專利名稱：體外循環(huán)回路的壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對供液體、特別是體液或藥液流通的體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力進(jìn)行測定的壓力傳感器。

背景技術(shù)：
在自患者體內(nèi)取出血液，使用血液處理裝置對血液進(jìn)行體外處理，再使處理后的血液返回到體內(nèi)的體外循環(huán)療法中，通常配置有用于測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力的壓力傳感器。作為測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力的方法的一個例子，在專利文獻(xiàn)1中記載了在體外循環(huán)療法中大多使用的采用滴斗(dripchamber)的壓力測定方法。
圖33是表示使用滴斗的壓力測定方法的結(jié)構(gòu)的一個例子的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖33所示，滴斗2配置于液體流路8的中途，由自滴斗2的上部分支的分支管500和配置于分支管500末端的液體室內(nèi)壓力測定單元61構(gòu)成。在圖33所示的滴斗形式的壓力測定方法中，在滴斗2內(nèi)積存一定程度的量的、例如滴斗2體積的一半程度的體液或藥液，剩余的一半作為空氣層來實施體外循環(huán)療法。通過介入空氣，空氣室內(nèi)壓力測定單元不與體液或藥液直接接觸地測定液體流路8內(nèi)的壓力。
但是，由于滴斗2的內(nèi)徑的較大，因此，體液或藥液與空氣的接觸面積較大，并且，積存的體液或藥液的量較多。因此，所積存的液體整體被置換成新導(dǎo)入的液體很費時間，可能引發(fā)體液或藥液滯留、凝固。
作為消除這樣的問題的壓力傳感器的一個例子，在專利文獻(xiàn)2中，作為避免體液或藥液與空氣接觸的壓力測定方法，記載了借助變形面(因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形的變形部)來測定液體流路內(nèi)的壓力的壓力測定方法。
圖34是表示借助變形面來測定體外循環(huán)回路內(nèi)壓力的壓力測定方法的結(jié)構(gòu)的一個例子的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖34所示，以往的壓力傳感器3配置于液體流路8的中途，通過直接或間接地檢測設(shè)置于液體室6內(nèi)的因液體室內(nèi)的壓力而至少一部分變形的變形面20的變形量，來測定液體室6內(nèi)的壓力。另外，在圖34中，對與圖33的各構(gòu)成構(gòu)件起到相同功能的構(gòu)成構(gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。
在圖34所示的壓力測定方法的結(jié)構(gòu)中，在以往的壓力傳感器3中，液體流入口40和液體流出口41實質(zhì)上大致配置在一條直線上。由于導(dǎo)入的液體在自液體流入口40流入到液體室6中的過程中流路突然擴大而在液體流入口40處發(fā)生對流，從而使流動產(chǎn)生沉淀，因此，可能因體液、藥液滯留在恒定的部位而引起體液凝固。
在低流量的情況下，不會在液體室6內(nèi)發(fā)生流動紊亂。在這種情況下，導(dǎo)入的液體前進(jìn)到實質(zhì)上大致配置在一條直線上的液體流出口41，因此，不僅不會促進(jìn)液體室6內(nèi)的液體置換，而且可能會引起體液凝固。此外，圖34所示的以往的壓力傳感器3在壓力大幅度變動、特別是負(fù)壓的情況下，有時變形面20緊貼液體室6的壁面，進(jìn)而導(dǎo)致堵塞液體流出口或液體流入口。結(jié)果，體液不流通，最終可能引起體液凝固。
另外，由于變形面20的形狀為波浪狀，因此，考慮到波浪狀形狀的凹凸寬度，需要將空氣室9的與變形面20的設(shè)置方向垂直的方向的深度做成帶有一定程度富余的深度(至少大于等于波浪狀形狀的大小)。因此，無法縮小空氣室9的容積。因而，在測定為負(fù)壓時，不僅變形面20朝向液體室6的方向變形的量增大，而且無法避免液體室6的容積增加，易產(chǎn)生上述沉淀。
并且，因圖34所示的以往的壓力傳感器3中的變形面20為軟質(zhì)，因此可能損壞。萬一變形面損壞，就會成為和圖33所示的滴斗沒有任何區(qū)別的壓力測定方法，無法防止由上述空氣與體液或藥液接觸而引起的凝固的問題。
另外，在圖34所示的以往的壓力傳感器3中，變形面20變形，空氣室9的壓力與液體室6內(nèi)的壓力相關(guān)地變化。因此，在借助空氣測定時和借助變形面測定時的壓力特性不同，存在無法正確地測定壓力的問題。
并且，圖34所示的以往的壓力傳感器3是用后可棄的一次性制品，每次使用時都需要將壓力傳感器與壓力測定單元連接起來。因而，在該連接不到位的情況下，會在壓力傳感器與壓力測定單元之間產(chǎn)生泄漏，導(dǎo)致不能正確地測定壓力。并且，空氣室側(cè)的容積因產(chǎn)生泄漏而成為無限，在液體流路8內(nèi)的壓力為負(fù)壓的情況下，變形面20朝向液體室側(cè)大幅度地變形。結(jié)果，導(dǎo)致堵塞液體流入口40或液體流出口41，體液或藥液不流通，可能引發(fā)體液凝固。
在專利文獻(xiàn)3中記載了這樣的壓力傳感器，即，通過與液體室6側(cè)的壓力連動地使空氣室9側(cè)的空氣量自動變化來調(diào)整變形面20的位置，從而穩(wěn)定地測定壓力。
圖35是表示該液壓測定裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子概略結(jié)構(gòu)圖。如圖35所示，以往的壓力傳感器3除了包括圖34所示的壓力傳感器之外，還包括用于調(diào)整空氣室9內(nèi)的空氣量的連通部51、配置在連通部51上的泵400、閥401、空氣室內(nèi)壓力測定單元60、第二壓力測定單元62。另外，在圖35中，對與圖34的各構(gòu)成構(gòu)件起到相同功能的構(gòu)成構(gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。
但是，除了測定壓力的壓力傳感器之外，圖35所示的液壓測定裝置還需要安裝泵、閥、其他的壓力測定單元等各種裝置，無法避免裝置的復(fù)雜化，進(jìn)而無法避免裝置的成本升高。并且，為了穩(wěn)定地進(jìn)行壓力測定，需要嚴(yán)格管理空氣室內(nèi)的空氣量，存在該控制要求極大的精密度的問題點。
專利文獻(xiàn)1日本特開2002-282355號公報
專利文獻(xiàn)2日本特開平09-024026號公報
專利文獻(xiàn)3日本特開平08-117332號公報

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述以往技術(shù)的問題點，本發(fā)明的目的在于提供一種不與空氣接觸地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力的壓力傳感器，鑒于流動的因素，該壓力傳感器為不易引起體液或藥液滯留，不會引起體液凝固那樣的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的還在于提供一種液體不與空氣接觸地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的液體壓力的壓力傳感器，即使壓力發(fā)生變動該壓力傳感器也可以持續(xù)地測定壓力，不需要擴大空氣室及液體室，并且使用一種壓力傳感器不調(diào)整空氣室側(cè)的空氣量就能夠以較小的測定誤差檢測壓力。
本發(fā)明的目的還在于提供一種具有用于檢測變形面的破損的單元的、可以不與空氣接觸地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力的壓力傳感器。
本發(fā)明的目的還在于提供一種具有用于檢測壓力傳感器的外殼安裝到被安裝面上的單元的、可以不與空氣接觸地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力的壓力傳感器。
為了解決上述問題，本發(fā)明的壓力傳感器包括以下結(jié)構(gòu)。
(a)一種體外循環(huán)回路的壓力傳感器，該體外循環(huán)回路的壓力傳感器包括液體室、壓力測定單元以及液體流路，上述液體室包括不因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形的基準(zhǔn)面；與該基準(zhǔn)面相隔配置的、至少一部分因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形的變形面；將該變形面和上述基準(zhǔn)面連接起來而形成被封閉在內(nèi)部的液密的空間的、不因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形的第一連接面；設(shè)置于該第一連接面的側(cè)面上的液體流入口；配置在順著自該液體流入口沿著第一連接面的側(cè)面內(nèi)周被導(dǎo)入的液體的流動方向自該液體流入口離開大于等于1/2周且小于1周的位置的液體流出口；上述壓力測定單元配置在上述液體室之外，是用于測定上述變形面的變形量的單元；上述液體流路以使被導(dǎo)入到上述液體室內(nèi)的液體沿著上述第一連接面的側(cè)面內(nèi)周流入的方式與上述液體流入口液密地相連接。
(b)根據(jù)(a)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，在上述第一連接面的附近設(shè)置有用于擾亂液體流動的折流板。
(c)根據(jù)(a)或(b)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器還包括空氣室；該空氣室包括相對面、第二連接面和空氣出入口；上述相對面以使上述變形面位于上述基準(zhǔn)面和相對面之間的方式與變形面相隔配置，該相對面不因壓力而變形；上述第二連接面將該相對面和變形面連接起來而形成被封閉在內(nèi)部的氣密的空間，該第二連接面不因壓力而變形；上述空氣出入口設(shè)置于該第二連接面的側(cè)面上或上述相對面上；上述壓力測定單元是通過連通部與上述空氣室的空氣出入口相連接的空氣室內(nèi)壓力測定單元。
