JP3803051B2 - 病院用ガス流量計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療現場において患者が吸入マスク等を介して供給を受ける酸素ガスや笑気ガス等の医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、病院等で使用される病院用電子式ガス流量計においては、電池の寿命を延ばすために、流量測定の際のサンプリング周期が、例えば１０秒ごと等、の比較的長いサンプリング周期となるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、看護婦が、患者に対して酸素を供給する際にガス流量計を設置するときや、供給する流量を変更するときに、ガス流量計の流量調整つまみを回しても、１０秒待たないと瞬時流量の表示が変化しないため、流量調整に非常に時間がかかるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、流量調整を短時間で行うことができる病院用ガス流量計を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、上記流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して上記流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、上記流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、上記表示切替操作手段１５の操作に基づいて、上記表示手段１５に上記流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、上記表示手段１３に上記流量の瞬時値が表示されるように上記表示切替操作手段１５が操作されたときに、上記通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、上記流量を上記第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３と、を備えたことを特徴とする病院用ガス流量計に存する。
【０００９】
請求項１記載の発明においては、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、表示切替操作手段１５の操作に基づいて、表示手段１５に流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、表示手段１３に流量の瞬時値が表示されるように表示切替操作手段１５が操作されたときに、通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、流量を第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３とを備えている。
【００１０】
それにより、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、上記流量を検知するセンサ３１と、上記センサ３１の検知出力に基づいて上記流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して上記流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、上記センサ３１の検知出力に基づいて上記流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、上記表示切替操作手段１５の操作に基づいて、上記表示手段１５に上記流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、上記表示手段１３に上記流量の瞬時値が表示されるように上記表示切替操作手段が操作されたときに、上記通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、上記流量を上記第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３と、を備えたことを特徴とする病院用ガス流量計に存する。
【００１５】
請求項２記載の発明においては、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、流量を検知するセンサ３１と、センサ３１の検知出力に基づいて流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、センサ３１の検知出力に基づいて流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、表示切替操作手段１５の操作に基づいて、表示手段１５に流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、表示手段１３に流量の瞬時値が表示されるように表示切替操作手段が操作されたときに、通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、流量を第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３とを備えている。
【００１６】
それにより、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による病院用ガス流量計の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る病院用ガス流量計の使用状態を示す説明図である。図２において、引用符号１で示す本実施形態の病院用ガス流量計（以下、流量計と略記する。）は、減圧器５により減圧された酸素ボンベ３からの酸素を湿潤器７で加湿した後に、チューブ９を介して吸入マスク１１に供給する医療用酸素吸入システムにおいて、湿潤器７に取り付けて用いられる。
【００１９】
そして、図３に示すように、流量計１には、表示手段としての液晶ディスプレイ等からなる表示部１３と、表示部１３の表示モードを流量の積算値及び瞬時値と流量の積算時間との間で切り換える際に操作される表示切替操作手段としてのプッシュ式の表示切替スイッチ１５と、流量計を流れる酸素ガスの流量を手動調整するための流量調整手段としての流量調整つまみ１７とが設けられている。なお、表示切替スイッチ１５は、下文で詳述するように、流量計１の動作モードを通常モードから調整モードに変更するモード変更手段１５Ａとしても機能する。
【００２０】
また、流量計１には、その上部に取っ手１９が設けられ、流量調整つまみと対向する側に減圧器５に接続されるガス導入口２５が設けられ、その底面に湿潤器７に接続されるガス導出口２７が設けられている。
【００２１】
図４は、流量計１の内部構造を一部ブロックにて示す説明図であり、流量計１の内部には、ガス導入口２５からガス導出口２７に至るガス通路２９、マイクロフローセンサ３１、電源３３、スイッチングトランジスタ３５、Ａ／Ｄ変換器３７ａ〜３７ｄ、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略記する。）３９等が設けられている。また、ガス通路２９内において、マイクロフローセンサ３１の上流側には、オリフィスやニードル弁等からなる流量調整弁１７ａが配置されており、流量調整つまみ１７の回転により手動的に流量調整可能になっている。
【００２２】
マイクロフローセンサ３１は、ガス通路２９内において流量調整弁１７ａの下流側に配設されており、流量調整弁１７ａによる調整後のガス流量を検知するものである。マイクロフローセンサ３１は、図５の拡大平面図で示すように、Ｓｉによる基台４１と、この基台４１に異方性エッチングにより形成されたダイヤフラム４１ａと、このダイヤフラム４１ａ上に形成された測温用の上流側、下流側、左側、右側の各サーモパイル４３，４５，４７，４９及び加熱用のマイクロヒータ５１（ヒータに相当）と、ダイヤフラム４１ａ上を外れた基台４１部分に形成された測温抵抗５３とを備えており、このうち、マイクロヒータ５１及び測温抵抗５３は白金等からなる。
【００２３】
上流側、下流側、左側並びに右側の各サーモパイル４３，４５，４７，４９は、ｐ＋＋−ＳＩ及びＡｌにより構成されており、このうち上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５は、ガス通路２９内を流れるガスの流れ方向Ａにおいてマイクロヒータ５１を挟んで上流側と下流側との基台４１箇所に、マイクロヒータ５１から等間隔で各々配置され、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９（温度センサＸに相当）は、ガス通路２９内を流れるガスの流れ方向Ａと直交する幅方向においてマイクロヒータ５１を挟んで左右両側の基台４１箇所に、マイクロヒータ５１から等間隔で各々配置されている。
【００２４】
そして、各サーモパイル４３，４５，４７，４９の温接点４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａはダイヤフラム４１ａ上に、冷接点４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂはダイヤフラム４１ａ以外の基台４１部分に、各々配置されており、測温抵抗５３も各サーモパイル４３，４５，４７，４９の冷接点４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂと同様に、ダイヤフラム４１ａ以外の基台４１部分に配置されている。
【００２５】
このように構成されたマイクロフローセンサ３１では、マイクロヒータ５１が通電により発した熱が、ガス通路２９内のガスを媒体として上流側、下流側、左側並びに右側の各サーモパイル４３，４５，４７，４９の付近に伝わると、それら各サーモパイル４３，４５，４７，４９に、マイクロヒータ５１から伝わった熱に応じた温度となる温接点４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａと、基台４１とほぼ同じ温度となる冷接点４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂとの温度差に応じた電圧の起電力が生じる。
【００２６】
したがって、マイクロヒータ５１が加熱されると、マイクロヒータ５１よりもガスの流れ方向Ａの上流側に位置する上流側サーモパイル４３には、ガスの熱伝搬速度からガスの流速を減じた速度で、マイクロヒータ５１から放出される熱が伝達され、マイクロヒータ５１よりもガスの流れ方向Ａの下流側に位置する下流側サーモパイル４５には、ガスの熱伝達速度にガスの流速を加えた速度で、マイクロヒータ５１から放出される熱が伝達される。
【００２７】
そのため、ガス通路２９内をガスが流れていなければ、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５がマイクロヒータ５１から等間隔に位置していることから、マイクロヒータ５１から上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５に同じ温度で熱が伝わり、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５には同じ電圧の起電力が生じる。
【００２８】
しかし、ガス通路２９内をガスが流れていると、マイクロヒータ５１から放出される熱が、下流側サーモパイル４５への伝達速度よりも低い速度で上流側サーモパイル４３に伝達されて、その速度差分だけ上流側サーモパイル４３には、マイクロヒータ５１からの熱が下流側サーモパイル４５よりも冷却されて伝達されるので、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５に生じる起電力の電圧は、ガス通路２９内を流れるガスによりマイクロヒータ５１から伝達される熱の温度差に応じて、即ち、ガス通路２９内を流れるガスの流速に応じて異なることになる。
【００２９】
よって、各サーモパイル４３，４５に生じる起電力の電圧差に応じてマイクロフローセンサ３１の出力端子３９から出力される熱起電力信号の大きさは、マイクロヒータ５１が放出する熱の温度と、ガス通路２９内を流れるガスの流速とに応じたものとなる。
【００３０】
また、マイクロヒータ５１が加熱されると、ガスの流れ方向Ａにおいてマイクロヒータ５１と同じ位置に配置されている左側及び右側の各サーモパイル４７，４９には、熱伝導係数、熱拡散係数、比熱係数等、ガスの種類により異なるそのガスの固有の物性値に応じた熱伝搬速度に依存して、マイクロヒータ５１から放出される熱が同じ速度で伝達される。
【００３１】
即ち、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９には、ガス通路２９内をガスが流れているか否かに拘わらず、ガス通路２９内のガスに固有の物性値に応じた同じ熱伝搬速度でマイクロヒータ５１からの熱が伝達されるので、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９に生じる起電力の電圧は、ガス通路２９内のガスの種類にほぼ応じたものとなる。
【００３２】
しかし、厳密には、ガス通路２９内をガスが流れていると、マイクロヒータ５１から左側及び右側の各サーモパイル４７，４９への熱伝達速度が、ガス通路２９内を流れるガスの流速の影響を受ける場合がある。
【００３３】
そこで、そのような場合は、上述したようにガス通路２９内を流れるガスの流速に依存して大きさが定まる、マイクロフローセンサ３１の出力端子３９から出力される熱起電力信号を用いて、左側や右側の各サーモパイル４７，４９に生じる起電力の電圧を補正すれば、より精度の高い、ガス通路２９内のガスの種類に応じた電圧が得られることになる。
【００３４】
ちなみに、本実施形態では、必然性はないものの、より一層の精度の向上を図って、左側や右側の各サーモパイル４７，４９に生じる起電力の電圧を、マイクロフローセンサ３１の出力端子３９から出力される熱起電力信号を用いて補正し、この補正した電圧を、ガスの流速とは全く無関係に定まるガス通路２９内のガスの種類に応じた電圧として扱うようにしている。
【００３５】
さらに、ガスの流れ方向Ａと直交する方向においてマイクロヒータ５１から大きく離されて配置された測温抵抗５３は、マイクロヒータ５１が加熱されるか否かに拘わらず、かつ、ガスの流速や種類とは全く無関係に、測温抵抗５３の周辺に存在するガスの温度に応じた抵抗値にされ、通電時の測温抵抗５３にはガス通路２９内のガスの温度に応じた電圧降下が生じるので、測温抵抗５３の接地側に現れる電位は、ガス通路２９内のガスの温度に応じたものとなる。
【００３６】
そして、マイクロフローセンサ３１は、図６の電気的な概略構成のブロック図で示すように、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５に生じた起電力の差分を差動アンプ５５ａで取って、この差動アンプ５５ａの出力を、ガス通路２９内を流れるガスの流速に対応する熱起電力信号として出力端子５７ａから出力するように構成されている。
【００３７】
また、マイクロフローセンサ３１は、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９に生じた起電力をアンプ５５ｂ，５５ｃにより各々増幅して、各アンプ５５ｂ，５５ｃの出力を、ガス通路２９に連なるガス通路２９内を流れるガスの種類に対応する熱起電力信号として、出力端子５７ｂ，５７ｃから各々出力するように構成されている。
【００３８】
さらに、マイクロフローセンサ３１は、ガス通路２９内のガスの温度により抵抗値が変化する測温抵抗５３に通電されることで、この測温抵抗５３のアース接続側に現れる、測温抵抗５３の抵抗値に応じた電位を、ガス通路２９内を流れるガスの温度に対応する測温信号として、出力端子５７ｄから出力するように構成されている。
【００３９】
電源３３は、流量計１に内蔵された電池からなり、この電源３３からの電力は、不図示の定電圧回路により所定の定電圧とされた後に、測温抵抗５３に供給されると共に、スイッチングトランジスタ３５を介してマイクロヒータ５１に供給される。
【００４０】
スイッチングトランジスタ３５は、コレクタを電源３３に接続しエミッタをマイクロヒータ５１に接続したｎｐｎトランジスタにより構成されており、マイコン３９からのヒータ駆動信号によりベースにバイアスがかけられることで、コレクタ−エミッタ間が導通して電源３３からの定電圧化された電力をマイクロヒータ５１に供給させるように構成されている。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換器３７ａは、ガス通路２９内を流れるガスの流速に対応してマイクロフローセンサ３１の出力端子５７ａから出力されるアナログの熱起電力信号を、通常モードの第１のサンプリング周期または調整モードの第２のサンプリング周期毎にデジタル信号に変換するものである。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換器３７ｂ，３７ｃは、マイクロフローセンサ３１の対応する出力端子５７ｂ，５７ｃからガス通路２９内を流れるガスの種類に対応して各々出力されるアナログの熱起電力信号を、通常モードの第１のサンプリング周期または調整モードの第２のサンプリング周期毎にデジタル信号に変換するものである。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換器３７ｄは、ガス通路２９内を流れるガスの温度ｔｇに対応してマイクロフローセンサ３１の出力端子５７ｄから出力されるアナログの測温信号を、通常モードの第１のサンプリング周期または調整モードの第２のサンプリング周期毎にデジタル信号に変換するものである。
【００４４】
マイコン３９は、図７の電気的な概略構成のブロック図に示すように、流量算出手段３９ａ−１、積算時間算出手段３９ａ−２及び制御手段３９ａ−３としてのＣＰＵ３９ａと、記憶手段としてのＲＡＭ３９ｂ及びＲＯＭ３９ｃとを有している。ＣＰＵ３９ａには、ＲＡＭ３９ｂ及びＲＯＭ３９ｃの他、スイッチングトランジスタ３５のベース、Ａ／Ｄ変換器３７ａ〜３７ｄ、流量表示部１３、表示切替スイッチ１５、外部の記憶手段としての不揮発性メモリ（以下、「ＮＶＭ」と略記する。）５９及び時計６１が各々、接続されている。
【００４５】
ＲＡＭ３９ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、ＲＯＭ３９ｃには、ＣＰＵ３９ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【００４６】
そして、マイコン３９は、ＲＯＭ３９ｃに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ３９ａが行うガスの流量測定処理によって、Ａ／Ｄ変換器３７ａから出力されるデジタル信号を基にして、ガス通路２９内を流れるガスの瞬時的な流速Ｖを求める。
【００４７】
また、マイコン３９は、上述のようにして求めた瞬時的な流速Ｖに、ガス通路２９の断面積及びガス通路２９の構造に依存する所定の係数等を乗じて、ガス通路２９内を流れるガスの瞬時流量を求め、さらに、この瞬時流量に、ヒータ駆動信号を間欠的に出力する通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔまたは調整モードの第２のサンプリング周期時間Ｔ′（Ｔ′＜Ｔ）を乗じることで、ヒータ駆動信号が１回出力されてから次にヒータ駆動信号が出力されるまでの第１のサンプリング周期時間Ｔまたは第２のサンプリング周期時間Ｔ′の間に、ガス通路２９内を流れるガスの流量を求め、これを積算することで、ガス通路２９内を流れるガスの積算流量を求める。
【００４８】
また、マイコン２９は、ガスの流量が測定されている間の経過時間を時計６１からの時刻情報に基づいて積算し、積算時間を求める。
【００４９】
そして、マイコン３９は、上述のようにして求めたガス通路２９内を流れるガスの流量の瞬時値、積算値及び積算時間を、その都度ＲＡＭ３９ｂに格納し、表示切替スイッチ１５の操作に応じて、表示部１３に切り替え表示させる。
【００５０】
さらに、マイコン３９は、表示切替スイッチ１５の操作により表示器１３に流量の瞬時値が表示されるように切り替えられたときに、通常モードで動作中の流量計１を所定時間の間、第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して流量の瞬時値を算出するように制御する。
【００５１】
ＮＶＭ５９には、Ａ／Ｄ変換器３７ｂ，３７ｃからのデジタル信号を基にマイコン３９で求められるガス通路２９内を流れるガスの物性値と、これに対応するガスの種類とを関連付けたガス種判別テーブル等が格納されている。この実施の形態では、ガス種判別テーブルには、酸素、笑気及び空気の３種類のガスがリストアップされている。
【００５２】
次に、ＲＯＭ３９ｃに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ３９ａが行う、流量測定処理を、図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
マイクロフローセンサ３１のマイクロヒータ５１とは別系統で電源３３が接続されてマイコン３９が起動し、プログラムがスタートすると、ＣＰＵ３９ａは、まず、図８に示すように、ＲＡＭ３９ｂのワークエリア内に設けられた各種フラグエリアのフラグやタイマエリアのタイマ値のリセット、及び、バッファエリアのクリア等を行う初期設定を実行する（ステップＳ１）。
【００５４】
そして、ステップＳ１の初期設定が済んだならば、続いて、ＲＡＭ３９ｂの周期タイマエリアにおけるタイムカウントを開始し（ステップＳ５）、続いて、周期タイマエリアにおけるタイムカウントのタイマ値Ｔａが、通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔ（例えば、１０秒）に達したか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５５】
周期タイマエリアのタイマ値Ｔａが第１のサンプリング周期時間Ｔに達していない場合は（ステップＳ７でＮ）、達するまでステップＳ７をリピートし、達した場合は（ステップＳ７でＹ）、所定の通電時間Ｔ１ の間ヒータ駆動信号をスイッチングトランジスタ３５に出力し（ステップＳ９）、続いて、Ａ／Ｄ変換器３７ａにより変換されたデジタル信号を取り込んだ後（ステップＳ１１）、ステップＳ１３に進む。
【００５６】
ステップＳ１３では、ステップＳ１１でＡ／Ｄ変換器３７ａから取り込んだデジタル信号を基にガス通路２９内を流れるガスの流速Ｖを求め、次に、ＲＡＭ３９ｂのサンプリングカウンタエリアのカウント値Ｃａを「１」インクリメントした後（ステップＳ１５）、カウント値Ｃａが所定の基準回数Ｃｒｅｆに達しているか否かを判定し（ステップＳ１７）、基準回数Ｃｒｅｆに達していない場合は（ステップＳ１７でＮ）、周期タイマエリアのタイマ値Ｔａをゼロリセットした後（ステップＳ１９）、ステップＳ５に戻る。
【００５７】
一方、カウント値Ｃａが基準回数Ｃｒｅｆに達した場合は（ステップＳ１７でＹ）、図９に示すように、周期タイマエリアのタイマ値Ｔａをゼロリセットしてタイムカウントを終了すると共に（ステップＳ２１）、サンプリングカウンタエリアのカウント値Ｃａをゼロリセットした後（ステップＳ２３）、ステップＳ１３で求めた最新の連続基準回数Ｃｒｅｆ分のガスの流速Ｖを平均した平均流速Ｖave を算出する（ステップＳ２５）。
【００５８】
続いて、求めた平均流速Ｖave に、第１のサンプリング周期時間Ｔや、ガス通路２９の断面積及びガス通路２９の構造に依存する所定の係数等を乗じて、サンプリング周期時間Ｔの間にガス通路２９乃至これに連なるガス通路内を流れたガスの瞬時流量を求め、さらに、この瞬時流量を積算して積算流量を求める（ステップＳ２７）。
【００５９】
続いて、ガスの流量が測定されている間の経過時間を時計６１からの時刻情報に基づいて積算し、積算時間を求める（ステップＳ２９）。
【００６０】
続いて、上述のようにして求めたガス通路２９内を流れるガスの流量の瞬時値、積算値及び積算時間のいずれかを、表示切替スイッチ１５の操作に応じて表示部１３に切り替え表示させる表示処理を行う（ステップＳ３１）。
【００６１】
次に、Ａ／Ｄ変換器３７ｂ〜３７ｄにより変換されたデジタル信号を取り込み（ステップＳ３３）、ステップＳ３３でＡ／Ｄ変換器３７ｂから取り込んだデジタル信号とＡ／Ｄ変換器３７ｃから取り込んだデジタル信号との和を基に、ガス通路２９内を流れるガスの物性値を求め（ステップＳ３５）、次に、ステップＳ３３でＡ／Ｄ変換器３７ｄから取り込んだデジタル信号を基に、ガス通路２９内を流れるガスの温度ｔｇを割り出した後（ステップＳ３７）、ステップＳ３９に進む。
【００６２】
ステップＳ３９では、ステップＳ３５で求めた物性値を、所定の補正式を用いて、ステップＳ３７で割り出したガスの温度ｔｇと、ステップＳ１３で求めたガス通路２９内を流れるガスの流速Ｖとにより補正し、次に、補正した物性値に対応するガスの種類をＮＶＭ５９のガス種判別テーブルにより割り出す（ステップＳ４１）。続いて、割り出したガスの種類を表示部１３に表示させ（ステップＳ４３）、ステップＳ５に戻る。この実施の形態では、ガスの種類は酸素であることが割り出され、表示部１３に表示される。
【００６３】
次に、上述の流量測定処理のステップＳ３１の表示処理の詳細について、図１０のフローチャートを用いて説明する。まず、表示部１３には初期画面としてガス流量の「積算値」が表示され（ステップＳ５１）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作があったか否かを判定する（ステップＳ５３）。表示切替スイッチ１５の操作があれば（ステップＳ５１でＹ）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作時間が所定時間、例えば１０秒、以内か否かを判定する（ステップＳ５５）。ここで、表示切替スイッチ１５はプッシュ式であり、この表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒以内か否かが判定される。
【００６４】
表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒以内である場合は（ステップＳ５５でＹ）、続いて、表示部１３の表示を流量の「積算値」から「瞬時値」に切り替え表示させる（ステップＳ５７）。
【００６５】
一方、表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒を超えた場合は（ステップＳ５５でＮ）、続いて、ＲＡＭ３９ｂに格納され表示部１３に表示されている「積算値」をリセットし、続いてリターンする。
【００６６】
ステップＳ５７に続いて、調整モードを起動させ（ステップＳ６０）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作があったか否かを判定する（ステップＳ５６１）。表示切替スイッチ１５の操作があれば（ステップＳ６１でＹ）、続いて、表示部１３の表示を流量の「瞬時値」から流量の「積算時間」に切り替え表示させる（ステップＳ６３）。
【００６７】
ステップＳ６３の後、表示切替スイッチ１５の操作があったか否かを判定する（ステップＳ６５）。表示切替スイッチ１５の操作があれば（ステップＳ６５でＹ）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作時間が所定時間、例えば１０秒、以内か否かを判定する（ステップＳ６７）。
【００６８】
