用于呼吸加湿器的温度测量装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于呼吸加湿器（1）的温度测量装置，该呼吸加湿器（1）具有液体容器（5），所述温度测量装置包括流动通道（9）和红外线探测器（21），所述流动通道（9）用于呼吸气体，所述红外线探测器（21）从外部指向所述流动通道（9）且用于非接触检测所述流动通道（9）中的呼吸气体的温度。所述流动通道（9）的外表面（13）包括测量部（15），该测量部（15）与所述外表面（13）的周围部分对齐，所述红外线探测器（21）指向所述测量部（15）。所述流动通道（9）包括流动导向件（17），该流动导向件（17）以预定的优选为大于10°且小于170°的冲击角度将呼吸气流引导至测量部（15）。
【专利说明】用于呼吸加湿器的温度测量装置
[0001]本发明涉及一种用于呼吸加湿器的温度测量装置，该呼吸加湿器采用呼吸气体为病人通气。
[0002]当病人在加护病房中进行机械通气(mechanically ventilated)时,例如,待通气的病人通过通气管道系统气动地连接至呼吸机。由于输送给病人的呼吸气体必须在温度和湿度方面进行调节以满足病人的生理需求，呼吸加湿器设置在吸入管(inhalation tube)或吸气管(inspiration tube)中以加热并加湿上述呼吸气体。该呼吸加湿器通常包括充满蒸馏水的液体容器，该容器的底板与室内的加热板进行热接触，因此，液体被加热。吸入气体被导入液体容器中，因而被加湿，然后以一定温度离开该液体容器。
[0003]一方面，呼吸气体的温度通常是通过使用靠近病人设置的温度传感器来测量的，所述传感器通过电测量线连接至控制单元，例如，设置在呼吸加湿器中的控制单元。另一方面，所述呼吸气体的温度在呼吸加湿器内测量，优选在呼吸气体进入所述液体容器以及离开所述液体容器时测量。测量值发送给位于所述空气加湿器中的控制单元，该控制单元调节该加湿器的热输出。
[0004]本领域已经公开了用于非接触式温度测量的高温计或者辐射温度计。这些温度计是依据每个温度大于OK的物体都会发出热辐射的事实来工作的；最大辐射点的强度和位置取决于物体的温度。这种辐射通过高温计检测并衡量。当测量温度约为室内温度(从大约10°c至大约40°C)时，将使用中红外区域(MIR)中的波长。
[0005]DE 10 2007 037 955 Al公开了一种用于具有流动通道的呼吸加湿器的非接触式温度测量装置；在该 装置中，用于记录温度的关闭的空心物体伸入所述流动通道中，以及红外线探测器指向伸入到所述流动通道中的空心物体的内表面。温度测量装置的这种设计的缺点是制造这种具有空心物体伸入其中的的流动通道并不容易，因为，空心物体要么必须与所述流动通道采用相同材料制造，或者在第二生产步骤中与该流动通道结合在一起，要么可选择地，所述流动通道和所述空心物体必须分别采用单独的模具制造，这样复杂并且昂贵。此外，在流动通道中的空心物体造成相对高的流动阻力，这样会干涉呼吸气流的流动并且降低流速。
[0006]因此，本发明的目的是提供一种用于呼吸加湿器的温度测量装置，该温度测量装置制造容易且成本低，尽管如此，该温度测量装置可以进行可靠的非接触式温度测量。
[0007]上述目的是通过权利要求1的特征实现的。有益效果和【具体实施方式】在从属权利要求中描述。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种用于呼吸加湿器的温度测量装置，该呼吸加湿器包括液体容器，其中，所述温度测量装置包括流动通道和红外线探测器，所述流动通道用于呼吸气体，所述红外线探测器从外部指向所述流动通道且用于非接触式检测所述流动通道中的呼吸气体的温度，其中，所述流动通道包括位于该流动通道侧表面上的测量部，该测量部与周围侧表面区域对齐并且所述红外线探测器指向所述测量部，其中，所述流动通道包括流动导向件，该流动导向件以之前预定的优选为大于10°且小于170°的流入角度将呼吸气流引导至所述测量部。测量部设置在所述流动通道的侧表面上是一种简单的设计，因为测量部不像诸如DE 10 2007 037 955 Al的情况中从侧表面伸入。“侧表面”在此理解为，例如圆柱形流动通道的壁面，或者截面为矩形或多边形的通道的直壁。这种流动通道可以设计为所述液体容器的一体的部分，并且可以与所述液体容器分别或者一体以低成本容易地制造。所述测量部与所述侧表面的周围区域在两个方向上对齐并或多或少地连续和/或所述测量部与这些表面齐平。
[0009]所述入流角度的范围优选为从约30°至约60°，并且更优选地，范围为从约40°至约50°。以这种入流角度冲击在所述流动导向件上的呼吸气流直接偏向测量部，呼吸气流在测量部上产生的影响的结果是，呼吸气流将其一部分的热量有效地传递给所述测量部的材料。因而，所述测量部的温度更准确地对应于流入的所述呼吸气流的本来的温度。
