一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道及其控制方法，主管的第一端口可套接液體入口，主管的第二端口內(nèi)嵌一個管狀彈性氣囊，第二端口分別連接第一管道、第二管道、第三管道，第一管道、第二管道、第三管道上分別連接氣泵、放氣閥和壓力傳感器；主管在距第二端口一定距離處開有第三端口，第三端口連接一個排泄管道，排泄管道上裝有流量傳感器；主管放置在底寬上窄的倒梯形槽中，在倒梯形槽上放置兩對定位傳感器。通過氣囊傳遞被測液體的壓力和控制流體的排泄，實現(xiàn)了液體的非接觸測量和控制，既可以避免傳感器與液體直接接觸，又可以實現(xiàn)高精度的測量，還可以控制液體的排放和測量排放的速度與流量，同時還能做到極低成本。
【專利說明】一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道及其控制方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及低壓液體的測量與閥門控制領域，尤其涉及一種具有氣動式隔離壓力 檢測與閥門的管道及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在許多場合需要測量液體的壓力并依據(jù)壓力的大小控制相應的閥門和測量液體 的流速。例如：對高位截癱的患者和手術(shù)后的患者需要插入導尿管，在膀胱內(nèi)壓達到一定值 時需要開放導尿管進行排尿，同時還需要控制排尿的速度，以避免排尿過快而導致患者的 痛苦甚至危險。目前，患者安放導尿管后均有護理人員手動操作，不僅增加勞動強度，對膀 胱內(nèi)壓無法進行測量。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中有不少工程技術(shù)人員力圖解決這一個問題。如在國內(nèi)有王劍火設計的 一種膀胱壓力探頭 [1]，用于測量膀胱內(nèi)壓，但需要將氣囊送入膀胱內(nèi)，且功能單一和不能控 制排尿；韓玖榮等設計的小型膀胱疾病監(jiān)護儀 [2]，僅限于電路設計，并無針對膀胱內(nèi)壓測量 特殊性的設計；王瓊等設計的一種自動導尿系統(tǒng)[3]，采用與三叉管相連的兩個導管上分別 設置有壓力傳感器單元和電子排液閥門，一則該系統(tǒng)的壓力測量的兩難問題沒有解決：與 尿液接觸容易實現(xiàn)高精度測量但不能避免污染的問題，非接觸測量則難以保證高精度；二 則采用電子排液閥門也會出現(xiàn)一次性使用則成本太高，重復使用則難以消毒和容易產(chǎn)生污 染問題；葛虎設計的一次性測體溫、腹壓導尿管 [4]，顧名思義，其中使用的不僅是溫度傳感 器，壓力傳感器也必然要一次性使用，其成本也很高；阮雪紅等設計的一種尿流監(jiān)測控制裝 置及其配套管路 [4]，監(jiān)測獲取壓力感知窗口壓力感受點的壓力參數(shù)而獲得膀胱壓力，而所 謂壓力感知窗口是在導尿管中的一段有彈性，其優(yōu)點是避免壓力傳感器與尿液接觸，但其 缺點也是顯而易見的，壓力測量精度既受彈性囊自身的彈性影響，也受彈性囊與壓力傳感 器的接觸情況（接觸面積等）的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道及其控制方法，本發(fā)明 既可以避免傳感器與被測控的液體直接接觸，又可以實現(xiàn)高精度的液體壓力測量，還可以 控制液體的排放，測量排放的速度與流量，同時還能做到極低成本，詳見下文描述：
[0005] -種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，所述管道包括：主管，
[0006] 所述主管的第一端口可套接液體入口，所述主管的第二端口內(nèi)嵌一個管狀彈性氣 囊，所述第二端口分別連接第一管道、第二管道、第三管道，所述第一管道、所述第二管道、 所述第三管道上分別連接氣泵、放氣閥和壓力傳感器；
[0007] 所述主管在距第二端口一定距離處開有第三端口，所述第三端口連接一個排泄管 道，所述排泄管道上裝有流量傳感器；
[0008] 所述主管放置在底寬上窄的倒梯形槽中，在所述倒梯形槽上放置兩對定位傳感 器。
[0009] 所述主管由半透明或透明材料制成。
[0010] 所述主管的管徑為4?10mm，長約100?200mm。
[0011] 所述氣囊長約30?80mm。
[0012] 所述主管在距所述第二端口 10?20mm處開有所述第三端口，所述第三端口連接 一個管徑為1?3mm排泄管道。
[0013] 在所述倒梯形槽相距10?30mm上放置兩對定位傳感器，所述第二端口離最近的 定位傳感器為30?40mm。
[0014] 所述流量傳感器采用超聲流量傳感器。
[0015] 所述第一對定位傳感器和所述第二對定位傳感器采用光電對管。
[0016] 所述第一對定位傳感器和所述第二對定位傳感器采用電容傳感器。
