专利名称：用于气体分析仪校准的按需气体调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于气体分析仪的校准的气体调节设备、用于气体分析仪的校准的校准装置、用于校准气体分析仪的方法以及气体调节设备用于气体分析仪的校准的用途。
背景技术：
气体分析仪是本领域公知的并且通常用在各种呼吸辅助设备(诸如呼吸机和麻醉机)中，以分析供应给患者的呼吸气体的成分和/或患者呼出的气体的成分。主要有两种类型的用于该目的的气体分析仪在线(in-line)气体分析仪和旁流气体分析仪。在线气体分析仪(有时也称为主流气体分析仪)通常通过将气体分析仪与呼吸辅助设备的气体传导管道成直线相连而位于呼吸辅助设备的气体流动路径中。因而，在线气体分析仪被要分析的气体自动穿过。另一方面，旁流分析器通过旁侧连接而连接到呼吸辅助设备的气体流动路径，该旁侧连接例如为将旁流气体分析仪与呼吸辅助设备的Y形件相连的细软管形式的旁侧连接。通常，旁流气体分析仪因而不会被要分析的气体自动穿过。因此，旁流气体分析仪通常包括泵或其它流发生装置，以便将要分析的气体从呼吸设备的气体流动路径“抽吸”到对气体进行分析的气体分析仪的测量室。通常，旁流气体分析仪以O至500ml/分钟范围内的工作流量而工作，这意味着旁流气体分析仪的流发生装置适合于生成该范围内的流。为了保证气体分析仪的可靠操作，它们应该定期维护和校准。通常通过将气体分析仪连接到校准气体源(通常为包括具有明确定义的化学成分的校准气体的气体瓶的形式)而一年左右执行一次校准。然后对气体分析仪进行校准，以使得气体分析仪确定的气体成分对应于校准气体的明确定义的成分。用于校准旁流气体分析仪的已知校准装置具有一些缺点，以下将参照图1和2描述其中的一些缺点。图1示出了根据现有技术的用于校准旁流气体分析仪100的校准装置。旁流气体分析仪简单地经由软管300和T形件400连接到气体瓶200形式的校准气体源。如果校准气体源200提供的气体流量低于旁流气体分析仪100的工作流量，则气体分析仪将开始通过T形件的开口端500而抽吸周围空气，该空气将与校准气体混合并且导致气体分析仪的不准确校准。当然，如果校准气体瓶200用完气体，则这也会发生。另一方面，如果校准气体源200提供的气体流量过高，则过剩的校准气体将通过T形件的自由端500而被排放到周围环境，该自由端因而用作过剩校准气体出口。由于大量昂贵的校准气体被浪费，因此这是不期望的情形，取决于校准气体的成分，该校准气体还可能不适当地释放到周围环境中。 通过在校准气体源200与气体分析仪100之间连接流量计600，以便帮助校准装置的用户将校准气体的供应调整到适当的水平，可以至少在一定程度上减轻这些问题中的一些。然而， 通过T形件的自由端500，总是会存在过剩校准气体的泄露或周围气体的吸入。为了解决周围空气与校准气体不期望的混合以及校准气体排放到周围环境中的问题，提出了如图2所示的校准装置。在该布置中，气体收集袋700滑动到T形件的自由端 500上。然而，由于袋700中收集的校准气体实际上通常不能返回到校准气体瓶200，并且由于当将袋从T形件断开时不可避免地存在气体成分的改变而不应被返回，因此这并不是令人满意的解决方案。如果收集袋700在不同的校准过程之间再使用，则当将袋从T形件断开时袋中收集的校准气体的成分改变还会引起气体分析仪的校准误差。如果校准气体瓶200完全用尽了气体，则会出现关于该校准装置的另一个问题。 当校准气体瓶200用空了校准气体时，气体分析仪100将开始从收集袋700抽吸校准气体直至袋700也变空。由于即使在袋700为空时气体分析仪也将继续吸入气体，因此在软管 300与T形件400中将出现小的负压力。该负压力会引起校准气体瓶排放再多一些气体，从而也在气体瓶内产生了小的负压力。当将气体分析仪100从其在校准期间所连接到的T形件的端口断开时，软管300、T形件400以及校准气体瓶200中的负压力将导致周围空气通过该T形件端口被吸入并泄露到校准气体瓶200中。如果在随后的校准过程中错误地使用了空的校准气体瓶200，则泄露到气体瓶200中的少量空气会被排放并且破坏校准结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决或至少减轻与旁流气体分析仪的校准相关联的上述问题中的至少一个的解决方案。