JPH01311229A - 双方向ガス流のための差圧測定器 - Google Patents
双方向ガス流のための差圧測定器Info
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- JPH01311229A JPH01311229A JP1054851A JP5485189A JPH01311229A JP H01311229 A JPH01311229 A JP H01311229A JP 1054851 A JP1054851 A JP 1054851A JP 5485189 A JP5485189 A JP 5485189A JP H01311229 A JPH01311229 A JP H01311229A
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/087—Measuring breath flow
- A61B5/0878—Measuring breath flow using temperature sensing means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
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- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
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- G01F1/383—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction the pressure or differential pressure being measured by means of a movable element, e.g. diaphragm, piston, Bourdon tube or flexible capsule with electrical or electro-mechanical indication
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はガス流量器に関するものであり、特定的には
、請求項１のプリアンプルによる双方向ガス流のための
差圧測定器に関するものであり、これは特に呼吸の流れ
および呼吸圧の測定のための装置として、ならびに人工
呼吸をモニタする際に使用される。
、請求項１のプリアンプルによる双方向ガス流のための
差圧測定器に関するものであり、これは特に呼吸の流れ
および呼吸圧の測定のための装置として、ならびに人工
呼吸をモニタする際に使用される。
請求項１のプリアンプルによる差圧測定器を有するガス
流量器はＵＳ−Ａ−４０８３２４５に記載されている。
流量器はＵＳ−Ａ−４０８３２４５に記載されている。
この既知の差圧Ａｌ１１定器はガス流管内に挿入された
「受動トランスデユーサ」と呼ばれるべき流体抵抗エレ
メントを有し、これは本質的には２つの測定端子間に配
置された可撓性のダイヤフラムエレメントからなり、こ
のエレメントはガスの流れに対して横方向に張られた膜
の、片側が関節接合された多角形の切抜きから形成され
、かつ可撓性をもって逆戻りする動力学的流体抵抗を形
成し、この流体抵抗はダイヤフラムエレメントの流れ方
向における様々な強さのたわみによって流速に対して実
質的に線形の関係で変化する。ダイヤフラムエレメント
の多角形の切込みは、たとえば、狭い側に沿って膜の残
りの部分に接続される菱形であってもよく、この点にお
いては特に前述のＵＳ−Ａ−４０８３２４５の第２図が
参照される。ＵＳ−Ａ−２９８９８６６およびＵＳ−Ａ
−３９８９０３７から既知のそのような受動トランスデ
ユーサの柔軟に変形可能な流体抵抗に比して、ＵＳ−Ａ
−４０８３２４５に従って設計されたガス流量計は、得
られる圧力差信号がガス流速またはガススルーブツトの
関数としてより線形であるという利点を有する。
「受動トランスデユーサ」と呼ばれるべき流体抵抗エレ
メントを有し、これは本質的には２つの測定端子間に配
置された可撓性のダイヤフラムエレメントからなり、こ
のエレメントはガスの流れに対して横方向に張られた膜
の、片側が関節接合された多角形の切抜きから形成され
、かつ可撓性をもって逆戻りする動力学的流体抵抗を形
成し、この流体抵抗はダイヤフラムエレメントの流れ方
向における様々な強さのたわみによって流速に対して実
質的に線形の関係で変化する。ダイヤフラムエレメント
の多角形の切込みは、たとえば、狭い側に沿って膜の残
りの部分に接続される菱形であってもよく、この点にお
いては特に前述のＵＳ−Ａ−４０８３２４５の第２図が
参照される。ＵＳ−Ａ−２９８９８６６およびＵＳ−Ａ
−３９８９０３７から既知のそのような受動トランスデ
ユーサの柔軟に変形可能な流体抵抗に比して、ＵＳ−Ａ
−４０８３２４５に従って設計されたガス流量計は、得
られる圧力差信号がガス流速またはガススルーブツトの
関数としてより線形であるという利点を有する。
この発明は、前述のタイプの差圧測定器の様々な局面を
改良するという課題に基づく。 。
