DE102021124785A1 - flow sensor - Google Patents
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Abstract
Gemäß der Erfindung wird ein Durchflusssensor (1) nach dem Differenzdruckprinzip bereitgestellt mit einem Gehäuse (2), das einen ersten Gehäuseabschnitt (3), einen zweiten Gehäuseabschnitt (5) und einen Strömungskanal (7) entlang einer Strömungsbahn (8) für ein Fluid durch den ersten und zweiten Gehäuseabschnitt (3, 5) umfasst, mit einer Strömungswiderstandsanordnung (9) im Strömungskanal (7), die zumindest an einem aus dem ersten Gehäuseabschnitt (3) und dem zweiten Gehäuseabschnitt (5) festgelegt ist, und mit einer ersten Druckerfassungsverbindung (11) und einer zweiten Druckerfassungsverbindung (13), und mit einer Kondensat-Abflussanordnung (20), die wenigstens einen Ablaufkanal (18) aus dem Gehäuse (2) heraus und mindestens einen Flussabschnitt (25) aufweist, der dazu eingerichtet ist, einen Fluss von Kondensat außerhalb, vorzugsweise wenigstens teilweise strömungskanalumfangsförmig, um den Strömungskanal (7) zu dem Ablaufkanal zu ermöglichen.According to the invention, a flow sensor (1) is provided according to the differential pressure principle, having a housing (2) which has a first housing section (3), a second housing section (5) and a flow channel (7) along a flow path (8) for a fluid the first and second housing sections (3, 5), with a flow resistance arrangement (9) in the flow channel (7) fixed to at least one of the first housing section (3) and the second housing section (5), and with a first pressure sensing connection (11) and a second pressure sensing connection (13), and having a condensate drain assembly (20) having at least one drain channel (18) out of the housing (2) and at least one flow section (25) adapted to provide a Flow of condensate outside, preferably at least partially flow channel peripheral, to allow the flow channel (7) to the drain channel.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflusssensor, insbesondere einen Differenzdruck-Durchflusssensor, ein System mit einem solchen Durchflusssensor und ein medizinisches Beatmungsgerät mit einem derartigen System.The present invention relates to a flow sensor, in particular a differential pressure flow sensor, a system with such a flow sensor and a medical ventilator with such a system.
Differenzdruck-Durchflusssensoren ermitteln die pro Zeiteinheit durch einen Strömungskanal hindurchströmende Fluidmenge auf Basis eines Druckunterschieds zwischen dem Fluiddruck, der stromauf einer Strömungswiderstandsanordnung herrscht, und dem stromab vorhandenen Fluiddruck. Derartige Durchflusssensoren werden insbesondere in Beatmungsgeräten bzw. -vorrichtungen zur künstlichen Beatmung von Lebewesen eingesetzt. Es sind jedoch auch andere Einsatzzwecke für den hier beschriebenen Durchflusssensor möglich.Differential pressure flow sensors determine the amount of fluid flowing through a flow channel per unit of time on the basis of a pressure difference between the fluid pressure that prevails upstream of a flow resistance arrangement and the fluid pressure that exists downstream. Flow sensors of this type are used in particular in respirators or devices for the artificial respiration of living beings. However, other uses for the flow sensor described here are also possible.
Das Grundprinzip eines gattungsgemäßen Durchflusssensors ist beispielsweise in der
Während des künstlichen Beatmens wird das dem Patienten zugeführte Beatmungsgas bei der Inspiration in seiner Temperatur verändert und mit einem vorbestimmten Grad befeuchtet, um es für den Patienten verträglicher zu machen. Da das befeuchtete Beatmungsgas höher temperiert ist als die Umgebung, und da der Durchflusssensor nicht beheizt ist, kondensiert ein Teil der Feuchtigkeit des Beatmungsgases an den Innenflächen des Durchflusssensors. Dadurch kann sich im Sensor Feuchtigkeit ansammeln.During artificial respiration, the breathing gas supplied to the patient is varied in temperature upon inspiration and humidified to a predetermined level to make it more comfortable for the patient. Since the humidified ventilation gas is at a higher temperature than the environment and since the flow sensor is not heated, part of the moisture in the ventilation gas condenses on the inner surfaces of the flow sensor. This can cause moisture to accumulate in the sensor.
Daraus resultieren auf den vom Beatmungsgas benetzten Flächen nicht nur ein Beschlagen der Feuchtigkeit in kleinen Tröpfchen, sondern möglicherweise auch ein Flüssigkeitsfilm oder -reservoir im Strömungskanal des Durchflusssensors. Problematisch ist insbesondere, wenn sich Flüssigkeit derart ansammelt, dass sie die Bewegung des elastischen Körpers bzw. der elastischen Membran des Durchflusssensors beeinträchtigt. Denn dadurch wird die bei Anströmung zur Auslenkung des Körpers bzw. der Membran erforderliche Kraft erhöht und dadurch kann die Differenzdruckmessung negativ beeinflusst bzw. verfälscht werden.This results not only in small droplets of moisture on the surfaces wetted by the ventilation gas, but also possibly in a liquid film or reservoir in the flow channel of the flow sensor. It is particularly problematic when liquid accumulates in such a way that it impairs the movement of the elastic body or the elastic membrane of the flow sensor. As a result, the force required to deflect the body or the membrane when the flow occurs is increased and the differential pressure measurement can be negatively influenced or falsified as a result.
Im Stand der Technik wird auf verschiedene Art und Weisen versucht, diese Problematik zu vermeiden. In der
Die
Die
Die
In der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchflusssensor bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile zumindest teilweise überwindet, den Abfluss von Kondensat im und aus dem Strömungskanal verbessert bzw. optimiert, dadurch eine zuverlässige Messfunktion in allen räumlichen Lagen sicherstellt und eine einfache Konstruktion bietet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein System mit einem Durchflusssensor bereitzustellen, das eine möglichst fehlerfreie, zuverlässige Messung des Durchflusses durch den Durchflusssensor ermöglicht. Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Beatmungsgerät bereitzustellen, das ein verbessertes System zur Messung des Durchflusses aufweist und eine optimierte Handhabung bietet.It is therefore the object of the present invention to provide a flow sensor that at least partially overcomes the disadvantages mentioned above, improves or optimizes the outflow of condensate in and out of the flow channel, thereby ensuring a reliable measuring function in all spatial positions and offering a simple construction . A further object of the invention is to provide a system with a flow sensor that enables the flow through the flow sensor to be measured as reliably and error-free as possible. Yet another object of the invention is to provide a ventilator having an improved system for measuring flow and offering optimized handling.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 14 und 17 gelöst. Weitere Vorteile und mögliche Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These objects are solved by the subject matter of
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Durchflusssensor nach dem Differenzdruckprinzip mit einem Gehäuse, das einen ersten Gehäuseabschnitt, einen zweiten Gehäuseabschnitt und einen Strömungskanal entlang einer Strömungsbahn für ein Fluid durch den ersten und zweiten Abschnitt umfasst, einer Strömungswiderstandsanordnung im Strömungskanal, die zumindest an einem aus dem ersten Gehäuseabschnitt und dem zweiten Gehäuseabschnitt festgelegt ist, einer ersten Druckerfassungsverbindung und einer zweiten Druckerfassungsverbindung, und einer Kondensat-Abflussanordnung, die wenigstens einen Ablaufkanal aus dem Gehäuse heraus und mindestens einen Flussabschnitt aufweist, der dazu eingerichtet ist, einen Fluss von Kondensat außerhalb, vorzugsweise wenigstens teilweise strömungskanalumfangsmäßig, um den Strömungskanal zu dem Ablaufkanal zu ermöglichen.One aspect of the present invention relates to a flow sensor based on the differential pressure principle, having a housing that includes a first housing section, a second housing section, and a flow channel along a flow path for a fluid through the first and second sections, a flow resistance arrangement in the flow channel, which comprises at least one of the first housing portion and the second housing portion, a first pressure sensing connection and a second pressure sensing connection, and a condensate drain assembly having at least one drain channel out of the housing and at least one flow section adapted to allow a flow of condensate outside, preferably at least partially flow channel circumferential to allow flow channel to the drain channel.
