JP5378256B2 - 管内を流れる液体の物理的値を判定する装置 - Google Patents

Description

本発明は、管内を流れる液体の物理的値を、その液体と接触せずに判定することに関する。

液体と接触する構成要素が単回使用構成要素である、特定の液体用の回路、特に生体液体用の回路が知られている。

このような回路内を流れる液体の圧力を知るために、液体が流れる管内に挿入するためのコネクタが既に提案されている。そのコネクタは、入口／出口用の２つの開口部の間に延在する内部通路と、その内部通路の壁を形成した可撓性膜と、圧力センサ用の、その感知部が可撓性膜と接触する位置のコネクタに圧力センサを取り付ける固定手段とを備える。

膜の可撓性特性によって、コネクタの内部圧力（管圧力）が圧力センサに伝達されることができる。

圧力センサは再使用されることが可能であるが、管内に挿入されたコネクタは管と同様に単回使用の品目である。

本発明は、上述の装置と同様に単回使用のコネクタを備える管内を流れる液体の温度を判定する装置を提供することを対象としている。

その目的のために、本発明は、管内を流れる液体の物理的値を、前記液体と接触せずに判定する装置にして：
前記物理的値用のセンサと、
２つの開口部の間に延在する内部通路、
前記内部通路の壁を形成した、圧力センサ用の可撓性膜を備える、前記管内に挿入するためのコネクタと、
前記センサを前記コネクタ上に固定する手段とを備える装置であって、
前記センサは、前記センサの感知部が前記膜の方に向けられた状態で前記コネクタに、固定される温度センサであることを特徴とした装置を提供する。

このように、本発明の装置は、温度を判定するために、液体の圧力を判定するための上述の装置のコネクタと類似のコネクタ、特に、圧力センサと協働するように設けられた可撓性膜を備えるコネクタを使用する。

以外に思え得るが、圧力センサ用の可撓性膜は、以下に限定されないが特に以下に示される好ましい特徴を実施することによって、温度センサと協働する能力もある。

管内を流れる液体の圧力を判定し、または管内の温度を判定するために同じコネクタを使用するということは、規模のメリットと単回使用回路の実施の単純化とを得ることを可能にする。

好ましい特徴によると：
前記センサは赤外線温度プローブと、前記プローブを封入し、開口部が設けられた剛性板を一方の長手方向端部に備える鞘とを備え、前記剛性板は前記膜を硬化するように前記膜と前記感知部の間に配設され、
前記センサは不透明のフィルムから形成された塞栓蓋を備え、前記塞栓蓋は前記膜の方に向けられた前記剛性板の面を覆い、
前記装置は、前記塞栓蓋が前記膜の面と接触するように前記センサを前記コネクタに対して位置決めする手段を備え、
前記位置決め手段はカラーと当接して協働するように適合されたショルダを備え、
前記塞栓蓋は摂氏４度から４０度の温度範囲で一定の放射率を有し、
前記鞘はねじ締めによって一緒に組み立てられたカップとキャップを備え、
前記キャップは前記剛性板によって後部が形成された臀部を備え、
前記プローブは収束レンズを収容する頭部を備え、
前記固定手段はねじ山と協働するように適合されたねじ切りを備え、および／または
前記コネクタは使い捨て可能であるが、前記センサは再使用可能である。

次に、例示的であるが非限定的な実施例として以下に掲げられる実施形態についての添付図面を参照した詳しい説明によって、本発明の開示が続けられる。

管内を流れる液体の圧力を判定する、本発明を理解するために有益な装置の断面図である。 本発明による装置の断面図である。 図１の装置と本発明による装置とのコネクタの分解斜視図である。 本発明による装置の斜視図である。 本発明による装置の温度センサの分解斜視図である。 組み立てられた状態の図５の温度センサの斜視図である。

図１に示された装置は管内を流れる液体の圧力を判定することを可能にする。

装置は、使い捨て可能な可撓性管内に挿入するための使い捨て可能なコネクタ２、ならびにコネクタ２内に部分的に受け取られるように適合された圧力センサ１００を備える。

次に図１および図３によってコネクタ２についてより詳しく説明がなされる。

Ｔ字形状の外形のコネクタ２は、使い捨て可能な可撓性管内に直列に挿入されるように設けられる。コネクタ２は基部４、「Ｏ」リングのシール５、膜６、剛性リング７、およびねじ切りされたネジ８を備える。