(d)根據(jù)(c)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，在設(shè)上述空氣室的初始狀態(tài)下的容積為VA、上述空氣室的初始狀態(tài)下的壓力為PA(其中，-200mmHg≤PA≤200mmHg)、設(shè)上述液體室的初始狀態(tài)下的容積為VL、上述連通部的容積為VT、上述壓力傳感器可測定的最小壓力值為PMIN(其中，-600mmHg≤PMIN≤-200mmHg)、上述壓力傳感器可測定的最大壓力值為PMAX(其中，200mmHg≤PMAX≤600mmHg)、大氣壓為P0時，上述VA、VL、VT設(shè)定為均滿足式(1)及式(2)，并且，在上述液體室和上述空氣室的壓力為P0的狀態(tài)下上述變形面成為平板狀(其中，PA、PMIN、PMAX用計示壓力來表示，P0用絕對壓力來表示)， {(PMAX+P0)÷(PA+P0)-1}×VT≤VA...(1) {(PA+P0)÷(PMIN+P0)-1}×(VA+VT)≤VL≤10ml...(2)。
(e)根據(jù)(d)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，上述變形面的周緣部被夾在上述空氣室與上述液體室這2個容器之間而進(jìn)行機械密封；在設(shè)上述變形面被上述2個容器夾著而與上述容器相接觸的密封部分的寬度為L(其中，0.3mm≤L≤10mm)、上述變形面的泊松比為v、上述變形面的厚度為h(其中，0.2mm≤h≤3.0mm)、因上述機械密封而產(chǎn)生的上述變形面的壓縮量為t(其中，0.05≤t/h≤0.50)時，上述變形面在為滿足-v×L×(t÷h)/2≤λ而被施加拉伸位移λ的狀態(tài)下被機械密封，從而使上述變形面在上述液體室及上述空氣室的壓力為大氣壓的狀態(tài)下成為平板狀。
(f)根據(jù)(d)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述變形面在作為密封部分的上述變形面的周緣設(shè)有比上述變形面厚的密封圈部；在設(shè)上述密封圈部被上述2個容器夾著而與上述容器相接觸的密封部分的寬度為La(其中，0.3mm≤La≤10mm)、上述密封圈部的泊松比為va、上述密封圈部的厚度為ha(其中，1.0mm≤ha≤5.0mm)、因上述機械密封而產(chǎn)生的上述密封圈部的壓縮量為ta(其中，0.05≤ta/ha≤0.50)時，上述變形面在為滿足-va×La×(ta÷ha)/2≤λ而被施加拉伸位移λ的狀態(tài)下被機械密封，從而使上述變形面在上述液體室及上述空氣室的壓力為大氣壓的狀態(tài)下成為平板狀。
(g)根據(jù)(f)所述的壓力傳感器，其中，上述密封圈部的截面形狀為圓形。
(h)根據(jù)(f)或(g)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，在上述空氣室及/或上述液體室的密封部分設(shè)有用于放入上述密封圈部的槽，該槽的內(nèi)側(cè)面以相對于上述變形面形成銳角的方式傾斜。
(i)根據(jù)(d)～(h)中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器還包括使上述空氣室成為大氣壓的空氣室大氣壓化單元；使上述液體室成為大氣壓的液體室大氣壓化單元；用于調(diào)整上述液體室內(nèi)的壓力的液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元；用于測定上述液體室內(nèi)的壓力的液體室內(nèi)壓力測定單元；使上述液體室內(nèi)的壓力變化，測定與該液體室內(nèi)的壓力相對應(yīng)的空氣室內(nèi)的壓力，并對液體室內(nèi)的壓力與空氣室內(nèi)的壓力進(jìn)行比較，從而檢測上述變形面的破損的破損檢測單元。
(j)根據(jù)(i)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，在利用上述空氣室大氣壓化單元和液體室大氣壓化單元使空氣室和液體室的壓力成為大氣壓之后，利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力上升，使變形面緊貼空氣室的壁面時的液體室內(nèi)的壓力為P1，進(jìn)一步利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力上升至P2(>P1)，在空氣室內(nèi)的壓力比P1還要大時，上述破損檢測單元判斷為上述變形面破損。
(k)根據(jù)(i)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，在利用上述空氣室大氣壓化單元和液體室大氣壓化單元使空氣室和液體室的壓力成為大氣壓之后，利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力減小，使變形面緊貼液體室的壁面時的液體室內(nèi)的壓力為P3，進(jìn)一步利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力減小至P4(<P3)，在空氣室內(nèi)的壓力比P3還要小時，上述破損檢測單元判斷為上述變形面破損。
(1)根據(jù)(i)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述破損檢測單元預(yù)先存儲與上述液體室內(nèi)的壓力相對應(yīng)的空氣室內(nèi)的壓力變化特性，在利用上述空氣室大氣壓化單元和液體室大氣壓化單元使空氣室和液體室的壓力成為大氣壓之后，利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力上升或減小時，在與由上述液體室內(nèi)壓力測定單元測定的液體室內(nèi)的壓力變化相對應(yīng)的空氣室內(nèi)的壓力變化與預(yù)先存儲的空氣室內(nèi)的壓力變化特性不同時，判斷為上述變形面破損。
(m)根據(jù)(d)～(l)中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述空氣室和上述液體室容納于同一外殼內(nèi)；上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器還包括安裝該外殼的被安裝面和檢測該外殼安裝到了被安裝面上的安裝檢測單元；可與空氣室的空氣出入口相連接的上述連通部在該被安裝面上開口；在其構(gòu)成上，當(dāng)上述安裝檢測單元檢測外殼的安裝時，使得上述空氣出入口與上述連通部氣密地相連接。
(n)根據(jù)(m)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述安裝檢測單元裝設(shè)于上述外殼上。
(o)根據(jù)(m)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述安裝檢測單元裝設(shè)于上述被安裝面上。
(p)根據(jù)(m)或(o)所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，在上述被安裝面的連通部的開口部周圍設(shè)有朝向上述外殼施力的緩沖部，并且該緩沖部可向上述空氣出入口與連通部的連接方向移動。
(q)根據(jù)(m)～(p)中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述安裝檢測單元是用于檢測上述外殼安裝到了被安裝面上時上述外殼與被安裝面的接觸的單元。
(r)根據(jù)(m)～(p)中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述安裝檢測單元是用于檢測上述外殼沿著被安裝面旋轉(zhuǎn)而安裝于規(guī)定位置上的單元。
(s)根據(jù)(m)～(p)中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器在上述外殼的周圍具有旋轉(zhuǎn)體，上述安裝檢測單元是用于檢測該旋轉(zhuǎn)體沿著被安裝面旋轉(zhuǎn)而安裝于規(guī)定位置上的單元。



圖1是表示本發(fā)明壓力傳感器的實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖4是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖5是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖6是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖7是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖8是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖9是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖10是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖11是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖12是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖13是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖14是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖15是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖16是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖17是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖18是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖19是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖20是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖21是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖22是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖23是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖24是表示本發(fā)明壓力傳感器的又一實施方式的示意圖。
圖25是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖26是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖27是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖28是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖29是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖30是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖31是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖32是表示本發(fā)明壓力傳感器的另一實施方式的主視圖(A)和側(cè)視圖(B)的示意圖。
圖33是表示以往的壓力傳感器的示意圖。
圖34是表示以往的壓力傳感器的示意圖。
圖35是表示以往的壓力傳感器的示意圖。
附圖標(biāo)記說明 1、壓力傳感器；2、滴斗；3、以往的壓力傳感器；4、外殼；5、檢測變形面破損的破損檢測單元；6、液體室；7、壓力測定單元；8、液體流路；9、空氣室；10、基準(zhǔn)面；11、第一連接面；12、液體流路8的內(nèi)表面的切平面；20、變形面；30、相對面；31、第二連接面；40、液體流入口；41、液體流出口；45、負(fù)載傳感器；46、應(yīng)變儀；50、空氣出入口；51、連通部；52、連通部的分支線路；53、連通部連接口；54、導(dǎo)管；55、連通部的連接單元；60、空氣室內(nèi)壓力測定單元；61、液體室內(nèi)壓力測定單元；62、第二壓力測定單元；65、區(qū)域；66、折流板；70、液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元；80、液體室大氣化單元；81、空氣室大氣壓化單元；90、使用液體室內(nèi)壓力測定單元61測定的壓力特性；91、使用空氣室內(nèi)壓力測定單元60測定的壓力特性；100、密封部分；101、密封部分；110、壓縮方向；130、密封圈部；111、施加拉伸的方向；120、進(jìn)行機械密封的部分的表面形狀；210、安裝檢測單元；220、固定器具；240、旋轉(zhuǎn)體；250、緩沖部；260、移動導(dǎo)軌；300、被安裝面；400、泵；401、閥；500、分支管。

具體實施例方式 下面，參照

本發(fā)明的體外循環(huán)回路的壓力傳感器的實施方式，但本發(fā)明并不僅限定于這些方式。圖1是本實施方式的壓力傳感器的示意圖。
在圖1中，壓力傳感器1由液體室6、壓力測定單元7和液體流路8構(gòu)成；上述液體室6配置在液體流路8上，包括不因液體流路內(nèi)壓力而變形的基準(zhǔn)面10；與該基準(zhǔn)面10相隔配置的、至少一部分因液體流路內(nèi)壓力而變形的變形面20；將該變形面20和上述基準(zhǔn)面10連接起來而形成被封閉在內(nèi)部的液密空間的、不因液體流路內(nèi)壓力而變形的第一連接面11；設(shè)置于該第一連接面11側(cè)面上的液體流入口40；配置在順著自該液體流入口40沿著第一連接面11的側(cè)面內(nèi)周被導(dǎo)入的液體的流動方向自該液體流入口40離開大于等于1/2周且小于1周的位置處的液體流出口41；上述壓力測定單元7配置在上述液體室6之外，通過測定上述變形面20的變形量來測定該液體室6內(nèi)的壓力，該單元是負(fù)載傳感器45或者應(yīng)變儀46中的任一個；上述液體流路8與上述液體流入口40液密地相連接，配置為使被導(dǎo)入到上述液體室6內(nèi)的液體沿著上述第一連接面11的側(cè)面內(nèi)周流入。
在圖2中，壓力傳感器1還包括空氣室9，該空氣室9包括相對面30、第二連接面31和空氣出入口50；上述相對面30以使上述變形面20位于上述基準(zhǔn)面10和相對面30之間的方式與上述變形面20相隔配置，且不因壓力而變形；上述第二連接面31將該相對面30和上述變形面20連接起來而形成被封閉在內(nèi)部的氣密的空間，且不因壓力而變形；上述空氣出入口50設(shè)置于該第二連接面31的側(cè)面上或上述相對面30上。變形面20的變形部根據(jù)液體流路8內(nèi)的壓力變化來改變空氣室9內(nèi)的壓力，該空氣室9與變形面20之間形成為氣密的空間。壓力傳感器1還包括壓力測定單元7和液體流路8；上述壓力測定單元7通過借助連通部51并利用空氣室內(nèi)壓力測定單元60來測定空氣室9的壓力變化，從而間接地測定液體流路8內(nèi)的壓力；上述液體流路8與上述液體流入口40液密地相連接，配置為使被導(dǎo)入到上述液體室6內(nèi)的液體沿著上述第一連接面11的側(cè)面內(nèi)周流入。
形狀 在圖1中，基準(zhǔn)面10呈圓形，但即使是圖3所示那樣的八邊形等多邊形也沒有特別的問題。另外，如圖4所示，即使基準(zhǔn)面10與變形面20是不同的形狀、大小也沒有特別的問題。另外，在圖1中基準(zhǔn)面10是平板狀，但如果對基準(zhǔn)面10的表面形狀附加凹凸，有時也會如后述那樣在液體置換方面進(jìn)一步體現(xiàn)出效果，基準(zhǔn)面10的表面形狀并無特別限定。但是，為了形成更順暢的液體流動，優(yōu)選為圖1所示那樣的、基準(zhǔn)面10為圓形且為平板狀、變形面20為圓形、并且基準(zhǔn)面10及變形面20為相同大小的形狀。
另外，在圖1中，第一連接面11從截面看為直線狀，但也可以是如圖5所示，基準(zhǔn)面10與第一連接面11的連接處、變形面20與第一連接面11的連接處不是90°連接起來，而是借助45°左右的斜面連接起來的形狀。另外，也可以是如圖6所示，基準(zhǔn)面10與第一連接面11的連接處、變形面20與第一連接面11的連接處以弧面連接起來的形狀。另外，也可以是如圖7所示，基準(zhǔn)面10、變形面20整體呈弧面的形狀等。
在圖2～圖7中的任一種情況下，都沒有特別的問題，但為了形成更順暢的液體流動，優(yōu)選為圖6、圖7所示那樣的基準(zhǔn)面與連接面的連接處以一定程度圓弧連接起來的形狀。
并且，在圖1中，變形面20的形狀呈平板狀，但即使是如圖8所示那樣采用從截面看為三角波浪形狀或者正弦波那樣的形狀也沒有問題，但根據(jù)后述的理由，最優(yōu)選為平板狀。另外，變形面20在圖1、圖7中是所有部分都變形的變形部。但是，只要可以正確地測定壓力，變形的部分(變形部)占變形面20的面積可以是任何比例的面積，形狀可以是任何形狀，并沒有特別的限定。
另外，在圖1中，液體流路8與基準(zhǔn)面10平行，但如圖9所示，即使傾斜一些也不會降低上述發(fā)明的效果。但是，為了形成更順暢的液體流動，液體流路8優(yōu)選與基準(zhǔn)面10形成0～30度的角度，更優(yōu)選形成0～15度的角度，最優(yōu)選為平行。
并且，在圖1中，液體流路8的內(nèi)表面的切平面12與第一連接面11的內(nèi)表面相切，與液體流入口40相連接的液體流路8設(shè)置為完全沿著第一連接面11的側(cè)面，但如圖10所示，即使液體流路8的內(nèi)表面的切平面12朝向中心偏離一些，也并不會降低上述發(fā)明的效果。但是，為了形成更順暢的液體流動，液體流路8的內(nèi)表面的切平面12優(yōu)選設(shè)置在自第一連接面11的內(nèi)表面朝向法線方向內(nèi)側(cè)0～3mm以內(nèi)的位置，更優(yōu)選設(shè)置在0～2mm以內(nèi)的位置，最優(yōu)選設(shè)置在0～1mm的位置。
在圖1中，液體流出口41設(shè)置在圓形形狀的最高位置，但也可以設(shè)在圖11所示那樣的位置上。此時，在使液體流入口40與重力平行地設(shè)置壓力傳感器1的情況下，使液體流通時，在液體室6上部的區(qū)域65中可能會殘留空氣，在壓力傳感器1內(nèi)體液或藥液與空氣接觸，進(jìn)而引起凝固。但是，在治療過程中，若改變壓力傳感器1的朝向，則可以排出存在于壓力傳感器1內(nèi)的空氣，因此，液體流出口41的位置不會降低上述發(fā)明的效果，其位置沒有特別的限定。
另外，在圖1中，液體流出口41配置在順著自液體流入口40沿著第一連接面11的側(cè)面內(nèi)周被導(dǎo)入到液體室6內(nèi)的液體的流動方向自液體流入口40離開3/4周的位置，并且使液體的流出方向與液體的流入方向成180度的角度地與液體流出口41相連接。但是，如圖12所示，即使液體流出口41配置在順著自液體流入口40沿著第一連接面11的內(nèi)周面被導(dǎo)入到液體室6內(nèi)的液體的流動方向自液體流入口40離開1/2周的位置，并且使液體的流出方向與液體的流入方向成90度的角度地與液體流出口41相連接，也不會降低上述發(fā)明的效果。
特別優(yōu)選為液體流出口41配置在順著自液體流入口40沿著第一連接面11的內(nèi)周面被導(dǎo)入到液體室6內(nèi)的液體的流動方向自液體流入口40離開大于等于1/2周且小于1周的位置。另外，由于液體的流出方向相對于流入方向的角度并不會特別地改變在液體室6內(nèi)的流動，因此，只要結(jié)合使用條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可，并不特別限定液體流出口41的朝向。
此外，在圖1中，從截面方向看時的液體流入口40及液體流出口41處于基準(zhǔn)面10與變形面20之間的距離的中央位置。但是，如圖13所示，即使液體流入口40及液體流出口41向基準(zhǔn)面10側(cè)或變形面20側(cè)偏倚，也不會降低上述發(fā)明的效果，其配置并沒有限定。但是，為了形成更順暢的液體流動，液體流入口40優(yōu)選配置在距基準(zhǔn)面10與變形面20的中心0～3mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選配置在0～2mm的范圍內(nèi)，最優(yōu)選配置在0～1mm的范圍內(nèi)。另外，由于液體流出口41的流出方向并不影響液體室6內(nèi)的流動，因此，不會降低上述發(fā)明的效果，并不特別限定液體流出口41的方向。
另外，在圖1中，液體流入口40和液體流出口41配置在與基準(zhǔn)面10平行的同一個面上。但是，如圖13所示，即使液體流入口40和液體流出口41未配置在與基準(zhǔn)面10平行的同一個面上，也不會降低上述發(fā)明的效果，對它們的配置位置并沒有限定。即，液體流入口40和液體流出口41可以配置在距基準(zhǔn)面10的距離不同的位置。
另外，在圖2中，空氣出入口50在空氣室9中配置在最遠(yuǎn)離變形面20的位置，但無論配置在哪個位置都不會影響壓力測定，并沒有特別的限定。
材質(zhì) 液體室6、空氣室9的材質(zhì)硬質(zhì)、軟質(zhì)皆可。但是，在液體室6、空氣室9的形狀由于液體溫度、氣體溫度以及使液體室6、空氣室9變形的外力等環(huán)境因素而發(fā)生變化時，難以正確地測定液體流路8內(nèi)的壓力。因此，液體室6、空氣室9的材質(zhì)優(yōu)選為硬質(zhì)。另外，由于直接或間接地與患者的體液相接觸，因此優(yōu)選為具有生物相容性的材質(zhì)。例如，可以列舉出氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯等，均可以適當(dāng)使用。另外，其制造方法并沒有特別的限定，可以例示出注射成型、吹塑成型、切削加工成型等。
當(dāng)至少一部分因壓力而變形的變形面20的變形的部分(變形部)的材質(zhì)為硬質(zhì)時，因壓力而產(chǎn)生的變動量變小，難以正確地測定液體流路8內(nèi)的壓力，因此，優(yōu)選是相對于壓力而柔軟地變形的軟質(zhì)的材質(zhì)。另外，由于直接或間接地與患者的體液相接觸，因此優(yōu)選為具有生物相容性的材質(zhì)。例如，可以例示出聚氯乙烯、有機硅系樹脂、苯乙烯系熱塑性彈性體、苯乙烯系熱塑性彈性體復(fù)合物等，均可以適當(dāng)使用。對于除此之外的部分(不變形的部分)的材質(zhì)，只要是與上述液體室6、空氣室9相同的材質(zhì)即可，沒有特別的問題。
液體流路8的材質(zhì)可以是合成樹脂、金屬及玻璃等的任一種，但從制造成本、加工性以及操作性的方面考慮，優(yōu)選為合成樹脂，特別優(yōu)選熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂，可以例示出聚烯烴系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚氨酯系樹脂、氟系樹脂、有機硅系樹脂等，甚至是ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)樹脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚縮醛等，均可以適當(dāng)使用。其中，軟質(zhì)原料耐彎曲、切割等，操作時的柔軟性優(yōu)良，因此優(yōu)選。鑒于組裝性的理由，特別優(yōu)選軟質(zhì)氯乙烯。連通部51只要是將空氣室30和空氣室內(nèi)壓力測定單元60連通的材質(zhì)即可，可以是合成樹脂、金屬以及玻璃等的任一種。從制造成本、加工性以及操作性的方面考慮，優(yōu)選為合成樹脂，特別優(yōu)選熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂，可以例示出聚烯烴系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚氨酯系樹脂、氟系樹脂、有機硅系樹脂等、甚至是ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)樹脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚縮醛等，均可以適當(dāng)使用。其中，軟質(zhì)原料耐彎曲、切割等，操作時的柔軟性優(yōu)良，因此優(yōu)選。鑒于組裝性的理由，特別優(yōu)選軟質(zhì)氯乙烯。
接合方法 液體室6、空氣室9、液體流路8的各自的接合方法并沒有特別的限定，但合成樹脂的接合通常可列舉出熱熔融接合、粘接。例如，在熱熔融接合中，可列舉出高頻焊接、感應(yīng)加熱焊接、超聲波焊接、摩擦焊接、旋轉(zhuǎn)焊接、熱板焊接、熱線焊接等。作為粘接劑的種類，可以列舉出氰基丙烯酸酯系、環(huán)氧系、聚氨酯系、合成橡膠系、紫外線固化型、改性丙烯酸樹脂系、熱熔類型等。
另外，在變形面20中，變形的部分(變形部)與除此之外的部分(不變形的部分)的接合方法并沒有特別的限定。通常，硬質(zhì)原料與軟質(zhì)原料的接合可以列舉出通過將軟質(zhì)原料壓入硬質(zhì)原料來進(jìn)行密封的機械密封、如上所示的熱熔融接合、粘接等。
這樣的壓力傳感器1可以在成型、接合之后直接使用，但特別是在體外循環(huán)療法的醫(yī)療用途中，要殺菌后利用。殺菌方法以通常的醫(yī)療用具的殺菌方法為標(biāo)準(zhǔn)即可，通過藥液、氣體、放射線、高壓蒸汽、加熱等來殺菌即可。
大小 當(dāng)壓力傳感器1的基準(zhǔn)面10、變形面20、第一連接面11的大小太大時，液體室6的容積增大，導(dǎo)致預(yù)充量(primingvolume)增大。另一方面，當(dāng)大小太小時，因體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力成為負(fù)壓而變形面20向基準(zhǔn)面10側(cè)膨脹，從而使變形面20堵塞液體流入口40、液體流出口41，產(chǎn)生液體不流通這樣的問題。因此，基準(zhǔn)面10的大小優(yōu)選直徑為15mm～40mm左右，更優(yōu)選為20mm～30mm左右，連接面12的高度優(yōu)選為5mm～20mm，更優(yōu)選為5mm～10mm。在后述的設(shè)計方法中記載其形狀。
液體流路8的內(nèi)徑只要按照各體外循環(huán)療法來選擇即可，并沒有特別的限定。例如，在作為體外循環(huán)療法之一的血液凈化療法中，通常選擇2mm～5mm左右內(nèi)徑的主管。液體流路8的截面形狀也可以不是圓形截面，即使是包含橢圓形、四邊形、六邊形在內(nèi)的非圓形截面也沒有問題。
液體 流通到壓力傳感器1的液體只要是體液或藥液即可，并沒有特別的限定。作為體液的例子，可列舉出血液、血漿、淋巴液、組織液、粘液、荷爾蒙、細(xì)胞因子(cytokine)、尿等。作為藥液的例子，可列舉出生理食鹽水、抗凝固劑、新鮮冷凍血漿(fresh frozen plasma)、透析液、白蛋白溶液、過濾型人工腎臟用補充液等。
接著，使用

本發(fā)明的壓力傳感器的另一實施方式。圖14是壓力傳感器1的示意圖。對與上述實施方式相同的部分及具有同樣功能的部分，使用相同的附圖標(biāo)記而省略說明。相對于上述實施方式的壓力傳感器1，本實施方式的壓力傳感器1在液體流入口40與液體流出口41之間的連接面附近設(shè)置有1個折流板66。折流板66用于擾亂流體的流動。通過配置為使被導(dǎo)入到液體室6內(nèi)的流體沿著第一連接面11的側(cè)面內(nèi)周實質(zhì)上平行于基準(zhǔn)面10地流入，由此形成在液體室6內(nèi)循環(huán)的流動，從而防止體液或藥液滯留。
在本實施方式中，通過在液體流入口40與液體流出口41之間的連接面附近設(shè)置用于擾亂流體流動的折流板66，可以更高效地促進(jìn)外殼內(nèi)的液體置換。即，除了形成在液體室6內(nèi)循環(huán)這樣的流動之外，還形成朝向液體室6中心的流動，由此可以增強液體室6內(nèi)的混亂，進(jìn)而可以迅速地置換液體室6內(nèi)的體液或藥液。
折流板66的設(shè)置位置并沒有特別的限定，但優(yōu)選配置在流速最快的、與第一連接面11相連接的位置。另外，折流板66的設(shè)置位置在圖14中處于液體流入口40與液體流出口41的距離較長的一側(cè)的液體流入口40與液體流出口41之間，且與液體流出口41相鄰的位置。但是，如圖15所示，即使折流板66設(shè)置于與液體流出口41相面對的第一連接面11上，也不會降低上述發(fā)明的效果，并不特別限定其設(shè)置位置。
若折流板66的大小過大，則變形面20在變形時會與折流板66相干擾，若折流板66尺寸太小，則無法發(fā)揮其效果。因而，折流板66的基準(zhǔn)面10直徑方向上的寬度優(yōu)選為基準(zhǔn)面10的直徑的5％～15％左右的寬度，更優(yōu)選為10％～15％左右的寬度，而且，優(yōu)選為第一連接面11的側(cè)面高度的30％～80％左右的高度，更優(yōu)選為50％～70％左右的高度，但并沒有特別的限定。
在從基準(zhǔn)面10看時，折流板66的形狀可列舉出圖14所示的三角形等多邊形、或者對其角部施加了一定程度的圓弧的形狀。只要可以發(fā)揮上述效果就沒有任何問題，并沒有特別的限定。折流板66的設(shè)置數(shù)量在圖14中是1個，但在設(shè)置2個以上時，可以進(jìn)一步提高上述發(fā)明效果。此時的設(shè)置數(shù)量、各折流板66的間隔根據(jù)使用流量適當(dāng)設(shè)定即可，并沒有特別的限定。但是，若間隔過近，就失去了設(shè)置多個折流板66的意義。另外，由于在折流板66的下游側(cè)在流動中可能產(chǎn)生沉淀，因此設(shè)置數(shù)量過多也不佳。因而，在設(shè)置多個折流板的情況下，優(yōu)選最多是4個左右。另外，各折流板66的間隔優(yōu)選分開第一連接面11的周長的15％～25％以上，更優(yōu)選分開20％～25％以上。
設(shè)計方法 接著，使用圖2說明在壓力測定單元7作為空氣室內(nèi)壓力測定單元60的情況下的、容器的最佳設(shè)計方法。
如圖2所示，壓力傳感器1包括空氣室9、液體室6、變形面20以及空氣室內(nèi)壓力測定單元60；上述空氣室9帶有空氣出入口50；上述液體室6具有液體流入口40和液體流出口41；上述變形面20被夾在空氣室9與液體室6之間而劃分空氣室9和液體室6，該變形面20根據(jù)空氣室內(nèi)與液體室內(nèi)的壓力差而變形；上述空氣室內(nèi)壓力測定單元60通過連通部51連接于空氣室9的空氣出入口50，其借助變形面20在空氣室側(cè)測定液體室內(nèi)的壓力。
在空氣室9中，在液體室內(nèi)為正壓時，變形面20朝向空氣室側(cè)變形。因此，空氣室9的容積需要確保在假想的最大壓力下變形面20可變形的量的容積。
在設(shè)空氣室9的初始狀態(tài)下的容積為VA、空氣室9的初始狀態(tài)下的壓力為PA、連通部51的容積為VT、壓力傳感器可測定的最大壓力值為PMAX、大氣壓為P0時，若滿足下式(1a)，則即使在最大壓力下也可測定壓力。在此，初始狀態(tài)是指壓力測定開始時，PA、PMAX用計示壓力來表示，P0用絕對壓力來表示。計示壓力是以大氣壓為基準(zhǔn)測定的壓力，絕對壓力是以真空為基準(zhǔn)測定的壓力。
(PA+P0)×(VA+VT)≥(PMAX+P0)×VT...(1a) 因此，由式(1a)求出式(1)，決定空氣室9的容積。
{(PMAX+P0)÷(PA+P0)-1}×VT≤VA...(1) 接著，在液體室6中，在液體室內(nèi)為負(fù)壓時，變形面20朝向液體室側(cè)變形。因此，液體室6的容積同樣需要確保在假想的最小壓力下變形面可變形的量的容積。
在設(shè)液體室6的初始狀態(tài)下的容積為VL、壓力傳感器可測定的最小壓力值為PMIN時，若滿足下式(2a)，則即使在最小壓力下也可測定壓力。
(PMIN+P0)×(VA+VT+VL)≥(PA+P0)×(VA+VT)...(2a) 因此，由式(2a)求出下式(2b)，決定液體室6的容積。其中，PMIN用計示壓力來表示。
VL≥{(PA+P0)÷(PMIN+P0)-1}×(VA+VT)...(2b) 但是，在液體室6的容積較大時，對測定負(fù)壓有利，但會導(dǎo)致預(yù)充量增加。因此，液體室的容積優(yōu)選為1ml～10ml，更優(yōu)選為2ml～5ml。與之相應(yīng)，空氣室9的容積優(yōu)選為0.2ml～1.0ml，更優(yōu)選為0.3ml～0.8ml。因而，式(2b)需要進(jìn)一步滿足式(2)表示的式子。
{(PA+P0)÷(PMIN+P0)-1}×(VA+VT)≤VL≤10ml...(2) 在此，空氣室9的容積不包括空氣出入口50。連通部51的容積包括空氣出入口50的容積以及空氣室內(nèi)壓力測定單元60所固有的容積。液體室20的容積不包括液體流入口40的容積以及液體流出口41的容積。
在此，在上述血液凈化療法(體外循環(huán)療法)中，通常，初始狀態(tài)下的空氣室9的壓力PA大多為大氣壓P0。但是，通過預(yù)先對正壓側(cè)施加壓力，也可以制造出對測定正壓有利的條件。反之，通過使空氣室側(cè)的初始狀態(tài)下的壓力PA為負(fù)壓，也可以制造出對測定負(fù)壓有利的條件。
另一方面，PMIN、PMAX的可測定的壓力范圍只要可以測定到可以在血液凈化中通常使用的范圍就沒有問題。因此，PMIN、PMAX以及PA只要分別滿足下述范圍就沒有特別的問題。
-600mmHg≤PMIN≤-200mmHg 200mmHg≤PMAX≤600mmHg -200mmHg≤PA≤200mmHg 連通部51的容積VT過大時，由式(1)、式(2)可知，空氣室9、液體室6的容積隨之增加，進(jìn)而導(dǎo)致預(yù)充量增加。另一方面，在容積VT過小時，從空氣出入口50到空氣室內(nèi)壓力測定單元60的距離縮短，降低了操作性。因此，連通部51的容積優(yōu)選為1ml以下，更優(yōu)選為0.5ml以下，最優(yōu)選為0.2ml以下。在此，包含空氣出入口50在內(nèi)的連通部51的容積為0ml時較為理想，但由于在空氣室內(nèi)壓力測定單元60內(nèi)也存在少量的容積，因此無法獲得0ml的狀態(tài)。因而，式(1)不會不成立。
變形面20的被2個容器夾著的密封部分100、101即使長度不同也沒有問題。但是，鑒于成型、組裝性的理由，優(yōu)選為以變形面的中心為中心的點對稱。
在空氣室9及液體室6內(nèi)的壓力為大氣壓P0的狀態(tài)下，變形面20呈平板狀，并且劃分出空氣室9及液體室6。變形面20劃分空氣室9及液體室6、用于獲得各容器的氣密性的方法可為任意，并沒有特別的限定。可以列舉上述那樣的熱熔融接合、粘接、機械密封。在此，機械密封是指通過夾入橡膠等來獲得氣密性。
在進(jìn)行熱熔融接合、粘接、機械密封的情況下，為了使變形面20與空氣室9和液體室6更高效率地接觸，通過夾入變形面20來進(jìn)行壓縮(機械密封)，壓縮程度根據(jù)情況而有差異。但是，如圖16所示，在僅沿箭頭110方向進(jìn)行機械密封的情況下，變形面自平面狀發(fā)生變形，導(dǎo)致液體室及空氣室的容積發(fā)生變化。在這種情況下，在液體室及空氣室的壓力為大氣壓P0的情況下，變形面20難以保持平板狀。
因此，如圖17所示，在向箭頭111的方向拉伸變形面20的狀態(tài)下，用空氣室側(cè)容器和液體室側(cè)容器向箭頭110所示的方向壓縮而進(jìn)行機械密封，從而可以解決上述問題點。
即，可知，在設(shè)變形面20的厚度為h，壓縮量為t，泊松比(因拉伸或壓縮而在某一物體中產(chǎn)生縱向應(yīng)變時，縱向應(yīng)變與同時產(chǎn)生的橫向應(yīng)變之差)為v，設(shè)將變形面20被2個容器夾著的、容器與變形面20相接觸的密封部分100、101的長度加在一起的長度為L時，相對于向箭頭110方向的壓縮，變形面20向與壓縮方向垂直的方向膨脹以式(3a)所示的式子的量。
-v×L×(t÷h)...(3a) 在假定為左右均等地發(fā)生膨脹時，式(3a)所示的膨脹量的一半沿朝向變形面20的中心的方向膨脹。因此，通過在向圖17所示的箭頭111的方向拉伸式(3a)所示的式子的至少一半的量的狀態(tài)下進(jìn)行機械密封，即使變形面20沿朝向變形面20的中心的方向膨脹，也可以使變形面20的初始位置不變動地進(jìn)行密封。因而，施加拉伸的量λ滿足式(3)即可。
-v×L×(t÷h)/2≤λ...(3) 在圖17中，變形面20與被2個容器夾著的部分(密封部分100、101)構(gòu)成為平行。即使如圖18所示地設(shè)置密封部分100、101相對于變形面20傾斜一定角度的構(gòu)造，如圖19所示地在被2個容器夾著的部分的至少一個面上設(shè)有矩形、三角形、波浪狀等凹凸120的構(gòu)造等也沒有特別的問題。從制造成本、組裝性的方面考慮，優(yōu)選為變形面20與被2個容器夾著的部分形成平行，其表面為平板狀。
通過將變形面20做成平板狀，若所施加的拉伸滿足式(3)，則不會改變空氣室9的容積。此外，變形面20在通常被施加拉伸的情況下，直到屈服點，載荷和伸長都成比例關(guān)系，因此，不會對壓力測定產(chǎn)生任何影響。在此所說的屈服點是指即使不增加力仍會引起變形的點，當(dāng)變形超過該點時，材料維持變形的狀態(tài)而不會恢復(fù)原本形狀的點。
另外，嚴(yán)格地講，施加拉伸的量可以施加拉伸直到從到達(dá)屈服點的值中減去變形面變形的量的值。但是，在過度施加拉伸時，難以制造壓力傳感器。因此，對變形面施加拉伸的量優(yōu)選為式(3)的最小值的1倍～5倍以內(nèi)，更優(yōu)選為1倍～3倍以內(nèi)。
通過將變形面的形狀做成平板狀，不會發(fā)生流體在變形面表面滯留、二維流的問題，因此，可以消除體液或藥液凝固的問題。另外，在圖2中，空氣室9的截面形狀為四邊形，但即使是圓頂(dome)形狀、多邊形形狀也沒有特別的問題。最優(yōu)選為易于追隨變形面的變形的圓頂形狀。
變形面20的周緣部被夾在空氣室側(cè)容器與液體室側(cè)容器之間而被機械密封。該被密封的部分以及隔膜的形狀無論是圓形、橢圓形、四邊形、多邊形等任何形狀都沒有特別的問題。鑒于成型、組裝性的理由，被密封的部分以及變形面的形狀特別優(yōu)選為圓形。
在變形面20的被密封的部分的內(nèi)側(cè)，其未被密封的部分的內(nèi)徑較小時，校正壓力差的量增大。即，在內(nèi)徑較小的情況下，為了使容積變化與內(nèi)徑較大的情況相同，變形面20的變形量大于內(nèi)徑較大的情況。隨著變形面20的變形量增大，用于使變形面20變形所需要的力增大，該力與變形面20的變形量的比例關(guān)系破壞，進(jìn)而導(dǎo)致液體室內(nèi)的壓力與空氣室內(nèi)的壓力差增大，進(jìn)行校正的量增大。
在變形面20的被密封的部分的內(nèi)側(cè)，其未被密封的部分的內(nèi)徑較大時，液體流入口的內(nèi)徑與變形面的內(nèi)徑之差增大，易引起體液或藥液在液體室內(nèi)滯留。因此，被密封的部分的內(nèi)側(cè)的內(nèi)徑優(yōu)選為10mm～50mm，更優(yōu)選為20mm～30mm。
變形面20的厚度過薄時，易破損而導(dǎo)致發(fā)生泄漏，在厚度過厚時，難以因液體室的壓力變化而發(fā)生變形。因此，厚度優(yōu)選為0.2mm～3.0mm，更優(yōu)選為0.3mm～0.7mm。
在通常進(jìn)行機械密封的情況下，進(jìn)行壓縮量(t)與變形面的厚度(h)的比例(t/h)為50％以下左右的壓縮，更優(yōu)選進(jìn)行5％～50％左右的壓縮，但只要避免泄漏地適當(dāng)決定壓縮量就沒有問題。
密封部分100、101的寬度L過小時，無法發(fā)揮密封能力，當(dāng)寬度L過大時，會導(dǎo)致壓力傳感器大型化。因此，寬度L優(yōu)選為0.3mm～10mm，更優(yōu)選為0.3mm～5mm。在具有第三實施方式中后述的密封圈部那樣的形狀的情況下，可以縮小密封部分100、101的寬度L，有效地使裝置小型化。
接著，使用

本發(fā)明的壓力傳感器的另一實施方式。圖20是本實施方式的壓力傳感器的變形面的示意圖。圖20的(a)是變形面的側(cè)視圖。圖20的(b)是變形面的俯視圖。對與上述第一實施方式的說明重復(fù)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略說明。
在上述實施方式中，由于對平板狀的變形面20進(jìn)行密封，因此，例如在變形面20的厚度為0.5mm的情況下，假定壓縮變形面的厚度的20％時，會壓縮0.1mm。但是，變形面20的厚度薄為0.5mm且進(jìn)行0.1mm的壓縮，在制造時必然要求較高的精度，導(dǎo)致成本升高。
在本實施方式中，沿著變形面20(圖20中畫得較薄的部分)的周緣設(shè)置環(huán)部130。密封圈部130的厚度比變形面20的厚度厚。由此，在進(jìn)行機械密封時，可以擴大制造精度的容許誤差范圍。即，在假定密封圈部130的厚度為2mm，壓縮其20％時，壓縮0.4mm。因此，即使在因制造誤差而導(dǎo)致壓縮0.3mm的情況下，也可以確保壓縮15％，因此，可以保持作為通常的密封的性能。
對密封圈部130的厚度并沒有特別的限定。但是，在厚度過厚時，會導(dǎo)致傳感器大型化，在厚度過小時，會導(dǎo)致容許制造誤差變小。因此，優(yōu)選為1mm～5mm，更優(yōu)選為1mm～3mm。
另外，在圖20中，密封圈部130的截面形狀呈四邊形。作為通常公知的密封材料的截面形狀，可列舉圓形、橢圓形、三角形、X型密封圈等，均可以適當(dāng)使用。從制造成本、組裝性的方面考慮，最優(yōu)選為圓形。在圖20中，變形面20在密封圈部130的截面中央接合。其接合位置即使在密封圈部截面的上端或下端或它們之間也沒有特別的問題，并沒有特別的限定。
通過在變形面20上設(shè)置密封圈部130而進(jìn)一步對空氣室側(cè)容器以及液體室側(cè)容器的密封部下功夫，成為可以容易地對變形面20施加拉伸位移λ的結(jié)構(gòu)。例如圖21所示，在空氣室9及/或液體室6的密封部分100、101上設(shè)置槽，將密封圈部130放入槽中。通過對該槽的深度和變形面20與密封圈部130的高度設(shè)置偏差，在進(jìn)行機械密封時自動地施加拉伸位移λ。另外，放入有圖21的密封圈部130的槽的內(nèi)側(cè)面以相對于變形面20形成銳角的方式傾斜，在進(jìn)行機械密封時密封圈部擴展。另外，除了這樣的結(jié)構(gòu)之外還可以舉出各種例子，對其方法并沒有特別的限定。
變形面的破損檢測 圖22是表示本實施方式的另一壓力傳感器的示意圖。如圖22所示，壓力傳感器1由外殼4、空氣室內(nèi)壓力測定單元60、分支線路52、空氣室大氣壓化單元81、液體室內(nèi)壓力測定單元61、液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70、液體室大氣壓化單元80、破損檢測單元5構(gòu)成；上述外殼4配置在液體流路8的中途，由帶有空氣出入口50的空氣室9、具有液體流入口40和液體流出口41的液體室6、被夾在空氣室9和液體室6之間而劃分空氣室9和液體室6且根據(jù)空氣室9內(nèi)與液體室6內(nèi)的壓力差而變形的變形面20構(gòu)成；上述空氣室內(nèi)壓力測定單元60通過連通部51連接于空氣出入口50，其在空氣室9側(cè)借助變形面20測定液體室6內(nèi)的壓力；上述分支線路52自連通部51分支；上述空氣室大氣壓化單元81配置在分支線路52上，使空氣室9、連通部51以及分支線路52的壓力成為大氣壓；上述液體室內(nèi)壓力測定單元61配置在液體流路8的中途，用于測定液體室6內(nèi)的壓力；上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70用于使液體室6內(nèi)的壓力上升或下降地對其進(jìn)行調(diào)整；上述液體室大氣壓化單元80使液體室6內(nèi)的壓力大氣化；上述破損檢測單元5使液體室內(nèi)的壓力變化并利用空氣室內(nèi)壓力測定單元60和液體室內(nèi)壓力測定單元61測定與該液體室內(nèi)的壓力相對應(yīng)的空氣室內(nèi)的壓力，對液體室內(nèi)的壓力與空氣室內(nèi)的壓力進(jìn)行比較，從而檢測變形面的破損。
外殼4配置在液體流路8的中途，測定液體流路8內(nèi)的壓力。變形面20由于液體室6的壓力變化而發(fā)生變形，空氣室9的壓力與液體室內(nèi)壓力相關(guān)地變化，因此，外殼4通過測定空氣室9內(nèi)的壓力，轉(zhuǎn)換該值來測定液體室6內(nèi)的壓力。
在此，在關(guān)閉空氣室大氣壓化單元81及液體室大氣壓化單元80，使用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70來逐漸增加液體流路8內(nèi)的壓力時，在某一階段，變形面20與空氣室9的壁面相接觸，不會再進(jìn)一步變形。即，不可能測定到在此之上的壓力。將此時的壓力設(shè)為P1時，在進(jìn)一步增加壓力而達(dá)到大于P1的壓力P2的情況下，液體室內(nèi)壓力測定單元61顯示P2的壓力，但空氣室內(nèi)壓力測定單元60仍顯示P1的壓力。但是，在外殼4的變形面20破損的情況下，由于空氣室內(nèi)壓力測定單元60與液體流路8相連通，因此，在壓力達(dá)到P2的情況下，空氣室內(nèi)壓力測定單元60的測定值成為P2，因此，可以判斷為變形面破損。
即，破損檢測單元5在利用空氣室大氣壓化單元81和液體室大氣壓化單元80使空氣室9和液體室6的壓力成為大氣壓之后，利用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70使液體室6內(nèi)的壓力上升，使變形面20緊貼空氣室9的壁面時的液體室6內(nèi)的壓力為P1，進(jìn)一步利用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70使液體室6內(nèi)的壓力上升至P2(>P1)，在空氣室9內(nèi)的壓力比P1還要大時，判斷為變形面20破損。
反之，在關(guān)閉空氣室大氣壓化單元81及液體室大氣壓化單元80，使用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70來逐漸減小液體流路8內(nèi)的壓力時，在某一階段，變形面20與液體室6的壁面相接觸，不會再進(jìn)一步變形。即，不可能測定到在此之下的壓力。將此時的壓力設(shè)為P3時，在進(jìn)一步減小壓力而達(dá)到小于P3的壓力P4的情況下，液體室內(nèi)壓力測定單元61顯示P4的壓力，但空氣室內(nèi)壓力測定單元60仍顯示P3的壓力。但是，在外殼4的變形面20破損的情況下，由于空氣室內(nèi)壓力測定單元60與液體流路8相連通，因此，在壓力達(dá)到P4的情況下，空氣室內(nèi)壓力測定單元60的測定值成為P4，因此，可以判斷為變形面破損。
即，破損檢測單元5在利用空氣室大氣壓化單元81和液體室大氣壓化單元80使空氣室9和液體室6的壓力成為大氣壓之后，利用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70使液體室6內(nèi)的壓力減小，使變形面20緊貼空氣室9的壁面時的該液體室6內(nèi)的壓力為P3，進(jìn)一步利用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70使液體室6內(nèi)的壓力減小至P4(<P3)，在空氣室9內(nèi)的壓力比P3還要小時，判斷為變形面20破損。
在此，在使用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70來開始增加或減小壓力時，若液體室6及空氣室9的內(nèi)體積不穩(wěn)定、即初始壓力不穩(wěn)定，則上述P1及P3的壓力在每次測量時都會變化，導(dǎo)致無法正確地進(jìn)行測定。因而，在檢測到變形面破損的最初階段，需要使液體室6及空氣室9的初始壓力在每次檢測中都相同。因此，在設(shè)定初始壓力時，將出示壓力設(shè)為可最容易設(shè)定的大氣壓，在使用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70來開始增加或減小壓力之前，可以通過打開空氣室大氣壓化單元81及液體室大氣壓化單元80來使液體室6及空氣室9內(nèi)的壓力成為大氣壓。
因而，變形面20的破損可以通過這樣的程序來檢測 1.打開液體室大氣壓化單元80及空氣室大氣壓化單元81，分別使液體室6內(nèi)的壓力、空氣室9內(nèi)的壓力成為大氣壓； 2.關(guān)閉液體室大氣壓化單元80及空氣室大氣壓化單元81； 3.使用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70使液體流路8內(nèi)的壓力上升至P2或者下降至P4； 4.確認(rèn)空氣室內(nèi)壓力測定單元60的壓力未達(dá)到P1以上或P3以下。
壓力P1及P3根據(jù)空氣室9、液體室6、變形面20的形狀和材質(zhì)而變化，可以通過上述方法測定。
用于判斷變形面20破損的壓力P2、P4的大小并沒有特別的限定，但在壓力過大或過小時，施加到液體流路8上的負(fù)荷增大。因此，P2的壓力優(yōu)選為P1+10mmHg～P1+300mmHg的范圍，更優(yōu)選為P1+10mmHg～P1+200mmHg的范圍，最優(yōu)選為P1+10mmHg～P1+100mmHg的范圍。另外，P4的壓力優(yōu)選為P3-10mmHg～P3-300mmHg的范圍，更優(yōu)選為P3-10mmHg～P3-200mmHg的范圍，最優(yōu)選為P3-10mmHg～P3-100mmHg的范圍。
液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70只要是可以輸送氣體的泵即可。其中，若是具有在泵停止時使液體流通停止的功能的、擠壓管來輸送液體的管式泵(peristaltic pump)則更佳。旋轉(zhuǎn)式管式泵是包括形成送液通路的彈性管和在外周部安裝有多個輥的旋轉(zhuǎn)體，通過該旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，多個輥一邊擠壓管一邊進(jìn)行送液動作的結(jié)構(gòu)。管限制為圓弧狀，該圓弧中心為旋轉(zhuǎn)體的中心，通過多個輥一邊公轉(zhuǎn)一邊自轉(zhuǎn)來擠壓管而輸送液體。
液體室大氣壓化單元80及空氣室大氣壓化單元81例如可以列舉出鉗子、手動夾子、電動閥等。電動閥可以列舉出旋轉(zhuǎn)式螺線管(rotary solenoids)方式、推挽(push-pull)方式等，但只要可以關(guān)閉且打開液體流路8或連通部51的分支線路52即可，并沒有特別的限定。并且，空氣室大氣壓化單元81也可以不是上述那樣的包括連通部51的分支線路52和空氣室大氣壓化單元81的形態(tài)，而是圖23所示的結(jié)構(gòu)。即，空氣室大氣壓化單元81是外殼4可與連通部51拆卸的結(jié)構(gòu)，可以列舉這樣的形狀通過使用連通部51的連接單元55來相對于連通部51裝卸外殼4，可以同時進(jìn)行空氣室9的大氣化和封閉。
連通部51的連接單元55可以列舉出利用魯爾連接器(luerconnector)的方式、利用聯(lián)軸器(coupler)的方式、插入套筒(sleeve)狀的管等。只要可以氣密地連接外殼4和連通部51即可，并沒有特別的限定。另外，在圖23中，成為外殼4附帶有連通部51的形狀。但是，連通部51的連接單元55即使是直接連接于外殼4的形狀，也不會降低上述發(fā)明的效果，并沒有特別的限定。
使用圖24說明利用與上述不同的方法的變形面的破損檢測單元。
如圖23所示，在利用液體室內(nèi)壓力測定單元61和空氣室內(nèi)壓力測定單元60測定液體流路8內(nèi)的壓力的情況下，作為壓力傳感器，理想的狀態(tài)為壓力測定單元60與61的壓力相同。但是，隨著液體流路8內(nèi)的壓力增加或減小，變形面20產(chǎn)生伸展，實際上由液體室內(nèi)壓力測定單元60測定的壓力是減小了用于使變形面20伸展的力的量的壓力。
因而，如圖24所示，由液體室內(nèi)壓力測定單元61測定的液體流路8內(nèi)的壓力如壓力特性90所示地為線性的直線，但在使用空氣室內(nèi)壓力測定單元60測定相同壓力的情況下，如壓力特性91所示，測定到小于壓力特性90的量的壓力。因此，在由空氣室內(nèi)壓力測定單元60測定的壓力與由液體室內(nèi)壓力測定單元61測定的壓力相同的情況下，可判斷為變形面20破損。
因而，變形面的破損可以通過這樣的程序來檢測 1.打開液體室大氣壓化單元80及空氣室大氣壓化單元81，分別使液體室6內(nèi)的壓力、空氣室9內(nèi)的壓力成為大氣壓； 2.關(guān)閉液體室大氣壓化單元80及空氣室大氣壓化單元81； 3.在使用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70使液體流路8內(nèi)的壓力上升至P1或者下降至P3的過程中，判斷由空氣室內(nèi)壓力測定單元60測定的壓力是否與預(yù)先存儲的特性相同。
使用空氣室內(nèi)壓力測定單元60測定的壓力特性90根據(jù)液體室6、變形面20的形狀、材質(zhì)而變化，但可以通過上述方法測定。
即，破損檢測單元5預(yù)先存儲與液體室6內(nèi)的壓力相對應(yīng)的空氣室9內(nèi)的壓力變化特性，在利用空氣室大氣壓化單元81和液體室大氣壓化單元80使空氣室9和液體室6的壓力成為大氣壓之后，利用液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元70使液體室6內(nèi)的壓力上升或減小時，與由液體室內(nèi)壓力測定單元61測定的液體室6內(nèi)的壓力變化相對應(yīng)的空氣室9內(nèi)的壓力變化與預(yù)先存儲的空氣室9內(nèi)的壓力變化特性不同時，判斷為變形面20破損。
安裝檢測 下面，參照

本發(fā)明的壓力傳感器以及該壓力傳感器的連接方法的實施方式，但本發(fā)明并不僅限定于這些實施方式。
圖25是本實施方式的壓力傳感器的示意圖。壓力傳感器1由外殼4、空氣室內(nèi)壓力測定單元60、被安裝面300和安裝檢測單元210構(gòu)成；上述外殼4配置在液體流路8的中途，由帶有空氣出入口50的空氣室9、具有液體流入口40和液體流出口41的液體室6、被夾在空氣室9和液體室6之間而劃分空氣室9和液體室6且根據(jù)空氣室9內(nèi)與液體室6內(nèi)的壓力差而變形的變形面20構(gòu)成；上述空氣室內(nèi)壓力測定單元60通過在被安裝面300上開口的連通部51連接于空氣出入口50，其在空氣室側(cè)借助變形面20測定液體室6內(nèi)的壓力；上述被安裝面300安裝著外殼4；上述安裝檢測單元210用于判斷外殼4和被安裝面300緊貼。
壓力傳感器1配置在液體流路8的中途，用于測定液體流路8內(nèi)的壓力。在壓力傳感器1中，變形面20由于液體室6的壓力變化而發(fā)生變形，空氣室9的壓力與液體室內(nèi)壓力相關(guān)地變化，因此，通過測定空氣室9內(nèi)的壓力，轉(zhuǎn)換該值來測定液體室6內(nèi)的壓力。在此，通過連通部51將外殼4的空氣出入口50與空氣室內(nèi)壓力測定單元60連通起來。在此，壓力傳感器1構(gòu)成為，在外殼4與安裝檢測單元210相接觸時，連通部51與空氣出入口50氣密地相連接。
空氣出入口50與連通部51的連接方法可以列舉出利用魯爾連接器的方式、利用聯(lián)軸器的方式、插入套筒狀的管等。只要可以氣密地連接空氣出入口50和連通部51即可，并沒有特別的限定。
另外，安裝檢測單元210在圖25中設(shè)置于被安裝面300上，但即使設(shè)置于外殼4上，也不會損害上述效果。但是，如上所述，外殼4通常為一次性制品，因此，從成本方面考慮，將安裝檢測單元這樣的高價的零件設(shè)置于外殼側(cè)較為不利。因而，優(yōu)選將安裝檢測單元210設(shè)置于被安裝面300上。安裝檢測單元210只要可以檢測到外殼4與被安裝面300的接合即可。例如可以列舉出微動開關(guān)、霍爾元件等，并沒有特別的限定。另外，在圖25中，安裝檢測單元210配置于被安裝面300的表面上，與外殼4的空氣室9的表面相接觸。但是，無論配置在任何位置，只要不損害上述效果就沒有問題，并沒有特別的限定。
在圖25中，外殼4與被安裝面300成90°的角度地安裝。例如圖26所示，即使是70°的角度也沒有問題。優(yōu)選以70°～90°的角度安裝，更期望以80°～90°的角度安裝，從安裝性、外殼4和被安裝面300的加工性方面考慮，最優(yōu)選以90°的角度安裝。在圖25中，外殼4的安裝面與被安裝面300的接合面均為平面。只要是可以氣密地連接空氣出入口50和連通部51的形狀就沒有問題，例如可以列舉出波浪狀、正弦波狀等。任一種形狀都不會降低上述發(fā)明的效果，并沒有特別的限定。
在圖25中，壓力傳感器1的、外殼4與被安裝面300的接合部僅是空氣出入口50與連通部51。更優(yōu)選如圖27所示地配置有外殼4的固定器具220。通過固定器具220固定外殼4，可以在治療過程中避免外殼4自被安裝面300脫落地測定壓力。固定器具220在圖27中設(shè)置于被安裝面300上。該固定器具即使設(shè)置于外殼4側(cè)也不會降低上述效果，并沒有特別的限定。另外，固定器具220只要可防止外殼4自被安裝面300脫落即可，其形狀并沒有特別的限定。
在圖25中，外殼4和空氣室內(nèi)壓力測定單元60由空氣出入口50直接與連通部51相連通。如圖28所示，即使是在空氣出入口50上配置導(dǎo)管54，在導(dǎo)管54前端配置連通部連接口53，連接口53與連通部51連接的形狀也沒有問題。在這種情況下，只要利用安裝檢測單元210檢測連通部連接口53與被安裝面300的連接就沒有問題。另外，雖未在圖28中圖示，但優(yōu)選使用圖27所示的固定器具來固定連通部連接口53。另外，連通部連接口53的形狀只要是與圖25的說明中記述的空氣出入口50相同的形狀就沒有問題。此外，安裝檢測單元210即使設(shè)置于連通部連接口53上也不會降低上述效果。
在圖27中，外殼4通過沿與被安裝面垂直的方向進(jìn)行安裝而安裝于固定器具220上。如圖29所示，即使使用通過向鉤型的固定器具220中插入外殼4并使外殼4沿被安裝面300旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行固定的方法，也不會降低上述效果，并沒有特別的限定。
另外，如圖30所示，即使在外殼4旋轉(zhuǎn)結(jié)束的部位配置安裝檢測單元210，也不會降低上述效果，并沒有特別的限定。在此，由于外殼4配置在液體流路8的中途，因此，使外殼4旋轉(zhuǎn)需要使整個液體流路8旋轉(zhuǎn)，需要很大的勞力。因此，如圖31所示，通過在外殼4的周圍配置旋轉(zhuǎn)體240，不使外殼4旋轉(zhuǎn)就可實現(xiàn)圖29、30所示的安裝方法。
在圖25～圖31所示的安裝方法的情況下，必須使空氣出入口50或者連通部連接口53與連通部51的連接沒有空隙，使制造誤差非常小。因此，如圖32所示，通過在連通部51的前端設(shè)置緩沖部250，可以使連接部的大小有富余。
緩沖部250只要一邊向外殼4的連接方向移動一邊朝向外殼4施力即可。例如可以列舉出利用彈簧的反作用力的部件，并沒有特別的限定。另外，由于將緩沖部250的動作方向限定為外殼4的連接方向，因此，更優(yōu)選設(shè)置移動導(dǎo)軌260。
在此，固定器具220、旋轉(zhuǎn)體240的材質(zhì)可以是合成樹脂、金屬及玻璃等的任一種，但從操作性的方面考慮，優(yōu)選為硬質(zhì)。另外，從制造成本、加工性以及操作性的方面考慮，優(yōu)選合成樹脂，特別優(yōu)選熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂，可以例示出聚烯烴系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚氨酯系樹脂、氟系樹脂、有機硅系樹脂等，甚至是ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)樹脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚縮醛等，均可以適當(dāng)使用。
實施例 通過以下實施例確認(rèn)了本發(fā)明的效果，在此進(jìn)行說明。使用圖1(第一實施方式)及圖34(比較例1)所示的結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，用下述方法進(jìn)行液體的置換效率的對比試驗。
(1)流通到液體流路8及壓力傳感器1的第一液體采用著了朱紅色的自來水，使用送液泵以50ml/分鐘的流量送液來填充液體流路8及壓力傳感器1。
(2)接著，流通到液體流路8及壓力傳感器1的第二液體采用透明的自來水，使用送液泵，以相同流量50ml/分鐘送液。
(3)測定自第二液體的送液開始時刻直到壓力傳感器1的整個外殼內(nèi)成為透明、即直到外殼內(nèi)被透明的自來水置換為止的時間。
第一實施方式 作為液體流路8，在壓力傳感器1的入口側(cè)及出口側(cè)分別連接內(nèi)徑為3.3mm的軟質(zhì)氯乙烯管，送液泵在入口側(cè)回路上設(shè)置蠕動泵。使用基準(zhǔn)面10及變形面20的直徑為20mm、第一連接面的高度為10mm的圖1所示的液體流路8、壓力傳感器1進(jìn)行試驗。使基準(zhǔn)面10、變形面20、連接面11的材質(zhì)分別為聚碳酸酯。由于以測定置換效率為目的，不進(jìn)行壓力測定，因此，使變形面20的結(jié)構(gòu)全部為聚碳酸酯，未設(shè)置變形的部分(變形部)。試驗的結(jié)果，直到外殼內(nèi)被置換為透明的自來水為止的時間為120秒。
比較例1 另一方面，作為比較例1，使用相同尺寸的、實質(zhì)上以直線狀配置液體流入口40和液體流出口41的圖34所示的壓力傳感器，進(jìn)行與第一實施方式同樣的試驗，結(jié)果，直到外殼內(nèi)被置換為透明的自來水為止的時間為450秒。
比較結(jié)果 由以上內(nèi)容顯示出，通過配置為使被導(dǎo)入到包括設(shè)置于連接面12的液體流入口40和液體流出口41的外殼內(nèi)的流體沿著連接面12的內(nèi)周面流入，具有顯著地防止體液或藥液在外殼內(nèi)滯留的效果。
工業(yè)實用性 本發(fā)明的壓力傳感器引起體液凝固的危險性較小。因而，在自患者的體內(nèi)取出血液，使用血液處理裝置進(jìn)行血液的體外處理，再使處理后的血液返回到體內(nèi)的體外循環(huán)療法中，可以安全地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力。因此，本發(fā)明的壓力傳感器可以有效地用于體外循環(huán)治療。另外，本發(fā)明的壓力傳感器可以在液體不與空氣相接觸的狀態(tài)下，測定誤差較小地檢測液體壓力。因此，在自患者的體內(nèi)取出血液，使用血液處理裝置進(jìn)行血液的體外處理，再使處理后的血液返回到體內(nèi)的體外循環(huán)療法中，可以安全地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力。因此，本發(fā)明的壓力傳感器可以有效地用于體外循環(huán)治療。
并且，本發(fā)明的壓力傳感器可以預(yù)先檢測壓力傳感器的撓性隔膜的破損，可以確保作為壓力傳感器的安全性。因此，在自患者的體內(nèi)取出血液，使用血液處理裝置進(jìn)行血液的體外處理，再使處理后的血液返回到體內(nèi)的體外循環(huán)療法中，可以安全地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力。因此，本發(fā)明的壓力傳感器可以有效地用于體外循環(huán)治療。并且，本發(fā)明的壓力傳感器可以可靠地檢測壓力傳感器與被安裝面的連接。因此，在自患者的體內(nèi)取出血液，使用血液處理裝置進(jìn)行血液的體外處理，再使處理后的血液返回到體內(nèi)的體外循環(huán)療法中，可以安全地測定體外循環(huán)回路內(nèi)的壓力。因此，本發(fā)明的壓力傳感器可以有效地用于體外循環(huán)治療。
權(quán)利要求
1.一種體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其包括液體室、壓力測定單元以及液體流路，其中，
上述液體室包括
基準(zhǔn)面，其不因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形；
變形面，其與該基準(zhǔn)面相隔配置，且至少一部分因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形；
第一連接面，將該變形面和上述基準(zhǔn)面連接起來而形成被封閉在內(nèi)部的液密的空間，該第一連接面不因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形；
液體流入口，其設(shè)置于該第一連接面的側(cè)面上；
液體流出口，其配置在順著自該液體流入口沿著第一連接面的側(cè)面內(nèi)周被導(dǎo)入的液體的流動方向，自該液體流入口離開大于等于1/2周且小于1周的位置；
上述壓力測定單元配置在上述液體室之外，是用于測定上述變形面的變形量的單元；
上述液體流路以使被導(dǎo)入到上述液體室內(nèi)的液體沿著上述第一連接面的側(cè)面內(nèi)周流入的方式與上述液體流入口液密地相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
在上述第一連接面附近設(shè)有用于擾亂液體流動的折流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器還包括空氣室；
該空氣室包括
相對面，其以使上述變形面位于上述基準(zhǔn)面和相對面之間的方式與變形面相隔配置，該相對面不因壓力而變形；
第二連接面，其將該相對面和變形面連接起來而形成被封閉在內(nèi)部的氣密的空間，該第二連接面不因壓力而變形；
空氣出入口，其設(shè)置于該第二連接面的側(cè)面上或上述相對面上；
上述壓力測定單元是通過連通部與上述空氣室的空氣出入口相連接的空氣室內(nèi)壓力測定單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，在使設(shè)上述空氣室的初始狀態(tài)下的容積為VA、上述空氣室的初始狀態(tài)下的壓力為PA(其中，-200mmHg≤PA≤200mmHg)、上述液體室的初始狀態(tài)下的容積為VL、上述連通部的容積為VT、上述壓力傳感器的可測定的最小壓力可測定值為PMIN(其中，-600mmHg≤PMIN≤-200mmHg)、上述壓力傳感器可測定的最大壓力可測定值為PMAX(其中，200mmHg≤PMAX≤600mmHg)、大氣壓為P0時，上述VA、VL、VT設(shè)定為均滿足式(1)及式(2)，并且，在上述液體室和上述空氣室的壓力為P0的狀態(tài)下上述變形面成為平板狀(其中，PA、PMIN、PMAX用計示壓力來表示，P0用絕對壓力來表示)，
{(PMAX+P0)÷(PA+P0)-1}×VT≤VA...(1)
{(PA+P0)÷(PMIN+P0)-1}×(VA+VT)≤VL≤10ml...(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述變形面的周緣部被夾在上述空氣室與上述液體室這2個容器之間而進(jìn)行機械密封；
在設(shè)上述變形面被上述2個容器夾著而與上述容器相接觸的密封部分的寬度為L(其中，0.3mm≤L≤10mm)、上述變形面的泊松比為v、上述變形面的厚度為h(其中，0.2mm≤h≤3.0mm)、因上述機械密封而產(chǎn)生的上述變形面的壓縮量為t(其中，0.05≤t/h≤0.50)時，上述變形面在為滿足-v×L×(t÷h)/2≤λ而被施加拉伸位移λ的狀態(tài)下被機械密封，從而使上述變形面在上述液體室及上述空氣室的壓力為大氣壓的狀態(tài)下成為平板狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述變形面在作為密封部分的上述變形面的周緣設(shè)有比上述變形面厚的密封圈部；
在設(shè)上述密封圈部被上述2個容器夾著而與上述容器相接觸的密封部分的寬度為La(其中，0.3mm≤La≤10mm)、上述密封圈部的泊松比為va、上述密封圈部的厚度為ha(其中，1.0mm≤ha≤5.0mm)、因上述機械密封而產(chǎn)生的上述密封圈部的壓縮量為ta(其中，0.05≤ta/ha≤0.50)時，上述變形面在為滿足-va×La×(ta÷ha)/2≤λ而被施加拉伸位移λ的狀態(tài)下被機械密封，從而使上述變形面在上述液體室及上述空氣室的壓力為大氣壓的狀態(tài)下成為平板狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力傳感器，其中，
上述密封圈部的截面形狀為圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
在上述空氣室及/或上述液體室的密封部分設(shè)有用于放入上述密封圈部的槽，該槽的內(nèi)側(cè)面以相對于上述變形面形成銳角的方式傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求4～8中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器還包括
空氣室大氣壓化單元，其使上述空氣室成為大氣壓；
液體室大氣壓化單元，其使上述液體室成為大氣壓；
液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元，其用于調(diào)整上述液體室內(nèi)的壓力；
液體室內(nèi)壓力測定單元，其用于測定上述液體室內(nèi)的壓力；
破損檢測單元，使上述液體室內(nèi)的壓力變化，測定與該液體室內(nèi)的壓力相對應(yīng)的空氣室內(nèi)的壓力，并對液體室內(nèi)的壓力和空氣室內(nèi)的壓力進(jìn)行比較，從而檢測上述變形面的破損。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
在利用上述空氣室大氣壓化單元和液體室大氣壓化單元使空氣室和液體室的壓力成為大氣壓之后，利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力上升，使變形面緊貼空氣室的壁面時的液體室內(nèi)的壓力為P1，進(jìn)一步利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力上升至P2(>P1)，在空氣室內(nèi)的壓力比P1還要大時，上述破損檢測單元判斷為上述變形面破損。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
在利用上述空氣室大氣壓化單元和液體室大氣壓化單元使空氣室和液體室的壓力成為大氣壓之后，利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力減小，使變形面緊貼液體室的壁面時的液體室內(nèi)的壓力為P3，進(jìn)一步利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力減小至P4(<P3)，在空氣室內(nèi)的壓力比P3還要小時，上述破損檢測單元判斷為上述變形面破損。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述破損檢測單元預(yù)先存儲與上述液體室內(nèi)的壓力相對應(yīng)的空氣室內(nèi)的壓力變化特性，
在利用上述空氣室大氣壓化單元和液體室大氣壓化單元使空氣室和液體室的壓力成為大氣壓之后，利用上述液體室內(nèi)壓力調(diào)整單元使液體室內(nèi)的壓力上升或減小時，在與由上述液體室內(nèi)壓力測定單元測定的液體室內(nèi)的壓力變化相對應(yīng)的空氣室內(nèi)的壓力變化與預(yù)先存儲的空氣室內(nèi)的壓力變化特性不同時，判斷為上述變形面破損。
13.根據(jù)權(quán)利要求4～12中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述空氣室和上述液體室容納于同一外殼內(nèi)，
上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器還包括安裝該外殼的被安裝面和用于檢測該外殼安裝到了被安裝面上的安裝檢測單元；
可與空氣室的空氣出入口相連接的上述連通部在該被安裝面上開口；
在其構(gòu)成上，當(dāng)上述安裝檢測單元檢測外殼的安裝時，使得上述空氣出入口與上述連通部氣密地相連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述安裝檢測單元裝設(shè)于上述外殼上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述安裝檢測單元裝設(shè)于上述被安裝面上。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或15所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
在上述被安裝面的連通部的開口部周圍設(shè)有朝向上述外殼施力的緩沖部，并且該緩沖部可向上述空氣出入口與連通部的連接方向移動。
17.根據(jù)權(quán)利要求13～16中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述安裝檢測單元是用于檢測上述外殼安裝到了被安裝面上時的上述外殼與被安裝面的接觸的單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求13～16中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述安裝檢測單元是用于檢測上述外殼沿著被安裝面旋轉(zhuǎn)而安裝于規(guī)定位置上的單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求13～16中任一項所述的體外循環(huán)回路的壓力傳感器，其中，
上述體外循環(huán)回路的壓力傳感器在上述外殼的周圍具有旋轉(zhuǎn)體，上述安裝檢測單元是用于檢測該旋轉(zhuǎn)體沿著被安裝面旋轉(zhuǎn)而安裝于規(guī)定位置上的單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種體外循環(huán)回路的壓力傳感器(1)，其包括液體室(6)、壓力測定單元(7)和液體流路(8)，上述液體室(6)包括不因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形的基準(zhǔn)面(10)、與該基準(zhǔn)面(10)相隔配置且至少一部分因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形的變形面(20)、將該變形面(20)和上述基準(zhǔn)面(10)連接起來而形成被封閉在內(nèi)部的液密空間的不因體外循環(huán)回路內(nèi)壓力而變形的第一連接面(11)、設(shè)置于該第一連接面(11)側(cè)面上的液體流入口(40)、配置在順著自該液體流入口(40)沿著第一連接面(11)的側(cè)面內(nèi)周被導(dǎo)入的液體的流動方向自該液體流入口(40)離開大于等于1/2周且小于1周的位置的液體流出口(41)；壓力測定單元(7)配置在上述液體室(6)之外，用于測定上述變形面(20)的變形量；上述液體流路(8)以使被導(dǎo)入到上述液體室(6)內(nèi)的液體沿著上述第一連接面(11)的側(cè)面內(nèi)周流入的方式與上述液體流入口(40)液密地相連接。
文檔編號A61M1/14GK101421602SQ20078001370
公開日2009年4月29日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者幸田真明, 小林賢悟 申請人:旭化成可樂麗醫(yī)療株式會社