Durch die besondere Ausgestaltung der Kondensat-Abflussanordnung ergibt sich eine zuverlässige Messfunktion des Durchflusssensors, weil der Abfluss von Kondensat optimiert ist. Das Kondensat bleibt dadurch nicht mehr im Strömungskanal zurück, sei es durch passives Ablaufen der Flüssigkeit durch den Kapillareffekt, mittels Schwerkraft oder durch aktives Absaugen bzw. Abpumpen der Flüssigkeit bei Einsatz einer Pumpe am Ablaufkanal. Die Gesamtkonstruktion ist einfach gehalten und ohne hohen Aufwand herstellbar. Insbesondere ermöglicht der Durchflusssensor eine flexible Verwendung, denn der Kondensatabfluss funktioniert im Wesentlichen unabhängig von der geometrischen Lage des Sensors.The special design of the condensate drain arrangement results in a reliable measuring function of the flow sensor because the condensate drain is optimized. As a result, the condensate no longer remains in the flow channel, either through passive draining of the liquid through the capillary effect, by gravity or through active suction or pumping out of the liquid when using a pump on the drain channel. The overall construction is kept simple and can be produced without great effort. In particular, the flow sensor enables flexible use, because the condensate drain works essentially independently of the geometric position of the sensor.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kondensat-Abflussanordnung axiale Kanäle bzw. Nuten im Strömungskanal aufweisen, wobei der zumindest eine Flussabschnitt sich an zumindest einen axialen Kanal anschließt. Axial bedeutet dabei, dass die Kanäle entlang des Strömungskanales verlaufen. Dies verbessert den Abfluss von Kondensat aus entfernten Bereichen des Strömungskanals. Da die axialen Kanäle bzw. Nuten in Ausführungsformen um den gesamten Umfang des Strömungskanals herum angeordnet sein können und das Kondensat von dort immer in einen senkrechten Flussabschnitt abfließen kann, ist eine nahezu beliebige Lage des Durchflusssensors im Raum möglich.In a preferred embodiment, the condensate drain arrangement can have axial channels or grooves in the flow channel, with the at least one flow section adjoining at least one axial channel. In this context, axial means that the channels run along the flow channel. This improves the drainage of condensate from distant areas of the flow channel. Since the axial channels or grooves can be arranged around the entire circumference of the flow channel in embodiments and the condensate can always flow from there into a vertical flow section, almost any position of the flow sensor in space is possible.
Gemäß einer weiteren, alternativen Ausführungsform sind der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt in einer Trennfugenebene aneinander gefügt, in der die Strömungswiderstandsanordnung angeordnet ist. Dies ergibt eine weitgehend symmetrische und damit einfache Konstruktion des Durchflusssensors. In anderen Worten ausgedrückt weist die Kondensat-Abflussanordnung mindestens einen Flussabschnitt auf, der von dem Strömungskanal zu mindestens einer Mündung mindestens eines Ablaufkanals an einer Außenseite des Gehäuses führt, wobei der Flussabschnitt wenigstens einen Teil der Strömungswiderstandsanordnung aufnimmt.According to a further, alternative embodiment, the first housing section and the second housing section are joined to one another in a joint plane in which the flow resistance arrangement is arranged. This results in a largely symmetrical and therefore simple construction of the flow sensor. In other words, the condensate drain arrangement has at least one flow section, which leads from the flow channel to at least one opening of at least one drain channel on an outside of the housing, the flow section receiving at least part of the flow resistance arrangement.
Weiterhin kann in vorteilhaften Ausführungsformen die Strömungswiderstandsanordnung senkrecht zur Strömungsbahn des Strömungskanals sein. Ein weiterer, bevorzugter Vorteil liegt dann vor, wenn der mindestens eine Flussabschnitt der Kondensat-Abflussanordnung in der Trennfugenebene liegt. Daraus resultiert ein besonders guter Ablauf, der zentral in der Trennfugenebene ist. Der Strömungskanal ist dabei frei von Vorsprüngen, Kanälen oder Nuten, woraus sich eine behinderungsfreie Strömung ergibt. Es ergibt sich dadurch beispielsweise eine einfache Konstruktion mit einem ersten Bauteil, das den ersten Gehäuseabschnitt mit der ersten Druckerfassungsverbindung aufweist, und einem zweiten Bauteil, das den zweiten Gehäuseabschnitt mit der zweiten Druckerfassungsverbindung aufweist. An dieser Stelle ist anzumerken, dass in anderen Ausführungsformen auch andere Konstruktionen mit mehr als zwei Bauteilen für den ersten und zweiten Gehäuseabschnitt möglich sind. Darüber hinaus können in weiteren Ausführungsformen der erste und zweite Gehäuseabschnitt auch integral, also einstückig, ausgebildet sein, beispielsweise nach einem 3D-Druck Herstellungsverfahren. Dabei kann auch die Strömungswiderstandsanordnung einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein.Furthermore, in advantageous embodiments, the flow resistance arrangement can be perpendicular to the flow path of the flow channel. Another preferred advantage is when the at least one flow section of the condensate drain arrangement lies in the plane of the parting line. This results in a particularly good drainage, which is central in the parting line level. The flow channel is free of projections, channels or grooves, resulting in an unobstructed flow. This results, for example, in a simple construction with a first component, which has the first housing section with the first pressure detection connection, and a second component, which has the second housing section with the second pressure detection connection. At this point it should be noted that other designs with more than two components for the first and second housing section are also possible in other embodiments. In addition, in other embodiments The first and second housing sections can also be formed integrally, i.e. in one piece, for example using a 3D printing manufacturing process. The flow resistance arrangement can also be designed in one piece with the housing.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Strömungswiderstandsanordnung mindestens eine flexible Klappe auf. Dabei kann die Strömungswiderstandsanordnung in weiteren Ausführungsformen einstückig ausgebildet sein. Sie kann beispielsweise eine Kunststofffolie, vorzugsweise aus PET, umfassen, die möglichst frei schwebend zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und dem zweiten Gehäuseabschnitt festgelegt ist bzw. gehalten wird. Beispielsweise kann die Dicke der Strömungswiderstandsanordnung 50 µm betragen, wobei die Breite der Trennfuge vorzugsweise 80 µm beträgt. In anderen Ausführungsformen kann die Kunststofffolie zwischen 20 µm und 200 µm dick sein und die Trennfuge zwischen 10 µm und 100 µm breit. Vorteilhafterweise ist die Dicke der Strömungswiderstandsanordnung über die gesamte Erstreckungsfläche im Wesentlichen konstant.In a preferred embodiment, the flow resistance arrangement has at least one flexible flap. In this case, the flow resistance arrangement can be formed in one piece in further embodiments. It can, for example, comprise a plastic film, preferably made of PET, which is fixed or held in a freely floating manner between the first housing section and the second housing section. For example, the thickness of the flow resistance arrangement can be 50 μm, with the width of the parting line preferably being 80 μm. In other embodiments, the plastic film can be between 20 μm and 200 μm thick and the parting line between 10 μm and 100 μm wide. The thickness of the flow resistance arrangement is advantageously essentially constant over the entire extension area.