[实用新型]一种提高流量测量精度的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及呼吸机和麻醉机领域，具体是一种提高流量测量精度的装置。

背景技术

在呼吸机和麻醉机应用中，呼气流量传感器是不可或缺的组成部分。为了避免病人间的交叉感染，目前常用的呼气流量传感器为一次性元件，或者是可消毒重复使用元件。一次性呼气流量传感器，使呼吸机的使用成本较高。可消毒重复使用的呼气流量传感器可以使成本明显降低。压差式流量传感器因节流机构没有电气元件，使其消毒变得简单，另外其成本较低，故压差流量传感器在呼吸机、麻醉机中得到广泛应用。业内普遍使用的是单个压差传感器的压差流量传感器，由于差压式流量传感器的流量-压差特性，目前的压差流量传感器量程与精度无法得到很好的平衡。

目前的压差流量传感器均为使用单个压差传感器的压差流量传感器，分固定孔径和变孔径两种。固定孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器，孔径固定，只使用一个压差传感器测量压差，通过流量-压差标定实现流量的测量。变孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器，流量传感器流道内增加了弹片，根据流速不同，弹片开度随之变化。把流量-压差曲线补偿为近似线性，通过标定流量-压差，实现流量测量。固定孔径流量传感器压差P与流量Q的关系曲线如图3所示。从图中可以看出，压差与流量为二次关系。因此在流量较小时，微小的压差变化就对应较大的流量变化。因此要想提高小流量的精度，必须要高精度的压差传感器。在流量较大时，很大的压差变化对应较小的流量变化，因此要获得大的流量量程，就必须使用较大量程的压差传感器。然而，压差传感器的精度和量程是一对矛盾量。精度高，则量程小；量程大，则精度低。对于呼吸机、麻醉机来说，在全量程范围内都需要较高的精度，并且呼吸机、麻醉机流量的范围也很大。因此固定孔径使用单个压差传感器的压差流量传感器很难满足要求。

而对于变孔径压差流量传感器，通过簧片，可以把流量与压差的关系矫正成近似线性关系,如图4所示。这种结构的流量传感器一定程度上缓和了精度与量程的矛盾，但是使用簧片并不能矫正为完全的线性关系，因此测量精度受到影响。另外簧片的一致性较难控制，长期稳定性和可靠性也相对较低。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述问题和不足，提供一种通过多个不同量程的压差传感器，实现大量程、高精度的压差流量传感器的装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种提高流量测量精度的装置，包括节流机构和处理模块，所述节流机构包括通气流道及设置在通气流道内的节流孔，在节流孔前后两端分别设有压差上游采样口和压差下游采样口，压差上游采样管与压差上游采样口连接使其与通气流道上游连通，压差下游采样管与压差下游采样口连接使其与通气流道下游连通，所述处理模块包括采样模块、处理器和存储器，采样模块包括两个或两个以上不同量程的压差传感器。

进一步的，采样模块包括小量程压差传感器I和大量程压差传感器II，压差传感器I和压差传感器II与压差上游采样管和压差下游采样管连接，测量通气流道上下游两端的压差。

进一步的，节流孔是固定孔径节流孔。节流孔还可以是变孔径节流孔。

进一步的，采用上述装置来提高流量测量精度的方法，包含以下步骤：

步骤一，往通气流道由小到大通流量，同时采样模块采样通气流道在通过不同流量时节流孔两端的压差；

步骤二，使用处理器对步骤一中的流量及其对应的压差做标定，并把标定系数存储在存储器；

步骤三，测量流量时，处理器使用采样模块采样的压差，通过存储在存储器的标定系数，计算出当前流过通气流道的流量。

进一步的， 所述步骤二对流量和压差做标定时，对应多个压差传感器覆盖的范围，使用最小有效量程的压差传感器采样的压差进行标定；

进一步的，所述步骤三使用压差计算流量时，如果压差落在多个压差传感器量程范围内，使用最小有效量程的压差传感器所测压差计算出测量流量。

本实用新型流量传感器使用分段测量的方法，小流量段使用小量程压差传感器测量，大流量范围使用大量程压差传感器测量，实现整个流量范围的高精度测量，同时拓展了流量的测量范围。使用多个压差传感器的方法，解决单个压差传感器流量传感器精度与量程之间的矛盾，实现大量程高精度流量传感器。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型多压差传感器流量传感器；

图2是本实用新型小量程、大量程压差传感器测量的固定孔径流量-压差曲线；

图3是固定孔径流量传感器流量-压差曲线；