[0010]优选地，所述流动导向件布置在所述流动通道的内部。所述流动导向件为直板或者弯曲板。使用这种设计的流动导向件，沿所述流动通道的长度方向到达的呼吸气流，例如可以以优选的流入角度偏斜。制造这种位于所述流动通道内的流动导向件相对容易。
[0011]无论如何，所述流动导向件可以为直管或弯曲管，所述直管或弯曲管的横截面为矩形、圆形、多边形或者椭圆形。
[0012]或者，所述流动通道自身可以设计成包括流动导向件。为此，所述流动通道自身可以以使得在所述测量部获得期望的流入角度的方式弯曲或者具有使得在所述测量部获得期望的流入角度的扭结。
[0013]优选地，所述流动导向件包括有结构的表面。一种可能的结构是，比如，一组孔；或者所述板可以经过加粗或者包括多个突起或凹陷，突起和凹陷可以是不同的形状，等等。这种结构的表面有助于增加所述呼吸气体的扰动，以便为所述测量部产生最均匀的热量。此外，所述呼吸气流的扰动同样有助于增加所述呼吸气流吸收的水分和热量。
[0014]优选地，所述测量部设计为薄壁并且所述测量部的材料的辐射系数范围为从约0.90至约1.00。由于所述测量壁薄于邻近的侧表面区域的壁，所述测量部升温更快并且温度更有效地分布(即更均匀)。为了使所述测量更准确，材料应当为热优化的，即，该材料应当具有接近1.00的辐射系数。为此，所述测量部可以设计有黑色涂层，例如，结合在一起或者采用一些其他方式涂抹。
[0015]优选地，所述红外线探测器包括热红外线测量元件，例如辐射热测定器、热电传感器或者热电堆。此类红外线测量元件非常适合所述呼吸加湿器优选使用的温度范围，即，为从约10°c至约40°C的外界温度范围。然而，本领域技术人员还可以采用适合上述温度范围的其他类型的红外线测量元件。
[0016]优选地，所述红外线探测器包括诸如透镜之类的光学组件以便可以聚焦。优选地，所述流动通道或所述液体容器的材料包括透明塑料，例如LD-PE (低密度聚乙烯)。优选透明的，是因为使用者可以从外部看到是否在液体容器内形成有冷凝物。也可以使用其他适合的透明塑料材料。
[0017]根据本发明的另一个方面提供一种用于呼吸器的呼吸加湿器，该呼吸加湿器包括壳体、液体容器和以上限定的温度测量装置，其中，所述液体容器包括具有测量部的流动通道，其中，所述红外线探测器设置在所述壳体上。
[0018]优选地，这种呼吸加湿器包括第一温度测量装置和第二温度测量装置，其中，所述液体容器包括第一流动通道和第二流动通道，第一流动通道用于将呼吸气体引入第一测量部，第二流动通道用于将呼吸气体排出第二测量部，并且其中，所述壳体包括第一红外线探测器和第二红外线探测器，所述第一红外线探测器和第二红外线探测器指向第一测量部和第二测量部以进行温度测量。
[0019]优选地，所述呼吸加湿器包括控制单元，该控制单元设置成根据由所述温度测量装置提供的测量值调节所述热输出。显然，如何有两个温度测量装置，第二个温度测量装置将被用于测量被导向上部的呼吸气流，也就是，来自于底部的气流，即从液体表面进入液体容器中的气流，在其穿出吸入管并通过管连接件供给患者之前被导向至第二测量部。
[0020]下面参考附图根据在优选的示范性的实施方式的基础上对本发明进行说明
[0021]图1显示了包括根据本发明的温度测量装置的优选实施方式的呼吸加湿器的立体和局部剖视图；以及
[0022]图2显示了图1中阐释的本发明的优选实施方式的必要元件的侧视图。
[0023]图1显示了呼吸加湿器I的立体图，该呼吸加湿器I具有壳体3和可拆卸地插入到所述壳体3中 的液体容器5，其中壳体3的一部分和液体容器5的一部分已被剖开，以更好地理解本发明。液体容器5在沿水平方向上的截面基本呈U型，因此，当液体容器5横向地/水平地插入壳体3后，该液体容器5包围壳体3的中心突出部，该壳体3的顶表面设置有用户界面7，该用户界面7具有显示器和操作元件。在图1左侧显示的液体容器5的区域中，容器包括流动通道9，该流动通道9起始于具有圆形截面的管状插口 11，并且从该管状插口 11以侧表面13的形式向下延伸。侧表面13被定义为绕流动通道9的二维壁面，该侧表面13包括测量部15，测量部15的壁比侧表面13的其余壁薄。测量部15与侧表面13的周围区域对齐，或者与它们齐平，没有任何元件从侧表面13凸出或伸入流动通道9的内部。在此处描述的实施方式中，流动通道9包括流动导向件17，该流动导向件17基本呈平板状，流动导向件17从与侧表面13相对的侧表面部分以大约60°的角度向测量部15延伸过流动通道9的截面的大约四分之三。
[0024]此处显示的液体容器5由透明塑料材料制成，以便可以在外部看到该液体容器5中的液体以及任何堆积的冷凝物。液体容器5还包括向上延伸的回填管19，通过该回填管19可以将来自于外部容器的新鲜液体自动地添加至该液体容器5中。在左侧区域，壳体3包括壁(图1中部分被剖开)，当加湿器工作时，该壁平行于液体容器5的侧表面13，两个表面之间只有一个狭窄的气缝。在所述壳体的这个壁上，红外线探测器12布置在凹槽内，红外线探测器12的镜头朝向所述侧表面13的测量部15。
