DE112015004030T5

DE112015004030T5 - Strömungsgeschwindigkeit-steuergerät und blutdruckmessgerät

Info

Publication number: DE112015004030T5
Application number: DE112015004030.7T
Authority: DE
Inventors: Hironori Sato; Hiroyuki Kinoshita; Toshihiko Ogura; Takeshi Kubo; Yoshihiko Sano; Gaku HASEGAWA
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2017-05-18
Also published as: WO2016035441A1; US20170156603A1; US11020012B2; CN106795976A; JP6379886B2; CN106795976B; JP2016053394A

Abstract

Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät der vorliegenden Erfindung für ein Muster- bzw. Probe-Magnetventil, welches im Wesentlichen die gleiche Charakteristik wie ein Magnetventil (233) besitzt, speichert eine Korrelationsspeichereinheit (251) eine Korrelation zwischen einer Strömungsstartpunkt-Spannung, bei welcher ein Fluid durch das Probe-Magnetventil zu strömen beginnt, und einer Grenzspannung, bei welche das Probe-Magnetventilvöllig geöffnet ist. Wenn die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids gestartet wird, ändert die Steuereinheit (201) die treibende Spannung des Magnetventils (233) und erhält die treibende Spannung zu der Zeit, wenn eine Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit den Start des Strömens des Fluids, als die Strömungsstartpunkt-Spannung detektiert. Basierend auf der Strömungsstartpunkt-Spannung des Magnetventils (233), benutzt die Steuereinheit (201) die Korrelation für das Probe-Magnetventil, um die Grenzspannung zu erhalten, bei welcher das Magnetventil durch die Umwandlung völlig geöffnet ist. Dann stellt die Steuereinheit (201) die treibende Spannung des Magnetventils (233), innerhalb eines Bereiches zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung, ein.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, und spezieller ausgedrückt betrifft sie ein Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, welches eine Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids mit einem Magnetventil steuert.
Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Blutdruckmessgerät, welches ein derartiges Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät beinhaltet.
Hintergrund des Standes der Technik
Herkömmlich sind, wie dies zum Beispiel in der Patentliteratur 1 ( JP H6-245911A ) offenbart wird, Blutdruckmessgeräte bekannt, welche eine Strömungsgeschwindigkeit von Luft überwachen, welche als ein Fluid dient, wobei ein Magnetventil benutzt wird, und dadurch den Druck einer Manschette (oder, genauer ausgedrückt, den Druck eines Fluidbalges in der Manschette) justieren, um die Blutströmung an einem Messort zu begrenzen.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP H6-245911A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist häufig der Fall, dass dieser Typ des Blutdruckmessgerätes einen normal offenen Typ (einen Typ, bei welchem der Strömungspfad des Ventiles bei einer nichtleitenden Zeit völlig offen ist) des Magnetventils für die Strömungsgeschwindigkeitssteuerung benutzt, eine treibende Spannung an einer Spule des Magnetventils bei einer Betriebszeit angelegt wird und das Ventilhauptteil durch die elektromagnetische Kraft der Spule bewegt wird, um so die Querschnittsfläche des Strömungspfades zu justieren. Da das Magnetventil in dem völlig offenen Zustand bei einer nichtleitenden Zeit ist, wird die Manschette nicht aufgeblasen. Der Zweck davon ist, die Sicherheit für die Messperson zu erreichen, wenn die Leistung aus ist (die Elektrizität gestoppt wird), wie zum Beispiel zu einem Zeitpunkt, wenn ein Unfall auftritt.
Im Allgemeinen ist die Strömungsgeschwindigkeit für die treibende Spannungscharakteristik eines derartigen Magnetventils derart, dass, wenn die effektive treibende Spannung (und entsprechend der fließende Strom) ausreichend hoch ist, das Magnetventil vollständig schließen wird, und die Strömungsgeschwindigkeit wird null erreichen. Wenn die treibende Spannung auf einen bestimmte Wert abfällt (dieser wird als die ”Strömungsstartpunkt-Spannung” bezeichnet), öffnet das Magnetventil, und das Fluid beginnt zu fließen. Wenn die treibende Spannung weiter abnimmt, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit allmählich zu, und wenn die treibende Spannung unterhalb des Grenzwertes ist (dieser wird als die ”Grenzspannung” bezeichnet), ist das Magnetventil vollständig offen, und die Strömungsgeschwindigkeit nimmt dramatisch zu (d. h., die Strömungsgeschwindigkeit ist nicht steuerbar). Entsprechend muss die treibende Spannung des Magnetventils während des Betriebes innerhalb eines Bereiches (dieser wird als ”effektiver Einstellungsbereich” bezeichnet, wenn notwendig), zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung eingestellt werden.
Wenn das Blutdruckmessgerät die Messung durchführt, ist es hier häufig der Fall, dass der Manschettendruck zeitweilig erhöht wird, um größer als der systolische Blutdruck der Messperson zu sein, und dann wird die Pulswelle an dem Messort in einem Luftauslassprozess danach beobachtet. In diesem Fall ist es zur Startzeit des Luftauslassens wünschenswert, dass die Luftauslass-Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird und das Luftauslassen durch das Einstellen der treibenden Spannung des Magnetventils innerhalb des effektiven Einstellbereiches in der Nähe der Grenzspannung schnell ausgeführt wird.
Jedoch ändert sich die Grenzspannung des Magnetventils manchmal aufgrund von Faktoren, wie zum Beispiel dem Manschettendruck (Druck auf die Zulaufseite des Magnetventils), der Umgebungstemperatur und der Variation zwischen den einzelnen Produkten. Wenn die treibende Spannung des Magnetventils innerhalb des effektiven Einstellbereiches in der Nähe der Grenzspannung einzustellen ist, gibt es deshalb eine Möglichkeit, dass die treibende Spannung unter die Grenzspannung des Magnetventils fallen wird. Wenn die treibende Spannung des Magnetventils zeitweilig unter die Grenzspannung fällt, wird ein Problem auftreten, welches darin besteht, dass die Strömungsgeschwindigkeit dramatisch ansteigen wird, der Manschettendruck plötzlich abfallen wird, und der Druckbereich für das Beobachten der Pulswelle nicht ausreichend sichergestellt werden kann. Im Einzelnen ist dieses Problem bei billigen Magnetventilen gravierender, da diese dazu neigen, begrenzte effektive Einstellbereiche aufzuweisen.
In Anbetracht dessen ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät bereitzustellen, welches die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids durch das Öffnen und Schließen eines Magnetventils steuert, wobei eine treibende Spannung benutzt wird, und welches die treibende Spannung des Magnetventils genau innerhalb des effektiven Einstellbereichs einstellen kann.
Auch ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Blutdruckmessgerät bereitzustellen, welches ein derartiges Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät beinhaltet und welches die Menge an Zeit verkürzen kann, welche für die Blutdruckmessung benötigt wird.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf der Erkenntnis des Erfinders geschaffen, wobei die Erkenntnis darin bestand, dass es bezüglich der treibenden Spannung für das Öffnen und Schließen des Magnetventils eine Korrelation gibt, zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung, bei welcher eine Strömung durch das Magnetventil zu strömen beginnt, und der Grenzspannung, bei welcher das Magnetventil völlig offen ist.
Um die vorhergegangenen Probleme zu lösen, ist ein Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät der Erfindung ein Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät für das Steuern einer Strömungsgeschwindigkeit eines Fluides, durch das Öffnen und Schließen eines Magnetventils, wobei eine treibende Spannung benutzt wird, welches beinhaltet: eine Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit, welche konfiguriert ist, die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluides, welches durch das Magnetventil strömt, zu detektieren; eine Korrelationsspeichereinheit, welche für ein Muster- bzw. Probe-Magnetventil, welches im Wesentlichen die gleiche Charakteristik wie das Magnetventil besitzt, eine Korrelation zwischen einer Strömungsstartpunkt-Spannung, bei welcher das Fluid durch das Magnetventil zu strömen beginnt, und einer Grenzspannung, bei welcher das Probe-Magnetventil völlig geöffnet ist, speichert; und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, um, wenn die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids gestartet wird, die treibende Spannung des Magnetventils zu ändern, die treibende Spannung zu einem Zeitpunkt zu erhalten, wenn die Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit den Start des Strömens des Fluids als die Strömungsstartpunkt-Spannung detektiert, die Korrelation für das Probe-Magnetventil, basierend auf der Strömungsstartpunkt-Spannung des Magnetventils, zu benutzen, um die Grenzspannung, bei welcher das Magnetventil völlig offen ist, durch die Umwandlung zu erhalten, und danach die treibende Spannung des Magnetventils innerhalb eines Bereiches zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung einzustellen.
Hier kann ein ”Magnetventil”, entweder eines, von einem normal offenen Typ, oder eines, von einem normal geschlossenen Typ, sein.
Auch das ”Probe-Magnetventil, welches im Wesentlichen die gleiche Charakteristik besitzt” wie das Magnetventil, bedeutet, dass ein Magnetventil im Wesentlichen die gleiche Strömungsgeschwindigkeit bezüglich der treibenden Spannungscharakteristik wie das Magnetventil besitzt, welches die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids steuert. Dass es ”im Wesentlichen das gleiche” ist, bedeutet, dass Unterschiede in den einzelnen Charakteristika aufgrund von Herstellungsvariationen gestattet sind. Beispielsweise kann das ”Probe-Magnetventil” ein anderes individuelles Element sein, welches die gleiche Modellnummer wie das Magnetventil besitzt, welches die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids steuert, oder es kann das Magnetventil selbst sein. Auch kann es viele ”Muster- bzw. Probe-Magnetventile” geben.
Bezüglich der ”Strömungsstartpunkt-Spannung” und der ”Grenzspannung” gibt es abhängig von dem Typ des Magnetventils Fälle, bei welchen die Strömungsstartpunkt-Spannung höher als die Grenzspannung ist, und Fälle, bei welchen die Strömungsstartpunkt-Spannung niedriger als die Grenzspannung ist.
Bei dem Strömungsgechwindigkeit-Steuergerät dieser Erfindung, bezüglich des Probe-Magnetventils, welches im Wesentlichen die gleiche Charakteristik besitzt, wie das Magnetventil, welches zu treiben ist, speichert die Korrelationsspeichereinheit die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung, bei welcher das Fluid durch das Probe-Magnetventil strömt, und der Grenzspannung, bei welcher das Probe-Magnetventil völlig offen ist. Wenn die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids gestartet wird, ändert die Steuereinheit die treibende Spannung des Magnetventils und erhält die treibende Spannung zu dem Zeitpunkt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit den Start des Strömens des Fluids als die Strömungsstartpunkt-Spannung detektiert (man beachte, dass das Verändern der treibenden Spannung zu dem Zeitpunkt in der Nähe der Strömungsstartpunkt-Spannung verändert wird oder, mit anderen Worten, in einem Bereich, welcher von der Grenzspannung ausreichend getrennt ist). Als Nächstes, entsprechend zu der Strömungsstartpunkt-Spannung des Magnetventils, erhält die Steuereinheit die Grenzspannung, bei welcher das Magnetventil völlig offen ist, durch Umwandlung, basierend auf der Korrelation für das Probe-Magnetventil. Danach steuert die Steuereinheit die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids durch das Einstellen der treibenden Spannung des Magnetventils innerhalb eines Bereiches (des effektiven Einstellbereiches) zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung und das Öffnen und Schließen des Magnetventils, entsprechend zu der treibenden Spannung.
Demnach wird bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuerungsgerät der Erfindung die Grenzspannung, bei welcher das Magnetventil völlig offen ist, durch die Umwandlung erhalten, wobei die Korrelation für das Probe-Magnetventil benutzt wird, und deshalb kann die treibende Spannung des Magnetventils genau innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend einer Ausführungsform, beinhaltet die Korrelation für das Probe-Magnetventil, welche durch die Korrelationsspeichereinheit gespeichert ist, eine Korrelation zu einem Zeitpunkt, wenn eine Vielzahl von veränderten Drücken des Fluids, eingestellt wird.
Hier bedeutet der ”Druck” des Fluids den Differentialdruck zwischen der Zustromseite und der Abströmseite, welcher an dem Magnetventil angelegt wird.
Wenn sich der Druck des Fluids ändert, ändert sich die Kraft des Fluids, welches den Ventilhauptkörper des Magnetventils entgegen der elektrischen Kraft des Magneten, welcher in dem Magnetventil enthalten ist (oder dem Probe-Magnetventil). Aus diesem Grund, sogar wenn die effektive treibende Spannung die gleiche ist, ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, welches durch das Magnetventil gelangt. Es gibt eine Möglichkeit, dass sich die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung dies begleitend ändern wird. In Anbetracht dessen, beinhaltet bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu der Ausführungsform, die Korrelation für das Probe-Magnetventil, welche in der Korrelationsspeichereinheit gespeichert ist, eine Korrelation zu einem Zeitpunkt, wenn eine Vielzahl von veränderten Drücken des Fluids eingestellt wird. Entsprechend wird die Grenzspannung des Magnetventils erhalten, unter der Berücksichtigung, welche für den Druck des Fluids gegeben ist. Entsprechend kann die treibende Spannung des Magnetventils mit weiterer Genauigkeit innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu einer Ausführungsform, ist ein Drucksensor, welcher konfiguriert ist, den Druck des Fluides zu detektieren, beinhaltet, in dem die Steuereinheit den Druck des Fluids detektiert, wobei der Drucksensor zu einem Steuerungsstartzeitpunkt benutzt wird, wenn der Druck des Fluids zu dem Steuerungsstartzeitpunkt einen Wert annimmt, welcher anders als jener aus der Vielzahl der Drücke ist, welche die Korrelation, welche in der Korrelationsspeichereinheit gespeichert ist, geben, benutzt die Steuereinheit die Interpolation oder die Extrapolation, basierend auf der Korrelation, entsprechend zu der Vielzahl von Drücken, um eine Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung, entsprechend zu dem Druck des Fluids, zu dem Steuerstartzeitpunkt zu erhalten, und die Steuereinheit benutzt die erhaltene Korrelation, wenn die Grenzspannung durch die Wandlung erhalten wird, basierend auf der Strömungsstartpunkt-Spannung des Magnetventils.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu der Ausführungsform, detektiert die Steuereinheit den Druck des Fluids, wobei der Drucksensor zu einem Steuerstartzeitpunkt benutzt wird. Wenn der Druck des Fluids an dem Steuerstartzeitpunkt einen Wert annimmt, anders als der einer Vielzahl von Drücken, welche die Korrelation geben, welche in der Korrelationsspeichereinheit gespeichert ist, benutzt die Steuereinheit die Interpolation oder Extrapolation, basierend auf der Korrelation, entsprechend zu der Vielzahl von Drücken, um die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung zu erhalten, entsprechend zu dem Druck des Fluids an dem Steuerstartzeitpunkt. Dann wird die erhaltene Korrelation benutzt, wenn die Grenzspannung durch die Umwandlung erhalten ist, basierend auf der Strömungsstartpunkt-Spannung des Magnetventils. Entsprechend, selbst wenn der Druck des Fluids an dem Steuerstartzeitpunkt einen Wert annimmt, anders als der aus der Vielzahl der Drücke, welche die Korrelation ergeben, welche in der Korrelationsspeichereinheit gespeichert ist, kann die treibende Spannung des Magnetventils genau innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu einer Ausführungsform, detektiert die Steuereinheit den aktuellen Druck des Fluids, wobei der Drucksensor in der Steuerperiode benutzt wird, und wenn sich der aktuelle Druck des Fluids von dem Druck zu dem Steuerstartzeitpunkt, basierend auf der Korrelation, entsprechend zu der Vielzahl der Drücke ändert, erhält die Steuereinheit die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung und Grenzspannung für das Magnetventil durch die Umwandlung.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu der Ausführungsform, detektiert die Steuereinheit den aktuellen Druck des Fluids, wobei der Drucksensor benutzt wird. Wenn der aktuelle Druck des Fluids sich von dem Druck zu dem Steuerstartzeitpunkt, basierend auf der Korrelation entsprechend zu der Vielzahl von Drücken ändert, erhält die Steuereinheit die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung und Grenzspannung für das Magnetventil durch die Umwandlung. Entsprechend kann sogar in dem Fall, bei welchem der Druck des Fluids sich in der Steuerperiode ändert, die treibende Spannung des Magnetventils genau in Echtzeit innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend einer Ausführungsform, beinhaltet die Korrelation für das Probe-Magnetventil eine Beziehung zu einem Zeitpunkt, wenn eine Vielzahl der veränderten Umgebungstemperaturen eingestellt wird.
Hier bedeutet ”Umgebungstemperatur” die Temperatur der Umgebung, welche das Probe-Magnetventil (oder das Magnetventil) umgibt.
Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, ändert sich der elektrische Widerstand des Magneten, welcher in dem Magnetventil beinhaltet ist (oder in dem Probe-Magnetventil). Aus diesem Grund, sogar wenn die effektive treibende Spannung die gleiche ist, ändert sich der elektrifizierende Strom des Magnetventils, und der Grad des Öffnens des Magnetventils ändert sich. Es gibt eine Möglichkeit, dass sich die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung, dies begleitend, ändern wird. In Anbetracht dessen beinhaltet, bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu der Ausführungsform, die Korrelation für das Probe-Magnetventil, eine Beziehung zu einem Zeitpunkt, wenn eine Vielzahl von veränderten Umgebungstemperaturen eingestellt ist. Entsprechend wird die Grenzspannung des Magnetventils durch das Hinzufügen der Umgebungstemperatur erhalten. Entsprechend kann die treibende Spannung des Magnetventils mit höherer Genauigkeit innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu einer Ausführungsform, ist ein Temperatursensor, welcher konfiguriert ist, die Umgebungstemperatur des Magnetventils zu detektieren, beinhaltet, in welchem die Steuereinheit die aktuelle Umgebungstemperatur des Magnetventils detektiert, wobei der Temperatursensor in der Steuerperiode benutzt wird, und wenn sich die aktuelle Umgebungstemperatur des Magnetventils gegenüber der umgebenden Temperatur, zu dem Steuerstartzeitpunkt, basierend auf der Korrelation, ändert, welche der Vielzahl der Umgebungstemperaturen entspricht, erhält die Steuereinheit durch die Umwandlung die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung und Grenzspannung für das Magnetventil.
Bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät der Ausführungsform detektiert die Steuereinheit die aktuelle Umgebungstemperatur des Magnetventils, wobei der Temperatursensor in der Steuerperiode benutzt wird. Wenn sich die aktuelle Umgebungstemperatur des Magnetventils gegenüber der umgebenden Temperatur zu dem Steuerstartzeitpunkt, basierend auf der Korrelation, entsprechend zu der Vielzahl der Umgebungstemperaturen, ändert, erhält die Steuereinheit durch die Umwandlung die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung und Grenzspannung für das Magnetventil. Entsprechend, sogar in dem Fall, bei welchem sich die Umgebungstemperatur des Magnetventils in der Steuerperiode ändert, kann die treibende Spannung des Magnetventils genau in Echtzeit innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Ein Blutdruckmessgerät der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine Manschette für das Komprimieren eines Messortes; ein Magnetventil für das Einstellen eines Druckes der Manschette; und das Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät.
Bei dem Blutdruckmessgerät der vorliegenden Erfindung kann bei einem Auslass-Startzeitpunkt, welcher auftritt, nachdem der Manschettendruck zeitweilig erhöht worden ist, um höher als der systolische Blutdruck der Messperson zu sein, die treibende Spannung des Magnetventils genau innerhalb des effektiven Einstellbereiches in der Nähe der Grenzspannung eingestellt werden. Entsprechend kann der Druck durch das Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit für das Entladen der Luft zu dem Auslass-Startzeitpunkt schnell reduziert werden. Als ein Ergebnis kann die Menge an Zeit, welche für die Blutdruckmessung benötigt wird, verkürzt werden. Da die treibende Spannung des Magnetventils nicht unter die Grenzspannung fällt, ist es ebenso möglich, eine Situation zu vermeiden, in welcher der Manschettendruck plötzlich während der Blutdruckmessung fällt, was einen Messfehler verursacht. Auch ist es leichter, ein Magnetventil niedriger Kosten zu benutzen, welches dazu tendiert, einen kleineren effektiven Einstellbereich zu besitzen.
Im Einzelnen, wenn die Korrelation für das Magnetventil eine Beziehung zu einem Zeitpunkt beinhaltet, wenn eine Vielzahl von geänderten Umgebungstemperaturen eingestellt wird, wird die Grenzspannung des Magnetventils, welche durch die Umwandlung durch die Steuereinheit erhalten ist, unter Berücksichtigung der gegebenen Umgebungstemperatur erhalten. Darüber hinaus ist es häufig der Fall, dass die Blutdruckmessung in einer verhältnismäßig kurzen Zeitperiode durchgeführt wird (typischerweise während ungefähr einer Minute), so dass es keine Notwendigkeit gibt, eine Änderung in der Umgebungstemperatur T zu berücksichtigen. In diesem Fall kann, sogar wenn ein Temperatursensor nicht beinhaltet ist, die treibende Spannung des Magnetventils genau innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wie aus der vorhergegangenen Beschreibung klar hervorgeht, kann bei dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät der vorliegenden Erfindung eine treibende Spannung des Magnetventils genau innerhalb eines effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Auch kann bei dem Blutdruckmessgerät der vorliegenden Erfindung eine Zeitdauer, welche für die Blutdruckmessung benötigt wird, verkürzt werden. Auch kann eine Situation vermieden werden, in welcher der Manschettendruck während der Blutdruckmessung plötzlich abfällt, was einen Messfehler verursacht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Zeichnung, welche eine Blockkonfiguration eines Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerätes, entsprechend zu einer Ausführungsform der Erfindung, zeigt.
2A ist eine Zeichnung, welche eine Wellenform einer treibenden Spannung zeigt, welche an einem Magnetventil durch das Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät angelegt wird. 2B ist eine Zeichnung, welche eine Beziehung zwischen einer treibenden Spannung (Effektivwert) und dem fließenden Strom (effektiver Wert) für das Magnetventil anzeigt.
3 ist eine Zeichnung, welche eine Struktur des Magnetventils zeigt.
4 ist eine Zeichnung, welche einen Zustand der Nähe eines Ventilhauptteils zeigt, wenn das Magnetventil arbeitet.
5 ist eine Zeichnung, welche eine Strömungsgeschwindigkeit für die treibende Spannungscharakteristik (Q-V-Charakteristik) bei einer Umgebungstemperatur T von 23°C des Magnetventils zeigt.
6 ist eine Zeichnung, welche eine A-V-Charakteristik bei einer Umgebungstemperatur T von 45°C des Magnetventils zeigt.
7 ist eine Zeichnung, welche eine Q-V-Charakteristik bei einer Umgebungstemperatur T von 5°C des Magnetventils zeigt.
8 ist eine Zeichnung, welche eine Korrelation zwischen einer Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und einer Grenzspannung Vf bei einem Zustand zeigt, bei welchem ein Zustrom-Seitendruck P auf 300 mmHg für fünf Probe-Magnetventile eingestellt ist, welche im Wesentlichen die gleiche Charakteristik besitzen wie das Magnetventil, welches zu steuern ist.
9 ist eine Zeichnung, welche eine Korrelation zwischen einer Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und einer Grenzspannung Vf zeigt, bei einem Zustand, bei welchem ein zustromseitiger Druck P auf 150 mmHg für fünf Muster Magnetventile eingestellt ist, welche im Wesentlichen die gleiche Charakteristik besitzen wie das Magnetventil, welches zu steuern ist.
10 ist eine Zeichnung, welche einen Prozessablauf zeigt, welcher von einer Steuereinheit des Strömungsgeschwindigkeit-Steuergeräte durchgeführt wird.
11 ist eine Zeichnung, welche schematisch ein Verfahren des Erhaltens einer aktuellen Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und einer Grenzspannung Vf zeigt, und zwar durch die Wandlung in einem Fall, bei welchem sich der Druck eines Fluids in dem Magnetventil in einer Steuerperiode ändert.
12 ist eine Zeichnung, welche schematisch ein Verfahren des Benutzens der Interpolation zeigt, um eine Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs zu erhalten, welche dem Druck des Fluids bei einem Steuerstartzeitpunkt entspricht, wenn der Druck an dem Steuerstartzeitpunkt einen Wert annimmt, welcher zwischen den Drücken 300 mmHg und 150 mmHg liegt, welches eine Korrelation bereitstellt, welche in einer Korrelationsspeichereinheit gespeichert ist.
13 ist eine Zeichnung, welche ein Äußeres eines elektronischen Blutdruckmessgerätes entsprechend zu einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
14 ist eine Zeichnung, welche eine schematische Blockkonfiguration des elektronischen Blutdruckmessers zeigt.
15 ist eine Zeichnung, welche eine Blockkonfiguration von relevanten Teilbereichen zeigt, welche sich auf die Steuerung eines Magnetventiles des elektrischen Blutdruckmessers beziehen.
16 ist eine Zeichnung, welche einen Ablauf der Blutdruckmessung zeigt, welche von dem elektronischen Blutdruckmesser durchgeführt wird.
Beschreibung der Ausführungsformen
Hier nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
3 stellt ein Beispiel einer Struktur eines Magnetventils 233 dar, welches durch ein Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät, entsprechend zu einer Ausführungsform der Erfindung, gesteuert wird. Das Magnetventil 233 ist von einem normalen offenen Typ, wie zum Beispiel von jenem, welcher zum Beispiel in einem ”Oberarm-Blutdruckmessgerät HEM-7320F”, hergestellt von Omron Healthcare Corporation, befestigt ist.
Das Magnetventil 233 beinhaltet ein U-förmiges Poljoch 273, einen ungefähr zylindrischen Kern 274, welcher an einer Wand 273 in dem Zentrum des Poljoches 273 fixiert ist, eine Spiralfeder 275, welche als ein vorspannender Teilbereich dient, eine ungefähr stabförmige Tauchspule (beweglicher Eisenkern) 276, einen Spulenkörper 280, welcher aus einem nichtmagnetischen Kunststoffmaterial aufgebaut ist, welcher in dem Spulenkörper 273 untergebracht ist, und eine ungefähr rechteckige, plattenähnliche Poljoch-Abdeckung 290 für das Abdichten des offenen Endes des Poljochs 273. Das Poljoch 273, der Kern 274, die Tauchspule 276 und die Poljoch-Abdeckung 290 sind aus einem magnetischen Material aufgebaut, um so einen magnetischen Schaltkreis während des Betriebs darzustellen.
Der Spulenkörper 280 beinhaltet integral einen zylindrischen Teilbereich 281, um welchen eine Magnetspule 279 gewickelt ist, und ein Paar von Endplatten 282 und 283. Das Paar der Endplatten 282 und 283 liegt zwischen der Wand in dem Zentrum des Poljoches 273 und der Poljoch-Abdeckung 290, und sie sind an dem Poljoch 273 befestigt.
Der Kern 274 durchdringt die Wand 273a in dem Zentrum des Poljoches 273 und erstreckt sich in den zylindrischen Teilbereich 281 des Spulenträgers 280. Ein Durchflussloch 270, um einem Fluid zu gestatten, von einem äußeren Ende 170e zu einem inneren Ende 270f zu fließen bzw. zu strömen, ist innerhalb des Kerns 274 gebildet, um so in der Achsrichtung durchzustoßen.
Die Tauchspule (bewegbarer Eisenkern) 276 ist in dem zylindrischen Teilbereich 281 des Spulenträgers 280 untergebracht, um so in der Lage zu sein, in der Achsrichtung zu gleiten. Ein Ventilhauptteil 261, welches aus einem elastischen Glied, wie zum Beispiel Gummi, aufgebaut ist, ist an einem Ende (dem Endteilbereich auf der Seite des Kerns 274, welcher dem Durchflussloch 270 gegenüberliegt) 276e der Tauschspule 276 angebracht.
Die Spiralfeder 275 wird zwischen dem Kern 274 und der Tauchspule 276 zusammengedrückt, um so die Tauchspule 276 in der Richtung des Bewegens, weg von dem Kern 274, vorzuspannen.
Wie in 3 gezeigt wird, ist bei einer Nicht-Betriebszeit, während der die Magnetspule 279 in einem nichtleitenden Zustand ist, das Ventilhauptteil 261, welches auf einem Ende 276e der Tauchspule 276 bereitgestellt ist, von dem inneren Ende (dem Endteilbereich auf der Seite, welche dem Ventilhauptteil 261 gegenüberliegt) 270f des Kerns 274 durch die vorspannende Kraft getrennt, welche an der Spiralfeder 275 angelegt ist. Demnach ist eine Lücke Δ zwischen dem inneren Ende 270f des Kerns 274 und dem Ventilhauptteil 261 in einem völlig offenen Zustand. Auch ragt das äußere Ende 276f der Tauchspule 276 von der Poljochabdeckung 290 heraus und kommt in Berührung mit dem Endteilbereich 281f des zylindrischen Teilbereichs 281 des Spulenkörpers 280 und geht mit ihm in Eingriff. Ein Fluid wird von einer Zustromseite-Druckquelle (nicht gezeigt) zu dem äußeren Ende 270e des Kerns 274 geliefert und fließt durch das Durchflussloch 270 und die oben beschriebene Lücke Δ zu dem zylindrischen Teilbereich 281 (welcher eine Fluid-Ausflussöffnung (nicht gezeigt) beinhaltet, welche zu der äußeren Umgebung offen ist) des Spulenkörpers 280 auf der Ausfluss-Seite.
Wie in 4 gezeigt wird, wird bei einer Betriebszeit, während der die Magnetspule 279 in dem leitenden Zustand ist, das Ventilhauptteil 261, zusammen mit der Tauchspule 276, in den Spulenkörper 280, entgegen der vorspannenden Kraft, welche durch die Spiralfeder 275 angelegt ist, aufgrund einer magnetischen Kraft, welche durch die Magnetspule 279 erzeugt ist, bewegt. Entsprechend wird in einen Zustand eingetreten, in welchem die Lücke Δ zwischen dem inneren Ende 270f des Kerns 274 und dem Ventilhauptteil 261 eng gemacht ist, und eine Strömungsgeschwindigkeit Q eines Fluids, welches durch das Durchflussloch 270 fließt, wird eingestellt.
Eine treibende Spannung (Spitzenwert V₀), welche eine rechteckige Pulswelle besitzt, welche zum Beispiel in 2A gezeigt wird, wird an der Magnetspule 279 angelegt. Ein Tastverhältnis (t1/t2) der Pulswelle wird verändert, indem die PWM (Pulsbreitenmodulation) benutzt wird, wodurch veränderte Effektivwerte V der treibenden Spannung eingestellt werden. Wie in 2B gezeigt wird, ist ein effektiver Wert I eines in der Magnetspule 279 fließenden Stromes proportional zu dem Effektivwert V der treibenden Spannung. Hier nachfolgend wird der Effektivwert der treibenden Spannung einfach als die treibende Spannung V bezeichnet. Auch wird der Effektivwert des fließenden Stromes einfach als der fließende Strom I bezeichnet.
Bezüglich der Luft, welche als das Fluid dient, weist das Magnetventil 233 die Strömungsgeschwindigkeit für die Treibende-Spannung-Charakteristik (Q-V-Charakteristik) auf, welche in 5 bis 7 gezeigt wird (die treibende Spannung V ist auf der horizontalen Achse aufgetragen und die Strömungsgeschwindigkeit Q ist auf der vertikalen Achse aufgetragen). Auch wird der Druck der Luft, welche als das Fluid dient, welches zu dem Magnetventil 233 geliefert wird (geliefert zu dem äußeren Ende 270e des Durchflussloches 270 des Magnetventils 233) von der Zustrom-Seite als ein Parameter auf 30 mmHg, 150 mmHg und 300 mmHg (was den Differenzdruck bezüglich der Ausfluss-Seite des atmosphärischen Druckes darstellt; das Gleiche gilt nachfolgend) variabel eingestellt. Man beachte, dass das Objekt, welches der Strömungsgeschwindigkeitssteuerung unterworfen wird, nicht auf Luft begrenzt ist, und deshalb wird dieses als ”Fluid” bezeichnet, wo dies hier nachfolgend zutrifft.
Wie in 5 gezeigt wird, ist bei einer Umgebungstemperatur T von 23°C (Raumtemperatur) die Q-V-Charakteristik weiter nach oben und nach rechts verschoben, wenn der Druck P auf der Zustromseite des Magnetventils von 30 mmHg auf 150 mmHg und 300 mmHg zunimmt, wie dies durch die Kurven C₃₀, C₁₅₀ und C₃₀₀ angezeigt ist. Der Grund dafür liegt darin, dass, wenn der Druck P zum Beispiel auf der Zustrom-Seite (linke Seite) in 4 höher ist, nimmt die Kraft des Fluids, welche auf das Ventilhauptteil 261 drückt, gegen die elektromagnetische Kraft der Magnetspule 279 zu. Aus diesem Grund nimmt, wenn der Zustrom-Seite-Druck P zunimmt, die Strömungsgeschwindigkeit Q des Fluids, welches durch das Magnetventil 233 führt bzw. strömt, zu, selbst wenn die effektive treibende Spannung V die gleiche ist. Mit anderen Worten, um die gleiche Strömungsgeschwindigkeit Q aufrechtzuerhalten, wenn der Druck P auf der Zustrom-Seite (linke Seite) zunimmt, muss der fließende Strom I, welcher in der Magnetspule 279 fließt (und entsprechend die magnetische Kraft), erhöht werden, so dass das Ventilhauptteil 261 und die Tauchspule 276 zu der Zustrom-Seite mit größerer Kraft gedrückt werden. In diesem Beispiel, da der Druck P auf der Zustrom-Seite von 30 mmHg auf 150 mmHg und 300 mmHg ansteigt, nimmt die Strömungsstartpunkt-Spannung, bei welcher das Fluid zu strömen startet, auf ungefähr 2,5 V, 2,9 V und 3,3 V (was jeweils durch das Zeichen ↑ angezeigt wird) nacheinander zu, und die Grenzspannung Vf, bei welcher das Magnetventil 233 vollständig offen ist, nimmt auf ungefähr jeweils 1,1 V, 1,7 V und 2,1 V nacheinander zu (was durch das Zeichen Δ angezeigt wird).
Wie in 6 gezeigt wird, wenn die Umgebungstemperatur T 45°C ist (hohe Temperatur), wird die Q-V-Charakteristik nach der rechten Seite insgesamt verschoben, relativ dazu, wenn die Umgebungstemperatur T gleich 23°C (Raumtemperatur) in 5 ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass, wenn die Umgebungstemperatur T zunimmt, der elektrische Widerstand der Magnetspule 279 zunimmt, und deshalb muss die treibende Spannung V erhöht werden, um den gleichen fließenden Strom I beizubehalten. In diesem Beispiel, wenn die Zustrom-Seite-Drücke P 30 mmHg, 150 mmHg und 300 mmHg sind, sind die Strömungsstartpunkt-Spannungen Vs ungefähr 2,8 V, 3,4 V und 3,9 V (was jeweils durch das Zeichen ↑ bezeichnet wird), und die Grenzspannungen Vf sind ungefähr jeweils 1,3 V, 1,9 V und 2,5 V (was durch das Zeichen Δ angezeigt wird).
Umgekehrt, wie in 7 gezeigt wird, wenn die Umgebungstemperatur T 5°C ist (niedrige Temperatur), wird die Q-V-Charakteristik nach der linken Seite insgesamt verschoben, relativ dazu, wenn die Umgebungstemperatur T gleich 23°C (Raumtemperatur) in 5 ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass, wenn die Umgebungstemperatur T abnimmt, der elektrische Widerstand der Magnetspule 279 abnimmt, und deshalb muss die treibende Spannung V verringert werden, um den gleichen fließenden Strom I beizubehalten. In diesem Beispiel, wenn die Zustrom-Seite-Drücke P 30 mmHg, 150 mmHg und 300 mmHg betragen, betragen die Strömungsstartpunkt-Spannungen Vs ungefähr 2,4 V, 2,8 V und 3,0 V (was jeweils durch das Zeichen ↑ bezeichnet wird), und die Grenzspannungen Vf betragen ungefähr jeweils 1,1 V, 1,6 V und 2,0 V (was durch das Zeichen Δ angezeigt wird).
Wie aus den 5 bis 7 ersehen werden kann, wenn sich der Zustrom-Seite-Druck P des Magnetventils 233 oder die Umgebungstemperatur T ändern, verändern sich die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf ebenso. Hier hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass die gleiche Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf in dem Magnetventil 233 und den Magnetventilen (diese werden ”Probe-Magnetventile” bezeichnet), welche im Wesentlichen die gleichen Q-V-Charakteristik wie dort besitzen, vorhanden ist.
8 und 9 zeigen als Streudiagramme die Korrelationen zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf bei den Bedingungen, in welchen die Zustrom-Seite-Drücke P der fünf Probe-Magnetventile im Wesentlichen die gleiche Q-V-Charakteristik besitzen (in diesem Beispiel die gleiche Modellnummer) wie das Magnetventil 233, welche auf 300 mmHg bzw. 150 mmHg eingestellt sind. In diesen Diagrammen kennzeichnet das Zeichen ♢ einen Datenpunkt eines Probe-Magnetventils mit einer Umgebungstemperatur von T gleich 23°C (Raumtemperatur). Jedes Zeichen ☐ bezeichnet einen Datenpunkt eines Probe-Magnetventils mit einer Umgebungstemperatur von T gleich 2°C (niedrige Temperatur). Auch jedes Zeichen Δ bezeichnet einen Datenpunkt eines Probe-Magnetventils mit einer Umgebungstemperatur T gleich 50°C (hohe Temperatur).
Wie aus 8 hervorgeht, ändern sich in dem Fall, bei welchem der Druck P auf der Zustrom-Seite 300 mmHg beträgt, wenn viele veränderliche Umgebungstemperaturen T auf 2°C, 23°C und 50°C als Parameter eingestellt sind, die Strömungsstartpunkt-Spannungen Vs und die Grenzspannungen Vf für die fünf Probe-Magnetventile, welche eine positive Korrelation aufweisen. In diesem Beispiel ist diese Korrelation approximiert, wobei ein Liniensegment RL₃₀₀ (nachfolgend als ”Korrelation RL₃₀₀”, wenn zutreffend, bezeichnet) benutzt wird. Auch ändern sich, wie aus 9 ersehen werden kann, in dem Fall, bei welchem der Druck P auf der Zustrom-Seite 150 mmHg ist, wenn viele variierte Umgebungstemperaturen auf 2°C, 23°C und 50°C als Parameter eingestellt sind, die Strömungsstartpunkt-Spannungen Vs und die Grenzspannungen Vf für die fünf Probe-Magnetventile, welche eine positive Korrelation aufweisen. In diesem Beispiel wird diese Korrelation approximiert, indem ein Liniensegment RL₁₅₀ (hier nachfolgend als ”Korrelation Rl₁₅₀”, wenn zutreffend, bezeichnet) benutzt wird.
Demnach weisen in dem Fall, bei welchem der Zustrom-Seite-Druck P auf 300 mmHg und 150 mmHg eingestellt ist, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf die positiven Korrelationen RL₃₀₀ und RL₁₅₀ auf. Entsprechend, wenn die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs des Magnetventils 233 bekannt ist, kann die Grenzspannung Vf des Magnetventils 233 durch das Wandeln erhalten werden, indem diese Korrelationen benutzt werden, ungeachtet der Umgebungstemperatur T. Beispielsweise, in dem Fall, bei welchem der Druck P auf der Zustrom-Seite 300 mmHg beträgt, wenn die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs des Magnetventils 233 3,10 V beträgt, wie dies durch die gestrichelte Linie A1 in 8 dargestellt ist, kann die Grenzspannung Vf des Magnetventils 233 bestimmt werden, dass sie ungefähr 1,10 V ist, wie dies durch die gestrichelte Linie A2 in 8 angezeigt ist. In diesem Fall beträgt der Bereich (der effektive Einstellbereich), in welchem die treibende Spannung V für das Magnetventil 233 einzustellen ist, ungefähr von 1,10 V bis 3,10 V. Man beachte, dass in 8 der Punkt, welcher Vs = 3,10 V und Vf = 1,10 V auf dem Liniensegment RL₃₀₀ entspricht, durch das Bezugszeichen D1 angezeigt ist.
Wie durch das Vergleichen der 8 und 9 ersehen werden kann, wenn sich der Druck P von 300 mmHg auf 150 mmHg ändert, verschiebt sich das Liniensegment RL₁₅₀ zu der linken Seite, relativ zu dem Liniensegment RL₃₀₀. Es ist vorstellbar, dass der Grund dafür darin besteht, dass die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs signifikanter durch den Zustrom-Seite-Druck P als durch die Grenzspannung Vf beeinflusst wird.
1 zeigt eine Blockkonfiguration des Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerätes 200 entsprechend zu einer Ausführungsform der Erfindung, was auf der Erkenntnis beruht, dass es eine Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf des Magnetventils 233 gibt. Um die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids zu steuern, wobei das Magnetventil 233 benutzt wird, beinhaltet das Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät 200 eine Korrelation-Speichereinheit 251, eine Steuereinheit 201, eine Betriebsberechnungseinheit 202, eine Pulserzeugungseinheit 203, eine Ventiltreiberschaltung 230, eine Leistungsquelleneinheit 253, einen Drucksensor 231 und einen Strömungsgeschwindigkeitssensor 232, welcher als eine Strömungsgeschwindigkeit-Detektier-Einheit dient.
Das Magnetventil 233 wird zwischen einem Schlauch 238, welcher an einem Fluideinlass 220 und einem Schlauch 239 angeschlossen ist, welcher an einem Fluidauslass 240 angeschlossen ist, eingefügt. Das Fluid wird von einer Druckquelle (nicht gezeigt) auf der Zustrom-Seite des Magnetventils 233 (zu dem äußeren Ende 270e des Durchflusslochs 270 des Magnetventils 233) durch den Fluideinlass 220 und den Schlauch 238 geliefert. Das Fluid, welches sich durch das Magnetventil 233 bewegt hat, wird zu der äußeren Umgebung (bei dem atmosphärischen Druck) durch den Schlauch 239 und den Fluidauslass 240 emittiert. Man beachte, dass angenommen wird, dass ein Druckverlust durch die Schläuche 238 und 239 vernachlässigbar ist.
Der Drucksensor 231 detektiert den Druck des Fluids, welches durch den Schlauch 238 gelangt ist. Ein Drucksensor vom bekannten Piezowiderstandstyp, wie zum Beispiel ein kommerziell erhältlicher Drucksensor, welcher von Mitsumi Electric Co., Ltd. (z. B. Produktnummer MMR901XA, Betriebsdruckbereich von 0 bis 40 kPa (300 mmHg)) hergestellt wird, oder ein Ähnlicher kann als der Drucksensor 231 benutzt werden.
Ein Strömungsgeschwindigkeitssensor 232 detektiert die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, welches durch den Schlauch 238 gelangt. Beispielsweise kann ein kommerziell erhältlicher MEMS-(Mikro-Elektromechanisches-System-)Strömungssensor (Modell D6F-02A1-110, Strömungsgeschwindigkeits-Detektier-Bereich 0 bis 2 L/min), hergestellt von Omron Corporation, oder dergleichen, als der Strömungsgeschwindigkeitssensor 232 benutzt werden.
Bezüglich der treibenden Spannung des Probe-Magnetventils, welches im Wesentlichen die gleiche Charakteristik besitzt wie das Magnetventil 233, welches zu steuern ist, speichert die Korrelationsspeichereinheit 251 die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs, bei welcher das Fluid startet, durch das Probe-Magnetventil zu fließen, und der Grenzspannung Vf, bei welcher das Probe-Magnetventil völlig offen ist. In diesem Beispiel werden die Formeln für die Liniensegmente RL₃₀₀ und RL₁₅₀ gespeichert, welche die Korrelationen ausdrücken, welche in 8 und 9 gezeigt werden. In diesem Beispiel besteht die Korrelationsspeichereinheit 251 aus einem EEPROM (Elektrisch-Programmierbarer-Nur-Lese-Speicher), jedoch kann anstatt dessen die Korrelationsspeichereinheit 251 aus einem RAM (Zugriffsspeicher), einer Speicherkarte, einem SSD (Festplattenlaufwerk) oder Ähnlichem aufgebaut sein.
Die Spannungsversorgungseinheit 253 liefert Leistung an die Einheiten des Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerätes 200. Im Speziellen liefert die Spannungsversorgungseinheit 253 eine Gleichspannung (welche eine Größe besitzt, welche V₀ in 2A entspricht) an die Betriebsberechnungseinheit 202 und die Ventiltreiberschaltung 230. In diesem Beispiel wird angenommen, dass die Gleichspannung V₀ = 6 V ist.
Die Steuereinheit 201 steuert den Gesamtbetrieb des Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerätes 200. Im Speziellen, basierend auf den Ausgangssignalen des Drucksensors 231 und des Strömungsgeschwindigkeitssensors 232, berechnet die Steuereinheit 201 und bestimmt eine treibende Spannung V, welche an dem Magnetventil 233 anzuwenden ist (an der Magnetspule 279 des Magnetventils 233), so dass die Strömungsgeschwindigkeit Q des Fluids, welches durch das Magnetventil 233 gelangt, eine Ziel-Strömungsgeschwindigkeit (Q_ZIEL) erreicht. In diesem Fall ist die Steuereinheit 201 aus einer CPU (Zentrale Verarbeitungs-Einheit) aufgebaut und das Verarbeiten entsprechend zu einem Programm und zu Daten durch, welche in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert sind
Die Betriebsberechnungseinheit 202 vergleicht die treibende Spannung V, welche durch die Steuereinheit 201 bestimmt ist, und die Gleichspannung V₀ (= 6 V), welche durch die Spannungsversorgungseinheit 253 geliefert ist, und berechnet ein Betriebsverhältnis (t1/t2) für das Erzeugen der Rechteckpuls-Wellenform, welche in 2A gezeigt wird, so dass die treibende Spannung V, welche durch die Steuereinheit 201 bestimmt ist, mit der Ventiltreiberschaltung 230 erhalten wird.
Die Pulserzeugungseinheit 203 erzeugt eine Rechteckpulswellenform, welche ein Betriebsverhältnis (t1/t2) besitzt, welches durch die Betriebsberechnungseinheit 202 berechnet ist.
Die Funktionen der Betriebsberechnungseinheit 202 und der Pulserzeugungseinheit 203 werden mit der oben beschriebenen Verarbeitung der CPU realisiert.
Die Ventiltreiberschaltung 230 beinhaltet ein Schaltelement (nicht gezeigt) für das Schalten der Gleichspannung V₀ (= 6 V) von der Spannungsversorgungseinheit 253 von ein nach aus. Das Schaltelement wird so gesteuert, dass es ein- und ausschaltet, wobei die Rechteckpulswellenform von der Pulserzeugungseinheit 203 (als PWM-Steuerung bekannt) benutzt wird. Entsprechend gibt die Ventiltreiberschaltung 230 die Rechteckpulswellenform, welche in 2A gezeigt wird, als die treibende Spannung (Effektivwert V) aus, welche an den Magnetventil 233 anzulegen ist. Das Betriebsverhältnis der Pulswellenform, welche auszugeben ist, ist (t1/t2), und der Spitzenwert ist V₀ = 6 V.
10 zeigt einen Ablauf der Verarbeitung, welche durch die Steuereinheit 201 des Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerätes 200 durchgeführt wird, um die Fließgeschwindigkeit Q des Fluids zu steuern, wobei das Magnetventil 233 benutzt wird. Man beachte, dass dieser Ablauf der Verarbeitung ein Ablauf für eine verhältnismäßig kurze Periode ist, in welcher es nicht notwendig ist, die Veränderungen in der Umgebungstemperatur T zu berücksichtigen.

i) Wenn die Steuerung gestartet wird, wie dies in Schritt S1 der 10 gezeigt wird, detektiert die Steuereinheit 201 zuerst den aktuellen Druck (d. h. den Druck bei dem Start des Steuerns) P des Fluids, wobei der Drucksensor 231 benutzt wird. In diesem Beispiel beträgt der Druck beim Start der Steuerung P = 300 mmHg.
ii) Als Nächstes ändert die Steuereinheit 201 die treibende Spannung V des Magnetventils 233, benutzt den Strömungsgeschwindigkeitssensor 232, um zu detektieren, dass das Fluid begonnen hat, durch das Magnetventil 233 zu fließen, und erhält die treibende Spannung von dem Zeitpunkt, wenn der Start des Strömens des Fluids als Strömungsstartpunkt-Spannung Vs detektiert wurde (Schritt S2 in 10). In diesem Beispiel wird angenommen, dass die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs 3,10 V beträgt, wie in dem Beispiel, welches durch die gestrichelte Linie A1 in 8 angezeigt wird. Man beachte, dass die treibende Spannung V zu dieser Zeit in der Nähe der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs von der Hochspannungsseite, bei welcher das Magnetventil 233 das Fluid abschneidet, zu der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs verändert ist. Mit anderen Worten, die treibende Spannung V wird in einem Bereich verändert, welcher ausreichend von der Grenzspannung Vf getrennt ist (in diesem Beispiel von ungefähr 1,4 V auf 0,8 V).
iii) Als Nächstes, wie im Schritt S3 in 10 gezeigt, benutzt die Steuereinheit 201 die Korrelation (in diesem Beispiel die Gleichung des Liniensegments RL₃₀₀, welches die Korrelation anzeigt, welche in 8 gezeigt wird) für das Probe-Magnetventil, welche in der Korrelationsspeichereinheit 251 gespeichert ist, entsprechend zu der Strömungsstartpunkt-Spannung V des Magnetventils 233, um die Grenzspannung Vf zu erhalten, bei welcher das Magnetventil 233 völlig geöffnet ist, durch die Umwandlung. In diesem Beispiel wird aufgrund der Tatsache, dass die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs = 3,10 V beträgt, wird die Grenzspannung Vf des Magnetventils 233 als 1,10 V erhalten, wie dies durch die gestrichelte Linie A2 in 8 angezeigt wird. Wie oben festgestellt, kann die Grenzspannung Vf erhalten werden, sogar wenn die Umgebungstemperatur T nicht detektiert wird.
iv) Als Nächstes, wie dies in Schritt s4 in 10 gezeigt wird, steuert die Steuereinheit 201 die Strömungsgeschwindigkeit Q des Fluids mit der treibenden Spannung V des Magnetventils 233, welche innerhalb eines Bereiches (eines effektiven Einstellbereiches) zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf eingestellt ist. Zu dieser Zeit wird die Strömungsgeschwindigkeit Q des Fluids mit dem effektiven Einstellbereich, welcher auf 3,10 V bis 1,10 V eingestellt ist, gesteuert.

Speziell detektiert die Steuereinheit 201 die aktuelle Strömungsgeschwindigkeit Q, wobei der Strömungsgeschwindigkeitssensor 232 benutzt wird, und erhält die Differenz (Q – Q_ZIEL) zwischen der aktuellen Strömungsgeschwindigkeit Q und der Ziel-Strömungsgeschwindigkeit Q_ZIEL. Dann berechnet die Steuereinheit 201 die treibende Spannung V, welche an dem Magnetventil 233 anzulegen ist (an der Magnetspule 279 des Magnetventils 233), so dass die Differenz null ist. Hier, wenn die treibende Spannung (V_CALC), welche durch die Steuereinheit 201 berechnet ist, von dem effektiven Einstellbereich 3,10 V bis 1,10 V abweicht, wenn zum Beispiel V_CALC = 1,05 V ist, korrigiert die Steuereinheit 201 die treibende Spannung V zum Beispiel auf 1,15 V, und zwar in der Nähe der Grenzspannung Vf in dem effektiven Einstellbereich (wobei 0,05 V als eine Grenze für die Grenzspannung Vf bereitgestellt ist). Die treibende Spannung V, welche durch die Steuereinheit 201 in dieser Weise in dem effektiven Einstellbereich eingestellt ist, wird an dem Magnetventil 233 durch die Betriebsberechnungseinheit 202, die Pulserzeugungseinheit 203 und die Ventiltreiberschaltung 230 in 1 angelegt. Demnach wird die Rückkopplungssteuerung durchgeführt, so dass die Strömungsgeschwindigkeit Q des Fluids die Ziel-Strömungsgeschwindigkeit Q_ZIEL erreicht.
Demnach wird mit dem Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät 200 die Korrelation für die Probe-Magnetventile benutzt, um durch Umwandlung die Grenzspannung Vf zu erhalten, bei welcher das Magnetventil 233 völlig geöffnet ist, und deshalb kann die treibende Spannung V des Magnetventils 233 genau innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.

v) Danach, wie in Schritt S5 der 10 gezeigt wird, solange sich der Druck P, welcher durch den Drucksensor 231 detektiert wird, nicht ändert (NEIN im Schritt S5), wird das Steuern des Schrittes S4 bei einer konstanten Periode fortgeführt. Die Steuereinheit 201 bestimmt, ob oder ob nicht es eine Änderung im Druck gibt, entsprechend dazu, ob oder ob nicht die Differenz (der Absolutwert, d. h. |P – P_PREV|) zwischen dem sofort zuvor detektierten Druck (als P_PREV bezeichnet) und dem aktuellen Druck P einen Schwellwert überschritten hat (bezeichnet als α; z. B. α = 10 mmHg). Man beachte, dass bei dem Start der Steuerung der aktuelle Druck P, welcher durch den Drucksensor 231 detektiert ist, als P_PREV eingestellt ist.
vi) Auf der anderen Seite, wenn sich der Druck P, welcher durch den Drucksensor 231 detektiert ist, ändert (JA im Schritt S5), oder, mit anderen Worten, wenn |P – P_PREV| > α ist, erhält die Steuereinheit 201 durch die Umwandlung die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf, entsprechend zu dem aktuellen Druck P für das Magnetventil 233, wie dies im Schritt S6 der Fig. gezeigt wird.

11 zeigt schematisch ein Verfahren des Erhaltens, durch die Umwandlung, der aktuellen Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf in dem Fall, bei welchem sich der Druck P, welcher durch den Drucksensor 231 detektiert ist, verändert hat. 11 zeigt einen Punkt D1 entsprechend zu Vs = 3,10 V und Vf = 1,10 V an dem Steuerungsstartzeitpunkt auf dem Liniensegment RL₃₀₀, welches in 8 gezeigt wird, und einen Punkt D2 entsprechend zu dem Punkt D1 auf einem Liniensegment RL₁₅₀, welches in 9 gezeigt wird. Auch die Verschiebung von Vs und Vf von dem Punkt D1 zu dem Punkt D2, wenn der Druck P sich von 300 mmHg auf 150 mmHg verändert, ist als ein Vektor B1 ausgedrückt.
Hier nimmt der aktuelle Druck P einen Wert Px (in Einheiten von mmHg) zwischen 300 mmHg und 150 mmHg an, welcher die Korrelation gibt, welche zum Beispiel in der Korrelationsspeichereinheit 251 gespeichert ist. Zu dieser Zeit wird der Vektor B1 (er repräsentiert die Verschiebung von Vs und Vf von dem Punkt D1 zu dem Punkt D2), welcher in 11 gezeigt wird, mit dem Verhältnis multipliziert, welches in der folgenden Gleichung (1) gezeigt wird: (300 mmHg – Px)/(300 mmHg – 150 mmHg) (1) und es wird ein interner teilender Punkt Dx zwischen dem Punkt D1 und dem Punkt D2 erhalten, indem die Interpolation benutzt wird. In dem Beispiel, welches in 11 gezeigt wird, zeigt der interne Teilungspunkt Dx die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs = 2,95 V und die Grenzspannung Vf = 1,10 V an (angezeigt durch gestrichelte Linien A3 und A4 in 11), welche dem aktuellen Druck P (= Px) entsprechen.
Damit kann die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf durch das Wandeln in dem Fall erhalten werden, bei welchem der Druck P, welcher durch den Drucksensor 231 detektiert ist, sich verändert hat.
Man beachte, dass, wenn der aktuelle Druck P einen Wert annimmt, welcher 300 mmHg übersteigt oder geringer als 150 mmHg ist, ein externer Teilungspunkt (nicht gezeigt) erhalten werden kann, indem ein Interpolationsverfahren benutzt wird, und die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf, welche durch den externen Teilungspunkt angezeigt ist, können erhalten werden. Alternativ kann eine Korrelation, welche einen derartigen Druck P abdeckt, zuvor in der Korrelationsspeichereinheit 251 gespeichert werden, und mithilfe der Interpolation erhalten werden.

vii) Als Nächstes kehrt die Steuereinheit 201 zu dem Schritt S4 der 10 zurück und steuert die Strömungsgeschwindigkeit Q des Fluids mit der treibenden Spannung V des Magnetventils 233, welche innerhalb eines Bereiches (aktueller effektiver Einstellbereich) zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs (= 2,95 V) und der Grenzspannung Vf (= 1,10 V) eingestellt ist, welche dem aktuellen Druck P entsprechen.

Danach wiederholt die Steuereinheit 201 das Bearbeiten der Schritte S6 und S4 jedes Mal, wenn sich der Druck P, welcher durch den Drucksensor 231 detektiert ist, ändert (JA im Schritt S5). Entsprechend kann sogar in dem Fall, bei welchem der Druck P des Fluids sich in der Steuerperiode ändert, die treibende Spannung V des Magnetventils 233 genau in Echtzeit innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
In dem obigen Beispiel ist im Schritt S1 der 10 der Druck an dem Steuerstartzeitpunkt P = 300 mmHg, jedoch gibt es keine Begrenzung darauf. In dem Fall, bei welchem der Druck P an dem Steuerungsstartzeitpunkt zum Beispiel einen Wert (bezeichnet als Py) zwischen 300 mmHg und 150 mmHg annimmt, wie in 12 gezeigt wird, werden die Gleichungen für das Liniensegment RL₃₀₀ und das Liniensegment RL₁₅₀, welche in der Korrelationsspeichereinheit 251 gespeichert sind, benutzt, um durch ein Interpolationsverfahren eine Gleichung für ein Liniensegment RL_Py zu erhalten, welches eine Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf anzeigt, welche dem Druck Py entspricht. Beispielsweise wird die Verschiebung von den Endpunkten E1 und E2 des Liniensegmentes RL₃₀₀ zu dem Endteilbereich E3 und E4, entsprechend zu dem Liniensegment RL₁₅₀ durch die Vektoren B3 und B4 jeweils angezeigt. Die Vektoren B3 und B4 werden durch das folgende Verhältnis (2) multipliziert: (300 mmHg – Py)/(300 mmHg – 150 mmHg) (2) und der interne Teilungspunkt Dy zwischen dem Punkt E1 und dem Punkt E3 und der interne Teilungspunkt Dy' zwischen dem Punkt E2 und dem Punkt E4 werden erhalten, indem ein Interpolationsverfahren benutzt wird. Dann wird die Gleichung für das Liniensegment, welches die internen Teilungspunkte Dy und Dy' verbindet, als die Gleichung für das Liniensegment RL_Py erhalten, welches die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf anzeigt, welche dem Druck Py entspricht. Danach wird im Schritt S3 der 10 entsprechend zu der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs des Magnetventils 233 das Liniensegment RL_Py, welches die Korrelation anzeigt, benutzt, um durch Wandlung die Grenzspannung Vf zu erhalten, bei welcher das Magnetventil 233 völlig offen ist. Beispielsweise, wie durch die gestrichelten Linien A5 und A6 in 12 angezeigt wird, wenn die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs des Magnetventils 233 2,85 V ist, kann die Grenzspannung Vf des Magnetventils 233 als 1,10 V erhalten werden. Entsprechend kann sogar in dem Fall, bei welchem der Druck P zu dem Steuerstartzeitpunkt zum Beispiel einen Wert Py zwischen 300 mmHg und 150 mmHg annimmt, die treibende Spannung V des Magnetventils 233 genau innerhalb eines Bereiches (eines effektiven Einstellbereiches) zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf eingestellt werden.
Man beachte, dass, wenn der Druck P an dem Steuerstartzeitpunkt einen Wert annimmt, welcher 300 mmHg übersteigt oder geringer als 150 mmHg ist, ein Interpolationsverfahren benutzt werden kann, um die Funktion für ein Liniensegment zu erhalten, welches die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf, entsprechend zu dem Druck P, anzeigt. Alternativ kann eine Korrelation, welche einen derartigen Druck P abdeckt, zuvor in der Korrelationsspeichereinheit 251 gespeichert und durch Benutzen der Interpolation erhalten werden.
Auch der oben beschriebene Bearbeitungsablauf ist ein Ablauf für eine verhältnismäßig kurze Periode, in welcher es keine Notwendigkeit gibt, Veränderungen in der Umgebungstemperatur T zu berücksichtigen, jedoch gibt es keine Begrenzung darauf.
Beispielsweise wird in 11 das Verschieben von Vs und Vf entlang des Liniensegmentes RL₃₀₀ von dem Punkt D1 zu dem entsprechenden Punkt D3, wenn die Umgebungstemperatur T sich von 23°C (Raumtemperatur) auf 50°C (hohe Temperatur) ändert, unter dem Zustand, dass der Druck P = 300 mmHg ist, durch den Vektor B2 angezeigt. Ein Temperatursensor 234 (angezeigt durch den gestrichelten Linien-Block in 1) ist beinhaltet, um so die Differenz (T – T_PREV) zwischen einer Temperatur, welche sofort im Voraus detektiert ist (bezeichnet als T_PREV), und der aktuellen Temperatur T (in Einheiten von °C) zu detektieren. Die Steuereinheit 201 bestimmt, ob es eine Änderung in der Umgebungstemperatur gibt oder nicht, entsprechend dazu, ob die Differenz (Absolutwert, d. h. |T – T_PREV|) einen Schwellwert (bezeichnet als β; z. B. β = 3°C) überschritten hat oder nicht. Wenn sich die Umgebungstemperatur T, welche durch den Temperatursensor detektiert ist, ändert, oder, mit anderen Worten, wenn |T – T_PREV| > β, werden die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf, entsprechend zu der aktuellen Umgebungstemperatur T, durch die Wandlung für das Magnetventil 233 erhalten. Man beachte, dass bei dem Steuerungsstartzeitpunkt die aktuelle Umgebungstemperatur T, welche durch den Temperatursensor 234 detektiert ist, als T_PREV' eingestellt wird.
Speziell der Vektor B2 (welcher die Verschiebung von Vs und Vf von dem Punkt D1 zu dem Punkt D3 anzeigt), welcher in 11 gezeigt wird, wird durch das Verhältnis in der folgenden Gleichung (3) multipliziert: (T – 23°C)/(50°C – 23°C) (3) und ein interner Teilungspunkt Dx' zwischen dem Punkt D1 und dem Punkt D3 wird durch Benutzen der Interpolation erhalten. Der interne Teilungspunkt Dx' zeigt die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf, entsprechend zu der aktuellen Umgebungstemperatur T (angezeigt durch die gestrichelten Linie A3 und A4 in 11), an.
Entsprechend kann sogar in dem Fall, bei welchem sich die Umgebungstemperatur T in der Steuerperiode ändert, die treibende Spannung V des Magnetventils 233 genau in Echtzeit innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Man beachte, dass, wenn die Umgebungstemperatur T von 23°C (Raumtemperatur) fällt, Daten benutzt werden können, in welchen die Umgebungstemperatur T in 8 23°C (Raumtemperatur) bis 2°C (niedrige Temperatur) beträgt. In diesem Fall wird anstatt der Gleichung (3) das Verhältnis in der folgenden Gleichung (4) benutzt: (23°C – T)/(23°C – 2°C) (4)
Wenn sich sowohl der Druck P als auch die Umgebungstemperatur T ändern, kann ein Vektor benutzt werden, welcher durch die Zusammensetzung des Vektors B1 und des Vektors B2 erhalten wird, um die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf entsprechend zu dem aktuellen Druck P und der Umgebungstemperatur T zu erhalten. Entsprechend, sogar in dem Fall, bei welchem sich sowohl der Druck P als auch die Umgebungstemperatur in der Steuerperiode ändern, kann die treibende Spannung V des Magnetventils 233 genau in Echtzeit innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
In dem obigen Beispiel ist das Magnetventil 233 von einem normalen offenen Typ, jedoch gibt es keine Begrenzung dafür. Das Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät der Erfindung kann auch benutzt werden, um ein Magnetventil vom normal geschlossenen Typ zu steuern. Auch gibt es bezüglich der ”Strömungsstartpunkt-Spannung Vs” und der ”Grenzspannung Vf”, abhängig vom Typ des Magnetventils, Fälle, bei welchen die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs höher als die Grenzspannung Vf ist, und es gibt Fälle, bei welchen die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs niedriger als die Grenzspannung Vf ist. Das Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät der Erfindung kann in beiden Fällen benutzt werden.
13 zeigt das Äußere eines Elektronischen Blutdruckmessgerätes (angezeigt insgesamt durch das Bezugszeichen 1) entsprechend zu einer Ausführungsform der Erfindung. Das Elektronische Blutdruckmessgerät 1 beinhaltet eine Manschette 20, welche an einem Oberarm einer Messperson getragen wird, ein Hauptgeräteteil 10 und einen flexiblen Schlauch 38, welcher die Manschette 20 und das Hauptgeräteteil 10 verbindet. Die Manschette 20 enthält einen Fluidbalg 22 für das Komprimieren des Oberarms. Das Hauptgeräteteil 10 wird mit einer Anzeigeeinrichtung 50 und einer Bedieneinheit 52 bereitgestellt. In diesem Beispiel beinhaltet die Bedieneinheit 52 einen Spannungsversorgungsschalter 52A, einen Speicherschalter 52B und Vorwärts-/Rückwärtsschalter 52C und 52D.
Wie in 14 gezeigt wird, sind zusätzlich zu der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung 50 und der Bedieneinheit 52 in dem Hauptgeräteteil 10 befestigt: eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit) 100, ein Speicher 51, eine Spannungsversorgungseinheit 53, ein Drucksensor 31 vom Piezowiderstandstyp, eine Pumpe 32, welche Luft, welche als ein Fluid dient, zu dem Fluidbalg 22 liefert, ein Ventil 33 (das gleiche, wie das oben beschriebene Magnetventil 233) für das Justieren des Druckes (Manschettendruckes) des Fluidbalges 22, eine Oszillationsschaltung 310, welche das Ausgangssignal von dem Drucksensor 31 in eine Frequenz wandelt, eine Pumpe-Treiberschaltung 320, welche die Pumpe 32 antreibt, und eine Ventiltreiberschaltung 330 (entsprechend zu der Ventil-Treiberschaltung 230 in 1), welche das Ventil 33 treibt. Der Drucksensor 31, die Pumpe 32 und das Ventil 33 sind an dem Fluidbalg 22, welcher in der Manschette 20 enthalten ist, über einen Luftschlauch 39, welcher in dem Inneren des Hauptgeräteteils bereitgestellt ist, angeschlossen, und der Schlauch 38, welcher in Kommunikation mit dem Luftschlauch 39 steht. Entsprechend strömt die Luft, welche als das Fluid dient, zwischen dem Drucksensor 31, der Pumpe 32 und dem Ventil 33, und dem Fluidbalg 22.
Die Anzeigeeinrichtung 50 beinhaltet eine Anzeige, ein Anzeigeelement und Ähnliches und zeigt die vorher festgelegte Information, entsprechend zu einem Steuersignal von der CPU 100 an.
Bei der Bedieneinheit 52 empfängt der Spannungsversorgungsschalter 52A eine Instruktion, um die Spannungsversorgungseinheit 53 ein-/auszuschalten, und eine Instruktion, um die Blutdruckmessung zu starten. Der Speicherschalter 52B empfängt eine Instruktion, um Daten über die Messergebnisse der Blutdruckmesswerte, welche in dem Speicher 51 gespeichert sind, auf der Anzeigeeinrichtung 50 anzuzeigen. Die Vorwärts-/Rückwärtsschalter 52C und 52D empfangen Veränderungsinstruktionen, um die Anzeigeeinrichtung 50 zu veranlassen, Anzeigeinhalt aus der Vergangenheit zu zeigen oder mit dem Anzeigeinhalt fortzufahren. Die Schalter 51a, 52B, 52C und 52D geben Bediensignale, entsprechend zu von dem Benutzer gegebenen Instruktionen, an die CPU 100 ein.
Der Speicher 51 speichert Programme für das Steuern des Elektronischen Blutdruckmessgeräts 1, das Einstellen von Daten für das Einstellen verschiedener Funktionen des Elektronischen Blutdruckmessgerätes 1 und von Daten über die Messergebnisse der Blutdruckwerte. Auch bezüglich der treibenden Spannung eines Probe-Magnetventils, welches im Wesentlichen die gleiche Charakteristik wie das Ventil 33 besitzt, welches zu steuern ist, dient der Speicher 51 als die Korrelationsspeichereinheit, um die Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs, bei welcher das Fluid beginnt, durch das Probe-Magnetventil zu strömen, und der Grenzspannung Vs, bei welcher das Probe-Magnetventil völlig geöffnet ist, zu speichern. Auch wird der Speicher 51 als ein Arbeitsspeicher oder Ähnliches benutzt, wenn ein Programm ausgeführt wird.
Die Spannungsversorgungseinheit 53 liefert Leistung für die Einheiten, nämlich für die CPU 100, den Drucksensor 31, die Pumpe 32, das Ventil 33, die Anzeigeeinrichtung 50, den Speicher 51, die Oszillationsschaltung 310, die Pumpe-Treiberschaltung 320 und die Ventil-Treiberschaltung 330.
Die Oszillationsschaltung 310 oszilliert, basierend auf einem elektrischen Signalwert, welcher basierend auf einer Änderung im elektrischen Widerstand, bestimmt wird, welcher durch einen Piezowiderstandseffekt von dem Drucksensor veranlasst ist, und gibt ein Frequenzsignal, welches eine Frequenz besitzt, welche dem elektrischen Signalwert des Drucksensors 31 entspricht, an die CPU 100 aus.
Entsprechend zu einem Programm, welches in dem Speicher 51 gespeichert ist und welches für das Steuern des Elektronischen Blutdruckmessgerätes 1 ist, führt die CPU 100 das Steuern für das Treiben der Pumpe 32, mithilfe der Pumpe-Treiberschaltung 320, und das Treiben des Ventils 33, mithilfe der Ventil-Treiberschaltung 330, entsprechend zu dem Bediensignal von der Bedieneinheit 52, durch. Das Ventil 33 öffnet und schließt, um die Luft auszulassen oder in dem Fluidbalg 22 einzuschließen, und dadurch den Manschettendruck zu steuern. Auch berechnet die CPU 100 einen Blutdruckwert, basierend auf dem Signal von dem Drucksensor 31, und steuert die Anzeigeeinrichtung 50 und den Speicher 51.
Im Speziellen, wie in 15 (Blockkonfiguration der relevanten Teilbereiche, welche sich auf das Steuern des Magnetventils beziehen) gezeigt wird, um die Strömungsgeschwindigkeit der Luft einzustellen, welche als das Fluid dient, wobei das Ventil 33 benutzt wird, fungiert die CPU 100 als die oben beschriebene Steuereinheit 201, die Betriebsberechnungseinheit 202 und die Pulserzeugungseinheit 203 (siehe 1) und fungiert als die Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit 204. Man beachte, dass, wie aus 15 verstanden werden kann, in diesem Beispiel der Temperatursensor nicht bereitgestellt ist.
Die Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit 204 berechnet die Strömungsgeschwindigkeit Q (in Einheiten von ml/min) des Fluids, welches durch das Ventil 33 fließt, basierend auf der Kapazität des Fluidbalges 22, welcher in der Manschette 20 enthalten ist, und auf einer Änderung im Manschettendruck (Druck des Fluidbalges 22), welcher durch den Drucksensor 31 detektiert ist.
Man beachte, dass die Luft, welche als das Fluid dient, welche durch das Ventil 33 gelangt, durch den Fluidauslass 33e des Ventils 33 nach außen, in die Umgebung (in die Atmosphäre), emittiert wird.
16 zeigt eine Strömung der Blutdruckmessung, welche durch das Elektronische Blutdruckmessgerät 1 durchgeführt wird. Das Elektronische Blutdruckmessgerät 1 misst den Blutdruck entsprechend zu einem allgemeinen oszillometrischen Verfahren. Man beachte, dass dieser Messstrom ein Strom für eine verhältnismäßig kurze Periode ist, in welcher es nicht notwendig ist, Veränderungen in der Umgebungstemperatur T zu berücksichtigen. Wenn die Messung durchzuführen ist, wird die Manschette um den Messort (in diesem Beispiel ein Oberarm) der Untersuchungsperson gewickelt, und der Start der Messung wird mit einer Bedienung angewiesen, welche durchgeführt wird, indem die Bedieneinheit 52 benutzt wird.

i) Wenn die Blutdruckmessung gestartet ist, schließt zuerst die CPU 100 das Ventil 33, mithilfe der Ventil-Treiberschaltung 330 und führt danach das Steuern für das Treiben der Pumpe 32, mithilfe der Pumpe-Treiberschaltung 320 und das Senden der Luft zu dem Fluidbalg 22, durch, während der Manschettendruck P mit dem Drucksensor 31 beobachtet wird. Entsprechend wird der Fluidbalg 22 expandiert, und der Manschettendruck nimmt allmählich zu (Schritt S11). Wenn der Manschettendruck erhöht wird, und der Zieldruck (welcher eingestellt ist, höher als der systolische Blutdruck der Messperson zu sein; in diesem Beispiel 300 mmHg) erreicht ist (JA im Schritt S12), stoppt die CPU 100 die Pumpe 32, mithilfe der Pumpe-Treiberschaltung 320.
ii) Als Nächstes reduziert die CPU 100 allmählich die treibende Schaltung V des Ventils 33, mithilfe der Ventil-Treiberschaltung 330 (Schritt S13) und detektiert, dass die Luft begonnen hat, durch das Magnetventil 233 zu strömen, wobei der Strömungsgeschwindigkeitssensor 232 benutzt wird (JA im Schritt S14). Die treibende Spannung, zu der Zeit des Detektierens des Starts der Strömung der Luft, wird als Strömungsstartpunkt-Spannung Vs erhalten (Schritt S15). Als Nächstes, basierend auf der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs, wird die Korrelation (in diesem Beispiel die Gleichung für das Liniensegment RL₃₀₀, welche die Korrelation anzeigt, welche in 8 gezeigt wird) für die Probe-Magnetventile, welche in dem Speicher 51 gespeichert ist, benutzt, um, durch die Umwandlung, die Grenzspannung Vf zu erhalten, bei welcher das Ventil 33 völlig offen ist. Dann wird die Strömungsgeschwindigkeit Q der Luft mit der treibenden Spannung V des Ventils 33, welche innerhalb eines Bereiches (eines effektiven Einstellbereiches) zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf eingestellt (Schritt S16) ist, gesteuert. Da die Gleichung für das Liniensegment RL₃₀₀, welche in dem Speicher 51 gespeichert ist, die Beziehung zu der Zeit beinhaltet, wenn viele Umgebungstemperaturen verändert und eingestellt werden, entspricht die Grenzspannung Vf des Magnetventils, welche durch die CPU 100 erhalten ist, der Umgebungstemperatur T.

