包括印刷电路板加热元件的输注流体加温器制造技术

本发明专利技术涉及一种输注流体加温器，其包括：热交换器以及第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板和第二印刷电路板各自包括用作加热元件的一体形成的电阻图案。该一体形成的电阻图案通过电力的供应而加热并且热耦接至热交换器以对流经热交换器的流体通路的输注流体加温。

Infusion fluid heater comprising a printed circuit board heating element

The invention relates to a infusion fluid heater, which comprises a heat exchanger and a first printed circuit board and second printed circuit boards, the first printed circuit board and the second printed circuit board each including a resistance pattern formed as one of the heating elements. The resistance pattern formed by this one is heated by the supply of electric power and thermally coupled to the heat exchanger to heat the infusion fluid of the fluid channel through the heat exchanger.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括印刷电路板加热元件的输注流体加温器本专利技术涉及一种输注流体加温器，其包括热交换器以及第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板和第二印刷电路板各自包括用作加热元件的一体形成的电阻图案。该一体形成的电阻图案通过电力的供应而加热并且热耦接至热交换器以对流经热交换器的流体通路的输注流体加温。
技术介绍
通常在医院使用静脉注射流体、骨内注射流体或输注流体例如血液。在野外例如在在灾区或战区中从事故现场到医院的患者转移期间也使用输注流体。患者可以在诸如救护车或直升机的交通工具中转移。在大多数医疗过程和应用期间使用输注流体。这样的输注流体一般从静脉输液袋(IVfluidbag)或容器输送到患者的血管中。血液在储存期间被冷藏，而其他类型的输注流体可以保持在环境温度下。如果输注流体在储存温度下直接从储存器注入患者体内，可能会对患者造成生命危险并可能导致体温过低。因此，需要将输注流体加温至接近患者的期望体温的温度，以避免加热不足的输注流体的施用导致患者体温下降。输注流体加温器可以在使用后丢弃或在下次使用之前消毒。在这两种情况下，都期望尽可能降低流体加温器的成本，以为了患者的利益经济地花费资源。此外，输注流体加温器的便携性、可靠性、使用安全性和坚固性对于救护人员、医生、护理人员，战斗救护员或救援人员需要将输注流体加温器带到难以到达的救灾现场或战区的野外使用而言是特别重要的。在这种情况下，救援人员必须经常为可能处于由于例如倒塌的建筑结构或敌方火力的危险而引起的狭小的空间和危险的条件下的伤员提供救生急救。因此，尽可能地减小输注流体加温器的尺寸、重量和部件数量是特别重要的。用于输注流体加温器的电源例如包括可充电电池也必须运送到救援现场。因此，输注流体加温器的高的能量效率有利于限制电源的尺寸和重量。WO2005/027578公开了一种具有PCB型加热器的输注流体加温器。示例3和图9中公开的实施方式包括具有用于入口连接部的支承件的主体。入口连接部与由从主体突出的多个壁限定并且形成之字形图案的流动路径连通。流动路径由附接至壁的盖闭合，以防止流体流出。流动路径终止于出口连接部。WO2005/027578公开了分别插入主体内侧和盖内侧中的至少一个内侧的两个PCB型加热器。主体由ABC制成并且盖由PE制成。PCB型加热器通过由绝缘基板上的电路图案形成的加热电阻器建立。在加热电阻器上方放置由未公开的材料形成的绝缘膜以用于保护。据了解，在主体内侧的内侧上的PCB型加热器嵌入ABC材料。因此，加热器必须通过ABC材料和绝缘膜加热。这也适用于必须经由PE和绝缘膜加热的在盖内侧上的加热器。WO2005/027578中的输注流体加温器的缺点在于：加热经由通常具有低热导率的作为聚合物的ABC和PE材料来施加加热。因此加热缓慢反应且不是非常有效。输注流体加温器基于从位于绝缘基板上的温度传感器读取的温度来进行控制。温度传感器测量加热器的温度，并间接地测量分别穿过ABC和绝缘膜以及PE和绝缘膜的流动路径中的输注流体的温度。WO2005/027578公开了用于建立用于测量加热器的温度的所述温度传感器的多个解决方案，所述多个解决方案之一在图5中示出。加热电阻器通过使用不同材料涂覆绝缘基板的一侧而形成，形成两个具有大热电功率的电阻器，以当施加电力时加热或者当电力去除时形成热电偶。两个电阻器通过通孔耦接。当电力去除时，热电偶将在接头处测量加热器的温度。由于流体通过ABC或PE材料和绝缘膜与接头分离，所以流体不会具有与接头处的加热器的测量温度相同的温度。鉴于现有技术装置的上述缺点，本专利技术的一个目的是提供一种与现有技术装置相比具有更准确的流体温度控制的输注流体加温器。本专利技术的另一目的是提供一种节能、紧凑、可靠和有成本效益的输注流体加温器。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及一种输注流体加温器，包括：DC电源输入；包括第一表面和相对的第二表面的第一印刷电路板，其中，该第二表面包括第一一体形成的电阻图案；包括第一表面和相对的第二表面的第二印刷电路板，其中，该第二表面包括第二一体形成的电阻图案；热交换器，其包括由在热交换器的流体入口与流体出口之间延伸的流体通道或通路分隔开的上壁结构和相对的下壁结构；以及用于将DC电源输入连接到第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案的控制器，其特征在于，上壁结构的外表面热连接到第一电阻图案并且下壁结构的外表面热连接到第二电阻图案，并且控制器被配置成：在第一时间段期间将DC电源输入选择性地连接到第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案以在第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案中消耗电力，在第二时间段期间确定第一一体形成的电阻图案的电阻和/或第二一体形成的电阻图案的电阻，以及基于所确定的电阻来确定第一一体形成的电阻图案或第二一体形成的电阻图案的温度。在此实现的输注流体加温器提供了对输注流体的更加反应灵敏且准确的温度控制。通过基于分别与上壁结构或下壁结构热接触——即，进而与流过流体通道或通路的输注流体热接触——的第一电阻图案或第二电阻图案的电阻来测量温度，温度测量或确定表示在第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案的整个区域的平均温度。温度确定不是基于沿流体通道的单个点处的流体温度。在输注流体加温器的一个实施方式中，DC电源通过可以包括一个或更多个可充电电池例如基于锂离子的电池的电池或电池组提供。电池被配置成提供输注流体加温器中的控制器可接受的特定电压。DC电源输入基于在第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案中消耗电力的需要而被选择性地连接到第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案。电力消耗的需求取决于诸如穿过流体通道的输注流体的流量、流体入口处的输注流体温度、环境温度等因素。在一些第一时间段中，将需要在整个时段连接DC电源输入以在第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案中消耗足够的电力。在另一些第一时间段中，DC电源输入将在所述时段中的一部分期间连接且在剩余时段期间断开，只要通过这样的操作在第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案中可以消耗必需的电力即可。在又另一些时间段中，如果在第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻图案中不需要消耗电力，则DC电源输入可以在整个第一时间段期间断开。在输注流体加温器的一个实施方式中，DC电源输入通过连接到AC电源的电源例如电源连接来提供。AC电源电压例如在输注流体加温器的AC-DC转换器中被整流并转换成所需要的DC电压。输注流体加温器可以包括外壳体或外壳，该外壳体或外壳包封并保护流体加温器的先前讨论的部件中的一些或全部部件例如第一印刷电路板和第二印刷电路板、热交换器等。外壳体或外壳的形状、尺寸和其他特征在下面参照附图更详细地讨论。第一印刷电路板和第二印刷电路板中的每一个可以是普通单个层的多层刚性电路板以保持低的制造成本。第一印刷电路板和第二印刷电路板中的每一个包括绝缘基板和导电图案。导电图案可以建立安装在第一印刷电路板或第二印刷电路板上的不同电部件之间的电连接。此外，导电图案本身形成输注流体加温器的部件，即第一一体形成的电阻图案或第二一体形成的电阻图案中之一。