流体流动测量和控制制造技术

本公开涉及流体流动测量和控制。根据一个实施例，流体输送系统中的控制器控制第一体积和第二体积中的压力大小。第一体积为已知大小。第二体积为未知大小并且是变化的。控制器基于第一体积中压力的测量结果和第二体积中压力的测量结果，估计第一体积中气体的温度和第二体积中气体的温度。然后，控制器基于第一体积和第二体积中气体的所测量的压力和气体的所估计的温度，计算第二体积的大小。在输送阶段期间的多个不同时间处，控制器暂时性地中止施加压力到腔室，以计算腔室中的流体有多少已被泵送到目标接受者。

Measurement and Control of Fluid Flow

【技术实现步骤摘要】
流体流动测量和控制本申请是申请日为2014年2月03日、申请号为201480016428.3，专利技术名称为“流体流动测量和控制”的专利技术专利申请的分案申请。专利技术人：JesseE.Ambrosina，BenjaminG.Powers和AliSashjii代理人案号：FLU12-15PCT
技术介绍
输送流体到接受者的常规技术可以包括从流体源抽吸流体进入隔膜泵的腔室。在腔室被填充后，相应的流体输送系统施加压力到该腔室，使该腔室中的流体被输送到相应的患者。流体被输送到接受者的速率可以根据施加到该腔室的压力的大小而改变。最终，将压力施加到腔室足够量时间后，该腔室中的所有流体被输送给接受者。在大多数应用中，被抽吸进入隔膜泵的腔室中的流体的量大体上少于要被输送到患者的流体的量。为了随着时间输送适量流体到患者，流体输送系统重复这样的周期，在该周期中，从流体源抽吸流体进入腔室，并且随后施加压力到该腔室以输送流体到接受者。根据常规技术，基于依次操作将流体吸入隔膜泵中的腔室和将流体排出隔膜泵中的腔室的时间之间经过的时间的量，流体输送系统能够确定流体被输送到相应患者的速率。
技术实现思路
此处的实施例比起常规方法是新颖的。温度估计与控制更具体地，根据第一实施例，流体输送系统包括第一体积(例如第一腔室)和第二体积(例如第二腔室)。假设第一体积大小已知，并且第二体积大小未知。在一个实施例中，流体输送系统中的控制器控制第一体积和第二体积中压力的大小，以输送流体到相应的接受者。为了产生对被输送到接受者的流体的更准确的测量结果，控制器估计第一体积中的气体温度和第二体积中的气体温度。控制器基于第一体积中压力的测量结果和第二体积中压力的测量结果估计该温度。换句话说，在一个实施例中，控制器至少部分地从第一体积和第二体积中压力的测量结果导出所估计的气体温度。除了估计温度，如此处所述的控制器可以被配置成基于第一体积和第二体积中气体的所测量的压力和所估计的温度的结合，计算第二体积的大小。根据又一些实施例，如此处所述的流体输送系统包括设置在第一体积和第二体积之间的阀。流体输送系统的控制器首先关闭该阀以防止第一体积和第二体积之间的气体的转移。当该阀被关闭时，控制器将第一体积的压力控制为基本上不同于第二体积的压力。在确定第二体积的尺寸的测量周期期间，控制器打开第一体积和第二体积之间的阀，从而使得气体能够转移，并且使第一体积和第二体积均衡至基本上相同的压力。根据又一些实施例，控制器至少部分地基于打开该阀之前和之后气体的所测量的压力，计算第二体积的大小。第一体积和/或第二体积的热效应可以对计算的体积具有影响。根据另又一些实施例，为了估计第一体积中气体的温度和第二体积中气体的温度，控制器至少部分地基于由于第一体积和第二体积中气体压力变化所致的热效应，导出第一体积中气体的估计温度和第二体积中气体的估计温度。第一体积和第二体积的物理属性可以影响气体的相应的实际和估计气体温度。根据又一些实施例，当估计第一体积中的气体温度和第二体积中的气体温度时，控制器可以被配置成至少部分地基于气体与限定第一体积和第二体积的相应物理边界之间所估计的热量的传递，导出第一体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温度。另外通过非限制性例子的方式，请注意，该第二体积可以是隔膜泵中的第一腔室。隔膜泵可以包括相邻该第一腔室设置的第二腔室。隔膜泵中的柔性膜限定了该第一腔室和第二腔室之间的边界。控制器控制施加到该第一腔室(第二体积)的压力，以泵送第二腔室中的流体到目标接受者。如此处所述，控制器可以施加负压到该第二体积，以减小该第二体积的大小，将流体吸入隔膜泵的第二腔室。控制器可以施加正压到第一腔室(第二体积)，以将流体从隔膜泵的第二腔室排出到相应的下游接受者。根据仍然又一些实施例，当控制器施加正压到第二体积时，由于输送流体到接受者，第二体积随着时间而变化。当估计第一体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温度时，控制器可以被配置成至少部分地基于所计算的第二体积随着时间的变化，导出第一体积中的气体的温度和第二体积中的气体的温度。在又一些实施例中，控制器使用所计算的第二体积大小(隔膜泵中第一腔室的体积)来确定从隔膜泵的第二腔室输送流体到目标接受者的流速。中止控制操作根据第二实施例，流体输送系统中的控制器启动将流体吸入隔膜泵的腔室。在输送阶段期间，控制器施加正压到该腔室。所施加的正压将腔室中的流体泵送到目标接受者。在输送阶段期间的一个或多个时间处，控制器暂时中止或中断施加压力到腔室，以计算腔室中的流体有多少已被泵送到目标接受者。更具体地，假设流体输送系统首先启动填充隔膜泵中的腔室。流体输送系统在腔室上施加压力以将隔膜泵中的流体的一部分输送到下游接受者。流体输送系统暂时中止施加压力到腔室。在一个实施例中，中止施加压力包括减小施加到腔室的压力。减小的压力导致短时间量地放慢或者停止泵送腔室中的流体到接受者。压力中断的时间可以是如此之短，以至于其是不明显或不显著的。在暂时中止施加压力的该时间期间，流体输送系统计算留在隔膜泵的腔室中的流体的量。在计算留在腔室中的流体的量，流体输送系统再次施加压力到腔室(可能与中断之前所施加的压力相同或基本相似的压力)，使腔室中的流体恢复正常输送流体到接受者。换句话说，恢复施加压力到腔室使腔室中的流体再次流向接受者。在一个实施例中，流体输送系统在输送阶段期间重复中止施加压力到腔室以计算留在该腔室中的流体的量这一过程多次。多次测量使得流体输送系统能够准确地检测流体至接受者的随时间的量或流动。在另又一些实施例中，如所提到的，控制器可以被配置成施加基本上恒定的压力(在暂时中止施加压力的步骤之前和之后)到腔室，以从该腔室排出流体进入相应的导管，该导管将流体传送到目标接受者。使用在输送阶段期间不同时间处所计算的留在腔室中的流体的量，控制器可以计算将腔室中的流体输送到目标接受者的流速。根据又一些实施例，控制器可以被配置成将计算的流速与期望流速(例如设定点)进行比较。响应于检测到所计算的流速与期望流速之间的差大于阈值，控制器可以被配置成调节从腔室到目标接受者的流体的流速为更接近期望流速。需要注意的是，如果流体流速与相应的期望设定点不同，控制器可修改任何合适的控制参数以调节流体的流速。例如，在一个实施例中，控制器调节输送阶段期间施加到腔室的压力的大小，以增大或减小流体输送速率。附加地或替代性地，控制器可以被配置成调节设置在腔室和目标接受者之间的线路内流体流动阻力器的阻力。中止施加驱动压力到腔室可以包括将腔室和气体储存罐中的压力大小控制为不相同。该储存罐可以是已知大小的体积；该腔室可以是未知大小的体积。换句话说，如所提到的，该腔室可以表示变化的体积，其大小随流体被输送到接受者而变化。在又一些实施例中，控制器打开储存罐和腔室之间的阀，以使储存罐和腔室中的气体压力基本上相等。为了更准确地计算流体输送的速率，如前面所讨论的，控制器可以被配置成基于储存罐中的所测量的压力和腔室的所测量的压力，估计储存罐中的气体温度和腔室中的气体温度。控制器至少部分地基于储存罐和腔室中气体的所测量的压力和气体的所估计的温度，计算有多少流体留在腔室中。同样地，如前面所提到的，控制器可以被配置成至少部分地基于被吸入腔室的流体在施加正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：将流体吸入隔膜泵的腔室中；向腔室施加驱动压力，所施加的驱动压力使得流体从隔膜泵通过导管沿下游方向流出腔室；在相应的流量测量时间窗口中，暂时中止向腔室施加驱动压力以计算腔室中剩余的一部分流体；以及在相应的流量测量时间窗口之后，恢复向腔室施加驱动压力以继续通过导管沿下游方向泵送腔室中的剩余部分流体。

