热质流体流量传感器制造技术

本文描述的是热质流量传感器，其组合量热和测风(例如，热线)元件以提供确定液体流速的混合方法。流量探针或流量传感器被配置为使用加热器向与流动液体接触的热传导材料施加热量，以测量加热器上游和下游或加热器处的热传导材料的温度，以调整加热器的功率以实现目标温差，并且至少部分地基于提供给加热器的功率和所测量的温度来确定流速。这种方法提供的流速至少部分是由于流体冷却导热材料与具有非线性效应的流速成比例。这种混合方法可以提供通过IV管线输送到患者的液体流速的准确读数。通过IV管线输送到患者的液体流速的准确读数。通过IV管线输送到患者的液体流速的准确读数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热质流体流量传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年12月20日提交的题为“热质流体流量传感器”的美国临时申请号62/782,597的权益，出于所有目的通过引用将其全部内容并入。

技术介绍


[0003]本公开内容总体上涉及用于经由热质运输测量流体流量的热质流体流量传感器。
[0004]相关技术的描述
[0005]流体推注，有时称为流体挑战，可用于患者的流体管理。使用流体挑战背后的原理是，通过在短时间内给予少量流体(例如，流体推注)，临床医生可以评估患者是否具有可用于用进一步的流体增加搏出量的前负荷储备。连续心输出可用于监控患者对流体挑战的响应。通过确定患者对流体挑战的响应来指导治疗可以减少住院时间和减少术后并发症。流量探针可以促进对输送给患者的流体的跟踪，并且可以使患者的整体流体管理更容易且更易于管理。

