本實(shí)用新型涉及呼吸機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本實(shí)用新型涉及一種氣體流量測(cè)量裝置、系統(tǒng)及呼吸機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中通常利用氣體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)所產(chǎn)生的壓力差與流量之間存在一定關(guān)系，通過(guò)測(cè)量進(jìn)氣端口和出氣端口之間的壓差就能夠得到待測(cè)氣體的流量。

現(xiàn)有的氣體流量測(cè)量裝置通常是利用壓差傳感器檢測(cè)氣阻兩端的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)氣體流過(guò)管路時(shí)，在氣阻的進(jìn)氣端口和出氣端口存在一個(gè)壓差，隨著流量的加大，壓差越來(lái)越大。根據(jù)比例對(duì)照關(guān)系，就可以計(jì)算出當(dāng)前的氣體流量值。但是，現(xiàn)有的這種采用壓差傳感器的氣體流量測(cè)量裝置成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種低成本的氣體流量測(cè)量的新的技術(shù)方案。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種氣體流量測(cè)量裝置，包括：

氣流通道，被設(shè)置為用于待測(cè)氣體流通；

電感線(xiàn)圈，設(shè)置在所述氣流通道上；以及，

活動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述氣流通道內(nèi)，所述活動(dòng)機(jī)構(gòu)被設(shè)置為根據(jù)所述待測(cè)氣體的流動(dòng)產(chǎn)生移動(dòng)，并藉由所述移動(dòng)使得所述電感線(xiàn)圈的電感值發(fā)生改變。

可選的是，所述活動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接在一起的擋板和磁芯，至少部分所述磁芯位于所述電感線(xiàn)圈內(nèi)，所述擋板由所述待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)所述磁芯移動(dòng)以改變所述磁芯位于所述電感線(xiàn)圈內(nèi)的長(zhǎng)度。

可選的是，所述活動(dòng)機(jī)構(gòu)包括擋板，所述擋板與所述電感線(xiàn)圈的一端連接，所述擋板由所述待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)所述電感線(xiàn)圈的長(zhǎng)度改變。

可選的是，所述擋板的表面與所述待測(cè)氣體的流動(dòng)方向相垂直。

可選的是，所述氣體流量測(cè)量裝置還包括氣流通道，所述氣流通道與所述擋板鉸接。

可選的是，所述氣體流量測(cè)量裝置還包括底座和轉(zhuǎn)軸，所述底座與所述氣流通道固接，所述底座與所述擋板通過(guò)所述轉(zhuǎn)軸鉸接。

可選的是，所述氣體流量測(cè)量裝置還包括復(fù)位件，所述復(fù)位件被設(shè)置為將發(fā)生移動(dòng)的所述活動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位至未被所述待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)前的初始位置。

根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種氣體流量測(cè)量系統(tǒng)，包括：

根據(jù)本實(shí)用新型第一方面所述的氣體流量測(cè)量裝置；

氣體流量測(cè)量模塊，用于根據(jù)所述電感線(xiàn)圈的電感值計(jì)算出所述待測(cè)氣體的流量。

可選的是，所述氣體流量測(cè)量模塊包括：

連接有所述電感線(xiàn)圈的LC振蕩電路，所述LC振蕩電路被設(shè)置為輸出振蕩信號(hào)，其中，所述振蕩信號(hào)的頻率隨所述電感線(xiàn)圈的電感值變化；

頻率電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將所述振蕩信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；以及，

處理器，用于根據(jù)所述電壓信號(hào)確定所述待測(cè)氣體的流量。

根據(jù)本實(shí)用新型的第三方面，提供了一種呼吸機(jī)，包括根據(jù)本實(shí)用新型第二方面所述的氣體流量測(cè)量系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的一個(gè)有益效果在于，通過(guò)本實(shí)用新型的氣體流量測(cè)量裝置，待測(cè)氣體的流動(dòng)帶動(dòng)活動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，進(jìn)而改變電感線(xiàn)圈的電感值，通過(guò)檢測(cè)電感線(xiàn)圈的電感值，就能夠得到待測(cè)氣體的流量。且本實(shí)用新型的氣體流量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，實(shí)現(xiàn)成本較低。

附圖說(shuō)明

被結(jié)合在說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同其說(shuō)明一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型一種氣體流量測(cè)量裝置的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一種氣體流量測(cè)量裝置的另一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一種氣體流量測(cè)量系統(tǒng)的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的方框原理圖；

圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一種氣體流量測(cè)量系統(tǒng)中LC振蕩電路的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的電路原理圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-電感線(xiàn)圈； 2-活動(dòng)機(jī)構(gòu)；

21-擋板； 22-磁芯；

3-氣流通道； 4-底座；

5-轉(zhuǎn)軸； 6-復(fù)位件；

7-導(dǎo)線(xiàn)； U1-放大器；

R1-電阻； C1、C2-電容；

P1-第一連接點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說(shuō)明書(shū)的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的采用壓差傳感器的氣體流量測(cè)量裝置成本較高的問(wèn)題，提供了一種氣體流量測(cè)量裝置，如圖1、圖2所示，包括電感線(xiàn)圈1、活動(dòng)機(jī)構(gòu)2和氣流通道3，氣流通道3被設(shè)置為用于待測(cè)氣體流通；電感線(xiàn)圈1設(shè)置在氣流通道3上；活動(dòng)機(jī)構(gòu)2設(shè)置在氣流通道內(nèi)，并被設(shè)置為根據(jù)待測(cè)氣體的流動(dòng)產(chǎn)生移動(dòng)，并藉由該移動(dòng)帶動(dòng)電感線(xiàn)圈1的電感值發(fā)生改變。其中，待測(cè)氣體具體為流經(jīng)活動(dòng)機(jī)構(gòu)2的氣體，能夠使得活動(dòng)機(jī)構(gòu)2發(fā)生移動(dòng)。

具體的，電感線(xiàn)圈1例如可以是纏繞在該氣流通道3上的；也可以是設(shè)置在該氣流通道3內(nèi)部的。氣流通道3可以是待測(cè)氣體的傳輸管道，也可以是固定在待測(cè)氣體傳輸管道上的一段獨(dú)立的、可以用于待測(cè)氣體流通的管道。

這樣，待測(cè)氣體的流動(dòng)將帶動(dòng)活動(dòng)機(jī)構(gòu)2的移動(dòng)，進(jìn)而改變電感線(xiàn)圈1的電感值，通過(guò)檢測(cè)電感線(xiàn)圈1的電感值，就能夠得到待測(cè)氣體的流量。本實(shí)用新型的氣體流量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，且實(shí)現(xiàn)成本較低。

在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中，活動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括連接在一起的擋板21和磁芯22，如圖1所示，至少部分磁芯22位于電感線(xiàn)圈1內(nèi)，擋板21由待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)磁芯22移動(dòng)以改變磁芯22位于電感線(xiàn)圈1內(nèi)的長(zhǎng)度。磁芯22位于電感線(xiàn)圈1內(nèi)的長(zhǎng)度的改變，將導(dǎo)致電感線(xiàn)圈1的電感值的改變。其中，擋板21和磁芯22之間的連接方式例如可以是一體成型或者是焊接等，磁芯21例如可以是垂直于擋板21的表面。

在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中，活動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括擋板21，如圖2所示，擋板21與電感線(xiàn)圈1的一端連接，擋板21由待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)電感線(xiàn)圈1的長(zhǎng)度改變。電感線(xiàn)圈1的長(zhǎng)度的改變，到時(shí)電感線(xiàn)圈1的電感值的改變。

進(jìn)一步地，至少在待測(cè)氣體未驅(qū)動(dòng)上述擋板21的情況下，上述擋板21的表面與待測(cè)氣體的流動(dòng)方向相垂直，即擋板21在初始位置時(shí)其表面與待測(cè)氣體的流動(dòng)方向相垂直。其中，擋板21的表面具體為擋板21面積最大的表面。這樣，能夠使得待測(cè)氣體最大程度的驅(qū)動(dòng)該擋板21。

為了在擋板21移動(dòng)過(guò)程中給擋板21提供阻力，使得擋板21在阻力和氣體驅(qū)動(dòng)力的作用下穩(wěn)定在一固定位置上，避免擋板21在待測(cè)氣體的驅(qū)動(dòng)下持續(xù)移動(dòng)帶動(dòng)磁芯22遠(yuǎn)離電感線(xiàn)圈1內(nèi)部、導(dǎo)致影響測(cè)量結(jié)果，可以在保證擋板21能夠移動(dòng)的基礎(chǔ)上將擋板21連接到該氣流通道3上，例如可以通過(guò)引線(xiàn)將擋板21與氣流通道3連接使擋板21懸掛在氣流通道3上；還可以是將該氣流通道3與擋板21鉸接，具體如圖1、圖2所示。那么，在氣體驅(qū)動(dòng)擋板21的過(guò)程中，擋板21相對(duì)于氣體流動(dòng)方向的角度將發(fā)生變化、帶動(dòng)磁芯22位于電感線(xiàn)圈1內(nèi)的長(zhǎng)度發(fā)生改變，且該角度的變化值與氣體流量相關(guān)，在待測(cè)氣體的流量固定的情況下，該角度的變化值是固定的，電感值也為是固定的，這樣能夠簡(jiǎn)化氣體流量測(cè)量算法。

在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中，包括磁芯22的電感線(xiàn)圈1的電感值的計(jì)算公式為：

L＝K*μ*Ae*N²/l

其中，L表示電感線(xiàn)圈1的電感值，μ表示磁芯22的磁導(dǎo)率，Ae表示磁芯22的橫截面積，N表示電感線(xiàn)圈1的匝數(shù)，l表示電感線(xiàn)圈1的長(zhǎng)度，K表示長(zhǎng)岡系數(shù)。

當(dāng)有待測(cè)氣體流經(jīng)活動(dòng)機(jī)構(gòu)2時(shí)，能夠帶動(dòng)電感線(xiàn)圈1內(nèi)磁芯22的移動(dòng)，這就改變了磁芯22位于電感線(xiàn)圈1內(nèi)的長(zhǎng)度l，即改變了磁芯22穿過(guò)電感線(xiàn)圈1的匝數(shù)N，進(jìn)而改變了電感線(xiàn)圈1的電感值L。例如可以是待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)擋板21使得磁芯22穿過(guò)電感線(xiàn)圈1的匝數(shù)N減少，而磁導(dǎo)率μ、磁芯22的橫截面積Ae、電感線(xiàn)圈1的長(zhǎng)度l和長(zhǎng)岡系數(shù)K均不變，電感線(xiàn)圈1的電感值L減??；也可以是電感線(xiàn)圈1的匝數(shù)N增多，電感線(xiàn)圈1的電感值L增大。

在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中，空心電感線(xiàn)圈1的電感值的計(jì)算公式為：

L＝(0.01*D*N²)/(l/D+0.44)

其中，L表示電感線(xiàn)圈1的電感值，D表示電感線(xiàn)圈1的直徑，N表示電感線(xiàn)圈1的匝數(shù)，l表示電感線(xiàn)圈1的長(zhǎng)度。

當(dāng)有待測(cè)氣體流經(jīng)活動(dòng)機(jī)構(gòu)2時(shí)，能夠帶動(dòng)電感線(xiàn)圈1的拉伸或壓縮，這就改變了電感線(xiàn)圈1的長(zhǎng)度，進(jìn)而改變了電感線(xiàn)圈1的電感值。例如可以是待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)擋板21使得電感線(xiàn)圈1的長(zhǎng)度增大，而電感線(xiàn)圈1的直徑、電感線(xiàn)圈1的匝數(shù)N不變，電感線(xiàn)圈1的電感值L減?。灰部梢允请姼芯€(xiàn)圈1的長(zhǎng)度l減小，電感線(xiàn)圈1的電感值L增大。

進(jìn)一步地，該氣體流量測(cè)量裝置還包括可以底座4和轉(zhuǎn)軸5，如圖1、圖2所示，底座4與氣流通道3固接，底座4與擋板21通過(guò)轉(zhuǎn)軸5鉸接。其中，底座4和氣流通道3可以是一體成型的，也可以是通過(guò)焊接、粘接等方式固定連接在一起的。在待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)該擋板21時(shí)，擋板21在待測(cè)氣體和轉(zhuǎn)軸5的作用下隨著待測(cè)氣體流動(dòng)的方向沿著轉(zhuǎn)軸5移動(dòng)，在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中，擋板21轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)磁芯22移動(dòng)以使得電感線(xiàn)圈1的電感值改變，在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中，擋板21轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)電感線(xiàn)圈1的一端移動(dòng)以使得電感線(xiàn)圈1的電感值改變；在沒(méi)有待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)該擋板21時(shí)，擋板21和磁芯22在重力作用下，擋板21沿著轉(zhuǎn)軸5恢復(fù)至擋板21的表面垂直于水平面的方向上。

在此基礎(chǔ)上，如果待測(cè)氣體的流動(dòng)方向不是沿著水平方向的，擋板21表面與待測(cè)氣體的流動(dòng)方向就不能垂直，因此，為了保證擋板21的表面與待測(cè)氣體的流動(dòng)方向相垂直，該氣體流量測(cè)量裝置還可以包括復(fù)位件6，復(fù)位件6被設(shè)置為將發(fā)生移動(dòng)的活動(dòng)機(jī)構(gòu)2復(fù)位至未被待測(cè)氣體驅(qū)動(dòng)前的初始位置。其中，擋板21的初始位置具體為其表面與待測(cè)氣體的流動(dòng)方向相垂直的位置，具體的，該復(fù)位件6例如可以是彈簧或者是皮筋等。

為了便于檢測(cè)外接電路測(cè)量電感線(xiàn)圈1的電感值，可以在電感線(xiàn)圈1上連接向外引出的導(dǎo)線(xiàn)7，以便將該電感線(xiàn)圈1連接到檢測(cè)電路中去。在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中，電感線(xiàn)圈1可以是纏繞在氣流通道3的外壁上，如圖1所示，也可以在電感線(xiàn)圈1的兩端分別連接導(dǎo)線(xiàn)7以與外接電路連接。在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中，電感線(xiàn)圈1例如可以是設(shè)置在氣流通道3內(nèi)，且一端與氣流通道3連接，另一端與活動(dòng)機(jī)構(gòu)2連接，如圖2所示，一導(dǎo)線(xiàn)7可以連接在電感線(xiàn)圈1與氣流通道3連接的一端上，另一導(dǎo)線(xiàn)7可以連接在活動(dòng)機(jī)構(gòu)2上，其中，活動(dòng)機(jī)構(gòu)2需能夠?qū)щ?。這樣，導(dǎo)線(xiàn)7產(chǎn)生的移動(dòng)較小，能夠避免導(dǎo)線(xiàn)7移動(dòng)對(duì)電感線(xiàn)圈1的電感值產(chǎn)生影響。

本實(shí)用新型還提供了一種氣體流量測(cè)量系統(tǒng)，包括上述的氣體流量測(cè)量裝置和氣體流量測(cè)量模塊，其中，氣體流量測(cè)量模塊用于根據(jù)電感線(xiàn)圈1的電感值計(jì)算出待測(cè)氣體的流量。

進(jìn)一步地，如圖3所示，該氣體流量測(cè)量模塊300包括：LC振蕩電路310、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路320和處理器330，如圖3所示，其中，上述氣體流量測(cè)量裝置中的電感線(xiàn)圈1連接在該LC振蕩電路310中，該LC振蕩電路310被設(shè)置為輸出振蕩信號(hào)，且振蕩信號(hào)的頻率隨電感線(xiàn)圈1的電感值變化；頻率電壓轉(zhuǎn)換電路320用于將振蕩信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；處理器330用于根據(jù)電壓信號(hào)確定待測(cè)氣體的流量。

具體的，上述LC振蕩電路310例如可以如圖4所示，放大器U1的反相輸入端經(jīng)第一電容C1與接地端GND連接，放大器U1的同相輸入端與接地端GND連接，電阻R1連接在放大器U1的輸出端第一連接點(diǎn)P1之間，其中，第二電容C2連接在第一連接點(diǎn)P1和接地端GND之間，上述氣體流量測(cè)量裝置中的電感線(xiàn)圈1連接在放大器的反相輸入端和第一連接點(diǎn)P1之間，那么，放大器的輸出端將輸出振蕩信號(hào)F0，其中振蕩信號(hào)F0的頻率與電感線(xiàn)圈1的電感值之間的關(guān)系為：

其中，F(xiàn)表示振蕩信號(hào)的頻率，L表示電感線(xiàn)圈1的電感值，C表示電容的容值，且電容的容值C保持不變，那么，在電感線(xiàn)圈1的電感值L增大時(shí)，振蕩信號(hào)的頻率F將減?。辉陔姼芯€(xiàn)圈1的電感值L減小時(shí)，振蕩信號(hào)的頻率F將增大。

在此基礎(chǔ)上，頻率電壓轉(zhuǎn)換電路320是一種實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換功能的電路，將脈沖信號(hào)變換為模擬電壓量，該輸入脈沖信號(hào)的頻率與輸出電壓的大小成正比。頻率電壓轉(zhuǎn)換電路320例如可以采用型號(hào)為L(zhǎng)M331的頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，頻率電壓轉(zhuǎn)換電路為現(xiàn)有技術(shù)手段，在此不再贅述。

處理器330接收到該電壓信號(hào)之后，例如可以查找反映電壓-流量關(guān)系的對(duì)照表，根據(jù)電壓信號(hào)的大小就可以確定對(duì)應(yīng)的氣體流量值。

本實(shí)用新型還提供了一種呼吸機(jī)，包括上述的氣體流量測(cè)量系統(tǒng)，其氣體流量測(cè)量裝置可以設(shè)置在呼吸機(jī)的氣體管道上，這樣，該呼吸機(jī)就能夠測(cè)量流經(jīng)該呼吸機(jī)的氣體的流量。

上述各實(shí)施例主要重點(diǎn)描述與其他實(shí)施例的不同之處，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，上述各實(shí)施例可以根據(jù)需要單獨(dú)使用或者相互結(jié)合使用。

雖然已經(jīng)通過(guò)例子對(duì)本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說(shuō)明，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。