改良するという課題に基づく。 。
たとえば、添付された第１（Ｂ）図のグラフに見られる
ように、既知の、特にＵＳ−Ａ−４０８３２４５による
流量計を用いると、測定の組立てが特定されていないた
めにいずれにせよＵＳ−Ａ−４０８３２４５からは確認
され得ない一定の設計上の前提条件下においては、約８
０［／ｍｉｎまでの比較的低い空気スルーブツトの領域
において圧力損失ないしは差圧の優れた線形従属が達成
され得ることが明らかとなった。しかしながら比較的高
いガス（空気）スループットにおいては、一方では差圧
がもはや流速に対して線形ではなく、他方では不安定性
か生じ、これは当初説明不可能であった。
ように、既知の、特にＵＳ−Ａ−４０８３２４５による
流量計を用いると、測定の組立てが特定されていないた
めにいずれにせよＵＳ−Ａ−４０８３２４５からは確認
され得ない一定の設計上の前提条件下においては、約８
０［／ｍｉｎまでの比較的低い空気スルーブツトの領域
において圧力損失ないしは差圧の優れた線形従属が達成
され得ることが明らかとなった。しかしながら比較的高
いガス（空気）スループットにおいては、一方では差圧
がもはや流速に対して線形ではなく、他方では不安定性
か生じ、これは当初説明不可能であった。
前述の発明の一部として実現される測定組立てをもって
初めて可能となった、より精密な検査は次に、受動トラ
ンスデユーサの測定端子を測定場所から離れた装置内の
電気差圧測定器に接続する任意に変形可能なホースのい
わゆる死容量と、測定端子自体の死容量と、さらに場合
によっては差圧／１Ｉｌｌ定器の流管内の内部空間とが
、ａｉ＋定信号の変動および／または望ましくない周波
数応答の原因であり得るという推定が正しいことを証明
した。
初めて可能となった、より精密な検査は次に、受動トラ
ンスデユーサの測定端子を測定場所から離れた装置内の
電気差圧測定器に接続する任意に変形可能なホースのい
わゆる死容量と、測定端子自体の死容量と、さらに場合
によっては差圧／１Ｉｌｌ定器の流管内の内部空間とが
、ａｉ＋定信号の変動および／または望ましくない周波
数応答の原因であり得るという推定が正しいことを証明
した。
ＵＳ−Ａ−４０８３２４５による既知の流量計の場合、
（そこには説明されなかった）電子ａｌｌｌｌシトラン
スデューサカドランスデューサ）は受動測定エレメント
またはトランスデユーサから離れた位置において装置内
に据付けられ、この２つの部分、すなわち一方の受動ト
ランスデユーサエレメントおよび他方の電子測定トラン
スデユーサはプラスチックホースによって接続される。
（そこには説明されなかった）電子ａｌｌｌｌシトラン
スデューサカドランスデューサ）は受動測定エレメント
またはトランスデユーサから離れた位置において装置内
に据付けられ、この２つの部分、すなわち一方の受動ト
ランスデユーサエレメントおよび他方の電子測定トラン
スデユーサはプラスチックホースによって接続される。
特にこれらの接続ホースの可撓性、ホース内の凝縮水な
どが周波数応答に悪影響を及はし、さらに、流管内に据
え付けられた受動トランスデユーサと離れた装置内の電
子Ａｐｌ定トシトランスデューサ間の距離のために測定
値の遅延が生じる。
どが周波数応答に悪影響を及はし、さらに、流管内に据
え付けられた受動トランスデユーサと離れた装置内の電
子Ａｐｌ定トシトランスデューサ間の距離のために測定
値の遅延が生じる。
この認識から、この発明の基礎となる考え、すなわち双
方向ガス流のための、特に呼吸の流れおよび呼吸圧の７
１１１１定のための、ならびに人口呼吸をユモニタする
ための差圧Ａｌｌ定器に、化１定端子間の圧力差に比例
する電気信号を供給する、受動トランスデユーサの測定
端子に直接取付けられるべき電子差圧センサを提供とす
るという考えが生まれた。
方向ガス流のための、特に呼吸の流れおよび呼吸圧の７
１１１１定のための、ならびに人口呼吸をユモニタする
ための差圧Ａｌｌ定器に、化１定端子間の圧力差に比例
する電気信号を供給する、受動トランスデユーサの測定
端子に直接取付けられるべき電子差圧センサを提供とす
るという考えが生まれた。
既に差圧測定回路において死容量を避け、かつ柔軟に変
形可能な接続ホースを避けることによって、差圧信号の
周波数応答の本質的な改良がなされた。
形可能な接続ホースを避けることによって、差圧信号の
周波数応答の本質的な改良がなされた。
１つまたは複数の圧力センサエレメントの容器内におけ
る湿気の影響を除去することにより、すなわち温度制御
された、加熱可能な、好ましくはセンサ容器内に柔軟に
吊るされた室が、ＩＣ構成要素として設計された圧力セ
ンサエレメントに使用されることによって、さらなる改
良が行なわれた。
る湿気の影響を除去することにより、すなわち温度制御
された、加熱可能な、好ましくはセンサ容器内に柔軟に
吊るされた室が、ＩＣ構成要素として設計された圧力セ
ンサエレメントに使用されることによって、さらなる改
良が行なわれた。
この処置を補足して、疎水的に働くフィルムフィルタが
受動トランスデユーサと、直接据付けられた差圧センサ
との間の極めて短い接続ルート内に直接据付けられ、バ
クテリアバリアの機能を果たす。
受動トランスデユーサと、直接据付けられた差圧センサ
との間の極めて短い接続ルート内に直接据付けられ、バ
