[實用新型]一種提高流量測量精度的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620847801.6
• 申請日: 2016-08-08
• 公開（公告）號: CN206146477U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 鐘達雄;孟亞彬;王晟;苗再奎;劉鐵柱;黃華平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州七喜醫(yī)療設備有限公司
• 主分類號: G01F7/00
• 分類號: G01F7/00
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司44214
• 代理人: 趙曉慧

技術領域

本實用新型涉及呼吸機和麻醉機領域，具體是一種提高流量測量精度的裝置。

背景技術

在呼吸機和麻醉機應用中，呼氣流量傳感器是不可或缺的組成部分。為了避免病人間的交叉感染，目前常用的呼氣流量傳感器為一次性元件，或者是可消毒重復使用元件。一次性呼氣流量傳感器，使呼吸機的使用成本較高。可消毒重復使用的呼氣流量傳感器可以使成本明顯降低。壓差式流量傳感器因節(jié)流機構(gòu)沒有電氣元件，使其消毒變得簡單，另外其成本較低，故壓差流量傳感器在呼吸機、麻醉機中得到廣泛應用。業(yè)內(nèi)普遍使用的是單個壓差傳感器的壓差流量傳感器，由于差壓式流量傳感器的流量-壓差特性，目前的壓差流量傳感器量程與精度無法得到很好的平衡。

目前的壓差流量傳感器均為使用單個壓差傳感器的壓差流量傳感器，分固定孔徑和變孔徑兩種。固定孔徑使用單個壓差傳感器的壓差流量傳感器，孔徑固定，只使用一個壓差傳感器測量壓差，通過流量-壓差標定實現(xiàn)流量的測量。變孔徑使用單個壓差傳感器的壓差流量傳感器，流量傳感器流道內(nèi)增加了彈片，根據(jù)流速不同，彈片開度隨之變化。把流量-壓差曲線補償為近似線性，通過標定流量-壓差，實現(xiàn)流量測量。固定孔徑流量傳感器壓差P與流量Q的關系曲線如圖3所示。從圖中可以看出，壓差與流量為二次關系。因此在流量較小時，微小的壓差變化就對應較大的流量變化。因此要想提高小流量的精度，必須要高精度的壓差傳感器。在流量較大時，很大的壓差變化對應較小的流量變化，因此要獲得大的流量量程，就必須使用較大量程的壓差傳感器。然而，壓差傳感器的精度和量程是一對矛盾量。精度高，則量程小；量程大，則精度低。對于呼吸機、麻醉機來說，在全量程范圍內(nèi)都需要較高的精度，并且呼吸機、麻醉機流量的范圍也很大。因此固定孔徑使用單個壓差傳感器的壓差流量傳感器很難滿足要求。

而對于變孔徑壓差流量傳感器，通過簧片，可以把流量與壓差的關系矯正成近似線性關系,如圖4所示。這種結(jié)構(gòu)的流量傳感器一定程度上緩和了精度與量程的矛盾，但是使用簧片并不能矯正為完全的線性關系，因此測量精度受到影響。另外簧片的一致性較難控制，長期穩(wěn)定性和可靠性也相對較低。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對上述問題和不足，提供一種通過多個不同量程的壓差傳感器，實現(xiàn)大量程、高精度的壓差流量傳感器的裝置。

本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種提高流量測量精度的裝置，包括節(jié)流機構(gòu)和處理模塊，所述節(jié)流機構(gòu)包括通氣流道及設置在通氣流道內(nèi)的節(jié)流孔，在節(jié)流孔前后兩端分別設有壓差上游采樣口和壓差下游采樣口，壓差上游采樣管與壓差上游采樣口連接使其與通氣流道上游連通，壓差下游采樣管與壓差下游采樣口連接使其與通氣流道下游連通，所述處理模塊包括采樣模塊、處理器和存儲器，采樣模塊包括兩個或兩個以上不同量程的壓差傳感器。

進一步的，采樣模塊包括小量程壓差傳感器I和大量程壓差傳感器II，壓差傳感器I和壓差傳感器II與壓差上游采樣管和壓差下游采樣管連接，測量通氣流道上下游兩端的壓差。

進一步的，節(jié)流孔是固定孔徑節(jié)流孔。節(jié)流孔還可以是變孔徑節(jié)流孔。

進一步的，采用上述裝置來提高流量測量精度的方法，包含以下步驟：

步驟一，往通氣流道由小到大通流量，同時采樣模塊采樣通氣流道在通過不同流量時節(jié)流孔兩端的壓差；

步驟二，使用處理器對步驟一中的流量及其對應的壓差做標定，并把標定系數(shù)存儲在存儲器；

步驟三，測量流量時，處理器使用采樣模塊采樣的壓差，通過存儲在存儲器的標定系數(shù)，計算出當前流過通氣流道的流量。

進一步的， 所述步驟二對流量和壓差做標定時，對應多個壓差傳感器覆蓋的范圍，使用最小有效量程的壓差傳感器采樣的壓差進行標定；

進一步的，所述步驟三使用壓差計算流量時，如果壓差落在多個壓差傳感器量程范圍內(nèi)，使用最小有效量程的壓差傳感器所測壓差計算出測量流量。

本實用新型流量傳感器使用分段測量的方法，小流量段使用小量程壓差傳感器測量，大流量范圍使用大量程壓差傳感器測量，實現(xiàn)整個流量范圍的高精度測量，同時拓展了流量的測量范圍。使用多個壓差傳感器的方法，解決單個壓差傳感器流量傳感器精度與量程之間的矛盾，實現(xiàn)大量程高精度流量傳感器。

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本實用新型多壓差傳感器流量傳感器；

圖2是本實用新型小量程、大量程壓差傳感器測量的固定孔徑流量-壓差曲線；

圖3是固定孔徑流量傳感器流量-壓差曲線；