表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒以内である場合は（ステップＳ６７でＹ）、続いて、表示部１３の表示を流量の「積算時間」から「積算値」に切り替え表示させる。
【００６９】
一方、表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒を超えた場合は（ステップＳ６７でＮ）、続いて、ＲＡＭ３９ｂに格納され表示部１３に表示されている「積算時間」をリセットし、続いてリターンする。
【００７０】
次に、上述の表示切替処理のステップＳ６０で起動される調整モード処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、ＲＡＭ３９ｂの調整モードタイマエリアにおけるタイムカウントを開始し（ステップＳ８１）、続いて、サンプリング周期を、通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔ（例えば、１０秒）から、この第１のサンプリング周期時間Ｔより短い調整モードの第２のサンプリング周期時間Ｔ′（例えば、１秒）に変更する（ステップＳ８３）。
【００７１】
このステップＳ８３の作業により、上述の流量測定処理のステップＳ７におけるサンプリング周期が第１のサンプリング周期時間Ｔから第２のサンプリング周期時間Ｔ′に置き換えられ、調整モードの流量の瞬時値が、通常モードより速く算出され、表示器１３に表示されるようになる。
【００７２】
続いて、調整モードタイマのカウントが３分経過したか否かを判定する（ステップＳ８５）。調整モードタイマのカウントが３分経過している場合は（ステップＳ８５でＹ）、続いて、サンプリング周期を、調整モードの第２のサンプリング周期時間Ｔ′（例えば、１秒）から通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔ（例えば、１０秒）に戻す（ステップＳ８７）。
【００７３】
このステップＳ８７の作業により、上述の流量測定処理のステップＳ７におけるサンプリング周期が第２のサンプリング周期時間Ｔ′から第１のサンプリング周期時間Ｔに戻され、再び通常モードでの流量の瞬時値の算出が行われ、表示器１３に表示されるようになる。続いて、調整モードタイマをリセットし（ステップＳ８９）、続いて処理を終了する。
【００７４】
以上のようにして、ガスの流量測定中、表示切替スイッチ１５の操作により、流量の「積算値」、「瞬時値」及び「積算時間」を表示部１３に切り替え表示させることができる。また、「瞬時値」を表示部１３に表示させたとき、３分間だけ通常モードから調整モードに変更されるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００７５】
図１２は、表示部１３の画面表示の一例を示し、（Ａ）は積算値表示、（Ｂ）は瞬時値表示、（Ｃ）は積算時間表示を表す。
【００７６】
（Ａ）の画面表示では、測定開始時からの積算流量値が、０００００．０〜９９９９９．９（ｍ3 ）の範囲で表示され、患者に合計何（ｍ3 ）の酸素を供給したかを確認することができる。
【００７７】
また、（Ｂ）の画面表示では、今現在の瞬時流量値が、０００．０〜９９９．９（リットル／分；Ｌ／ｍｉｎ）の範囲で表示される。したがって、流量計１の設置時または流量変更時、流量調整つまみ１７を回すことにより、今何（Ｌ／ｍｉｎ）の酸素が流れているかを確認でき、看護婦が会わせたい流量に設定することができる。
【００７８】
また、（Ｃ）の画面表示では、測定開始時からの流量の積算時間が、００・００：００〜９９・２３：５９（日・時間：分）の範囲で表示され、患者に合計何（日・時間：分）酸素を供給したかを確認することができ、従来のようなキッチンタイマー等が不要となる。
【００７９】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００８０】
たとえば、本実施形態では、酸素ボンベ３からの酸素の供給を受ける場合を例に取って説明したが、笑気ガス、空気、その他のガスについても、当然、本発明は適用可能である。
【００８１】
また、本実施形態では、流量の積算値、瞬時値及び積算時間を切り替え表示しているが、これらのうち少なくとも２種類を切り替え表示するように構成しても良い。
【００８２】
また、本実施形態では、病院用ガス流量計１は、流量調整のための流量調整つまみ１７及び流量調整弁１７ａを備えているが、これらを省略した構成としても良い。この場合には、例えば、図２におけるチューブ９に手動バルブ（図示しない）を設けて流量調整する構成とすることができる。また、吸入マスク１１の代わりに鼻カニョーラを用いる場合は、鼻カニョーラ近くのチューブに設けた手動バルブで流量調整することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、供給されたガスの流量をマイクロフローセンサ３１により測定する場合を例に取って説明したが、本発明は、超音波センサやフルイディックセンサ等、他の方式によるセンサを用いてガスの流速Ｖや流量を割り出す構成であってもよいのは、勿論のことである。
【００８４】
さらに、本実施形態では、ガスボンベに接続される場合を例に取って説明したが、本発明は、集中ガス供給方式が採用された建物の手術室や病室の壁面に設けられたガス取出口に接続される病院用ガス流量計にも広く適用可能であることはいうまでもない。
【００８５】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１および２に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００８６】
さらに、請求項２に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００８７】
さらに、請求項３に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば、流量調整を行う際、通常モードから調整モードになるため、流量調整を短時間に行うことができる。
【００８８】
さらに、請求項４に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による病院用ガス流量計の基本構成図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る病院用ガス流量計の使用状態を示す説明図である。
【図３】 図２の病院用ガス流量計の外部構造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は底面図である。
【図４】 図２の病院用ガス流量計の内部構造を一部ブロックにて示す説明図である。
【図５】 図４におけるマイクロフローセンサの拡大平面図である。
【図６】 図４におけるマイクロフローセンサの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図７】 図４におけるマイクロコンピュータの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図８】 図７のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納された制御プログラムに従いＣＰＵが行う流量測定処理を示すフローチャートである。
【図９】 図７のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納された制御プログラムに従いＣＰＵが行う流量測定処理を示すフローチャートである。
【図１０】 流量測定処理のフローチャート中の表示処理を示すフローチャートである。
【図１１】 調整モード処理を示すフローチャートである。
【図１２】 表示部の表示例を示し、（Ａ）は積算値表示、（Ｂ）は瞬時値表示、（Ｃ）は積算時間表示を表す。
【符号の説明】
１ 病院用ガス流量計
３ ガス供給源
１３ 表示部（表示手段）
１５ 表示切替スイッチ（表示切替操作手段）
３１ マイクロフローセンサ（センサ）
３９ マイクロコンピュータ
３９ａ ＣＰＵ
３９ａ−１ 流量算出手段
３９ａ−２ 積算時間算出手段
３９ａ−３ 制御手段
３９ｂ ＲＡＭ