クテリアバリアの機能を果たす。
既知のガス流量計に比して、この発明においてはここで
主に想定された適用目的のために以下の改良がなされた
。
主に想定された適用目的のために以下の改良がなされた
。
−大きな空気スルーブツトまたは約０から２００ｆ／ｍ
ｉｎの流速領域については最大圧力損失（差圧）は２．
３ミリバールより少なく、かつ、たとえば第１（Ａ）図
に見られるように１．＋１１１１定信号が強い線形性を
有する場合、約３ミリバールになるにすぎない。
ｉｎの流速領域については最大圧力損失（差圧）は２．
３ミリバールより少なく、かつ、たとえば第１（Ａ）図
に見られるように１．＋１１１１定信号が強い線形性を
有する場合、約３ミリバールになるにすぎない。
一測定結果への湿気の影響は差圧センサ内の制御された
ガス温度上昇によって大部分除去される。
ガス温度上昇によって大部分除去される。
一中立周波数応答を有し、同時にバクテリアに対して不
浸透性のｌ水性フィルタをさらに据付けることによって
、殺菌が困難な差圧センサからの患者の循環系への遡及
効果もまた除去された。
浸透性のｌ水性フィルタをさらに据付けることによって
、殺菌が困難な差圧センサからの患者の循環系への遡及
効果もまた除去された。
発明およびその６利な詳細が以下の実施例において図面
を参照により詳細に説明される。
を参照により詳細に説明される。
第１図の比較対象グラフ（Ａ）および（Ｂ）は既に上に
説明された。
説明された。
第２図の基礎回路図において、り照番号１はガス流体抵
抗または受動トランスデユーサを示し、これは同日付で
提出された欧州特許出願の主題である２、３の本質的な
細部の修正の他は、ＵＳ−Ａ−４０８３２４５に記載さ
れた、線形にされた差圧を達成するための流体抵抗に、
基礎構造上の設計に関して本質的に対応する。概略的に
示されたａＰ１定端子５０および５１は、規定された流
速従属抵抗をもってガスの流れ１６に対抗する、第２図
においては破線によってのみ示されたダイヤフラムエレ
メント６０の上流および下流の各流れ方向内に各々存在
する。ｉｌＰ＋定端子５０．５１には、たとえばテフロ
ンフィルムからなる、疎水的に働き、バクテリアに対し
て不浸透性を有する、直接装着または据付けられる反力
梁フィルタ２Ａおよび２Ｂが各々設けられる。フィルタ
２Ａ１２Ｂの後には電気的にまたは機械的に制御可能な
弁３および４が各々続き、それらを介して圧力値Ｐ５ま
たはＰ６が各々、あるいは破線によって示された弁の位
置においてはライン５ａを介して基準圧力Ｐｏ （た
とえば気圧）が、ＩＩＩして参照各号２５で示される差
圧センサ内部の内部空間９内へ向けて、各々端子４３お
よび４４と選択的に連結され得る。図示された位置にお
いては、圧力値Ｐ５およびＰ６は各々、ガス流体抵抗６
０のすぐ上流および下流の測定端子５０および５１にお
ける圧力値Ｐ、およびＰ２に対応するが、しかしながら
場合によっては、フィルタ２Ａおよび２Ｂが引き起こす
、中立の周波数応答を陣う圧力差値によって低減される
。測定に適用され得る弁３および４のこの位置において
は、特定された室１０ｃ内の圧力Ｐ、および室１０ｂ内
のＰ４に関して各々、Ｐ１−Ｐ１およびｐ４−ｐ６が成
り立つ。破線によって示された較正位置においては、次
にＰ、−ＰｏないしはＰ４−ｐｏが成り立つ。内部空間
９は、第２図に概略的に示された第１の仕切り４０ａお
よび第２の仕切り４０ｂによって３つの室１０ａ、１０
ｂおよび１０ｃにさらに区分けされる。
抗または受動トランスデユーサを示し、これは同日付で
提出された欧州特許出願の主題である２、３の本質的な
細部の修正の他は、ＵＳ−Ａ−４０８３２４５に記載さ
れた、線形にされた差圧を達成するための流体抵抗に、
基礎構造上の設計に関して本質的に対応する。概略的に
示されたａＰ１定端子５０および５１は、規定された流
速従属抵抗をもってガスの流れ１６に対抗する、第２図
においては破線によってのみ示されたダイヤフラムエレ
メント６０の上流および下流の各流れ方向内に各々存在
する。ｉｌＰ＋定端子５０．５１には、たとえばテフロ
ンフィルムからなる、疎水的に働き、バクテリアに対し
て不浸透性を有する、直接装着または据付けられる反力
梁フィルタ２Ａおよび２Ｂが各々設けられる。フィルタ
２Ａ１２Ｂの後には電気的にまたは機械的に制御可能な
弁３および４が各々続き、それらを介して圧力値Ｐ５ま
たはＰ６が各々、あるいは破線によって示された弁の位
置においてはライン５ａを介して基準圧力Ｐｏ （た
とえば気圧）が、ＩＩＩして参照各号２５で示される差
圧センサ内部の内部空間９内へ向けて、各々端子４３お
よび４４と選択的に連結され得る。図示された位置にお
いては、圧力値Ｐ５およびＰ６は各々、ガス流体抵抗６
０のすぐ上流および下流の測定端子５０および５１にお
ける圧力値Ｐ、およびＰ２に対応するが、しかしながら
場合によっては、フィルタ２Ａおよび２Ｂが引き起こす
、中立の周波数応答を陣う圧力差値によって低減される
。測定に適用され得る弁３および４のこの位置において
は、特定された室１０ｃ内の圧力Ｐ、および室１０ｂ内
のＰ４に関して各々、Ｐ１−Ｐ１およびｐ４−ｐ６が成
り立つ。破線によって示された較正位置においては、次
にＰ、−ＰｏないしはＰ４−ｐｏが成り立つ。内部空間
９は、第２図に概略的に示された第１の仕切り４０ａお
よび第２の仕切り４０ｂによって３つの室１０ａ、１０
ｂおよび１０ｃにさらに区分けされる。
第２図の下方の室１０ａは基準圧力ｐｏを受ける。
室１０ａと１０ｃとの間の第１の仕切り４０ａの開口部
の領域には第１の圧力センサ７が配置され、一方第２の
仕切り４０ｂのもう１つの開口部は第２の圧力センサ８
によって謂われ、これにはまた内部空間９の温度を測定
する集積温度センサ１１が設けられる。内部空間９は、
第２図において同様に概略的にのみ示された加熱装置６
によって加熱されてもよく、温度制御増幅器１７によっ
て供給される加熱出力は温度値Ｔｏによって（間接的に
）示される。加熱制御増幅器１７の入力側には集積温度
センサ１１によって測定された温度値Ｔ□が供給される
。選択された温度値Ｔ１は、全体の組立てを制御するプ
ロセッサ１２からのライン１４を介して、たとえばブリ
セラトロ■能な温度値として規定される。第１の圧力セ
ンサ７は入口４３における圧力Ｐ、と基準圧力人力４２
における基準圧力Ｐｏとの間の圧力差をＡＰＩ定する。
の領域には第１の圧力センサ７が配置され、一方第２の
仕切り４０ｂのもう１つの開口部は第２の圧力センサ８
によって謂われ、これにはまた内部空間９の温度を測定
する集積温度センサ１１が設けられる。内部空間９は、
第２図において同様に概略的にのみ示された加熱装置６
によって加熱されてもよく、温度制御増幅器１７によっ
て供給される加熱出力は温度値Ｔｏによって（間接的に
）示される。加熱制御増幅器１７の入力側には集積温度
センサ１１によって測定された温度値Ｔ□が供給される
。選択された温度値Ｔ１は、全体の組立てを制御するプ
ロセッサ１２からのライン１４を介して、たとえばブリ
セラトロ■能な温度値として規定される。第１の圧力セ
ンサ７は入口４３における圧力Ｐ、と基準圧力人力４２
における基準圧力Ｐｏとの間の圧力差をＡＰＩ定する。
第２の圧力センサ８は人口４４における圧力値Ｐ４と人
口４３における圧力値Ｐ、との間の差圧を７１１１１定
する。圧力センサ７．８はライン１３．１５を介してプ
ロセッサ１２に接続される。温度制御増幅器１７および
加熱装置６によって、チップとして設計された圧力セン
サ７．８の温度は、ガス流体抵抗６０の領域内における
ガスの温度より上の温度に維持される。温度Ｔｏを決定
する、増幅器１７からのヒータ電流信号は、（Ｔ−め定
められ得る）動作温度Ｔ、と、圧力センサ８のチップに
おける温度Ｔｒｎとの間の差が一定（Ｔ、−Ｔｍ一定数
）のままであるように制御される。
口４３における圧力値Ｐ、との間の差圧を７１１１１定
する。圧力センサ７．８はライン１３．１５を介してプ
ロセッサ１２に接続される。温度制御増幅器１７および
加熱装置６によって、チップとして設計された圧力セン
サ７．８の温度は、ガス流体抵抗６０の領域内における
ガスの温度より上の温度に維持される。温度Ｔｏを決定
する、増幅器１７からのヒータ電流信号は、（Ｔ−め定
められ得る）動作温度Ｔ、と、圧力センサ８のチップに
おける温度Ｔｒｎとの間の差が一定（Ｔ、−Ｔｍ一定数
）のままであるように制御される。
第３図は発明の基礎概念、すなわち測定端子５０および
５１に直接装むされた電子差圧センサ２５をＨする受動
トランスデユーサエレメント１を示す。差圧センサ２５
はその入力４３．４４（第２図および第７図参照）によ
って各々受動トランスデユーサ１のΔｐ１定端子５２ａ
および５２ｂに接続され、たとえば受動トランスデユー
サ１または差圧センサ２５の容器内に装置された疎水性
フィルムからなる（膜）フィルタ２Ａ、２Ｂが挿入され
る。差圧センサ２５と受動トランスデユーサ１との間の
接続は円錐体６５を介して行なわれ、交換可能なフィル
タ２Ａ、２Ｂの栓と受動トランスデユーサ１との間の接
続はりュアーロック（Ｌｕｅｒ−Ｌｏｃｋ）栓によって
実現される。その他の接続の可能性もまた考慮に入れら
れる。ここに述べられかつ試された、圧力差センサ２５
の端子接続の特別な利点は、好ましくは使い捨て可能部
分として使用されるフィルタエレメント２Ａ１２Ｂが簡
単な方法で交換され得るという点に見られる。
５１に直接装むされた電子差圧センサ２５をＨする受動
トランスデユーサエレメント１を示す。差圧センサ２５
はその入力４３．４４（第２図および第７図参照）によ
って各々受動トランスデユーサ１のΔｐ１定端子５２ａ
および５２ｂに接続され、たとえば受動トランスデユー
サ１または差圧センサ２５の容器内に装置された疎水性
フィルムからなる（膜）フィルタ２Ａ、２Ｂが挿入され
る。差圧センサ２５と受動トランスデユーサ１との間の
接続は円錐体６５を介して行なわれ、交換可能なフィル
タ２Ａ、２Ｂの栓と受動トランスデユーサ１との間の接
続はりュアーロック（Ｌｕｅｒ−Ｌｏｃｋ）栓によって
実現される。その他の接続の可能性もまた考慮に入れら
れる。ここに述べられかつ試された、圧力差センサ２５
の端子接続の特別な利点は、好ましくは使い捨て可能部
分として使用されるフィルタエレメント２Ａ１２Ｂが簡
単な方法で交換され得るという点に見られる。
差圧センサ２５の受動トランスデユーサ１への直接接続
の特別な利点は、可撓性を有する接続ホースおよび接ぎ
における死容量が大部分遣けられ、その結果圧力センサ
信号の周波数応答への、特に比較的高い空気スループッ
トにおける不利な影響が避けられるという点である。
の特別な利点は、可撓性を有する接続ホースおよび接ぎ
における死容量が大部分遣けられ、その結果圧力センサ
信号の周波数応答への、特に比較的高い空気スループッ
トにおける不利な影響が避けられるという点である。
構造上の設計に応じて実際的見地から見ると、フィルタ
２Ａ１２Ｂを、必要とあればワンピースとして形成され
る受動トランスデユーサに組入れ、それを交換可能なモ
ジュラユニットとして形成することは有利であり得る。
２Ａ１２Ｂを、必要とあればワンピースとして形成され
る受動トランスデユーサに組入れ、それを交換可能なモ
ジュラユニットとして形成することは有利であり得る。
その際また使い捨て可能部分としてのそのユニットの製
造可能性もまた考慮される。
造可能性もまた考慮される。
第３図の拡大図とは異なり、第４図の概略部分断面図は
ほぼ実物大で、第３図の矢印Ｂ−Ｂの方向において見ら
れる断面図を示す。ここにおいて重要な点は、受動トラ
ンスデユーサ１の管状容器の両半分の間の軸方向の延び
の中央に、張力を持たないように挾み込まれた膜６１の
平面にあるダイヤフラムエレメント６０の図である。ダ
イヤフラム６０の断面は五角形の形状を呈する。垂直方
向の２つの切込みは、一方ではダイヤフラムエレメント
６０の高い可撓性を達成する効果を有し、また切込みの
深さによって、圧力差信号の線形性に関して好ましいば
ね定数の：Ａ整を可能にする。
ほぼ実物大で、第３図の矢印Ｂ−Ｂの方向において見ら
れる断面図を示す。ここにおいて重要な点は、受動トラ
ンスデユーサ１の管状容器の両半分の間の軸方向の延び
の中央に、張力を持たないように挾み込まれた膜６１の
平面にあるダイヤフラムエレメント６０の図である。ダ
イヤフラム６０の断面は五角形の形状を呈する。垂直方
向の２つの切込みは、一方ではダイヤフラムエレメント
６０の高い可撓性を達成する効果を有し、また切込みの
深さによって、圧力差信号の線形性に関して好ましいば
ね定数の：Ａ整を可能にする。
膜およびダイヤフラムエレメントの特別な設計は、同じ
出願人によって同日付で提出された前述の欧州特許出願
の主題である。
出願人によって同日付で提出された前述の欧州特許出願
の主題である。
第５図および第６図は差圧センサ２５の内部構造を示す
。センサ２５の外部容器２０は熱絶縁材料からなる。圧
力センサ７および８を収容する内部空間９は２つの垂直
壁２１ａおよび２１ｂに電熱線２２ａおよび２２ｂによ
って吊るされ、それらは一方では電気加熱エレメント６
のための電流供給の働きをし、他方では自由空間９ａを
考慮した圧力センサ容器９の柔軟な懸架に役立つ。第７
図に示されたように加熱装置６のエレントは抵抗加熱巻
線から、あるいはたとえばまたツェナー・ダイオードま
たはディスクリートな抵抗器からなる。第２の圧力セン
サ８は集積温度センサ１１とともにシリコンサブストレ
ートをその間に介してセンサ容器９の壁にチップとして
装置される。この壁は少なくとも、一方では優れた熱伝
導特性を有し、他方では圧力センサ８および７のチップ
に使用されるシリコン材料の温度膨張係数に対応する温
度膨張係数を有する祠料、たとえば商品名ｒＶａｃｏｄ
ｉ ｌ ３６Ｊて知られる祠料からなる。
。センサ２５の外部容器２０は熱絶縁材料からなる。圧
力センサ７および８を収容する内部空間９は２つの垂直
壁２１ａおよび２１ｂに電熱線２２ａおよび２２ｂによ
って吊るされ、それらは一方では電気加熱エレメント６
のための電流供給の働きをし、他方では自由空間９ａを
考慮した圧力センサ容器９の柔軟な懸架に役立つ。第７
図に示されたように加熱装置６のエレントは抵抗加熱巻
線から、あるいはたとえばまたツェナー・ダイオードま
たはディスクリートな抵抗器からなる。第２の圧力セン
サ８は集積温度センサ１１とともにシリコンサブストレ
ートをその間に介してセンサ容器９の壁にチップとして
装置される。この壁は少なくとも、一方では優れた熱伝
導特性を有し、他方では圧力センサ８および７のチップ
に使用されるシリコン材料の温度膨張係数に対応する温
度膨張係数を有する祠料、たとえば商品名ｒＶａｃｏｄ
ｉ ｌ ３６Ｊて知られる祠料からなる。
第１の圧力センサ７は、バッキング２６によって気密に
隔離され、かつライン接続２７を介して下方側に、すな
わち室１０ａを介して、入口４２に行き渡る圧力ｐｏを
受ける容器部分２４内に配置される。圧力センサ７のた
めのチップキャリアは参照番号２８で示される。
隔離され、かつライン接続２７を介して下方側に、すな
わち室１０ａを介して、入口４２に行き渡る圧力ｐｏを
受ける容器部分２４内に配置される。圧力センサ７のた
めのチップキャリアは参照番号２８で示される。
第７図はより一層情密かつ詳細な図によって、加熱装置
６の巻線によって取り囲まれた圧力センサ容器９内の圧
力センサ７および８の配置の修正された実施例を示す。
６の巻線によって取り囲まれた圧力センサ容器９内の圧
力センサ７および８の配置の修正された実施例を示す。
見て取れるように、圧力センサ８は集積温度センサ１１
とともに、一方では（下方から）圧力Ｐ４を、他方では
（上方から）圧力センサ７の下方側にも当たる圧力Ｐ、
を受ける。後者の圧力センサ７は上部において室１０ａ
