DE2034097C3 - Strömungsmesser, insbesondere Atemstromrezeptor - Google Patents

Description

Die Frlinduiig bezieht sich auf einen Strömungsmesser, insbesondere Atemstromre/eptor für die l.ungenfunktionsdiagnostik. bestehend aus einem Strömungsrohr mit wenigstens zwei Druckableitstuizen sowie einem Strömungswiderstand, der aus einem St,1 ••e! von abwechselnd plan aneinandergeschichteten Well- und Abdeckblechen gebildet ist, dessen vom Wellblech gebildete Sirömungskanäle zur Abnahme einci querschnittsgemittelten Druekdifferen/wertes durch einen senkrecht zur Sirömungsrichtimg liegenden Kanal mit dem zugehörigen Ableitstutzen verbunden sind.

Tür die l.iingenfunklionsdiagnostik werden vorwiegend Atemstromrezeptoren nach Fleisch verwendet. Diese Rezeptoren bestehen im Bereich der Meßstreeke aus einer großen Anzahl von Kapillarröhrchen, womit eine große Gleichmäßigkeit, also eine wirbelfreie Strömung und damit eine verhältnismäßig hohe Meßgenauigkeit erreicht wird. Die Rezeptoren nach Fleisch haben jedoch einen wesentlichen Nachteil, der sich aus der für diese Rezeptoren speziellen Art der Druckabnahme ergibt. Bei Rezeptoren nach Fleisch kann nämlich das Differenzdrucksignal lediglich in zwei Ringkanälen an der äußersten Randzone des K ipillarröhrchcn-Bundcls abgenommen werden. Da sich bei bei inspiration und bei Inspiration eine unterschiedliche Geschwindigkeitsverteilung des Atemstromes über den Querschnitt des Bündels ergibt und der Unterschied der beiden Geschwindigkeiten an der Randzone des Bündels besonders groß ist, ergeben sich bei Inspiration und bei Inspiration unterschiedlich große Druckdifferenzen. Zwar wurden in der Zwischenzeit bereits schon Versuche unternommen, auch Fleisch'sche Düsen weiter zu verbessern; die Verbesserungsvcisuche richteten sich im wesentlichen auf die querschnitigemittelte Druckabnahme, wo also der Druck nicht mehr wie bei der ursDrünelichen Fleisch'schen Düse nur an zwei Ringkanälen an der äußersten Randzone des Kapillarröhrchen-Bündels. sondern über dem gesamten Ströimingsquerschnitt des Rohres erfaßt wird, so daß sieh ein mittlerer Differen/druck ergibt, der bei Expiration und bei Inspiration annähernd gleich groß ist Diese Verbesseruniisversuche führten jedoch insgesamt entweder nur zu unvollständigen oder sugar vom Meßergebnis her abwegigen Lösungen. So beschreibt zwar beispielsweise die US-PS JO 71 IbO eine Düse nach Fleisch'scher Art. bei der bereits schon Kapillaröffnunsen innerhalb des Rohres zusätzlich zu den Randrohrehen mil ^n Druckableitstuizen pneumatisch verbunden sind Bei dieser Lösung ergibt sich jedoch kein echter querschniugemittelter Differen/druck. da das gewählte Anzapfkonzept lediglich die Anzapfung nur einiger weniger, nicht jedoch sämtlicher Kapillarröhrchen im Querschnitt zulaßt. Demgegenüber erlaubt jedoch der Strömungsmesser nach der US-PS ii 44 bl9, der eine weitere Modifikation der Fleisch'schen Düse darstellt, bereits eine querschnittgemiitclte Druckabnahme, jedoch auf Kosten der Laminaruäi der Strömung, da der Strömungswiderstand beim Strömungsmesser nach der US-PS S3 49bH in insgesamt drei Lin/elw idersiände unterteilt ist. die durch Ireie Lufträume voneinander gelrennt sind, wobei die Lufträume die Ausbildung eines durchgehenden laminaren Strömungsprofiles also von vornherein verhindern. Damit ist keine Proportionalität /wischen dem eigentlich sresuchten Volumenstromv, en der Atemsirömung und dem jeweils tatsächlich gemessenen (mutieren) Dil'leren/driickwert gegeben. Man erhält demnach auch völlig unkontrollierbare Druekmeßwerte. die einen Rückschluß auf die Größe des jeweiligen Volinnenstiomcs nicht erlauben.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es. einen Strömungsmesser anzugeben, der die Abnahme eines querschnittgemittelten Diflerenzdi lu'kes bei ungestörtem laminaren Strömungsprofil erlaubt.

Die Aulgabe wird ausgehend von einem Strömungsmesser der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Wellblechen Finsätze aus je zwei Abdeckblechen liegen, von denen das eine Abdeckblech jedes Finsatzes mit je zwei als Kanal achsparallel /u den Ableitstutzen eingebrachten Nuten versehen ist, während das andere Abdeckblech zur Abdeckung der Nuten dient, und daß entlang ilen Nuten jedes Abdeckbleches in Abständen entsprechend der Wellänge des Wellbelches Bohrungen vorgesehen sind, die die vom Wellblech gebildeten Strömungskanälc über die Nuten mit je einem über die Nutenstirnölfiuingen verlaufenden Sammelkanal und dem jeweiligen Ableitsuitzen pneumatisch verbinden.

