JPS6325544A - ガス識別方法 - Google Patents

ガス識別方法

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JPS6325544A
JPS6325544A JP61168918A JP16891886A JPS6325544A JP S6325544 A JPS6325544 A JP S6325544A JP 61168918 A JP61168918 A JP 61168918A JP 16891886 A JP16891886 A JP 16891886A JP S6325544 A JPS6325544 A JP S6325544A
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gas
oxygen
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gases
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Yoshihisa Taguchi
田口 良久
Kenji Ono
健治 大野
Tokuji Sakaguchi
坂口 徳治
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KAWAJU BOSAI KOGYO KK
Riken Keiki KK
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KAWAJU BOSAI KOGYO KK
Riken Keiki KK
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】
技術分野 本発明は、がスの種類および組成などを識別するガス識
別方法に関する。 背景技術 従来から病院などの医療施設では複数種類の医療ガス、
たとえばI!!2索、笑気および圧縮空気などが用いら
れている。医療ガスの誤接続を可及的に防止するために
、これらのガスの種類および組成などを識別する必要が
生じる。 従来ではガスの種類を識別するために、各種類のガスを
検出するjこめの個別的な検出装置を設けている。した
がって設(%m ’Rが嵩むことになる。 発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、構成が簡略化されたがス識別方法を提
供することである。 問題点を解決するための手段 本発明は、複数種類のガスに共通の特性を検出し、また
、それらのガスのうちの特定のガスと残余のガスとを個
別して検出し、これらの検出結果に基づいてガスの種類
および組成などを識別することを特徴とするガス識別力
法である。 乍用 本発明に従えば、複数種類のがスに共通の特性、たとえ
ば熱伝導率を検出する。またそれらのがスのうちの特定
のガスと残余のがスとを区別して検出し、たとえばそれ
らのガスのうちの酸素濃度を検出するゆこれらの検出結
果によってガスの種類およびm成などを識別することが
でさる。 実施例 第1図は、本発明の一実施例の電気的Fl!戊を示すブ
ロック図である。病院などの医療施設において用いられ
る酸素、英気および圧縮空気などの医療ガスに共通の特
性である熱伝ig率は、いわゆる熱伝導式の検出手段1
によって検出される。またこれらのガスは、酸素検出手
段2によってその酸素濃度が検出される。熱伝導式検出
手段1と酸素検出手段2とからの出力は、マイクロコン
ピュータなどによって実現される処理回路3に与えられ
る。 第2図は、本発明の詳細な説明するためのグラフである
。縦紬は熱伝導式検出手段1の出力を示し、横軸は酸素
検出子ty、2の出力によって測定されたガスの酸素濃
度を示す。、αAは純酸素を示し、点Bは笑気を示し、
5αCは窒素を示す。空気は、21%の酸素を含み、点
りで示される6点A、Bを結ぶ直線ノ1は、酸素と笑気
とから成る混合ガスを示し、点A、Dを結ぶ直線!2は
