JP2003247985A - 音響ガス量計 - Google Patents
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスの温度はその圧力に応じて変化し、ガス
は可変かつ急速に変化する圧力、例えば機械的呼吸補助
中に吸気ガス及び呼気ガスにおいて通常見られるような
圧力を有する場合、測定されたガス比率が不正確となる
ことがある。 【解決手段】 本発明によると、請求項１記載の、及び
該請求項１によって特徴付けられる音響ガス量計が提供
される。伸張されたセンサ領域を有する温度プローブを
設けることによって、例えば、公知の空間相互関係を備
えた複数のポイントセンサを使用することによって、ま
たはより簡単にいうと、公知の温度対電気抵抗特性を備
えた、ある特定の長さのワイヤを採用することによっ
て、音響エネルギーによって横切られた音響路内のガス
の平均温度は、監視されることができる。
は可変かつ急速に変化する圧力、例えば機械的呼吸補助
中に吸気ガス及び呼気ガスにおいて通常見られるような
圧力を有する場合、測定されたガス比率が不正確となる
ことがある。 【解決手段】 本発明によると、請求項１記載の、及び
該請求項１によって特徴付けられる音響ガス量計が提供
される。伸張されたセンサ領域を有する温度プローブを
設けることによって、例えば、公知の空間相互関係を備
えた複数のポイントセンサを使用することによって、ま
たはより簡単にいうと、公知の温度対電気抵抗特性を備
えた、ある特定の長さのワイヤを採用することによっ
て、音響エネルギーによって横切られた音響路内のガス
の平均温度は、監視されることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響ガス量計に関
し、とりわけガス混合物中のガスの割合を分析するため
の計量装置に関する。
し、とりわけガス混合物中のガスの割合を分析するため
の計量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療環境及び治療環境において、呼吸
（吸気及び／または呼気）ガスの濃度及び／または流量
もしくは該呼吸ガス中の変化を正確に測定できることは
有利である。なぜならば、これらは、例えば患者の新陳
代謝の状態に関する情報を提供するからである。これ
は、とりわけ機械的な呼吸補助を患者に提供している間
の場合であり、呼気ガス中の酸素及び二酸化炭素の相対
的かつ絶対的な量についての情報は、酸素の新陳代謝及
び呼吸機能に関する情報を提供するために使用されても
よい。さらに、吸気ガス中の酸素／窒素比率の情報は、
機械的呼吸補助の提供を制御し、監視するために有利で
ある。
（吸気及び／または呼気）ガスの濃度及び／または流量
もしくは該呼吸ガス中の変化を正確に測定できることは
有利である。なぜならば、これらは、例えば患者の新陳
代謝の状態に関する情報を提供するからである。これ
は、とりわけ機械的な呼吸補助を患者に提供している間
の場合であり、呼気ガス中の酸素及び二酸化炭素の相対
的かつ絶対的な量についての情報は、酸素の新陳代謝及
び呼吸機能に関する情報を提供するために使用されても
よい。さらに、吸気ガス中の酸素／窒素比率の情報は、
機械的呼吸補助の提供を制御し、監視するために有利で
ある。
【０００３】公知の音響ガス量計は、超音波変換器構成
及び計算機を有しており、該超音波変換器装置は、超音
波パルスを、音響路に沿って、測定セルまたは流れるガ
スを含む流路の一部内のガス混合物を介して送信し、そ
のように送信されたパルスを受信する。該計算機は、超
音波パルスの遷移時間を計算するためのものである。そ
のように計算された遷移時間は、公知の方法で使用され
ることによって、流量の測定値及び、付加的にまたは択
一的に、ガス状媒体の組成を提供してもよい。ガス状媒
体を介する音の速度は該媒体の温度に依存していること
が公知なので、温度プローブがしばしば計量装置の一部
として含まれており、セルまたは一部内の点におけるガ
ス温度を監視し、この温度を計算機に提供し、該計算機
において、この温度は、温度変化に対する計算されたパ
ラメータを補償するために採用されてもよい。
及び計算機を有しており、該超音波変換器装置は、超音
波パルスを、音響路に沿って、測定セルまたは流れるガ
スを含む流路の一部内のガス混合物を介して送信し、そ
のように送信されたパルスを受信する。該計算機は、超
音波パルスの遷移時間を計算するためのものである。そ
のように計算された遷移時間は、公知の方法で使用され
ることによって、流量の測定値及び、付加的にまたは択
一的に、ガス状媒体の組成を提供してもよい。ガス状媒
体を介する音の速度は該媒体の温度に依存していること
が公知なので、温度プローブがしばしば計量装置の一部
として含まれており、セルまたは一部内の点におけるガ
ス温度を監視し、この温度を計算機に提供し、該計算機
において、この温度は、温度変化に対する計算されたパ
ラメータを補償するために採用されてもよい。
【０００４】ガス量計は、例えばＷＯ９２／０３７２４
及び米国特許第５２４７８２６号から公知であり、２種
