[发明专利]气体流量计及用于其中的节流装置、呼吸机、麻醉机

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及气体流量计及用于其中的节流装置、设置有该气体流量计的呼吸机、设置有该气体流量计的麻醉机。

背景技术

在呼吸机，麻醉机等医疗器械的使用过程中，需要对患者进行机械通气，对于患者，特别是婴幼儿患者和危重症患者来说，通气量的大小控制、呼气端的阻力是非常重要的。不合适的通气量会对患者带来危险。因此通气流量的控制是非常重要的，这就必须对通气气流的流量进行精确测量。

现有的呼吸机、麻醉机中所采用的气体流量计中，有一种孔板式流量计，该流量计由节流装置、采样管路和压差流量传感装置组成，该压差流量传感装置又称压差变送器。其中，该节流装置设置在气体所流经的管路中，在其附近形成管路局部收缩的效果，这样，气流的流速增加，节流装置下游的压力降低，从而在该节流装置的上、下游产生压力差。采样管路分别与节流装置的上、下游连通，并连接至压差流量传感装置，形成旁路。由于节流装置上、下游的压力差，使气体所流经的管路中的部分气流从该旁路经过，也就是流经压差流量传感器，该压差流量传感器通过采样管路所采集到的压力差而感测流经管路中的气体流量。可以理解，这种流量计会对管路中的气体造成一定的管路压损，也就是对管路中的气体造成一定的阻力。

然而，通常这种流量计多用在煤气管道，石油管道，给水管道等大流量大通径场所，技术成熟，使用广泛。但是在医学临床领域，例如呼吸机、麻醉机等的气体流量测量上，这种流量计具有明显的缺点：即若流量计中节流装置的节流孔孔径较小，则流量测量范围会较小，还可能造成呼气阻力过大，影响患者舒适度，降低治疗效果；而若流量计中节流装置的节流孔孔径设置为较大，则虽能满足测量范围的要求，但由于小流量区间压差变化过小而导致无法达到精确测量。具体地，如图1所示，曲线1是某呼吸机中流量计的节流装置的节流孔孔径设置为一个较小值时的压差-流量关系曲线，从图中可以看出，当流量增大时，气体通过的阻力迅速增加，并很快达到了压差流量传感装置的满量程，无法满足该呼吸机最大流量测量要求，同时也造成呼气阻力过大，影响呼吸机治疗效果和病人舒适度。曲线3是节流装置的节流孔设置为一个较大值时的压差-流量关系曲线，从图中可以看出，该曲线满足了流量测量范围要求，但是小流量区间压差变化太微小，压差流量传感装置不能精确的反映出流量变化，无法达到精度测量要求。从而，现有技术中用于流量计的节流装置无法同时确保流量计在所测量的气体为小流量和大流量时均能良好地检测流量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于气体流量计中的节流装置及包括该节流装置的气体流量计，以及设置有该气体流量计的呼吸机及麻醉机，包括该节流装置的气体流量计能够在提供足够测量范围的同时满足测量精度，并不会显著增大气体流动阻力。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于气体流量计中的节流装置，设置于气体所流经的管路中，其上设有节流孔，节流孔的截面积小于气体所流经的管路的截面积，节流孔的截面积随着到达节流装置的气体流量的增大而增大。

进一步地，节流孔包括定截面积部分和变截面积部分，变截面积部分的截面积随着到达节流装置的气体流量的增大而增大。

进一步地，该节流装置包括：固定节流部，固定在气体所流经的管路中，其边缘设有第一孔，中心设有第二孔；弹性节流部，固定在气体所流经的管路中，位于固定节流部的下游，其边缘设有第三孔，中心设置有突出部，其中，突出部朝向第二孔，并具有与第二孔配合的形状，第一孔与第三孔形成节流孔的定截面积部分，第二孔与突出部配合形成节流孔的变截面积部分。

进一步地，突出部的横截面积沿气流方向逐渐变大。

进一步地，弹性节流部的突出部与第三孔之间还设有第四孔。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种气体流量计，包括：压差流量传感装置；第一采样管路，一端连接至压差流量传感器，另一端插设在气体所流经的管路中；第二采样管路，一端连接至压差流量传感器，另一端插设在气体所流经的管路中；该气体流量计还包括上述任何一种节流装置，其中，第一采样管路位于气流方向上节流装置的上游，第二采样管路位于气流方向上节流装置的下游；压差流量传感装置通过第一采样管路和第二采样管路检测气体所流经的管路在节流装置的上游和下游的压力差，并根据压力差计算出气体所流经的管路中的气体流量。

进一步地，该气体流量计还包括基体管，连接在气体所流经的管路中，形成该管路的一部分；节流装置设置在基体管中，第一采样管路的一端和第二采用管路的一端均插设在基体管中。