酸素と空気との混合ガスを示し、点B、Dを結」ζ直#
i[)3は空気と笑気との混合ガスを示す。またライン
!4は点B、Cを結ぶ直線であって、笑気と窒素との混
合ガスの特性を示す。空気と窒素との熱伝導式検出手段
1からの出力は近鉄しており、したがってそれだけでは
誤検出を生じるおそれがあるけれども、本発明では、酸
素検出手段2の出力をもまた用いることによって、この
ような誤検出を可及的に防ぐことができる。 、αA、B、Cを結ぶ二角形の頒域内における点Eが、
熱伝導式検出手段1および酸素検出手段2によって検出
されたとき、その点Eにおける酸素濃度Hは、酸素検出
手段2によって検出することができ、また残余の気体で
ある英気および窒素の混合割合は、第1式およびf:t
S2式で示されるとおりである。 ここでN、Oは笑気の濃度を示し、N2は窒素の濃度を
示す。 このようにして熱伝導式検出手段1の出力と、酸素検出
手段2との出力に基づいて、ガスの種類とその組成を演
拝して求めることができる。 @3図は、本発明の一実施例の配管系統図である。医療
設備において、固定位置に設けられたアウトレツ)4,
5.6からは、酸素、笑気および圧縮空気が供給される
。これらのがスの圧力は、たとえば4 、5 kH/ 
am’である。これらの7ウトレツ)4,5.f3から
のがスの1または複数種類は、混合手段7から大気圧程
度の圧力で循環管路8に導かれ、患者のマスク9に供給
される。循環管路8には、伸縮性を有する呼吸バック1
0が接続される。マスク9からのがスによって、麻酔お
よび人工呼吸などが行なわれる。 本発明に従うガス識別装置11を用いて循環管路8に流
れるガスの種類およびその組成を常時検出することがで
きるとともに、それとは別に、アウトレット4.5.6
から供給されるガスの種類と組成を識別することができ
る。ガス識別装置11は、循環管路8に管路12.13
を介して接続される管継手14.15を有し、またアウ
トレット4.5 、Gに接続される管継手16を有する
。管継手16からのがスは、紋り17から管路18を経
て、フィルタ19に導かれ、このフィルタ19からのガ
スは8伝導式検出手段1および酸素検出手段2に与えら
れ、その後、管継手15に導出される。管継手14から
のガスは、管1i820から電磁弁である3方弁21を
経て、管路22からポンプ23によって吸引され、逆止
弁24を経て管路18に圧送される。本件ガス識別装置
i11は、開口端25を有する管路26を有し、この管
路26は、3方弁21に接続される。3方弁21は、管
路20.22を接続して管路26を遮断する第1の接続
状態と、管路22,2Gを接続して管路20を1!A断
する第2の接続状態とを切換えて達成する。 第4図はガス識別装置11の正面図であり、第5図はそ
のガス識別装置11の側面図である。ガス識別装置1】
の正面パネル27には、酸素、笑気、圧縮空気および窒
素に個別的に対応して点灯するランプ28〜31が設け
られる。また!12索濃度をデジタル表示する表示器3
2と、ゼロ調整のだめのスイッチ33と、電源スィッチ
34と、ブザー35の鳴動を停止するためのスイッチ3
Gと、ポンプ23を働かせるtこめのスイッチ37とが
備えられる。ゼロA−スイツチ33に関連して、そのゼ
ロ調整動作中に点灯するランプ38が設けられる。管継
手14.15に管路12.13がそれぞれ接続されたこ
とは、検出手段39によって検出される。 第6図は、ガス識別装置11に関連して用いられるアウ
トレットアゲブタ40の何面図である。 管継手41は、ガス識別装置11に取付けられている管
継手16に着脱可能に接続される。アウトレットアゲブ
タ40の管継手42は、アウトレツ)4,5.f3に代
入して接続されることができる。 アウトレット4.5.6は、アウトレット検出手段43
によって検出され、その出力は、ライン44からコネク
タ45(こ導出される。コネクタ451土、ガス識別装
置11に設けられたコネクタ46に着脱可能に接続され
る。管継手42からのガスは、管路47から管継手41