３９ｃ ＲＯＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療現場において患者が吸入マスク等を介して供給を受ける酸素ガスや笑気ガス等の医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、病院等で使用される病院用電子式ガス流量計においては、電池の寿命を延ばすために、流量測定の際のサンプリング周期が、例えば１０秒ごと等、の比較的長いサンプリング周期となるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、看護婦が、患者に対して酸素を供給する際にガス流量計を設置するときや、供給する流量を変更するときに、ガス流量計の流量調整つまみを回しても、１０秒待たないと瞬時流量の表示が変化しないため、流量調整に非常に時間がかかるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、流量調整を短時間で行うことができる病院用ガス流量計を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、上記流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して上記流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、上記流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、上記表示切替操作手段１５の操作に基づいて、上記表示手段１５に上記流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、上記表示手段１３に上記流量の瞬時値が表示されるように上記表示切替操作手段１５が操作されたときに、上記通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、上記流量を上記第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３と、を備えたことを特徴とする病院用ガス流量計に存する。
【０００９】
請求項１記載の発明においては、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、表示切替操作手段１５の操作に基づいて、表示手段１５に流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、表示手段１３に流量の瞬時値が表示されるように表示切替操作手段１５が操作されたときに、通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、流量を第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３とを備えている。
【００１０】
それにより、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、上記流量を検知するセンサ３１と、上記センサ３１の検知出力に基づいて上記流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して上記流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、上記センサ３１の検知出力に基づいて上記流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、上記表示切替操作手段１５の操作に基づいて、上記表示手段１５に上記流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、上記表示手段１３に上記流量の瞬時値が表示されるように上記表示切替操作手段が操作されたときに、上記通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、上記流量を上記第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３と、を備えたことを特徴とする病院用ガス流量計に存する。
【００１５】
請求項２記載の発明においては、ガス供給源３から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計１であって、流量を検知するセンサ３１と、センサ３１の検知出力に基づいて流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段３９ａ−１と、センサ３１の検知出力に基づいて流量の積算時間を算出する積算時間算出手段３９ａ−２と、表示手段１３と、表示切替操作手段１５と、表示切替操作手段１５の操作に基づいて、表示手段１５に流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、表示手段１３に流量の瞬時値が表示されるように表示切替操作手段が操作されたときに、通常モードで動作中の上記流量算出手段３９ａ−１を所定時間の間、流量を第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段３９ａ−３とを備えている。
【００１６】
それにより、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による病院用ガス流量計の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る病院用ガス流量計の使用状態を示す説明図である。図２において、引用符号１で示す本実施形態の病院用ガス流量計（以下、流量計と略記する。）は、減圧器５により減圧された酸素ボンベ３からの酸素を湿潤器７で加湿した後に、チューブ９を介して吸入マスク１１に供給する医療用酸素吸入システムにおいて、湿潤器７に取り付けて用いられる。
【００１９】
そして、図３に示すように、流量計１には、表示手段としての液晶ディスプレイ等からなる表示部１３と、表示部１３の表示モードを流量の積算値及び瞬時値と流量の積算時間との間で切り換える際に操作される表示切替操作手段としてのプッシュ式の表示切替スイッチ１５と、流量計を流れる酸素ガスの流量を手動調整するための流量調整手段としての流量調整つまみ１７とが設けられている。なお、表示切替スイッチ１５は、下文で詳述するように、流量計１の動作モードを通常モードから調整モードに変更するモード変更手段１５Ａとしても機能する。
【００２０】
また、流量計１には、その上部に取っ手１９が設けられ、流量調整つまみと対向する側に減圧器５に接続されるガス導入口２５が設けられ、その底面に湿潤器７に接続されるガス導出口２７が設けられている。
【００２１】
図４は、流量計１の内部構造を一部ブロックにて示す説明図であり、流量計１の内部には、ガス導入口２５からガス導出口２７に至るガス通路２９、マイクロフローセンサ３１、電源３３、スイッチングトランジスタ３５、Ａ／Ｄ変換器３７ａ〜３７ｄ、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略記する。）３９等が設けられている。また、ガス通路２９内において、マイクロフローセンサ３１の上流側には、オリフィスやニードル弁等からなる流量調整弁１７ａが配置されており、流量調整つまみ１７の回転により手動的に流量調整可能になっている。
【００２２】
マイクロフローセンサ３１は、ガス通路２９内において流量調整弁１７ａの下流側に配設されており、流量調整弁１７ａによる調整後のガス流量を検知するものである。マイクロフローセンサ３１は、図５の拡大平面図で示すように、Ｓｉによる基台４１と、この基台４１に異方性エッチングにより形成されたダイヤフラム４１ａと、このダイヤフラム４１ａ上に形成された測温用の上流側、下流側、左側、右側の各サーモパイル４３，４５，４７，４９及び加熱用のマイクロヒータ５１（ヒータに相当）と、ダイヤフラム４１ａ上を外れた基台４１部分に形成された測温抵抗５３とを備えており、このうち、マイクロヒータ５１及び測温抵抗５３は白金等からなる。
【００２３】
上流側、下流側、左側並びに右側の各サーモパイル４３，４５，４７，４９は、ｐ＋＋−ＳＩ及びＡｌにより構成されており、このうち上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５は、ガス通路２９内を流れるガスの流れ方向Ａにおいてマイクロヒータ５１を挟んで上流側と下流側との基台４１箇所に、マイクロヒータ５１から等間隔で各々配置され、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９（温度センサＸに相当）は、ガス通路２９内を流れるガスの流れ方向Ａと直交する幅方向においてマイクロヒータ５１を挟んで左右両側の基台４１箇所に、マイクロヒータ５１から等間隔で各々配置されている。
【００２４】
そして、各サーモパイル４３，４５，４７，４９の温接点４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａはダイヤフラム４１ａ上に、冷接点４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂはダイヤフラム４１ａ以外の基台４１部分に、各々配置されており、測温抵抗５３も各サーモパイル４３，４５，４７，４９の冷接点４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂと同様に、ダイヤフラム４１ａ以外の基台４１部分に配置されている。
【００２５】
このように構成されたマイクロフローセンサ３１では、マイクロヒータ５１が通電により発した熱が、ガス通路２９内のガスを媒体として上流側、下流側、左側並びに右側の各サーモパイル４３，４５，４７，４９の付近に伝わると、それら各サーモパイル４３，４５，４７，４９に、マイクロヒータ５１から伝わった熱に応じた温度となる温接点４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａと、基台４１とほぼ同じ温度となる冷接点４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂとの温度差に応じた電圧の起電力が生じる。
【００２６】
