JP2000084084A - ディスペンサユニット - Google Patents

ディスペンサユニット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスペンサユニットにおいて、流量情報を
供給するための圧力測定の実行に関連して公知のディス
ペンサユニットで生じる問題を軽減すること。 【解決手段】 ディスペンサユニットを、流量計はホル
ダ内部の垂直方向に離れた２個所間の圧力差を物質表面
の上１個所と下１個所で検出するように構成されたセン
サを有し、また搬送中に複数回、検出された圧力差の変
化率の計算から流量を表す信号を出力するように構成す
ること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非ガス流動物質の
ためのディスペンサユニットに関し、特に物質の流量を
測定することにより、計量された物質を分配するディス
ペンサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】ユニットからの物質の流量を測定するこ
とにより、分配すべき物質の量を計量するディスペンサ
ユニットは公知である。一般的な流量測定の手法は、例
えばディスペンサの流出口などの流量制限部の両端で生
じた圧力差を、その物質が流れている状態で測定するこ
とである。
【０００３】この手法によって動作する１つの公知のデ
ィスペンサユニットは米国特許出願US 4922852 明細書
に記載されている。このディスペンサユニットは加圧さ
れた流体のためのホルダを有し、このホルダには分配用
ノズルが接続されている。圧力変換器が設けられてお
り、流体が流れている状態でノズルの両端の圧力降下を
測定することにより、流体の流量を感知する。バルブも
設けられており、このバルブは感知された流量に応答し
て制御でき、計量された流体をノズルを通して送出す
る。非常に小さな流量、例えば０．００５〜２０ｍｌ／
分の範囲の流量、またはその中での変動を測定するため
に圧力変換器はきわめて高感度に作られなければならな
いが、これは高価で困難である。さらに、時間と共にベ
ースライン出力がドリフトすると不正確な流量読み取り
につながるため、圧力変換器は非常に安定でなければな
らない。圧力変換器の頻繁な校正がこの問題を軽減する
ためにたいてい要求されるが、これには時間がかかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ディ
スペンサユニットにおいて、流量情報を供給するための
圧力測定の実行に関連して公知のディスペンサユニット
で生じる問題を軽減することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、ディスペンサユニットを、流量計は、ホルダ内部の
垂直方向に離れた２個所間の圧力差を物質表面の上方１
個所と下方１個所で検出するように構成されたセンサを
有し、流量計は搬送中に複数回、検出された圧力差の変
化率の計算から流量を表す信号を出力する、ように構成
して解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】ホルダ内の物質表面の上下での圧
力差の変化率を使用することによって、比較的短時間の
間に記録された逐次的な圧力測定値だけが必要となる。
これは圧力センサのベースラインの何らかのずれが、物
質の流量の検出にもたらし得る影響を低減する。さら
に、センサは狭い圧力領域で線形に応答しさえすればよ
い。
【０００７】さらに、流量検出はセンサより上にある物
質により生じた圧力に依存するため、ホルダの寸法は、
そのホルダ内の物質量のわずかな変化により大きな圧力
変化がホルダ基部にあるセンサの所で生じるように、容
易に構成できる（すなわち、ホルダを比較的細長く作製
することにより）。
【０００８】有利には、ホルダは満杯の時その内部の物
質の上方に物質のない空間を形成する大きさに作製さ
れ、基部に設けられた通流開口部を有する。この開口部
を通って、物質はホルダの内部と外部の間を搬送され
る。物質のない空間と前記開口部に近傍する個所との間
の圧力差を測定するセンサにより、実質的にすべての物
質の流量を計量できる。
【０００９】簡単な場合には、圧力センサは差圧計でよ
く、これによりホルダ内の測定個所間の圧力差を表す出
力が迅速かつ直接的に得られる。択一的に、圧力センサ