およ116を経て、がス識別のために用いられる。 $7図を参照して動作を説明する。ステップn1にすj
いて、クセ源スイッチ34を投入すると、ステップn 
2  において初期設定が行なわれ、電源ランプ48が
点灯するなどの動作が行なわれる。ステップ113  
では、ゼロ’14’Jのためのスイッチ33が操作され
たかが判断され、そうであればステップn4  に移り
、ランプ38が点灯したままとなる。 ステップ115  では3方弁21が動作されて管路2
2.2Gが接続され、管路20が遺[された状態となる
。ステップn6 では、ポンプ23が動作され、開口端
25から大気が吸引される。ステップn7  では、そ
の動作状態が10抄間持続されることを待つ、こうして
大気は逆止弁24から管路18およびフィルタ19を経
て熱伝導式検出手段1および酸素検出手段2に与えられ
ることになる。 ステップn8  では、熱伝導式検出手段1によって検
出されたデータを処理回路3のメモリにストアする。ス
テップn9  では、酸素検出手段2によって検出され
たデータをメモリにストアする。ステップnlOでは、
酸素検出手段2によって検出された酸素濃度を駆動回路
4つによって表示器32によって表示させる。このとき
表示される酸素濃度は、大気中の酸素濃度であって21
%である。 ステップnil  で処理回路3は、熱伝導式検出手段
1および酸素検出手段2からの出力に基づき、第2図の
、貞りを検出し、これによって空気であることを表すラ
ンプ30を点灯する。その後ステップn12でポンプ2
3を休止し、次にステップn13で3方弁21を消磁す
る。3方弁21の消磁によって管路20,22が接続さ
れた状態となり、管路2Gは遮断される。ステップ口1
4 ではゼロ381整動作中を表わすランプ38が消灯
する。このようにして較正動作を完了し、ステップ口1
5 に移る。 アクトレットアダプタ40を用いてアウトレツ)4,5
.f3から供給されるガスの種類とその組成などとを識
別するために次の動作が行なわれる。 ステップn15  において、アウトレットアダプタ4
0の管継手41が本件ガス識別装置1i11の管継手1
6に接続され、またコネクタ45.46が接続されたこ
とがtq断されると、ステップ016 に移り、ゼロ7
!4整の実施が完了しているかが判断され、そうでなけ
ればステップI】17 に移り、ゼロ調整のためのラン
プ38を点滅させるとともに、ブザー35を鳴動する。 ゼロ調整の実施が完了していればステップn18  に
移り、管継手42が7ウトレツ)4,5.Gの1つに接
続されたかが判断される。このような接続が行なわれた
後には、ステップ1119  に移り、ガスの種類に対
応したランプ28〜31が点滅される。これによってガ
スの識別動作を行なっていることが表示されることにな
る。ステップn20  では、アウトレット検出手段4
3からの出力に基づき、Wm手40が接続されたアウト
レツ)4,5.6に対応するガスのamを識別してメモ
リにストアする。ステップ1】21ではアウトレット検
出手段43からの出力によって検出されるアウトレツ)
4.5.13が予め定めた酸素、笑気および圧縮空気に
対応したアウトレットであるかどうかを判断し、そうで
なければステップ1】22 に移り、ブザー35が停止
していない限り、ステップ1123  に移ってブザー
35を鳴動して7報音を発生する。 ステップ112・tl:す5いて5 P8−間待+茂後
に、ステップ1125  において熱伝導式検出手段1
がらの出力に基づいてそのがスの種類に対応した熱伝導
率を有するがスの種類をtq断し、その内穿をメモリに
ストアする。ステップ
【126 では酸素検出手段2が
らの出力に基づいて酸素を含むガスであるかどうか、酸
素濃度はいくらであるかを検出してメモリにストアする
。ステップn27  では熱伝導式検出手段1と、酸素
検出手段2と、アウトレット検出手段43からの各出力
が表わすガスの4g1mが一致しているかを判別し、そ
うであればステップ口28 において検出して識別され
たガスに対応するランプ28.29,30.31  の
1つが点灯し、ステップn29  では表示2S32に
よって酸素濃度が表示され、ステップ113・1 に移
る。前述の3つの検出手段1.2.43の各出力が不一
致であるときには、ステップn27からステップ1】3
0に移り、ランプ28〜31が点滅し続け、ステップn
31に移r)表示手段32は、酸素濃度検出手段2によ
って検出された酸素濃度を表示する。ステップ1132
ではブザー停止スイッチ3Gが作動していない限り、ス
テップ1133  においてブザー35を鳴動させ、ス
テップ+134  に移る。 循環管路8に本件ガス識別装置11を管路12゜13を
介して接続し、患者の治療中などにおいてガスの!!l
Xl[と酸素濃度を検出するために、次のような動作が
行なわれる。ステップ1134  において検出手段3
9によって、管継手14.15が管路12.13にそれ
ぞれ接続されたことが検出されると、ステップn35 
 に移り、ゼc7iT!整の実施が完了しているかどう
がが判断され、完了していなければ、ステップn3G 
 に移り、ゼロ調整のランプ38が点滅するとともに、
ブザー35が鳴動する。ゼロ調整が完了していればステ
ップ1137  に移り、ランプ28〜31が点滅動作
し、ステップn38  では、スイッチ37が操作され
てポンプ23が動作しているががN断される。ポンプ2
3が動作しているときには、ステップ1139  に移
り、1秒間その状態を維持した後、ステップn40  
において酸素検出手段2によって検出されるガスの酸素
濃度を検出し、そのデータをメモリにストアする。ステ
ップn41  では、酸素検出手段2によって検出され
た酸素)層成を表示器32に表示させる。ステップn4
2  では、検出された酸素濃度が1896以下である
かを判断し、そうであればステップn43  において
ブザー停止スイッチ36が作動していない限り、ステッ
プJ】44 においてブザー35を鳴動させる9 ステップn45  では、熱伝導式検出手段1によって
検出されたデータをメモリにストアする。ステップ11
4G  では熱伝導式検出手段1およV酸素検出手段2
からの出力に基づいて前述の第1式および第2式などの
演算をイテない、ガスの種類を判別する。たとえば麻酔
時には酸素と笑気との混合ガスであり、人工呼吸時には
酸素と空気との混合ガス、すなわち酸素と窒素のl昆合
ガスである。したがって麻酔に適した混合組成を有する
ガスが供給されているか、また、人工呼吸に適した組成
を有するガスが供給されているかを判別することができ
る。ステップn47  では麻酔または人工rrT吸に
適したガスを構成する組成に対応したランプ28〜31
を点灯する。たとえば麻酔に適したガスが供給されてい
るときには、酸素に対応したランプ28と笑気に対応し
たランプ2つとを点灯する。 虫た人工呼吸に適したガスが供給されているときには、
酸素に対応したランプ28と、空気に対応したランプ3
0とを点灯する。、さらにまたその池のガスが供給され
ているときには、1または複数のランプ28〜31が点
灯される。ステップ1147がらステップn38  に
戻る。 このようにして患者の治療中などにおける実際に使用さ
れているガスの81類および組成などを常時検査するこ
とができる。 第8図は、熱伝導式検出手段1の具体的な構成を示す電
気回路図である。固定抵抗51,52と、温度抵抗係数
が大きな抵抗53.54とがブリツノ回路を構成する。 このブリツノ回路に関連して可変抵抗55が接続される
。一方の抵抗53は、標準ガスとしての空気内に設けら
れる。もう1つの抵抗54は、第3図のフィルタ1つを
介して管路18から供給される識別されるべきがスが流
れる空間56内に設けられる。空間56内に空気が存在
するとき、ライン57.59の出力が零となるように可
変抵抗55の抵抗値が設定される。このようにして空間
56に流れるガスの熱伝導率に対応した出力レベルがラ
イン57.59から導出され、これによってガスのFI
