[发明专利]具有用于减少压降的皮托管的气流传感器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及传感器方法和系统。本发明也涉及用于医疗通风设备中的气流传感器。另外，本发明还涉及具有超低压降的气流传感器。

背景技术

作为用于控制流经流系统的流体、气体、或液体的量的一种方式，流量控制机制被应用于各种流系统。流控制机制可以用来调节在例如通风设备或呼吸机的系统中的流量，在这些系统中，例如需要维持充足的可呼吸气流或为准备手术的病人提供足够的麻醉气体。

基于MEMS的流量传感器可用来测量在各种商业、工业或医疗应用中的这种流量。例如，在医疗应用中，经常需要精确地测量为病人静脉输入流体的流量，并由此控制此类流体的流量。在这种应用中，流量控制是正确操作的固有方面，其可以部分地通过使用流量传感器测量流系统中流体的流量来实现。

通风设备是为病人输送呼吸气体的医疗设备。通常，医院重症监护室中使用的通风设备提供含有充足氧气的空气供病人吸入，并且一般可以包括辅助或控制呼吸的控制器、呼出量指示器、报警系统、正端呼气压力阀、压力指示器、气体浓度监视器、流量指示器以及用于加热和湿润呼吸气体的加热湿润器。家庭护理使用的通风设备通常用来治疗阻塞性睡眠呼吸暂停，并提供正气压以辅助呼吸。医疗通风设备制造商需要超低压降来保证高效的送气操作。

现有技术中大多数用于医疗通风设备的气流传感器基于流量限制器的原理来操作，其横切气流并且测量管道内若干位置的压力。静态压力驱动气流样本流经旁路通道，在该旁路通道中进行流量的测量。

一种供替换的技术使用具有探针的皮托管，该探针带有开放的尖端并插入流场以测量静态压力。在管道内的静态压力是气流量的递增连续函数。皮托管完全延伸穿过传感器的主通道，从而对即将到来的流形成了障碍。这些传感器的问题在于流通道内的一定量的湍流是由传感器本身导致的。由传感器引起的湍流导致跨过传感器的压降增大并且导致管道内的噪声增大。

基于上面所述，确实需要一种改进的气流传感器，其减小压降并且其适于减少对流动的阻碍。这里公开的改进的气流传感器确实能够满足上述及其它后续的需求。

发明内容

以下概述用来帮助理解所描述的具体实施例所特有的某些创新特征，而非用作详尽描述。通过将说明书全文、权利要求、附图说明和摘要作为一个整体，可以获得对本发明的具体实施例的各方面的全面理解。

因此，本发明的一方面是提供改进的传感器方法以及系统。

本发明的另一方面是提供具有低压降的改进的气流传感器。

如在本文中描述的，现在可以实现前述各方面以及其它的目的和优点。一种用于测量流量的气流传感器装置，包括具有旁路通道的皮托管，其中所述皮托管延伸进流通道的一半以减少压降。可以沿着皮托管面向流的方向间隔布置一个或多个逆流孔，所述逆流孔将流引导到所述旁路通道。可以垂直面向流的方向放置至少一个或多个顺流孔，以使得流在经过流体传感器后流过所述(多个)顺流孔。逆流孔感应滞止压力，顺流孔感应在流通道内的所有方向施加的静压力，以便基于压力间的差值确定速度压力。

为提供流通道内的流量更加准确的读数，逆流孔和顺流孔将旁路通道内的压力平均。皮托管延伸进入流通道的一半，从而可以减少对流通道的阻碍以及降低压降。另外，这种感应速度压力的技术无需对系统增加压降从而例如通过流量限制器或孔口来测量流量。可以使用流量传感器或超低压传感器电子地感应速度压力。在这种配置中，逆流孔和顺流孔的取向产生了滞止压力与阻力压力(drag pressure)之间的差值，该差值可与流体的流量关联。

附图说明

并入说明书并作为说明书的一部分的附图进一步阐明具体实施例，并且其和详细描述一起用来解释本文中公开的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。

图1示出了用来实施优选实施例的气流传感器装置的透视图；

图2示出了根据优选实施例的气流传感器装置的切面图；

图3示出了根据优选实施例的气流传感器的横截面图；以及

图4示出了根据优选实施例的一种典型的气流传感器装置的切面图。

具体实施方式

在这些非限制性的实例中所述的特定值以及结构可以进行改变，并且它们仅仅用来说明至少一个实施例，并不是意在限定发明的范围。