[發明專利]用于呼吸設備中的超聲波測量的氣量計

有效

• 申請號: 200980162953.5
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN102655807A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 約翰·雷烏特霍爾特;拉爾斯·丹尼爾森
• 申請（專利權）人: 馬奎特緊急護理公司
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/087;G01F1/66;A61M16/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 寇英杰;王婧

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于呼吸設備中的超聲波測量的氣量計。

背景技術

用于測量氣體的流量或組分的超聲波氣量計在所屬領域是眾所周知的，且通常用在諸如呼吸器或麻醉機之類的呼吸設備中。這種氣量計通常通過確定經由流經呼吸設備的氣體導管的氣體所傳送的聲音（超聲波）脈沖的飛行時間而運轉。如果氣體組分是已知的，則該飛行時間可隨后用于確定氣體的流量，或者反之亦然。

為了精確地確定聲音脈沖的飛行時間，在聲換能器的周邊環境中和在傳送聲音脈沖的氣體導管的在下文中稱之為測量室的一部分中避免凝結水或其它液體的存在是重要的。

如果凝結水積聚在測量室中可出現的一個問題在于，它會反射聲音脈沖，使得改變了脈沖的行進距離并由此改變了脈沖的飛行時間。該問題主要出現在單個換能器裝置中，在該單個換能器裝置中，安裝在氣體導管的一側上的單個超聲波換能器既用于將聲音脈沖傳送穿過氣體，又用于接收被氣體導管的相對側上的內壁或設置在氣體導管的相對側上的反射器元件反射后的聲音脈沖。在這種單個換能器裝置中，內壁或反射器元件上的凝結水會使確定氣體流量和組分的精確度嚴重惡化。

如果凝結水聚集在超聲波換能器自身周圍，則會出現另一問題。通常，超聲波換能器安裝在從氣體導管伸出的換能器殼體中。如果凝結水滲透通常存在于換能器與換能器殼體之間的氣隙，則聲音脈沖可傳播穿過換能器殼體的材料并向前經過氣體導管，這導致出現多種不希望出現的現象。該問題主要出現在雙換能器裝置中，在該雙換能器裝置中，兩個超聲波換能器設置在氣體導管的相對側上，一個超聲波換能器充當發射器，并且另一個超聲波換能器充當接收器。如果凝結水滲透兩個換能器殼體中的氣隙，則聲音脈沖可在換能器之間經由換能器殼體和氣體導管而不是經過氣體傳播。這種超聲波換能器的“短路”當然會導致不正確的飛行時間測量。

已經建議了若干個解決方案以避免凝結水在超聲波氣量計中的積聚。

歐洲專利申請EP?0078381A2公開了一種用于高濕度環境的超聲波氣流換能器裝置。換能器安裝在換能器殼體中，該換能器殼體由加熱裝置加熱以將殼體內的氣體維持于高于周圍環境的溫度以防止在殼體中形成濕氣。該裝置進一步包括吸水材料以防止凝結水進入換能器并影響氣體測量。

國際專利申請WO?96/13701公開了一種超聲波氣量計，該超聲波氣量計設計為防止換能器殼體中的液體積聚。這通過排水導管實現以允許積聚的液體通過重力排出，該排水導管通常在由換能器殼體限定的換能器腔室與氣體流經的鉆孔之間水平延伸，或者從腔室垂直延伸至換能器殼體的外部。

日本專利申請JP?11051723A公開了一種超聲波氣量計，其中，氣體導管的縱向方向、或氣體傳送通道相對于水平方向是傾斜的，以保持氣體導管的內壁是干凈的。這樣一來，雜質被沿著氣體導管的內壁流動的凝結水沖掉。

發明內容

本發明的目的是提高有關呼吸設備中的氣體的超聲波測量的可靠性。

此目的通過一種用于呼吸設備中的超聲波測量的氣量計來實現，該氣量計包括具有內壁的氣體導管，該氣體導管在氣體導管的第一端中限定入口并在氣體導管的第二端中限定出口；和超聲波換能器裝置，該超聲波換能器裝置構造成測量聲音在流經所述氣體導管的形成測量室的一部分的氣體中的速度。該氣量計設計成使得內壁的至少下表面是相對于水平面沿著氣體導管的縱向方向于測量室的兩側處向下傾斜的，使得凝結水將通過重力從測量室離開。

由于氣體導管的內壁的至少下表面是傾斜的，以從測量室朝向入口并從測量室朝向出口形成向下的斜面，從而將迫使源于潮濕氣體的凝結水或液體朝向氣體導管的入口和出口離開測量室和超聲波換能器裝置。由此，本發明呈現出了一種具有自排水設計的氣量計。

通過上文，應該了解到的是，氣量計的測量室是氣體導管的在其中執行超聲波測量的一部分，即氣體導管的被由超聲波換能器裝置發射和接收的超聲波脈沖所越過的容積。概括地說，本發明提供一種氣量計，在該氣量計中，氣體導管沿著它的縱向方向是彎曲的，并且在該氣量計中，測量腔室設置于氣體導管的最高點處，使得凝結水和其它液體將通過重力離開測量室。

此外，氣體導管的內壁的上表面也可以是相對于水平面沿著氣體導管的縱向方向于測量室的兩側處向下傾斜的，使得形成在氣體導管的“天花板”上的凝結水也將通過重力離開測量室和超聲波換能器裝置。