[0025]图2示出了根据本发明的图1中优选实施方式的温度测量装置的截面图。示出的部分为放大截面图并且省略了呼吸加湿器的一些对本发明来说并不重要的其余元件。可以清楚地看到流动导向件17是如何使流动通道9中的呼吸气流倾斜进入穿过位于测量部15上的管状插口 11中的。三个箭头基本上表示流动导向件17处的呼吸气流的流动方向。
[0026]在图2的左侧部分，容易识别涂有阴影的红外线探测器21，该红外线探测器21从液体容器5的外部水平地指向测量部15。该红外线探测器21连接至控制单元(未显示)，该控制单元安装在壳体3上以衡量测量信号并相应地调整温度或热输出。
[0027]上述描述的优选实施方式表示了用于对呼吸加湿器I的液体容器5内的呼吸气流进行非接触式温度测量的简单解决方案，由于测量部15容易地形成在流动通道9的侧表面13上，并且流动导向件17同样可以容易地形成在流动通道9的内部。同样可以想象，流动导向件17可以为多部分的设计、弯曲的或有结构的，或者该流动导向件17可以相对测量部15设置为不同的流入角度以作为一种优化测量部15上的流入量和温度分布的方式。
[0028]伴随本发明的主题，已经提供了一种用于呼吸加湿器的温度测量装置，该温度测量装置制造容易且成本低，尽管如此，该温度测量装置可以进行可靠的非接触式温度测量。
【权利要求】
1.一种用于呼吸加湿器(I)的温度测量装置，该呼吸加湿器(I)具有液体容器(5)，其中，所述温度测量装置包括流动通道(9)和红外线探测器(21)，所述流动通道(9)用于呼吸气体，所述红外线探测器(21)从外部指向所述流动通道(9)以用于非接触检测所述流动通道(9)中的呼吸气体的温度，其中，所述流动通道(9)包括位于该流动通道(9)的侧表面(13)上的测量部(15)，该测量部(15)与所述侧表面(13)的周围区域对齐并且所述红外线探测器(21)指向所述测量部(15)，其中，所述流动通道(9)包括流动导向件(17)，该流动导向件(17)以预定的流入角度将呼吸气流引导至所述测量部(15)，所述预定的流入角度优选为大于10°且小于170°。
2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其中，所述流入角度的范围为从约30°至约60°，并且更优选地，该范围为从约40°至约50°
3.根据权利要求1或2所述的温度测量装置，其中，所述流动导向件(17)设置在所述流动通道(9)的内部。
4.根据权利要求3所述的温度测量装置，其中，所述流动导向件(17)为直板或者弯曲板。
5.根据上述权利要求中任一项所述的温度测量装置，其中，所述流动导向件(17)为直管或弯曲管，所述直管或弯曲管的横截面为矩形、圆形、多边形或者椭圆形。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的温度测量装置，其中，所述流动导向件(17)包括有结构的表面。
7.根据上述权利要求中任一项所述的温度测量装置，其中，所述测量部(15)设计为具有薄壁并且具有范围为约0.90至约1.00的辐射系数。
8.根据上述权利要求中任一项所述的温度测量装置，其中，所述红外线探测器(21)包括热红外线测量元件，例如辐射热测定器、热电传感器或者热电堆。
9.根据上述权利要求中任一项所述的温度测量装置，其中，所述红外线探测器(21)包括用于聚焦的光学组件。
10.根据上述权利要求中任一项所述的温度测量装置，其中，所述流动通道(9)的材料为透明塑料。
11.一种用于呼吸器的呼吸加湿器(1)，包括壳体(3)、液体容器(5)和根据上述权利要求中任一项所述的温度测量装置，其中，所述液体容器(5)包括具有所述测量部(15)的流动通道(9)，其中，所述红外线探测器(21)设置在所述壳体(3)上。
12.一种用于呼吸器的呼吸加湿器(1)，包括根据权利要求1至10中任一项所述的第一温度测量装置和根据权利要求1至10中任一项所述的第二温度测量装置，其中，所述液体容器(5)包括具有第一测量部(15)的第一流动通道和具有第二测量部的第二流动通道，其中所述第一流动通道用于将呼吸气体引入，所述第二流动通道用于将呼吸气体排出，并且其中，所述壳体(3 )包括第一红外线探测器和第二红外线探测器，所述第一红外线探测器和第二红外线探测器指向所述第一测量部和第二测量部。
13.根据权利要求11或12所述的呼吸加湿器，包括控制单元，该控制单元设置成根据由所述温度测量装置提供的测量值调节热输出。
【文档编号】G01J5/00GK103842014SQ201280048256
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年10月1日
【发明者】R·比希 申请人:哈美顿博纳图斯股份公司