该目的通过用于气体分析仪的校准的气体调节设备来实现。该气体调节设备包括入口，用于接收来自校准气体源的校准气体流；出口，用于将所述校准气体流传递到要校准的气体分析仪；阀装置，包括布置在气体流动路径中的至少一个阀，通过该气体流动路径可以实现所述入口与出口的气体连接；以及阀调节装置，用于调节所述至少一个阀。阀调节装置被配置成当气体调节设备工作在第一操作模式时，调节至少一个阀，以使得气体可以仅在至少一个阀与出口之间的气体流动路径中的气体压力下降到预定阈值以下时才在所述入口与出口之间流动。当经由所提出的气体调节设备将旁流气体分析仪连接到校准气体源时，由于气体调节设备保证气体仅“在需要时”才被递送到气体分析仪，因此校准气体源递送的校准气体流将总是对应于当前校准的旁流气体分析仪的工作流。气体调节设备因而用作需求调节器。如果旁流气体分析仪的流发生装置在阀装置的下游不生成下降到预定阈值以下的负压力，则不要求校准气体并且因此校准气体将不会被递送到气体分析仪。因此，通过经由所提出的气体调节设备将旁流气体分析仪连接到校准气体源，昂贵的校准气体的消耗将被最小化。此外，所提出的气体调节设备消除了对任何过剩校准气体出口的需要，从而消除了紧挨校准装置的周围的人暴露于有时有害的校准气体的风险， 其中过剩的校准气体可以通过该过剩校准气体出口排放。关于所提出的气体调节设备的另一个优点是其消除了在校准过程中对使用T形件和校准气体收集袋的需要，从而有利于气体分析仪的校准。又一个优点是气体调节设备防止在断开气体分析仪时空气被吸入到空的气体瓶中，这是另外由于在完全用尽气体的气体瓶内有时出现的小负压力而会发生的。这是由于如下事实一旦气体分析仪被移除，在阀装置的下游将不会出现负压力，并且因此， 将调节阀以防止任何气体流过气体调节设备并且进入气体瓶中。优选地，气体调节设备还包括冲刷致动器(flush actuator)装置，该冲刷致动器装置当由用户开动时，被配置成将气体调节设备设置在第二操作模式，在第二操作模式中， 阀调节装置调节至少一个阀，以使得不论阀装置与出口之间的压力如何气体都可以在气体调节设备的入口与出口之间流动。通过开动冲刷致动器装置，因此可以关闭气体调节设备提供的“按需功能”。当冲刷致动器装置被开动时，即使在阀装置的下游不存在负压力，来自校准气体源的校准气体也将直接穿过气体调节设备并且到达气体分析仪。该功能是有利的，在于包括所提出的气体调节设备的校准装置可以用于旁流气体分析仪和在线气体分析仪，其中，该旁流气体分析仪借助于其集成的流发生装置而生成这样的负压力，在线气体分析仪通常不包括任何流发生装置，并且因此不能生成这样的负压力。气体调节设备因而可被配置成工作在第一操作模式或旁流操作模式，其中气体调节设备用作需求调节器；或者第二操作模式或在线操作模式，其中，按需功能被关闭。优选地，气体调节设备的阀调节装置还被配置成调节阀装置的至少一个阀，以使得气体可以仅在入口与至少一个阀之间的气体流动路径中的气体压力超过预定阈值时才在所述入口与出口之间流动。该特征是有利的，在于其防止连接到气体调节设备的校准气体源(诸如校准气体瓶)完全用尽气体。由于除非在阀装置的上游存在一定的正压力否则没有气体可以流过气体调节设备，因此一定量的校准气体将总是留在校准气体源中，从而防止在校准气体源内出现负压力。因而，消除了周围空气由于这样的负压力而被吸入到空的校准气体源中的风险，从而消除了在随后的校准过程中使用包含没有明确定义的气体混合物的校准气体源的风险。根据本发明的一个方面，气体调节设备还包括通断切换装置，该通断切换装置当由用户开动时，被配置成将气体调节设备设置在非操作模式，其中，阀调节装置调节所述阀装置的至少一个阀，以使得任何时候都没有气体可以在所述入口与出口之间流动。如果校准气体源不包括用于校准气体流的任何通/断开关，则用于将气体调节设备设置在“通”或“断”模式之一的该特征是特别有利的。然后，可以在将气体调节设备连接到校准气体源和气体分析仪之前，将气体调节设备置于非操作模式或“断”模式。从而， 有利于校准装置的装配，并且降低了校准气体不期望地排放到周围环境中的风险。优选地，根据本发明的气体调节设备包括使得其为独立单元的外壳，该独立单元可以作为用于校准气体源与要校准的气体分析仪之间的互连的现成产品而提供。