TWI586329B - 一次性差壓式呼吸流量裝置 - Google Patents

Description

一次性差壓式呼吸流量裝置

本發明涉及一種差壓式流量計的管路構造，尤其涉及一種節流件與一次性使用的嘴含元件合成一體而可隨嘴含元件更換的差壓式呼吸流量裝置。

現代由於工業化，工廠、車輛排放的廢氣對環境產生嚴重的空氣汙染問題，引發人類許多呼吸道的疾病，例如氣喘、慢性支氣管炎等疾病。

為使醫療人員判斷病患是否有呼吸道方面的問題，會使用呼吸功能量測儀器來量測肺功能，例如差壓式流量計，是在提供病患呼吸的引壓通道放置孔口板作為節流件，利用差壓式感測器量測氣流通過孔口板前、後的氣壓差，以氣壓差的數據配合孔口面積、流體密度等已知的數據，計算得出肺呼吸的流速、流量以及肺的容積，醫療人員以這些肺功能的數值與標準值比對，即可看出肺功能健康與否。

前述差壓式流量計雖可用於量測肺功能，但其使用有技術上的侷限性。由於現有的差壓式流量計在引壓通道中設置的孔口板的尺寸是固定且永久性的，但同一個人的呼吸，在正常呼吸和用力呼吸時的流量差別很大，且人在呼吸上的個體差異更大，大人和小孩，壯漢和病婦女的呼吸流量差異不僅僅是一兩倍的差異而已，因此固定規格的節流件使得現有的差壓式流量計在使用上有可量測的流量範圍窄的侷限性。因此用同一種固定節流比的差壓式流量 計，難以完成各種不同身體條件人類的呼吸量測，在量測時容易產生誤差。

除此以外，人類呼出的氣體的溫度濕度較環境高，當該氣體吹入現有的差壓式流量計的管路中，一旦碰到較冷的管壁，濕度較高的氣體就會凝結成水滴。再者，有的人呼氣時容易流出口水，前述兩種狀況都會阻塞現有差壓式流量計的引壓通道，使量測的結果產生誤差，若要清理引壓通道的管路也會增加了麻煩。

現有差壓式流量計的管路有流量範圍窄的問題，以及無法排除口水、凝結水滴而使量測結果產生誤差的問題。為此，本發明主要目的在於，將節流件與一次性的嘴含元件結合在一起，達到可適應量測不同人群呼吸量而可確保較寬的量測範圍以及精確度。並進一步以識別構造與織物的構造，達到自動識別節流件規格、防止呼吸濕氣結露，液滴堵塞通道，影響測量精度以及排除管路阻塞等次要目的。

為達到上述主要的發明目的，本發明提供一種一次性差壓式呼吸流量裝置，包括：一固定管，是具有前、後兩端的直管體，該固定管的前、後兩端是開放端，該固定管的前段為一引流段且後段為一銜接段，在該銜接段周圍的前、後位置沿徑向貫穿兩壓差測量孔；以及一口銜管，在前側與後側各設有一插管段以及一咬嘴段，該口銜管的插管段以可插拔的形態穿置在該固定管的銜接段內，配合兩壓差測量孔的位置，在該插管段周圍的前、後位置分別以環繞的方式穿設一個以上的導壓孔，前側的各導壓孔與前側的壓差測量孔相通，後側的各導壓孔與後側的壓差測量孔相通，在該插管段內設有一節流件，該節流件阻隔在前、後兩側的各導壓孔 之間，不同規格的口銜管有不同節流程度大小的節流件。

較佳的，本發明所述節流件可以是孔口板、標準噴嘴或多孔板等具有節流功能的部件。

進一步，本發明所述兩壓差測量孔形成在所述銜接段周圍的一側，所述引流段的內徑尺寸小於所述銜接段的內徑尺寸，在該引流段的內周面與該銜接段的內周面之間形成一肩部；所述的插管段的前端抵靠在該肩部，該插管段的內徑尺寸與該引流段的內徑尺寸相等。

進一步，本發明在所述銜接段周圍的一側，以前、後間隔的直線排列方式貫穿一個以上的工作孔；配合各工作孔的位置，在該插管段的外周面以選擇性設有或不設有的方式形成一凹凸構造，前述凹凸構造的數量與位置具有兩種以上的組合，且各組合僅對應一種節流件的規格。

