流体测量设备制造技术

一种流体测量设备被提供有：照射装置(120)，所述照射装置被配置成用光照射流体(200)；光接收装置(131)，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置(310)，所述检测装置被配置成基于所述光接收装置的接收到的光信号检测流体的回流；以及计算装置(320)，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号来计算指示流体的流量或流速的估计流体信息。由此，即使在流体中暂时发生所述回流，也可准确地测量流体的速度。

Fluid measuring equipment

A fluid measurement device is provided: an irradiation device (120), which is configured to illuminate a fluid (200) with light; an optical receiving device (131), which is configured to receive light scattered by the fluid; a detection device (310), which is configured to detect the reflux of the fluid based on the optical signal received by the optical receiving device; and a calculation device (320). The calculation device is configured to calculate the estimated fluid information indicating the flow or velocity of the fluid based on the detection results of the detection device and the optical signal received by the optical receiving device. Thus, even if the reflux occurs temporarily in the fluid, the velocity of the fluid can be accurately measured.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体测量设备
本专利技术涉及被配置成通过用光照射流体来测量关于流体的信息的流体测量设备。
技术介绍
对于这种类型的设备，已知一种被配置成用光照射流体并接收散射光从而测量流体浓度、流量、流速等的设备。例如，专利文献1公开了一种在人工透析设备中流动的血液被用光照射以测量血液浓度(或血细胞比容值)和血流量的科技/技术。引用列表专利文献专利文献1：日本专利No.5586476
技术实现思路
专利技术解决的技术问题在人工透析设备中，从患者收集的血液通过泵的动力在管中流动。然而，由于泵的特性血液可以在管中暂时向后流动。结果，可能无法准确地执行使用光的测量。在前述专利文献1中，没有关于血液的回流的描述。因此，如果发生血液的回流，则不能准确地测量血液浓度和血流量，这在技术上是有问题的。以上是待由本专利技术解决的问题的示例。因此，本专利技术的目的是提供一种被配置成准确地测量关于流体的信息的流体测量设备。问题的解决方案本专利技术的上述目的可通过第一流体测量设备来实现，所述第一流体测量设备被提供有：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成基于所述光接收装置的接收到的光信号检测流体的回流；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号来计算指示流体的流量或流速的估计流体信息。本专利技术的上述目的可通过第二流体测量设备来实现，所述第二流体测量设备被提供有：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成检测通过所述光接收装置的接收到的光信号所指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号来计算指示流体的流量或流速的估计流体信息。附图说明图1是图示根据第一实际示例的流体测量设备的整体配置的示意图。图2是图示第一光接收元件和第一I-V转换器的配置的电路图。图3是图示根据第一实际示例的回流检测器的配置的框图。图4是图示根据第一实际示例的校正处理器的配置的框图。图5是图示频率分析器的配置的框图。图6是图示频率f与功率谱P(f)之间的关系的曲线图。图7是图示流量Q与平均频率fm之间的关系的曲线图。图8图示有关光量的每个信号中的时间变化的示例的曲线图。图9是图示根据比较示例的流量的估计误差的曲线图。图10是图示根据第一实际示例的流量的估计误差的曲线图。图11是图示根据第二实际示例的校正处理器的配置的框图。图12是图示根据第三实际示例的流体测量设备的整体配置的示意图。图13是图示根据第四实际示例的回流检测器的配置的框图。图14是图示限制有关回流的检测的时间宽度的方法的曲线图。具体实施方式<1>根据实施例的第一流体测量设备被提供有：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成基于光接收装置的接收到的光信号检测流体的回流；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于检测装置的检测结果和光接收装置的接收到的光信号来计算指示流体的流量或流速的估计流体信息。在根据该实施例的第一流体测量设备的操作中，光被从照射装置施加到流体。所施加的光例如是激光，并且通过使用法布里-珀罗(FP)激光光源和分布式反馈激光光源来施加光。此外，流体的具体示例是血液等。流动并且可用来自照射装置的光照射的任何东西可能是测量目标。从照射装置施加的光在流体中被散射(即，透射或者反射)，然后在光接收装置上被接收。