• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    流量传感器和流量监测仪，该流量传感器包括套筒、第一导流件、第二导流件、旋转件和转速测量件，套筒围合一气流通道，第一导流件和第二导流件均与套筒连接并相互间隔的容置于气流通道，旋转件容置于气流通道并位于第一导流件和第二导流件之间，自第一导流件或第二导流件流入的气体推动旋转件旋转，转速测量件设置于套筒并用于测量旋转件的转速，旋转件的转速用于转换为气体的流量。通过转速测量件测量旋转件的转速，并根据转速和流量的对应关系，可得到精确的气体流量数值，可实现双向气流的流量测量，结构简单，使用方便。
    公开号:CN214333903U
    申请号:CN202120399021.0U
    申请日:2021-02-23
    公开日:2021-10-01
    发明作者:邓锐；范嘉俊
    申请人:Shenzhen Maiketian Biomedical Technology Co ltd；
    IPC主号:G01F1-32
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及气体流量监测技术领域，尤其涉及一种流量传感器和流量监测仪。
    [n0002] 涡轮式流量计是一种速度式流量计，其测量流量的原理是流动的气体撞击涡轮叶片转动。转动的涡轮叶片稳定后形成相应的转速，通过其转速与流速成一定比例的关系，再将流速乘以时间，即可得到流量数值。
    [n0003] 现有的涡流式流量计只能测量单向流动的气体的流量，难以实现双向流动的气体的流量测量。
    [n0004] 本实用新型的目的是提供一种流量传感器和流量监测仪，能实现双向气流的流量测量。
    [n0005] 为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
    [n0006] 第一方面，本实用新型提供一种流量传感器，包括套筒、第一导流件、第二导流件、旋转件和转速测量件，所述套筒围合一气流通道，所述第一导流件和所述第二导流件均与所述套筒连接并相互间隔的容置于所述气流通道，所述旋转件容置于所述气流通道并位于所述第一导流件和所述第二导流件之间，自所述第一导流件或所述第二导流件流入的气体推动所述旋转件旋转，所述转速测量件设置于所述套筒并用于测量所述旋转件的转速，所述旋转件的转速用于转换为气体的流量。
    [n0007] 一种实施方式中，所述第一导流件和所述第二导流件均用于将沿所述套筒的轴向流动的气体导向为沿所述套筒的径向涡流流动，所述旋转件以所述套筒的轴线为旋转轴。
    [n0008] 一种实施方式中，所述旋转件与所述第一导流件和所述第二导流件转动连接。
    [n0009] 一种实施方式中，所述旋转件包括转动部、第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴设置在所述转动部的相背的两侧，且所述第一转轴和所述第二转轴均沿所述套筒的轴线延伸，所述第一导流件设有第一安装槽，所述第二导流件设有第二安装槽，所述第一转轴与所述第一安装槽转动连接，所述第二转轴与所述第二安装槽转动连接。
    [n0010] 一种实施方式中，所述第一导流件和所述第二导流件的结构相同且安装方向相反，以使自所述第一导流件流入的气体和自所述第二导流件流入的气体的涡流方向相反。
    [n0011] 一种实施方式中，所述第一导流件包括外圈、中轴和连接在所述外圈和所述中轴之间的多个叶片，所述外圈用于与所述套筒连接，所述中轴用于与所述旋转件转动连接，多个所述叶片呈以所述中轴为中心的环形阵列的排布。
    [n0012] 一种实施方式中，所述套筒的内壁设有凸起，所述第一导流件和所述第二导流件均与所述套筒的内壁紧贴且分别设置在所述凸起的两侧。
    [n0013] 一种实施方式中，所述转速测量件包括红外线发射单元和红外线接收单元，所述红外线发射单元和所述红外线接收单元相对的设置在所述旋转件的径向上的两侧，且所述红外线发射单元和所述红外线接收单元的连线与所述旋转件的旋转轴具有间隔距离，所述红外线发射单元用于发射红外线，所述红外线接收单元用于接收红外线。
    [n0014] 一种实施方式中，所述第一导流件和所述第二导流件与所述套筒可拆卸连接，所述旋转件与所述第一导流件和所述第二导流件可拆卸连接。
    [n0015] 第二方面，本实用新型还提供一种流量监测仪，包括第一方面各种实施方式中任一项所述的流量传感器。
    [n0016] 通过在第一导流件和第二导流件之间设旋转件，自套筒两端进入气流通道的气体都会先被第一导流件或第二导流件改变流动方向，以推动旋转件转动，再通过转速测量件测量旋转件的转速，并根据转速和流量的对应关系，可得到精确的气体流量数值，可实现双向气流的流量测量，结构简单，使用方便。
    [n0017] 为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
    [n0018] 图1是一种实施例的流量传感器的正视图；
    [n0019] 图2是一种实施例的流量传感器的爆炸图；
    [n0020] 图3是一种实施例的流量传感器的剖视图；
    [n0021] 图4是一种实施例的第一导流件的立体图。
    [n0022] 附图标记说明：
    [n0023] 10-套筒，11-气流通道，12-凸起；
    [n0024] 20-第一导流件，21-外圈，22-中轴，23-叶片，25-第一安装槽；
    [n0025] 30-第二导流件，35-第二安装槽；
    [n0026] 40-旋转件，41-第一转轴，42-第二转轴，43-转动部；
    [n0027] 51-红外线发射单元，52-红外线接收单元。
    [n0028] 下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
    [n0029] 请参考图1至图4，本实用新型实施例提供一种流量传感器，包括套筒10、第一导流件20、第二导流件30、旋转件40和转速测量件。
    [n0030] 套筒10大致呈圆筒形，其围合一大致呈圆柱形的气流通道11。套筒10的材质可为塑料，具体包括但不限于PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、环氧树脂等。第一导流件20和第二导流件30的外周面大致为圆柱面，两者均与套筒10的内壁连接并相互间隔的容置于气流通道11。第一导流件20和第二导流件30的其形状大体为涡轮，与现有的涡轮相比，本实施例的涡轮设置在套筒10内是不进行旋转的。第一导流件20和第二导流件30的材质的主体为塑料，包括但不限于PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、环氧树脂等。
    [n0031] 旋转件40容置于气流通道11并位于第一导流件20和第二导流件30之间。旋转件40可与套筒10、第一导流件20或第二导流件30的任意一者或多者连接。第一导流件20和第二导流件30会对气体进行导向，即改变气体的流动方向。
    [n0032] 自第一导流件20或第二导流件30流入的气体推动旋转件40旋转。旋转件40的材质为轻量化的材料，以便于微小的气流的流量变化都能使得旋转件40产生转速的变化。
    [n0033] 具体的，当气体在气流通道11内流动时，只具有两个方向，即第一导流件20朝向第二导流件30的第一方向，以及第二导流件30朝向第一导流件20的第二方向，气流在第一方向上流动并被第一导流件20导向后吹到旋转件40上，或，气流在第二方向上流动并被第二导流件30导向后吹到旋转件40上；进而推动旋转件40转动。气体流动的具体路径为：1、第一方向：从套筒10的一端进入套筒10的气流通道11-第一导流件20-旋转件40-第二导流件30-从套筒10的另一端排出；2、第二方向：从套筒10的一端进入套筒10的气流通道11-第二导流件30-旋转件40-第一导流件20-从套筒10的另一端排出。
    [n0034] 转速测量件设置于套筒10并用于测量旋转件40的转速，旋转件40的转速用于转换为气体的流量。
    [n0035] 可以理解的是，当旋转件40的转速越快，说明气体的流速越快，可通过转速测量件精确的测量旋转件40的转速，再通过转速与流速的对应关系，再乘以时间，即可得到气体流量的具体数值。
    [n0036] 本实施例中，通过在第一导流件20和第二导流件30之间设旋转件40，自套筒10两端进入气流通道11的气体都会先被第一导流件20或第二导流件30改变流动方向，以推动旋转件40转动，再通过转速测量件测量旋转件40的转速，并根据转速和流量的对应关系，可得到精确的气体流量数值，可实现双向气流的流量测量，结构简单，使用方便。
    [n0037] 一种实施例中，请参考图2和图3，第一导流件20和第二导流件30均用于将沿套筒10的轴向流动的气体导向为沿套筒10的径向涡流流动，旋转件40以套筒10的轴线为旋转轴。
    [n0038] 本实施例中，气体在气流通道11内流动的总体方向为一端到另一端。气流在第一方向上流动且未遇到第一导流件20时，或者，气流在第二方向上流动且未遇到第二导流件30时，气流的流动方向为沿套筒10的轴向流动，具体为在套筒10的轴向上沿第一方向或第二方向流动。当气流在第一方向上遇到第一导流件20时，气流被第一导流件20导向，当气流在第二方向上遇到第二导流件30时，从在套筒10的轴向上流动转变为沿套筒10的径向涡流。此时，气流的整体流向依然为从套筒10的一端到另一端，但是，在气流经过第一导流件20或第二导流件30时会发生偏转，从沿套筒10的轴向转变为径向涡流，此时气流的方向具有沿轴向的分量、沿径向的分量以及沿周向的分量，气流会产生旋涡，进而可推动在第一导流件20和第二导流件30之间的旋转件40以套筒10的轴线为旋转轴旋转。
    [n0039] 本实施例中，设置自身并不转动的第一导流件20和第二导流件30对气体进行导向，推动第一导流件20和第二导流件30之间的旋转件40以套筒10的轴线为旋转轴转动的方式，相比于现有的通过测量旋转的导流件的方式，可进行双向的气体流量的测量，且结构简单。
    [n0040] 一种实施例中，旋转件40与第一导流件20和第二导流件30转动连接。由于第一导流件20和第二导流件30依次设置在套筒10的轴向上，设置旋转件40与第一导流件20和第二导流件30转动连接，一方面第一导流件20和第二导流件30可对旋转件40具有良好的支撑，使得旋转件40可稳定的转动，另一方面，也不需要再额外设置支撑旋转件40的结构，使得整体结构更为紧凑。
    [n0041] 一种实施例中，旋转件40包括转动部43、第一转轴41和第二转轴42，第一转轴41和第二转轴42设置在转动部43的相背的两侧，且第一转轴41和第二转轴42均沿套筒10的轴线延伸。其中，转动部43沿套筒10的径向延伸，其整体可呈一矩形的片状，第一转轴41和第二转轴42分别连接在转动部43的两侧的中部，第一转轴41和第二转轴42位于同一直线的延伸方向上，转动部43相对第一转轴41和第二转轴42对称设置。
    [n0042] 可选的，第一转轴41、第二转轴42和转动部43可以为一体成型的一体式结构。
    [n0043] 可选的，第一转轴41、第二转轴42和转动部43也可为可拆卸式结构，例如，通过一杆状转轴穿过转动部43而形成，又例如，在转动部43的相背两侧开设安装孔，将第一转轴41和第二转轴42分别插入对应的安装孔内实现连接。
    [n0044] 可选的，转动部43的矩形的四角可设置为圆弧过渡，形成大致为圆角矩形的形状，以使得在气流通过时流场稳定，减少紊流和湍流。
    [n0045] 第一导流件20设有第一安装槽25，第二导流件30设有第二安装槽35，第一转轴41与第一安装槽25转动连接，第二转轴42与第二安装槽35转动连接。
    [n0046] 可选的，第一安装槽25和第二安装槽35的底壁可为锥形，锥形的锥角不限，第一转轴41和第二转轴42的端部可为针尖状，以方便形成转动连接。
    [n0047] 本实施例中，通过设置第一安装槽25和第二安装槽35，并通过第一转轴41与第一安装槽25转动连接，第二转轴42与第二安装槽35转动连接，实现旋转件40的安装，结构简单，容易操作。
    [n0048] 一种实施例中，第一导流件20和第二导流件30的结构相同且安装方向相反，以使自第一导流件20流入的气体和自第二导流件30流入的气体的涡流方向相反。
    [n0049] 本实施例中，第一导流件20和第二导流件30的结构相同，便于制造，只需制作其中一种即可，在安装时沿相反的方向安装，也便于安装。由于第一导流件20和第二导流件30的结构相同，安装方向相反，使得气流在第一方向上流到第一导流件20时，以及在第二方向上流到第二导流件30时，均能产生径向涡流，两种方向产生的涡流的方向相反，都能推动旋转件40转动。
    [n0050] 一种实施例中，第一导流件20包括外圈21、中轴22和连接在外圈21和中轴22之间的多个叶片23，外圈21用于与套筒10连接，中轴22用于与旋转件40转动连接，多个叶片23呈以中轴22为中心的环形阵列的排布。
    [n0051] 本实施例中，外圈21呈环形的首尾连接的圈状，外圈21与套筒10连接，以将第一导流件20固定到套筒10上，多个叶片23的一端与外圈21连接，另一端与中轴22连接，使得多个叶片23结构稳定，中轴22的轴线与套筒10的轴线共线，叶片23的作用为导向，多个叶片23的环形阵列的排布，能将套筒10的气流通道11内的气体全部的进行导向，叶片23的数量不做限制，如3、4、5、6、8个等均可。
    [n0052] 中轴22与旋转件40转动连接的方式可以为前述实施例中的，在中轴22上开设第一安装槽25，旋转件40的第一转轴41与第一安装槽25转动连接；也可以为中轴22突出，在旋转件40上开设有凹槽，中轴22与凹槽转动连接。中轴22可以为具有较高硬度和耐磨性的材质，如金属、宝石类(如蓝宝石)材质等，能对旋转件40有稳定支撑以及较高的耐磨性能，提高使用寿命。
    [n0053] 一种实施例中，套筒10的内壁设有凸起12，第一导流件20和第二导流件30均与套筒10的内壁紧贴且分别设置在凸起12的两侧。
    [n0054] 本实施例中，第一导流件20和第二导流件30可与套筒10为过盈配合，不需要其他的安装结构即可实现稳定的固定。设置凸起12，一方面将第一导流件20和第二导流件30间隔开，另一方面，也使得第一导流件20和第二导流件30以凸起12为定位的位置，即安装时，分别从套筒10的两端将第一导流件20和第二导流件30推入套筒10内，直至第一导流件20和第二导流件30各分别与凸起12的两侧接触为止。凸起12可为环形结构，设置在套筒10的内壁一周；凸起12也可为多个，在套筒10的内壁沿周向间隔分布。凸起12可与套筒10为一体式结构。
    [n0055] 可选的，第一导流件20和第二导流件30与套筒10可拆卸连接，如前述的采用过盈配合的方式，也可采用如其他安装结构的方式，如采用卡环卡在第一导流件20背向凸起12的一侧，以及采用卡环卡在第二导流件30背向凸起12的一侧。
    [n0056] 可选的，旋转件40与第一导流件20和第二导流件30可拆卸连接。安装时，可先将第一导流件20与套筒10安装固定，再将旋转件40与第一导流件20安装，必要时可使用一些工具配合将旋转件40限位，再将第二导流件30与套筒10安装固定，同时将第二导流件30与旋转件40安装。
    [n0057] 可拆卸连接的方式，便于各个零部件的单独制造，安装也非常简易。
    [n0058] 一种实施例中，可将第一导流件20和套筒10制作为一体式结构，如此可减少将第一导流件20安装到套筒10内的步骤。
    [n0059] 一种实施例中，转速测量件包括红外线发射单元51和红外线接收单元52，红外线发射单元51和红外线接收单元52相对的设置在旋转件40的径向上的两侧，且红外线发射单元51和红外线接收单元52的连线与旋转件40的旋转轴具有间隔距离，红外线发射单元51用于发射红外线，红外线接收单元52用于接收红外线。
    [n0060] 本实施例中，通过红外线发射单元51发射红外线，红外线接收单元52接收红外线，在旋转件40转动的过程中，红外线发射单元51发射的红外线在旋转件40转动一圈会通过两次，使得红外线接收单元52会在两个时间点能接收到红外线，其余时间因旋转件40的遮挡而无法接收到红外线，通过测量红外线接收单元52接收到红外线的时间间隔，即可得到旋转件40的转速，进而可计算得到气流的流量。可以理解的是，为了遮挡红外线，旋转件40的材质应当不能透过红外线。红外线发射单元51和红外线接收单元52的连线与旋转件40的旋转轴的间隔距离根据需要设置，其目的在于红外线发射和接收过程中，红外线不会被旋转件40的旋转轴遮挡，而只能被旋转件40的叶片遮挡，如此可以使得有的时间红外线可以被接收，而避免被转轴遮挡而始终无法被接收。
    [n0061] 目前常规的利用涡轮叶片23旋转的方式测量气体的流量的方式，需要较为复杂的测量结构来测量涡轮叶片23的转速，占用空间大，不能使用在小型的设备中。相比于目前的测量方式，本实施例通过红外线发射单元51和红外线接收单元52的配合，通过测量红外线被接收的时间间隔测量得到旋转件40的转速，进而得到气流的流量的方式，不需要复杂的测量结构，占用空间小，能使用在小型的设备中，且使用非常便捷。
    [n0062] 本实用新型实施例还提供一种流量监测仪，包括前述任一实施例中的流量传感器。具体的，该流量监测仪可为手持式肺功能仪、呼吸机、制氧机等，其中，流量传感器的套筒10的一端可与患者相连，另一端与流量检测仪相连，当患者呼气或吸气时，可监测患者呼出的气体或吸入的气体的流量，进而可根据该流量是否在符合正常人的标准值内，判断患者呼吸是否正常，以及是否进行相关治疗等。
    [n0063] 以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
    权利要求:
    Claims (10)
    [0001] 1.一种流量传感器，其特征在于，包括套筒、第一导流件、第二导流件、旋转件和转速测量件，所述套筒围合一气流通道，所述第一导流件和所述第二导流件均与所述套筒连接并相互间隔的容置于所述气流通道，所述旋转件容置于所述气流通道并位于所述第一导流件和所述第二导流件之间，自所述第一导流件或所述第二导流件流入的气体推动所述旋转件旋转，所述转速测量件设置于所述套筒并用于测量所述旋转件的转速，所述旋转件的转速用于转换为气体的流量。
    [0002] 2.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述第一导流件和所述第二导流件均用于将沿所述套筒的轴向流动的气体导向为沿所述套筒的径向涡流流动，所述旋转件以所述套筒的轴线为旋转轴。
    [0003] 3.如权利要求2所述的流量传感器，其特征在于，所述旋转件与所述第一导流件和所述第二导流件转动连接。
    [0004] 4.如权利要求3所述的流量传感器，其特征在于，所述旋转件包括转动部、第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴设置在所述转动部的相背的两侧，且所述第一转轴和所述第二转轴均沿所述套筒的轴线延伸，所述第一导流件设有第一安装槽，所述第二导流件设有第二安装槽，所述第一转轴与所述第一安装槽转动连接，所述第二转轴与所述第二安装槽转动连接。
    [0005] 5.如权利要求2所述的流量传感器，其特征在于，所述第一导流件和所述第二导流件的结构相同且安装方向相反，以使自所述第一导流件流入的气体和自所述第二导流件流入的气体的涡流方向相反。
    [0006] 6.如权利要求5所述的流量传感器，其特征在于，所述第一导流件包括外圈、中轴和连接在所述外圈和所述中轴之间的多个叶片，所述外圈用于与所述套筒连接，所述中轴用于与所述旋转件转动连接，多个所述叶片呈以所述中轴为中心的环形阵列的排布。