したがって、マイクロヒータ５１が加熱されると、マイクロヒータ５１よりもガスの流れ方向Ａの上流側に位置する上流側サーモパイル４３には、ガスの熱伝搬速度からガスの流速を減じた速度で、マイクロヒータ５１から放出される熱が伝達され、マイクロヒータ５１よりもガスの流れ方向Ａの下流側に位置する下流側サーモパイル４５には、ガスの熱伝達速度にガスの流速を加えた速度で、マイクロヒータ５１から放出される熱が伝達される。
【００２７】
そのため、ガス通路２９内をガスが流れていなければ、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５がマイクロヒータ５１から等間隔に位置していることから、マイクロヒータ５１から上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５に同じ温度で熱が伝わり、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５には同じ電圧の起電力が生じる。
【００２８】
しかし、ガス通路２９内をガスが流れていると、マイクロヒータ５１から放出される熱が、下流側サーモパイル４５への伝達速度よりも低い速度で上流側サーモパイル４３に伝達されて、その速度差分だけ上流側サーモパイル４３には、マイクロヒータ５１からの熱が下流側サーモパイル４５よりも冷却されて伝達されるので、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５に生じる起電力の電圧は、ガス通路２９内を流れるガスによりマイクロヒータ５１から伝達される熱の温度差に応じて、即ち、ガス通路２９内を流れるガスの流速に応じて異なることになる。
【００２９】
よって、各サーモパイル４３，４５に生じる起電力の電圧差に応じてマイクロフローセンサ３１の出力端子３９から出力される熱起電力信号の大きさは、マイクロヒータ５１が放出する熱の温度と、ガス通路２９内を流れるガスの流速とに応じたものとなる。
【００３０】
また、マイクロヒータ５１が加熱されると、ガスの流れ方向Ａにおいてマイクロヒータ５１と同じ位置に配置されている左側及び右側の各サーモパイル４７，４９には、熱伝導係数、熱拡散係数、比熱係数等、ガスの種類により異なるそのガスの固有の物性値に応じた熱伝搬速度に依存して、マイクロヒータ５１から放出される熱が同じ速度で伝達される。
【００３１】
即ち、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９には、ガス通路２９内をガスが流れているか否かに拘わらず、ガス通路２９内のガスに固有の物性値に応じた同じ熱伝搬速度でマイクロヒータ５１からの熱が伝達されるので、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９に生じる起電力の電圧は、ガス通路２９内のガスの種類にほぼ応じたものとなる。
【００３２】
しかし、厳密には、ガス通路２９内をガスが流れていると、マイクロヒータ５１から左側及び右側の各サーモパイル４７，４９への熱伝達速度が、ガス通路２９内を流れるガスの流速の影響を受ける場合がある。
【００３３】
そこで、そのような場合は、上述したようにガス通路２９内を流れるガスの流速に依存して大きさが定まる、マイクロフローセンサ３１の出力端子３９から出力される熱起電力信号を用いて、左側や右側の各サーモパイル４７，４９に生じる起電力の電圧を補正すれば、より精度の高い、ガス通路２９内のガスの種類に応じた電圧が得られることになる。
【００３４】
ちなみに、本実施形態では、必然性はないものの、より一層の精度の向上を図って、左側や右側の各サーモパイル４７，４９に生じる起電力の電圧を、マイクロフローセンサ３１の出力端子３９から出力される熱起電力信号を用いて補正し、この補正した電圧を、ガスの流速とは全く無関係に定まるガス通路２９内のガスの種類に応じた電圧として扱うようにしている。
【００３５】
さらに、ガスの流れ方向Ａと直交する方向においてマイクロヒータ５１から大きく離されて配置された測温抵抗５３は、マイクロヒータ５１が加熱されるか否かに拘わらず、かつ、ガスの流速や種類とは全く無関係に、測温抵抗５３の周辺に存在するガスの温度に応じた抵抗値にされ、通電時の測温抵抗５３にはガス通路２９内のガスの温度に応じた電圧降下が生じるので、測温抵抗５３の接地側に現れる電位は、ガス通路２９内のガスの温度に応じたものとなる。
【００３６】
そして、マイクロフローセンサ３１は、図６の電気的な概略構成のブロック図で示すように、上流側及び下流側の各サーモパイル４３，４５に生じた起電力の差分を差動アンプ５５ａで取って、この差動アンプ５５ａの出力を、ガス通路２９内を流れるガスの流速に対応する熱起電力信号として出力端子５７ａから出力するように構成されている。
【００３７】
また、マイクロフローセンサ３１は、左側及び右側の各サーモパイル４７，４９に生じた起電力をアンプ５５ｂ，５５ｃにより各々増幅して、各アンプ５５ｂ，５５ｃの出力を、ガス通路２９に連なるガス通路２９内を流れるガスの種類に対応する熱起電力信号として、出力端子５７ｂ，５７ｃから各々出力するように構成されている。
【００３８】
さらに、マイクロフローセンサ３１は、ガス通路２９内のガスの温度により抵抗値が変化する測温抵抗５３に通電されることで、この測温抵抗５３のアース接続側に現れる、測温抵抗５３の抵抗値に応じた電位を、ガス通路２９内を流れるガスの温度に対応する測温信号として、出力端子５７ｄから出力するように構成されている。
【００３９】
電源３３は、流量計１に内蔵された電池からなり、この電源３３からの電力は、不図示の定電圧回路により所定の定電圧とされた後に、測温抵抗５３に供給されると共に、スイッチングトランジスタ３５を介してマイクロヒータ５１に供給される。
【００４０】
スイッチングトランジスタ３５は、コレクタを電源３３に接続しエミッタをマイクロヒータ５１に接続したｎｐｎトランジスタにより構成されており、マイコン３９からのヒータ駆動信号によりベースにバイアスがかけられることで、コレクタ−エミッタ間が導通して電源３３からの定電圧化された電力をマイクロヒータ５１に供給させるように構成されている。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換器３７ａは、ガス通路２９内を流れるガスの流速に対応してマイクロフローセンサ３１の出力端子５７ａから出力されるアナログの熱起電力信号を、通常モードの第１のサンプリング周期または調整モードの第２のサンプリング周期毎にデジタル信号に変換するものである。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換器３７ｂ，３７ｃは、マイクロフローセンサ３１の対応する出力端子５７ｂ，５７ｃからガス通路２９内を流れるガスの種類に対応して各々出力されるアナログの熱起電力信号を、通常モードの第１のサンプリング周期または調整モードの第２のサンプリング周期毎にデジタル信号に変換するものである。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換器３７ｄは、ガス通路２９内を流れるガスの温度ｔｇに対応してマイクロフローセンサ３１の出力端子５７ｄから出力されるアナログの測温信号を、通常モードの第１のサンプリング周期または調整モードの第２のサンプリング周期毎にデジタル信号に変換するものである。
【００４４】
マイコン３９は、図７の電気的な概略構成のブロック図に示すように、流量算出手段３９ａ−１、積算時間算出手段３９ａ−２及び制御手段３９ａ−３としてのＣＰＵ３９ａと、記憶手段としてのＲＡＭ３９ｂ及びＲＯＭ３９ｃとを有している。ＣＰＵ３９ａには、ＲＡＭ３９ｂ及びＲＯＭ３９ｃの他、スイッチングトランジスタ３５のベース、Ａ／Ｄ変換器３７ａ〜３７ｄ、流量表示部１３、表示切替スイッチ１５、外部の記憶手段としての不揮発性メモリ（以下、「ＮＶＭ」と略記する。）５９及び時計６１が各々、接続されている。
【００４５】
ＲＡＭ３９ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、ＲＯＭ３９ｃには、ＣＰＵ３９ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【００４６】
そして、マイコン３９は、ＲＯＭ３９ｃに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ３９ａが行うガスの流量測定処理によって、Ａ／Ｄ変換器３７ａから出力されるデジタル信号を基にして、ガス通路２９内を流れるガスの瞬時的な流速Ｖを求める。
【００４７】
また、マイコン３９は、上述のようにして求めた瞬時的な流速Ｖに、ガス通路２９の断面積及びガス通路２９の構造に依存する所定の係数等を乗じて、ガス通路２９内を流れるガスの瞬時流量を求め、さらに、この瞬時流量に、ヒータ駆動信号を間欠的に出力する通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔまたは調整モードの第２のサンプリング周期時間Ｔ′（Ｔ′＜Ｔ）を乗じることで、ヒータ駆動信号が１回出力されてから次にヒータ駆動信号が出力されるまでの第１のサンプリング周期時間Ｔまたは第２のサンプリング周期時間Ｔ′の間に、ガス通路２９内を流れるガスの流量を求め、これを積算することで、ガス通路２９内を流れるガスの積算流量を求める。
【００４８】