光接收装置被配置成为例如光电二极管，并且被配置成检测光的强度，并且输出接收到的光信号(即，指示所接收到的光的强度的信号)。在流体中散射的光的强度取决于流体的状态而变化。因此可以通过使用由在光接收装置上接收到的光所拥有的信息来测量关于流体的信息(例如，流量或流速等)。特别在该实施例中，可在检测装置上检测流体的回流。本文中的“回流”可以意味着流体在与原始方向不同的方向上流动，其可以包括时间流动或部分流动。检测装置被配置成基于从光接收装置输出的接收到的光信号检测流体的回流。有关流体的回流的检测结果用于与从光接收装置输出的接收到的光信号一起计算指示流体的流量或流速的估计流体信息。被配置成计算估计流体信息的计算装置被配置成例如基于在流体中是否发生回流并且基于通过接收到的光信号所指示的光的功率谱来估计流体的流量或流速。这里，如果未检测到关于流体的回流的信息，则难以准确地计算估计流体信息。根据由本专利技术人进行的研究，已经发现，如果在流体中发生回流，则来自流体的散射光的强度暂时显著地改变。因此，如果仅基于接收到的光信号估计流体的流量或流速，则当发生回流时可以错误地估计流量或流速。然而，在该实施例中，如上所述，估计流体信息是基于检测装置的检测结果和光接收装置的接收到的光信号而计算出的。换句话说，鉴于回流的发生而估计流体的流量或流速。因此，根据该实施例中的流体测量设备，可以准确地估计流体的流量或流速。<2>在根据该实施例的流体测量设备的一个方面中，检测装置被配置成如果由接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值，则检测到流体的回流。根据这个方面，可以通过将接收到的光强度的变化量与预定值相比较来检测流体的回流。“预定值”可以是依照当流体向后流动时接收到的光强度的变化量而设定的值，并且可以被理论地、实验地或经验地提前获得和设定。<3>在根据该实施例的流体测量设备的另一方面中，流体测量设备还被提供有被配置成基于接收到的光信号输出平均频率信号的分析装置，其中，计算装置被配置成(i)在除了检测流体的回流的回流时段以外的时段中基于平均频率信号计算估计流体信息，并且(ii)在回流时段中基于通过校正的平均频率信号而获得的校正的平均频率信号来计算估计流体信息。根据这个方面，在除了回流时段以外的时段中，基于平均频率信号计算估计流体信息。在回流时段中，基于通过校正的平均频率信号而获得的校正的平均频率信号来计算估计流体信息。如上面所说明的，在回流时段中，散射光的强度暂时显著地改变。因此，即使在不改变的情况下使用从接收到的光信号获得的平均频率信号来估计流量或流速，也存在不能获得准确值的可能性。相比之下，如果在回流时段中使用校正的平均频率信号，则可以抑制由于回流而导致的接收到的光强度的变化的影响，并且准确地估计流量或流速。<4>在在上述的回流时段中使用校正的平均频率信号的方面中，校正的平均频率信号可以是通过将平均频率信号乘以预定系数而获得的信号。根据由本专利技术人进行的研究，已经发现，当发生回流时的平均频率信号具有通过被折叠在作为规定的水平(例如，零)的中心线上而获得的波形。因此，如果通过将平均频率信号乘以预定系数来产生校正的平均频率信号，则可以抑制回流的影响并且准确地估计流量或流速。“预定系数”在这里可以是被设定成使当发生回流时的平均频率信号接近于真实值的值，并且可以被例如设定为包括零的大于或等于-1且小于1的值(-1≦预定系数K<1)。如果预定系数是“-1”，则产生校正的平均频率信号作为通过使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体测量设备，包括：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成基于所述光接收装置的接收到的光信号来检测流体的回流；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号，来计算指示流体的流量或流速的估计流体信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流体测量设备，包括：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成基于所述光接收装置的接收到的光信号来检测流体的回流；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号，来计算指示流体的流量或流速的估计流体信息。2.根据权利要求1所述的流体测量设备，其中，所述检测装置被配置成如果由接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值，则检测到流体的回流。3.根据权利要求1或2所述的流体测量设备，还包括被配置成基于接收到的光信号来输出平均频率信号的分析装置，其中所述计算装置被配置成(i)在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中基于平均频率信号来计算估计流体信息，并且(ii)在回流时段中基于通过校正平均频率信号而获得的校正的平均频率信号来计算估计流体信息。4.根据权利要求3所述的流体测量设备，其中，校正的平均频率信号是通过将平均频率信号乘以预定系数而获得的信号。5.根据权利要求1或2所述的流体测量设备，还包括被配置成基于接收到的光信号来输出平均频率信号的分析装置，其中所述计算装置被配置成基于平均频率信号来计算第一流体信息并且通过校正第一流体信息来计算第二流体信息，(i)以在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中输出第一流体信息作为估计流体信息，并且(ii)以在回流时段中输出第二流体信息作为估计流体信息。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：立石洁，小野寺渉，伊藤敦也，村上智也，县麻华里，安达玄纪，
申请(专利权)人：日本先锋公司，日机装株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP