用于检测空气流动的传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于检测空气流动的传感器。一种空气流动传感器包括永久地固定于柔性基片的柔性电阻元件。该空气流动传感器定位在通气道的入口中，以确保该入口在除了吸入之外的所有时候都被覆盖。在向通气道施加真空时，在该通气道中产生的气压降使得空气流动通过入口和通气道，从而使传感器的基片弯曲。基片的弯曲还使得电阻元件弯曲，从而引起电阻元件的电阻变化，例如电阻的增加。该传感器的弯曲通过用作铰接点的柔性引线而得以增强。空气屏蔽件可围绕空气流动传感器的外周定位，以对流动通过空气入口的空气的运动进行引导和限制，从而增强传感器的运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种用于检测空气流动的传感器。具体地，本专利技术涉及一种适于起到用于呼吸致动装置(breath-actuated device)的空气流动检测器功能的传感器。
技术介绍
检测存在空气流动的能力在许多系统和装置中是关键的要素。例如，大多数燃烧系统需要用于感测空气流动的装置以确保提供足够的空气用于适当的燃烧。类似地，许多工业和制造过程(诸如采用空气流动来均匀地分布被加热空气的烘焙和固化过程)依靠于监视空气运动的传感器。空气流动传感器的又一应用为监视各种设备的排气以确保排气系统适当运转。空气流动感测也是大量医学应用的关键要素。例如，空气流动传感器可以与控制电子设备一起使用，以形成能使截瘫患者对大量电、电子和机电装置进行控制的呼吸致动电界面。空气流动传感器特别适于作为与肺部药物传送装置相关的吸入传感器使用。与其它的药物传送方法相比，经由吸入来传送药物具有若干优点。例如，与需要刺穿患者皮肤的静脉或肌肉注射相比，吸入对患者的创伤较小。这些注射给患者带来不舒适，而且还增加了感染的风险。口服的药物传送也具有一些缺点，诸如低的吸收率、相对低的吸收水平、以及对于许多患者(特别是那些消化不良的患者)的潜在不相容性。类似地，皮肤贴也具有相对较低的吸收率和较低的吸收水平。与此相对照的，吸入传送是非侵害的，降低了患者的不舒适和感染的风险，同时提供了较高的吸收率以及较高的吸收水平。此外，在患者不能口服药物的许多情形下，可经由吸入来传送药物。有效地经由吸入传送药物必须克服几个障碍。首先，药物通常必须以固体、液体或粉末的形式储存，然后被雾化。雾化的药物然后必须在合适的浓度和气压下与呼吸空气混合以促进有效的传送，而且还不干扰患者的呼吸。此外，必须对药物和空气的混合进行控制，从而向患者提供已知的剂量。最后，空气药物的混合物必须损失(例如通过泄漏)最小地传送到患者，这是因为损失药物会导致浪费，而且还降低了剂量测量中的精度。经常与吸入装置一起使用空气流动传感器(也称为“呼吸传感器”和“吸入传感器”)以使药物的释放与吸入同步。因为药物只在吸气期间传送，所以为了确保药物的传送并使浪费最少而期望同步的释放。已经开发了大量装置来测量空气流动，并取得了一定的成功。一种公知的空气流动感测装置为诸如与Mecikalski等人的美国专利No.5,577,497中公开的吸入器一起使用的叶片致动的或“帆(sail)”开关。电气开关连接至适于通过空气流动而偏移的致动器。该致动器通常重量轻，并包括布置成至少部分阻挡通气道的表面区域，从而致动器会由于流动空气施加到其上的压力而运动，这样就导致所述开关致动。尽管帆开关应用广泛，但它们具有许多缺点。例如，将帆开关设置成在所期望的具体气流水平致动是困难和烦琐的。这是由于将致动器在通气道中的位置与通气道、致动器以及电气开关中产生的固有机械变化结合在一起对于适当操作至关重要。此外，空气流动中的变化能引起不正确地致动开关。而且，帆开关对在正常处理中通常遇到的振动和冲击较为敏感，这可引起无意识的致动或不期望的改变开关的致动设定点。另一种公知的空气流动传感器为诸如与Johansson等人的美国专利No.5,392,768中公开的药物配送器一起使用的压力变换器。该压力变换器通过采用植入到膜或膜片上的电阻应变仪或压阻应变仪来测量压力变化而检测空气流动。该膜或膜片通过空气流动而偏移，并且由应变仪的电值的变化指示出该偏移。尽管压力变换器克服了帆开关的许多机械限制，但它们也具有许多限制。具体地，压力变换器受到长期热漂移的不利影响，从而降低了压力开关的精确度并需要使用各种补偿措施，诸如昂贵的小公差电子部件以及偏移补偿电路或软件程序。此外，压力变换器的输出信号会随着变换器的方位而改变，这进一步降低了精确度和/或空气流动传感器致动设定点的可重复性。现有技术中也广泛使用诸如与Robertson等人的美国专利No.5,487,378中公开的吸入器一起使用的热线风速计或质量流量传感器来测量空气流动。电阻线被电加热到预定温度。在绕加热的线流动的空气使线冷却时，流动通过线的电流增加从而使线恢复到所述预定温度。因为绕线运动的空气的量直接与热线经受冷却的量相关，所以可建立反馈装置，从而测量流经线的电流以感测空气是否在流动。然而，空气的冷却效果会根据空气的速度、温度、湿度和密度而变化，从而在变化的环境状况下会降低精确度和/或空气流动传感器致动设定点的可重复性。此外，需要相对复杂的电路以将流经线的电流转换为表明空气是否在流动的逻辑信号。现有技术也包括角位移传感器以及柔性的电位计(这里统称为“柔性传感器”)，它们采用网印(screen)或沉积到柔性基片上的电阻墨水。电阻墨水的电阻在基片弯曲时发生改变，从而提供了对基片偏移的电指示。在Langford的美国专利No.5,157,372以及Gentile等人的美国专利No.5,086,785中公开了柔性传感器的示例。然而，由于将低电阻的导体布置在电阻墨水之上以降低柔性传感器的标称电阻所需的处理步骤和材料，因此现有技术的柔性传感器具有成本相对较高的缺点。低电阻的导体还增加了柔性传感器的厚度，从而使其柔性降低，并因此限制了柔性传感器检测相对低水平的空气流动的能力。现有技术中也存在其它的空气流动感测装置，例如热敏电阻、热敏晶体和压电致动器。然而，这些装置同样具有上述装置的至少一些机械、电或环境限制。已经与呼吸致动的肺部药物传送装置相结合地使用几种上述的空气流动传感器，并取得了一些成功。然而，与这些传感器相关联的缺点会导致更高的加工成本，降低精确度和/或在变化的环境状况中的可重复性，并需要仔细的处理。需要这样一种空气流动传感器，即，其能精确地并能在变化的环境状况中可重复地运行。还需要这样一种空气流动传感器，即，其是鲁棒的并且能经受正常处理和定向而不降低性能。还需要一种不需复杂电路的空气流动传感器。特别需要这样一种空气流动传感器，即，该传感器能可靠而可重复地感测由于患者吸气而引起的空气流动，从而触发手持药物传送装置以传送已知剂量的药物。
技术实现思路
本专利技术克服了当前空气流动传感器的上述限制。具体地，根据本专利技术的实施例，一种空气流动传感器包括固定于柔性基片的柔性变换器。该空气流动传感器定位在通气道的入口附近，从而如果空气不流入该入口，则所述传感器覆盖该入口。在通气道中存在降低的气压时，环境大气与通气道之间的压差使空气经由所述入口流入通气道中。流动的空气冲击传感器，使基片偏移或“弯曲”。基片的弯曲使变换器弯曲，从而使变换器的电值发生变化。传感器的弯曲通过柔性引线得以加强，所述柔性引线在入口覆盖部分与安装部分之间铰接地延伸。空气屏蔽件(airshield)可围绕传感器的外周定位，以引导和限制流动通过空气入口的空气的运动，从而增强传感器的运动。因为所述空气流动传感器在机械方面是鲁棒的，而且在电和环境方面都是稳定的，所以该传感器可理想地用于肺部药物传送设备，特别是手持吸入药品传送装置。因为药物只在吸入期间被配送给患者，所以确保了患者接收到合适的剂量而且浪费最少。此外，吸入传感器提供了一种控制药物传送的自动装置，从而患者可在最少医疗监护的情况下使用本专利技术。本专利技术的一个目的在于一种用于检测空气运动的传感器。该传感器包括柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测空气运动的传感器，该传感器包括：　　　　ａ）柔性基片；　　　　ｂ）柔性变换器，其固定于所述基片，该变换器包括第一端和第二端；　　　　ｃ）第一电触头，其与所述变换器的所述第一端电连通；　　　　ｄ）第二电触头，其与所述变换器的所述第二端电连通；　　　　ｅ）保护盖罩，其放置在所述变换器、第一电触头和第二电触头中的至少一个的至少一部分上；并且　　　　ｆ）其中，所述基片在被置于运动空气流中时发生偏移，所述基片的偏移使得所述变换器弯曲，从而改变所述变换器的电值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩A利普，
申请(专利权)人：文泰拉医药公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]