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Strömungswiderstandsanordnung im Wesentlichen in der Trennfugenebene festgelegt, vorzugsweise frei schwebend gehalten. Im Gegensatz zu einer festen Klemmung zwischen den Gehäuseabschnitten, bei der sich die Strömungswiderstandsanordnung, die als Folie ausgebildet sein kann, verwindet, wirken bei dieser Festlegung keine äußeren Kräfte auf die flexible Klappe der Strömungswiderstandsanordnung. Dies beugt Messungenauigkeiten vor. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Strömungswiderstandsanordnung eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, in die entsprechende Vorsprünge eingreifen, die auf dem ersten und/oder dem zweiten Gehäuseabschnitt ausgebildet sind. Die Strömungswiderstandsanordnung wird damit an ihren Ausnehmungen radial an den Vorsprüngen gehalten, wobei möglichst wenig axiale Kräfte auf die Strömungswiderstandsanordnung wirken. Es sind auch andere Haltemechanismen denkbar, die zu einer möglichst freischwebenden Lagerung der Strömungswiderstandsanordnung beitragen.In an advantageous embodiment, the flow resistance arrangement is essentially fixed in the plane of the parting line, preferably held in a freely floating manner. In contrast to a firm clamping between the housing sections, in which the flow resistance arrangement, which can be designed as a film, twists, no external forces act on the flexible flap of the flow resistance arrangement with this fixing. This prevents measurement inaccuracies. According to a further embodiment, the flow resistance arrangement has a plurality of recesses, into which corresponding projections, which are formed on the first and/or the second housing section, engage. The flow resistance arrangement is thus held radially at its recesses on the projections, with as few axial forces as possible acting on the flow resistance arrangement. Other holding mechanisms are also conceivable which contribute to the flow resistance arrangement being supported in a manner that is as free-floating as possible.
In einer Ausführungsform, die eine besonders gute Messfunktion aufweist, kann die flexible Klappe der Strömungswiderstandsanordnung lediglich an einer Seite angelenkt sein, nämlich auf der Seite, wo sich auch die erste sowie zweite Druckerfassungsverbindung befinden. Dadurch sind die Verwirbelungen bei einer normalen Strömung minimiert und treten kaum im Bereich der Öffnungen der Druckerfassungsverbindungen auf.In an embodiment that has a particularly good measuring function, the flexible flap of the flow resistance arrangement can only be hinged on one side, namely on the side where the first and second pressure-sensing connections are also located. As a result, the turbulence is minimized in a normal flow and hardly ever occurs in the area of the openings of the pressure detection connections.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Kondensat-Abflussanordnung mindestens eine wenigstens teilweise im Wesentlichen ringförmige bzw. strömungskanalumfangsförmige Ausnehmung um den Strömungskanal herum auf. Damit kann Kondensat aus dem mindestens einen Flussabschnitt in die ringförmige Ausnehmung fließen und anschließend durch einen Ablaufkanal nach außen geführt werden. Auch die ringförmige Ausnehmung trägt dazu bei, dass Kondensat unabhängig von der Orientierung des Sensors im Raum zuverlässig nach außen abgeführt werden kann. Zudem ist die Konstruktion einfach und leicht herzustellen.According to an advantageous embodiment, the condensate drain arrangement has at least one recess around the flow channel that is at least partially essentially ring-shaped or in the shape of the circumference of the flow channel. In this way, condensate can flow out of the at least one flow section into the annular recess and then be guided to the outside through a discharge channel. The ring-shaped recess also contributes to the fact that condensate can be reliably discharged to the outside, regardless of the orientation of the sensor in space. In addition, the construction is simple and easy to manufacture.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kondensat-Abflussanordnung mindestens ein Sammelbecken auf. Dadurch kann wirksam verhindert werden, dass Kondensat fälschlicherweise wieder zurück in den Strömungskanal fließt. Die Sammelbecken können bevorzugt in gleichmäßigen Abständen, d. h. äquidistant, beispielsweise an der ringförmigen Ausnehmung entlang des Umfangs des Strömungskanals angeordnet sein. So ist sichergestellt, dass das Kondensat sich sammelt und zuverlässig abgeführt werden kann. Es ist nicht notwendigerweise zwingend, dass die ringförmige Verbindung der Sammelbecken vollständig umfänglich vorhanden ist. Vielmehr kann es zweckmäßig sein, dass jeder Segmentabschnitt der Kondensat-Abflussanordnung entlang des Umfangs des Strömungskanals einen entsprechenden Ablaufkanal aufweist, so dass bei allen Orientierungen des Durchflusssensors im Raum ein zuverlässiges Ablaufen des Kondensats gewährleistet ist.In a further embodiment, the condensate drain arrangement has at least one collection basin. This can effectively prevent condensate from incorrectly flowing back into the flow channel. The reservoirs may preferably be evenly spaced, e.g. H. be arranged equidistantly, for example at the annular recess along the circumference of the flow channel. This ensures that the condensate collects and can be reliably discharged. It is not absolutely necessary that the ring-shaped connection of the collection basins is present all around the circumference. Rather, it can be expedient for each segment section of the condensate drain arrangement to have a corresponding drain channel along the circumference of the flow channel, so that reliable draining of the condensate is ensured for all orientations of the flow sensor in space.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Kondensat-Abflussanordnung symmetrisch zur Trennfugenebene auf dem ersten Gehäuseabschnitt und auf den zweiten Gehäuseabschnitt ausgebildet sein. Beispielsweise kann auf beiden Gehäuseabschnitten ein umlaufender Ring ausgebildet sein, der jeweils über mehrere senkrechte Flussabschnitte mit dem Strömungskanal verbunden ist. Damit kann in jedem der beiden Gehäuseabschnitte oder auch nur in einem Gehäuseabschnitt eine Kondensat-Abflussanordnung ausgebildet sein. Ähnliches gilt für die axialen Kanäle, die Teil der Kondensat-Abschlussanordnung sein können: es kann der erste und/oder der zweite Gehäuseabschnitt eine derartige Axialkanalanordnung umfassen, die entsprechend über ein oder mehrere senkrechte Flussabschnitte mit den Umfangsabschnitten und dem einen oder mehreren Ablaufkanälen verbunden ist.According to a further preferred embodiment, the condensate drain arrangement can be formed symmetrically to the plane of the parting line on the first housing section and on the second housing section. For example, a circumferential ring can be formed on both housing sections, which is connected to the flow channel via a plurality of vertical flow sections. A condensate drain arrangement can thus be formed in each of the two housing sections or only in one housing section. The same applies to the axial channels, which can be part of the condensate shut-off arrangement: the first and/or the second housing section can comprise such an axial channel arrangement, which is correspondingly connected to the peripheral sections and the one or more outlet channels via one or more vertical flow sections .
