KR20220042513A - 압력센서를 내장하는 유체 토출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압력센서를 내장하는 유체 토출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단부에 토출구가 마련되며, 반대단부가 개방되어 있는 유체 수용부와, 상기 유체 수용부의 개방된 반대단부로 인입되어 유체 수용부 내의 유체를 토출구로 밀어내는 가압부를 포함하는 유체 토출장치에 있어서, 상기 가압부는, 가장 전방에 위치하며, 유체 수용부의 내벽에 밀착되어 유체 수용부 내의 유체를 토출구 방향으로 밀어내기 위한 가압단부; 및 상기 가압단부의 후면에서부터 후방으로 연장되며, 내부가 중공형태인 관체를 이루고, 유체를 토출구 방향으로 밀어낼 때, 가압단부를 이동시키기 위한 가압봉;을 포함하여 구성되고, 상기 가압단부의 토출구 방향 표면의 내부 또는 외부 일측에 적어도 하나의 압력 센서가 마련된다.

Description

압력센서를 내장하는 유체 토출장치{Device for drain of fluid having pressure sensor}
본 발명은 압력센서를 내장하는 유체 토출장치에 관한 것으로서, 가압단부와 가압봉에 의하여 구동되는 유체 토출장치에서 압력감지 센서를 유체 토출장치의 가압단부에 장착함으로써, 유체 토출장치에 유체가 수용되었을 때, 수용된 유체에 작용하는 압력을 감지하고, 그 밖에 압력의 변화여부, 변화량 또는 해당 압력값을 표시하도록 구성되는 압력센서를 내장하는 유체 토출장치를 제공한다.
유체 토출장치를 사용할 때, 유체 토출장치의 유체가 수용된 영역의 압력을 감지할 필요가 있다. 이는 유체 토출장치에서 토출되는 유체가 이를 수용하는 수용체에 일정 이상 또는 이하의 압력을 미치는 경우, 이상이 발생될 수 있기 때문이다. 또한, 급격한 압력변화가 발생될 수도 있고, 따라서 일정한 압력을 유지해야 할 필요도 존재한다.
예를 들어서 의료 분야에서 카테터의 경우, 방광에 삽입한 후 앞쪽 끝의 풍선을 팽창시켜 머물게 하였다가 요를 배출시키는 방광카테터, 팽창한 풍선에 의해 카테터를 혈류에 넣어 폐동맥에 설입시켜 폐설입압을 계측하는 스완-간츠카테터 등 풍선을 부착하여 운용하는 카테터가 있는데, 유체 토출장치로부터 풍선에 유체를 토출시키는 경우, 풍선에 과도한 압력이 걸릴 수 있는데, 이를 제어하지 않으면 풍선이 파열되는 문제점이 있다. 또한, 가스 배관 등에도 유량계를 설치하는데, 유량이 과도한 경우에는 배관에 높은 압력이 걸려 위험할 수 있는 바, 이러한 위험이 예방되어야 할 필요가 있다.
종래 기술로서, 대한민국등록특허 제1372403호 "압력감지 자동주사 시스템"이 개시된 바 있는데, 석션주사침의 석션캡에 흡인압력을 증가시키는 흡인모터, 솔레노이드 밸브 제어부가 연결되어 석션캡의 흡인압력을 해소하는 기능을 갖는 솔레노이드 밸브, 약물주입제어부가 연결되고 석션캡의 압력을 측정하는 압력센서, 상기 압력센서에 의해 측정된 석션주사침의 압력에 기반하여 약물주입제어부에 의해 작동되는 약물주입모터 등으로 구성된다.
위 종래기술에 의하면, 흡인압력을 감지하여 흡인압력이 일정수준 이상으로 올라가면 석션주사침의 석션캡 헤드가 피부에 밀착되어 침관이 피부에 삽입된 것으로 간주하고 자동으로 약물을 주사하게 된다. 약물주사가 완료되면 석션 주사침이 피부에서 자연스럽게 분리되도록 흡인모터를 정지시키고 솔레노이드밸브를 개방하여 석션캡의 압력을 풀고 시술자에게 다른 시술부위로 석션주사침을 옮기도록 신호음을 보내는 등 일련의 시술과정을 자동화할 수 있게 된다.
그러나, 압력센서가 주사기의 외부에 존재하고, 따라서 압력센서 연결구, 흡인모터, 솔레노이드 밸브 등이 일체화된 장치를 이용하여야 하며, 이러한 장치는 일정 장소에 고정되어 운용되는 바, 주사기 사용의 위치가 제한되는 문제점이 있다.
