差压式流量采样组件、差压式流量传感器和肺功能仪的制作方法

1.本实用新型属于流量传感器技术领域，尤其涉及一种差压式流量采样组件、差压式流量传感器和肺功能仪。


背景技术：

2.流量传感器根据原理可以分为容积式、涡轮式、差压式和电磁式等，其中，差压式流量传感器的工作原理是，当气流经过内置于管道中的阻流件时，阻流件对气流提供一定的气阻，从而导致在阻流件的前后两端产生一定的压力差值，通过测量该压差值就可获得流量值。
3.相关技术中，差压式流量传感器通常只能实现单向检测，降低了其使用过程中的便捷性和应用性的广泛性，同时，气流的流动容易影响气流压力的测量结果，使其无法实现精确测量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种差压式流量采样组件、差压式流量传感器和肺功能仪，能实现精确测量且能对双向流动的气体进行流量测量。
5.为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
6.第一方面，本实用新型提供一种差压式流量采样组件，所述差压式流量采样组件包括采样器、阻流件和检测件，所述采样器围合腔室，包括进气口和出气口，气流经所述进气口通过所述腔室从所述出气口排出；所述阻流件设置在所述腔室，并将所述腔室分隔为第一腔室和第二腔室，所述进气口与所述第一腔室连通，所述出气口与所述第二腔室连通，气流通过所述阻流件时受到气阻，使所述第一腔室和所述第二腔室产生压差；所述采样器还开设有第一气流槽和第二气流槽，所述第一气流槽和所述第一腔室通过第一缺口连通，所述第二气流槽和所述第二腔室通过第二缺口连通，所述检测件用于检测所述第一气流槽和所述第二气流槽的气压。
7.一种实施方式中，所述采样器包括第一分隔板和第二分隔板，所述第一分隔板分隔所述第一气流槽和所述第一腔室，所述第二分隔板分隔所述第二气流槽和所述第二腔室，所述第一分隔板上开设有所述第一缺口，所述第二分隔板上开设有所述第二缺口。
8.一种实施方式中，所述采样器包括第一采样器和第二采样器，所述第一采样器包括第一壳体，所述第一壳体围合所述第一腔室，所述第二采样器包括第二壳体，所述第二壳体围合所述第二腔室，所述第一壳体与所述第二壳体连接，并共同围合所述腔室；所述第一分隔板呈环形地设置于所述第一壳体，所述第二分隔板呈环形地设置于所述第二壳体；所述阻流件与所述第一采样器和/或所述第二采样器连接。
9.一种实施方式中，所述第一缺口为多个，多个所述第一缺口在所述第一分隔板上均匀设置。
10.一种实施方式中，所述第一壳体开设有采压孔，所述采压孔与所述第一气流槽连
通。
11.一种实施方式中，所述第一采样器还包括安装部，所述安装部设置在所述第一壳体上，所述安装部开设有容纳槽，所述容纳槽与所述采压孔连通，所述检测件用于检测容纳槽的气压。
12.一种实施方式中，所述安装部还包括导气管，所述容纳槽与所述导气管连通，所述导气管与所述容纳槽相背的一端连通所述采压孔。
13.一种实施方式中，所述容纳槽的底壁与所述导气管连接，所述导气管相对于所述底壁偏心设置。
14.第二方面，本实用新型还提供一种差压式流量传感器，所述差压式流量传感器包括转接器和第一方面任一实施方式所述的差压式流量采样组件，所述转接器与所述采样器连接，所述转接器与所述检测件连接，所述第一气流槽的气体经所述转接器流入所述检测件。
15.第三方面，本实用新型还提供一种肺功能仪，所述肺功能仪包括第二方面所述的差压式流量传感器。
16.通过使采样器围合腔室，将阻流件设置在该腔室中，气流通过进气口进入腔室，流经阻流件时受到阻力，并从出气口排出，使阻流件两侧产生压差，采用检测件对阻流件两侧腔室的压差进行检测，计算可以得到气流的流量，因此，以采样器的任意一端为进气口，另一端为出气口，即可使气流在经过阻流件时产生压差，实现气体流量的双向检测；在气流流经阻流件时，由于阻流件两侧的腔室存在一定的空间，空间各处的气体压力存在区别，因此直接对第一腔室和第二腔室内的气压进行检测误差较大，通过在采样器开设第一气流槽和第二气流槽，使第一气流槽通过第一缺口与第一腔室连通、第二气流槽通过第二缺口与第二腔室连通，检测件对第一气流槽和第二气流槽的气压进行检测，间接实现对阻流件两侧的第一腔室和第二腔室气压的检测，有利于避免气流在流动过程不稳定使检测结果存在误差的问题，实现更精确的测量。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是一种实施例的差压式流量采样组件的整体结构图；
19.图2是一种实施例的差压式流量采样组件的爆炸结构图；
20.图3是图1的剖视图；
21.图4a是一种实施例的第一采样器的结构示意图；
22.图4b是图4a的第一采样器在另一视角下的结构示意图；
23.图5是一种实施例的差压式流量采样组件的仰视图。
24.附图标记说明：
25.100-采样器，200-阻流件；
26.101-第一采样器，102-第二采样器，103-腔室；
27.11-第一壳体，111-进气口，112-第一气流槽，113-第一分隔板，114-第一缺口，115-采压孔，116-外扣点，12-安装部，121-容纳槽，122-导气管，13-第一装饰件；
28.21-第二壳体，211-出气口，22-第二装饰件；
29.31-第一腔室，32-第二腔室。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
31.请参阅图1，本实用新型实施例提供一种差压式流量采样组件，可应用于手持式肺功能仪、呼吸机、制氧机等，其中，差压式流量采样组件的进气口111可与患者相连，当患者呼气或吸气时，可监测患者呼出的气体或吸入的气体的流量，进而可根据该流量是否在符合正常人的标准值内，判断患者呼吸是否正常，以及是否进行相关治疗等。
32.请参阅图1、图2和图3，该差压式流量采样组件包括采样器100、阻流件200和检测件。
33.采样器100围合腔室103，包括进气口111和出气口211，气流经进气口111通过腔室103从出气口211排出，采样器100的材质包括但不限于塑料或金属，其形状包括但不限于椭球型，进气口111和出气口211在采样器100上相对设置，使进气口111、腔室103和出气口211形成气流通路，此处的进气口111与出气口211仅为广义上气体的进出通道，该采样器100可实现双向使用。
34.可选的，采样器100的主体为椭球型，并以椭球型的短轴为中心线向两侧延伸出两根管道，两根管道与采样器100主体平滑连接，分别作为气流的进气通道和出气通道，进气通道和出气通道贯穿腔室103且与腔室103连通，两根管道的管道口则分别为进气口111和出气口211。进气口111和出气口211向外延伸的设计便于患者向采样器100内部呼气或吸气；两端通道小、中间腔室103大的设计有利于气流与腔室103内设置的阻流件200充分接触，增强阻流件200的阻流作用。
35.阻流件200设置在腔室103内，阻流件200的材料包括但不限于金属和高分子材料，且优选高分子材料。高分子材料轻便且耐水性强，有利于避免阻流件200长期接触呼入的温湿气体被腐蚀；高分子材料的导热性能相对金属较弱，也能避免由于阻流件200与呼入气体的温差较大，使阻流件200处生成较多水滴，进而影响检测结果或对阻流件200造成损耗的问题。
36.阻流件200整体为片状结构，包括固定件和筛网，固定件与其固定处采样器100的边缘形状相同，筛网可以对通过该阻流件200的气流提供一定的气阻，使阻流件200两侧产生气压差。阻流件200通常设置在腔室103的正中间，将腔室103分隔为两个体积相同的第一腔室31和第二腔室32，进气口111与第一腔室31连通，出气口211与第二腔室32连通，气流通过阻流件200时受到气阻，使第一腔室31和第二腔室32产生压差，通过压力传感器检测第一腔室31和第二腔室32的气压，即可通过压差计算出气流的流量。
37.但是，第一腔室31和第二腔室32均存在一定的空间，在气流流动过程中腔室103内
各处的气压不同，且患者在呼出或吸入气体的过程中，气流流速不稳定，直接对第一腔室31和第二腔室32中的气压进行检测误差较大。因此，通过在采样器100开设第一气流槽112和第二气流槽，使第一气流槽112和第一腔室31通过第一缺口114连通，第二气流槽和第二腔室32通过第二缺口连通，采用检测件对第一气流槽112和第二气流槽中的气压进行检测，可以减小气流波动对检测结果的影响。