内の圧力ｐｏを受ける。圧力センサ７．８および温度セ
ンサ１１のための供給および信号送り出しラインは各々
１３および１５によって特定される。
とともに、一方では（下方から）圧力Ｐ４を、他方では
（上方から）圧力センサ７の下方側にも当たる圧力Ｐ、
を受ける。後者の圧力センサ７は上部において室１０ａ
内の圧力ｐｏを受ける。圧力センサ７．８および温度セ
ンサ１１のための供給および信号送り出しラインは各々
１３および１５によって特定される。
第１図は、現在知られている最良の技術状態の場合（Ｂ
）およびこの発明の場合（Ａ）の、ガススルーブツトの
関数としての圧力差信号に関する２つの比較対象グラフ
を示す。 第２図は、差圧測定組立ての基礎回路図を示す。 第３図は、この発明に従って直接装着された差圧センサ
を白゛する受動トランスデユーサエレメントの基本設計
を示す。 第４図は、この発明に従って直接装着された差圧７Ｉ−
１定器を有する受動トランスデユーサの結合の略断面図
を示す。 第５図は、第３図による差圧センサの部分断面図を示す
。 第６図は、第５図によるセンサの゛［面図の部分切断図
を示す。 第７図は、容器の内部室に据付けられた差圧センサの拡
大断面図を示す。 図において、１はトランスデユーサ、２Ａ、２Ｂはフィ
ルタ、７および８は圧力センサ、９は容器、１１は温度
センサ、２５は差圧センサ、５０および５１は測定端子
、６０はダイヤフラムエレメントを示す。 特許出願人 ペー・ペー・ヘー・ヘリゲ・ベー・べ− 代理人弁理士深見久部（ほか２名） ＦＩＧ、１（Ａ） ＦＩＧ、１（Ｂ） ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、７
）およびこの発明の場合（Ａ）の、ガススルーブツトの
関数としての圧力差信号に関する２つの比較対象グラフ
を示す。 第２図は、差圧測定組立ての基礎回路図を示す。 第３図は、この発明に従って直接装着された差圧センサ
を白゛する受動トランスデユーサエレメントの基本設計
を示す。 第４図は、この発明に従って直接装着された差圧７Ｉ−
１定器を有する受動トランスデユーサの結合の略断面図
を示す。 第５図は、第３図による差圧センサの部分断面図を示す
。 第６図は、第５図によるセンサの゛［面図の部分切断図
を示す。 第７図は、容器の内部室に据付けられた差圧センサの拡
大断面図を示す。 図において、１はトランスデユーサ、２Ａ、２Ｂはフィ
ルタ、７および８は圧力センサ、９は容器、１１は温度
センサ、２５は差圧センサ、５０および５１は測定端子
、６０はダイヤフラムエレメントを示す。 特許出願人 ペー・ペー・ヘー・ヘリゲ・ベー・べ− 代理人弁理士深見久部（ほか２名） ＦＩＧ、１（Ａ） ＦＩＧ、１（Ｂ） ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、７
Claims (11)
- （１）流速従属の（動力学的）流体抵抗を形成する、２
つの測定端子（５０、５１）間に据付けられた可撓性を
有するダイヤフラムエレメント（６０）を有し、かつガ
ス流管内に装着される受動トランスデューサ（１）を伴
う、双方向ガス流のための、特に呼吸の流れおよび呼吸
圧を測定するための差圧測定器であって、受動トランス
デューサ（１）の測定端子（５０、５１）に直接装着さ
れ、測定端子（５０、５１）間の圧力差（各々Ｐ＿２−
Ｐ＿１およびＰ＿５−Ｐ＿６）に比例する電気信号を供
給する電子差圧センサ（２５）を特徴とする、差圧測定
器。 - （２）自動トランスデューサ（１）と差圧センサ（２５
）との間に、中立周波数応答を有し、かつ疎水的に作用
するフィルタ（２Ａ、２Ｂ）が挿入されることを特徴と
する、請求項１に記載の差圧測定器。 - （３）フィルタ（２Ａ、２Ｂ）がさらに殺菌性の働きを
することを特徴とする、請求項２に記載の差圧測定器。 - （４）可撓性ダイヤフラムエレメント（６０）が、ガス
流の方向に対して横方向に張られた膜の、片側が関節接
続された多角形の切抜きから形成されることを特徴とす
る、請求項１に記載の差圧測定器。 - （５）差圧センサ（２５）内において、感圧性シリコン
半導体構成要素として実現された圧力センサ（８）が、
集積温度センサ（１１）とともに、圧力センサ（８、１
１）を取り囲む容器（９）の内部空間（１０）のための
温度制御システムの制御増幅器（１７）を制御する働き
をすることを特徴とする、請求項１に記載の差圧測定器
。 - （６）差圧センサ（２５）がシリコン半導体構成要素と
して設計された２つの圧力センサ（７、８）有し、それ
らのうち一方（８）は測定端子（５０、５１）間の差圧
（各々Ｐ＿２−Ｐ＿１およびＰ＿５−Ｐ＿６）を測定す
る働きをし、他方（７）は測定端子の一方と基準圧力（
Ｐ＿０）との間の比較圧力差（Ｐ＿３−Ｐ＿０）を測定
する働きをすることを特徴とする、請求項１に記載の差
圧測定器。 - （７） −圧力センサ容器の内部空間（１０）が、互いに気密に
遮閉された３つの室（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）を有し
、それらのうち −−第１の室（１０ａ）は基準圧力（Ｐ＿０）を、 −−第２の室（１０ｂ）は、一方の測定端子（５１）に
おける圧力（Ｐ＿２）と同じまたはそれに比例する圧力
