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用于呼吸加濕器的溫度測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于呼吸加濕器（1）的溫度測(cè)量裝置，該呼吸加濕器（1）具有液體容器（5），所述溫度測(cè)量裝置包括流動(dòng)通道（9）和紅外線探測(cè)器（21），所述流動(dòng)通道（9）用于呼吸氣體，所述紅外線探測(cè)器（21）從外部指向所述流動(dòng)通道（9）且用于非接觸檢測(cè)所述流動(dòng)通道（9）中的呼吸氣體的溫度。所述流動(dòng)通道（9）的外表面（13）包括測(cè)量部（15），該測(cè)量部（15）與所述外表面（13）的周圍部分對(duì)齊，所述紅外線探測(cè)器（21）指向所述測(cè)量部（15）。所述流動(dòng)通道（9）包括流動(dòng)導(dǎo)向件（17），該流動(dòng)導(dǎo)向件（17）以預(yù)定的優(yōu)選為大于10°且小于170°的沖擊角度將呼吸氣流引導(dǎo)至測(cè)量部（15）。
【專利說(shuō)明】用于呼吸加濕器的溫度測(cè)量裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于呼吸加濕器的溫度測(cè)量裝置，該呼吸加濕器采用呼吸氣體為病人通氣。
[0002]當(dāng)病人在加護(hù)病房中進(jìn)行機(jī)械通氣(mechanically ventilated)時(shí),例如,待通氣的病人通過(guò)通氣管道系統(tǒng)氣動(dòng)地連接至呼吸機(jī)。由于輸送給病人的呼吸氣體必須在溫度和濕度方面進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足病人的生理需求，呼吸加濕器設(shè)置在吸入管(inhalation tube)或吸氣管(inspiration tube)中以加熱并加濕上述呼吸氣體。該呼吸加濕器通常包括充滿蒸餾水的液體容器，該容器的底板與室內(nèi)的加熱板進(jìn)行熱接觸，因此，液體被加熱。吸入氣體被導(dǎo)入液體容器中，因而被加濕，然后以一定溫度離開(kāi)該液體容器。
[0003]一方面，呼吸氣體的溫度通常是通過(guò)使用靠近病人設(shè)置的溫度傳感器來(lái)測(cè)量的，所述傳感器通過(guò)電測(cè)量線連接至控制單元，例如，設(shè)置在呼吸加濕器中的控制單元。另一方面，所述呼吸氣體的溫度在呼吸加濕器內(nèi)測(cè)量，優(yōu)選在呼吸氣體進(jìn)入所述液體容器以及離開(kāi)所述液體容器時(shí)測(cè)量。測(cè)量值發(fā)送給位于所述空氣加濕器中的控制單元，該控制單元調(diào)節(jié)該加濕器的熱輸出。
[0004]本領(lǐng)域已經(jīng)公開(kāi)了用于非接觸式溫度測(cè)量的高溫計(jì)或者輻射溫度計(jì)。這些溫度計(jì)是依據(jù)每個(gè)溫度大于OK的物體都會(huì)發(fā)出熱輻射的事實(shí)來(lái)工作的；最大輻射點(diǎn)的強(qiáng)度和位置取決于物體的溫度。這種輻射通過(guò)高溫計(jì)檢測(cè)并衡量。當(dāng)測(cè)量溫度約為室內(nèi)溫度(從大約10°c至大約40°C)時(shí)，將使用中紅外區(qū)域(MIR)中的波長(zhǎng)。
[0005]DE 10 2007 037 955 Al公開(kāi)了一種用于具有流動(dòng)通道的呼吸加濕器的非接觸式溫度測(cè)量裝置；在該 裝置中，用于記錄溫度的關(guān)閉的空心物體伸入所述流動(dòng)通道中，以及紅外線探測(cè)器指向伸入到所述流動(dòng)通道中的空心物體的內(nèi)表面。溫度測(cè)量裝置的這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是制造這種具有空心物體伸入其中的的流動(dòng)通道并不容易，因?yàn)椋招奈矬w要么必須與所述流動(dòng)通道采用相同材料制造，或者在第二生產(chǎn)步驟中與該流動(dòng)通道結(jié)合在一起，要么可選擇地，所述流動(dòng)通道和所述空心物體必須分別采用單獨(dú)的模具制造，這樣復(fù)雜并且昂貴。此外，在流動(dòng)通道中的空心物體造成相對(duì)高的流動(dòng)阻力，這樣會(huì)干涉呼吸氣流的流動(dòng)并且降低流速。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于呼吸加濕器的溫度測(cè)量裝置，該溫度測(cè)量裝置制造容易且成本低，盡管如此，該溫度測(cè)量裝置可以進(jìn)行可靠的非接觸式溫度測(cè)量。