類の公知のガスからなるガスの混合物の比率を音響的に
分析する。この比率は、例えば、患者に供給される呼吸
ガス中の酸素／窒素比率であり、該酸素／窒素比率か
ら、酸素濃度または酸素濃度中の変化を決定することが
できる。公知の計量装置は、音響波は、異なるガス中
を、異なる速度で進むという物理現象を利用している。
ガスを介する音の速度Ｖは、Ｍはガスの分子量であり、
Ｔはその絶対温度である場合、（Ｔ／Ｍ）０．５に比例
するものとして公知である。従って、既知の温度におけ
るガス混合物に対して、混合物における音の速度Ｖを使
用することによって、ガスの組成物の相対的な濃度の測
定値を提供することができる。
及び米国特許第５２４７８２６号から公知であり、２種
類の公知のガスからなるガスの混合物の比率を音響的に
分析する。この比率は、例えば、患者に供給される呼吸
ガス中の酸素／窒素比率であり、該酸素／窒素比率か
ら、酸素濃度または酸素濃度中の変化を決定することが
できる。公知の計量装置は、音響波は、異なるガス中
を、異なる速度で進むという物理現象を利用している。
ガスを介する音の速度Ｖは、Ｍはガスの分子量であり、
Ｔはその絶対温度である場合、（Ｔ／Ｍ）０．５に比例
するものとして公知である。従って、既知の温度におけ
るガス混合物に対して、混合物における音の速度Ｖを使
用することによって、ガスの組成物の相対的な濃度の測
定値を提供することができる。
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ９２／０３７２４号
【特許文献２】米国特許第５２４７８２６号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスの
温度はその圧力に応じて変化し、ガスは可変かつ急速に
変化する圧力、例えば機械的呼吸補助中に吸気ガス及び
呼気ガスにおいて通常見られるような圧力を有する場
合、測定されたガス比率が不正確となることがある（通
常、１℃の温度誤差は、空気との、２元のガス混合物に
おいて約３％の酸素濃度の誤差を生じさせる）。これ
は、とりわけ圧力によって誘発された温度変化が、分析
されるガス混合物を介する音響路内に気温傾度を生じさ
せる場合、問題となる。
温度はその圧力に応じて変化し、ガスは可変かつ急速に
変化する圧力、例えば機械的呼吸補助中に吸気ガス及び
呼気ガスにおいて通常見られるような圧力を有する場
合、測定されたガス比率が不正確となることがある（通
常、１℃の温度誤差は、空気との、２元のガス混合物に
おいて約３％の酸素濃度の誤差を生じさせる）。これ
は、とりわけ圧力によって誘発された温度変化が、分析
されるガス混合物を介する音響路内に気温傾度を生じさ
せる場合、問題となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によると、請求項
１記載の、及び該請求項１によって特徴付けられる音響
ガス量計が提供される。伸張されたセンサ領域を有する
温度プローブを設けることによって、例えば、公知の空
間相互関係を備えた複数のポイントセンサを使用するこ
とによって、またはより簡単にいうと、公知の温度対電
気抵抗特性を備えた、ある特定の長さのワイヤを採用す
ることによって、音響エネルギーによって横切られた音
響路内のガスの平均温度は、監視されることができる。
このように、温度測定を行うことができ、該温度測定
は、放射された音響エネルギーが伝播する実際のガスの
温度を、より正確に反映している。
１記載の、及び該請求項１によって特徴付けられる音響
ガス量計が提供される。伸張されたセンサ領域を有する
温度プローブを設けることによって、例えば、公知の空
間相互関係を備えた複数のポイントセンサを使用するこ
とによって、またはより簡単にいうと、公知の温度対電
気抵抗特性を備えた、ある特定の長さのワイヤを採用す
ることによって、音響エネルギーによって横切られた音
響路内のガスの平均温度は、監視されることができる。
このように、温度測定を行うことができ、該温度測定
は、放射された音響エネルギーが伝播する実際のガスの
温度を、より正確に反映している。
【０００８】
【発明の実施の形態】有利には、ワイヤの長さは、例え
ばワイヤループ、螺旋パターンまたはジグザグパターン
を形成するように１つまたはそれ以上の湾曲部を備える
ことによって、センサ領域として採用されたワイヤの全
長が音響路の長さより大きくなってもよい。これによっ
て、１℃の温度変化毎の電気的抵抗変化が増加し、いか
なる信号増幅要求も減少させる。
ばワイヤループ、螺旋パターンまたはジグザグパターン
を形成するように１つまたはそれ以上の湾曲部を備える
ことによって、センサ領域として採用されたワイヤの全
長が音響路の長さより大きくなってもよい。これによっ
て、１℃の温度変化毎の電気的抵抗変化が増加し、いか
なる信号増幅要求も減少させる。
【０００９】本発明の実施例は、以下の付随する図面を
参照して記載される。
参照して記載される。
【００１０】
【実施例】図１に示すガス量計に関して、超音波送信機
２及び相補形受信機４は、ガス流路６との超音波結合に
よって配置されており、（点線で示される）音響路８の
相対する端部を確定する。電子制御回路１０は、超音波
送信機２及び受信機４のそれぞれと動作可能に接続され
て設けられており、以下を行うように構成されている。
すなわち、送信機２に超音波信号を放射させ、受信機４
に、放射された超音波信号を、該超音波信号が音響路８
を通過した後に検出させ、超音波信号の発生と検出との
間に経過した時間を測定することである。適切にプログ
ラムされたマイクロコンピュータにおいて実現されるよ
うな計算機１２は、電子回路１０と接続可能であり、該
電子回路１０と協同することによって、測定された経過
時間を示す信号を受信する。本実施例において、ガス
は、流路６を介して（例えば図面において矢印で示され
るような）一方向にのみ流れており、超音波信号は、送
信機２から受信機４まで一方向にのみ横断し、測定され
た音響速度Ｖｍは、ガスの流れ速度Ｖｇによって影響さ
れるだろう（本実施例においては、Ｖｍ＝Ｖ＋Ｖｇとな
るように増加する）。計算機１２は、公知の方法で、音
響路８内を流れるガスのガス流速度Ｖｇを、受信された
信号及び、流路８内における公知の組成を有するガスの
温度Ｔの測定値（Ｖは（Ｔ／Ｍ）０．５に比例すること
に注意）に基づいて決定するように構成されており、該
測定値は、本発明による温度プローブ１４から得られた
ものであり、以下により詳細に記載される。
２及び相補形受信機４は、ガス流路６との超音波結合に
よって配置されており、（点線で示される）音響路８の
相対する端部を確定する。電子制御回路１０は、超音波
送信機２及び受信機４のそれぞれと動作可能に接続され
て設けられており、以下を行うように構成されている。
すなわち、送信機２に超音波信号を放射させ、受信機４
に、放射された超音波信号を、該超音波信号が音響路８
を通過した後に検出させ、超音波信号の発生と検出との
間に経過した時間を測定することである。適切にプログ
ラムされたマイクロコンピュータにおいて実現されるよ
うな計算機１２は、電子回路１０と接続可能であり、該
電子回路１０と協同することによって、測定された経過
時間を示す信号を受信する。本実施例において、ガス
は、流路６を介して（例えば図面において矢印で示され
るような）一方向にのみ流れており、超音波信号は、送
信機２から受信機４まで一方向にのみ横断し、測定され
た音響速度Ｖｍは、ガスの流れ速度Ｖｇによって影響さ
れるだろう（本実施例においては、Ｖｍ＝Ｖ＋Ｖｇとな
るように増加する）。計算機１２は、公知の方法で、音
響路８内を流れるガスのガス流速度Ｖｇを、受信された
信号及び、流路８内における公知の組成を有するガスの
温度Ｔの測定値（Ｖは（Ｔ／Ｍ）０．５に比例すること
に注意）に基づいて決定するように構成されており、該
測定値は、本発明による温度プローブ１４から得られた
ものであり、以下により詳細に記載される。
【００１１】このような構成は公知技術であり、単に当
業者が本発明を適切に評価できるように十分詳細に記載
されている。評価されるであろうことは、それぞれの専
用の超音波送信機２及び受信機４は、超音波トランシー
バ及び電子回路１０によって代用してもよいことであ
り、該超音波トランシーバ及び電子回路１０は、それぞ
れのトランシーバ２、４に、相補形送信機及び受信機構
成において、交互に受信機として動作させるように、工
夫をせずに適用されてもよい。これによって、送信及
び、それに続いて、音響路８に沿っていずれかの方向に
進む超音波の検出が可能となる。ガスの流れ速度Ｖ
ｇは、超音波信号の伝達の異なる方向に対して、同等で
あるが相反する方法で、音響速度Ｖに影響を与えるの
で、計算機１２は、公知の方法で、音響速度Ｖの値を決
定するように構成されており、この値は、音響信号が伝
達される２つの方向のそれぞれに対して測定された音響
速度の適切な組み合わせによって、ガス流速度Ｖｇから
独立している。この構成において、計算機１２はまた、
公知の方法で、ガスの流れ速度Ｖｇを決定するように構
成されており、該流れ速度Ｖｇは、音響路８内における
ガスの温度Ｔの情報から独立しており、付加的または択
一的に、温度Ｔが明らかである場合で、音響路８内にお
けるガスの組成物のうち、１つの量が不明である場合、
ガス組成を決定するように構成されている。
業者が本発明を適切に評価できるように十分詳細に記載
されている。評価されるであろうことは、それぞれの専
用の超音波送信機２及び受信機４は、超音波トランシー
バ及び電子回路１０によって代用してもよいことであ
り、該超音波トランシーバ及び電子回路１０は、それぞ
れのトランシーバ２、４に、相補形送信機及び受信機構
成において、交互に受信機として動作させるように、工
夫をせずに適用されてもよい。これによって、送信及
び、それに続いて、音響路８に沿っていずれかの方向に
進む超音波の検出が可能となる。ガスの流れ速度Ｖ
ｇは、超音波信号の伝達の異なる方向に対して、同等で
あるが相反する方法で、音響速度Ｖに影響を与えるの
で、計算機１２は、公知の方法で、音響速度Ｖの値を決
定するように構成されており、この値は、音響信号が伝