    [0007] 7.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述套筒的内壁设有凸起，所述第一导流件和所述第二导流件均与所述套筒的内壁紧贴且分别设置在所述凸起的两侧。
    [0008] 8.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述转速测量件包括红外线发射单元和红外线接收单元，所述红外线发射单元和所述红外线接收单元相对的设置在所述旋转件的径向上的两侧，且所述红外线发射单元和所述红外线接收单元的连线与所述旋转件的旋转轴具有间隔距离，所述红外线发射单元用于发射红外线，所述红外线接收单元用于接收红外线。
    [0009] 9.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述第一导流件和所述第二导流件与所述套筒可拆卸连接，或者，所述第一导流件与所述套筒为一体式结构，所述第二导流件与所述套筒可拆卸连接；所述旋转件与所述第一导流件和所述第二导流件可拆卸连接。
    [0010] 10.一种流量监测仪，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的流量传感器。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US7878980B2|2011-02-01|Gas flow diverter for respiratory monitoring device
    CA2170366C|2001-11-06|Method and apparatus for determining characteristics of fluid flow
    GB2335994A|1999-10-06|Gas turbine meter
    EP0084159A1|1983-07-27|Sensing device for human lung exhalation/inhalation air flow measurement
    CN214333903U|2021-10-01|流量传感器和流量监测仪
    US5003828A|1991-04-02|Flowmeter for gases
    CA2082882A1|1994-05-14|A rotor type flow meter with optical detection
    CN112833970A|2021-05-25|流量传感器和流量监测仪
    WO2013057623A1|2013-04-25|Antibacterial filter and turbine flowmeter for tests on respiratory functionality
    EP0794730B1|1999-05-19|Peak-flow meter
    US20150119744A1|2015-04-30|Spirometer
    CN214333904U|2021-10-01|流量传感器安装工具和流量传感器
    JP2010187816A|2010-09-02|エアウェイアダプタ、呼吸気濃度センサ、および呼吸気流量センサ
    JP3222855B2|2001-10-29|呼吸流量・流速計測装置
    CN205940650U|2017-02-08|一种气体涡轮流量计前导流组件
    KR100306214B1|2001-09-24|유량 측정장치
    KR100622263B1|2006-09-11|저유량 감지장치
    GB2049925A|1980-12-31|Flow rate sensor
    CN213874493U|2021-08-03|滚珠式流量计
    KR101423048B1|2014-07-24|터빈 유량계
    CN214667024U|2021-11-09|一种精准耐腐蚀的旋进旋涡流量计
    CN211291601U|2020-08-18|一种流量计整流降噪装置
    CN213455667U|2021-06-15|一种新型整流结构及计量室组件
    JP3115031B2|2000-12-04|回転式流量計
    CN108007514B|2019-12-31|一种水表整流器
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CN202120399021.0U|CN214333903U|2021-02-23|2021-02-23|流量传感器和流量监测仪|CN202120399021.0U| CN214333903U|2021-02-23|2021-02-23|流量传感器和流量监测仪|
    [返回顶部]