本實(shí)用新型涉及呼吸機(jī)和麻醉機(jī)領(lǐng)域，具體是一種提高流量測(cè)量精度的裝置。

背景技術(shù)：

在呼吸機(jī)和麻醉機(jī)應(yīng)用中，呼氣流量傳感器是不可或缺的組成部分。為了避免病人間的交叉感染，目前常用的呼氣流量傳感器為一次性元件，或者是可消毒重復(fù)使用元件。一次性呼氣流量傳感器，使呼吸機(jī)的使用成本較高?？上局貜?fù)使用的呼氣流量傳感器可以使成本明顯降低。壓差式流量傳感器因節(jié)流機(jī)構(gòu)沒(méi)有電氣元件，使其消毒變得簡(jiǎn)單，另外其成本較低，故壓差流量傳感器在呼吸機(jī)、麻醉機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。業(yè)內(nèi)普遍使用的是單個(gè)壓差傳感器的壓差流量傳感器，由于差壓式流量傳感器的流量-壓差特性，目前的壓差流量傳感器量程與精度無(wú)法得到很好的平衡。

目前的壓差流量傳感器均為使用單個(gè)壓差傳感器的壓差流量傳感器，分固定孔徑和變孔徑兩種。固定孔徑使用單個(gè)壓差傳感器的壓差流量傳感器，孔徑固定，只使用一個(gè)壓差傳感器測(cè)量壓差，通過(guò)流量-壓差標(biāo)定實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。變孔徑使用單個(gè)壓差傳感器的壓差流量傳感器，流量傳感器流道內(nèi)增加了彈片，根據(jù)流速不同，彈片開(kāi)度隨之變化。把流量-壓差曲線補(bǔ)償為近似線性，通過(guò)標(biāo)定流量-壓差，實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。固定孔徑流量傳感器壓差P與流量Q的關(guān)系曲線如圖3所示。從圖中可以看出，壓差與流量為二次關(guān)系。因此在流量較小時(shí)，微小的壓差變化就對(duì)應(yīng)較大的流量變化。因此要想提高小流量的精度，必須要高精度的壓差傳感器。在流量較大時(shí)，很大的壓差變化對(duì)應(yīng)較小的流量變化，因此要獲得大的流量量程，就必須使用較大量程的壓差傳感器。然而，壓差傳感器的精度和量程是一對(duì)矛盾量。精度高，則量程?。涣砍檀?，則精度低。對(duì)于呼吸機(jī)、麻醉機(jī)來(lái)說(shuō)，在全量程范圍內(nèi)都需要較高的精度，并且呼吸機(jī)、麻醉機(jī)流量的范圍也很大。因此固定孔徑使用單個(gè)壓差傳感器的壓差流量傳感器很難滿足要求。

而對(duì)于變孔徑壓差流量傳感器，通過(guò)簧片，可以把流量與壓差的關(guān)系矯正成近似線性關(guān)系,如圖4所示。這種結(jié)構(gòu)的流量傳感器一定程度上緩和了精度與量程的矛盾，但是使用簧片并不能矯正為完全的線性關(guān)系，因此測(cè)量精度受到影響。另外簧片的一致性較難控制，長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性也相對(duì)較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題和不足，提供一種通過(guò)多個(gè)不同量程的壓差傳感器，實(shí)現(xiàn)大量程、高精度的壓差流量傳感器的裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種提高流量測(cè)量精度的裝置，包括節(jié)流機(jī)構(gòu)和處理模塊，所述節(jié)流機(jī)構(gòu)包括通氣流道及設(shè)置在通氣流道內(nèi)的節(jié)流孔，在節(jié)流孔前后兩端分別設(shè)有壓差上游采樣口和壓差下游采樣口，壓差上游采樣管與壓差上游采樣口連接使其與通氣流道上游連通，壓差下游采樣管與壓差下游采樣口連接使其與通氣流道下游連通，所述處理模塊包括采樣模塊、處理器和存儲(chǔ)器，采樣模塊包括兩個(gè)或兩個(gè)以上不同量程的壓差傳感器。

進(jìn)一步的，采樣模塊包括小量程壓差傳感器I和大量程壓差傳感器II，壓差傳感器I和壓差傳感器II與壓差上游采樣管和壓差下游采樣管連接，測(cè)量通氣流道上下游兩端的壓差。

進(jìn)一步的，節(jié)流孔是固定孔徑節(jié)流孔。節(jié)流孔還可以是變孔徑節(jié)流孔。

進(jìn)一步的，采用上述裝置來(lái)提高流量測(cè)量精度的方法，包含以下步驟：

步驟一，往通氣流道由小到大通流量，同時(shí)采樣模塊采樣通氣流道在通過(guò)不同流量時(shí)節(jié)流孔兩端的壓差；

步驟二，使用處理器對(duì)步驟一中的流量及其對(duì)應(yīng)的壓差做標(biāo)定，并把標(biāo)定系數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器；

步驟三，測(cè)量流量時(shí)，處理器使用采樣模塊采樣的壓差，通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的標(biāo)定系數(shù)，計(jì)算出當(dāng)前流過(guò)通氣流道的流量。

進(jìn)一步的， 所述步驟二對(duì)流量和壓差做標(biāo)定時(shí)，對(duì)應(yīng)多個(gè)壓差傳感器覆蓋的范圍，使用最小有效量程的壓差傳感器采樣的壓差進(jìn)行標(biāo)定；