達される２つの方向のそれぞれに対して測定された音響
速度の適切な組み合わせによって、ガス流速度Ｖｇから
独立している。この構成において、計算機１２はまた、
公知の方法で、ガスの流れ速度Ｖｇを決定するように構
成されており、該流れ速度Ｖｇは、音響路８内における
ガスの温度Ｔの情報から独立しており、付加的または択
一的に、温度Ｔが明らかである場合で、音響路８内にお
けるガスの組成物のうち、１つの量が不明である場合、
ガス組成を決定するように構成されている。
【００１２】本発明の温度プローブ１４は、ここでは、
ワイヤ１６及び測定装置１８からなるセンサ領域を含む
ものとして図示されており、該ワイヤ１６は、例えばプ
ラチナワイヤであり、公知の温度対電気抵抗特性を有し
ており、実質的に音響路８全体に沿って一直線に続いて
おり、該測定装置１８は、ワイヤ１６の抵抗を測定し、
該抵抗を示す出力を計算機１２に供給するためのもので
ある。このような測定装置１８は、例えば平衡ブリッジ
構成を含むことができ、該平衡ブリッジ構成は、通常、
従来のプラチナ抵抗温度計における抵抗を測定するため
に採用される。プラチナワイヤ１６は、比較的細く（本
実施例においては、直径１７．８μｍ）、それによっ
て、圧力によって誘発された、ガス内の急速な温度変化
に対して十分な応答時間を提供し、その相反する端部に
おいて、すなわちそれぞれ送信機２及び受信機４の付近
において、より大きい直径を有するワイヤ（本実施例に
おいては、５０μｍ）のペア２０、２０’に接続されて
いる。これらのワイヤは、有利には、流路６内のガスを
介して延びており、それによって、プラチナワイヤ１６
の温度と実質的に同一の温度を達成する。これらのワイ
ヤのペア２０、２０’は、標準的な「４線」タイプの構
成における測定装置１８への電気的接続のために設けら
れている。
ワイヤ１６及び測定装置１８からなるセンサ領域を含む
ものとして図示されており、該ワイヤ１６は、例えばプ
ラチナワイヤであり、公知の温度対電気抵抗特性を有し
ており、実質的に音響路８全体に沿って一直線に続いて
おり、該測定装置１８は、ワイヤ１６の抵抗を測定し、
該抵抗を示す出力を計算機１２に供給するためのもので
ある。このような測定装置１８は、例えば平衡ブリッジ
構成を含むことができ、該平衡ブリッジ構成は、通常、
従来のプラチナ抵抗温度計における抵抗を測定するため
に採用される。プラチナワイヤ１６は、比較的細く（本
実施例においては、直径１７．８μｍ）、それによっ
て、圧力によって誘発された、ガス内の急速な温度変化
に対して十分な応答時間を提供し、その相反する端部に
おいて、すなわちそれぞれ送信機２及び受信機４の付近
において、より大きい直径を有するワイヤ（本実施例に
おいては、５０μｍ）のペア２０、２０’に接続されて
いる。これらのワイヤは、有利には、流路６内のガスを
介して延びており、それによって、プラチナワイヤ１６
の温度と実質的に同一の温度を達成する。これらのワイ
ヤのペア２０、２０’は、標準的な「４線」タイプの構
成における測定装置１８への電気的接続のために設けら
れている。
【００１３】別の方法として、ワイヤ１６は音響路８自
体に配置される必要はないが、流路６のその他の領域に
配置される必要がある。該流路６において、ワイヤ１６
によって形成されるセンサ領域によって感知された平均
温度は、音響路８に沿った温度と同一であり、この音響
路８に沿った温度との公知の関係を有している。ワイヤ
１６のセンサ領域によって感知された温度が公知の関係
を有している状況において、計算機１２は、感知された
温度及び公知の関係によって、音響路８に沿った温度を
決定するように構成されてもよい。この関係は、直ち
に、経験的に決定されてもよい。例えば、流路及びワイ
ヤ１６に対する瞬間温度を、可能ならば異なる条件下に
おいて比較することによって、である。従って、この別
の方法による温度プローブ１４は、音響路８に沿った温
度を示す温度の測定値を実際に提供している。
体に配置される必要はないが、流路６のその他の領域に
配置される必要がある。該流路６において、ワイヤ１６
によって形成されるセンサ領域によって感知された平均
温度は、音響路８に沿った温度と同一であり、この音響
路８に沿った温度との公知の関係を有している。ワイヤ
１６のセンサ領域によって感知された温度が公知の関係
を有している状況において、計算機１２は、感知された
温度及び公知の関係によって、音響路８に沿った温度を
決定するように構成されてもよい。この関係は、直ち
に、経験的に決定されてもよい。例えば、流路及びワイ
ヤ１６に対する瞬間温度を、可能ならば異なる条件下に
おいて比較することによって、である。従って、この別
の方法による温度プローブ１４は、音響路８に沿った温
度を示す温度の測定値を実際に提供している。
【００１４】図２は音響ガス分析器を示しており、該音
響ガス分析器において、音響トランシーバ２’、４’
は、ガス流路６’を通過する（矢印によって示される）
ガス流の方向に向いている、音響路８’を定義するため
に配置されており、制御されることによって、相補形送
信機及び相補形受信機として交互に動作するように、従