基部４は成形プラスチック材料（ここではガンマ照射に抵抗性があるポリプロピレンコポリマ）から製作される。基部４は、入口／出口１１、１２用の２つの開口部の間を延在する内部通路１３を形成した、液体がコネクタ２の内部を流れることを可能にする直線管１０を備える。ここではこの内部通路１３は開口部１１と１２の間で一定の断面を有する。

使い捨て可能な可撓性管の２つのセクション間でコネクタ２を挿入および接続することを可能にするために、２つのニップル１４、１５が直線管１０の開口部１１、１２に配設されている。

基部４は、直線管１０の中央部に配設されたボール１６も備える。

ボール１６の外側壁１７は八角形の外断面を有し、その内側はネジ８と協働するように設けられた盲ねじ切り部１８（図３）を形成している。

ボール１６の底部１９（図１および図３）は、内部通路１３内に突き出た中央円筒穴２０を備える。この穴２０は比較的大きな断面を有しており、それによってその穴２０内に存在する液体は連続的に再生される（液体は穴２０内に捕捉されない）。

底部１９は、穴２０への進入時およびその周囲全体にわたって、Ｌ字形状の断面を有する環状凹部２１も備える。

このように、この凹部２１は、「Ｏ」リングシール５を収容するように適合された溝２１ａと膜６および剛性リング７を受け取るように設けられた穴２１ｂとを形成する。

シール５は弾性変形可能な材料（ここではシリコーン）から形成された「Ｏ」リングである。

膜６は、単層または多層のプラスチック材料の可撓性フィルム（ここでは直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ））から形成されている。

ネジ８は、成形プラスチック材料（ここではガンマ放射に対して抵抗性であるポリプロピレンコポリマ）からなる。ネジ８は、六角形頭部２５とは反対側のその端部に、穴２０の直径と同じ直径の中央円筒穴２６を備える。

ネジ８は、その穴２６から前方に延びた、頭部２５で突き出た、直径が大きいねじ切り部２７（図１および図３）を備える。

ネジ８は、穴２６とねじ切り部２７の間の接合部に環状のショルダ２８を位置付けて備える。

次にコネクタ２の取り付けについて説明がなされる。

第１のステップは、基部４内に「Ｏ」リングシール５、膜６、および剛性リング７を配置することからなる。

このために、最初に「Ｏ」リングシール５が環状溝２１ａ内に挿入される。次に膜６が、それが穴２０の進入部と「Ｏ」リングシール５を完全に覆うように位置決めされる（図１）。最後に剛性リング７が膜６上に配置される。

第２のステップは、膜６を固定するためにネジ８を基部４の盲ねじ切り部１８内にねじ締めすることからなる。

したがって、ネジ８は盲ねじ切り部１８内を前進し、その自由端部３０が剛性リング７と接触するようになる。

ねじ締めを続けることによって「Ｏ」リングシール５の圧縮がもたらされ、ネジ８の自由端部３０が膜６に直接擦れることを剛性リング７が回避することを可能にするようになる。直接的な摩擦は膜６を損傷しかねない。

ネジ８が締め付けられた後は、膜６が内部通路１３の壁を形成する。

したがって、この膜６の面３１は内部通路１３内を流れる液体と直接接触し、その反対の面３２は同じ内部通路１３から分離される。

このようにコネクタ２の取り付けが終了されるが（図１）、その際、膜６は穴２６とネジ８のねじ切り部２７と一致するように位置付けられている。

次に圧力センサ１００について説明がなされる。

圧力センサ１００は圧力プローブ１０１と、プローブ１０１を封入する略円筒状のスリーブ１０２と、中空のネジ１０３とを備える。

圧力プローブ１０１は円柱状の金属本体１０４、本体１０４の周囲で突き出た環状カラー１０５、ならびに本体１０４の一方の長手方向端部に位置付けられた膜１０６を備える。

本体１０４は膜１０６の動きを、圧力を表す信号に変換する処理装置を収容する。

圧力プローブ１０１は、膜１０６とは反対側の端部に、それに電気供給されるのを可能にし、処理装置によって送られる信号の伝達を保証する可撓性ケーブル１０７も備える。

スリーブ１０２は、カラー１０５と協働してスリーブ１０２に対するプローブ１０１の並進運動を防止する、一緒にねじ締めされたバレル１０２ａと管１０２ｂから形成されている。

