[發明專利]用于測量液體流速的方法和裝置

有效

• 申請號: 201280031040.1
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN103649693B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: J·Y·蔓庭班德;M·阿德勒
• 申請（專利權）人: 瑞納森斯有限公司
• 主分類號: G01F1/68
• 分類號: G01F1/68
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;肖冰濱

本發明是用于測量經過導管的液體的流速的裝置和方法。該裝置基于流速計，該流速計被適配為使用僅使用一個溫度傳感器的簡單、低成本并且節能的精確方法，精確地測量液體的體積流速。該方法基于向流動的液體施加熱能脈沖并且測量作為時間和能量輸入的函數的溫度增加。通過將測量值與通過針對已知的流速執行類似的測量得到的標度表格相比較，流速可以被確定。將被描述以示意本發明的方法和裝置的特征的一種應用是對被導尿的病人排泄的尿液的流速的測量。

技術領域

本發明涉及流速計領域。尤其是，本發明涉及能精確確定液體的體積流速的流速計。

背景技術

流速測量在很多領域都很重要。例如，許多工業過程需要測量經過各種導管的流速以便于適當地控制過程。其它需求測量液體或氣體的用途，包括向消費者傳遞產品，例如氣體、油和水。

在醫學領域，液體測量有時被應用于病人的尿液排出量或應用于將被執行靜脈注射的藥物。急性腎損傷(AKI)是在住院病人中的常見問題，尤其是在急救護理和手術室中。然而，僅最近才有用于對AKI的風險和進展的評估和分級的專業制定的標準。這些標準規定了AKI進展中的五個主要階段：危險、受傷、衰竭、損耗、以及終結階段腎疾病(以其首字母被稱為RIFLE標準)。基于RIFLE的成功，由引導臨床醫生關注AKI的問題的國際干部形成了急性腎損傷網絡-AKIN。AKIN已經認可并推廣RIFLE。此外，他們還對RIFLE標準提出了小幅的修正，被稱為AKIN標準。RIFLE-AKIN標準為預防AKI提供了有價值的手段。這些標準包括肌酐清除率和尿液排出量的測量。肌酐清除率是最近的僅顯示AKI已經發生的指標。尿液排出量作為腎功能的計量通常以每日或輪班(shiftwise)(例如八小時)為基礎來被評估。

熱傳遞流速儀典型地使用加熱元件和兩個溫度傳感器(一個在加熱器的上游一個在加熱器的下游或者與加熱器相鄰)連續地測量流速。通過測量兩個溫度計的溫度差值，計算出流速。可替換地，將在加熱器處的溫度維持在高于液體的周圍環境溫度的恒定值，并且監控為此而需要的能量，流速可以由該能量而被計算。

圖1示意性地示出了現有技術的熱質量流速計的基本布置。液體以箭頭指示的方向流經管100。在管壁或管的內部的某位置放置加熱元件120。測量溫度Ti的溫度傳感器110和測量溫度Tj的溫度傳感器120分別位于加熱器120的上游和下游。等溫線130、131和132象征性地示出了作為向加熱元件輸入能量的結果的溫度分布，其中T130>T131>T132。

用于確定流速的計算根據等式：

Q＝ρ·V·Cp·(Tj-Ti) 等式1

將兩邊都除以t并求的解

等式2

并且注意到：

Q＝I·v·t以及ΔT＝(Tj-Ti)

并且代入得到：