進(jìn)一步的，所述步驟三使用壓差計(jì)算流量時(shí)，如果壓差落在多個(gè)壓差傳感器量程范圍內(nèi)，使用最小有效量程的壓差傳感器所測(cè)壓差計(jì)算出測(cè)量流量。

本實(shí)用新型流量傳感器使用分段測(cè)量的方法，小流量段使用小量程壓差傳感器測(cè)量，大流量范圍使用大量程壓差傳感器測(cè)量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)流量范圍的高精度測(cè)量，同時(shí)拓展了流量的測(cè)量范圍。使用多個(gè)壓差傳感器的方法，解決單個(gè)壓差傳感器流量傳感器精度與量程之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)大量程高精度流量傳感器。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型多壓差傳感器流量傳感器；

圖2是本實(shí)用新型小量程、大量程壓差傳感器測(cè)量的固定孔徑流量-壓差曲線；

圖3是固定孔徑流量傳感器流量-壓差曲線；

圖4是變孔徑流量傳感器流量-壓差曲線。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型為一種提高流量測(cè)量精度的裝置，包括節(jié)流機(jī)構(gòu)1和處理模塊13，所述節(jié)流機(jī)構(gòu)1包括通氣流道2，通氣流道2內(nèi)設(shè)有節(jié)流孔5，節(jié)流孔5采用固定孔徑的節(jié)流孔，在節(jié)流孔5前后兩端分別設(shè)有壓差上游采樣口3和壓差下游采樣口4，壓差上游采樣管6與壓差上游采樣口3連接使其與通氣流道2上游連通，壓差下游采樣管7與壓差下游采樣口4連接使其與通氣流道2下游連通，所述處理模塊13包括采樣模塊8、處理器11和存儲(chǔ)器12，采樣模塊8包括兩個(gè)或兩個(gè)以上不同量程的壓差傳感器，本實(shí)用新型一種實(shí)施例采用小量程的壓差傳感器I9和大量程的壓差傳感器II10，壓差傳感器I9和壓差傳感器II10與壓差上游采樣管6和壓差下游采樣管7連接，測(cè)量通氣流道2上下游兩端的壓差。

本實(shí)用新型使用分段測(cè)量的方法，使用兩個(gè)或兩個(gè)以上不同量程的壓差傳感器，在小流量范圍，使用小量程壓差流量傳感器，根據(jù)所測(cè)量的壓差計(jì)算出流量，因?yàn)樾×砍虊翰顐鞲衅骶哂休^高的精度和分辨率，因此雖然小流量范圍流量變化產(chǎn)生的壓差變化較小，也可以精確測(cè)量。

在大流量范圍，使用大量程壓差傳感器，根據(jù)所測(cè)量的壓差計(jì)算出流量。雖然大量程壓差傳感器相對(duì)小量程壓差傳感器精度和分辨率較低，但是根據(jù)固定孔徑流量-壓差關(guān)系，在大流量范圍，流量變化對(duì)應(yīng)的壓差變化也比較大，因此仍可以獲得較高的精度。

測(cè)量前，先對(duì)經(jīng)過(guò)節(jié)流機(jī)構(gòu)通氣流道的流量和壓差傳感器測(cè)量到的對(duì)應(yīng)節(jié)流孔兩端的壓差進(jìn)行標(biāo)定。參照?qǐng)D1，按通氣流道2內(nèi)箭頭所示方向由小到大通流量，例如，從0-200L/min逐步提高流量，與此同時(shí)，采樣模塊8的大小量程壓差傳感器同時(shí)采樣對(duì)應(yīng)不同流量時(shí)節(jié)流孔5兩端的壓差。對(duì)于小流量范圍，使用小量程壓差傳感器I9所測(cè)量的壓差進(jìn)行標(biāo)定，大流量范圍使用大量程壓差傳感器II10所測(cè)量的壓差進(jìn)行標(biāo)定。如圖2，小量程壓差傳感器I9的最大有效測(cè)量值為P1對(duì)應(yīng)流量為Q1，大量程壓差傳感器II10的最大有效測(cè)量值為P2，對(duì)應(yīng)流量為Q2。因此在0-Q1（0-P1）范圍使用小量程壓差傳感器所測(cè)壓差進(jìn)行標(biāo)定，在Q1-Q2(P1-P2)范圍使用大量程壓差傳感器所測(cè)壓差進(jìn)行標(biāo)定。處理器11分別把不同范圍的標(biāo)定系數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12，用于測(cè)量時(shí)根據(jù)壓差計(jì)算出通過(guò)通氣流道2的流量。

測(cè)量時(shí)，當(dāng)有流量從通氣流道2通過(guò)，會(huì)在節(jié)流孔5兩端產(chǎn)生壓差，大小量程壓差傳感器同時(shí)采樣所述壓差。判斷壓差落在哪個(gè)范圍，如果落在小量程壓差傳感器I9量程范圍內(nèi)（0-P1），處理器11使用小量程壓差流量傳感器I9所測(cè)量的壓差通過(guò)存儲(chǔ)器12中相應(yīng)的標(biāo)定系數(shù)計(jì)算出通過(guò)通氣流道2的流量，如果落在小量程壓差傳感器I9量程范圍外，但在大量程壓差傳感器II10量程范圍內(nèi)（P1-P2），處理器11使用大量程壓差流量傳感器II10所測(cè)量的壓差通過(guò)存儲(chǔ)器12中相應(yīng)的標(biāo)定系數(shù)計(jì)算出通過(guò)通氣流道2的流量。

本實(shí)用新型另一種實(shí)施例節(jié)流孔5還可以采用變孔徑節(jié)流孔。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。