在该情况下，气体调节设备包括入口连接装置，被配置成将气体调节设备的入口可拆卸地连接到校准气体源；以及出口连接装置，被配置成将气体调节设备的出口可拆卸地连接到气体分析仪。更优选地，气体调节设备的入口连接装置被配置成可拆卸地直接连接到校准气体源的匹配出口连接装置。因此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于气体分析仪的校准的校准装置，该校准装置包括校准气体源和如上所述的气体调节设备。校准气体源包括出口连接装置，该出口连接装置被配置成可拆卸地直接连接到气体调节设备的入口连接装置。根据本发明的一个方面，气体调节设备以包括单个阀的电子设备的形式实现，其中控制单元基于从设置在气体流动路径中的一个或多个传感器获得的压力测量而控制单个阀。在该情况下，控制单元可连接到气体调节设备的用户输入装置，诸如开关按钮和/或冲刷按钮，并且被配置成基于用户输入将气体调节设备设置成第一和第二操作模式或非操作模式之一。根据本发明的另一个方面，气体调节设备以包括用于提供上述功能的一个或多个机械阀的完全机械设备的形式来实现。在该情况下，气体调节设备可同样地包括用户输入装置，该用户输入装置当由用户开动时，机械地作用于阀，以将气体调节设备设置在任意上述模式。本发明的目的还通过用于气体分析仪的校准的校准装置来实现，该校准装置包括具有出口的校准气体源、具有入口的气体分析仪以及如上所述的气体调节设备。气体调节设备的入口连接到校准气体源的出口，并且气体调节设备的出口连接到气体分析仪的入口，以使得校准气体可以通过气体调节设备而流过从校准气体源的出口到气体分析仪的入口的气体流动路径。本发明的目的还通过用于校准气体分析仪的方法来实现。该方法包括将来自校准气体源的校准气体经由气体流动路径供应到气体分析仪的步骤，在该气体流动路径中设置有包括至少一个阀的阀装置。该方法还包括如下步骤调节至少一个阀，以允许仅在至少一个阀下游的气体流动路径中的气体压力下降到预定阈值以下时才允许气体流过所述气体流动路径。
由于通过参照当结合以下简要描述的附图考虑的以下详细描述本文所公开的发明变得更好理解，因此将获得对本文所公开的本发明的更完整的理解，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的功能元件。图1和2示出了用于校准气体分析仪的现有技术的校准装置；图3示出了呼吸机和旁流气体分析仪可以与之连接的方式；图4示出了根据本发明的示例性实施例的校准装置和气体调节设备；图5示出了根据本发明的气体调节设备的另一个示例性实施例；图6示出了根据本发明的气体调节设备的又一个示例性实施例；图7A示出了根据本发明的又一个示例性实施例的校准装置和气体调节器；图7B示出了图7A所示的气体调节设备的详细视图，以及根据本发明的气体调节设备与校准气体源之间的接口的示例性实施例；以及图8是根据本发明的实施例的气体调节设备的功能视图。
具体实施例方式图3示出了可以有利地使用根据本发明的气体调节设备校准的气体分析仪的示例性应用领域。在图3中，示出了用于机械地为呼吸机所连接的患者60提供氧气的呼吸机50。旁流气体分析仪70布置成通过旁侧连接90与呼吸机的Y形件80气体连接。旁流气体分析仪包括诸如泵的流发生装置(未示出)，用于生成从Y形件通过旁侧连接到达气体分析仪的、 要分析的气体流。气体分析仪70可以包括用于向操作者显示气体分析结果的显示单元，或
7者其可电连接到重症监护监视系统等，该重症监护监视系统进而可适配成向操作者显示从气体分析仪70接收的信息。旁流气体分析仪70可以被配置成对供应给患者的呼吸气体的成分和/或患者呼出的气体的成分进行分析。尽管不是普遍的，但是旁流气体分析仪70还可以电连接到呼吸机的控制单元110，该控制单元110可以被配置成基于气体分析的结果来控制呼吸机的气体混合和流发生装置120，以使得期望的呼吸气体成分总是被递送到患者60。图4示出了根据本发明的示例性实施例的包括气体调节设备2A的校准装置1。还看到校准装置1包括校准气体瓶的形式的校准气体源3、要校准的旁流气体分析仪4以及管或软管装置5A、5C，管或软管装置5A、5C与气体调节设备2A的内部气体流动路径5B —起构成了气体流动路径，该气体流动路径经由气体调节设备2A将校准气体源3的出口 6连接到气体分析仪4的入口 7。气体调节设备2A包括用于接收来自校准气体源3的校准气体流的入口 8A、以及用于将从校准气体源3接收的校准气体转送到旁流气体分析仪4的出口 8B。入口 8A和出口 8B构成气体调节设备2A的外壳9中的开口，该外壳使得气体调节设备2A为独立单元，该独立单元可以容易地连接在现有的气体校准设备与气体分析仪之间。气体调节设备2A配备有入口连接装置IOA和出口连接装置10B，入口连接装置IOA和出口连接装置IOB分别被配置成将气体调节设备2A的入口 8A和出口 8B经由中间管或软管5A、5C可拆卸地连接到校准气体源3和气体分析仪4。入口连接装置IOA和出口连接装置IOB可以适配用于与标准化的管或软管连接器相连，以及/或者可以设置单独的连接器适配器(未示出)用于将气体调节设备2A的连接装置10AU0B连接到不同类型的管或软管5A、5C。校准气体源3 和气体分析仪4分别配备有类似的出口连接装置6A和入口连接装置7A。入口 8A和出口 8B被布置成通过气体调节设备2A内的气体流动路径5B与彼此气体连接。此处为单个阀11的形式的阀装置设置在气体流动路径5B中。阀11连接到用于调节阀11的、此处为电控制单元12形式的阀调节装置，以便调整从入口 8A流向出口 8B的校准气体流。控制单元12还连接到设置在阀11的下游(即，从气体流的角度看在阀11之后)的、气体流动路径5B中的用于测量气体压力P1的压力传感器13。控制单元12被配置成接收来自压力传感器13的压力测量，并且仅在测量到负压力(S卩，低于周围压力的压力) 时才打开阀11。因此，当气体调节设备2A工作在第一操作模式或正常操作模式时，控制单元12调节阀11，以使得气体可以仅在阀11与出口 8B之间的气体流动路径5B中出现负压力时才在入口 8A与出口 8B之间流动。在该位置出现负压力表示旁流气体分析仪4的流发生装置是有效的并且努力吸入要分析的气体。因此，气体调节设备2A被配置成保证阀11保持关闭，除非旁流气体分析仪4 “请求”气体并且因而用作按需调节器。通常，控制单元12 被适配成在压力传感器13测得的压力Pl下降到一定阈值(例如，相对于周围压力的小的负压力，诸如周围压力以下10-20mbar (毫巴))以下时打开阀。该阈值在下文中将被称为负压力阈值。阀11应该仅在阀11与出口 8B之间的气体流动路径5B中的气体压力Pl下降到负压力阈值以下的情况下才打开的准则在下文中将称为按需准则。图5示出了根据本发明的调节器设备的另一个实施例。在该实施例中，气体调节设备2B包括第一压力传感器13和第二压力传感器13A。第一压力传感器13是以上参照图 4描述的实施例的压力传感器，并且控制单元12被配置成根据上述原理基于该压力传感器13获得的压力测量而调节阀11。第二压力传感器13A设置在阀11的上游(即，从气体流的角度来看在阀11之前)的气体流动路径5B中，用于测量气体压力P2。控制单元12被配置成还接收来自该第二压力传感器13A的压力测量，并且仅在测量到超过一定阈值的正压力 (相对于周围压力)时才打开阀11，从而指示校准气体源3(参见图3)仍包含至少最小量的校准气体。因此，根据该实施例，控制单元12调节阀11，以使得气体可以仅在阀11的下游的气体流动路径5B中出现负压力阈值以下的负压力、并且在阀11的上游的气体流动路径 5B中出现一定阈值(下文中称为正压力阈值)以上的正压力时才在入口 8A与出口 8B之间流动。适当的正压力阈值可以是大约50mbar，其足以保证阀11将在校准气体源3完全用尽校准气体之前关闭。阀11应该仅在入口 8A与阀11之间的气体流动路径5B中的气体压力 P2超过正压力阈值的情况下才打开的准则在下文中将被称为压力保护(pressure-guard) 准则。还看到气体调节设备2B包括此处为数字压力计形式的压力计14。数字压力计14 连接到第二压力传感器13A，并且被配置成在压力计14的显示器上指示所测得的压力P2, 该压力表示校准气体源3中剩余的校准气体量。或者，控制单元12可以连接到气体调节设备2B的数字显示器(未示出)并且被配置成在数字显示器上显示压力传感器13A测得的压力P2。当校准气体源本身缺少用于指示剩余的校准气体量的装置时，向气体调节设备2B 的用户指示第二压力传感器13A测得的压力P2的特征是特别有利的。此外，气体调节设备2B包括例如为按压按钮和/或通/断开关形式的冲刷致动器装置15。冲刷致动器15当由用户开动时，用于将气体调节设备2B设置在第二操作模式，在第二操作模式中，控制单元12保持阀11打开，以使得不论压力传感器13测得的气体压力 P1如何，气体都可以在入口 8A与出口 8B之间流动。因而，冲刷致动器15的开动将气体调节设备2B设置在冲刷模式，其中按需准则无效，使得不论阀11与出口 8B之间的气体流动路径5B中的压力P1是否在负压力阈值以下阀11都保持打开。当气体调节设备2B用于校准在线气体分析仪时，该特征是有利的，在线气体分析仪与旁流气体分析仪的不同在于它们自己不生成任何流。由于在线气体分析仪不在阀11的下游引起任何负压力，因此如果气体调节设备工作在正常操作模式，则阀11不会打开。优选地，控制单元12被配置成使得冲刷致动器装置15的开动使其无视按需准则而不是压力保护准则，这意味着压力传感器13A 测得的气体压力I32仍必须超过正压力阈值，以便即使当冲刷致动器15已被开动时，控制单元12也打开阀11。还看到气体调节设备2B包括例如为按压按钮或通/断开关形式的通断切换装置 16。通断切换装置16用于将气体调节设备2B设置在“通”或“断”模式之一。在“通”模式中，气体调节设备2B工作在正常操作模式或由其它用户输入装置的开动而将气体调节设备2B置于的任何模式。当置于“断”模式或非操作模式时，气体调节设备2B被配置成关闭阀11并且将其维持在关闭状态。该功能可以例如通过如下来实现将气体调节设备2B设计成使得通过将通断切换装置16从其“通”状态变换到“断”状态而切断保持阀11打开必须供给的、到电动阀致动器(未示出)的电流。这还可通过如下来实现配置控制单元12， 以在通断切换装置16变换到其“断”状态时主动地关闭阀11。图6示出了根据本发明的气体调节设备2C的另一个实施例。图4和5示出了根据其气体调节设备2A、2B被实现为电设备的实施例，而图6示出了以机械设备的形式实现的气体调节设备2C。来自校准气体源(参见图幻的校准气体流通过入口 8A进入气体调节设备2C，并且经由气体调节设备的内部气体流动路径5B被导向出口 8B。气体流动路径5B用阴影线表示，并且校准气体流的方向用白色箭头表示。气体调节设备2C包括具有第一阀IlA和第二阀IlB的阀装置。在该实施例中，第一阀IlA是组合的压力保护阀和关闭阀，而第二阀IlB是组合的按需阀和冲刷阀。第一阀IlA包括弹簧加载膜或隔膜17，弹簧加载膜或隔膜17在没有校准气体流过气体流动路径5B时，通过利用压缩的螺旋弹簧19紧紧压向阀座18而关闭第一阀IlA0通过迫使膜17与阀座18紧封接合，螺旋弹簧19保证只要在第一阀IlA的上游的气体流动路径5B中没有出现压力增大第一阀IlA就保持关闭。为了在膜17的较大区域上分布弹簧19 施加的力，例如垫圈或弹簧垫圈形式的阀板20布置在弹簧19的面向膜端与膜17之间。当校准气体流进入入口 8A时，校准气体将对膜17施加力，该力当超过螺旋弹簧19 施加于膜17的弹簧力时，将迫使膜17远离阀座18，以使得校准气体可以穿过第一阀IlA0 第一阀IlA因而用作压力保护阀，该压力保护阀将保持关闭，除非阀上游的气体流动路径中的气体压力P2超过一定正压力阈值，该阈值可以通过选择适当的弹簧19来选择。弹簧 19和膜17因而用作阀调节装置，允许气体仅在入口 8A与第一阀IlB之间的气体流动路径 5B中的气体压力P2超过该正压力阈值时才在入口 8A与出口 8B之间流动。第一阀IlA还包括机械通断致动器16。通断致动器16成形为钉，其尖端部分从外壳9突出以形成按压按钮，并且其头部面向阀板20。通断致动器在螺旋弹簧18内可在垂直方向上自由移动。在“通”状态中，钉状的通断致动器16的头部静止在距阀板20 —定距离处，允许校准气体向上按压膜17并且流过第一阀IlA0通过按压通断致动器16的尖端部分而将通断致动器设置在“断”状态。通过这样做，通断致动器16朝着阀板20向下移动并且维持在通断致动器16的头部阻断膜17的任何向上移动的位置。在“断”状态，第一阀IlA 因而关闭并且气体调节设备2A置于任何时候都没有气体可以在入口 8A与出口 8B之间流动的“断”模式。应当理解，这仅是第一阀IlA的示例性实施例，并且存在本领域已知的用于设计实现相同效果的机械阀的多种方式。例如，根据另一个实施例(未示出)，第一阀IlA包括安装在阀中的螺杆(screw)，以使得其作用于螺旋弹簧19。通过例如通过对旋转控制旋钮进行旋转而从外壳9的外部紧固或放松螺杆，弹簧19可以被更多或更少地压缩，从而允许调整正压力阈值。通过将螺杆紧固到弹簧19变为完全压缩的程度，防止膜17从阀座18抬起，以使得第一阀IlA将不论气体压力P2如何均保持关闭。因而，根据第一阀IlA被实现为 “螺杆和弹簧阀”的该示例性实施例，弹簧19和膜17用作阀调节装置，而控制螺杆的位置的旋转控制旋钮用作通断切换装置，该通断切换装置当被旋转到螺杆将弹簧19压缩至一定程度的位置时，将气体调节设备2C置于任何时候都没有气体可以在所述入口 8A与出口 8B 之间流动的“断”模式。第二阀IlB包括可在关闭位置与打开位置之间移动的弹簧加载阀体21，其中在关闭位置，该弹簧加载阀体21阻断气体流动路径5B以防止校准气体从入口 8A流到出口 8B， 在打开位置，该弹簧加载阀体21不阻断气体流动路径5B，以允许校准气体从入口 8A流到出口 8B。阀体21通过将阀体21压向阀座27的压缩螺旋弹簧沈而被保持在其关闭位置。
10阀体21通过膜或隔膜17B的移动而移动到其打开位置，膜或隔膜17B的这种移动进而由位于膜17B的一侧的气袋(gas pocket) 22中的气体压力与阀体21的下游的、位于膜17B的另一侧的气体流动路径5B的部分23中的气体压力P1之间的差来控制。在该实施例中，气袋22经由外壳9中的开口 M与周围空气气体连接，并且因此用周围空气压力的空气填充。 如果阀构件21的下游的气体流动路径5B中的气体压力P1关于气袋22中的气体压力而变为负，则膜17B的各个侧的压力差将使得膜17B向下弯曲，并且经由附接到膜17B的下侧的垫片或弹簧垫片形式的阀板20A而向阀体21施加推力。该力将使得阀体压缩螺旋弹簧沈并且将阀体21移动到其打开位置。因而，螺旋弹簧沈、膜17B以及阀体21用作阀调节装置，其调节第二阀17B，以使得气体可以仅在第二阀IlB与出口 8B之间的气体流动路径5B 中出现预定阈值以下的压力时才在入口 8A与出口 8B之间流动。该阈值因而对应于之前所述的负压力阈值，并且本领域的技术人员将认识到可以例如通过修改阀调节装置的属性而将负阈值调整到任何适当的值。当然，示例性第二阀IlB可以由任何其它类型的被适配成仅在阀的一侧出现一定负气体压力时才打开以实现相同的效果的机械阀替代。第二阀IlB还包括此处为按压按钮形式的冲刷致动器装置15，其提供了上述冲刷功能，该功能允许当校准在线气体分析仪时也使用气体调节设备2C。如上所述，当按压冲刷致动器15时，其将迫使膜17B向下弯曲并且迫使阀体21进入其打开位置。优选地，还设置了锁定装置(未示出)，该锁定装置被配置成将冲刷致动器15维持在有效位置，在该有效位置，不论压力P1如何第二阀IlB均保持打开。还看到气体调节设备2C包括机械压力计14，该机械压力计14经由气体通道25与气体流动路径5B气体连接，该气体通道25在位于入口 8A与第一阀IlA之间的点处从气体流动路径5B分支出来。因而，当气体调节设备2C的入口 8A连接到校准气体瓶时，压力计 14将指示位于第一阀IlA的上游的气体流动路径5B的部分中的压力，并且因此指示校准气体瓶中剩余的校准气体量。图7A示出了根据本发明的又一个示例性实施例的校准装置1A。校准装置IA包括校准气体瓶形式的气体校准源3、气体调节设备2D以及旁流气体分析仪4，其中气体调节设备2D经由中间软管5C连接到旁流气体分析仪4。图7B示出了气体调节设备2D的外部封闭视图以及图7A所示的气体调节设备2D 与气体校准源3之间的连接接口。在该实施例中，气体调节设备2D被配置成可拆卸地直接连接到气体校准瓶3，而没有任何互连的软管或管。校准气体瓶3包括出口连接装置6A，出口连接装置6A被配置成可拆卸地直接连接到气体调节设备3D的匹配入口连接装置10A。在该实施例中，校准气体瓶3设置有具有外部螺纹的突出部分形式的出口连接装置6A，而气体调节设备2D的入口 8A设置有形成气体调节设备2D的入口连接装置IOA的内部螺纹。因而，气体校准源3的出口 6借助于螺纹状的接合而连接到气体调节设备2D的入口。应当理解，许多其它类型的气体连接器可以用于将入口 8A可拆卸地连接到出口 6。气体调节设备2D可以被实现为参照图4描述的电设备、参照图5描述的机械设备或者它们的组合。当下文中提及气体调节设备2D的内部部件或气体调节设备2D可以连接到的外部单元时，当合适时，将同时参照之前的图。看到气体调节设备2D包括出口连接装置10B，出口连接装置IOB用于将出口 8B经由中间软管5C以及压力计14连接到旁流气体分析仪4的入口 7，压力计14用于指示气体调节设备2D的阀装置11、11A、11B的上游的气体流动路径5B中的气体压力P2。如前所述， 当入口 8A连接到校准气体瓶3的出口 6时，该压力P2对应于校准气体瓶3中的压力，并因而用作剩余的校准气体量的指示。正如图6所示的气体调节设备2C的阀装置IlAUlB — 样，该气体调节设备2D包括具有第一阀和第二阀的阀装置(未示出)。这些阀设置在入口 8A与出口 8B之间的气体流动路径5B中，并且第一阀位于第二阀的上游(即，入口 8A与第二阀之间)。第一阀是如前所述的螺杆和弹簧阀，并且第二阀对应于图6中的第二阀11B。 气体调节设备2D包括安装到气体调节设备外壳9外部的旋转控制旋钮形式的通断致动器 16。通过对旋转控制旋钮进行旋转，调整作用于第一阀的螺旋弹簧的螺杆的位置，从而允许用户接通和切断通过气体调节设备2D的气体流，并且设置第一阀的上游的气体流动路径 5B中的压力P2必须超过的正压力阈值，以使得校准气体穿过气体调节设备2D。还看到气体调节设备包括冲刷致动器装置15，该冲刷致动器装置15对应于图6中的冲刷致动器装置15，并因而用于不论第二阀的下游的气体流动路径5B中的压力P1如何都迫使第二阀进入打开位置。 图8示出了根据本发明的实施例的气体调节设备2E的功能视图。气体调节器2E 连接在校准气体源与气体分析仪之间。看到气体调节设备2E包括被表示为“需求调节器” 的气体按需功能，该功能允许仅在需求调节器的下游的气体压力P1下降到一定阈值(本文中称为负压力阈值)以下时才被递送到气体分析仪。气体调节设备2E还可以包括被表示为“冲刷”的冲刷功能，该功能允许气体按需功能“无效”，以使得不论压力P1如何校准气体均可以被递送到气体分析仪。此外，气体调节设备2E可以包括被表示为“压力保护”的压力保护功能，该功能允许校准气体源仅在压力保护的上游的气体压力P2超过一定阈值(本文中称为正压力阈值)时才排放校准气体。最终，气体调节设备2E可以包括被表示为“通 /断”的通断功能，该功能用于将气体调节设备2E设置在“通”模式或“断”模式，在“通”模式中，气体调节设备2E的其它功能不受影响，在“断”模式中，校准气体任何时候都不能穿过气体调节设备2E。
1权利要求
1.一种用于气体分析仪的校准的气体调节设备OA-2E)，包括入口(8A)，用于接收来自校准气体源(3)的校准气体流；出口(8B)，用于将所述校准气体流传递到要校准的所述气体分析仪；阀装置，包括设置在气体流动路径(5B)中的至少一个阀(11 ；11A, 11B)，通过所述气体流动路径(5B)可以实现所述入口(8A)与出口(8B)的气体连接；以及阀调节装置，用于调节所述至少一个阀，所述阀调节装置被配置成当所述气体调节设备 (2A-2E)工作在第一操作模式时，调节所述至少一个阀(11 ；11A，11B)，以使得气体能够仅在所述至少一个阀(11 ；ΙΙΑ,ΙΙΒ)与所述出口(8Β)之间的所述气体流动路径(5Β)中的气体压力(P1)下降到预定阈值以下时才在所述入口 (M)与出口(8Β)之间流动。
2.根据权利要求1所述的气体调节设备ΟΒ-2Ε)，还包括冲刷致动器装置(1 ，所述冲刷致动器装置(1 当由用户开动时，被配置成将所述气体调节设备设置在第二操作模式， 在所述第二操作模式中，所述阀调节装置调节所述至少一个阀(11 ；11A，11B)，以使得不论所述至少一个阀(11 ；ΙΙΑ,ΙΙΒ)与所述出口(8Β)之间的压力(P1)如何气体均能够在所述入口 (8Α)与出口 (8Β)之间流动。
3.根据权利要求1或2所述的气体调节设备ΟΒ-2Ε)，其中，所述阀调节装置被配置成调节所述至少一个阀(11 ;11Α，11Β)，以使得气体能够仅在所述入口(8Α)与所述至少一个阀(11 ；ΙΙΑ,ΙΙΒ)之间的所述气体流动路径(5Β)中的气体压力(P2)超过预定阈值时才在所述入口(8Α)与出口(8Β)之间流动。
4.根据上述权利要求中任意一项所述的气体调节设备ΟΒ-2Ε)，还包括通断切换装置 (16)，所述通断切换装置(16)当由用户开动时，被配置成将所述气体调节设备设置在非操作模式，在所述非操作模式中，所述阀调节装置调节所述至少一个阀(11 ；11Α，11Β)，以使得任何时候都没有气体能够在所述入口 (M)与出口(8Β)之间流动。
5.根据上述权利要求中任意一项所述的气体调节设备(2Α-2Ε)，还包括外壳(9)，所述外壳(9)使得所述气体调节设备为独立单元，所述气体调节设备(2Α-2Ε)还包括入口连接装置(IOA)和出口连接装置(IOB)，所述入口连接装置(IOA)被配置成将所述入口(8Α)可拆卸地连接到所述校准气体源(3)，所述出口连接装置(IOB)被配置成将所述出口(8Β)可拆卸地连接到所述气体分析仪(4)。
6.根据权利要求5所述的气体调节设备(2D)，其中，所述入口连接装置(IOA)被配置成直接连接到所述校准气体源(3)的匹配出口连接装置(M)0
7.根据上述权利要求中任意一项所述的气体调节设备OB-2D)，还包括校准气体压力计(14)，所述校准气体压力计(14)被配置成向用户指示所述入口(8Α)与所述至少一个阀 (11 ；ΙΙΑ,ΙΙΒ)之间的气体流动路径(5Β)中的压力(P2)。
8.一种用于气体分析仪(4)的校准的校准装置(1 ；1Α)，包括校准气体源C3)和根据权利要求6所述的气体调节设备(2D)，所述校准气体源C3)包括出口连接装置(6Α)，所述出口连接装置(6Α)被适配成可拆卸地直接连接到所述气体调节设备OD)的所述入口连接装置(IOA)。
9.一种用于气体分析仪(4)的校准的校准装置(1 ；1Α)，包括具有出口(6)的校准气体源(3)、具有入口(7)的气体分析仪以及根据权利要求1至7中任意一项所述的气体调节设备(2Α-2Ε)，所述气体调节设备的所述入口(8Α)连接到所述校准气体源(3)的所述出口(6)，并且所述气体调节设备的所述出口(8Β)连接到所述气体分析仪的所述入口(7)，以使得所述校准气体能够通过所述气体调节设备(2A-2E)而穿过从所述校准气体源 (3)的所述出口(6)到所述气体分析仪⑷的所述入口(7)的气体流动路径(5A，5B，5C)。
10.根据权利要求9所述的校准装置(1； 1A)，其中，所述气体流动路径(5A，5B，5C)不包括用于所述校准气体的出口。
11.一种用于校准气体分析仪的方法，包括以下步骤将来自校准气体源C3)的校准气体经由气体流动路径(5A，5B，5C)供应到所述气体分析仪G)，在所述气体流动路径(5A， 5B，5C)中设置有包括至少一个阀(11 ；ΙΙΑ,ΙΙΒ)的阀装置，所述方法还包括以下步骤调节所述至少一个阀，以允许气体仅在所述至少一个阀(11;11Α，11Β)的下游的所述气体流动路径(5A，5B，5C)中的气体压力(P1)下降到预定阈值以下时才流过所述气体流动路径(5A， 5B，5C)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，执行调节所述至少一个阀(11；ΙΙΑ,ΙΙΒ)的步骤，以使得允许气体仅在所述至少一个阀(11 ；ΙΙΑ,ΙΙΒ)的上游的所述气体流动路径(5Α， 5B，5C)中的气体压力(P2)超过预定阈值时才流过所述气体流动路径(5A，5B，5C)。
13.一种将根据权利要求1至7中任意一项所述的气体调节设备(2A-2E)用于校准气体分析仪的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于气体分析仪(4)的校准的气体调节设备(2A-2E)。该气体调节设备包括入口(8A)和出口(8B)、包括至少一个阀(11；11A，11B)的阀装置以及用于调节该至少一个阀的阀调节装置。气体调节设备意在连接在校准气体源(3)与要校准的气体分析仪(4)之间，并且阀调节装置被配置成调节该至少一个阀，以使得允许气体仅在该至少一个阀与出口之间的气体流动路径中的气体压力(P1)下降到预定阈值以下时才流过入口与出口之间的气体流动路径(5B)。气体调节设备有利地用在校准旁流气体分析仪时，在该情况下，其减少了校准气体消耗，防止校准气体排放到周围环境中并且防止泄露危及正确校准。
文档编号G01N33/00GK102460149SQ200980159764
公开日2012年5月16日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者帕尔·埃姆特尔, 米卡埃尔·科克 申请人:马奎特紧急护理公司