また、マイコン２９は、ガスの流量が測定されている間の経過時間を時計６１からの時刻情報に基づいて積算し、積算時間を求める。
【００４９】
そして、マイコン３９は、上述のようにして求めたガス通路２９内を流れるガスの流量の瞬時値、積算値及び積算時間を、その都度ＲＡＭ３９ｂに格納し、表示切替スイッチ１５の操作に応じて、表示部１３に切り替え表示させる。
【００５０】
さらに、マイコン３９は、表示切替スイッチ１５の操作により表示器１３に流量の瞬時値が表示されるように切り替えられたときに、通常モードで動作中の流量計１を所定時間の間、第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して流量の瞬時値を算出するように制御する。
【００５１】
ＮＶＭ５９には、Ａ／Ｄ変換器３７ｂ，３７ｃからのデジタル信号を基にマイコン３９で求められるガス通路２９内を流れるガスの物性値と、これに対応するガスの種類とを関連付けたガス種判別テーブル等が格納されている。この実施の形態では、ガス種判別テーブルには、酸素、笑気及び空気の３種類のガスがリストアップされている。
【００５２】
次に、ＲＯＭ３９ｃに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ３９ａが行う、流量測定処理を、図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
マイクロフローセンサ３１のマイクロヒータ５１とは別系統で電源３３が接続されてマイコン３９が起動し、プログラムがスタートすると、ＣＰＵ３９ａは、まず、図８に示すように、ＲＡＭ３９ｂのワークエリア内に設けられた各種フラグエリアのフラグやタイマエリアのタイマ値のリセット、及び、バッファエリアのクリア等を行う初期設定を実行する（ステップＳ１）。
【００５４】
そして、ステップＳ１の初期設定が済んだならば、続いて、ＲＡＭ３９ｂの周期タイマエリアにおけるタイムカウントを開始し（ステップＳ５）、続いて、周期タイマエリアにおけるタイムカウントのタイマ値Ｔａが、通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔ（例えば、１０秒）に達したか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５５】
周期タイマエリアのタイマ値Ｔａが第１のサンプリング周期時間Ｔに達していない場合は（ステップＳ７でＮ）、達するまでステップＳ７をリピートし、達した場合は（ステップＳ７でＹ）、所定の通電時間Ｔ１ の間ヒータ駆動信号をスイッチングトランジスタ３５に出力し（ステップＳ９）、続いて、Ａ／Ｄ変換器３７ａにより変換されたデジタル信号を取り込んだ後（ステップＳ１１）、ステップＳ１３に進む。
【００５６】
ステップＳ１３では、ステップＳ１１でＡ／Ｄ変換器３７ａから取り込んだデジタル信号を基にガス通路２９内を流れるガスの流速Ｖを求め、次に、ＲＡＭ３９ｂのサンプリングカウンタエリアのカウント値Ｃａを「１」インクリメントした後（ステップＳ１５）、カウント値Ｃａが所定の基準回数Ｃｒｅｆに達しているか否かを判定し（ステップＳ１７）、基準回数Ｃｒｅｆに達していない場合は（ステップＳ１７でＮ）、周期タイマエリアのタイマ値Ｔａをゼロリセットした後（ステップＳ１９）、ステップＳ５に戻る。
【００５７】
一方、カウント値Ｃａが基準回数Ｃｒｅｆに達した場合は（ステップＳ１７でＹ）、図９に示すように、周期タイマエリアのタイマ値Ｔａをゼロリセットしてタイムカウントを終了すると共に（ステップＳ２１）、サンプリングカウンタエリアのカウント値Ｃａをゼロリセットした後（ステップＳ２３）、ステップＳ１３で求めた最新の連続基準回数Ｃｒｅｆ分のガスの流速Ｖを平均した平均流速Ｖave を算出する（ステップＳ２５）。
【００５８】
続いて、求めた平均流速Ｖave に、第１のサンプリング周期時間Ｔや、ガス通路２９の断面積及びガス通路２９の構造に依存する所定の係数等を乗じて、サンプリング周期時間Ｔの間にガス通路２９乃至これに連なるガス通路内を流れたガスの瞬時流量を求め、さらに、この瞬時流量を積算して積算流量を求める（ステップＳ２７）。
【００５９】
続いて、ガスの流量が測定されている間の経過時間を時計６１からの時刻情報に基づいて積算し、積算時間を求める（ステップＳ２９）。
【００６０】
続いて、上述のようにして求めたガス通路２９内を流れるガスの流量の瞬時値、積算値及び積算時間のいずれかを、表示切替スイッチ１５の操作に応じて表示部１３に切り替え表示させる表示処理を行う（ステップＳ３１）。
【００６１】
次に、Ａ／Ｄ変換器３７ｂ〜３７ｄにより変換されたデジタル信号を取り込み（ステップＳ３３）、ステップＳ３３でＡ／Ｄ変換器３７ｂから取り込んだデジタル信号とＡ／Ｄ変換器３７ｃから取り込んだデジタル信号との和を基に、ガス通路２９内を流れるガスの物性値を求め（ステップＳ３５）、次に、ステップＳ３３でＡ／Ｄ変換器３７ｄから取り込んだデジタル信号を基に、ガス通路２９内を流れるガスの温度ｔｇを割り出した後（ステップＳ３７）、ステップＳ３９に進む。
【００６２】
ステップＳ３９では、ステップＳ３５で求めた物性値を、所定の補正式を用いて、ステップＳ３７で割り出したガスの温度ｔｇと、ステップＳ１３で求めたガス通路２９内を流れるガスの流速Ｖとにより補正し、次に、補正した物性値に対応するガスの種類をＮＶＭ５９のガス種判別テーブルにより割り出す（ステップＳ４１）。続いて、割り出したガスの種類を表示部１３に表示させ（ステップＳ４３）、ステップＳ５に戻る。この実施の形態では、ガスの種類は酸素であることが割り出され、表示部１３に表示される。
【００６３】
次に、上述の流量測定処理のステップＳ３１の表示処理の詳細について、図１０のフローチャートを用いて説明する。まず、表示部１３には初期画面としてガス流量の「積算値」が表示され（ステップＳ５１）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作があったか否かを判定する（ステップＳ５３）。表示切替スイッチ１５の操作があれば（ステップＳ５１でＹ）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作時間が所定時間、例えば１０秒、以内か否かを判定する（ステップＳ５５）。ここで、表示切替スイッチ１５はプッシュ式であり、この表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒以内か否かが判定される。
【００６４】
表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒以内である場合は（ステップＳ５５でＹ）、続いて、表示部１３の表示を流量の「積算値」から「瞬時値」に切り替え表示させる（ステップＳ５７）。
【００６５】
一方、表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒を超えた場合は（ステップＳ５５でＮ）、続いて、ＲＡＭ３９ｂに格納され表示部１３に表示されている「積算値」をリセットし、続いてリターンする。
【００６６】
ステップＳ５７に続いて、調整モードを起動させ（ステップＳ６０）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作があったか否かを判定する（ステップＳ５６１）。表示切替スイッチ１５の操作があれば（ステップＳ６１でＹ）、続いて、表示部１３の表示を流量の「瞬時値」から流量の「積算時間」に切り替え表示させる（ステップＳ６３）。
【００６７】
ステップＳ６３の後、表示切替スイッチ１５の操作があったか否かを判定する（ステップＳ６５）。表示切替スイッチ１５の操作があれば（ステップＳ６５でＹ）、続いて、表示切替スイッチ１５の操作時間が所定時間、例えば１０秒、以内か否かを判定する（ステップＳ６７）。
【００６８】
表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒以内である場合は（ステップＳ６７でＹ）、続いて、表示部１３の表示を流量の「積算時間」から「積算値」に切り替え表示させる。
【００６９】
一方、表示切替スイッチ１５が押されている時間が１０秒を超えた場合は（ステップＳ６７でＮ）、続いて、ＲＡＭ３９ｂに格納され表示部１３に表示されている「積算時間」をリセットし、続いてリターンする。
【００７０】
次に、上述の表示切替処理のステップＳ６０で起動される調整モード処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、ＲＡＭ３９ｂの調整モードタイマエリアにおけるタイムカウントを開始し（ステップＳ８１）、続いて、サンプリング周期を、通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔ（例えば、１０秒）から、この第１のサンプリング周期時間Ｔより短い調整モードの第２のサンプリング周期時間Ｔ′（例えば、１秒）に変更する（ステップＳ８３）。
【００７１】
このステップＳ８３の作業により、上述の流量測定処理のステップＳ７におけるサンプリング周期が第１のサンプリング周期時間Ｔから第２のサンプリング周期時間Ｔ′に置き換えられ、調整モードの流量の瞬時値が、通常モードより速く算出され、表示器１３に表示されるようになる。