또한, 대한민국등록특허 제1125732호 "압력 이중 감지에 의한 주사속도 자동 조절형 반자동 약물 주입기 및 그를 이용한 약물 주입방법"이 개시된 바 있는데, 의약분야에서 각종 약물을 생체에 주입하기 위해 사용되는 주사기의 수동조작이 사용자의 누름동작과 실시간으로 연동되어 구동되는 액추에이터에 의한 반자동 조작으로 대체되도록 하여 약물의 생체 주입이 안정되고 원활하게 수행될 수 있고, 사용자의 조작버튼 누름 압력과 함께 약물의 주입에 대한 생체 조직의 저항으로 발생되는 역압력(back pressure)이 동시에 실시간으로 센싱되면서 누름 압력과 역압력과 연동되어 약물의 주사속도가 조절되도록 하여 무통 주사가 이루어질 수 있도록 한 것이다.
본 기술 역시, 유체용기의 외부에 컨트롤러와 연결되는 제1 및 제2압력센서가 위치하고, 액추에이터에 의하여 유체가 주사될 때, 실시간으로 압력을 측정하는 것으로서, 전술한 종래 기술과 마찬가지로 외부 위치하는 센서를 운용하여야 하는 바, 장비의 규모가 커지고, 이동에 제한이 있다는 문제점이 존재한다.
대한민국등록특허 제1372403호 "압력감지 자동주사 시스템" 대한민국등록특허 제1125732호 "압력 이중 감지에 의한 주사속도 자동 조절형 반자동 약물 주입기 및 그를 이용한 약물 주입방법"
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 유체 토출장치의 가압단부 내부 또는 외부 일측에 압력센서를 내장하고, 가압봉을 중공형의 하우징 형상으로 제작하여 그 내부에 제어부를 설치한 후, 유체 토출장치의 일 영역에 압력의 상태, 압력의 변화, 과압력의 여부, 압력값 중 적어도 하나의 지표를 표시하는 디스플레이부를 마련하여, 유체 토출장치에서 토출되는 유체가 가하는 압력이 설정범위를 벗어나는 경우 경보를 울리거나 압력 제어를 실시할 수 있도록 하여 위험을 예방하는 압력센서를 내장하는 유체 토출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유체 토출장치의 내부에 센서, 제어부 및 디스플레이부를 모두 장착함으로써, 유체 토출장치의 휴대성을 강화한 압력센서를 내장하는 유체 토출장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유체 토출장치의 가압봉 내에 배터리를 내장할 수 있어 사용의 편의성을 높이도록 한 압력센서를 내장하는 유체 토출장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 단부에 토출구가 마련되며, 반대단부가 개방되어 있는 유체 수용부와, 상기 유체 수용부의 개방된 반대단부로 인입되어 유체 수용부 내의 유체를 토출구로 밀어내는 가압부를 포함하는 유체 토출장치에 있어서, 상기 가압부는, 가장 전방에 위치하며, 유체 수용부의 내벽에 밀착되어 유체 수용부 내의 유체를 토출구 방향으로 밀어내기 위한 가압단부; 및 상기 가압단부의 후면에서부터 후방으로 연장되며, 내부가 중공형태인 관체를 이루고, 유체를 토출구 방향으로 밀어낼 때, 가압단부를 이동시키기 위한 가압봉;을 포함하여 구성되고, 상기 가압단부의 토출구 방향 표면의 내부 또는 외부 일측에 적어도 하나의 압력 센서가 마련되며, 상기 가압봉의 내부에는 상기 센서와 결선되어 센서에 의하여 감지되는 압력으로부터 압력의 크기를 감지하는 제어부가 마련되고, 상기 가압봉의 일측에는 상기 제어부와 결선되며, 상기 제어부로부터 감지된 압력의 크기에 따라서 서로 다른 속성에 의한 표시가 이루어지는 디스플레이부가 마련되는 것을 특징으로 하는 압력센서를 내장하는 유체 토출장치를 제공한다.
상기 가압봉에는 상기 압력 센서, 제어부 및 디스플레이부에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 압력값을 서버로 전송하기 위한 통신모듈이 더 내장되는 것이 바람직하다.
