流速计制造技术

本发明专利技术是在无需预知液体的物理化学特性的情况下能够精确测量通过导管的液体的体积流速的流速计，如，为了校准热质量流速的目的。本发明专利技术的流速计的一个应用是将流速计结合至用于测量由临床患者排出的尿液流速的系统中。本发明专利技术还提供了使用流速计的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流速计领域。具体地，本专利技术涉及能够精确确定液体的体积流速的流速计。
技术介绍
在许多领域中流速测量是重要的。例如，许多工业过程需要通过各种管道的流速的测量以便适当地控制该过程。需要液体或气体测量的其他方面的使用包括向客户传递产品，诸如煤气、石油和水。在医学领域，液体测量有时被应用至患者的尿液排出量的测量。大部分的流速测量系统依赖于关于待测量的液体的性能的各种假设并且将不能工作或者必须被调节以应对与所假设的性能的偏差。例如，一种众所周知的技术采用应用康氏法则(King’s Law)的热传递原理以确定流速。使用这种方法时，必须预先知道待测量液体的热性能。 热传递流速计通常使用一个加热元件和两个温度传感器(一个位于或临近加热器的上游而一个位于或临近加热器的下游)连续不断地测量流速。通过测量两个温度计之间的温度差来计算流速。可替代地，加热器处的温度被保持恒定并且为此所需要的能量被监测，据此可以计算流速。图I示意性地显示了现有技术的热式质量流速计的基本布置。液体以箭头所指的方向流过管100。在管壁中的一些位置放置加热元件120与测量温度Ti的温度传感器110和测量温度Tj的温度传感器112，温度传感器110和112分别位于加热器120的上游和下游。等温线130、131、和132象征性地显示了由于对加热元件的功率输入引起的温度分布，其中 Τ130>Τ131>Τ132ο根据以下公式进行计算以确定流速Q = p.V.Cp* (7] — 7；)方程式 I求觯^值 P =方程式 2注意Q=I · V · t代入，得出*/ · V · /V= pmC ·ΔΓ方程式 3其中于此使用的符号在以下表格中定义权利要求1.一种用于测量通过导管的液体的体积流速的设备，所述设备包括以下组件 a)部分所述导管，适于形成至少一个腔，在该腔中，已知体积的所述液体能够被隔离，并保持静止或者在该腔中所述液体的速度相对于该液体在所述腔的任一端上的部分所述导管中的速度显著减小； b)至少一个加热或冷却元件，适于向所述隔离体积的液体增加已知热量或从所述隔离体积的液体减少已知热量；以及 c)至少一个温度传感器，适于测量所述液体的瞬间温度； 其中，所述加热或冷却元件中的至少一个元件和所述温度传感器中的至少一个温度传感器与所述腔中的液体热接触，并且所述设备的所述组件被配置成允许通过使用所述瞬间温度的测量、所述液体已知体积、及所述已知热量或所测量的于两个特定瞬间温度值的测量之间逝去的时间量来直接确定所述体积流速。2.根据权利要求I所述的设备，该设备包括控制系统，该控制系统包括以下组件的至少一个组件处理器、输入装置、存储单元、显示装置和输出装置，其中所述控制系统的所述组件被配置成执行以下步骤中的至少一者 a)激活位于所述导管中一位置处的至少一个阀，在该位置处所述阀能够被用于将在所述导管中流动的已知体积的液体转移至所述腔和/或保持所述已知体积的液体静止； b)激活至少一个加热或冷却元件； c)从在所述设备中出现的温度传感器和其他类型的传感器或仪表接收数据； d)使用所接收的数据确定所述体积流速； e)存储并向用户显示与所述设备的操作相关的信息和由所述设备的组件测量或确定的所述液体的性能； f)将测量的温度的瞬间值或历史值和与所述液体和所述设备相关的其他信息发送至远程位置； g)将能够被用作输入的信号发送至其他系统；以及 h)如果流速或所述液体的其他测量性能存在预定改变，则发送报警。3.