来の制御回路１０’によって制御される。図１の制御回
路１０の場合と同様に、回路１０’は、トランシーバ
２’、４’の間を、音響路８’に沿ってそれぞれの方向
に進む音響エネルギーに対する遷移時間を決定するため
の手段を含んでいる。このように決定された遷移時間
は、公知技術による方法に従って、ガスの流れ速度Ｖｇ
及び音響路８’内のガスの組成のうち、一方または両方
を決定する際、計算機（図示せず）内で使用されてもよ
い。図２のトランシーバ２’、４’の幾何学的配列は、
音響ガス流測定の技術において公知であり、例えば米国
特許第６０９８４６７号においてより詳細に記載されて
いる。
響ガス分析器において、音響トランシーバ２’、４’
は、ガス流路６’を通過する（矢印によって示される）
ガス流の方向に向いている、音響路８’を定義するため
に配置されており、制御されることによって、相補形送
信機及び相補形受信機として交互に動作するように、従
来の制御回路１０’によって制御される。図１の制御回
路１０の場合と同様に、回路１０’は、トランシーバ
２’、４’の間を、音響路８’に沿ってそれぞれの方向
に進む音響エネルギーに対する遷移時間を決定するため
の手段を含んでいる。このように決定された遷移時間
は、公知技術による方法に従って、ガスの流れ速度Ｖｇ
及び音響路８’内のガスの組成のうち、一方または両方
を決定する際、計算機（図示せず）内で使用されてもよ
い。図２のトランシーバ２’、４’の幾何学的配列は、
音響ガス流測定の技術において公知であり、例えば米国
特許第６０９８４６７号においてより詳細に記載されて
いる。
【００１５】図１の温度プローブ１４における温度に基
づく変化に対する抵抗（またはその他の測定された電気
的特性）を高めるため、温度プローブ２２が代用され、
該温度プローブ２２において、センサ領域を形成するワ
イヤ２６には複数の湾曲部が設けられており、本実施例
において螺旋形を形成している。温度プローブ２２は、
有利には、音響路８に沿って配置される（図２参照）。
づく変化に対する抵抗（またはその他の測定された電気
的特性）を高めるため、温度プローブ２２が代用され、
該温度プローブ２２において、センサ領域を形成するワ
イヤ２６には複数の湾曲部が設けられており、本実施例
において螺旋形を形成している。温度プローブ２２は、
有利には、音響路８に沿って配置される（図２参照）。
【００１６】ワイヤ２６は、相反する端部において、そ
れぞれのトランシーバ２’、４’付近で導電体２４に接
続されている。他方、これらの導電体２４は、測定装置
２８との電気的接続のために配置されており、該測定装
置２８は、ワイヤ２６の抵抗に依存する出力を供給す
る。評価されるであろうことは、これらの導電体２４
は、図１の温度プローブ１４におけるワイヤ２０、２
０’の２つのペア及びそれに応じて適用された測定装置
１８、２８に代わって用いることができることである。
れぞれのトランシーバ２’、４’付近で導電体２４に接
続されている。他方、これらの導電体２４は、測定装置
２８との電気的接続のために配置されており、該測定装
置２８は、ワイヤ２６の抵抗に依存する出力を供給す
る。評価されるであろうことは、これらの導電体２４
は、図１の温度プローブ１４におけるワイヤ２０、２
０’の２つのペア及びそれに応じて適用された測定装置
１８、２８に代わって用いることができることである。
【００１７】さらに評価されるであろうことは、ワイヤ
２６に対するその他の形状を工夫することによって、ワ
イヤ２６の全長を音響路８´の長さより大きくし、それ
でも請求項に記載された発明の範囲内にとどまるように
してもよいことである。
２６に対するその他の形状を工夫することによって、ワ
イヤ２６の全長を音響路８´の長さより大きくし、それ
でも請求項に記載された発明の範囲内にとどまるように
してもよいことである。
【００１８】図３に関して、超音波トランシーバ３０
は、音響路３４の端部を画定するためにガス流路３２内
に配置され、適切な、公知の制御回路（図示せず）に接
続された場合、超音波送信機及び受信機として交互に動
作することができる。超音波リフレクタ３６は、流路３
２の一部を形成し、または図３に示されるように、該流
路３２と異なってもよい。また、超音波リフレクタ３６
は、音響路３４の反対側の端部を画定するように位置決
めされている。リフレクタ３６は、入射した超音波エネ
ルギーを反射するように配置されており、該超音波エネ
ルギーは、リフレクタ３６が送信機として動作した場合
に発せられ、リフレクタ３６が受信機として動作した時
に検出された場合、反射されてトランシーバ３０に戻
る。
は、音響路３４の端部を画定するためにガス流路３２内
に配置され、適切な、公知の制御回路（図示せず）に接
続された場合、超音波送信機及び受信機として交互に動
作することができる。超音波リフレクタ３６は、流路３
２の一部を形成し、または図３に示されるように、該流
路３２と異なってもよい。また、超音波リフレクタ３６
は、音響路３４の反対側の端部を画定するように位置決
めされている。リフレクタ３６は、入射した超音波エネ
ルギーを反射するように配置されており、該超音波エネ