Dies ermöglicht es, die treibende Spannung V des Ventils 33 in der Nähe der Grenzspannung Vf in dem effektiven Einstellbereich genau einzustellen. Entsprechend kann der Druck schnell durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit für das Entladen der Luft zu dem Auslassstartzeitpunkt reduziert werden. Als ein Ergebnis kann die Menge an Zeit, welche für die Blutdruckmessung benötigt wird, verkürzt werden. Auch, da die treibende Spannung V des Ventiles 33 nicht unter die Grenzspannung Vf fällt, kann eine Situation vermieden werden, bei welcher der Manschettendruck während der Blutdruckmessung plötzlich abfällt, was einen Messfehler verursacht. Auch ist es leichter, ein kostengünstiges Magnetventil zu benutzen, welches dazu neigt, einen kleineren effektiven Einstellbereich zu besitzen.

iii) Als Nächstes reduziert die PCU 100 den Manschettendruck P bei einer Ziel-Auslassgeschwindigkeit, welche für die Blutdruckmessung geeignet ist, während der Manschettendruck P beobachtet wird, indem der Drucksensor 31 benutzt wird. In dem Auslassprozess wird die Veränderung im Manschettendruck P, welche durch die Pulswelle an dem Messort verursacht ist, erreicht (Schritt S17).
iv) Danach, wenn das Erreichen der Änderung in dem Manschettendruck P, welcher durch die Pulswelle verursacht ist, beendet ist (JA im Schritt S17) oder die Luft vollständig aus der Manschette 20 entladen ist und die treibende Spannung V, welche durch die PCU 100 instruiert ist, die Grenzspannung Vf erreicht (JA im Schritt S18), legt die PCU 100 einen bekannten Algorithmus, wobei das oszillometrische Verfahren benutzt wird, an den erlangten Daten an (Änderung im Manschettendruck P, welcher durch die Pulswelle verursacht ist), und dadurch berechnet sie die Blutdruckwerte (den systolischen Blutdruck und den diastolischen Blutdruck) (Schritt S19). Hier nachfolgend verursacht die CPU 100, dass die berechneten Blutdruckwerte auf der Anzeigeeinrichtung 50 angezeigt werden (Schritt S20).

Die Blutdruckmessung wird ungefähr in einer Minute durchgeführt, so dass es keine Notwendigkeit gibt, eine Änderung in der Umgebungstemperatur T zu berücksichtigen. Darüber hinaus entspricht die Grenzspannung Vf des Magnetventils, welche durch die CPU 100 im Schritt S16 erhalten wird, welcher oben beschrieben ist, der Umgebungstemperatur T. Entsprechend, sogar wenn kein Temperatursensor beinhaltet ist, kann die treibende Spannung V des Magnetventils genau innerhalb des effektiven Einstellbereiches eingestellt werden.
Man beachte, dass in dem oben beschriebenen Auslassprozess die CPU 100 die Bearbeitung (entspricht dem Schritt S6 in 10) ausführen kann, um die Korrelation zu erhalten, welche dem aktuellen Manschettendruck P entspricht, und zwar durch Interpolation in Echtzeit. In einem derartigen Fall können die Strömungsstartpunkt-Spannungen Vs und die Grenzspannungen Vf, welche den Manschettendrücken, zu jeden Zeiten entsprechen, in Echtzeit durch Umwandlung erhalten werden. Entsprechend kann die treibende Spannung V des Ventils 33 genau in Echtzeit innerhalb eines Bereiches (des effektiven Einstellbereiches) zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und der Grenzspannung Vf eingestellt werden.
Auch in einer Anwendung, bei welcher die Messung für eine lange Zeit kontinuierlich durchgeführt wird, wie zum Beispiel in dem Fall des Durchführens einer 24-Stunden-Blutdruckmessung, gibt es eine Möglichkeit, dass sich sowohl der Druck P als auch die Umgebungstemperatur T innerhalb der Steuerperiode ändern. In einem derartigen Fall ist es vorzuziehen, dass ferner ein Temperatursensor beinhaltet ist und die Umgebungstemperatur T des Ventils 33 gemessen wird. Entsprechend, durch das Durchführen der Umwandlung, indem ein Vektor benutzt wird, welcher durch das Zusammenbringen des Vektors B1 und des Vektors B2, welche in 11 gezeigt werden, erhalten wird, können die Strömungsstartpunkt-Spannung Vs und die Grenzspannung Vf entsprechend zu dem aktuellen Druck P und der Umgebungstemperatur T erhalten werden. Entsprechend, sogar in dem Fall, bei welchem sich sowohl der Druck P als auch die Umgebungstemperatur T in der Steuerperiode ändern, kann die treibende Spannung V des Magnetventils 33 genau in Echtzeit, innerhalb des effektiven Einstellbereiches, eingestellt werden.
Die oben beschriebene Ausführungsform ist nur ein Beispiel, und verschiedene Modifikationen können durchgeführt werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Die vielen oben beschriebenen Ausführungsformen können individuell, oder in Kombination miteinander, benutzt werden. Auch können verschiedene Charakteristika in den unterschiedlichen Ausführungsformen individuell, oder in Kombination miteinander, benutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Elektronisches Blutdruckmessgerät
20: Manschette
22: Fluidbalg
33: Ventil
51: Speicher
100: CPU
200: Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät
201: Steuereinheit
233: Magnetventil
251: Korrelationsspeichereinheit

Claims

Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät zum Steuern einer Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids durch Öffnen und Schließen eines Magnetventils, wobei eine treibende Spannung benutzt wird, welches aufweist: eine Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit, welche konfiguriert ist, die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids, welches durch das Magnetventil strömt, zu detektieren; eine Korrelations-Speichereinheit, welche für ein Probe-Magnetventil, welches im Wesentlichen die gleiche Charakteristik wie das Magnetventil besitzt, eine Korrelation zwischen einer Strömungsstartpunkt-Spannung, bei welcher das Fluid durch das Probe-Magnetventil zu strömen beginnt, und einer Grenzspannung, bei welcher das Probe-Magnetventil völlig geöffnet ist, speichert; und eine Steuereinheit, welche konfiguriert ist, um, wenn die Steuerung des Fluids gestartet wird, die treibende Spannung des Magnetventils zu ändern, die treibende Spannung zu einer Zeit zu erreichen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit-Detektiereinheit den Start des Strömens des Fluids als die Strömungsstartpunkt-Spannung detektiert, die Korrelation für das Probe-Magnetventil zu benutzen, basierend auf der Strömungsstartpunkt-Spannung des Magnetventils, um die Grenzspannung zu erhalten, bei welcher das Magnetventil völlig geöffnet ist, durch die Umwandlung, und danach die treibende Spannung des Magnetventils innerhalb eines Bereiches zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung einzustellen.
Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät nach Anspruch 1, wobei die Korrelation für das Probe-Magnetventil, welche durch die Korrelationsspeichereinheit gespeichert ist, eine Korrelation zu einem Zeitpunkt beinhaltet, wenn eine Vielzahl der veränderten Drücke des Fluids eingestellt werden.
Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät nach Anspruch 2, welches aufweist: einen Drucksensor, welcher konfiguriert ist, den Druck des Fluids zu detektieren, wobei die Steuereinheit den Druck des Fluids detektiert, indem der Drucksensor bei einem Steuerungsstartzeitpunkt benutzt wird, wenn der Druck des Fluids zu dem Steuerungsstartzeitpunkt einen Wert annimmt, welcher anders als jener aus der Vielzahl der Drücke ist, welche die Korrelation ergeben, welche in der Korrelationsspeichereinheit gespeichert sind, die Steuereinheit die Interpolation oder die Extrapolation benutzt, basierend auf der Korrelation, welche der Vielzahl der Drücke entspricht, um eine Korrelation zwischen der Strömungsstartpunkt-Spannung und der Grenzspannung zu erhalten, entsprechend zu dem Druck des Fluids zu dem Steuerungsstartzeitpunkt, und die Steuereinheit die erhaltene Korrelation benutzt, wenn die Grenzspannung durch die Umwandlung erhalten wird, basierend auf der Strömungsstartpunkt-Spannung des Magnetventils.
Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit den aktuellen Druck des Fluids detektiert, wobei der Drucksensor in der Steuerperiode benutzt wird, und wenn sich der aktuelle Druck des Fluids von dem Druck bei dem Steuerungsstartzeitpunkt, basierend auf der Korrelation, entsprechend zu der Vielzahl der Drücke, ändert, die Steuereinheit die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung und die Grenzspannung für das Magnetventil durch die Umwandlung erhält.
Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Korrelation für das Probe-Magnetventil eine Beziehung zu einem Zeitpunkt enthält, wenn eine Vielzahl der veränderten Umgebungstemperaturen eingestellt wird.
Strömungsgeschwindigkeit-Steuergerät nach Anspruch 5, welches aufweist: einen Temperatursensor, welcher konfiguriert ist, die Umgebungstemperatur des Magnetventils zu detektieren, wobei die Steuereinheit die aktuelle Umgebungstemperatur des Magnetventils detektiert, indem der Temperatursensor in der Steuerperiode benutzt wird, und wenn sich die aktuelle Umgebungstemperatur des Magnetventils von der Umgebungstemperatur zu dem Steuerungsstartzeitpunkt, basierend auf der Korrelation, entsprechend zu der Vielzahl von Umgebungstemperaturen, ändert, die Steuereinheit die aktuelle Strömungsstartpunkt-Spannung und die Grenzspannung für das Magnetventil durch Umwandlung erhält.
Blutdruckmessgerät, welches aufweist: eine Manschette für das Komprimieren eines Messortes; ein Magnetventil für das Einstellen eines Druckes der Manschette; und das Strömungsgeschwindigkeit-Steuerungsgerät, entsprechend zu einem der Ansprüche 1 bis 6.