热丝式流量传感器及其颗粒物检测方法与流程

本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及一种流量传感器及具有该流量传感器的呼吸机及麻醉机。

背景技术：

1、随着现代医学的发展，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于治疗睡眠呼吸暂停或其他呼吸紊乱。而流量传感器作为呼吸机气路结构中的一个非常重要的部件，其不仅对呼吸机的报警功能起着决定性作用，同时实时监测病人吸气及呼吸流速和压力，并反馈给呼吸机的控制系统，辅助对病人流速、压力、潮气量等参数进行更准确的控制。

2、流量传感器属于精密电子检测部件，是呼吸机使用过程中监测气体容量和流量的核心部件。目前，由于呼吸机的厂家不同，呼吸机的结构与原理也存在一定的差异，对应使用的流量传感器也不同。根据其工作原理，可大致分为以下几类：热丝式流量传感器、热膜式流量传感器、超声式流量传感器、测压式流量传感器等。

3、热丝式流量传感器的基本原理是将一根细的金属丝(在不同的温度下金属丝的电阻不同)放在被测气流中，通过电流加热金属丝，使其温度高于流体的温度，当被测气体流过热丝时，将带走热丝的一部分热量，使热丝温度下降，热丝在气体中的散热量与流速有关，散热量导致热丝温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号，经适当的信号变换和处理后测量出气体流量的大小。放置于测量通道中的热丝作为惠斯登电桥的一个桥臂，由运算放热丝式流量传感器的基本原理是将一根细的金属丝(在不同的温度下金属丝的电阻不同)放在被测气流中，通过电流加热金属丝，使其温度高于流体的温度，当被测气体流过热丝时，将带走热丝的一部分热量，使热丝温度下降，热丝在气体中的散热量与流速有关，散热量导致热丝温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号，经适当的信号变换和处理后测量出气体流量的大小。放置于测量通道中的热丝作为惠斯登电桥的一个桥臂，由运算放大器差分放大电桥输出的电压信号；运算放大器提供三极管工作所需要的偏置电压，并使运算放大器输出信号能够叠加在三极管的偏置电位上，并被三极管放大给电桥供电。由电桥电路，运算放大器和三极管构成的反馈回路，能够使热线工作于恒温状态下。在接通电源瞬间，热线电阻很快电流加热，并且，其阻值随即升高，使电桥很快达到平衡状态。当流体流过流量计时，由于热交换的原因，热丝的温度、阻抗将发生变化，使桥路失去平衡，根据输出的反馈电压信号即可以测量出流体的流量。单位截面积中，流速越大，电热丝降温越快，那么，电热丝就需要更大的电量维持稳定的温度(180℃)，使热丝保持在180℃所需的能量代表流过传感器并使热丝冷却的气流的流量。

4、热丝式流量传感器具有高精度的显著优点，因此，作为精密电子检测部件被普遍应用于呼吸机和麻醉机等医疗器械中。然而，由于热丝式流量传感器里的导丝非常细，如果病人的分泌物及冷凝水吸附在流量传感器的铂金丝上，特别是进行雾化治疗后残余的药液也会吸附在流量传感器上，从而造成流量传感器失灵无法正常工作，严重时还会造成铂金丝熔断，流量传感器损毁。

技术实现思路

1、鉴于上述情况，提出了设置有环境传感器的热丝式流量传感器及其颗粒物检测方法，其通过设置环境传感器能够感测呼吸回路气体的洁净度质量。例如，可以使用pm2.5之类的微粒传感器感测呼吸机或麻醉机呼吸回路中的气体洁净度质量，当洁净度劣化时可以发出提示以通知用户清洁呼吸回路，从而有助于提高传感器的耐用性。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种热丝式流量传感器，所述热丝式流量传感器包括进气口、出气口，其特征在于，所述热丝式流量传感器进一步包括：环境测量单元，设置在所述进气口侧或所述出气口侧，并且所述环境测量单元测量所述热丝式流量传感器中的气体的颗粒物数据；颗粒物浓度计算单元，对所述环境测量单元测量的气体的颗粒物数据进行采样，并基于采样的数据得到所述气体的颗粒物浓度数据；比较单元，将所述颗粒物浓度数据与预定阈值进行比较，并生成比较结果；以及通知单元，接收所述比较单元生成的所述比较结果，并且根据所述比较结果生成通知信息。

3、优选地，当所述比较结果表明所述颗粒物浓度数据大于预定阈值时，所述通知单元生成清洗热丝式流量传感器的提示信息。

4、优选地，热丝式流量传感器进一步包括：启动单元，根据用户的操作指令或根据预定的启动周期，启动所述环境测量单元。

5、优选地，热丝式流量传感器进一步包括：显示单元，显示以下各项中的至少一项：所述环境测量单元测量的所述热丝式流量传感器中的气体的颗粒物数据；所述颗粒物浓度计算单元得到的所述气体的颗粒物浓度数据；所述比较单元生成的所述比较结果。

6、优选地，环境测量单元包括激光模块和光电二极管，所述激光模块与所述光电二极管相对设置，并且所述激光模块发射激光，所述激光照射到所述气体中的颗粒物从而产生散射光，所述光电二极管接收所述散射光。

7、优选地，激光模块是发射650nm波长的红色激光模块。

8、优选地，热丝式流量传感器进一步包括：过滤单元，设置在所述进气口侧，并且所述过滤单元对流入所述热丝式流量传感器的气体进行过滤。

9、优选地，过滤单元包括滤网和/或滤棉，所述过滤单元可拆卸地设置在所述进气口侧。

10、优选地，过滤单元的侧面一端安装拉带，所述拉带用于将所述过滤单元从所述热丝式流量传感器内部取出。

11、根据本发明的一个方面，提供了一种用于热丝式流量传感器的颗粒物检测方法，所述热丝式流量传感器包括进气口、出气口，其特征在于，所述用于热丝式流量传感器的颗粒物检测方法包括：环境测量步骤，测量所述热丝式流量传感器中的气体的颗粒物数据；颗粒物浓度计算步骤，对所述环境测量步骤中测量的气体的颗粒物数据进行采样，并基于采样的数据得到所述气体的颗粒物浓度数据；比较步骤，将所述颗粒物浓度数据与预定阈值进行比较，并生成比较结果；以及通知步骤，接收所述比较步骤生成的所述比较结果，并且根据所述比较结果生成通知信息。

12、优选地，在所述通知步骤中，当所述比较结果表明所述颗粒物浓度数据大于预定阈值时，生成清洗热丝式流量传感器的提示信息。

13、优选地，在所述环境测量步骤之前，还包括：启动步骤，根据用户的操作指令或根据预定的启动周期，启动所述环境测量步骤。

14、优选地，在所述通知步骤之后，还包括：显示步骤，显示以下各项中的至少一项：所述环境测量步骤测量的所述热丝式流量传感器中的气体的颗粒物数据；所述颗粒物浓度计算步骤得到的所述气体的颗粒物浓度数据；所述比较步骤生成的所述比较结果。

15、从上述方案中可以看出，通过设置环境传感器，能够感测呼吸回路气体的洁净度质量。例如，可以使用pm2.5之类的微粒传感器感测呼吸机或麻醉机呼吸回路中的气体洁净度质量，当洁净度劣化时可以发出提示以通知用户清洁呼吸回路，从而有助于提高传感器的耐用性。

技术特征：

1.一种热丝式流量传感器，所述热丝式流量传感器包括进气口、出气口，其特征在于，所述热丝式流量传感器进一步包括：

2.根据权利要求1所述的热丝式流量传感器，其特征在于，当所述比较结果表明所述颗粒物浓度数据大于预定阈值时，所述通知单元生成清洗所述热丝式流量传感器的提示信息。

3.根据权利要求1或2所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述热丝式流量传感器进一步包括：启动单元，根据用户的操作指令或根据预定的启动周期，启动所述环境测量单元。

4.根据权利要求1或2所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述热丝式流量传感器进一步包括显示单元，所述显示单元显示以下各项中的至少一项：所述环境测量单元测量的所述热丝式流量传感器中的气体的颗粒物数据；所述颗粒物浓度计算单元得到的所述气体的颗粒物浓度数据；所述比较单元生成的所述比较结果。

5.根据权利要求1或2所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述环境测量单元包括光发射模块和光接收模块，所述光发射模块和所述光接收模块相对设置，并且所述光发射模块发射光，所述光照射到所述气体中的颗粒物从而产生散射光，所述光接收模块接收所述散射光。

6.根据权利要求5所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述光发射模块是红外发射led，所述光接收模块是红外接收传感器。

7.根据权利要求5所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述光发射模块激光发射器，所述光接收模块是激光接收器。

8.根据权利要求7所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述激光发射器是发射650nm波长的红外激光器。

9.根据权利要求1或2所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述热丝式流量传感器进一步包括：过滤单元，设置在所述进气口侧，并且所述过滤单元对流入所述热丝式流量传感器的气体进行过滤。

10.根据权利要求9所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述过滤单元包括滤网和/或滤棉，所述过滤单元可拆卸地设置在所述进气口侧。

11.根据权利要求10所述的热丝式流量传感器，其特征在于，所述过滤单元的侧面一端安装拉带，所述拉带用于将所述过滤单元从所述热丝式流量传感器内部取出。

12.一种用于热丝式流量传感器的颗粒物检测方法，所述热丝式流量传感器包括进气口、出气口，其特征在于，所述用于热丝式流量传感器的颗粒物检测方法包括：

13.根据权利要求12所述的用于热丝式流量传感器的颗粒物检测方法，其特征在于，在所述通知步骤中，当所述比较结果表明所述颗粒物浓度数据大于预定阈值时，生成清洗所述热丝式流量传感器的提示信息。

14.根据权利要求12或13所述的用于热丝式流量传感器的颗粒物检测方法，其特征在于，在所述环境测量步骤之前，还包括：启动步骤，根据用户的操作指令或根据预定的启动周期，启动所述环境测量步骤。

15.根据权利要求12或13所述的用于热丝式流量传感器的颗粒物检测方法，其特征在于，在所述通知步骤之后，还包括显示步骤，显示以下各项中的至少一项：所述环境测量步骤测量的所述热丝式流量传感器中的气体的颗粒物数据；所述颗粒物浓度计算步骤得到的所述气体的颗粒物浓度数据；所述比较步骤生成的所述比较结果。

技术总结
本申请公开了热丝式流量传感器及其颗粒物检测方法。热丝式流量传感器包括进气口、出气口，热丝式流量传感器进一步包括：环境测量单元，设置在进气口侧或出气口侧，并且环境测量单元测量热丝式流量传感器中的气体的颗粒物数据；颗粒物浓度计算单元，对环境测量单元测量的气体的颗粒物数据进行采样，并基于采样的数据得到气体的颗粒物浓度数据；比较单元，将所述物浓度数据与预定阈值进行比较，并生成比较结果；以及通知单元，接收比较单元生成的比较结果，并且根据比较结果生成通知信息。

技术研发人员：周妮娜,龚奇奇
受保护的技术使用者：上海德尔格医疗器械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11