CN114279504A - 一种可反复消毒的高检测精度压差流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可反复消毒的高检测精度压差流量计，包括：本体和处理模块；所述本体连接在气体管路上，所述本体内设置有降压组件。气流经过本体的时候会从第一进气口进入并经由第一接口进入至处理模块对上游气体进行气压检测，气流经过本体内的降压组件进行降压之后会从第二进气口进入，并经由第二接口到达处理模块对下游气体的气压进行检测，并与上游气体的气压进行整合计算，通过压差测算出气体的流量，本流量计的结构无源、简单、可消毒且成本低廉并能保证在消毒后与新品有一样的检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及流量计技术领域，更具体地说，本发明涉及一种可反复消毒的高检测精度压差流量计。
背景技术
目前市面上的流量计通常为热线(或者热膜)风速计、Screen pneumotacography、超声波流量计等有源器件，当应用于近病人端的流量检测时，患者会污染该器件，如果一次性使用，使用成本高，如果消毒，由于存在电子器件，会对电子器件产生损伤。而板孔流量计，主结构为无源的。制造成本较前三者低。但是该结构内的板孔采用柔性较好的材料，如果消毒，该材料会出现变形或者难以清除附着在该板孔上的物质。物质残留在板孔上，会影响其变形，从而影响检测精度。另外，由于板孔采用柔性材料，高流量气体流经时，板孔抖动，测量精度下降。因此，有必要提出一种可反复消毒的高检测精度压差流量计，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种可反复消毒的高检测精度压差流量计，包括：本体和处理模块；所述本体连接在气体管路上，所述本体内设置有降压组件，所述降压组件的两端分别设置有第一进气口和第二进气口，所述第一进气口通过第一接口与所述处理模块连接并连通，所述第二进气口通过第二接口与所述处理模块连接并连通，所述第一接口与所述第二接口均设置在所述本体上。
优选的是，所述降压组件还包括若干组双向减压组件；每组所述双向减压组件包括两个减压装置，每组双向减压组件中的两个所述减压装置相互独立且对称设置，可分别对气体管路上的正向气流和反向气流进行减压。
优选的是，所述双向减压组件为一组，并且两个所述减压装置设置在所述本体的内壁上，气流仅能通过两个所述减压装置流通。
优选的是，所述双向减压组件为一组，并且所述本体的内壁和两个所述减压装置之间留有气流通道，气流可从两个所述减压装置和所述气流通道进行流通。
优选的是，所述双向减压组件为一组，并且所述本体的内壁和两个所述减压装置之间通过隔板进行密封，气流仅能通过两个所述减压装置流通。
优选的是，所述减压装置包括流通件；所述流通件的外壁与所述本体的内壁连接，所述流通件内设置有第一气道、第二气道、第三气道和第四气道；
所述第一气道和所述第四气道连通为直线型，并且所述第一气道和所述第四气道贯穿所述流通件的两端；
所述第二气道位于所述第一气道上方，且所述第二气道在所述流通件内的延伸方向和所述第一气道相同，所述第二气道通过所述第三气道与所述第一气道连通；
所述第三气道与所述第二气道之间的夹角为锐角，所述第三气道内气体的流通方向与所述第一气道内的气体流通方向不同。
优选的是，每组所述双向减压组件中的两个所述减压装置之间通过所述流通件的外壁连接，并且一个所述减压装置上的所述第一气道的端口和所述第二气道的端口与另一个所述减压装置上的第四气道的端口位于同一侧。
优选的是，所述第四气道上设置有隔断组件；所述隔断组件包括外管、内管、密封件和若干个降速组件；所述外管的一端与所述第四气道的端部连通，所述外管的另一端端口的直径小于外管的直径，所述内管通过所述降速组件固定在所述外管的内部，所述密封件设置在所述内管内，所述内管的一端为密封端，并且所述密封端位于远离所述外管与所述第四气道连通的一侧，所述密封端上设置有若干个气孔。
优选的是，所述密封件为球形，所述内管的侧壁上设置有若干个排气口，所述气孔和所述排气口均位于所述降速组件的两侧，所述密封件的尺寸小于所述内管的内径，大于所述外管与所述第四气道连通处的内径。
优选的是，所述降速组件呈环状设置在所述内管的外壁上，所述降速组件为V字型，并且位于同一径向平面的相邻的两个降速组件之间留有空隙。
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，气流经过本体的时候会从第一进气口进入并经由第一接口进入至处理模块对上游气体进行气压检测，气流经过本体内的降压组件进行降压之后会从第二进气口进入，并经由第二接口到达处理模块对下游气体的气压进行检测，并与上游气体的气压进行整合计算，通过压差测算出气体的流量，本流量计采用降压组件进行降压操作可以将结构简单化，从而降低生产成本，将处理模块外接于本体之外可以在进行消毒的时候进行拆卸，从而防止对电子元件造成损害，进而使得本流量计的结构无源、简单、可消毒且成本低廉并能保证在消毒后与新品有一样的检测精度。