[0007]上述目的是通過(guò)權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)的。有益效果和【具體實(shí)施方式】在從屬權(quán)利要求中描述。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于呼吸加濕器的溫度測(cè)量裝置，該呼吸加濕器包括液體容器，其中，所述溫度測(cè)量裝置包括流動(dòng)通道和紅外線探測(cè)器，所述流動(dòng)通道用于呼吸氣體，所述紅外線探測(cè)器從外部指向所述流動(dòng)通道且用于非接觸式檢測(cè)所述流動(dòng)通道中的呼吸氣體的溫度，其中，所述流動(dòng)通道包括位于該流動(dòng)通道側(cè)表面上的測(cè)量部，該測(cè)量部與周圍側(cè)表面區(qū)域?qū)R并且所述紅外線探測(cè)器指向所述測(cè)量部，其中，所述流動(dòng)通道包括流動(dòng)導(dǎo)向件，該流動(dòng)導(dǎo)向件以之前預(yù)定的優(yōu)選為大于10°且小于170°的流入角度將呼吸氣流引導(dǎo)至所述測(cè)量部。測(cè)量部設(shè)置在所述流動(dòng)通道的側(cè)表面上是一種簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，因?yàn)闇y(cè)量部不像諸如DE 10 2007 037 955 Al的情況中從側(cè)表面伸入。“側(cè)表面”在此理解為，例如圓柱形流動(dòng)通道的壁面，或者截面為矩形或多邊形的通道的直壁。這種流動(dòng)通道可以設(shè)計(jì)為所述液體容器的一體的部分，并且可以與所述液體容器分別或者一體以低成本容易地制造。所述測(cè)量部與所述側(cè)表面的周圍區(qū)域在兩個(gè)方向上對(duì)齊并或多或少地連續(xù)和/或所述測(cè)量部與這些表面齊平。
[0009]所述入流角度的范圍優(yōu)選為從約30°至約60°，并且更優(yōu)選地，范圍為從約40°至約50°。以這種入流角度沖擊在所述流動(dòng)導(dǎo)向件上的呼吸氣流直接偏向測(cè)量部，呼吸氣流在測(cè)量部上產(chǎn)生的影響的結(jié)果是，呼吸氣流將其一部分的熱量有效地傳遞給所述測(cè)量部的材料。因而，所述測(cè)量部的溫度更準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于流入的所述呼吸氣流的本來(lái)的溫度。
[0010]優(yōu)選地，所述流動(dòng)導(dǎo)向件布置在所述流動(dòng)通道的內(nèi)部。所述流動(dòng)導(dǎo)向件為直板或者彎曲板。使用這種設(shè)計(jì)的流動(dòng)導(dǎo)向件，沿所述流動(dòng)通道的長(zhǎng)度方向到達(dá)的呼吸氣流，例如可以以優(yōu)選的流入角度偏斜。制造這種位于所述流動(dòng)通道內(nèi)的流動(dòng)導(dǎo)向件相對(duì)容易。
[0011]無(wú)論如何，所述流動(dòng)導(dǎo)向件可以為直管或彎曲管，所述直管或彎曲管的橫截面為矩形、圓形、多邊形或者橢圓形。
[0012]或者，所述流動(dòng)通道自身可以設(shè)計(jì)成包括流動(dòng)導(dǎo)向件。為此，所述流動(dòng)通道自身可以以使得在所述測(cè)量部獲得期望的流入角度的方式彎曲或者具有使得在所述測(cè)量部獲得期望的流入角度的扭結(jié)。
[0013]優(yōu)選地，所述流動(dòng)導(dǎo)向件包括有結(jié)構(gòu)的表面。一種可能的結(jié)構(gòu)是，比如，一組孔；或者所述板可以經(jīng)過(guò)加粗或者包括多個(gè)突起或凹陷，突起和凹陷可以是不同的形狀，等等。這種結(jié)構(gòu)的表面有助于增加所述呼吸氣體的擾動(dòng)，以便為所述測(cè)量部產(chǎn)生最均勻的熱量。此外，所述呼吸氣流的擾動(dòng)同樣有助于增加所述呼吸氣流吸收的水分和熱量。
[0014]優(yōu)選地，所述測(cè)量部設(shè)計(jì)為薄壁并且所述測(cè)量部的材料的輻射系數(shù)范圍為從約0.90至約1.00。由于所述測(cè)量壁薄于鄰近的側(cè)表面區(qū)域的壁，所述測(cè)量部升溫更快并且溫度更有效地分布(即更均勻)。為了使所述測(cè)量更準(zhǔn)確，材料應(yīng)當(dāng)為熱優(yōu)化的，即，該材料應(yīng)當(dāng)具有接近1.00的輻射系數(shù)。為此，所述測(cè)量部可以設(shè)計(jì)有黑色涂層，例如，結(jié)合在一起或者采用一些其他方式涂抹。
[0015]優(yōu)選地，所述紅外線探測(cè)器包括熱紅外線測(cè)量元件，例如輻射熱測(cè)定器、熱電傳感器或者熱電堆。此類紅外線測(cè)量元件非常適合所述呼吸加濕器優(yōu)選使用的溫度范圍，即，為從約10°c至約40°C的外界溫度范圍。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用適合上述溫度范圍的其他類型的紅外線測(cè)量元件。
[0016]優(yōu)選地，所述紅外線探測(cè)器包括諸如透鏡之類的光學(xué)組件以便可以聚焦。優(yōu)選地，所述流動(dòng)通道或所述液體容器的材料包括透明塑料，例如LD-PE (低密度聚乙烯)。優(yōu)選透明的，是因?yàn)槭褂谜呖梢詮耐獠靠吹绞欠裨谝后w容器內(nèi)形成有冷凝物。也可以使用其他適合的透明塑料材料。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于呼吸器的呼吸加濕器，該呼吸加濕器包括殼體、液體容器和以上限定的溫度測(cè)量裝置，其中，所述液體容器包括具有測(cè)量部的流動(dòng)通道，其中，所述紅外線探測(cè)器設(shè)置在所述殼體上。
[0018]優(yōu)選地，這種呼吸加濕器包括第一溫度測(cè)量裝置和第二溫度測(cè)量裝置，其中，所述液體容器包括第一流動(dòng)通道和第二流動(dòng)通道，第一流動(dòng)通道用于將呼吸氣體引入第一測(cè)量部，第二流動(dòng)通道用于將呼吸氣體排出第二測(cè)量部，并且其中，所述殼體包括第一紅外線探測(cè)器和第二紅外線探測(cè)器，所述第一紅外線探測(cè)器和第二紅外線探測(cè)器指向第一測(cè)量部和第二測(cè)量部以進(jìn)行溫度測(cè)量。
[0019]優(yōu)選地，所述呼吸加濕器包括控制單元，該控制單元設(shè)置成根據(jù)由所述溫度測(cè)量裝置提供的測(cè)量值調(diào)節(jié)所述熱輸出。顯然，如何有兩個(gè)溫度測(cè)量裝置，第二個(gè)溫度測(cè)量裝置將被用于測(cè)量被導(dǎo)向上部的呼吸氣流，也就是，來(lái)自于底部的氣流，即從液體表面進(jìn)入液體容器中的氣流，在其穿出吸入管并通過(guò)管連接件供給患者之前被導(dǎo)向至第二測(cè)量部。
[0020]下面參考附圖根據(jù)在優(yōu)選的示范性的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明
[0021]圖1顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的溫度測(cè)量裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的呼吸加濕器的立體和局部剖視圖；以及
[0022]圖2顯示了圖1中闡釋的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的必要元件的側(cè)視圖。
[0023]圖1顯示了呼吸加濕器I的立體圖，該呼吸加濕器I具有殼體3和可拆卸地插入到所述殼體3中 的液體容器5，其中殼體3的一部分和液體容器5的一部分已被剖開(kāi)，以更好地理解本發(fā)明。液體容器5在沿水平方向上的截面基本呈U型，因此，當(dāng)液體容器5橫向地/水平地插入殼體3后，該液體容器5包圍殼體3的中心突出部，該殼體3的頂表面設(shè)置有用戶界面7，該用戶界面7具有顯示器和操作元件。在圖1左側(cè)顯示的液體容器5的區(qū)域中，容器包括流動(dòng)通道9，該流動(dòng)通道9起始于具有圓形截面的管狀插口 11，并且從該管狀插口 11以側(cè)表面13的形式向下延伸。側(cè)表面13被定義為繞流動(dòng)通道9的二維壁面，該側(cè)表面13包括測(cè)量部15，測(cè)量部15的壁比側(cè)表面13的其余壁薄。測(cè)量部15與側(cè)表面13的周圍區(qū)域?qū)R，或者與它們齊平，沒(méi)有任何元件從側(cè)表面13凸出或伸入流動(dòng)通道9的內(nèi)部。在此處描述的實(shí)施方式中，流動(dòng)通道9包括流動(dòng)導(dǎo)向件17，該流動(dòng)導(dǎo)向件17基本呈平板狀，流動(dòng)導(dǎo)向件17從與側(cè)表面13相對(duì)的側(cè)表面部分以大約60°的角度向測(cè)量部15延伸過(guò)流動(dòng)通道9的截面的大約四分之三。
[0024]此處顯示的液體容器5由透明塑料材料制成，以便可以在外部看到該液體容器5中的液體以及任何堆積的冷凝物。液體容器5還包括向上延伸的回填管19，通過(guò)該回填管19可以將來(lái)自于外部容器的新鮮液體自動(dòng)地添加至該液體容器5中。在左側(cè)區(qū)域，殼體3包括壁(圖1中部分被剖開(kāi))，當(dāng)加濕器工作時(shí)，該壁平行于液體容器5的側(cè)表面13，兩個(gè)表面之間只有一個(gè)狹窄的氣縫。在所述殼體的這個(gè)壁上，紅外線探測(cè)器12布置在凹槽內(nèi)，紅外線探測(cè)器12的鏡頭朝向所述側(cè)表面13的測(cè)量部15。
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1中優(yōu)選實(shí)施方式的溫度測(cè)量裝置的截面圖。示出的部分為放大截面圖并且省略了呼吸加濕器的一些對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要的其余元件。可以清楚地看到流動(dòng)導(dǎo)向件17是如何使流動(dòng)通道9中的呼吸氣流傾斜進(jìn)入穿過(guò)位于測(cè)量部15上的管狀插口 11中的。三個(gè)箭頭基本上表示流動(dòng)導(dǎo)向件17處的呼吸氣流的流動(dòng)方向。
[0026]在圖2的左側(cè)部分，容易識(shí)別涂有陰影的紅外線探測(cè)器21，該紅外線探測(cè)器21從液體容器5的外部水平地指向測(cè)量部15。該紅外線探測(cè)器21連接至控制單元(未顯示)，該控制單元安裝在殼體3上以衡量測(cè)量信號(hào)并相應(yīng)地調(diào)整溫度或熱輸出。
[0027]上述描述的優(yōu)選實(shí)施方式表示了用于對(duì)呼吸加濕器I的液體容器5內(nèi)的呼吸氣流進(jìn)行非接觸式溫度測(cè)量的簡(jiǎn)單解決方案，由于測(cè)量部15容易地形成在流動(dòng)通道9的側(cè)表面13上，并且流動(dòng)導(dǎo)向件17同樣可以容易地形成在流動(dòng)通道9的內(nèi)部。同樣可以想象，流動(dòng)導(dǎo)向件17可以為多部分的設(shè)計(jì)、彎曲的或有結(jié)構(gòu)的，或者該流動(dòng)導(dǎo)向件17可以相對(duì)測(cè)量部15設(shè)置為不同的流入角度以作為一種優(yōu)化測(cè)量部15上的流入量和溫度分布的方式。
[0028]伴隨本發(fā)明的主題，已經(jīng)提供了一種用于呼吸加濕器的溫度測(cè)量裝置，該溫度測(cè)量裝置制造容易且成本低，盡管如此，該溫度測(cè)量裝置可以進(jìn)行可靠的非接觸式溫度測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種用于呼吸加濕器(I)的溫度測(cè)量裝置，該呼吸加濕器(I)具有液體容器(5)，其中，所述溫度測(cè)量裝置包括流動(dòng)通道(9)和紅外線探測(cè)器(21)，所述流動(dòng)通道(9)用于呼吸氣體，所述紅外線探測(cè)器(21)從外部指向所述流動(dòng)通道(9)以用于非接觸檢測(cè)所述流動(dòng)通道(9)中的呼吸氣體的溫度，其中，所述流動(dòng)通道(9)包括位于該流動(dòng)通道(9)的側(cè)表面(13)上的測(cè)量部(15)，該測(cè)量部(15)與所述側(cè)表面(13)的周圍區(qū)域?qū)R并且所述紅外線探測(cè)器(21)指向所述測(cè)量部(15)，其中，所述流動(dòng)通道(9)包括流動(dòng)導(dǎo)向件(17)，該流動(dòng)導(dǎo)向件(17)以預(yù)定的流入角度將呼吸氣流引導(dǎo)至所述測(cè)量部(15)，所述預(yù)定的流入角度優(yōu)選為大于10°且小于170°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述流入角度的范圍為從約30°至約60°，并且更優(yōu)選地，該范圍為從約40°至約50°
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述流動(dòng)導(dǎo)向件(17)設(shè)置在所述流動(dòng)通道(9)的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述流動(dòng)導(dǎo)向件(17)為直板或者彎曲板。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述流動(dòng)導(dǎo)向件(17)為直管或彎曲管，所述直管或彎曲管的橫截面為矩形、圓形、多邊形或者橢圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述流動(dòng)導(dǎo)向件(17)包括有結(jié)構(gòu)的表面。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述測(cè)量部(15)設(shè)計(jì)為具有薄壁并且具有范圍為約0.90至約1.00的輻射系數(shù)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述紅外線探測(cè)器(21)包括熱紅外線測(cè)量元件，例如輻射熱測(cè)定器、熱電傳感器或者熱電堆。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述紅外線探測(cè)器(21)包括用于聚焦的光學(xué)組件。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述流動(dòng)通道(9)的材料為透明塑料。
11.一種用于呼吸器的呼吸加濕器(1)，包括殼體(3)、液體容器(5)和根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量裝置，其中，所述液體容器(5)包括具有所述測(cè)量部(15)的流動(dòng)通道(9)，其中，所述紅外線探測(cè)器(21)設(shè)置在所述殼體(3)上。
12.一種用于呼吸器的呼吸加濕器(1)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的第一溫度測(cè)量裝置和根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的第二溫度測(cè)量裝置，其中，所述液體容器(5)包括具有第一測(cè)量部(15)的第一流動(dòng)通道和具有第二測(cè)量部的第二流動(dòng)通道，其中所述第一流動(dòng)通道用于將呼吸氣體引入，所述第二流動(dòng)通道用于將呼吸氣體排出，并且其中，所述殼體(3 )包括第一紅外線探測(cè)器和第二紅外線探測(cè)器，所述第一紅外線探測(cè)器和第二紅外線探測(cè)器指向所述第一測(cè)量部和第二測(cè)量部。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的呼吸加濕器，包括控制單元，該控制單元設(shè)置成根據(jù)由所述溫度測(cè)量裝置提供的測(cè)量值調(diào)節(jié)熱輸出。
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK103842014SQ201280048256
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月1日
【發(fā)明者】R·比希 申請(qǐng)人:哈美頓博納圖斯股份公司