Der Strömungsmesser nach der F.rfindiing erlaubt die Abnahme eines querschnittgemittelten Diffeienzdrukkes bei ungestörtem laminaren Strömungsprofil. Hierdurch ergibt sich ein mittlerer Diffe-renzdruck, der bei Exspiration und Inspiration im wesentlichen immer gleich groß ist und zudem in guter Proportionalität zum eigentlich zu messenden Volumenstromwert des Atemstromes steht. Zweckmäßig ist es, im Strömungsrohr den Stapel aus abwechselnd aufeinander geschichteten wellenartig geformten Blechen und Einsätzen vorzugsweise lösbar anzuordnen. Eine lösbare Anordnung erlaubt es, die einzelnen Bleche und Einsätze jederzeit, beispielsweise zum Zwecke einer Reinigung, aus dem Strömungsrohr zu entfernen und anschließend wieder einzusetzen. Außerdem ist es möglich, Bleche gegen Einsätze oder umgekehrt auszutauschen und damit auf

einfache Weise ilen Strömungswiderstand in seiner Ciroße /u variieren.

Anhand di_r Zeichnung sei ein Ausiuhfungsbeispicl der Lrfmdung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

Die Fig. 1 und 2 /eigen im Seilen- und AuIViI! teilweise im Schnitt ein Slromungsiohr I mit zwei Ableiistui/en 2 und 3, an denen die Meligioüc abgenommen und über nicht gezeichnete Leitungen aiii ein geeignetes Dilferenzdruekmanome,-,r gegeben i.> wird. In das Siromungsrohr I ist ein ilen Strömungswiderstand bildender Stapel aus abwechselnd aneinander geschichteten wellenartig geformten Blechen 4 unci Blechteilen S und to angeordnet.

Wie anhand einer perspektivischen Darstellung in is I- i g. 3 ersichtlich ist. lsi jedes Blechteil to mil zwei bis /u seinem Boden 9 durchgehenden Nuten 7 und 8 versehen. |ede dieser Nuten V und 8 verlauft beim im Stromungsrohr angeordnetem Blechleil to achspaialiei /u den Ableiistut/en 2 und 3. μ

Sämtliche Nuten 7 sind über einen ersten Sammelkanal IO nut dem Ableiistiitzen 2 und sämtliche Nuten 8 über einen Sammelkanal Il mit dem Ableiisnit/en 3 \ erblinden. An ledein llleihteil 5 und h sind J.ilvi enLmg den \i.:en 7 und 8 im Abstanden einsprechend der W'ellange Jei Wellbleche 4 B.ihningen 12 und Ii vorgesehen, die die em/elnen an d.c Blechleile ΐ und to angrcn/ciidcu (.)uersi-iiiiii: .oliniiugi η 14 der WeIIbIe ehe 4 ;;iil den ein/einen Nule'i 7 b/w . 8 ν !-!'binden.

Das .StroniiinL'si'ohi I kann aus MeIaII oder .inch aus Kunstsioll bestehen, l.iitsprechend können auch die I eile 4, ^, to aus Metall oiler Kunststolt gelormt sein. Die Kunsisti ill--\usluhnmg hai gegenüber der Meiall \us iiihriing den Yoiteil iler Leichtigkeit, lsi ledoch schwierig /u behei/en. ^\δ ihr W arnieleiiv ei niiigen ger'iig lsi.

Line iiieialiische Ausluhi'ung hat außerdem den \ oi'leil. dal.i die Behei/ung, beispielsweise iliiu h Anlegen von geeigneten I lci/ki.rpern an die AuHe:: wandungen des Stronuingsrohres. von aiiUeu erlolgen kann: auf stri)ingespeisie I iei/w :>. klungen im Innen! iles Kohres — vv ic sie /. Ii. bei den Rezeptoren nach I leisch erforderlich sind — kann also verzichtei werden. Dadurch lallt sich aiu ii ohne Schwierigkeiten eine I leil.is'.Milisalion diiivhluhi en

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Strömungsmesser, insbesondere Atemstromrezeptor für die Lungenfunktionsdiugnostik, beste- ^s hend aus einem Strömungsrohr mit wenigstens zwei Druckableilstutzen sowie einem Strömungswiderstand, der aus einem Stapel von abwechselnd plan aneinandergeschichteten Well- und Abdeckblechen gebildet ist, dessen vom Wellblech gebildete i<> Strömungskanäle zur Abnahme eines querschnittsgemittelten Druckdifferenzweries durch einen senkrecht zur Strömungsriehtung liegenden Kanal i'.iit dem zugehörigen Ableiisiuizen verbunden sind, dadu-ch g e k e η η / e i c h η e t. daß /wischen den We.!blechen (4) Einsätze aus je zwei Abdeckblechen (fr, 6) liegen, von denen das eine Abdeckblecii (6) jedes Einsatzes mit je zwei als Kanal achsparallel zu den Ableitstut/on (2, J) eingebrachten Nuten (7.8) versehen ist. wahrend das andere AbdeckMech (5) zur Abdeckung der Nuten dient, und daß entlang den Nuten (7, 8) jedes Abdeckbleches (6) in Abstanden entsprechend' der W'dlüntre des Wellbleches (4) Bohrungen (12, 15) vorgesehen sind, die die vom Wellblech gebildeten Sirömimgskanäle (14) über die Nuten mit je einem über die Nuienstirnöllntingen verhüllenden Sammelkanal (10, 11) und dein jeweilig jii Ableitsiulzen (2, i) pneumatisch \ erbinden.

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