進一步，本發明對應所述各工作孔內端的位置，在所述固定管的內周面凹設一沿前後方向延伸的插入溝，該插入溝在該固定管的後端面形成開口，且該插入溝與各工作孔相通；所述各凹凸構造是凸起構造，各凸起構造可沿該插入溝滑動。

更進一步，本發明所述對應所述兩壓差測量孔的位置，在所述固定管的內周面分別以環繞的形態凹設一環狀溝，各環狀溝與對應的各壓差測量孔的內端相通，所述前側的各導壓孔透過前側的環狀溝與前側的壓差測量孔相通，所述後側的各導壓孔透過後側的環狀溝與前側的壓差測量孔相通。

較佳的，本發明在所述引流段周圍的一側貫穿一壓力測量孔，該壓力測量孔的內端與該引流段的內部相通。

較佳的，本發明在所述插管段的表面黏合一織物，該織物覆蓋各導壓孔。

較佳的，本發明對應所述前、後兩側環繞排列的多個導壓孔的位 置，在所述插管段的外周面環繞凹設兩道淺槽，於各淺槽黏貼一織物，以該織物覆蓋各導壓孔。

較佳的，本發明在所述咬嘴段的內部嵌設一過濾層。

較佳的，本發明在所述銜接段的內周面與所述的插管段的外周面之間形成一直線的導向構造，該導向構造包括一導向溝以及一可沿該導向溝滑動的導向凸起。

本發明使用時，是將該固定管作為固定管路的一部分安裝在差壓式流量計，該差壓式流量計的差壓式感測器連接該固定管的兩壓差測量孔。當使用者欲進行呼吸的量測時，由於差壓式流量計是用於量測不同人群的呼吸，為了衛生的緣故，每個使用者在使用前都需要取用一未使用過的口銜管，將口銜管的插管段插入該固定管的銜接段內，並使該口銜管位於前、後兩側的各導壓孔與對應的壓差測量孔相通後，使用者可朝固定管內吹氣、吸氣進行量測。

當使用者呼出的氣流通過該插管段內的節流件時，由於氣流通過節流件前、後會產生壓力差，這時該差壓式感測器能透過兩壓差測量孔來量測出該壓力差的數值，配合節流件之規格(例如在固定管的表面標示內部節流件的規格，讓使用者以人工的方式讀取得知)、氣體密度、時間等已知相關參數，讓差壓式流量計計算出呼吸的流量、流速與容積等肺功能的數值。當使用者量測呼吸完畢後，抽出該口銜管並且將其拋棄不重複使用。

本發明的主要功效在於，由於是將節流件形成在一次性使用的口銜管內，因此無需變動固定的管路，即可在不同的口銜管內設有不同節流大小程度規格的節流件，擴大節流件的規格範圍，加大差壓式流量計可量測的呼吸範圍，可配合不同人群適用的呼吸流量選擇適合的口銜管，讓呼吸流量的量測獲得更精確的量測結果。

本發明進一步在固定管上設有工作孔，並在口銜管上配合工作孔 設有對應的凹凸構造，可配合微動開關的偵測，提供自動識別孔口板規格的效果。進一步在咬嘴段內設有過濾層，以過濾層過濾口水，在各導壓孔設有覆蓋的織物，因為織物不具有導熱性，濕空氣在其表面不易形成結露，可達到避免口水或結露阻塞該插管段或各導壓孔，使各壓差測量孔輸出氣流壓力不受口水或凝結水滴影響。

10‧‧‧固定管

11‧‧‧引流段

111‧‧‧壓力測量孔

12‧‧‧銜接段

121‧‧‧壓差測量孔

122‧‧‧環狀溝

13‧‧‧肩部

14‧‧‧導向溝

15‧‧‧工作孔

16‧‧‧插入溝

20‧‧‧口銜管

21‧‧‧插管段

211‧‧‧導壓孔

22‧‧‧傾斜段

23‧‧‧咬嘴段

24‧‧‧孔口板

241‧‧‧孔口

25‧‧‧織物

26‧‧‧導向凸起

27‧‧‧凹凸構造

28‧‧‧過濾層

29‧‧‧淺槽

圖1是本發明第一較佳實施例俯視的分解示意圖。

圖2是本發明第一較佳實施例的剖面示意圖。

圖3是本發明第一較佳實施例剖面的分解示意圖。

圖4是本發明第二較佳實施例的口銜管剖面示意圖。

圖5是本發明第三較佳實施例的口銜管剖面示意圖。

圖6是本發明第四較佳實施例的口銜管的俯視圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如下。

本發明提供一種一次性差壓式呼吸流量裝置，請參看圖1至圖3的第一較佳實施例，其構造包括一固定管10，以及一以可插拔的形態結合在該固定管10的口銜管20，其中：該固定管10是塑膠的圓形直管體，如本較佳實施例，該固定管10是塑料的圓形直管體，該固定管10是沿前後方向橫向延伸並且前後兩端都是開放端，該固定管10的前、後兩段分為一引流段11以及一銜接段12，該引流段11 以及該銜接段12的外徑尺寸相同，該引流段11的內徑尺寸小於該銜接段12的內徑尺寸，在該固定管10的內周面位於該引流段11與該銜接段12之間的部分形成一圓環狀的肩部13。

在該引流段11的周圍，如本較佳實施例是在該引流段11周圍的頂測沿徑向貫穿一壓力測量孔111，該壓力測量孔111的內端與該引流段11的內部相通；在該銜接段12前側周圍的前、後位置，如本較佳實施例是在該銜接段12前側周圍的頂側的前、後位置各沿徑向貫穿一壓差測量孔121，各壓差測量孔121的內端分別與該銜接段12的內部相通。對應兩壓差測量孔121內端的位置，在該固定管10的內周面分別以環繞的形態凹設一環狀溝122，各壓差測量孔121的內端與各環狀溝122的頂側相通。

在該銜接段12的內周面，如本較佳實施例是在該銜接段12底側的內周面沿前後方向凹設一導向溝14，該導向溝14的前端位於兩環狀溝122的後方，且該導向溝14的後端在該固定管10的後端面形成開口。

在該銜接段12的周圍，如本較佳實施例是在該銜接段12周圍的頂側，以前、後間隔的排列方式沿縱向貫穿三個工作孔15，三個工作孔15是沿前後方向一直線排列，對應三個工作孔15內端的位置，在該固定管10的內周面凹設一沿前後方向延伸的插入溝16，該插入溝16的前端位於兩環狀溝122的後方，且該插入溝16的後端在該固定管10的後端面形成開口，該插入溝16分別與三個工作孔15的內端相通。

該口銜管20是前窄後寬的圓形塑膠直管體，如本較佳實施例，該口銜管20是塑料的構造且前、後兩端都是開放端。該口銜管20的前、中、後位置分為一插管段21、一傾斜段22以及一咬嘴段23，為了衛生的緣故，該口銜管20通常僅供使用者一次性使用，其中：該插管段21是直管體，該口銜管20以該插管段21由後插入該固定 管10的銜接段12內，該插管段21的前端抵靠在該固定管10的肩部13。該插管段21的外徑尺寸與該銜接段12的內徑尺寸相等，該插管段21的外周面抵靠在該銜接段12的內周面，且該插管段21的內徑尺寸與該引流段11的內徑尺寸相等，使得該插管段21插入該固定管10的銜接段12後，在該固定管10的內部形成前後內徑尺寸一致的通道。

配合兩壓差測量孔121的位置，在該插管段21前側的前、後位置各以環繞且間隔的排列方式穿設一個以上的導壓孔211，如本較佳實施例是在該插管段21前側的前、後位置分別穿設多個環繞且間隔設置的導壓孔211，前側的多個導壓孔211與前側的環狀溝122相通，後側的多個導壓孔211與後側的環狀溝122相通。

在該銜接段12的內周面之間結合一節流件，該節流件可以是標準噴嘴、多孔板或孔口板，該標準噴嘴是常用的節流件，而本較佳實施例是選用孔口板24作為節流件，以該孔口板24分隔了前側的多個導壓孔211與後側的多個導壓孔211，在孔口板24中間穿設一圓形的孔口241，如本較佳實施例該孔口241的中心與該插管段21的軸心同心。配合前側的多個導壓孔211與後側的多個導壓孔211的位置，分別在該插管段21的周面，如本較佳實施例是在該插管段21的內周面黏合一織物25，該織物25覆蓋多個導壓孔211，由於該織物25不具有導熱性，濕氣不易在其表面形成結露。