38.通过使采样器100围合腔室103，将阻流件200设置在该腔室103中，气流通过进气口111进入腔室103，流经阻流件200时受到阻力，并从出气口211排出，使阻流件200两侧产生压差，采用检测件对阻流件200两侧腔室103的压差进行检测，计算可以得到气流的流量，因此，以采样器100的任意一端为进气口111，另一端为出气口211，即可使气流在经过阻流件200时产生压差，实现气体流量的双向检测。
39.在气流流经阻流件200时，由于阻流件200两侧的腔室103存在一定的空间，空间各处的气体压力存在区别，通过在采样器100开设第一气流槽112和第二气流槽，使第一气流槽112通过第一缺口114与第一腔室31连通、第二气流槽通过第二缺口与第二腔室32连通，因此第一气流槽112中的气压与第一腔室31相同，第二气流槽中的气压与第二腔室32相同。采用检测件对第一气流槽112和第二气流槽的气压进行检测，间接实现对阻流件200两侧的第一腔室31和第二腔室32气压的检测，不仅避免了检测件在第一腔室31和第二腔室32检测点不同造成的误差，还有利于避免气流在流动过程不稳定影响检测结果的问题，实现更精确的测量。
40.一种实施方式中，请参阅图3和图4a，采样器100包括第一分隔板113和第二分隔板，第一分隔板113分隔第一气流槽112和第一腔室31，第二分隔板分隔第二气流槽和第二腔室32，第一分隔板113上开设有第一缺口114，第二分隔板上开设有第二缺口。
41.可选的，第一气流槽112和第二气流槽的开设方向与气流方向垂直，且开设在阻流件200两侧附近的采样器100上，第一分隔板113和第二分隔板分别封闭第一气流槽112和第二气流槽的开口，并通过第一缺口114和第二缺口实现第一气流槽112与第一腔室31、第二气流槽与第二腔室32的连通。
42.可选的，第一气流槽112和第二气流槽的开设方向与气流方向相同，第一分隔板113和第二分隔板分别设置在阻流件200两侧附近的采样器100上，第一分隔板113与采样器100围合第一气流槽112，第二分隔板与采样器100围合第二气流槽，阻流件200的固定件对第一气流槽112和第二气流槽的开口进行封闭，使第一气流槽112通过第一缺口114与第一腔室31连通、第二气流槽通过第二缺口与第二腔室32连通，且第一气流槽112与第二气流槽彼此独立。
43.通过设置第一分隔板113和第二分隔板，使第一分隔板113分隔第一气流槽112和第一腔室31，第二分隔板分隔第二气流槽和第二腔室32，这样设计下的采样器100结构更加简单，也便于工业生产，同时，差压式流量采样组件各部件之间的组装更加简单。当第一气流槽112和第二气流槽的开设方向与气流方向相同时，第一气流槽112可由第一分隔板113与采样器100围合形成，使第一气流槽112的设置方式更加简单，通过调整第一分隔板113的位置还实现第一气流槽112大小、数量和位置的调节，有利于第一腔室31的气流更均匀的进入第一气流槽112，第一气流槽112内的气压更准确的对应第一腔室31的气压，使检测件的检测结果更加准确；第二气流槽与第一气流槽112相同。
44.一种实施方式中，请参阅图2和图3，采样器100包括第一采样器101和第二采样器102，第一采样器101包括第一壳体11，第一壳体11围合第一腔室31，第二采样器102包括第二壳体21，第二壳体21围合第二腔室32，第一壳体11与第二壳体21形状相同且对称连接，共同围合腔室103。阻流件200设置在第一壳体11与第二壳体21之间，通过固定件与第一壳体11或第二壳体21连接，或者，阻流件200在组装完成之后同时与第一壳体11和第二壳体21连接。
45.其中，第一分隔板113呈环形地设置于第一壳体11，第一分隔板113与第一壳体11围合环状第一气流槽112；第二分隔板呈环形地设置于第二壳体21，第二分隔板与第二壳体21围合环状第二气流槽。
46.可选的，第一壳体11上设置环状第一分隔板113和环状固定件，该环状固定件用于固定阻流件200。由此可知，第一壳体11上设置了较多的环状结构，这将导致壳体的厚度不均一，提高了其在工业生产上制造难度，厚度不均匀也使得壳体更容易受损。因此，在第一壳体11的外侧设置与内侧的第一分隔板113等环状结构相对应的环状凸起，使第一壳体11保持各处的厚度均匀，有利于降低其工业制造难度，并提高其机械强度。同时，设置第一装饰件13，用于覆盖第一壳体11外侧的凸起，使产品更加美观；第二壳体21与第一壳体11相同，且设置第二装饰件22覆盖凸起。
47.可选的，在靠近第一壳体11和第二壳体21的连接处，第一壳体11上还设有外扣点116，外扣点116为多个，均匀的分布在该连接处附近；第二壳体21具有和第一壳体11相同的外扣点116。第一采样器101和第二采样器102通过第一圆形卡扣和第二圆形卡扣固定，第一圆形卡扣和第二圆形卡扣在组装后包裹第一壳体11和第二壳体21的连接处，且通过外扣点116与第一壳体11和第二壳体21相固定，有利于进一步实现第一采样器101和第二采样器102的固定，并提高整个采样器100的气密性。
48.通过将采样器100拆分为第一采样器101和第二采样器102，使阻流件200与采样器100的组装更加方便，也便于采样器100的内部清洁；通过使第一分隔板113呈环形地设置于第一壳体11，则第一气流槽112也呈环形地设置于第一壳体11，有利于第一腔室31的气流更均匀的进入第一气流槽112，第一气流槽112内的气压更准确的对应第一腔室31的气压，使检测件的检测结果更加准确；第二气流槽与第一气流槽112相同。
49.一种实施方式中，请参阅图2、图4a和图4b，第一缺口114为多个，多个第一缺口114在第一分隔板113上均匀设置。可选的，第一缺口114为四个，均匀的设置在环形第一分隔板113上，用于充分的平衡第一腔室31和第一气流槽112的气压；可选的，在采样器100正常使用时，第一分隔板113存在一个最低处，第一缺口114设置在离该最低处具有一定距离的位置，通过这样的设计，可以使第一分隔板113为采样器100内产生的液体提供一个积存的位置；第二缺口与第一缺口114相同。
50.通过使第一分隔板113呈环形地设置于第一壳体11，第一气流槽112也呈环形地设置于第一壳体11，在第一分隔板113上均匀设置多个第一缺口114，使第一腔室31的各处均与第一气流槽112连通，有利于第一腔室31的气流更均匀的进入第一气流槽112，使第一气流槽112内的气压更准确的对应第一腔室31的气压，使检测件的检测结果更加准确，同时，还避免了第一缺口114开设较少或开设位置不均匀，造成第一气流槽112内的气压不能及时与第一腔室31中的气压平衡的问题；通过使第一缺口114设置在较高的位置，可以为采样器
100内产生的液体提供一个临时积存的位置，便于液体的清除，也可以避免液体流入压力传感器造成损坏，有利于提高检测结果的准确性；第二缺口与第一缺口114相同。
51.一种实施方式中，请参阅图4a和图4b，第一壳体11开设有采压孔115，采压孔115与第一气流槽112连通。具体的，该采压孔115开设在与第一分隔板113共同围合第一气流槽112的第一壳体11上，该采压孔115为单个且贯穿第一壳体11；第二壳体21设置有与第一壳体11相同的采压孔115。
52.可选的，使用与该采样器100配套的采样柱，该采样柱的气体管道与采样孔连接，第一气流槽112中的气体经过采样孔流动至采样柱的气体管道，使该气体管道中的气压与第一气流槽112中相等。通过对采样柱的气体管道中的气压进行检测，实现对第一气流槽112即第一腔室31气压的检测，这种检测方式可以避免检测过程中的检测件与采样器100之间的密封性问题所造成的误差。
53.通过设置采压孔115，使第一气流槽112中气压的检测更加方便，避免了直接使用检测件对第一气流槽112中的气压进行检测，导致第一气流槽112和检测件连接处密封性较差，使检测结果存在较大误差的问题。
54.一种实施方式中，请参阅图1、图2和图3，第一采样器101还包括安装部12，安装部12设置在第一壳体11的外侧，靠近阻流件200，第二采样器102具有与第一采样器101相同的安装部12；安装部12的形状包括但不限于半圆柱形，当第一采样器101和第二采样器102组装后，第一采样器101上的安装部12与第二采样器102上的安装部12组合形成一个完整的圆柱形。同时，安装部12还可以在患者测试的过程中，作为手持手柄的一部分，方便对采样器100的固定。
55.其中，安装部12开设有容纳槽121，容纳槽121与采压孔115连通，检测件用于检测容纳槽121的气压。可选的，该容纳槽121用于容纳与采样器100配套的采样柱，采样柱在接近采样孔的外周设置有密封圈，密封圈用于封闭容纳槽121，使密封圈与采压孔115之间的空间完全封闭，避免采压孔115与采样柱之间的连接不充分，影响检测结果；第二采样器102的安装部12与第一采样器101的安装部12相同。