In bevorzugten Ausführungsformen ist an dem wenigstens einen Ablaufkanal eine Absaugpumpe angeordnet. Die Verwendung einer Absaugpumpe ermöglicht auch dann eine zuverlässige Absaugfunktion von Kondensat aus dem Durchflusssensor, wenn durch die geometrische Position eines Ablaufkanals nicht vollständig ein Ablaufen des Kondensats mittels Schwerkraft gegeben ist. Es können auch mehrere Absaugpumpen vorhanden sein, die jeweils an einem Ablaufkanal angeordnet sind.In preferred embodiments, a suction pump is arranged on the at least one outflow channel. The use of a suction pump enables a reliable suction function of condensate from the flow sensor even if the geometric position of a Drain channel is not completely given a drainage of the condensate by gravity. There can also be several suction pumps, each of which is arranged on a discharge channel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Ablaufkanal in einem Ablaufrohr angeordnet ist, das in einem beliebigen Winkel von der Umfangsfläche des Gehäuses absteht. Dies erhöht die Flexibilität der Konstruktion.According to a further embodiment, the at least one discharge channel is arranged in a discharge pipe, which protrudes at any angle from the peripheral surface of the housing. This increases the flexibility of the design.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Sensorsystem zur Differenzdruckmessung einen Durchflusssensor, der folgende Merkmale aufweist: ein Gehäuse, das einen Strömungskanal entlang einer Strömungsbahn für ein Fluid umfasst, eine Strömungswiderstandsanordnung im Strömungskanal, eine erste Druckerfassungsverbindung und eine zweite Druckerfassungsverbindung, und eine Kondensat-Abflussanordnung, die wenigstens einen Ablaufkanal aus dem Gehäuse heraus aufweist. Das Sensorsystem umfasst des Weiteren mindestens eine Pumpenanordnung an mindestens einem Ablaufkanal, die dazu eingerichtet ist, in der Kondensat-Abflussanordnung vorhandene Flüssigkeit wahlweise aus dem Durchflusssensor zu entfernen. Die Pumpenanordnung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Pumpen, die dazu eingerichtet sind, die angesammelte Flüssigkeit aus der Kondensat-Abflussanordnung abzusaugen. Insbesondere kommt es hier darauf an, dass die Pumpe eine ausreichende Saug- bzw. Transportleistung aufweist und für die Anwendung im medizinischen Bereich geeignet ist. Die Pumpenanordnung kann dabei direkt am Ablaufkanal lösbar angeordnet sein oder mit diesem über eine Schlauchverbindung lösbar verbunden sein. Die Pumpenanordnung kann neben der Pumpe bzw. den Pumpen an sich ein oder mehrere, vorzugsweise abnehmbare, Reservoire oder Behälter aufweisen, die dazu dienen, die entfernte abgesaugte Flüssigkeit aufzunehmen. Alternativ kann die Pumpenanordnung einen Abfluss aufweisen.According to a further aspect of the present invention, a sensor system for differential pressure measurement comprises a flow sensor having the following features: a housing comprising a flow channel along a flow path for a fluid, a flow resistance arrangement in the flow channel, a first pressure-sensing connection and a second pressure-sensing connection, and a condensate - Drainage arrangement comprising at least one drainage channel out of the housing. The sensor system also includes at least one pump arrangement on at least one outflow channel, which is set up to selectively remove liquid present in the condensate outflow arrangement from the flow sensor. The pump assembly preferably includes one or more pumps configured to suck the accumulated liquid out of the condensate drain assembly. It is particularly important here that the pump has sufficient suction or transport capacity and is suitable for use in the medical field. The pump arrangement can be detachably arranged directly on the discharge channel or can be detachably connected to it via a hose connection. In addition to the pump or pumps themselves, the pump arrangement can have one or more, preferably removable, reservoirs or containers which are used to receive the removed liquid that has been sucked out. Alternatively, the pump arrangement can have a drain.
An dieser Stelle ist anzumerken, dass die Abpumpfunktion der Pumpenanordnung die Messung durch den Durchflusssensor nicht beeinträchtigt. Ein aktives oder alternativ ein passives Abführen von Kondensat-Flüssigkeit aus der Kondensat-Abschlussanordnung hat demnach keinen negativen Einfluss auf die Funktion des Durchflusssensors.At this point it should be noted that the pumping function of the pump arrangement does not affect the measurement by the flow sensor. Accordingly, an active or alternatively a passive removal of condensate liquid from the condensate closure arrangement has no negative influence on the function of the flow sensor.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Sensorsystems ist die Kondensat-Abflussanordnung zumindest teilweise um den Strömungskanal angeordnet und dazu eingerichtet ist, einen Fluss von Kondensat um den Strömungskanal und außerhalb des Strömungskanals zu ermöglichen. Dies ermöglicht eine zuverlässige Abpumpfunktion von angesammelter Flüssigkeit aus der Kondensat-Abschlussanordnung und trägt damit zur Sicherstellung einer ordentlichen Durchflussmessung bei. In anderen Worten ausgedrückt ist die Kondensat-Abflussanordnung am Außenumfang des Strömungskanals wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig, ausgebildet.In a preferred embodiment of the sensor system, the condensate drain arrangement is arranged at least partially around the flow channel and is adapted to allow a flow of condensate around the flow channel and outside of the flow channel. This allows for reliable pumping of accumulated liquid from the condensate shut-off assembly, thereby helping to ensure proper flow measurement. In other words, the condensate drain arrangement is formed at least partially, preferably completely, on the outer circumference of the flow channel.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Durchflusssensor genau ein Ablaufrohr mit Ablaufkanal auf, das radial gegenüber der ersten Druckerfassungsverbindung und der zweiten Druckerfassungsverbindung angeordnet ist, wobei die Pumpenanordnung an dem genau einen Ablaufrohr angeordnet ist. In anderen Worten ausgedrückt befindet sich der Ablaufkanal relativ zu einer imaginären Achse, die entlang des Mittelpunktes des Strömungskanales verläuft, gegenüberliegend, bevorzugt diametral gegenüberliegend. Dies sorgt beispielsweise für einen optimierten Flüssigkeitsabtransport in dem Fall, in dem der Durchflusssensor derart räumlich angeordnet ist, dass die Druckerfassungsverbindungen im Wesentlichen senkrecht nach oben, entgegen der Schwerkraftrichtung, zeigen und der Ablaufkanal damit im Wesentlichen auf der Unterseite des Durchflusssensors angeordnet ist. Dadurch wird das Abführen von Flüssigkeit durch die Schwerkraft zusätzlich durch das Abpumpen mittels Pumpenanordnung unterstützt.In a further advantageous embodiment, the flow sensor has precisely one discharge pipe with discharge channel, which is arranged radially opposite the first pressure detection connection and the second pressure detection connection, the pump arrangement being arranged on exactly one discharge pipe. In other words, the discharge channel is opposite, preferably diametrically opposite, relative to an imaginary axis running along the center point of the flow channel. This ensures, for example, an optimized liquid removal in the case in which the flow sensor is spatially arranged in such a way that the pressure detection connections point essentially vertically upwards, against the direction of gravity, and the outflow channel is thus arranged essentially on the underside of the flow sensor. As a result, the removal of liquid by gravity is additionally supported by pumping out by means of a pump arrangement.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung zur künstlichen Beatmung eines Patienten mit einer Beatmungsgasquelle, einer zwischen der Beatmungsgasquelle und einem patientenseitigen, proximalen Ende verlaufenden Beatmungsleitungsanordnung, einer Ventilanordnung, umfassend ein Inspirationsventil und ein Exspirationsventil, einer Durchflusssensoranordnung zur quantitativen Erfassung eines Gasflusses in der Beatmungsleitungsanordnung, umfassend wenigstens einen Durchflusssensor, einer Druckveränderungsanordnung zur Veränderung des Gasdrucks des in der Beatmungsleitungsanordnung strömenden Gases, und mit einer Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Druckveränderung Anordnung auf Basis von Messsonden der Durchflusssensor Anordnung zu steuern, wobei die Beatmungsvorrichtung des Weiteren ein Sensorsystem wie vorstehend beschrieben am patientenseitigen, proximalen Ende aufweist.A further aspect of the present invention relates to a ventilation device for the artificial ventilation of a patient with a ventilation gas source, a ventilation line arrangement running between the ventilation gas source and a patient-side, proximal end, a valve arrangement comprising an inspiration valve and an expiration valve, a flow sensor arrangement for quantitatively detecting a gas flow in the Ventilation line arrangement, comprising at least one flow sensor, a pressure change arrangement for changing the gas pressure of the gas flowing in the ventilation line arrangement, and having a control device which is set up to control the operation of the pressure change arrangement on the basis of measuring probes of the flow sensor arrangement, the ventilation device furthermore a sensor system as described above at the patient-side, proximal end.
In weiteren Ausführungsformen können derartige Beatmungsvorrichtungen mehr als einen Durchflusssensor aufweisen, nämlich mindestens einen distalen, patientenferneren Durchflusssensor und einen proximalen, patientennäheren Sensor. Wenigstens der proximale Durchflusssensor ist wie vorstehend beschrieben ausgebildet.In further embodiments, such ventilation devices can have more than one flow sensor, namely at least one distal flow sensor further away from the patient and a proximal sensor closer to the patient. At least the proximal flow sensor is designed as described above.
Durch die Integration des Sensorsystems mit Pumpenanordnung in die Beatmungsvorrichtung ergibt sich die Möglichkeit, eine intelligente Abpumpfunktion in die Steuereinrichtung der Beatmungsvorrichtung zu integrieren: die Steuereinrichtung ist demnach derart eingerichtet, dass ein Signal zum Abpumpen nur dann gegeben wird, wenn sich in dem Durchflusssensor Flüssigkeit befindet. Ein derartiger Zustand wird dadurch erfasst, dass ein Unterschied zwischen einer Durchflussmessung bei einem vorbestimmten Druck am proximalen Durchflusssensor und einer Durchflussmessung am distalen Durchflusssensor ermittelt wird und ein entsprechendes Signal ausgegeben wird, wenn dieser Unterschied einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert zeigt dann an, dass eine bestimmte Menge an Flüssigkeit sich im proximalen Durchflusssensor angesammelt hat. Folglich gibt bei Empfang dieses Signals die Steuereinrichtung den Befehl zum Abpumpen an die Pumpenanordnung des proximalen Durchflusssensors.The integration of the sensor system with a pump arrangement in the ventilation device makes it possible to integrate an intelligent pumping function into the control device of the ventilation device: the control device is therefore set up in such a way that a signal for pumping out is only given when there is liquid in the flow sensor . Such a state is detected in that a difference between a flow measurement at a predetermined pressure at the proximal flow sensor and a flow measurement at the distal flow sensor is determined and a corresponding signal is output when this difference exceeds a certain limit value. This limit then indicates that a certain amount of liquid has accumulated in the proximal flow sensor. Consequently, upon receipt of this signal, the controller will command the pump assembly of the proximal flow sensor to pump down.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen:
-
1 eine perspektivische Längsschnittansicht durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflusssensors längs einer Schnittebene ist, die die Strömungsbahn und die Mittelachsen von Druckerfassungsverbindung des Durchflusssensors enthält; -
2 eine perspektivische Längsschnittansicht des Durchflusssensors aus1 ist, wobei die Vertikalachse um 90° gedreht ist; -
3 eine Detailansicht des in1 gestrichelten Bereichs ist; -
4 eine perspektivische Explosionsansicht des Durchflusssensors aus1 ist; -
5 eine perspektivische Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflusssensors längs einer Schnittebene ist, die die Strömungsbahn und die Mittelachsen von Druckerfassungsverbindung des Durchflusssensors enthält; -
6 eine perspektivische Längsschnittansicht des Durchflusssensors aus5 ist, wobei die Vertikalachse um 90° gedreht ist; -
7 eine Detailansicht des in5 gestrichelten Bereichs ist; -
8 eine perspektivische Explosionsansicht des Durchflusssensors aus5 ist; und -
9 eine Beatmungsvorrichtung mit einem Durchflusssensor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
1 Figure 12 is a longitudinal sectional perspective view through an embodiment of the flow sensor of the present invention along a sectional plane containing the flow path and central axes of the pressure sensing junction of the flow sensor; -
2 a perspective longitudinal sectional view of theflow sensor 1 with the vertical axis rotated 90°; -
3 a detailed view of the in1 dashed area; -
4 Figure 12 shows an exploded perspective view of theflow sensor 1 is; -
5 Figure 12 is a longitudinal sectional perspective view through another embodiment of the flow sensor of the present invention along a sectional plane containing the flow path and central axes of the pressure sensing junction of the flow sensor; -
6 a perspective longitudinal sectional view of theflow sensor 5 with the vertical axis rotated 90°; -
7 a detailed view of the in5 dashed area; -
8th Figure 12 shows an exploded perspective view of theflow sensor 5 is; and -
9 shows a ventilator with a flow sensor according to the present invention.
Das Gehäuse 2 des Durchflusssensors 1 definiert einen Strömungskanal 7, der das Gehäuse 2 längs einer in der dargestellten Ausführungsform geradlinigen Strömungsbahn 8 vollständig durchsetzt. Die Strömungsbahn 8 ist hier demnach eine Strömungsachse, was nicht notwendigerweise der Fall sein muss. Die Strömungsbahn 8 kann abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch einen gekrümmten Verlauf aufweisen.The
Innerhalb des Strömungskanals 7 weisen der erste Gehäuseabschnitt 3 und der zweite Gehäuseabschnitt 5 jeweils ein Strömungsleitelement 10 auf, das jeweils zu dem ersten bzw. zweiten Flansch 4, 6 entfernt angeordnet und dazu eingerichtet ist, innerhalb des Strömungskanals 7 für eine möglichst gleichmäßige Fluidströmung zu sorgen. Dabei ist anzumerken, dass die Ausdehnung des Strömungsleitelements 10 in Axialrichtung nur so weit verläuft, dass sich im messerelevanten Bereich des Strömungskanals 7 keine Verwirbelungen ergeben.Within the
Der erste Gehäuseabschnitt 3 sowie der zweite Gehäuseabschnitt 5 weisen im Bereich des ersten bzw. zweiten Flansches 4, 6 jeweils einen Anschlussstutzen auf. Der Anschlussstutzen des ersten Gehäuseabschnitts 3 umfasst eine erste Druckerfassungsverbindung 11 und der Anschlussstutzen des zweiten Gehäuseabschnitts 5 umfasst eine zweite Druckerfassungsverbindung 13, die in der hier dargestellten Ausführungsform jeweils senkrecht zur Strömungsbahn 8 und parallel zur Ebene der Trennfuge 12 ausgerichtet sind. Die erste Drukkerfassungsverbindung 11 und die zweite Druckerfassungsverbindung 13 münden in den Strömungskanal 7, so dass ein im Strömungskanal 7 herrschender Druck über entsprechende (nicht dargestellte) Leitungen zu (ebenfalls nicht dargestellten) Drucksensoren übertragen und dort erfasst werden kann.The
Der Strömungskanal 7 weist im Wesentlichen eine zylindrische Form auf, wobei er in Richtung der Trennfuge 12 einen größeren Durchmesser aufweist als weiter außen zum Rohrabschnitt des Gehäuses 2 hin. Im Bereich der Öffnungen der ersten bzw. zweiten Druckerfassungsverbindung 11, 13 weist der Durchmesser des Strömungskanals 7 demnach einen grö-ßeren Wert auf.The
Der erste Gehäuseabschnitt 3 und der zweite Gehäuseabschnitt 5 sind jeweils außen doppelwandig ausgeführt und umfassen ein Außenrohr 14 sowie ein Innenrohr 15, wobei zwischen Außenrohr 14 und Innenrohr 15 ein Zwischenraum 16 ausgebildet ist. Um Verwechslungen bzw. ein falsches Anschließen des Durchflusssensors 1 bei einer medizinischen Verwendung zu vermeiden, sind die Außendurchmesser des ersten Gehäuseabschnitts 3 und des zweiten Gehäuseabschnitts 5 unterschiedlich.The
In der Ebene der Trennfuge 12 ist eine Strömungswiderstandsanordnung 9 angeordnet, die in den Figuren in ihrer Ruhestellung, als unbelastet von einer Fluidströmung im Strömungskanal 7 als ebenes Gebilde mit einer Erstreckungsebene orthogonal zur Strömungsbahn 8, dargestellt ist. Die Strömungswiderstandsanordnung 9 umfasst eine flexible Klappe 21, die im Wesentlichen kreisrund geformt und in einem in
Die Festlegung der Strömungswiderstandsanordnung 9 in der Ebene der Trennfuge 12 erfolgt derart, dass die Strömungswiderstandsanordnung 9 sozusagen frei schwebend in der Ebene zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 3 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 5 angeordnet ist. Dazu weist die Strömungswiderstandsanordnung 9 an ihrem äußeren Umfang Ausnehmungen auf, die auf Vorsprüngen 19 aufsitzen, die in der dargestellten Ausführungsform am zweiten Flansch 6 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 19 dienen damit als radialer Anschlag nach außen, damit sich die Strömungswiderstandsanordnung 9 in der Ebene der Trennfuge 12 nicht bewegen kann. Die Festlegung der Strömungswiderstandsanordnung 9 in axialer Richtung wird durch die Trennfuge 12 bewirkt. Es erfolgt jedoch keine Klemmung der Strömungswiderstandsanordnung 9 durch das Aufeinanderdrücken der beiden Flansch 4, 6. Vielmehr kann sich die Strömungswiderstandsanordnung 9 durch die geometrischen Abmessungen der Trennfuge 12 ganz leicht in Axialrichtung bewegen. Diese Bewegung beeinflusst jedoch nicht die Durchflussmessung, insbesondere deshalb, weil sich bei einer Fluidströmung im Wesentlichen nur die flexible Klappe 21 druckrelevant in Axialrichtung bewegt bzw. auslenkt.The
Wie in der Einleitung bereits ausgeführt, kann das Ansammeln von Kondensat innerhalb des Strömungskanals 7 und insbesondere auf der Strömungswiderstandsanordnung 9 zu einer Verfälschung der Druckdifferenzmessung führen. Zu diesem Zweck weist der erfindungsgemäße Durchflusssensor 1 eine Kondensat-Abflussanordnung 20 auf, die um den Strömungskanal 7 herum im Bereich der Trennfuge 12 angeordnet ist. Wie vorstehend beschrieben ist die Breite der Trennfuge 12 angrenzend an den Strömungskanal 7 größer als die Dicke der Strömungswiderstandsanordnung 9, so dass sich ein Flussabschnitt 25 ergibt, entlang dessen Kondensat, das sich auf der Strömungswiderstandsanordnung 9 beispielsweise durch Tropfen oder einen Film abgesetzt hat, radial nach außen abfließen kann. Dieses Kondensat fließt in einen Hohlraum 20 der Kondensat-Abflussanordnung hinein, der in der vorgestellten Ausführungsform als Ring in einem vorbestimmten Abstand um den Strömungskanal 7 herum ausgebildet ist. Das Abfließen von Kondensat durch den Flussabschnitt 25 zwischen Strömungskanal 7 und dem Hohlraum 20 kann entlang des gesamten Umfangs erfolgen, und deshalb ist die Kondensat-Abflussanordnung in nahezu jeder Orientierung des Durchflusssensors 1 im Raum wirksam.As already explained in the introduction, the accumulation of condensate within the
