专利名称：流体液面传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体液面传感器，更特定来说，涉及一种用于确定进入到在负压 伤口治疗中使用的容器中的流体的液面或流率的流体液面传感器。此技术使用泵向伤 口施加负压以将流出物流体从伤口床移出且在伤口部位处维持次大气压。
背景技水
在使用这些泵装置的情况下，必须监视在容器中收集的流出物流体的液面以确保 所述容器不被完全充满。避免泵单元受感染且确保正应用正确的治疗是重要的。由于 流出物流体的感染性质及容器可以是一次性的，因此采用非接触流体液面检测方法是 显著有利的。
存在用于测量流体液面的众多技术，包含浮动、接触、超声及光技术，但电容或 电场感测可能对于测量伤口流出物流体液面具有最多优点。已知晓将传导元件置于连 接到电路的容器的外部以检测由此形成的电容器的电容的任何改变。电容的改变是由 容器及流体的组合的介电常数的改变所引起，而介电常数的改变是由其中的流体液面 的改变所引起。此类传感器是接通的或者关断的且检测流体何时达到电容元件的水平。 其不可检测容器内若干点处的流体液面或追踪流体流动。
所述传感器也不能区分开容器内的流体液面或横跨容器壁溅射的液滴。
因此，本发明寻求作出改进。
发明内容
本发明提供一种确定用于接收来自人类身体的流体的容器内的流体液面的电容 流体液面传感器，所述容器连接到用于从人类身体移除流体的构件及用于使流体进入 到所述容器中的端口，电容器是由在所述容器外部设置于邻近所述容器的外壁处的一 系列传导板形成，所述容器在外壳内，构件用以在所述流体液面在所述容器中升高时 感测所述一系统传导板之间的电容的相对改变且用于产生指示所述容器内的流体液面 位置的信号。
不同于仅提供指示对应于设定流体液面的电容值的信号的现有装置，本发明可提 供指示容器内的不同设定点的信号且还可在所达到的流体液面与溅射在所述容器壁上 的液滴之间进行区分。与达到流体液面时传导板之间的相对改变相比，对于溅射情况 来说，所述传导板之间的相对改变是急剧的。对于本发明来说，在使用不同大小的容器时还可动态地改变流体液面点，此对于现有系统来说是不可能的。
优选地，所述流体传感器传导板及电子装置附接到容纳所述容器的外壳构件的内 表面，所述传导板的在所述外壳构件内部的表面被屏蔽而无法检测电容改变，使得仅 检测由于所述容器内的流体液面所引起的电容改变。有利地，参考传导板提供于外壳 中设置于所述容器上方的内表面上以将流体液面感测与在护士或护理人员操纵装置时 的电容改变区分开。
优选地，所述流体液面感测器可在所述容器的垂直、水平或其它定向中检测流体 液面。
优选地，检测所有板之间的电容的相对改变以提供对流体液面的连续测量。有利 地，此提供一种流体液面追踪手段，其可指示容器将变满时的时间。
更优选地，所述流体液面追踪连续地测量流体液面的改变速率且更优选地，提供 了用于在流体液面的增加超过预定阈值时触发警报的方法。"正常"伤口一小时将往 往产生0到4ml的流出物，这些液面随时间的改变是伤口愈合进程的有用指标。
所述传导板可具有各种配置以提供不同的准确性和灵敏度级别。优选地，所述传 导板可形成为薄的金属条带，以使得可检测每一条带之间的电容改变以提供流体液面、 溅射及流率的更灵敏且更准确的信号。
现在，将参照附图且以举例说明方式描述本发明
图1显示根据本发明优选实施例的流体液面传感器的示意图2至5显示流体液面传感器的替代布置；
图6显示容器在垂直定向中的情形下流体液面传感器输出及多个触发点； 图7显示容器在水平定向中的情形下流体液面传感器输出及多个触发点； 图8显示根据本发明的连续流体液面追踪。 图9a至9d显示用于流体液面传感器的传导板的不同布置。
具体实施例方式
参考图1， 一个优选实施例中的流体传感器包含呈图中所示的基本布局的传导板
阵列。位于所述阵列前侧的是配置成薄条带的传导板1到4。这些条带具有经设计以 覆盖在容器的垂直及水平定向中的容器高度的高度。传导条带1到4优选地由薄的柔 性金属材料制成且通过绝缘材料彼此分离。所述条带安装在常规柔性电路板上，文中 不对所述柔性电路板进行详细描述。
不存在对可使用的传导板的数目的限制，如在图2至5中所示的流体传感器的不 同布置中所图解说明。此外，取决于容器大小及形状，传导板可甚至呈薄条带、薄线 或甚至点的形状。图9a至9d显示传导板的可能变型。在电路板的相反侧上，存在屏蔽板，所述屏蔽板覆盖传导板1到4且确保传导板仅在阵列前面而非阵列后面检取电 容改变。还存在参考板4，其检测由于操纵容器而非流体液面所引起的电容改变。
传导板1到4具有产生穿过容器及其内流体的电场线以使得所述板充当电容器板 的大小。板1到4设置于接近容器的壁处，于此处将要测量流体液面。流体传感器布 置可经设置，使得其与容器壁接触或可在通过容器抽吸流体的泵外壳的壁上使其更进 一步地分离。此允许传感器在距离容器较远的地方。
传导板1到4连接到电路板且常规电子装置及软件用于基于板之间的电容的相对 改变来确定流体液面。将电容转换为电信号，通常是表示所述改变的电压信号。所述 电容改变提供对与体积相对照的电容电平的连续测量。具体地设计算法以在预定义的 时间周期上检査流体液面。此意指所述装置不仅可以指示多于一个点处的流体液面及 在需要时提供警报，而且其还可追踪流体液面。所述流体传感器可按需要在容器的垂 直、水平或其它位置中使用。随着流体液面在容器中升高，自传导板输出的电压将改 变，如图6及7中的轨迹所示。在图6及7中，选择流体液面以触发流体液面指示或 在大约400ml、 450ml及500ml处提供警报。
填充容器的流出物流体的介电及其它特性可根据病人而彼此不同，且因此，布置 传导板以通过比较板之间的电容的相对改变而非平均值或相对参考电平的值来自校准 其输出。以此方式，消除不同流体的不同影响。使用此比率测量技术允许比检测平均 值高的灵敏度及准确性。
现有系统仅在一个点处触发，本传感器系统可提供多于一个液面的指示且还提供 警报且可指示何时关掉泵以阻止流体过度填充容器。
如果需要更多触发液面，可添加更多的传导板或者改变控制算法。
在图8中显示对流体液面的连续追踪。对来自所有传导板的输出求和以产生电压 输出与体积之间的相对线性关系。
在伤口治疗装置中，连续追踪的优点是能够看到流出物液面是否升高得太快，升 髙得太快暗示着恶化的临床状况。"正常"伤口一小时将往往产生0到4ml的流出物， 这些液面随时间的改变是伤口愈合进程的有用指标。其通过检测血液是否开始进入伤 口而成为潜在挽救生命特征，这是因为如果血液已进入伤口，则流体液面改变的速率 将很高。
传感器软件也可帮助检测因流出物错置于邻近所述传感器的罐子壁上(此是由于 高压或开始治疗时的流体初始涌出)而引起的溅射及沾污。所述传感器软件具有在预 定义的时间标度上得到满足时用以在溅射或真正充满之间作出区分的条件状态。
权利要求
1、一种电容流体液面传感器，其用以确定用于接收来自人类身体的流体的容器内的流体液面，所述容器连接到用于从人类身体移除流体的构件及用于使流体进入到所述容器中的端口，电容器是由在所述容器的外部设置于邻近所述容器的外壁处的一系列传导板形成，构件用以在所述流体液面在所述容器中升高时感测所述一系列传导板之间的电容的相对改变且用于产生指示所述容器内的流体液面位置的信号。
2、 如权利要求1所述的电容流体液面传感器，其中所述流体传感器传导板及电子装置附接到容纳所述容器的外壳构件的内表面，所述传导板的在所述外壳构件内部 的表面被屏蔽而无法检测电容改变，使得仅检测因所述容器内的流体液面所引起的电 容改变。
3、 如权利要求1或2所述的电容流体液面传感器，其中参考传导板提供于所述 外壳的设置于所述容器上方的所述内表面上以将流体液面感测与护士或护理人员操纵 装置时的所述电容改变区分开。
4、 如权利要求l、 2或3中任一权利要求所述的电容流体液面传感器，其中所述 流体液面传感器可在所述容器的垂直或水平定向中检测流体液面。
5、 如权利要求4所述的电容流体液面传感器，其中在所述容器的所述垂直定向 中，所述流体传感器传导板朝向所述容器的上部延伸以检测表示高液面的流体液面且 朝向所述容器的下部延伸以表示较低液面。
6、 如权利要求4所述的电容流体液面感测器，其中在所述容器的所述水平定向 中，所述流体传感器传导板朝向所述容器的上部延伸以检测表示高液面的流体液面且 朝向所述容器的下部延伸以表示较低液面。
7、 如任一前述权利要求所述的电容流体液面传感器，其中所有所述板之间的电 容的相对改变经检测以提供对流体液面的连续测量。
8、 如任一前述权利要求所述的电容流体液面传感器，其中所述传导板形成为多 个传导金属条带，使得可检测每一条带之间的所述电容改变以提供流体液面、溅射及 流率的更灵敏且更准确的信号。
9、如权利要求8所述的电容流体液面传感器，其中所述传导板形成为大体上在垂直方向上平行且在水平方向上平行定位的多个传导金属条带。
全文摘要
本发明提供一种流体液面传感器，其用于确定进入到在负压伤口治疗中使用的容器中的流体的液面。所述传感器包含传导板阵列以产生穿过所述容器及其内流体的电场线，所述板充当电容器的板。所述板(1到4)设置于接近所述容器的壁处且连接到电路板、电子装置及软件以基于所述板之间的电容的相对改变来确定所述容器中的所述流体液面。将所述电容转换为表示所述改变的电压信号。设计算法以在预定义的时间周期上检查所述流体液面以指示在多于一个点处的所述流体液面且还追踪所述流体液面。所述流体传感器可按需要在所述容器的垂直、水平或其它位置中使用。
文档编号G01F23/26GK101652641SQ200880010900
公开日2010年2月17日 申请日期2008年4月1日 优先权日2007年4月2日
发明者格雷格·巴利, 艾伦·比尔 申请人:亨特来夫工业技术有限公司