[发明专利]恒温热导体风速计

说明书

背景技术

恒温热导线风速计常用来基于越过加热至恒温的导线的流体对流带走的热量来测量流体速率。由于对流而失去的热量是越过细丝（filament）的流体速率的函数。恒温热导线风速计或者CTA保持受热细丝的温度恒定并且使用经验数据、数学算法或者二者以基于用来将细丝保持于恒温的能量来计算流体的流速。由于细丝温度与细丝的电阻有关，所以CTA操作以维持细丝的恒定电阻。用来制作适当细丝的金属具有百分之0.1每摄氏度级别的电阻率系数，并且因此需要高准确度以测量细丝的实际电阻。

一种与医学有关的风速计应用是测量患者的吸气和呼气流速。许多肺功能测试需要知道关于空气进入和退出患者肺部的速率的细节。在吸气和呼气期间遇到的最大实际流速范围通常在每秒0升与约20升之间变化。在这一范围中，细丝可以具有仅2.0欧姆电阻。由于细丝的电阻和电阻率系数低，所以即使小电阻缺陷（artifact）也可能明显削弱测量准确性。

在现有技术的恒温热导线风速计中，细丝焊接于探测器的两个管脚之间。探测器可拆卸地附着到线缆。线缆与用于计算越过细丝的气体流速的电路连通（communicate）。然而现有技术的恒温风速计有妨碍获取准确和精确电阻测量值的若干问题。例如无法在细丝的电阻率与线缆和在管脚与电路之间的任何连接引起的电阻率之间进行区分。线缆或者连接引起的任何电阻改变将被电路视为细丝的电阻改变并且造成错误的气体流速计算。存在在现有技术的恒温风速计探测器中可能引入电阻误差的若干方式。这些例如包括环境温度的改变以及线缆和/或连接的物理扰动或者移动。在未完全重新校准探测器（这可能花费大量时间和努力）的情况下，不能消除或者撤消（reverse）这些误差中的一些误差。

实际考虑要求以如下方式设计探测器，该方式诸如在探测器为一次性（disposable）或者需要更换、维护或者清洁时允许用户向如下线缆附着和从线缆移除探测器，该线缆将探测器连接到容纳电路的单元。因而，实质上在所有探测器设计中都需要线缆和连接器、由此保证存在前述误差机制。

发明内容

本公开涉及一种恒温热导体风速计。该风速计包括一组电传导管脚，这些管脚包括一对内管脚和一对外管脚。导体电和机械地耦合到管脚。电流源耦合到内管脚。电流源被配置成经过在内管脚之间的导体提供电流。电压传感器耦合到外管脚并且被配置成测量跨越外管脚之间的导体的电压。电流源和电压传感器被配置成维持在内管脚之间的导体的恒定电阻。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解，并且在本说明书中并入附图而且附图构成本说明书的部分。附图图示实施例并且与说明书一起用于说明实施例的原理。其他实施例和实施例的诸多预计优势将在它们通过参照下文详细描述而变得更好理解时而容易得到认识。附图的元素未必相对于彼此按比例。同样的标号表示对应相似部分。

图1是图示了示例恒温热导体风速计的环境的示意图。

图2是图示了图1的示例恒温热导体风速计的剖面的示意图。

图3是图示了恒温热导体风速计的示例电路的示意图。

图4是图示了图3的电路的示例电路的示意图。

图5是图示了另一示例恒温热导体风速计的剖面的示意图。

图6是图示了图5的恒温热导体风速计的示例部分电路的示意图。

具体实施方式

在下文详细描述中，参照附图，这些附图形成该描述的部分并且在附图中通过示例示出其中可以实现本发明的具体实施例。就这一点而言，参照描述的附图的取向来使用方向术语。由于实施例的部件可以定位于多个不同取向，所以方向术语用于示例的目的而决非限制。将理解可以利用其他实施例并且可以进行结构或者逻辑改变而未脱离本发明的范围。下文详细描述因此将未以限制意义加以理解，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。将理解这里描述的各种示例性实施例的特征除非另有具体明示则可以相互组合。