一种提高流量测量精度的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种提高流量测量精度的装置，包括节流机构和处理模块，通气流道内设有的节流孔前后两端分别设有压差上游采样口和压差下游采样口，压差上游采样管与压差上游采样口连接使其与通气流道上游连通，压差下游采样管与压差下游采样口连接使其与通气流道下游连通，处理模块包括采样模块、处理器和存储器，采样模块包括两个或两个以上不同量程的压差传感器。使用分段测量的方法，小流量范围使用小量程压差传感器测量，大流量范围使用大量程压差传感器测量，实现整个流量段的高精度测量，拓展了流量的测量范围。使用节流机构和多个压差传感器的方法，解决压差流量传感器精度与量程之间的矛盾，实现大量程高精度流量测量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及呼吸机和麻醉机领域，具体是一种提高流量测量精度的装置。
技术介绍
在呼吸机和麻醉机应用中，呼气流量传感器是不可或缺的组成部分。为了避免病人间的交叉感染，目前常用的呼气流量传感器为一次性元件，或者是可消毒重复使用元件。一次性呼气流量传感器，使呼吸机的使用成本较高。可消毒重复使用的呼气流量传感器可以使成本明显降低。压差式流量传感器因节流机构没有电气元件，使其消毒变得简单，另外其成本较低，故压差流量传感器在呼吸机、麻醉机中得到广泛应用。业内普遍使用的是单个压差传感器的压差流量传感器，由于差压式流量传感器的流量-压差特性，目前的压差流量传感器量程与精度无法得到很好的平衡。目前的压差流量传感器均为使用单个压差传感器的压差流量传感器，分固定孔径和变孔径两种。固定孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器，孔径固定，只使用一个压差传感器测量压差，通过流量-压差标定实现流量的测量。变孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器，流量传感器流道内增加了弹片，根据流速不同，弹片开度随之变化。把流量-压差曲线补偿为近似线性，通过标定流量-压差，实现流量测量。固定孔径流量传感器压差P与流量Q的关系曲线如图3所示。从图中可以看出，压差与流量为二次关系。因此在流量较小时，微小的压差变化就对应较大的流量变化。因此要想提高小流量的精度，必须要高精度的压差传感器。在流量较大时，很大的压差变化对应较小的流量变化，因此要获得大的流量量程，就必须使用较大量程的压差传感器。然而，压差传感器的精度和量程是一对矛盾量。精度高，则量程小；量程大，则精度低。对于呼吸机、麻醉机来说，在全量程范围内都需要较高的精度，并且呼吸机、麻醉机流量的范围也很大。因此固定孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器很难满足要求。而对于变孔径压差流量传感器，通过簧片，可以把流量与压差的关系矫正成近似线性关系,如图4所示。这种结构的流量传感器一定程度上缓和了精度与量程的矛盾，但是使用簧片并不能矫正为完全的线性关系，因此测量精度受到影响。另外簧片的一致性较难控制，长期稳定性和可靠性也相对较低。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述问题和不足，提供一种通过多个不同量程的压差传感器，实现大量程、高精度的压差流量传感器的装置。本技术的技术方案是这样实现的：一种提高流量测量精度的装置，包括节流机构和处理模块，所述节流机构包括通气流道及设置在通气流道内的节流孔，在节流孔前后两端分别设有压差上游采样口和压差下游采样口，压差上游采样管与压差上游采样口连接使其与通气流道上游连通，压差下游采样管与压差下游采样口连接使其与通气流道下游连通，所述处理模块包括采样模块、处理器和存储器，采样模块包括两个或两个以上不同量程的压差传感器。进一步的，采样模块包括小量程压差传感器I和大量程压差传感器II，压差传感器I和压差传感器II与压差上游采样管和压差下游采样管连接，测量通气流道上下游两端的压差。进一步的，节流孔是固定孔径节流孔。节流孔还可以是变孔径节流孔。进一步的，采用上述装置来提高流量测量精度的方法，包含以下步骤：步骤一，往通气流道由小到大通流量，同时采样模块采样通气流道在通过不同流量时节流孔两端的压差；步骤二，使用处理器对步骤一中的流量及其对应的压差做标定，并把标定系数存储在存储器；步骤三，测量流量时，处理器使用采样模块采样的压差，通过存储在存储器的标定系数，计算出当前流过通气流道的流量。进一步的，所述步骤二对流量和压差做标定时，对应多个压差传感器覆盖的范围，使用最小有效量程的压差传感器采样的压差进行标定；进一步的，所述步骤三使用压差计算流量时，如果压差落在多个压差传感器量程范围内，使用最小有效量程的压差传感器所测压差计算出测量流量。本技术流量传感器使用分段测量的方法，小流量段使用小量程压差传感器测量，大流量范围使用大量程压差传感器测量，实现整个流量范围的高精度测量，同时拓展了流量的测量范围。使用多个压差传感器的方法，解决单个压差传感器流量传感器精度与量程之间的矛盾，实现大量程高精度流量传感器。下面结合附图对本技术作进一步的说明。附图说明图1是本技术多压差传感器流量传感器；图2是本技术小量程、大量程压差传感器测量的固定孔径流量-压差曲线；图3是固定孔径流量传感器流量-压差曲线；图4是变孔径流量传感器流量-压差曲线。具体实施方式如图1所示，本技术为一种提高流量测量精度的装置，包括节流机构1和处理模块13，所述节流机构1包括通气流道2，通气流道2内设有节流孔5，节流孔5采用固定孔径的节流孔，在节流孔5前后两端分别设有压差上游采样口3和压差下游采样口4，压差上游采样管6与压差上游采样口3连接使其与通气流道2上游连通，压差下游采样管7与压差下游采样口4连接使其与通气流道2下游连通，所述处理模块13包括采样模块8、处理器11和存储器12，采样模块8包括两个或两个以上不同量程的压差传感器，本技术一种实施例采用小量程的压差传感器I9和大量程的压差传感器II10，压差传感器I9和压差传感器II10与压差上游采样管6和压差下游采样管7连接，测量通气流道2上下游两端的压差。本技术使用分段测量的方法，使用两个或两个以上不同量程的压差传感器，在小流量范围，使用小量程压差流量传感器，根据所测量的压差计算出流量，因为小量程压差传感器具有较高的精度和分辨率，因此虽然小流量范围流量变化产生的压差变化较小，也可以精确测量。在大流量范围，使用大量程压差传感器，根据所测量的压差计算出流量。虽然大量程压差传感器相对小量程压差传感器精度和分辨率较低，但是根据固定孔径流量-压差关系，在大流量范围，流量变化对应的压差变化也比较大，因此仍可以获得较高的精度。测量前，先对经过节流机构通气流道的流量和压差传感器测量到的对应节流孔两端的压差进行标定。参照图1，按通气流道2内箭头所示方向由小到大通流量，例如，从0-200L/min逐步提高流量，与此同时，采样模块8的大小量程压差传感器同时采样对应不同流量时节流孔5两端的压差。对于小流量范围，使用小量程压差传感器I9所测量的压差进行标定，大流量范围使用大量程压差传感器II10所测量的压差进行标定。如图2，小量程压差传感器I9的最大有效测量值为P1对应流量为Q1，大量程压差传感器II10的最大有效测量值为P2，对应流量为Q2。因此在0-Q1（0-P1）范围使用小量程压差传感器所测压差进行标定，在Q1-Q2(P1-P2)范围使用大量程压差传感器所测压差进行标定。处理器11分别把不同范围的标定系数存储在存储器12，用于测量时根据压差计算出通过通气流道2的流量。测量时，当有流量从通气流道2通过，会在节流孔5两端产生压差，大小量程压差传感器同时采样所述压差。判断压差落在哪个范围，如果落在小量程压差传感器I9量程范围内（0-P1），处理器11使用小量程压差流量传感器I9所测量的压差通过存储器12中相应的标定系数计算出通过通气流道2的流量，如果落在小量程压差传感器I9量程范围外，但在大量程压差传感器II10量程范围内（P1-P2），处理器11使用大量程压差流量传感器II10所测量的压差通过存储器12中相应的标定系数计算出通过通气流道2的流量。本技术另一种实施例节流孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高流量测量精度的装置，其特征在于：包括节流机构（1）和处理模块（13），所述节流机构（1）包括通气流道（2）及设置在通气流道（2）内的节流孔（5），在节流孔（5）前后两端分别设有压差上游采样口（3）和压差下游采样口（4），压差上游采样管（6）与压差上游采样口（3）连接使其与通气流道（2）上游连通，压差下游采样管（7）与压差下游采样口（4）连接使其与通气流道（2）下游连通，所述处理模块（13）包括采样模块（8）、处理器（11）和存储器（12），采样模块（8）包括两个或两个以上不同量程的压差传感器。

【技术特征摘要】
1.一种提高流量测量精度的装置，其特征在于：包括节流机构（1）和处理模块（13），所述节流机构（1）包括通气流道（2）及设置在通气流道（2）内的节流孔（5），在节流孔（5）前后两端分别设有压差上游采样口（3）和压差下游采样口（4），压差上游采样管（6）与压差上游采样口（3）连接使其与通气流道（2）上游连通，压差下游采样管（7）与压差下游采样口（4）连接使其与通气流道（2）下游连通，所述处理模块（13）包括采样模块（8）、处理器（11）和存储器（12）...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟达雄，孟亚彬，王晟，苗再奎，刘铁柱，黄华平，
申请(专利权)人：广州七喜医疗设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44