本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计的俯视图。
图2为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计的剖面结构示意图。
图3为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计仰视图的剖面结构示意图。
图4为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计仰视图降压组件处的剖面结构示意图。
图5为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计俯视图降压组件处的剖面结构示意图。
图6为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计中减压装置的气体流通示意图。
图7为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计的本体的结构示意图。
图8a、图8b、图8c为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计的压差与流量的曲线图。
图9为本发明所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计的隔断组件的剖面结构示意图。
图10为当有气流通过的时候其中一个减压装置上的隔断组件的气流示意图。
图11为当有气流通过的时候与图10方向相反的减压装置上的隔断组件的气流示意图。
图12为当通过图11的气流流量较大的时候，图11的隔断组件的气流示意图。
图13为图10中的气流流经降速组件的气流示意图。
图14为图11中的气流流经降速组件的气流示意图。
图中：1本体、2处理模块、3降压组件、31第一进气口、32第二进气口、33第一接口、34第二接口、4减压装置、5流通件、51第一气道、52第二气道、53第三气道、54第四气道、6隔断组件、61外管、62内管、621气孔、622排气口、63密封件、64降速组件。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-图14所示，本发明提供了一种可反复消毒的高检测精度压差流量计，包括：本体1和处理模块2；所述本体1连接在气体管路上，所述本体1内设置有降压组件3，所述降压组件3的两端分别设置有第一进气口31和第二进气口32，所述第一进气口31通过第一接口33与所述处理模块2连接并连通，所述第二进气口32通过第二接口34与所述处理模块2连接并连通，所述第一接口33与所述第二接口34均设置在所述本体1上。
上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述结构的设计，气流经过本体1的时候会从第一进气口31进入并经由第一接口33进入至处理模块2对上游气体进行气压检测，气流经过本体1内的降压组件3进行降压之后会从第二进气口32进入，并经由第二接口34到达处理模块2对下游气体的气压进行检测，并与上游气体的气压进行整合计算，通过压差测算出气体的流量，本流量计采用降压组件3进行降压操作可以将结构简单化，从而降低生产成本，将处理模块2外接于本体1之外可以在进行消毒的时候进行拆卸，从而防止对电子元件造成损害，进而使得本流量计的结构无源、简单、可消毒且成本低廉并能保证在消毒后与新品有一样的检测精度。
在一个实施例中，所述降压组件3还包括若干组双向减压组件；每组所述双向减压组件包括两个减压装置4，每组双向减压组件中的两个所述减压装置4相互独立且对称设置，可分别对气体管路上的正向气流和反向气流进行减压。
上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述结构的设计，降压组件3包括若干组双向减压组件，使得在更换气体管路内的气流方向的时候，可以不需要对本体1进行位置调换，从而使得本流量计在安装的时候不需要考虑方向问题，在气流方向变更之后气流从第二进气口32进入的为上游气体，从第一进气口31进入的则变更为下游气体，对于处理模块2而言并不影响测量结果，为了保证降压组件3前后可以有足够大的压差变化，可以通过设置多组双向减压组件进行减压，每组双向减压组件中的两个减压装置4相互独立互不影响并且对称的设置在本体1内。
在一个实施例中，所述双向减压组件为一组，并且两个所述减压装置4设置在所述本体1的内壁上，气流仅能通过两个所述减压装置4流通。并且所述本体1的内壁和两个所述减压装置4之间通过隔板进行密封。
上述技术方案的工作原理及有益效果：本实施例中以设置一组双向减压组件为例，两个减压装置4可以对称的设置在本体1的内壁上并填充满整个本体1，使得气流必须经过减压装置4才能流通，或者在两个减压装置4和本体1的内壁之间设置隔板来引导气流从减压装置4中流通，因为气流仅能通过减压装置4进行流通因此可以提高气流的减压效率，从而使得压差变大，可以在增大压差的同时，加快下游气流的流速。
在一个实施例中，所述双向减压组件为一组，并且所述本体1的内壁和两个所述减压装置4之间留有气流通道，气流可从两个所述减压装置4和所述气流通道进行流通。
上述技术方案的工作原理及有益效果：在本实施例中，以仅采用一组双向减压组件为例，减压装置4会减小本体1内的流通面积，所以部分气流会从减压装置4中流过进行减压，另一部分则会从本体1和减压装置4之间的气流通道流过，可以在实现减压的同时不增加气流的速度，从而使气流整体流动的时候不会出现阻滞，当用于呼吸机的时候不会让患者出现呼气的阻滞感。
在一个实施例中，所述减压装置4包括流通件5；所述流通件5的外壁与所述本体1的内壁连接，所述流通件5内设置有第一气道51、第二气道52、第三气道53和第四气道54；
所述第一气道51和所述第四气道54连通为直线型，并且所述第一气道51和所述第四气道54贯穿所述流通件5的两端；
所述第二气道52位于所述第一气道51上方，且所述第二气道52在所述流通件5内的延伸方向和所述第一气道51相同，所述第二气道52通过所述第三气道53与所述第一气道51连通；
所述第三气道53与所述第二气道52之间的夹角为锐角，所述第三气道53内气体的流通方向与所述第一气道51内的气体流通方向不同。每组所述双向减压组件中的两个所述减压装置4之间通过所述流通件5的外壁连接，并且一个所述减压装置4上的所述第一气道51的端口和所述第二气道52的端口与另一个所述减压装置4上的第四气道54的端口位于同一侧。
上述技术方案的工作原理：以图6中气体流动的方向为例，气流在到达流通件5的时候会分别从第一气道51和第二气道52进入，第二气道52进入的气流在到达第三气道53的时候会改变气流方向，从而使得从第三气道53进入至第一气道51的气流方向与第一气道51内的气流方向相反，两个方向相反的气流在第一气道51和第三气道53的交汇处发生撞击，从而使得汇合后的气流流速小于第一气道51内的气流流速，然后汇合后的气流会经由第四气道54贯穿至流通件5的另一侧；
而同一组的双向减压组件中的另一个减压装置4则会对气流进行加速，因为另一个减压装置4为对称设置的，所以气流会从第四气道54进入，然后少部分气流分流至第三气道53并从第二气道52流出，大部分则会从第一气道51流出，因为气流的流通面积减少所以会导致进入第四气道54的气流速度加快，第二气道51流出的气流与第一气道51流出的气流方向一致，所以第一气道51流出的气流会对第二气道52流出的气流进行加速，进而使得第二气道52内由于负压会从第三气道53引入更多的气流进而使得从第一气道51和第二气道52流出的气流速度会大于进入端处的气流速度。
上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，双向减压组件中其中一个减压装置4会对气流进行减速的操作，从而使得本体1的两端的气流出现速度差，对称设置的减压装置4则会对气流进行加速，加速后的气流会带动附近流速慢的气流运动，进而使得气流流出端的第四气道54附近形成比流入端压力低的压力以致出现压差，进而使得处理模块2可以通过压差进行流量测算。
在一个实施例中，所述第四气道54上设置有隔断组件6；所述隔断组件6包括外管61、内管62、密封件63和若干个降速组件64；所述外管61的一端与所述第四气道54的端部连通，所述外管61的另一端端口的直径小于外管61的直径，所述内管62通过所述降速组件64固定在所述外管61的内部，所述密封件63设置在所述内管62内，所述内管62的一端为密封端，并且所述密封端位于远离所述外管61与所述第四气道54连通的一侧，所述密封端上设置有若干个气孔621。所述密封件63为球形，所述内管62的侧壁上设置有若干个排气口622，所述气孔621和所述排气口622均位于所述降速组件64的两侧，所述密封件63的尺寸小于所述内管62的内径，大于所述外管61与所述第四气道54连通处的内径。所述降速组件64呈环状设置在所述内管62的外壁上，所述降速组件64为V字型，并且位于同一径向平面的相邻的两个降速组件64之间留有空隙。
上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述结构的设计，当气流从第四气道54流出的时候，如图10所示，气流会经内管62上的排气口622流出，经过降速组件64进行二次降速，如图13所示，气流在撞击到V字型的内凹表面会进行反弹，进而降低气流速度，使得气流经过减压装置4的减速后可以二次减速；当气流从第四气道54流入的时候，若气流流速较大则会经由密封端的气孔621将密封件63吹至第四气道54处进行封堵，如图12所示，从而避免本就速度较快的气流再次被加速，进而避免从第一气道51流出高速气流对从另一个第四气道54流出的低速气流造成影响，以减少测量的误差值，因为如果气流流速过快，减压装置4对气流的降速效果有限，此时便会出现加速后的气流和减速后的气流流速相差无几，导致压差不明显，进而加大测量误差，若气流流速适中则密封件63不会将第四气道54封堵，并且气流不会受到降速组件64的影响，使得加速后的气流可以协助减速后的气流产生比流入端压力低的压力，从而提高测量精度。
在一个实施例中，处理模块2可以对第一进气口31和第二进气口32处的气压进行测量并经由公式计算出气流的流量
其中，Q为气流的流量；C为流出系数；ε为可膨胀性系数；S1为上游气体在双向减压组件中流通的总面积(即第一气道51、第二气道52和第三气道53的流通面积之和)；S2为下游气体在双向减压组件中流通的总面积(即第四气道54的流通面积)；ΔP为双向减压组件两端的压差(即处理模块2从第一接口33和第二接口34处测量的压力差值)；ρ为气体密度；
在计算双向减压组件两端的压差的时候，忽略给气流加速的减压装置4对气压的影响，仅以减速后的气流产生的压力为流出端的压力值，由此可以通过公式
求得，其中，P1为第一进气口31处的气压值(以气流从第一进气口31流向第二进气口32为例)；P2为第二进气口32处的气压值；γ为气流的运动粘度；L1为第一气道51、第二气道52和第三气道53的总长；L2为第四气道54的长度；σ为流通面积的比值，即S1/S2；ΔP损为局部损失气压。
上述技术方案的工作原理及有益效果：通过上述公式可以得知，在计算压差的时候，可以通过气流的粘性项、惯性项、伯努利项和局部气损失的总和求得，虽然同一组双向减压组件中的另一个减压装置4可以给气流进行加速，并在减速端形成负压以减少局部损失的气压，但是在实际应用中无法直接得知气流的速度，仅能通过计算得知，所以为了避免因为气流的流速过大导致压差不明显的情况，直接对因气流加速增加的负压进行忽略，直接带着损耗进行计算，于是便可以通过上述公式计算出减压装置4两端的实际压差值，并将计算的压差值代入伯努利方程便可以计算出气流的具体流量，为了便于计算和使双向减压组件不受气流方向的影响，压差始终取绝对值进行后续计算，通过上述公式可以使处理模块2快速计算出压差以转换成流量进行显示，并且通过上述公式可以看出本流量计在计算流量时对于减压装置4无特殊需求，因此在进行反复消毒之后能够保证流量计依旧具有较高的检测精度，并且相较于传统热线风速计、Screen pneumotacography、超声波流量计、板孔流量计等可以适用于更多场合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，包括：本体(1)和处理模块(2)；所述本体(1)连接在气体管路上，所述本体(1)内设置有降压组件(3)，所述降压组件(3)的两端分别设置有第一进气口(31)和第二进气口(32)，所述第一进气口(31)通过第一接口(33)与所述处理模块(2)连接并连通，所述第二进气口(32)通过第二接口(34)与所述处理模块(2)连接并连通，所述第一接口(33)与所述第二接口(34)均设置在所述本体(1)上。
2.根据权利要求1所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述降压组件(3)还包括若干组双向减压组件；每组所述双向减压组件包括两个减压装置(4)，每组双向减压组件中的两个所述减压装置(4)相互独立且对称设置，可分别对气体管路上的正向气流和反向气流进行减压。
3.根据权利要求2所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述双向减压组件为一组，并且两个所述减压装置(4)设置在所述本体(1)的内壁上，气流仅能通过两个所述减压装置(4)流通。
4.根据权利要求2所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述双向减压组件为一组，并且所述本体(1)的内壁和两个所述减压装置(4)之间留有气流通道，气流可从两个所述减压装置(4)和所述气流通道进行流通。
5.根据权利要求3所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述双向减压组件为一组，并且所述本体(1)的内壁和两个所述减压装置(4)之间通过隔板进行密封，气流仅能通过两个所述减压装置(4)流通。
6.根据权利要求2所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述减压装置(4)包括流通件(5)；所述流通件(5)的外壁与所述本体(1)的内壁连接，所述流通件(5)内设置有第一气道(51)、第二气道(52)、第三气道(53)和第四气道(54)；
所述第一气道(51)和所述第四气道(54)连通为直线型，并且所述第一气道(51)和所述第四气道(54)贯穿所述流通件(5)的两端；
所述第二气道(52)位于所述第一气道(51)上方，且所述第二气道(52)在所述流通件(5)内的延伸方向和所述第一气道(51)相同，所述第二气道(52)通过所述第三气道(53)与所述第一气道(51)连通；
所述第三气道(53)与所述第二气道(52)之间的夹角为锐角，所述第三气道(53)内气体的流通方向与所述第一气道(51)内的气体流通方向不同。
7.根据权利要求6所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，每组所述双向减压组件中的两个所述减压装置(4)之间通过所述流通件(5)的外壁连接，并且一个所述减压装置(4)上的所述第一气道(51)的端口和所述第二气道(52)的端口与另一个所述减压装置(4)上的第四气道(54)的端口位于同一侧。
8.根据权利要求6所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述第四气道(54)上设置有隔断组件(6)；所述隔断组件(6)包括外管(61)、内管(62)、密封件(63)和若干个降速组件(64)；所述外管(61)的一端与所述第四气道(54)的端部连通，所述外管(61)的另一端端口的直径小于外管(61)的直径，所述内管(62)通过所述降速组件(64)固定在所述外管(61)的内部，所述密封件(63)设置在所述内管(62)内，所述内管(62)的一端为密封端，并且所述密封端位于远离所述外管(61)与所述第四气道(54)连通的一侧，所述密封端上设置有若干个气孔(621)。
9.根据权利要求8所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述密封件(63)为球形，所述内管(62)的侧壁上设置有若干个排气口(622)，所述气孔(621)和所述排气口(622)均位于所述降速组件(64)的两侧，所述密封件(63)的尺寸小于所述内管(62)的内径，大于所述外管(61)与所述第四气道54连通处的内径。
10.根据权利要求8所述的可反复消毒的高检测精度压差流量计，其特征在于，所述降速组件(64)呈环状设置在所述内管(62)的外壁上，所述降速组件(64)为V字型，并且位于同一径向平面的相邻的两个降速组件(64)之间留有空隙。
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Denomination of invention: A differential pressure flowmeter with high detection accuracy that can be repeatedly sterilized Effective date of registration: 20220829 Granted publication date: 20220722 Pledgee: Bank of China Limited Guangzhou Development Zone Branch Pledgor: GUANGZHOU LANDSWICK MEDICAL TECHNOLOGIES Ltd. Registration number: Y2022980013918 |
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Denomination of invention: A high detection accuracy differential pressure flowmeter that can be repeatedly disinfected Effective date of registration: 20231130 Granted publication date: 20220722 Pledgee: Bank of China Limited Guangzhou Development Zone Branch Pledgor: GUANGZHOU LANDSWICK MEDICAL TECHNOLOGIES Ltd. Registration number: Y2023980068521 |
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