根据权利要求I所述的设备，其中适于形成至少一个腔的所述部分导管通过以下方式中的至少一者被调整 a)通过在所述导管中放置两个具有一定距离间隔的阀，以使两个阀之间的所述导管的内部的体积定义了所述腔； b)通过将所述导管分成至少两个子导管以及提供用于管理通过所述子导管的液体的流速的机构，所述两个子导管在该两个子导管的上游端和下游端紧密地附着至所述导管； c)通过提供由一个或多个支撑构件支撑在所述导管内位置的内腔和位于所述导管内的所述内腔的上游的活塞，其中所述活塞是具有穿过其中心的同轴孔的实心圆柱体，以及所述内腔是空的且除了同轴进入孔之外在上游侧被密封，所述同轴进入孔由阀打开或者阻塞，该阀通过与所述活塞接触被激活；以及 d)通过提供一段导管，该段导管包括接着是大横截面部分的小横截面部分，所述大横截面部分转而接着第二小横截面部分。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述子导管中的至少一个子导管包括与流过或限制在所述子导管中的液体接触的传感器，所述传感器适于测量所述液体的以下性能的至少一个性能导电性、渗透性、渗透压、pH、生物指标、电解质、比重、比密度、导热性、及肌酸酐、尿素、尿酸、白血球、红血球、葡萄糖、酮类的存在和浓度和离子数量/浓度。5.根据权利要求I所述的设备，该设备包括以下至少一者 a)位于测量位置的上游的气泡捕捉器； b)位于所述测量位置的上游的气体渗透膜； c)位于所述测量位置的下游的止回阀；以及 d)位于所述测量位置的上游的止回阀。6.根据权利要求I所述的设备，其中所述设备适于被连接至从患者引出的导尿管或者引流管，或者是该导尿管或者引流管的组成部分。7.根据权利要求6所述的设备，其中尿液流过所述导尿管或引流管，并且所述设备的控制系统适于监测尿液温度并适于在发生超出预定速度的改变的情况下发送报警。8.一种用于测量通过导管的液体的体积流速的方法，所述方法包括以下步骤 a)改变部分所述导管以形成腔，在该腔中，已知体积的所述液体能够被隔离，并保持静止或者在该腔中所述液体的速度相对于该液体在所述腔的任一端上的所述部分导管中的速度显著减小； b)将所述已知体积的液体隔离在所述腔中； c)从与所述腔中的所述液体热接触的温度传感器读取温度以测量所述液体的初始温度； d)激活与所述腔中的所述液体热接触的加热或冷却元件以向所述隔离体积的液体增加已知热量或从所述隔离体积的液体减少已知热量； e)从与所述腔中的所述液体热接触的温度传感器读取温度以在所述已知热量已经被增加至所述隔离体积的液体或者已经从所述隔离体积的液体减少已知热量后测量所述液体的最终温度； f)根据所述液体已知体积、所述已知热量、和所述初始温度与所述最终温度之间的差，确定聚合系数的值； g)激活热流速计以测量热流速； h)在所述一段时间结束时，根据所述测量的热量、所述聚合系数的值、及由所述第一温度传感器和第二温度传感器测量的温度的差，确定所述体积流速。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述热流速通过以下步骤测量 a)激活与位于所述腔中的一位置或位于所述导管中的另一位置的流动液体热接触的加热或冷却元件以向所述流动液体增加热量或从所述流动液体减少热量； b)在所述加热或冷却元件激活的同时，激活与位于所述加热或冷却元件的上游的所述流动液体热接触的第一温度传感器和与位于所述加热或冷却元件的下游的所述流动液体热接触的第二温度传感器； c)测量在一段时间期间向所述流动液体增加的热量或从所述流动液体减少的热量； d)在所述一段时间结束时，根据所述测量的热量和由所述第一温度传感器和第二温度传感器测量的温度的差，确定所述热流速。10.根据权利要求8所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·格林斯坦，J·Y·蔓庭班德，S·本托夫，M·阿德勒，
申请(专利权)人：瑞纳森斯有限公司，
类型：
国别省市：