技术实现思路

[0006]根据多个实施，本公开涉及一种流量探针，其包括具有壁的外壳，所述壁形成导管以允许液体由其流动通过。流量探针还包括固定到壁的一部分的导热材料，使得导热材料与流经导管的液体热接触。流量探针还包括与导热材料热接触的加热元件，使得加热元件不暴露于导管。流量探针还包括加热元件上游的近侧温度传感器，近侧温度传感器与导热材料热接触，使得近侧温度传感器不暴露于导管。流量探针还包括加热元件下游的远侧温度传感器，远侧温度传感器与导热材料热接触，使得远侧温度传感器不暴露于导管。流量探针还包括与加热元件、近侧温度传感器和远侧温度传感器通信的控制器。控制器被配置为控制加热元件向导热材料施加热；至少部分地基于从近侧温度传感器接收的信号确定上游温度；至少部分地基于从远侧温度传感器接收的信号确定下游温度；至少部分地基于下游温度和上游温度之间的温差来调整加热元件的功率，对功率的调整被配置为实现目标温差；以及基于调整后的加热器功率和目标温差确定液体流速。
[0007]在一些实施方式中，流量探针进一步包括与近侧和远侧温度传感器、控制器和加热元件通信的系统电子零件。在进一步的实施方式中，系统电子零件包括被配置为承受电子束或伽马射线消毒的大规模电子零件。在进一步的实施方式中，系统电子器件不是基于半导体的。在仍进一步的实施方式中，系统电子零件包括分立电子部件和基于MEMS的制造技术。
[0008]在一些实施方式中，流量探针是无分流的。在一些实施方式中，外壳进一步包括在导热膜的内侧上的防水、生物相容材料的共形涂层。在一些实施方式中，流量探针包括在外壳的近端和远端上的鲁尔锁连接器。在一些实施方式中，流量探针被配置用于静脉注射管
线(an intravenous line)。
[0009]在一些实施方式中，近侧温度传感器位于距导管近端的25mm和50mm之间。在一些实施方式中，远侧温度传感器位于距加热元件远端的小于或等于5mm。在一些实施方式中，近侧温度传感器是薄膜热电偶。在一些实施方式中，近侧温度传感器是热敏电阻。在一些实施方式中，加热元件是薄膜加热元件。
[0010]在一些实施方式中，流量探针被配置为用于温度范围大于或等于5℃和小于或等于50℃的液体。在一些实施方式中，流量探针被配置为用于流速范围大于或等于0mL/分钟和小于或等于180mL/分钟的液体。在一些实施方式中，流量探针被配置为响应流速在小于1秒内的变化。
[0011]在一些实施方式中，控制器实施比例
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积分
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微分控制方案来控制加热元件。在一些实施方式中，远侧温度传感器与加热元件集成在一起。在一些实施方式中，控制器使用将加热器功率与流速相关联的查找表来确定液体流速。
[0012]出于概括本公开内容的目的，本文描述了某些方面、优点和新颖特征。应当理解，根据任何具体实施例，不一定可以实现所有这些优点。因此，所公开的实施方式可以以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点而不必实现如本文所教导或建议的其他优点的方式来执行。
附图说明
[0013]出于说明的目的，在附图中描绘了多种实施方式，并且决不应将其解释为限制本专利技术的范围。此外，不同公开的实施方式的多种特征可以组合以形成另外的实施方式，其是本公开内容的一部分。在整个附图中，可以重复使用附图标记来指示参考元件之间的对应。
[0014]图1图示了对象监控系统的实例实施方式，其包括感测输送到对象的液体流速(例如，体积流量或质量流量)的流量探针。
[0015]图2图示了被配置为基于混合测量方法确定液体流速的实例流量探针的框图。
[0016]图3图示了图2的流量探针的实施方式。
[0017]图4图示了被配置为基于混合测量方法确定液体流速的另一个实例流量探针的框图。
[0018]图5图示了图4的流量探针的实施方式。
[0019]图6图示了另一个实例流量探针的框图，其包括在导热材料和流经导管的流体之间的内层。
[0020]图7图示了图6的流量探针的实施方式。
[0021]图8图示了流量探针系统的实例，该系统被配置为确定流经相关流量探针的导管的液体的流速。
[0022]图9图示了使用混合测热和测风装置确定液体流速的实例方法的流程图。
具体实施方式
[0023]本文提供的标题(如果有)仅为方便起见，并不一定影响要求保护的专利技术的范围或含义。
[0024]概述
[0025]流量探针可用于测量从流体源(如IV袋)到患者的流体流速。流量探针可以相对于流体源为多种不同的配置，例如，流量探针可以串联在流体源和患者之间，这意味着流体的流动穿过流量探针，流量探针可以附接到携带流体的导管，或者流量探针可以(至少部分地)位于携带流体的导管内。这些配置中的流量探针不同于使用其他方式测量流体流量或流体输送的系统，例如通过监控流体源中流体的重量、测量流体源中的流体水平、测量患者端的流体(例如，吸入收集容器中的流体)、跟踪泵中活塞或类似部件的运动等。流量探针可以通过测量导管中的流体流量来提供流体流速的瞬时测量值。来自流量探针的测量值可用于跟踪流体推注以帮助患者的流体管理以及跟踪维护流体的施用，其中维护流体可以是在很长一段时间内以相对较慢的流速连续施用的流体。
[0026]热质流量探针是具体种类的流量探针。热质流量探针或传感器通常通过测量流体和传感器的热特性来确定流体或液体的流速。例如温度和热量等热特性与流体的流速有关。因此，通过测量流动流体的温度曲线或跟踪施加到加热器的热量，流量探针可以确定流体流速的估计。
[0027]一类热质流量探针是量热流量探针。此类流量探针基于两个与流体紧密接触但彼此绝热的温度传感器。在下游传感器附近使用加热器并持续加热。流动流体的冷却效果用于确定流量。在静止(无流动)流体条件下，两个温度传感器之间存在恒定的温差。当流体流量增加时，热能从加热的传感器中吸取，传感器之间的温差减小。减少量与流体的流速成正比。因此，量热系统通过使用围绕加热元件的两个不同的热传感器来测量由流体流量调制的温度曲线的不对称性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流量探针，其包括：具有壁的外壳，所述壁形成导管以允许液体通过其流动；固定到所述壁的一部分的导热材料，使得所述导热材料与流经所述导管的液体热接触；与所述导热材料热接触的加热元件，使得所述加热元件不暴露于所述导管；所述加热元件上游的近侧温度传感器，所述近侧温度传感器与所述导热材料热接触，使得所述近侧温度传感器不暴露于所述导管；所述加热元件下游的远侧温度传感器，所述远侧温度传感器与所述导热材料热接触，使得所述远侧温度传感器不暴露于所述导管；和与所述加热元件、所述近侧温度传感器和所述远侧温度传感器通信的控制器，所述控制器被配置为：控制所述加热元件向所述导热材料施加热量；至少部分地基于从所述近侧温度传感器接收的信号确定上游温度；至少部分地基于从所述远侧温度传感器接收的信号确定下游温度；至少部分地基于所述下游温度和所述上游温度之间的温差来调整所述加热元件的功率，对功率的调整被配置为实现目标温差；和基于调整后的加热器功率和所述目标温差确定液体流速。2.根据权利要求1所述的流量探针，进一步包括与所述近端和远侧温度传感器、所述控制器和所述加热元件通信的系统电子零件。3.根据权利要求2所述的流量探针，其中所述系统电子零件包括被配置为承受电子束或伽马射线消毒的大规模电子零件。4.根据权利要求2或3所述的流量探针，其中所述系统电子零件不是基于半导体的。5.根据权利要求4所述的流量探针，其中所述系统电子零件包括分立电子部件和基于MEMS的制造技术。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的流量探针，其中所述流量探针是无分流的。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的流量探针，其中所述外壳进一步包括在所述导热膜的内侧上的防水、生物相容材料的共形涂层。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的流量探针，其中所述流量探针包括在所述外壳的近端和远端上的鲁尔锁连接器。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的流量探针，其中所述流量探针被配置用于静脉注射管线。10.根据权利要求1
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9中任一项所述的流量探针，其中所述近侧温度传感器位于距所述导管近端25mm和50mm之间。11.根据权利要求1
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10中任一项所述的流量探针，其中所述远侧温度传感器位于距所述加热元件远端小于或等于5mm。12.根据权利要求1
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11中任一项所述的流量探针，其中所述近侧温度传感器是薄膜热电偶。13.根据权利要求1
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12中任一项所述的流量探针，其中所述近侧温度传感器是热敏电阻。
14.根据权利要求1
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13中任一项所述的流量探针，其中所述加热元件是薄膜加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：爱德华兹生命科学公司，
类型：发明
国别省市：