は２つの独立なユニットを有することができ、ホルダ内
の物質表面の上方で１個所、下方で１個所圧力を測定す
るように配置される。この後者の場合、差圧計は２つの
検知された圧力間の差を検出するように構成されている
必要がある。
【００１０】最も有利には、ディスペンサユニットは液
体麻酔剤送出装置の一部として使用され、そこで小さな
流量を有する計量された液体を分配するために典型的に
使用される。
【００１１】本発明の第二の態様によると、非ガス麻酔
剤のためのディスペンサユニットを有する麻酔剤送出装
置が提供されており、このディスペンサユニットはキャ
リアガスを供給するように接続可能な開口部を有し、こ
のキャリアガスは呼吸ガスに計量された麻酔剤を送出す
る。この送出装置のディスペンサユニットは本発明の第
１の態様によるユニットであり、そのユニットの流量計
はホルダからの麻酔剤の流量を表す出力信号を供給する
ように構成されている。この出力信号は有利には、バル
ブの制御に使用される。このバルブはキャリアガスへの
麻酔剤の流量を調節するために設けられており、前記流
量計に作動接続されており該流量計からの出力に依存し
て流量を自動的に調節する。
【００１２】本発明の各態様の実施例を、ただ例示的な
ものとして、添付図を参照しながら説明する。
【００１３】
【実施例】図１は、動作状態にあるディスペンサユニッ
ト１を示している。このディスペンサユニットは、流出
口３を有するホルダ２を含む。この状態では流出口３は
ホルダ２の物質保持部分１８の基部、すなわちホルダ２
から分配すべき量の麻酔剤液４の底にある。ホルダ２に
収容され得る液４の最大量は、このホルダの動作状態中
に、液のない空間から成るセクション５が液４表面の上
方に形成されるような量である。ディスペンサユニット
１は、差圧変換器７および計算ユニット８を含む流量計
６も有する（この計算ユニットは、当分野で一般的な技
術を使用してプログラムされた専用マイクロプロセッサ
から成っていてもよい）。変換器７の第１の入力側は、
ホルダ２の内側の流出口３に近傍した個所と、キャピラ
リ９を通して圧力的に連通している。第２のキャピラリ
１０はホルダ２の液４により占められた領域を通り、同
ホルダの液のない空間であるセクション５内に開放端を
以て終端する。キャピラリ１０の反対側の端は差圧変換
器７の第２の入力側に接続しており、セクション５の液
のない空間と変換器７の間を圧力的に連通している。以
上のような構成により、差圧変換器７は液４表面の上下
の個所の間の圧力差ΔＰを測定するように構成されてお
り、測定した差に比例する電気信号を計算ユニット８へ
出力する。
【００１４】択一的に、差圧変換器７は物質４表面の上
下にそれぞれ配置された２つの圧力センサ１９、２０で
置換可能であり、これは図１に破線で示してある。この
センサ１９、２０からの出力は次に計算ユニット８に供
給される。この択一的実施例では物質４表面の上下間の
圧力差を、２つのセンサ１９、２０からの測定値から検
出するように構成されている。
【００１５】ホルダ２は断面積Ａを有し、密度ρの流体
を収容すると仮定すると、流量Φは下の式で与えられる
ことが容易に示される。
【００１６】 Φ=（Ａ／（ρ＊ｇ））＊（（ΔＰ１−ΔＰ２）／Δｔ） （１） ただし、ｇは重力加速度、 ΔＰ１は時間ｔ１に測定された圧力差 ΔＰ２はその後の時間ｔ２に測定された圧力差 Δｔは時間差ｔ２−ｔ１ である。
【００１７】この実施例では、差圧変換器７は圧力差Δ
Ｐを継続的に測定し、出力信号を供給するように動作す
る。この場合、計算ユニット８は変換器７からの出力信
号を周期的に受信し、格納するように動作する記憶手段
１１を含む。プロセッサユニット１２は計算ユニット８
内にあり、記憶手段１１にアクセスして格納された圧力
差の値ΔＰを読み出し、その変化率、従って流量Φを計
算するように構成されている。流量Φは上式（１）を使
用して、前記２つの値をメモリ１１に格納する間の時間
差Δｔの情報から求められる。そのように計算された流
量Φを表す電気信号は、続いてディスペンサユニット１
外部での使用のために流量計６から出力される。例えば
ディスプレイを動作させて、計算された流量Φを視覚的
に表示したり、他の装置に制御情報を供給したりする。
【００１８】当業者なら理解するだろうが、上述の実施
例で流量計６はホルダ２からの流出を測定するのに使用
されたのに対して、流量計がホルダ２への流入を測定す
るようにも構成できるが、これは本発明の枠内であり発