laなどを検出することが可能となる。 酸素検出手段2の具体的な構成は、第9図に示されてい
る。この酸素検出手段2は、いわゆるプルバエ電池式酸
素センサとして知られているものであって、つ器60内
にAu+Ptなどの1!を金属電極61と、Fe、Zn
またはpbなどの卑金属電属62とを電解i63に浸漬
し、自然に発生する電池の起電力を利用して、酸化還元
に伴う電流を求めるものである。容器60内の電解液6
3には気体透過膜64が設けられる。この気体透過膜6
4は、テフロン(商品名)などの7ツ索樹脂などから成
る。 測定するが人中の酸素を一定の割合で電極61゜62に
供給するために、気体透過v!64は、そのガスと電角
イ液63とi:密:合して設(士られる。電極Gl、G
2間に流れる電流と、気体透過膜64に接触するが人中
の酸素?1度との間に相関関係がある。 犬に第10図〜第14図を参照してアウトレット検出手
段43と、それに関連する構成を説明する。 第10図は、アフトレット4の断面図である。 本体66は、酸素の供給源に接続されている。このガス
は、フィルタ67から弁室68に供給される。弁体69
は、弁室68内のばね70によってばね付勢されて、シ
ール部材71に閉弁状態となる方向にばh力が与えられ
る。弁体6つは、突起72を有する。突起72の外周付
近にはゴムなどの材料から成るシール部材73が配置さ
れる。本体6Gに螺合して固定される係上部材74は、
爪75を有する。この係上部材74の道端部には、当接
部材76が固定される。 当接部材7Gの正面から見た形状は、第11図に示され
るとおりである。この当接部材76の正面には、酸素、
笑気および空気に対応して嵌合孔R1〜R5が形成され
る。アウトレット4に酸素が供給されるとき、当接部材
7Gの正面には、相互に180度ずれた位置に形成され
た嵌合孔R1゜R2のみが形成される。アウトレット4
と同様な構成を有するアウトレット5に笑気が供給され
るときには、そのアウトレット5の当接部材76の正面
には、嵌合孔R1とその嵌合孔R1から周方向に135
度ずれた位置に形成された嵌合孔R3とが形成される。 またアウトレット6に空気が供給されるときには、当接
部材7Gの正面には、周方向に120度ずつずれた位置
に嵌合孔R1,R4、R5が形成される。 第12図1よ、酸素がアウトレット4から供給されるべ
きアゲブタ78の斜視図である。′r!継手7つが5接
部材76の中央孔80から挿入されると、この管継手7
つは、アウトレット4の弁体69の突起72をばね70
に抗して押圧し、この管継手7つの外周面にはシール部
材73が密接する。管継手79の係止溝81には、爪7
5が弾発的に係止し、管継手7つの抜止めが行なわれる
。アダプタ78に形成されたビンQl、Q2は、当接部
材7Gの正面に形成された嵌合孔R1,R2にそれぞれ
代入し、これによってアゲブタ73がaZのためのアウ
トレット4に確実に接続さhることになり、誤って他の
ガスのためのアウトレット5゜6に接続されることがな
くなる。アゲブタ78には可撓管83などが接続されて
、医療機器に導かれる。 第13図(1)は、酸素が供給されるべき医療機器のた
めのアダプタ78の正面を示し、前述のようにビンQl
、Q2が嵌合される。また笑気が供給されるべきアダプ
タ84には、第13図(2)で示されるようにビンQ1
.Q3が形成され、これらは笑気を供給するアウトレッ
ト5の嵌合孔R1゜R3にそれぞFL嵌ひする。空気が
供給されるべき医療機器のためのアダプタ85には、第
13図(3)で示されるようにビンQ 1 、Q 4 
、Q 5が形成され、こhらは嵌合孔R1、R4、R5
にそれぞれ嵌合する。こうしてガスの種類を誤りなくア
ダプタ78.84.85にそれぞれ供給することが可能
になる。 第14図は、アワトレッド検出手段43の断面図である
。管継手・+2は、アウトレット4の中央孔80に嵌り
込む部分を有し、その61造は時遅の第12図に示され
たアゲブタ78と同様な構成を有する。管継手42の基
端部3Gには、各〃久の種須毎のアウトレツ)4,5.
6の嵌合孔R1に対応して固定ビン■1が固定されてお
り、また嵌合孔R2に対応して可動ビン■2が取付けら
れる。 この可動ビン■2は、ばね87によって外方に突出する
ように付!5される。可動ビン■2は、マイクロスイッ
チ88のアクチュエータ8つに連動する。同様にして嵌
合孔R3,R4に対応して可動ビンが設けられ、それに
よってスイッチング!!!!様が変化するマイクロスイ
ッチがそれぞれ設けられる。 管継手42が酸素を供給するためのアウトレット4に接
続されたときには、アウトレット検出手段43の可動ビ
ン■2は嵌合孔R2に嵌り込みマイクロスイッチ38の
スイッチング態様は変化せず、残余の嵌合孔R3,R,
iに対応する可動ビンは、当接部材76の正面に当接し
て弾発的に第14図の左方に変位してへこみ、これによ
ってそれらのべ合孔R3,R4に対する可動ビンによっ
てマイクロスイッチのスイッチング態様が変化rる。 このようにして酸素、笑気および空気のいずれのガスが
供給されるアウトレット4 +5 +6であるかを、マ
イクロスイッチ88などの出力に応答して、処理回路3
において識別することが可能となる。 アウトレット検出手段43は、その池の構成によって実
現されてもよい。 熱伝導式検出手段1に代えて、検出すべきガスに共通な
特性である光の屈折率が各ガスの種類およびその組成に
個別的に対応することに着目して、屈折率を光学的に検
出してガスの種類および組成を検出するように構成して
もよく、その他の構成によって実現されてもよい。 また酸素検出手段2は上述の実施例では、いわゆるガル
バニ電池式酸素センサが用いられたけれども、他の実施
例として、たとえばノルコニア式酸素検出手段であって
もよく、さらにまたその他の構成を有するものであって
もよい。 115図は、本発明の他の実施例の正面図である。本実
施例は、前述の実施例にM慨し、対応する部分には同一
の参照符を付す。本実施例における表示器では、前述の
第2[:]t:関連して述べた点A 、B 、C、Dに
対応して、発光グイオードA 、 B 。 C,Dが設けられ、ガス濃度の検出結果に基づいて点灯
する。この表示器の表示領域92には、酸素濃度および
笑′:Am度がデノタル表示される。その池の構成は、
前述の実施例と同様である。 第16図は、本発明のさらに池の実施例の正面図である
。本実施例は、@述の実施例に類臥し、対応する部分に
は同一の参照符を付す。本実施例では、前述の7.施例
におけるアゲブタ40 (第12図参照)を別途準備す
る代りに、管継手42と7ウトレツト検出手段43とが
ケーシング93に取付けられている。 効  果 以上のように本発明によれば、ガスのF1類および組成
を識別するために、各ガスを個別的に検出するための検
出器を準備する必要がなく、構成が簡単で、しかも良好
な作業性でガスを識別することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図、第2図は本発明の詳細な説明するためのグラフ、第
3図は本発明の一実施例の配管系統図、第4図は本発明
の一実施例のガス識別装置11の正面図、#115図は
ガス識別装置11の側面図、第6図はアダプタ40の側
面図、第7図は動作を説明するための70−チャート、
PltJa 図ハ熱伝導式検出手段1の構成を示す電気
回路図、第9図は酸素検出手段2の断面図、第10図は
アウトレット4の断面図、第11図は当接部材76の正
面図、第12図は7グプタ78の斜視図、第13図はア
ダプタ78,84.85の正面図、第14図は7ウトレ
ツト検出手収43の断面図、第15図は本発明の池の実
施例の正面図、15516図は本発明のさらに他の実施
例の正面図である。 1・・・熱伝導式検出手段、2・・・酸素検出手段、3
・・・処理回路、4.5 、f3・・・アウトレット、
7・・・混合手段、9・・・マスク、11・・・ガス識
別装置、14゜15.1f3・・・管継手、19・・・
フィルタ、21・・・3方弁、23・・・ポンプ、28
〜31・・・ランプ、32・・・表示器、40・・・ア
ウトレットアゲブタ代理人  井埋士 画数 圭一部 第 1 図 第2図 家tI度(’/J 第5図 第6図 第12図 (1) fa#(2) 1X(3) q *第14 v

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数種類のガスに共通の特性を検出し、また、それらの
    ガスのうちの特定のガスと残余のガスとを個別して検出
    し、これらの検出結果に基づいてガスの種類および組成
    などを識別することを特徴とするガス識別方法。
JP61168918A 1986-07-17 1986-07-17 ガス識別方法 Granted JPS6325544A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004061214A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Riken Keiki Co Ltd 可燃性ガス検出装置

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JP2004061214A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Riken Keiki Co Ltd 可燃性ガス検出装置

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