【技术特征摘要】
2013.02.05 US 61/761,1091.一种方法，包括：将流体吸入隔膜泵的腔室中；向腔室施加驱动压力，所施加的驱动压力使得流体从隔膜泵通过导管沿下游方向流出腔室；在相应的流量测量时间窗口中，暂时中止向腔室施加驱动压力以计算腔室中剩余的一部分流体；以及在相应的流量测量时间窗口之后，恢复向腔室施加驱动压力以继续通过导管沿下游方向泵送腔室中的剩余部分流体。2.如权利要求1所述的方法，还包括：在通过导管沿下游方向排出腔室中的流体的输送阶段期间，在多个不同的时间窗口计算腔室中的流体量。3.如权利要求2所述的方法，还包括：基于在输送阶段期间在多个不同时间窗口计算的腔室中的流体的量，计算通过导管输送腔室中的流体的流速。4.根据权利要求1所述的方法，其中将驱动压力施加到腔室包括：向腔室施加基本恒定的压力以通过导管将流体从腔室排出，导管将流体向下游输送到目标接受者。5.根据权利要求1所述的方法，其中中止向所述腔室施加压力包括控制所述腔室和储存罐中的压力大小不同，所述储存罐的体积大小已知，所述腔室的体积大小未知。6.如权利要求5所述的方法，还包括：打开储存罐和腔室之间的阀，以基本上均衡储存罐中的气体压力和腔室中的压力；基于储存罐中的测量的压力和腔室的测量的压力估计储存罐中的气体温度和腔室中的气体温度；和至少部分地基于储存罐和腔室中的气体的估计的温度和气体的测量的压力来计算多少流体保留在腔室中。7.如权利要求1所述的方法，其中向所述腔室施加压力包括：在相应的流量测量时间窗口之前和之后，向腔室施加基本恒定的压力以将流体从腔室排出到输送流体的导管中。8.如权利要求1所述的方法，其中，中止向所述腔室施加压力导致所述腔室中的流体到所述导管的泵送基本上停止。9.如权利要求1所述的方法，还包括：基于储存罐中测量的压力和腔室的测量的压力估计储存罐中的气体温度和将驱动压力施加到腔室的气体温度。10.如权利要求9所述的方法，还包括：至少部分地基于所测量的气体压力和估计的气体温度来计算多少流体留在腔室中。11.一种流体输送系统，包括：隔膜泵；和控制器，所述控制器能够操...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·安博罗西娜，B·G·鲍尔斯，A·沙吉，
申请(专利权)人：艾韦尼克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US