DE2034097C3 - Flow meter, especially respiratory flow receptor - 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.The Frlinduiig refers to a flow meter, especially respiratory flow regulator for lung function diagnostics. consisting of a flow tube with at least two pressure discharge members as well a flow resistance that consists of a St, 1 •• e! from alternately planar stacked corrugated sheets and cover sheets is formed, its from the corrugated sheet Formed flow channels for the decrease in a cross-section averaged Pressure differential through a duct lying perpendicular to the direction of flow are connected to the associated discharge nozzle.

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.For the diagnosis of internal functions, respiratory flow receptors based on meat are mainly used. In the area of the measuring line, these receptors consist of a large number of capillary tubes, with which a great uniformity, that is to say an eddy-free flow and thus a relatively high measuring accuracy, is achieved. The meat receptors, however, have a significant disadvantage resulting from the type of pressure decrease that is special for these receptors. In the case of Fleisch receptors, the differential pressure signal can namely only be picked up in two ring channels at the outermost edge zone of the Kipillarröhrchcn-Bundcls. Since with inspiration and with inspiration there is a different speed distribution of the respiratory flow across the cross-section of the bundle and the difference between the two speeds at the edge zone of the bundle is particularly large, differently large pressure differences arise during inspiration and inspiration. In the meantime, attempts have already been made to further improve Fleisch nozzles; The search for improvement was essentially directed towards the cross-sectional mean pressure decrease, where the pressure was no longer at two ring channels at the outermost edge of the bundle of capillary tubes, as was the case with the original Fleisch nozzle. It is measured over the entire flow cross-section of the pipe, so that there is a mean difference / pressure which is approximately the same for expiration and inspiration. Thus, although for example, US Patent JO 71 IBO describes a nozzle according Fleisch'scher Art. In the already been Kapillaröffnunsen are connected inside the tube additionally pneumatically to the rim tube away mil ^ n Druckableitstuizen In this solution, however, no real querschniugemittelter differentiation results / pressure . since the selected tapping concept only allows a few, but not all, of the capillary tubes to be tapped in cross-section. On the other hand, however, the flow meter according to US Pat. No. ii 44 bl9, which is a further modification of the Fleisch nozzle, already permits a cross-sectional pressure decrease, but at the expense of the laminar flow of the flow, since the flow resistance in the flow meter according to US Pat. No. S3 49bH is divided into a total of three lin / elw idersiände. which are separated from each other by free air spaces, the air spaces preventing the formation of a continuous laminar flow profile from the outset. This means that there is no proportionality between the volume flow rate actually sought for the respiratory flow and the respectively actually measured (mutating) dilution / pressure value. Completely uncontrollable measured pressure values are therefore obtained. which do not allow a conclusion about the size of the respective Volinnenstiomcs.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es. einen Strömungsmesser anzugeben, der die Abnahme eines querschnittgemittelten Diflerenzdi lu'kes bei ungestörtem laminaren Strömungsprofil erlaubt.It is the object of the present invention. a flow meter indicate the decrease in a cross-sectional mean diflerential di lu'ke with undisturbed laminar flow profile allowed.

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.The task is based on a flow meter of the type mentioned according to the invention that between the corrugated sheets there are fins made of two cover sheets, of which one cover sheet of each finset is provided with two grooves introduced as a channel axially parallel / u the discharge nozzle, while the Another cover plate is used to cover the grooves, and that along ilen grooves of each cover plate holes are provided at intervals corresponding to the shaft length of the corrugated sheet, which pneumatically connect the flow channels formed by the corrugated sheet via the grooves with a collecting channel running over the Nutenstirnöliuingen and the respective discharge seat.

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 aufThe flow meter according to the F.rfindiing allows the Decrease in a cross-section-averaged differential pressure with undisturbed laminar flow profile. This results in a mean differential pressure, which is at Expiration and inspiration are essentially always the same size and also in good proportionality to the actually to be measured volume flow value of the respiratory flow is. It is useful in the flow pipe preferably the stack of alternately stacked wave-like shaped sheets and inserts to be arranged releasably. A detachable arrangement allows the individual sheets and inserts to be removed at any time for example, for the purpose of cleaning, to remove it from the flow tube and then again to use. It is also possible to exchange sheet metal for inserts or vice versa and thus on

einfache Weise ilen Strömungswiderstand in seiner Ciroße /u variieren.simple way ilen flow resistance in its Ciroße / u vary.

Anhand di_r Zeichnung sei ein Ausiuhfungsbeispicl der Lrfmdung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.Based on the drawing is an example the noise and the mode of operation explained.

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.The Fig. 1 and 2 / own in the rope and AuIViI! partly in section a Slromungsiohr I with two Ableiistui / s 2 and 3, in which the Meligioüc removed and aiii via lines not shown a suitable Dilferenzdruekmanome, -, r given i.> will. In the Siromungsrohr I is an ilen flow resistance forming stack of alternately layered wave-like shaped sheets 4 unci Sheet metal parts S and to arranged.

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. μAs shown on the basis of a perspective illustration in FIG. 3 can be seen. Each sheet metal part is provided with two grooves 7 and 8 extending through its bottom 9. Each of these grooves V and 8 runs in the sheet metal part to achspaialiei / u arranged in the flow pipe to the lead-out groove / s 2 and 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.All of the grooves 7 are through a first collecting channel IO nut the Ableiistiitzen 2 and all grooves 8 Via a collecting channel II with the Ableiisnit / s 3 \ go blind. On loan part 5 and h are J.ilvi enLmg corresponding to the \ i.: en 7 and 8 at a distance der W'ellange Jei corrugated iron 4 B.ihningen 12 and Ii provided that the em / elnen on d.c sheet metal parts ΐ and to angrcn / ciidcu (.) uersi-iiiiii: .oliniiugi η 14 der WeIIbIe ehe 4 ;; iil den ein / ein Nule'i 7 b / w. 8 ν! -! 'Tie.

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.The .StroniiinL'si'ohi I can consist of MeIaII or .inch of Kunstsioll, l. Accordingly the I eile 4, ^, to can be formed from metal oiler Kunststolt. The Kunsisti ill - \ usluhnmg hai opposite the Meiall \ us iiihriing the yoiteil iler lightness, is however difficult / u maintain. ^ \ δ your w arnieleiiv some leisurely 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 enLine ideological relaxation also has the \ oi'leil. dal.i the treatment, for example iliiu h Application of suitable I lci / ki.rpern to the AuHe: walls of the Stronuingsrohres. from aiiUeu can: on stri) ingespeisie I iei / w:>. sounds inside! iles Kohres - vv ic them /. Ii. at the receptors according to I leisch are required - can therefore be dispensed with. Through this aiu ii babbles without difficulty I leil.is'.Milisalion diiivhluhi en

Hier/u 1 Blatt ZeichnungenHere / u 1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: 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. Flow meter, in particular respiratory flow receptor for the Lungenfunktionsdiugnostik, ^s consist- ing of a flow tube with at least two Druckableilstutzen and a flow resistance which is formed of a stack of alternating plan to each other layered corrugated and cover plates, which is formed by the corrugated metal i <> flow channels decrease in cross-sectional average Pressure differences are connected to the associated discharge pipe by a duct lying perpendicular to the direction of flow, so that there are geke η η / calibrated η e t. that / wischen the We.! Sheets (4) inserts from two cover sheets (fr, 6) are, of which one cover sheet (6) of each insert with two as a channel introduced axially parallel to the Ableitstut / on (2, J) Grooves (7.8) is provided. while the other CoverMech (5) serves to cover the grooves, and that holes (12, 15) are provided along the grooves (7, 8) of each cover plate (6) at intervals corresponding to the width of the corrugated sheet (4), which pneumatically connect the Sirömimgskanäle (14) formed by the corrugated sheet metal via the grooves, each with a collecting channel (10, 11) enveloping the Nuienstirnöllntingen and the respective jii Ableitsiulzen (2, i) . 1010