[0017] 一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道的控制方法，所述方法包括以下步 驟：
[0018] (1)放氣閥關閉，啟動氣泵，氣囊在主管內(nèi)膨脹直到第一對定位傳感器和第二對定 位傳感器感知到所述氣囊為止；
[0019] (2)被測流體的壓力經(jīng)過所述氣囊傳遞到壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測壓力 超過預設壓力值時，開啟所述放氣閥，所述氣囊收縮到排泄管道與主管的接口以下時，液體 經(jīng)過所述排泄管道排出；
[0020] (3)流量傳感器對所述排泄管道中的液體流速與流量進行測量，并通過所述放氣 閥和所述氣泵對液體排泄的流速進行控制以使液體流速在預設流速水平；
[0021] (4)在液體排放干凈或達到預設壓力水平時，再次啟動所述氣泵，使所述氣囊頂部 超過所述第二對定位傳感器，且達到所述第一對定位傳感器的位置時，即關閉了液體出口。
[0022] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明采用內(nèi)置氣囊的管道，通過氣囊傳 遞被測液體的壓力和控制流體的排泄，實現(xiàn)了液體的非接觸測量和控制，既可以避免傳感 器與液體直接接觸，又可以實現(xiàn)高精度的測量，還可以控制液體的排放，以及測量排放的速 度與流量，同時還能做到極低成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為連接主管第二端口 B 口的氣泵、放氣閥和壓力傳感器的管道示意圖；
[0025] 圖3為放置主管的倒梯形槽、2對定位傳感器的示意圖；
[0026] 圖4為主管內(nèi)氣囊膨脹后的示意圖；
[0027] 圖5為一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道的控制方法的流程圖。
[0028] 附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
[0029] 1 :主管； 2 :氣囊；
[0030] 3 :氣泵； 4:放氣閥；
[0031] 5:壓力傳感器； 6:排泄管道；
[0032] 7 :流量傳感器； 8 :倒梯形槽；
[0033] 9 :第一對定位傳感器；10 :第二對定位傳感器；
[0034] A :第一端口； B:第二端口；
[0035] C:第三端口； D:第一管道；
[0036] E :第二管道； F :第三管道。

【具體實施方式】
[0037] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進一步 地詳細描述。
[0038] 實施例1
[0039] -種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，參見圖1和圖2,管道包括：主管1， 整個主管1由乳膠制成，主管1的管徑為4_，主管1的管道長約100mm，主管1的第一端口 (即A 口）可套接常規(guī)的液體入口（該液體入口具有足夠的密封強度），主管1的第二端口 (即B 口）內(nèi)嵌一個管狀彈性氣囊2,氣囊2長約30mm，第二端口（B 口）分別連接第一管道 D、第二管道E、第三管道F，第一管道D、第二管道E、第三管道F上分別連接氣泵3、放氣閥4 和壓力傳感器5 ;主管1在距第二端口（B 口）10mm處開有第三端口（即C 口）并連接一個 管徑為1_的排泄管道6,排泄管道6上裝有流量傳感器7。流量傳感器7采用超聲流量傳 感器。
[0040] 參見圖3,主管1放置在底寬上窄的倒梯形槽8中，在倒梯形槽8相距10mm處放置 兩對定位傳感器（分別為第一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10)，第二端口（B 口） 離最近的定位傳感器9或10有30_。第一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10采用光 電對管。參見圖4,給出了主管1內(nèi)氣囊2膨脹后的示意圖。
[0041] 實施例2
[0042] 一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，參見圖1和圖2,管道包括：主管1， 整個主管1由娃膠制成，主管1的管徑為8_，主管1的管道長約150_，主管1的第一端口 (即A 口）可套接常規(guī)的液體入口（該液體入口具有并有足夠的密封強度），主管1的第二 端口（即B 口）內(nèi)嵌一個管狀彈性氣囊2,氣囊2長約60mm，第二端口（B 口）分別連接第 一管道D、第二管道E、第三管道F，第一管道D、第二管道E、第三管道F上分別連接氣泵3、 放氣閥4和壓力傳感器5 ;主管1在距第二端口（B 口）15mm處開有第三端口（即C 口）并 連接一個管徑為2_的排泄管道6,排泄管道6上裝有流量傳感器7。流量傳感器7采用超 聲流量傳感器。