상기 압력 센서는 상기 가압단부의 중심부보다 테두리부에 더 가깝게 위치되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 유체 토출장치의 가압단부 내부 또는 외부 일측에 압력센서를 내장하고, 가압봉을 중공형의 하우징 형상으로 제작하여 그 내부에 제어부를 설치한 후, 유체 토출장치의 일 영역에 압력의 상태, 압력의 변화, 과압력의 여부, 압력값 중 적어도 하나의 지표를 표시하는 디스플레이부를 마련하여, 유체 토출장치에서 토출되는 유체가 가하는 압력이 설정범위를 벗어나는 경우 경보를 울리거나 압력 제어를 실시할 수 있도록 하여 위험을 예방할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 유체 토출장치의 내부에 센서, 제어부 및 디스플레이부를 모두 장착함으로써, 유체 토출장치의 휴대성을 강화하는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 유체 토출장치의 가압봉 내에 배터리를 내장할 수 있어 사용의 편의성을 높이도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유체 토출장치로서, 압력센서가 내장된 주사기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력센서가 내장된 주사기에서 가압단부 영역의 센서가 내장되어 있는 것을 사시도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 압력센서가 내장된 주사기에서 가압봉을 나타낸 것으로서, 중공형 하우징 형상이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력센서가 내장된 주사기에서 디스플레이부가 형성된 양태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압력센서가 내장된 주사기에서 압력센서와 제어부 및 디스플레이부를 서로 결선하여 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 압력센서가 내장된 주사기를 풍선이 부착된 카테터에 연결하여 작동하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 유체 토출장치(100)는 예를 들어 주사기이다. 주사기의 단부에 토출구가 마련되며, 반대단부가 개방되어 있는 유체수용부(110)와, 상기 유체수용부(110)의 개방된 반대단부로 인입되어 유체수용부(110) 내의 유체를 토출구로 밀어내는 가압부를 포함한다.
상기 가압부는, 가장 전방에 위치하며, 유체수용부(110)의 내벽에 밀착되어 유체수용부(110) 내의 유체를 토출구 방향으로 밀어내고, 압력센서(140)가 장착되는 가압단부(120); 및 상기 가압단부(120)의 후면에서부터 후방으로 연장되며, 내부가 중공형태인 관체를 이루고, 유체를 토출구 방향으로 밀어낼 때, 가압단부(120)를 이동시키기 위한 가압봉(130);을 포함하여 구성된다. 가압봉(130)은 가압봉 몸체(131)와 가압판(132)을 포함한다.
가압봉(130)은 내부에 유체수용부(110) 내 압력의 감지에 필요한 부품 모듈이 내장되도록 하기위하여 중공형상으로 형상화된 것이며, 아울러, 가압단부(120)와 결합되어 주사기의 밀대와 동일한 역할을 수행한다. 필요에 따라서는 가압봉(130)의 내부에 주사기의 밀대가 주사기 원형대로 내장되어 있을 수도 있다.
가압봉(130)과 가압단부(120)가 결합된 부위는 밀봉상태가 우수하여 결합된 계면으로 유체가 침투하지 못하며, 따라서 내장된 제어부(134) 또는 배터리가 손상되지 않는다. 아울러, 가압봉(130)에서 가압단부(120)의 반대단부도 단단히 밀봉되어 있다. 그러므로, 가압봉(130)은 전체적으로 밀봉이 잘 되어 있다고 볼 수 있고, 바람직하게는 방수 특성도 보유할 수 있다.
또한, 가압봉(130)은 경질의 재질로 이루어져 있어 가압단부(120)를 가압함은 물론, 유체 토출부에 높은 압력이 걸릴 때에도 변형되거나 꺾이지 않는다.
상기 가압단부(120)에는 압력센서(140)가 마련되어 가압단부(120)와 유체 토출부의 토출압이 미리 정해진 정상값의 범주내에 있는지 측정한다. 바람직하게는 가압단부(120)의 전방부 표면 하부에 위치하거나, 또는 가압단부(120)의 전방부 표면상에 위치한다. 전자는 가압단부(120)의 내부에 위치함을 의미하고, 후자는 가압단부(120)의 외부 표면에 위치함을 의미한다. 예를 들어 가압단부(120) 중 토출구 방향의 표면 내부나 외부가 될 수 있다.
가압단부(120)의 내부에 위치할 때에는 가압센서의 상부면이 노출될 수도 있다. 압력센서(140)는 방수처리됨으로써 수분에 의하여 훼손되지 않도록 한다.
한편, 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 가압봉(130)은 중공형상이므로 그 내부가 비어있고, 가압봉(130)의 내부에는 상기 센서와 와이어(135)에 의해 결선되어 센서에 의하여 감지되는 압력으로부터 압력의 크기를 감지하는 제어부(134)가 마련된다. 제어부(134)는 압력센서(140)로부터 감지되는 압력의 크기, 크기 변화, 과압력 여부 등을 측정하고, 이상 압력으로 판단시에는 경보를 울릴 수 있다. 만일 압력을 가하는 주체가 사람이 아니고, 장치인 경우에는 장치의 압력이 과압력으로 간주되는 경우, 해당 압력이 더 이상 미치지 못하도록 가압부를 제어할 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 가압봉(130)의 일측에는 상기 제어부(134)와 와이어(135)에 의하여 결선되며, 상기 제어부(134)로부터 감지된 압력의 크기에 따라서 서로 다른 속성에 의한 표시가 이루어지는 디스플레이부(133)가 마련될 수 있다. 디스플레이부(133)는 예를 들어 설정된 압력 이상의 압력이 감지되는 경우에는 붉은색 라이트를 점등하거나, 점멸등이 작동하는 등 다양한 방법으로 디스플레이할 수 있으며, 디스플레이 방법은 특별한 제한이 없다. 음향으로 경고함으로써 디스플레이 방법을 대체하거나 추가할 수도 있다.
상기 가압봉(130)에는 상기 압력센서(140), 제어부(134) 및 디스플레이부(133)에 전원을 공급하기 위한 배터리(미도시)와, 압력값을 서버로 전송하기 위한 통신모듈(미도시)이 더 내장될 수 있다. 배터리는 휴대용 기기의 전원공급을 위해서는 중요한 수단이며, 배터리를 교체할 수 있고, 일체로 내장되어 충전에 의하여 사용할 수도 있다. 아울러, 전원을 연결하여 사용할 수도 있으나, 휴대성을 생각하면 배터리 방식이 바람직할 수 있다.
상기 압력센서(140)는 상기 가압단부(120)의 중심부보다 테두리부에 더 가깝게 위치되는 것이 바람직하다. 중심부에 위치하면 토출구에 걸리는 압력을 측정하며, 테두리부에 위치하면 토출구 주변의 유체수용부(110) 내벽에 걸리는 압력을 측정하게 되는데, 압력값이 서로 미세하게 다를 것으로 예상된다. 이 때, 유체수용부(110) 내벽에 걸리는 압력이 더 클 것으로 예상되며, 풍선(160)에 과도한 압력이 걸리기 전에 보다 선제적으로 압력을 제어할 수 있기 때문이다.
도 6에는 본 발명의 유체 토출구를 풍선(160)이 단부에 부착된 카테터에 사용하는 도면을 나타낸 것이다. 유체 토출구가 풍선에 걸리는 압력을 감지하여 압력이 과도하게 걸리는 경우, 압력을 제어할 수 있다.
본 발명의 유체 토출구가 인위적으로 동작될 수도 있으나, 자동으로 제어되는 가압 장치에 의하여 동작되는 경우, 장치의 가압력이 작용하는 도중 압력 이상이 감지되는 경우 장치를 제어하여 더 이상 가압하지 못하게 할 수도 있다. 이는 IoT와 같은 사물인터넷 기술에 의하여 구현될 수 있다.
상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 유체 토출장치 110 : 유체수용부
120 : 가압단부 130 : 가압봉
131 : 가압봉 몸체 132 : 가압판
133 : 디스플레이부 134 : 제어부
135 : 와이어 140 : 압력센서
150 : 카테터 삽입부 160 : 풍선

Claims (3)

  1. 단부에 토출구가 마련되며, 반대단부가 개방되어 있는 유체 수용부와, 상기 유체 수용부의 개방된 반대단부로 인입되어 유체 수용부 내의 유체를 토출구로 밀어내는 가압부를 포함하는 유체 토출장치에 있어서,
    상기 가압부는,
    가장 전방에 위치하며, 유체 수용부의 내벽에 밀착되어 유체 수용부 내의 유체를 토출구 방향으로 밀어내기 위한 가압단부; 및
    상기 가압단부의 후면에서부터 후방으로 연장되며, 내부가 중공형태인 관체를 이루고, 유체를 토출구 방향으로 밀어낼 때, 가압단부를 이동시키기 위한 가압봉;을 포함하여 구성되고,
    상기 가압단부의 토출구 방향 표면의 내부 또는 외부 일측에 적어도 하나의 압력 센서가 마련되며,
    상기 가압봉의 내부에는 상기 센서와 결선되어 센서에 의하여 감지되는 압력으로부터 압력의 크기를 감지하는 제어부가 마련되고, 상기 가압봉의 일측에는 상기 제어부와 결선되며, 상기 제어부로부터 감지된 압력의 크기에 따라서 서로 다른 속성에 의한 표시가 이루어지는 디스플레이부가 마련되는 것을 특징으로 하는 압력센서를 내장하는 유체 토출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압봉에는 상기 압력 센서, 제어부 및 디스플레이부에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 압력값을 서버로 전송하기 위한 통신모듈이 더 내장되는 것을 특징으로 하는 압력센서를 내장하는 유체 토출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 가압단부의 중심부보다 테두리부에 더 가깝게 위치되는 것을 특징으로 하는 압력센서를 내장하는 유체 토출장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101125732B1 (ko) 2011-10-26 2012-03-27 문창수 압력 이중 감지에 의한 주사속도 자동 조절형 반자동 약물 주입기 및 그를 이용한 약물 주입방법
KR101372403B1 (ko) 2012-06-21 2014-03-25 주식회사 파나시 압력감지 자동주사 시스템

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