring breath alcohol | |
| CN206146477U (zh) | 一种提高流量测量精度的装置 | |
| KR101703971B1 (ko) | 휴대용 양방향 호흡량 측정장치 및 방법 | |
| CN209014432U (zh) | 一种补偿式通风率标准棒校准装置 | |
| CN206710036U (zh) | 用于检测飞机空调管路的气密性的设备 | |
| CN110646148B (zh) | 呼吸器检测设备及呼吸器检测系统 | |
| CN107242874A (zh) | 用于肺功能测定的流量传感器、肺功能测试仪及应用 | |
| CN104605856A (zh) | 双腔体积描记箱 | |
| US5088313A (en) | Monitoring pressure interference in gas analyzers | |
| WO1984001704A1 (en) | An arrangement for measuring two-way respiration gas flows without increasing the dead space | |
| KR101617652B1 (ko) | 초음파 유량계 및 유량 측정 방법 | |
| CN107049317A (zh) | 在持续呼吸气检测过程中判断呼气或吸气的方法 | |
| CN112229465A (zh) | 可调节体积流量的吸阻标准棒测量系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161221 |