[0043] 參見圖3,主管1放置在底寬上窄的倒梯形槽8中，在倒梯形槽8相距20mm處放置 兩對定位傳感器（分別為第一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10)，第二端口（B 口） 離最近的定位傳感器9或10有35_。第一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10采用電 容傳感器。參見圖4,給出了主管1內(nèi)氣囊2膨脹后的示意圖。
[0044] 實施例3
[0045] 一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，參見圖1和圖2,管道包括：主管1， 整個主管1由娃膠制成，主管1的管徑為1〇_，主管1的管道長約200mm,主管1的第一端 口（即A 口）可套接常規(guī)的液體入口（該液體入口具有并有足夠的密封強度），主管1的第 二端口（即B 口）內(nèi)嵌一個管狀彈性氣囊2,氣囊2長約80mm，第二端口（B 口）分別連接 第一管道D、第二管道E、第三管道F，第一管道D、第二管道E、第三管道F上分別連接氣泵 3、放氣閥4和壓力傳感器5 ;主管1在距第二端口（B 口）20mm處開有第三端口（即C 口） 并連接一個管徑為3mm的排泄管道6,排泄管道6上裝有流量傳感器7。流量傳感器7采用 超聲流量傳感器。
[0046] 參見圖3,主管1放置在底寬上窄的倒梯形槽8中，在倒梯形槽8相距30mm處放置 兩對定位傳感器（分別為第一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10)，第二端口（B 口） 離最近的一對定位傳感器9或10有40_。第一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10采 用電容傳感器。參見圖4,給出了主管1內(nèi)氣囊2膨脹后的示意圖。
[0047] 實施例4
[0048] 該實施例中的管道，基本結(jié)構(gòu)和實施例1、2和3相同，不同之處在于：主管1的材 料還可以選自除乳膠、娃膠外的其他半透明或透明材料。主管1的管徑、主管1的管道長度、 氣囊2的長度、第二端口（B 口）和第三端口（C 口）之間的位置關系、第三端口的管徑、第 一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10之間的相對距離、以及第一對定位傳感器9、第二 和第二端口（B 口）之間的位置關系，均可以根據(jù)實際應用中的需要進行設定，流量傳感器 7、第一對定位傳感器9和第二對定位傳感器10也可以根據(jù)實際應用中的需要選自其他類 型的傳感器，具體實現(xiàn)時，本發(fā)明實施例對此不做限制。
[0049] 實施例5
[0050] 該實施例中的管道，基本結(jié)構(gòu)和實施例1、2、3和4相同，不同之處在于：該實施例 中的液體入口可以具體為：導尿管，該具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道可以為高位 截癱的患者和手術(shù)后需要插入尿管進行排尿的人群服務。增加了便捷性和操作性。具體實 現(xiàn)時，該導尿管還可以為橡膠管等，本發(fā)明實施例對此不做限制。
[0051] 參見圖5, 一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道的控制方法，該控制方法適 用于實施例1、2、3和4中的管道，所述控制方法包括以下步驟：
[0052] 101 :放氣閥4關閉，啟動氣泵3,使氣囊2在主管1內(nèi)膨脹直到第一對定位傳感器 9和第二對定位傳感器10可以感知到氣囊2為止，此時可以確保氣囊2覆蓋排泄管道6,相 當于關閉液體出口；
[0053] 102 :被測流體的壓力經(jīng)過氣囊2傳遞到壓力傳感器5,壓力傳感器5檢測壓力超 過預設壓力值時，開啟放氣閥4,氣囊2因氣壓降低并在液體的壓力作用下而收縮，氣囊2收 縮到排泄管道6與主管1的接口以下時，液體可經(jīng)過排泄管道6排出；
[0054] 103 :流量傳感器7對排泄管道6中的液體流速與流量進行測量，并通過放氣閥4 和氣泵3對液體排泄的流速進行控制以使液體流速在預設流速水平；
[0055] 104 :在液體排放干凈或達到預設壓力水平時，再次啟動氣泵3,使氣囊2頂部超過 第二對定位傳感器10,且達到第一對定位傳感器9的位置時，即關閉了液體出口；開始了新 的一輪液體壓力檢測。
[0056] 其中，步驟104中的關閉液體出口，和步驟101中的原理相同，在此不做贅述。
[0057] 另，步驟103中的預設流速水平，以及步驟104中的預設壓力水平的具體取值根據(jù) 實際應用中的需要進行設定，本發(fā)明實施例對此不做限制。