Damit das sich in dem Hohlraum angesammelte Kondensat nach außen abfließen kann, weist die Kondensat-Abflussanordnung 20 einen Ablaufkanal 18 auf, der über ein Ablaufrohr 17 nach außen mündet. An diesem Ablaufrohr 17 kann zur Unterstützung des Ablaufens bzw. zum Absaugen des Kondensats eine (nicht dargestellte) Pumpe angeordnet sein. In der in
Des Weiteren lässt sich der
In
Das Kondensat, das sich im Strömungskanal 7 aus dem Fluid an der Strömungswiderstandsanordnung 9 anlagert, läuft innerhalb der Trennfuge 12 in dem Flussabschnitt der Kondensat-Abflussanordnung 20 in den ringförmigen Hohlraum, aus dem der Ablaufkanal 18 wie vorstehend beschrieben nach außen läuft. Damit kein Kondensat aus der Kondensat-Abflussanordnung 20 zurück in den Strömungskanal 7 laufen kann, kann die Kondensat-Abflussanordnung 20 ein oder mehrere Sammelbecken aufweisen, die sich beispielsweise äquidistant um den Umfang entlang des ringförmigen Hohlraums erstrecken. Des Weiteren ist es möglich, dass sich ein Ablaufkanal 18 mit entsprechendem Ablaufrohr 17 auch in dem ersten Gehäuseabschnitt 3 befindet, wodurch die Ablaufleistung der Kondensat-Abflussanordnung erhöht wird.The condensate that accumulates in the
In
Die Beatmungsvorrichtung 100 weist ein Gerätegehäuse 114 auf, in dem - von außen wegen des blickdichten Gehäusematerials nicht erkennbar - eine Druckveränderungsanordnung 116 und eine Steuereinrichtung 118 aufgenommen sind.The
Die Druckveränderungsanordnung 116 ist in an sich bekannter Weise aufgebaut und weist eine Beatmungsgasquelle 115 in Gestalt einer Pumpe, eines Verdichters oder eines Gebläses auf, die jeweils lastveränderlich ansteuerbar sind und daher nicht nur der Einleitung von Beatmungsgas in die Beatmungsvorrichtung, sondern auch der Änderung des Drucks des eingeleiteten Beatmungsgases dienen. Die Beatmungsgasquelle 115 (Gasquelle 115) kann alternativ auch durch einen Druckbehälter gebildet sein, welcher an das Gerätegehäuse 114 der Beatmungsvorrichtung 100 anschließbar ist. Die Druckveränderungsanordnung 116 kann die Gasquelle 115 und gegebenenfalls zusätzlich - oder im Falle eines unter Druck stehenden Gasvorrats als Gasquelle alternativ - ein Reduzierventil und dergleichen aufweisen. Weiter weist die Beatmungsvorrichtung 100 in an sich bekannter Weise ein Inspirationsventil 120 und ein Exspirationsventil 122 auf.The pressure change arrangement 116 is constructed in a manner known per se and has a ventilation gas source 115 in the form of a pump, a compressor or a blower, each of which can be controlled in a load-changing manner and therefore not only the introduction of ventilation gas into the ventilation device, but also the change in pressure of the introduced ventilation gas. The ventilation gas source 115 (gas source 115) can alternatively also be formed by a pressure vessel which can be connected to the
Die Steuereinrichtung 118 ist üblicherweise als Computer oder Mikroprozessor realisiert. Sie umfasst eine in
Zur Eingabe von Daten in die Beatmungsvorrichtung 100 bzw. genauer in die Steuereinrichtung 118 weist die Beatmungsvorrichtung 100 einen Dateneingang 124 auf, welcher in dem in
Zur Ausgabe von Daten an den behandelnden Therapeuten kann die Beatmungsvorrichtung 100 ein Ausgabegerät 128 aufweisen, im dargestellten Beispiel einen Bildschirm.In order to output data to the treating therapist, the
Zur künstlichen Beatmung ist der Patient 112 mit der Druckveränderungsanordnung 116 über eine Beatmungsleitungsanordnung 130 verbunden. Der Patient 112 ist hierfür intubiert.The
Die Beatmungsleitungsanordnung 130 weist außerhalb des Gerätegehäuses 114 einen Inspirationsschlauch 132 auf. Der Inspirationsschlauch 132 kann unterbrochen sein und einen ersten Inspirationsteilschlauch 134 und einen zweiten Inspirationsteilschlauch 136 aufweisen, zwischen welchen eine Konditionierungseinrichtung 138 zur gezielten Befeuchtung und gegebenenfalls auch Temperierung des dem Patienten 112 zugeführten frischen Beatmungsgases vorgesehen sein kann. Die Konditionierungseinrichtung 138 kann mit einem externen Flüssigkeitsvorrat 140 verbunden sein, über den Wasser zur Befeuchtung oder auch ein Medikament, etwa zur Entzündungshemmung oder zur Erweiterung der Atemwege, dem Beatmungsgas zugeführt werden kann.The
Die Beatmungsleitungsanordnung 130 weist das Exspirationsventil 122 und weiter einen Exspirationsschlauch 142 auf, über welchen verstoffwechseltes Beatmungsgas aus der Lunge des Patienten 112 in die Atmosphäre abgeblasen wird.The
Der Inspirationsschlauch 132 ist mit dem Inspirationsventil 120 gekoppelt, der Exspirationsschlauch 142 mit dem Exspirationsventil 122. Von den beiden Ventilen ist jeweils nur eines gleichzeitig zum Durchlass einer Gasströmung geöffnet. Die Betätigungssteuerung der Ventile 120 und 122 erfolgt ebenfalls durch die Steuereinrichtung 118.The
Die Steuereinrichtung 118, ist dazu ausgebildet, Beatmungs-Betriebsparameter, die den Beatmungsbetrieb der Beatmungsvorrichtung 100 kennzeichnen, während des Beatmungsbetriebs wiederholt zu aktualisieren bzw. zu ermitteln, um sicherzustellen, dass der Beatmungsbetrieb zu jedem Zeitpunkt möglichst optimal auf den jeweils zu beatmenden Patienten 112 abgestimmt ist. Hierzu ist die Beatmungsvorrichtung 100 mit einem oder mehreren Sensoren datenübertragungsmäßig verbunden, welche den Zustand des Patienten oder/und den Betrieb der Beatmungsvorrichtung überwachen.The