値（Ｐ＿４）を、 −−第３の室（１０ｃ）は他方の測定端子（５０）にお
ける圧力（Ｐ＿１）と同じまたはそれに比例する圧力値
（Ｐ＿３）を受け、 −第１および第３の室（１０ａ、１０ｃ）間の仕切り（
４０ａ）には一方の圧力センサ（７）が装着され、他方
の測定端子（５０）と基準圧力（Ｐ＿０）との間の差圧
を測定し、さらに−第２および第３の室（１０ｂ、１０
ｃ）間の仕切り（４０ｂ）には他方の圧力センサ（８）
が装着され、２つの測定端子（５０、５１）間の差圧を
記録することを特徴とする、請求項６に記載の差圧測定
器。 - （８）電気的にまたは機械的に制御可能な弁配置（３、
４）を特徴とし、それを介して第２または第３の室（各
々１０ｂおよび１０ｃ）が一方または他方の圧力値（各
々Ｐ＿４およびＰ＿３）を、あるいは前述の双方の室が
基準圧力（Ｐ＿０）を受ける、請求項７に記載の差圧測
定器。 - （９）内部空間（１０）のための温度制御システム（１
７）を制御する働きをする温度センサ（１１）が圧力セ
ンサの少なくとも１つ（８）に割当てられること特徴と
する、請求項６または７に記載の差圧測定器。 - （１０）加熱装置（６）が圧力センサ容器内に配置され
、かつ内部空間（１０）を取り囲む室壁が、高い熱伝導
性および／または、圧力または温度センサエレメント（
７、８、１１）のシリコン材料の熱膨張係数に適応した
線形温度膨張係数を有する材料からなることを特徴とす
る、請求項５または９に記載の差圧測定器。 - （１１）測定器が熱に関しておよび／または電気的に絶
縁されて外側容器（２０）内に吊るされることを特徴と
する、請求項１０に記載の差圧測定器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP88103624A EP0331772A1 (de) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Differenzdruckmesser für bidirektionale Gasströme |
| EP88103624.8 | 1988-03-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311229A true JPH01311229A (ja) | 1989-12-15 |
Family
ID=8198783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1054851A Pending JPH01311229A (ja) | 1988-03-08 | 1989-03-07 | 双方向ガス流のための差圧測定器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0331772A1 (ja) |
| JP (1) | JPH01311229A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2086962A1 (en) * | 1992-01-21 | 1993-07-22 | Dee J. Neville | Sidestream flow sensor for spirometry |
| US5357972A (en) * | 1993-05-17 | 1994-10-25 | Medical Graphics Corporation | Disposable pneumotachograph flowmeter |
| EP1269027B1 (en) | 2000-03-08 | 2005-07-27 | Rosemount Inc. | Bi-directional differential pressure flow sensor |
| WO2001066954A2 (en) | 2000-03-08 | 2001-09-13 | Rosemount Inc. | Piston position measuring device |
| US20010037724A1 (en) | 2000-03-08 | 2001-11-08 | Schumacher Mark S. | System for controlling hydraulic actuator |
| US6588313B2 (en) | 2001-05-16 | 2003-07-08 | Rosemont Inc. | Hydraulic piston position sensor |
| CN103070686B (zh) * | 2012-12-25 | 2015-05-06 | 合肥博谐电子科技有限公司 | 基于双差压传感器测量人体呼吸力学参数的装置和方法 |
| DE102018001331A1 (de) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | Weinmann Emergency Medical Technology Gmbh + Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Beatmung |