バレル１０２ａは、管１０２ｂとのねじ締め区域に、圧力プローブ１０１の膜１０６を膜６に接触させて位置決めするように、コネクタ２のショルダ２８と当接するように適合された出張りカラー１０８を備える。

ネジ１０３は通り穴１０９を備えるが、その直径は、ネジが管１０２ｂに沿って滑動するよう適合されるように管１０２ｂの外径よりも極僅かに大きい。

ネジ１０３は、ねじ山１０３の外面と、その円形頭部１１０とは反対側の端部とにねじ山１１１を、コネクタ２のねじ切り部２７と協働するように設けて有して、コネクタ２上への圧力センサ１００の固定をもたらすようにしている。

コネクタ２内への圧力センサ１００の配置は、単に圧力センサ１００をその膜１０６が膜６に面するように配設し、圧力センサ１００をコネクタ２のネジ切り部２７および穴２６内に挿入することによって実施される。

カラー１０８がショルダ２８と当接するまで移動を続けると、膜１０６が膜６の面３２上に着座された状態となる。

そうなると、コネクタ２内でのセンサ１００の固定を実現するために、ねじ切り部２７内にネジ１０３をねじ締めするだけでよくなる。

したがって図１内の位置（装置が組み立てられている）が達成される。

圧力判定装置を作動させるために、センサ１００のプローブ１０１にケーブル１０７によって電気が供給される。

コネクタ２内を液体が圧力下で流れると膜６の変形をもたらし、またその結果が圧力センサ１００の膜１０６の変形を引き起こす。

膜１０６のこの変形は、プローブ１０１によってコネクタ２の内部通路内を流れる液体の圧力を表す信号に変換される。

本発明による、図２および図４に組み立てられた状態で示された装置１は、接触せずに管内を流れる液体の温度を判定することを可能にする。

装置１は、先に述べられたような、ここでは再使用可能な温度センサ３に結合されたコネクタ２を備える。

次にセンサ３について図５および図６によって説明がなされる。

センサ３は温度プローブ４０と、前記プローブ４０を封入する鞘４１と、塞栓蓋４２と、円形の平坦な頭部を備える中空ネジ４３とを備える。

温度プローブ４０は、六角形ナットの形態の頭部４６がねじ締めされる略円筒状の本体４５を備える。

この温度プローブ４０の本体４５および頭部４６は中空であり、ここではそれぞれがステンレススチールの外壁を有する。

頭部４６は、検出錐体が画定されるのを可能にする集束レンズを収容する。その点（レンズの焦点に対応している）は、センサ３が組み立てられたとき塞栓蓋４２上に位置付けられる。

本体４５は赤外線を感知する検出器と、センサによってとらえられた赤外線を、温度を表す信号に変換する処理装置とを収容する。

プローブ４０は、頭部４６とは反対側の端部に、プローブ４０に電気が供給されることを可能にし、処理装置によって送られた信号の伝達を保証する可撓性ケーブル４７も備える。

プローブを封入する鞘４１は、ねじ締めによってキャップ４１ｂと協働するように適合されたカップ４１ａを備える。

カップ４１ａは主円筒壁４９と底壁５０を備える。

底壁５０は、プローブ４０のケーブル４７を通すために円形開口部５１を設けて有する。

円筒壁４９はその外面上で、底壁５０とは反対側の端部にねじ山５２を配設して有する。

キャップ４１ｂは、臀部５５を、ねじ山５２と協働するように設けられたねじ切りされたカラー５６を上に着座して備える。

臀部５５の後部は剛性板５８を形成し、その中央に円形開口部５７（図２）が形成されて、赤外線がプローブ４０の検出器の感知部に向かって通過することを可能にしている。

臀部５５はカップ４１ａの円筒壁４９の外径と同じ外径をさらに有し、さらにこの外径は、コネクタ２のネジ８の中央穴２６の外径よりも僅かに小さい。

ここでは塞栓蓋４２は、摂氏４度から４０度の温度範囲で放射率が一定である不透明の粘着フィルム（ここではポリイミド）から形成されている。

剛性板５８と同じ直径のこの塞栓蓋４２は、膜６の方に配向されたその剛性板５８の面を完全に覆うようにそれに結合される。

ネジ４３は通り穴６０を備え、その直径は、ネジがカップ４１ａに沿って滑動するように適合されるように、カップ４１ａの円筒壁４９の外径よりも極僅かに大きい。

ネジ４３はその外面で、その円形頭部６１とは反対側の端部にコネクタ２のねじ切り２７と協働するようにねじ山６２を設けて有する。

温度センサ３の組み立ては以下の方法で行われる。

最初にカップ４１ａがネジ４３の穴６０内に係合され、次いでケーブル４７の端部がそのカップ４１ａの内部に挿入されて、ケーブル４７の端部が開口部５１によって外に出るようになる。

次に、カップ４１ａ内にプローブ４０が配設され、最後にカップ４１ｂがそのカップ上にねじ締めされる。

温度センサ３は、組み立てられた後は図６に示された通りとなり、コネクタ２内に部分的に受け取られるように適合される。

このために、温度センサ３は塞栓蓋４２が膜６に面するように配設され、コネクタ２のねじ切り部２７および穴２６内に挿入される。

カラー５６がショルダ２８と当接するまで移動を続けると（図２）、塞栓蓋４２が膜６の面３２上に着座された状態となる。

そうなると、コネクタ２内でのセンサ３の固定を実現するために、ねじ切り部２７内にネジ４３をねじ締めするだけでよくなる。

したがって、装置１が組み立てられた状態の図２の位置が達成される。この位置では、センサ３はコネクタ２に固定され、プローブ４０の検出器の感知部は膜６の方に向けられている。

カラー５６と環状のショルダ２８の協働は、塞栓蓋４２の再現可能な位置決めが実現されることを可能にすることに留意されたい。これは膜６の偶発的な断裂を回避する。断裂によって、コネクタ２の内部通路１３を流れる液体が温度センサ３（再使用可能である）を汚染する可能性が生じる。

装置１を作動させるために、センサ３のプローブ４０にケーブル４７によって電気が供給される。塞栓蓋４２によって放射された赤外線は、レンズ４６を通過した後、検出器の感知部に進入する。

この赤外線は処理装置によって温度を表す信号に変換され、それがケーブル４７によって送信される。

プローブ４０の頭部４６内に集束レンズが存在することによって、塞栓蓋４２が、臀部５５の剛性の板５８と接触する面積を最大限に有するように、開口部５７の直径が限定されることが可能になる。

したがって膜６の塞栓蓋４２はその剛性板５８によって硬化され、これによって、コネクタ２の内部通路１３内を流れる液体が高圧の場合でも膜６が破裂するリスクが回避される。

その塞栓蓋４２からの放射をセンサ３によって分析することによって、その蓋の放射係数が、対象となる温度範囲にわたって、ここでは摂氏４度から４０度の間で一定であるということから、向上された精度でその温度が判定されることが可能になる。

塞栓蓋４２の極めて小さな厚みによって、その温度は、その塞栓蓋４２が押し当てられる膜６の温度と同じである。

同様に、膜６の極めて小さな厚みによって、その温度は、その膜６が接触する圧力下の液体の温度と同じである。

したがってセンサ３は、内部通路１３内を流れる液体の温度が、ここでは＋／−２度の精度で判定されることを可能にする。

本発明による装置のここに表わされていない変形例では、センサは塞栓蓋を備えず、温度測定は膜上または膜を通して直接行われる。

ここに表わされていない他の変形例では、センサは、膜を硬化する剛性板５８などの壁を備えていない（コネクタの内部通路内を流れる液体の圧力は低い）。

ここに表わされていないさらに他の変形例では：
４７または１１７のようなケーブルはなく、代わりに（ｉ）電池、結合手段（電磁的、容量式手段）、または他の電気供給手段と、（ｉｉ）ＲＦＩＤチップまたはＢｌｕｅｔｏｏｈもしくはＺｉｇｂｅｅ対応装置などの、処理装置と遠隔通信する無線通信およびメモリ装置とが設けられる、
プローブはレンズを備えず、および／または鞘内の開口部はより大きな直径を有し、
温度範囲は異なり、および／または塞栓蓋の放射率が温度に応じて変化し、ならびに／あるいは
センサは赤外線プローブ以外のプローブ（例えば膜と接触した熱電対）を備える。

状況によって、多数の他の変形例も可能であり、この関連で、本発明はここに説明され、示された例示的な実施形態に限定されないことに留意されたい。

１ 装置
２ コネクタ
３ 温度センサ
４ 基部
５ 「Ｏ」リングシール
６、１０６ 膜
７ 剛性リング
８ ネジ
１０ 直線管
１１、１２ 開口部
１３ 内部通路
１４、１５ ニップル
１６ ボール
１７ ボール１６の外側壁
１８ 盲ねじ切り部
１９ ボール１６の底部
２０ 中央円筒穴
２１ 環状凹部
２１ａ 溝
２１ｂ 穴
２５ 六角形頭部
２６ 中央円筒穴
２７ ねじ切り部、固定する手段
２８ 環状のショルダ、位置決めする手段
３０ ネジ８の自由端部
３１、３２ 膜６の面
４０ 温度プローブ
４１ プローブ４０を封入する鞘
４１ａ カップ
４１ｂ キャップ
４２ 塞栓蓋
４３ 中空ネジ
４５ 本体
４６ 頭部、レンズ
４７、１０７、１１７ ケーブル
４９ 主円筒壁
５０ 底壁
５１、５７ 円形開口部
５２、１１１ ねじ山
５５ 臀部
５６ カラー、位置決めする手段
５８ 剛性板
６０、１０９ 通り穴
６１、１１０ 円形頭部
６２ 固定する手段、ねじ山
１００ 圧力センサ
１０１ 圧力プローブ
１０２ 円筒スリーブ
１０２ａ バレル
１０２ｂ 管
１０３ 中空ネジ、ねじ山
１０４ 円柱状の金属本体
１０５ 環状カラー
１０８ 出張りカラー

Claims (11)

1. 管内を流れる液体の物理的値を、前記液体と接触せずに判定する装置にして、
   前記物理的値用のセンサ（３）と、
   ２つの開口部（１１、１２）の間に延在する内部通路（１３）、
   前記内部通路（１３）の壁を形成した、圧力センサ（１００）用の可撓性膜（６）を備える、前記管内に挿入するためのコネクタ（２）と、
   前記センサ（３）を前記コネクタ（２）内に固定する手段（２７、６２）とを備える装置であって、
   前記センサが、前記センサ（３）の感知部が前記膜（６）の方に向けられた状態で、前記コネクタ（２）に固定された温度センサ（３）であることを特徴とする、装置。
2. 前記センサ（３）が赤外線温度プローブ（４０）と、前記プローブ（４０）を封入し、開口部（５７）が設けられた剛性板（５８）を一方の長手方向端部に備える鞘（４１）とを備え、前記剛性板が、前記膜（６）を硬化するように前記膜（６）と前記感知部の間に配設されたことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記センサ（３）が不透明のフィルムから形成された塞栓蓋（４２）を備え、前記塞栓蓋（４２）が前記膜（６）の方に向けられた前記剛性板（５８）の面を覆うことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記塞栓蓋（４２）が前記膜（６）の面（３２）と接触するように、前記センサ（３）を前記コネクタ（２）に対して位置決めする手段（２８、５６）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記位置決め手段がカラー（５６）と当接して協働するように適合されたショルダ（２８）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記塞栓蓋（４２）が摂氏４度から４０度の温度範囲で一定の放射率を有することを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記鞘（４１）がねじ締めによって一緒に組み立てられたカップ（４１ａ）とキャップ（４１ｂ）を備えることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記キャップ（４１ｂ）が、前記剛性板（５８）によって後部が形成された臀部（５５）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記プローブ（４０）が集束レンズを収容する頭部（４６）を備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記固定手段がねじ山（６２）と協働するように適合されたねじ切り部（２７）を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記コネクタ（２）が使い捨て可能であるが、前記センサ（３）が再使用可能であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。

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