明性のない変形例である。
【００１９】図１のディスペンサユニットを組み込んだ
装置が図２に示してあり、麻酔剤送出装置１３を形成し
ている。キャリアガス源１４は送出導管１５に接続され
ており、導管自体も患者の人工呼吸器（示されていな
い）の呼吸ガス導管に接続可能である。液体麻酔剤ホル
ダ２は送出導管１５内のガスと、バルブ１６を通して液
体を連通するように接続されている。このバルブはホル
ダ２からの麻酔剤の流量を、制御ユニット１７からの制
御信号に応答して自動的に変化させるように動作する。
流量計６はホルダ２からの流量を検出し、検出値を表す
信号を制御ユニット１７へ出力する。次にこの制御ユニ
ットは信号を処理して、検出された流量値に依存してバ
ルブ１６を操作し、麻酔剤の必要な濃度をキャリアガス
内に提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の態様によるディスペンサユニッ
トの概略図である。
【図２】本発明の第２の態様による麻酔剤送出装置の一
部の概略図である。
【符号の説明】
１ ディスペンサユニット ２ ホルダ ３ 流出口 ５ 物質のない空間 ６ 流量計 ７ 差圧変換器 ８ 計算ユニット ９、１０ キャピラリ １３ 麻酔剤送出装置 １６ バルブ １８ 物質保持部分

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流動物質用ホルダ（２）および流量計
    （６）を有する非ガス流動物質用ディスペンサユニット
    であって、 前記ホルダには開口部（３）が設けられており、該開口
    部を通してホルダ（２）の内部と外部の間で物質が搬送
    され、 前記流量計は搬送中の物質の流量を測定するように構成
    されたディスペンサユニットにおいて、 流量計（６）は、ホルダ（２）内部の垂直方向に離れた
    ２個所間の圧力差を、物質表面の上方１個所と下方１個
    所で検出するように構成されたセンサを有し、 流量計（６）は搬送中に複数回、検出された圧力差の変
    化率の計算から流量を表す信号を出力するように構成さ
    れている、ことを特徴とするディスペンサユニット。
  2. 【請求項２】 前記ホルダ（２）は、相互にガスが連通
    している物質保持部分（１８）および物質のない部分
    （５）から構成され、 使用時は物質（４）表面上方に物質のない部分（５）お
    よび物質（４）の底部に近傍する開口部（３）が形成さ
    れ、 前記センサ（７）は開口部（３）に近傍した個所と物質
    のない部分（５）内の個所との間の圧力差を測定するよ
    うに構成されている、請求項１記載のディスペンサユニ
    ット。
  3. 【請求項３】 前記センサは、ホルダ内の前記個所と圧
    力的に連通しているように構成された差圧変換器（７）
    を有する、請求項１または２いずれかに記載のディスペ
    ンサユニット。
  4. 【請求項４】 前記センサは２つの圧力センサ素子（１
    ９、２０）を有し、前記２つの素子はそれぞれ異なる個
    所で圧力を測定するように配置されており、 前記流量計（６）は測定された圧力間の差を検出するよ
    うにさらに構成された、請求項１または２いずれかに記
    載のディスペンサユニット。
  5. 【請求項５】 非ガス麻酔剤のためのディスペンサユニ
    ット（１）を含む麻酔剤送出装置（１３）であって、 前記ディスペンサユニットは開口部（３）を有し、 計量された麻酔剤を呼吸ガスに送出するためのキャリア
    ガス（１４）を供給するように接続可能である形式の麻
    酔剤送出装置（１３）において、 前記ディスペンサユニットは請求項１〜４いずれかに記
    載のユニットであり、 前記流量計（６）は出力信号としてホルダ（２）からの
    麻酔剤の流量を表す信号を供給するように構成されてい
    ることを特徴とする、麻酔剤送出装置。
  6. 【請求項６】 自動流量制御バルブ（１６、１７）がさ
    らに設けられており、 前記バルブはキャリアガスへの麻酔剤の流量を調節する
    ように構成され、また流量計（６）に作動接続されてお
    り、該流量計からの出力に依存して自動的に前記流量を
    調節する、請求項５記載の麻酔剤送出装置。
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