| CN107340020B (zh) * | 2017-07-19 | 2023-06-06 | 合肥科迈捷智能传感技术有限公司 | 一种智能型多参量差压流量计 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316658A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-15 | Research Dev Corp | Gas flow detector |
| JPS55160829A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor pressure converter |
| JPS5776431A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Toshiba Corp | Semiconductor ressure transducer |
| JPS57139633A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-28 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Capacitive pressure-difference converter |
| JPS6061637A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-09 | Hitachi Ltd | 複合機能形差圧センサ |
| JPS615417B2 (ja) * | 1980-02-27 | 1986-02-18 | Pilkington Brothers Plc | |
| JPS6173382A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-15 | Fujikura Ltd | 半導体圧力センサの温度補償方法 |
| JPS61108920A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-27 | Shimadzu Corp | 差圧式流量計 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL167243C (nl) * | 1974-11-06 | 1981-11-16 | Philips Nv | Massadebietmeter voor een gasvormig medium zoals lucht. |
-
1988
- 1988-03-08 EP EP88103624A patent/EP0331772A1/de not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1054851A patent/JPH01311229A/ja active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316658A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-15 | Research Dev Corp | Gas flow detector |
| JPS55160829A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor pressure converter |
| JPS615417B2 (ja) * | 1980-02-27 | 1986-02-18 | Pilkington Brothers Plc | |
| JPS5776431A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Toshiba Corp | Semiconductor ressure transducer |
| JPS57139633A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-28 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Capacitive pressure-difference converter |
| JPS6061637A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-09 | Hitachi Ltd | 複合機能形差圧センサ |
| JPS6173382A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-15 | Fujikura Ltd | 半導体圧力センサの温度補償方法 |
| JPS61108920A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-27 | Shimadzu Corp | 差圧式流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0331772A1 (de) | 1989-09-13 |
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