ルギーは、リフレクタ３６が送信機として動作した場合
に発せられ、リフレクタ３６が受信機として動作した時
に検出された場合、反射されてトランシーバ３０に戻
る。
【００１９】ワイヤ３８は、温度プローブのセンサ領域
として機能し、リフレクタ３６によって画定された端部
において音響路３４に入来し、音響路３４に沿って進
み、トランシーバ３０付近における音響路３４の端部に
向かって、支持構造４０を超えて輪を形成して進み、入
来した音響路３４の端部において終了する。前述の実施
例による温度プローブ１４、２２の場合のように、別の
方法によると、ワイヤ３８は、音響路３４と公知の温度
関係を有する領域において、音響路３４の外側に配置さ
れてもよい。従って、このようにワイヤ３８によって画
定されたセンサ領域は、実質的に音響路３４の２倍の長
さを有する。有利には、ワイヤループ３８の２本の「脚
部」は、相互に平行に、及び音響路３４を囲む流路３２
の側壁に実質的に平行に配置されている。このように、
トランシーバ３０とリフレクタ３６との間の、音響エネ
ルギーが進む方向に対して垂直ないかなる温度傾斜の効
果も、減少させる。
として機能し、リフレクタ３６によって画定された端部
において音響路３４に入来し、音響路３４に沿って進
み、トランシーバ３０付近における音響路３４の端部に
向かって、支持構造４０を超えて輪を形成して進み、入
来した音響路３４の端部において終了する。前述の実施
例による温度プローブ１４、２２の場合のように、別の
方法によると、ワイヤ３８は、音響路３４と公知の温度
関係を有する領域において、音響路３４の外側に配置さ
れてもよい。従って、このようにワイヤ３８によって画
定されたセンサ領域は、実質的に音響路３４の２倍の長
さを有する。有利には、ワイヤループ３８の２本の「脚
部」は、相互に平行に、及び音響路３４を囲む流路３２
の側壁に実質的に平行に配置されている。このように、
トランシーバ３０とリフレクタ３６との間の、音響エネ
ルギーが進む方向に対して垂直ないかなる温度傾斜の効
果も、減少させる。
【００２０】支持構造４０は、本実施例においては、リ
フレクタ３６付近の流路３２の領域から延びているもの
として図示されており、少なくとも部分４４に沿って温
度的に絶縁されるべきであり、該部分４４はワイヤ３８
に接触しており、それによって、音響路３４内のガスに
おける急速な（例えば圧力によって誘発された）変化に
対するワイヤ３８の応答への、支持体４０の温度的効果
を減少させるのに有効である。
フレクタ３６付近の流路３２の領域から延びているもの
として図示されており、少なくとも部分４４に沿って温
度的に絶縁されるべきであり、該部分４４はワイヤ３８
に接触しており、それによって、音響路３４内のガスに
おける急速な（例えば圧力によって誘発された）変化に
対するワイヤ３８の応答への、支持体４０の温度的効果
を減少させるのに有効である。
【００２１】当業者にとって評価されるであろうこと
は、前述の実施例において図示されるような、本発明に
よる温度プローブの応答時間は、センサ領域を形成する
ワイヤの太さに大きく依存している。従って、ワイヤが
細くなればなるほど、応答時間が速くなり、本発明によ
る音響ガス量計の意図された使用に依存して選択される
ことができる。さらに、超音波以外の音響エネルギー
は、請求項記載の本発明から逸脱することなく採用され
ることができる。
は、前述の実施例において図示されるような、本発明に
よる温度プローブの応答時間は、センサ領域を形成する
ワイヤの太さに大きく依存している。従って、ワイヤが
細くなればなるほど、応答時間が速くなり、本発明によ
る音響ガス量計の意図された使用に依存して選択される
ことができる。さらに、超音波以外の音響エネルギー
は、請求項記載の本発明から逸脱することなく採用され
ることができる。
【図１】図１は、本発明による音響ガス量計の第１の例
を示す。
を示す。
【図２】図２は、本発明による音響ガス量計の第２の例
を示す。
を示す。
【図３】図３は、本発明による音響ガス量計の第３の例
を示す。
を示す。
２ 超音波送信機、 ２’、４’ 音響トランシーバ、
４ 相補形受信機、６、６’、３２ ガス流路、
８、８’、３４ 音響路、 １０ 電子制御回路、 １
２ 計算器、 １４、２２ 温度プローブ、 １６、２
６、３８ ワイヤ、 １８、２８ 測定装置、 ２０、
２０’ ワイヤのペア、 ２４ 導電体、 ３６ 超音
波リフレクタ、 ４０ 支持構造、 ４２ 脚部
４ 相補形受信機、６、６’、３２ ガス流路、
８、８’、３４ 音響路、 １０ 電子制御回路、 １
２ 計算器、 １４、２２ 温度プローブ、 １６、２
６、３８ ワイヤ、 １８、２８ 測定装置、 ２０、
２０’ ワイヤのペア、 ２４ 導電体、 ３６ 超音
波リフレクタ、 ４０ 支持構造、 ４２ 脚部
Claims (6)
- 【請求項１】 音響路（８；８’；３４）に沿って音響
エネルギーを送信し、受信するための音響送信機／受信
機構成（２、４；２’、４’；３０、３６）と、ガスの
温度を測定するために配置されているセンサ領域を有す
る温度プローブ（１４；２２）とを有する音響ガス量計
であって、 温度プローブ（１４；２２）は、細長いセンサ領域（１
６；２６；３８）と共に構成されており、該センサ領域
（１６；２６；３８）は、音響路に相対して配置されて
おり、音響路（８；８’；３４）内の平均ガス温度を示
すガス温度を提供することを特徴とする、音響ガス量
計。 - 【請求項２】 温度プローブ（１４；２２）は、音響路
（８；８’；３４）に沿って延びるセンサ領域（１６；
２６；３８）と共に構成されている、請求項１記載の音
響ガス量計。 - 【請求項３】 センサ領域は、公知の温度対電気的抵抗
特性を備えたワイヤ（１６；２６；３８）を有する、請
求項１記載の音響ガス量計。 - 【請求項４】 ワイヤ（２６；３８）は、音響路
（８’；３４）の長さ以上のワイヤの長さを実現するた
めに、１つまたはそれ以上の湾曲部と共に形成されてい
る、請求項３記載の音響ガス量計。 - 【請求項５】 ワイヤ（３８）は、１つの湾曲部と共に
形成されており、音響路（３４）を２回通過する、請求
項４記載の音響ガス量計。 - 【請求項６】 音響送信機／受信機構成は、音響トラン
シーバ（３０）と該音響トランシーバ（３０）の反対に
配置されたリフレクタ（３６）とを含んでおり、トラン
シーバ（３０）から発せられた、入射した音響エネルギ
ーを反射によって戻し、ワイヤ（３８）は、２つの実質
的に平行な脚部（４２）と共に構成されており、それぞ
れの脚部（４２）は、トランシーバ（３０）付近とリフ
レクタ（３６）付近との間の音響路（３４）を通過する
ように配置されている、請求項５記載の音響ガス量計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0200184-0 | 2002-01-24 | ||
| SE0200184A SE0200184D0 (sv) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Acoustic Gas Meter |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003247985A true JP2003247985A (ja) | 2003-09-05 |
Family
ID=20286738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003016595A Pending JP2003247985A (ja) | 2002-01-24 | 2003-01-24 | 音響ガス量計 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1336841A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003247985A (ja) |
| SE (1) | SE0200184D0 (ja) |
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| SE0300848D0 (sv) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Siemens Elema Ab | Acoustic Analysis of Gas Mixtures |
| SE0400946D0 (sv) * | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Maquet Critical Care Ab | Förfarande och anordning för bestämning av en volym relaterad till lungorna hos en patient |
| EP1632178A1 (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-08 | ndd Medizintechnik AG | Method for non-cooperative lung function diagnosis using ultrasound |
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| EP1893992B1 (en) | 2005-06-17 | 2011-09-21 | Maquet Critical Care AB | Provision of a gas measurement chamber for ultrasound measurements with reduced temperature influence |
| WO2007051230A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-10 | Resmed Ltd | Sensing cuff for breathing apparatus |