配合該固定管10的導向溝14，在該插管段21的外周面凸設一導向凸起26，在該插管段21插入該固定管10時，該導向凸起26可沿該導向溝14往前滑動，當該插管段21插入該銜接段12後，該導向凸起26定位於該導向溝14的前端，該導向凸起26的作用在於確保該插管段21插入該固定管10的過程中能保持直進的狀態，避免該固定管10旋轉。

配合該固定管10的各工作孔15的位置，在該插管段21外周面的頂 部以選擇性設有或不設有的方式形成一凹凸構造27，各凹凸構造27可以是凸起構造或凹入構造，如本較佳實施例，是僅選擇在最前側的工作孔15的下方設有一個凹凸構造27，該凹凸構造27是可沿該插入溝16前後滑動的凸起構造，配合另外安裝於各工作孔15的微動開關可偵測各工作孔15的下方有無設有所述的凹凸構造27。

從三個工作孔15下方皆不設有凹凸構造27的狀態到三個工作孔15下方皆設有凹凸構造27的狀態，本發明可在銜接段122頂部設有8種不同凹凸構造27數量與位置的組合，同樣的凹凸構造27數量與位置的組合對應同一種孔口板24的規格，也就是由8種凹凸構造27數量與位置的組合可區分出8種孔口241的直徑大小。將各種凹凸構造27數量與位置組合的規格列表如下，其中0表示不設有，1表示設有，例如本較佳實施例的口銜管20的孔口板24的規格屬於下表的規格2：

該傾斜段22是前窄後寬的圓環形狀，該傾斜段22的前端緣連接在 該插管段21的後端緣，該咬嘴段23是直徑大於該插管段21的直管體，該咬嘴段23的前端緣連接在該傾斜段22的後端緣，該咬嘴段23的作用是讓使用者的嘴能咬住該口銜管20，在該咬嘴段23的內部塞設有一過濾層28，其構造可為木質纖維或塑膠纖維等纖維填充物層，該過濾層28能讓氣流通過並阻隔口水進入插管段21內。

當本發明作為管路的一部分安裝在差壓式流量計時，如圖2所示的第一較佳實施例，是以受該孔口板24前、後間隔的兩壓差測量孔121連接差壓式感測器，並以位於該引流段11的壓力測量孔111連接壓力感測器，並在對應該固定管10的三個工作孔15的位置設有三個微動開關，各微動開關設有傳動元件，例如按銷、按鈕、槓桿、滾輪等傳動元件，在該口銜管20插入該固定管10內時，能以傳動元件偵測各工作孔15的下方範圍有無出現凹凸構造27的方式，判斷插入的口銜管20的孔口板24是何種規格，以此獲得該口銜管20的孔口241直徑大小的數據。

前述差壓式流量計的壓力感測器，是用來量測通過該固定管10內氣流的絕對壓力，用以計算出氣體密度；差壓式感測器則是能量測氣流經過孔口板24前、後的壓力差，利用差異是感測器量測得出的數據配合孔口板24的孔口241直徑大小、氣體密度、時間等已知相關參數，可計算出由該口銜管20吹入該插管段21以及該固定管10內氣流的流量、流速以及容積。

當使用者運用本發明時，如圖2、圖3所示，依照使用者適合使用的孔口板24規格，例如具有較大孔口241的孔口板24適合用於量測成人或體壯的人群，具有較小孔口241的孔口板24適合用於量測幼兒或體弱的人群，選擇一種口銜管20，如本較佳實施例是選擇規格2的口銜管20，接著將該口銜管20的插管段21插入該固定管10的銜接段12內，過程中該插管段21底側的導向凸起26會沿著銜接段12的導向溝14進入，發揮導引的效果避免該插管段21在插入銜接段12 的過程中旋轉。

當該口銜管20的插管段21插入該固定管10後，如圖2所示，該凹凸構造27位於前側的工作孔15下方，此時三個微動開關可偵測出前側的工作孔15的下方有凹凸構造27，以及中間的以及後側的工作孔15的下方沒有凹凸構造27，藉此能以自動化的方式判斷出該口銜管20的孔口板24是規格2的孔口板24，讀出該口銜管20的孔口241的直徑大小。

當該口銜管20插入固定管10後，前側的多個導壓孔211以及後側的多個導壓孔211也分別透過前、後側的環狀溝122而與前、後側的壓差測量孔121相通。讓使用者咬住咬嘴段23並向該口銜管20內吹氣，使用者呼出的濕潤氣流在通過該插管段21內的孔口板24時，前述的差壓式感測器能透過兩壓差測量孔121來量測出使用者呼出的氣流通過孔口板24前、後的壓力差異。

由於本發明的口銜管20是一次性的可拋棄式構造，且孔口板24設置的位置位於可拋棄式的口銜管20，因此本發明可透過在不同的口銜管20設有不同尺寸的孔口板24的方式，以多種節流件的規格適應不同體型或身體能力的使用者的呼吸量，能加大差壓式流量計可量測的呼吸範圍，並獲得更精確的量測結果。

本發明在咬嘴段23內設有過濾層28，能過濾使用者呼吸的口水進入插管段21內，能避免口水進入該插管段21內阻塞各導壓孔211；覆蓋在各導壓孔211的織物25，則是能避免潮濕的空氣在導壓孔211處較冷的壁面結露，避免露水阻塞了導壓孔211。

進一步的，由於各導壓孔211與該固定管10的壓差測量孔121銜接時，是以前、後側的多個導壓孔211透過對應的環狀溝122連接各壓差測量孔121。如此，當其中幾個導壓孔211受到阻塞時，也還有其他的環狀溝122保持暢通，不會影響各壓差測量孔121輸出氣流壓力的結果。

本發明透過前述三種可避免口水或潮濕空氣阻塞導壓孔211的設計，極大程度地避免了口銜管20與固定管10的管路阻塞，可降低差壓式感測器量測的誤差，有效提升差壓式流量計量測的準確度。

本發明的口銜管20可有多種孔口板24的規格。如圖4所示的本發明第二較佳實施例，是僅在該插管段21對應中間工作孔15的下方位置設有一凹凸構造27，屬於規格3的口銜管20，前述第二較佳實施例中孔口板24的孔口241較第一較佳實施例中的孔口241小。如圖5所示的本發明第三較佳實施例，是僅在該插管段21對應後側工作孔15的下方位置設有一凹凸構造27，屬於規格3的口銜管20，前述第三較佳實施例中孔口板24的孔口241較第二較佳實施例中的孔口241小，其他規格的口銜管20的孔口板24大小比例依此類推。

本發明除前述第一較佳實施例，是配合前、後兩環繞排列的導壓孔211的位置，在該固定管10設有與兩環繞排列的導壓孔211相通的兩環狀溝122以外，也可不設有兩環狀溝122，此時各環繞排列的排導壓孔211只要有一個與所述的壓差測量孔121相通即可，其餘的壓差測量孔121的外端被該銜接段12的內周面封閉。

本發明除前述第一較佳實施例，是在該插管段21周圍前側的前、後位置各設有環繞的多個導壓孔211以外，也可將該固定管10設為不具有兩環狀溝122的形態，並且對應該固定管10的兩個壓差測量孔121，僅在該插管段21頂部的前、後位置各貫穿一導壓孔211，以各導壓孔211直接連接各壓差測量孔121。

再者，當該口銜管20設有的凹凸構造27是凸起構造時，由於凸起構造可前後滑動於所述的插入溝16的動作已有避免該口銜管20旋轉的功能，故此時該口銜管20可不設有所述的導向凸起26。此外，該導向凸起26與該導向溝14的配合是在該口銜管20與該固定管10之間組成一種直線的導向構造，其中的導向凸起26與導向溝14的位置可以互換，仍然可以達成直線導向的效果。

當所述口銜管20的孔口板24的規格需求較少或較多時，可減少或增加該固定管10上的工作孔15的數量，並對應各工作孔15的位置，在插入該固定管10的插管段21以設有或不設有的方式形成所述的凹凸構造27，再以各微動開關透過各工作孔15偵測到凹凸構造27的有無，來搭配組合出具有各種規格孔口板24的口銜管20。

本發明除前述較佳實施例，是在該插管段21的內周面黏合一織物25，以該織物25覆蓋多個導壓孔211以外，如圖6所示的第四較佳實施例，也可對應兩環繞排列的導壓孔211的位置，在口銜管20的插管段21的外周面環繞凹設兩道淺槽29，再於各淺槽29黏貼所述的織物25，以該織物25覆蓋各導壓孔211，並使得各織物25不會凸出該插管段21的外周面。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明主張的權利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示的精神所完成的等效改變或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。

10‧‧‧固定管

111‧‧‧壓力測量孔

121‧‧‧壓差測量孔

15‧‧‧工作孔

20‧‧‧口銜管

21‧‧‧插管段

211‧‧‧導壓孔

22‧‧‧傾斜段

23‧‧‧咬嘴段

27‧‧‧凹凸構造

28‧‧‧過濾層

Claims (7)

1. 一種一次性差壓式呼吸流量裝置，其構造包括：一固定管，是具有前、後兩端的直管體，該固定管的前、後兩端是開放端，該固定管的前段為一引流段且後段為一銜接段，在該銜接段周圍的前、後位置沿徑向貫穿兩壓差測量孔，對應兩壓差測量孔的位置，在該固定管的內周面分別以環繞的形態凹設一環狀溝，各環狀溝與對應的各壓差測量孔的內端相通，在所述銜接段周圍的一側，以前、後間隔的直線排列方式貫穿一個以上的工作孔，對應各工作孔設有一微動開關；以及一口銜管，在前側與後側各設有一插管段以及一咬嘴段，該口銜管的插管段以可插拔的形態穿置在該固定管的銜接段內，該插管段的外徑尺寸與該銜接段的內徑尺寸相等，該插管段的外周面抵靠在該銜接段的內周面，配合兩壓差測量孔的位置，在該插管段周圍的前、後位置分別以環繞排列的方式穿設一個以上的導壓孔，前側的各導壓孔透過前側的環狀溝與前側的壓差測量孔相通，後側的各導壓孔透過後側的環狀溝與後側的壓差測量孔相通；在該插管段內設有一節流件，不同規格的口銜管有不同節流程度大小的節流件的規格，該節流件阻隔在前、後兩側的各導壓孔之間，配合各工作孔的位置，在該插管段的外周面以選擇性設有或不設有的方式形成一凹凸構造，前述凹凸構造的數量與位置具有兩種以上的組合，且各組合僅對應一種節流件的規格，各微動開關偵測各工作孔的下方有無出現凹凸構造，判斷各口銜管的節流件規格。
2. 如請求項1所述的一次性差壓式呼吸流量裝置，其中所述節流件是孔口板、標準噴嘴或多孔板。
3. 如請求項1所述的一次性差壓式呼吸流量裝置，其中對應所述各工作孔內端的位置，在所述固定管的內周面凹設一沿前後方向延伸的插入溝， 該插入溝在該固定管的後端面形成開口，且該插入溝與各工作孔相通；所述各凹凸構造是凸起構造，各凸起構造可沿該插入溝滑動。
4. 如請求項1或2或3所述的一次性差壓式呼吸流量裝置，其中在所述插管段的表面結合一織物，該織物覆蓋各導壓孔。
5. 如請求項1或2或3所述的一次性差壓式呼吸流量裝置，其中所述前側的導壓孔設有多個，所述後側的導壓孔設有多個，對應所述前、後兩側環繞排列的多個導壓孔的位置，在所述插管段的外周面環繞凹設兩道淺槽，於各淺槽黏貼一織物，以該織物覆蓋各導壓孔。
6. 如前述請求項1或2或3所述的一次性差壓式呼吸流量裝置，其中在所述咬嘴段的內部嵌設一過濾層。
7. 如請求項1或2或3所述的一次性差壓式呼吸流量裝置，其中在所述銜接段的內周面與所述的插管段的外周面之間形成一直線的導向構造，該導向構造包括一導向溝以及一可沿該導向溝滑動的導向凸起。