[0058] 本發(fā)明實施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制， 只要能完成上述功能的器件均可。
[0059] 參考文獻：
[0060] [1] 一種膀胱壓力探頭，公布號：CN 102144921 A，公布日：2011.08. 10 ;
[0061] [2]小型膀胱疾病監(jiān)護儀，公布號：CN 102871655 A，公布日：2013. 01. 16 ;
[0062] [3] -種自動導尿系統(tǒng)，公布號：CN 103908706 A，公布日：2014. 07. 09 ;
[0063] [4] 一次性測體溫、腹壓導尿管，公布號：CN 103877668 A，公布日：2014. 06. 25 ;
[0064] [5] -種尿流監(jiān)測控制裝置及其配套管路，公布號：CN 103598943 A，公布日： 2014. 02. 26。
[0065] 本領域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施例的示意圖，上述本發(fā)明實施例 序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0066] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，所述管道包括：主管，其特征在于， 所述主管的第一端口可套接液體入口，所述主管的第二端口內(nèi)嵌一個管狀彈性氣囊， 所述第二端口分別連接第一管道、第二管道、第三管道，所述第一管道、所述第二管道、所述 第三管道上分別連接氣泵、放氣閥和壓力傳感器； 所述主管在距第二端口一定距離處開有第三端口，所述第三端口連接一個排泄管道， 所述排泄管道上裝有流量傳感器； 所述主管放置在底寬上窄的倒梯形槽中，在所述倒梯形槽上放置兩對定位傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 所述主管由半透明或透明材料制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 所述主管的管徑為4?10mm，長約100?200mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 所述氣囊長約30?80mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 所述主管在距所述第二端口 10?20mm處開有所述第三端口，所述第三端口連接一個管徑 為1?3mm排泄管道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 在所述倒梯形槽相距10?30mm上放置兩對定位傳感器，所述第二端口離最近的定位傳感 器為30?40mm η
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 所述流量傳感器采用超聲流量傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 所述第一對定位傳感器和所述第二對定位傳感器采用光電對管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥門的管道，其特征在于， 所述第一對定位傳感器和所述第二對定位傳感器采用電容傳感器。
10. -種用于權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的一種具有氣動式隔離壓力檢測與閥 門的管道的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： (1) 放氣閥關閉，啟動氣泵，氣囊在主管內(nèi)膨脹直到第一對定位傳感器和第二對定位傳 感器感知到所述氣囊為止； (2) 被測流體的壓力經(jīng)過所述氣囊傳遞到壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測壓力超過 預設壓力值時，開啟所述放氣閥，所述氣囊收縮到排泄管道與主管的接口以下時，液體經(jīng)過 所述排泄管道排出； (3) 流量傳感器對所述排泄管道中的液體流速與流量進行測量，并通過所述放氣閥和 所述氣泵對液體排泄的流速進行控制以使液體流速在預設流速水平； (4) 在液體排放干凈或達到預設壓力水平時，再次啟動所述氣泵，使所述氣囊頂部超過 所述第二對定位傳感器，且達到所述第一對定位傳感器的位置時，即關閉了液體出口。
【文檔編號】A61M25/10GK104146700SQ201410425271
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】李剛, 朱廣峰, 林凌, 李斌, 李學潔, 張曉亮 申請人:天津榕豐科技有限公司