56.通过设置安装部12，在安装部12开设容纳槽121，该容纳槽121用于放置与采样器100配套的采样柱，通过采样柱对第一气流槽112中的气压进行采样，使第一气流槽112中气压的检测更加方便，避免了直接使用检测件对第一气流槽112中的气压进行检测，导致第一气流槽112和检测件连接处密封性较差，使检测结果存在较大误差的问题。
57.一种实施方式中，请参阅图3，安装部12还包括导气管122，容纳槽121与导气管122连通，导气管122与容纳槽121相背的一端连通采压孔115，第一采样器101和第二采样器102安装部12的导气管122相同。
58.具体的，在设置导气管122之后，在第一采样器101中，第一腔室31中的气体由第一缺口114进入第一气流槽112，第一气流槽112中的气体经过采压孔115到达导气管122，再由导气管122进入容纳槽121，容纳槽121中设有采样柱，采样柱包括一个气流管道，检测件检测采样柱的气流管道中的气压，实现对第一腔室31中气压的测定；第二采样器102与第一采样器101相同。
59.通过设置导气管122，使采压孔115先与导气管122连接，再通过导气管122与容纳槽121连通，这种连接方式相较于直接采用采压孔115连通容纳槽121与第一气流槽112，有
利于提高第一气流槽112与容纳槽121连接处的密封性，防止第一气流槽112和第二气流槽串气，使检测件的检测结果更加准确。
60.一种实施方式中，请参阅图3和图5，容纳槽121的底壁与导气管122连接，导气管122相对于底壁偏心设置。容纳槽121用于放置与采样器100相配套的采样柱，该采样柱包括一个气流管道，该气流通道包括一个气流入口。其中，气流入口位于采样柱中心，且不与导气管122对应，使气体从导气管122进入容纳槽121后，气体的流向不直接与气流入口相对，而是与气流入口略微错开。
61.通过使气体流向不对应于气流入口，有利于避免导气管122内的液体直接进入采样柱的气流管道，进而损坏与采样柱连接的压力传感器等精密器件，造成较为严重的损失。在采样器100多次使用后，第一气流槽112内可能积存少量液体，并存在液体随着气流、顺着导气管122流入容纳槽121的可能性。采样柱于气流入口附近设有密封圈，使导气管122与气流入口错位设置，可使流入容纳槽121的液体积存在密封圈附近的容纳槽121，而不是与气体一同进入气流通道，有利于保护与采样柱连接的其他精密器件，增加仪器的使用寿命，同时，也可以使检测结果更加准确。
62.本实用新型实施例还提供了一种差压式流量传感器，包括转接器和如第一方面任一实施例所述的差压式流量采样组件，转接器与采样器100连接，转接器与检测件连接，第一气流槽112的气体经转接器流入检测件。其中，转接器的材质包括但不限于塑料或者金属，转接器包括两根采样柱，分别为第一采样柱和第二采样柱，第一采样柱与阻流件200一侧附近的腔室103连通，第二采样柱与阻流件200另一侧附近的腔室103连通，通过两根采样柱的内腔连通至压力传感器从而得到压力数值。
63.可选的，转接器还包括用于旋转自锁装置活动的槽位，该槽位与采样器100上的安装部12相配合，用于连接第一采样器101、阻流件200、第二采样器102和转接器，同时，还可以为第一采样器101、阻流件200和第二采样器102提供一定的紧压效果，固定后的所有部件为一体。
64.通过采用本实用新型提供的差压式流量采样组件，使得该差压式流量传感器结构简单、适用范围广且精度高，同时还能实现气体流量的双向检测，可拆卸式的设计也方便了各部件的单独消毒工作，在特殊时期可以提供安全、有效的流量检测功能。
65.本实用新型实施例还提供了一种肺功能仪，肺功能仪包括如第二方面所述的差压式流量传感器。通过采用该差压式流量传感器，使得肺功能仪结构简单、适用范围广且精度高，同时还能实现气体流量的双向检测，可拆卸式的设计也方便了各部件的单独消毒工作，在特殊时期可以提供安全、有效的流量检测功能。
66.以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。