因此，第一一体形成的电阻图案和/或第二一体形成的电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输注流体加温器，包括：DC电源输入；包括第一表面和相对的第二表面的第一印刷电路板，其中，所述第二表面包括第一一体形成的电阻图案；包括第一表面和相对的第二表面的第二印刷电路板，其中，所述第二表面包括第二一体形成的电阻图案；热交换器，其包括由在所述热交换器的流体入口与流体出口之间延伸的流体通道或通路分隔开的上壁结构和相对的下壁结构；以及用于将所述DC电源输入连接到所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案的控制器，其特征在于，所述上壁结构的外表面热连接到所述第一电阻图案并且所述下壁结构的外表面热连接到所述第二电阻图案，并且所述控制器被配置成：在第一时间段期间将所述DC电源输入选择性地连接到所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案以在所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案中消耗电力，在第二时间段期间确定所述第一一体形成的电阻图案的电阻和/或所述第二一体形成的电阻图案的电阻，以及基于所确定的电阻来确定所述第一一体形成的电阻图案或所述第二一体形成的电阻图案的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.14 EP 15181113.01.一种输注流体加温器，包括：DC电源输入；包括第一表面和相对的第二表面的第一印刷电路板，其中，所述第二表面包括第一一体形成的电阻图案；包括第一表面和相对的第二表面的第二印刷电路板，其中，所述第二表面包括第二一体形成的电阻图案；热交换器，其包括由在所述热交换器的流体入口与流体出口之间延伸的流体通道或通路分隔开的上壁结构和相对的下壁结构；以及用于将所述DC电源输入连接到所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案的控制器，其特征在于，所述上壁结构的外表面热连接到所述第一电阻图案并且所述下壁结构的外表面热连接到所述第二电阻图案，并且所述控制器被配置成：在第一时间段期间将所述DC电源输入选择性地连接到所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案以在所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案中消耗电力，在第二时间段期间确定所述第一一体形成的电阻图案的电阻和/或所述第二一体形成的电阻图案的电阻，以及基于所确定的电阻来确定所述第一一体形成的电阻图案或所述第二一体形成的电阻图案的温度。2.根据权利要求1所述的输注流体加温器，其中，所述输注流体加温器包括电子开关电路，所述电子开关电路包括根据所述控制器的控制信号能够选择的第一开关状态和第二开关状态，其中，所述电子开关电路被配置成通过选择所述第一开关状态将所述DC电源输入连接到所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案，并且被配置成通过选择所述第二开关状态将所述DC电源输入与所述第一一体形成的电阻图案和/或所述第二一体形成的电阻图案断开。3.根据权利要求1或2所述的输注流体加温器，其中，所述控制器被配置成在从所述第一时间段切换为所述第二时间段时提供预定延迟时间例如10ms至200ms，并且其中，至所述第一一体形成的电阻图案或所述第二一体形成的电阻图案的所述DC电源在所述预定延迟时间期间被断开。4.根据前述权利要求中任一项所述的输注流体加温器，其中，所述控制器被配置成随时间选择性地将所述DC电源输入连接到所述第一一体形成的电阻图案或所述第二一体形成的电阻图案以及将所述DC电源输入与所述第一一体形成的电阻图案或所述第二一体形成的电阻图案断开，以根据所述输注流体的期望温度或目标温度控制所述输注流体的温度。5.根据前述权利要求中任一项所述的输注流体加温器，其中，所述上壁结构和所述下壁结构由热导率等于或大于15W/(m·K)或者等于或大于200W/(m·K)的材料构成。6.根据前述权利要求中任一项所述的输注流体加温器，其中，所述热交换器的所述上壁结构和所述下壁结构具有板状结构，所述板状结构在流体通道或通路上的厚度小于5mm或小于3mm。7.根据前述权利要求中任一项所述的输注流体加温器，其中，所述热交换器的所述上壁结构和所述下壁结构中的每一个包括金属材料例如铝。8.根据权利要求7所述的输注流体加温器，还包括：外壳体或外壳，其包围并包封至少所述热交换器、所述第一印刷电路板和所述第二印刷电路板；和电绝缘框、电绝缘衬垫或电绝缘环，其围绕并接触所述金属热交换器的所述上壁结构和所述下壁结构的外围边缘以防止所述热交换器与所述外壳体之间的物理接触和电接触。9.根据前述权利要求中任一项所述的输注流体加温器，其中，所述流体通道或通路的宽厚比为至少50:1或至少175:...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔里克·克罗·安德森，
申请(专利权)人：美酷有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK