[发明专利]一种具有气动式隔离压力检测与阀门的管道及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及低压液体的测量与阀门控制领域，尤其涉及一种具有气动式隔离压力检测与阀门的管道及其控制方法。

背景技术

在许多场合需要测量液体的压力并依据压力的大小控制相应的阀门和测量液体的流速。例如：对高位截瘫的患者和手术后的患者需要插入导尿管，在膀胱内压达到一定值时需要开放导尿管进行排尿，同时还需要控制排尿的速度，以避免排尿过快而导致患者的痛苦甚至危险。目前，患者安放导尿管后均有护理人员手动操作，不仅增加劳动强度，对膀胱内压无法进行测量。

现有技术中有不少工程技术人员力图解决这一个问题。如在国内有王剑火设计的一种膀胱压力探头^[1]，用于测量膀胱内压，但需要将气囊送入膀胱内，且功能单一和不能控制排尿；韩玖荣等设计的小型膀胱疾病监护仪^[2]，仅限于电路设计，并无针对膀胱内压测量特殊性的设计；王琼等设计的一种自动导尿系统^[3]，采用与三叉管相连的两个导管上分别设置有压力传感器单元和电子排液阀门，一则该系统的压力测量的两难问题没有解决：与尿液接触容易实现高精度测量但不能避免污染的问题，非接触测量则难以保证高精度；二则采用电子排液阀门也会出现一次性使用则成本太高，重复使用则难以消毒和容易产生污染问题；葛虎设计的一次性测体温、腹压导尿管^[4]，顾名思义，其中使用的不仅是温度传感器，压力传感器也必然要一次性使用，其成本也很高；阮雪红等设计的一种尿流监测控制装置及其配套管路^[4]，监测获取压力感知窗口压力感受点的压力参数而获得膀胱压力，而所谓压力感知窗口是在导尿管中的一段有弹性，其优点是避免压力传感器与尿液接触，但其缺点也是显而易见的，压力测量精度既受弹性囊自身的弹性影响，也受弹性囊与压力传感器的接触情况(接触面积等)的影响。

发明内容

本发明提供了一种具有气动式隔离压力检测与阀门的管道及其控制方法，本发明既可以避免传感器与被测控的液体直接接触，又可以实现高精度的液体压力测量，还可以控制液体的排放，测量排放的速度与流量，同时还能做到极低成本，详见下文描述：

一种具有气动式隔离压力检测与阀门的管道，所述管道包括：主管，

所述主管的第一端口可套接液体入口，所述主管的第二端口内嵌一个管状弹性气囊，所述第二端口分别连接第一管道、第二管道、第三管道，所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道上分别连接气泵、放气阀和压力传感器；

所述主管在距第二端口一定距离处开有第三端口，所述第三端口连接一个排泄管道，所述排泄管道上装有流量传感器；

所述主管放置在底宽上窄的倒梯形槽中，在所述倒梯形槽上放置两对定位传感器。

所述主管由半透明或透明材料制成。

所述主管的管径为4～10mm，长约100～200mm。

所述气囊长约30～80mm。

所述主管在距所述第二端口10～20mm处开有所述第三端口，所述第三端口连接一个管径为1～3mm排泄管道。

在所述倒梯形槽相距10～30mm上放置两对定位传感器，所述第二端口离最近的定位传感器为30～40mm。

所述流量传感器采用超声流量传感器。

所述第一对定位传感器和所述第二对定位传感器采用光电对管。

所述第一对定位传感器和所述第二对定位传感器采用电容传感器。

一种具有气动式隔离压力检测与阀门的管道的控制方法，所述方法包括以下步骤：

(1)放气阀关闭，启动气泵，气囊在主管内膨胀直到第一对定位传感器和第二对定位传感器感知到所述气囊为止；

(2)被测流体的压力经过所述气囊传递到压力传感器，所述压力传感器检测压力超过预设压力值时，开启所述放气阀，所述气囊收缩到排泄管道与主管的接口以下时，液体经过所述排泄管道排出；

(3)流量传感器对所述排泄管道中的液体流速与流量进行测量，并通过所述放气阀和所述气泵对液体排泄的流速进行控制以使液体流速在预设流速水平；

(4)在液体排放干净或达到预设压力水平时，再次启动所述气泵，使所述气囊顶部超过所述第二对定位传感器，且达到所述第一对定位传感器的位置时，即关闭了液体出口。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明采用内置气囊的管道，通过气囊传递被测液体的压力和控制流体的排泄，实现了液体的非接触测量和控制，既可以避免传感器与液体直接接触，又可以实现高精度的测量，还可以控制液体的排放，以及测量排放的速度与流量，同时还能做到极低成本。

附图说明