【００７２】
続いて、調整モードタイマのカウントが３分経過したか否かを判定する（ステップＳ８５）。調整モードタイマのカウントが３分経過している場合は（ステップＳ８５でＹ）、続いて、サンプリング周期を、調整モードの第２のサンプリング周期時間Ｔ′（例えば、１秒）から通常モードの第１のサンプリング周期時間Ｔ（例えば、１０秒）に戻す（ステップＳ８７）。
【００７３】
このステップＳ８７の作業により、上述の流量測定処理のステップＳ７におけるサンプリング周期が第２のサンプリング周期時間Ｔ′から第１のサンプリング周期時間Ｔに戻され、再び通常モードでの流量の瞬時値の算出が行われ、表示器１３に表示されるようになる。続いて、調整モードタイマをリセットし（ステップＳ８９）、続いて処理を終了する。
【００７４】
以上のようにして、ガスの流量測定中、表示切替スイッチ１５の操作により、流量の「積算値」、「瞬時値」及び「積算時間」を表示部１３に切り替え表示させることができる。また、「瞬時値」を表示部１３に表示させたとき、３分間だけ通常モードから調整モードに変更されるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００７５】
図１２は、表示部１３の画面表示の一例を示し、（Ａ）は積算値表示、（Ｂ）は瞬時値表示、（Ｃ）は積算時間表示を表す。
【００７６】
（Ａ）の画面表示では、測定開始時からの積算流量値が、０００００．０〜９９９９９．９（ｍ3 ）の範囲で表示され、患者に合計何（ｍ3 ）の酸素を供給したかを確認することができる。
【００７７】
また、（Ｂ）の画面表示では、今現在の瞬時流量値が、０００．０〜９９９．９（リットル／分；Ｌ／ｍｉｎ）の範囲で表示される。したがって、流量計１の設置時または流量変更時、流量調整つまみ１７を回すことにより、今何（Ｌ／ｍｉｎ）の酸素が流れているかを確認でき、看護婦が会わせたい流量に設定することができる。
【００７８】
また、（Ｃ）の画面表示では、測定開始時からの流量の積算時間が、００・００：００〜９９・２３：５９（日・時間：分）の範囲で表示され、患者に合計何（日・時間：分）酸素を供給したかを確認することができ、従来のようなキッチンタイマー等が不要となる。
【００７９】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００８０】
たとえば、本実施形態では、酸素ボンベ３からの酸素の供給を受ける場合を例に取って説明したが、笑気ガス、空気、その他のガスについても、当然、本発明は適用可能である。
【００８１】
また、本実施形態では、流量の積算値、瞬時値及び積算時間を切り替え表示しているが、これらのうち少なくとも２種類を切り替え表示するように構成しても良い。
【００８２】
また、本実施形態では、病院用ガス流量計１は、流量調整のための流量調整つまみ１７及び流量調整弁１７ａを備えているが、これらを省略した構成としても良い。この場合には、例えば、図２におけるチューブ９に手動バルブ（図示しない）を設けて流量調整する構成とすることができる。また、吸入マスク１１の代わりに鼻カニョーラを用いる場合は、鼻カニョーラ近くのチューブに設けた手動バルブで流量調整することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、供給されたガスの流量をマイクロフローセンサ３１により測定する場合を例に取って説明したが、本発明は、超音波センサやフルイディックセンサ等、他の方式によるセンサを用いてガスの流速Ｖや流量を割り出す構成であってもよいのは、勿論のことである。
【００８４】
さらに、本実施形態では、ガスボンベに接続される場合を例に取って説明したが、本発明は、集中ガス供給方式が採用された建物の手術室や病室の壁面に設けられたガス取出口に接続される病院用ガス流量計にも広く適用可能であることはいうまでもない。
【００８５】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項１および２に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００８６】
さらに、請求項２に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【００８７】
さらに、請求項３に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば、流量調整を行う際、通常モードから調整モードになるため、流量調整を短時間に行うことができる。
【００８８】
さらに、請求項４に記載した本発明の病院用ガス流量計によれば、医療用ガスの流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させることができ、病院の利便性が向上すると共に、瞬時値を表示する際通常モードから調整モードになるので、流量調整を短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による病院用ガス流量計の基本構成図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る病院用ガス流量計の使用状態を示す説明図である。
【図３】 図２の病院用ガス流量計の外部構造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は底面図である。
【図４】 図２の病院用ガス流量計の内部構造を一部ブロックにて示す説明図である。
【図５】 図４におけるマイクロフローセンサの拡大平面図である。
【図６】 図４におけるマイクロフローセンサの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図７】 図４におけるマイクロコンピュータの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図８】 図７のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納された制御プログラムに従いＣＰＵが行う流量測定処理を示すフローチャートである。
【図９】 図７のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納された制御プログラムに従いＣＰＵが行う流量測定処理を示すフローチャートである。
【図１０】 流量測定処理のフローチャート中の表示処理を示すフローチャートである。
【図１１】 調整モード処理を示すフローチャートである。
【図１２】 表示部の表示例を示し、（Ａ）は積算値表示、（Ｂ）は瞬時値表示、（Ｃ）は積算時間表示を表す。
【符号の説明】
１ 病院用ガス流量計
３ ガス供給源
１３ 表示部（表示手段）
１５ 表示切替スイッチ（表示切替操作手段）
３１ マイクロフローセンサ（センサ）
３９ マイクロコンピュータ
３９ａ ＣＰＵ
３９ａ−１ 流量算出手段
３９ａ−２ 積算時間算出手段
３９ａ−３ 制御手段
３９ｂ ＲＡＭ
３９ｃ ＲＯＭ
Claims (2)
- ガス供給源から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計であって、
上記流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して上記流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段と、
上記流量の積算時間を算出する積算時間算出手段と、
表示手段と、
表示切替操作手段と、
上記表示切替操作手段の操作に基づいて、上記表示手段に上記流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、上記表示手段に上記流量の瞬時値が表示されるように上記表示切替操作手段が操作されたときに、上記通常モードで動作中の上記流量算出手段を所定時間の間、上記流量を上記第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする病院用ガス流量計。 - ガス供給源から患者に供給される医療用ガスの流量を測定する病院用ガス流量計であって、
上記流量を検知するセンサと、
上記センサの検知出力に基づいて上記流量を第１のサンプリング周期による通常モードで測定して上記流量の瞬時値を算出すると共に、算出された瞬時値を積算して積算値を算出する流量算出手段と、
上記センサの検知出力に基づいて上記流量の積算時間を算出する積算時間算出手段と、
表示手段と、
表示切替操作手段と、
上記表示切替操作手段の操作に基づいて、上記表示手段に上記流量の積算値、瞬時値及び積算時間のうち少なくとも２種類を切り替え表示させると共に、上記表示手段に上記流量の瞬時値が表示されるように上記表示切替操作手段が操作されたときに、上記通常モードで動作中の上記流量算出手段を所定時間の間、上記流量を上記第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期による調整モードで測定して上記流量の瞬時値を算出するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする病院用ガス流量計。
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