Einer dieser Sensoren ist ein proximaler Durchflusssensor 1, welcher in einem Y-Verbindungsstück 145 die dort in der Beatmungsleitungsanordnung 130 herrschende Beatmungsgas-Strömung erfasst. Der Durchflusssensor 1 kann mittels einer Sensor-Leitungsanordnung 146 mit den Eingangsanschlüssen 126 der Steuereinrichtung 118 gekoppelt sein. Die Sensor-Leitungsanordnung 146 kann, muss jedoch nicht, elektrische Signalübertragungsleitungen umfassen. Sie kann ebenso Schlauchleitungen 143 aufweisen, die den in Strömungsrichtung beiderseits des Durchflusssensors 1 herrschenden Gasdruck an die Eingangsanschlüsse 126 übertragen, wo diese von Drucksensoren 127 quantifiziert werden. Der Durchflusssensor 1 ist ein wie vorstehend beschriebener Differenzdruck-Durchflusssensor.One of these sensors is a
Im Gerätegehäuse 114 ist ein weiterer Durchflusssensor 147 vorgesehen, welcher aufgrund seiner größeren Entfernung vom Patienten 112 als distaler Durchflusssensor 147 bezeichnet ist.A
Aufgrund des Ortes seiner Anbringung in dem Y-Verbindungsstück 145 ist der proximale Durchflusssensor 1 im Gegensatz zum distalen Durchflusssensor 147 grundsätzlich auch in der Lage, den Fluss von exspiratorischem Beatmungsgas durch den Exspirationsschlauch 142 zu erfassen.Due to the location of its attachment in the Y-
Die korrekte Funktion der Durchflusssensoren 1 und 147 ist für den korrekten Betrieb der Beatmungsvorrichtung 10 und somit für die Gesundheit des Patienten 112 wesentlich.The correct function of the
Es hat sich im Betrieb gezeigt, dass gerade der proximale Durchflusssensor 1 aufgrund seiner Nähe zum Patienten 112 einem größeren Fehlerrisiko unterliegt als der distale Durchflusssensor 147. Der proximale Durchflusssensor 1, durch den auch exspiratorisches Beatmungsgas strömt, ist beispielsweise stärker als der distale Durchflusssensor 147 durch im Beatmungsgas enthaltene Feuchtigkeit belastet. Dies gilt umso mehr, wenn der distale Durchflusssensor 147 wie im vorliegenden Beispiel der
Signale von proximalem Durchflusssensor 1 und distalen Durchflusssensor 147 werden in Steuereinrichtung 118 ausgewertet. Ergibt sich beispielsweise zwischen der Messung aus dem proximalen Durchflusssensor 1 und der Messung aus dem distalen Durchflusssensor 147 eine Differenz, die einen bestimmten Grenzwert überschreitet, erkennt die Steuereinrichtung 118 darin ein Vorhandensein von zu viel Flüssigkeit im proximalen Durchflusssensor 1 und initiiert durch das Ausgeben eines entsprechenden Signals an die Pumpenanordnung des proximalen Durchflusssensors 1, dass die Flüssigkeit aus diesem durch Absaugen bzw. Abpumpen mittels der Pumpenanordnung entfernt wird. Zusätzlich kann ein akustisches oder visuelles Alarmsignal auf dem Ausgabegerät 128 der Beatmungsvorrichtung 100 ausgegeben werden, so dass eine Bedienperson immer über den aktuellen Betriebszustand des Gerätes informiert ist.Signals from the
Mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand wird ein Durchflusssensor bereitgestellt, der den Abfluss von Kondensat im Strömungskanal verbessert bzw. optimiert, dadurch eine zuverlässige Messfunktion in allen räumlichen Lagen sicherstellt und eine einfache Konstruktion bietet.With the object according to the invention, a flow sensor is provided which improves or optimizes the outflow of condensate in the flow channel, thereby ensuring a reliable measuring function in all spatial positions and offering a simple construction.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Durchflusssensorflow sensor
- 22
- GehäuseHousing
- 33
- erster Gehäuseabschnittfirst housing section
- 44
- erster Flanschfirst flange
- 55
- zweiter Gehäuseabschnittsecond housing section
- 66
- zweiter Flanschsecond flange
- 77
- Strömungskanalflow channel
- 88th
- Strömungsbahnflow path
- 99
- Strömungswiderstandsanordnung/flexible KlappeDrag assembly/flexible flap
- 1010
- Strömungsleitelementflow guide element
- 1111
- erste Druckerfassungsverbindungfirst pressure sensing connection
- 1212
- Trennfugeparting line
- 1313
- zweite Druckerfassungsverbindungsecond pressure sensing connection
- 1414
- Außenrohrouter tube
- 1515
- Innenrohrinner tube
- 1616
- Zwischenraumspace
- 1717
- Ablaufrohrdrain pipe
- 1818
- Ablaufkanaldrain channel
- 1919
- Vorsprunghead Start
- 2020
- Kondensat-Abflussanordnungcondensate drain arrangement
- 2121
- flexible Klappeflexible flap
- 2222
- Ausnehmungrecess
- 2323
- Aussparungrecess
- 2424
- axialer Kanalaxial canal
- 2525
- Flussabschnittriver section
- 100100
- Beatmungsvorrichtungventilation device
- 112112
- Patientpatient
- 113113
- Gestellframe
- 114114
- Gerätegehäusedevice housing
- 115115
- Beatmungsgasquelleventilation gas source
- 116116
- Druckveränderungsanordnungpressure change arrangement
- 118118
- Steuereinrichtungcontrol device
- 120120
- Inspirationsventilinspiratory valve
- 122122
- Exspirationsventilexpiratory valve
- 124124
- Dateneingangdata input
- 126126
- Eingangsanschlussinput port
- 127127
- Drucksensorpressure sensor
- 128128
- Ausgabegerätoutput device
- 130130
- Beatmungsleitungsanordnungbreathing line arrangement
- 132132
- Inspirationsschlauchinspiratory tube
- 134134
- erster Inspirationsteilschlauchfirst inspiratory tube
- 136136
- zweiter Inspirationsteilschlauchsecond inspiratory tube
- 138138
- Konditionierungseinrichtungconditioning device
- 140140
- Flüssigkeitsvorratliquid supply
- 142142
- Exspirationsschlauchexpiratory tube
- 143143
- Schlauchleitungenhose lines
- 145145
- Y-VerbindungsstückY connector
- 146146
- Sensor-LeitungsanordnungSensor Wiring Arrangement
- 147147
- distaler Durchflusssensordistal flow sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- US 20210162151 A1 [0008]US20210162151A1 [0008]
- DE 4034176 A1 [0009]DE 4034176 A1 [0009]
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