| CZ2011184A3 (cs) * | 2011-04-01 | 2012-12-19 | Procháska@Aleš | Zarízení pro merení koncentrace kyslíku v plynných smesích obsahujících helium a/nebo vodík |
| US10274364B2 (en) | 2013-01-14 | 2019-04-30 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Analysis of component having engineered internal space for fluid flow |
| US10241091B2 (en) | 2015-06-04 | 2019-03-26 | Rolls-Royce Corporation | Diagnosis of thermal spray gun ignition |
| US10724999B2 (en) | 2015-06-04 | 2020-07-28 | Rolls-Royce Corporation | Thermal spray diagnostics |
| EP3336536B1 (en) | 2016-12-06 | 2019-10-23 | Rolls-Royce Corporation | System control based on acoustic signals |
| EP3586973B1 (en) | 2018-06-18 | 2024-02-14 | Rolls-Royce Corporation | System control based on acoustic and image signals |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO1992003724A1 (en) * | 1990-08-17 | 1992-03-05 | The Commonwealth Industrial Gases Limited | Gas analyser |
| US5247826B1 (en) | 1992-11-12 | 1995-07-18 | Devilbiss Health Care Inc | Gas concentration and/or flow sensor |
| DE4318690A1 (de) * | 1993-06-04 | 1995-01-05 | Ndd Medizintechnik Gmbh | Verfahren zur Messung der Molmasse von Gasen oder Gasgemischen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| AUPN606095A0 (en) * | 1995-10-19 | 1995-11-09 | AGL Consultancy Pty. Limited | Digital speed determination in ultrasonic flow measurements |
| JP3233059B2 (ja) * | 1997-03-07 | 2001-11-26 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ |
| US6209387B1 (en) * | 1997-07-30 | 2001-04-03 | Gas Research Institute | System and method for determining thermodynamic properties |
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| US6485175B1 (en) * | 1999-08-06 | 2002-11-26 | Pgi International, Ltd. | Temperature sensing device for metering fluids |
| SE9903192D0 (sv) * | 1999-09-09 | 1999-09-09 | Siemens Elema Ab | Förfarande för bestämning av gashalt |
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- 2002-01-24 SE SE0200184A patent/SE0200184D0/xx unknown
- 2002-11-18 EP EP02025797A patent/EP1336841A3/en not_active Ceased
- 2002-12-26 US US10/329,934 patent/US6817250B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-24 JP JP2003016595A patent/JP2003247985A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040119 |