專利名稱：采樣泵及氣體分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療呼吸監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種采樣泵及應(yīng)用該采樣泵的氣體分析儀。
背景技術(shù)：
采樣泵廣泛應(yīng)用于呼吸監(jiān)護(hù)類(lèi)醫(yī)療儀器或模塊中，其作用是采集病人呼吸回路的樣本氣體送到呼吸監(jiān)測(cè)儀器中，以便供其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人呼出氣體的成分，便于醫(yī)生判斷病人生命體征狀況。監(jiān)測(cè)儀器中用于檢測(cè)氣體的氣體傳感器探頭屬于精密部件，工作時(shí)容易受震動(dòng)干擾而降低測(cè)量精度。而通常情況下，采樣泵是監(jiān)測(cè)模塊中主要的震動(dòng)源。同時(shí)，氣體傳感器對(duì)于被監(jiān)測(cè)氣體的流量波動(dòng)也較敏感，如果經(jīng)過(guò)流量傳感器的流量有較大波動(dòng)，也會(huì)引入測(cè)量噪聲，影響測(cè)量精度，因此要求采樣泵能夠提供較為穩(wěn)定的采樣流動(dòng)。目前呼吸監(jiān)護(hù)儀器中廣泛采用的是單個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)膜片采樣泵來(lái)為儀器采樣，膜片泵由于其工作原理的限制，采樣流量總是存在較大波動(dòng)，同時(shí)也存在一定震動(dòng)。而單個(gè)線性往復(fù)泵由于引起的震動(dòng)更大，因而一般情況下不被考慮運(yùn)用在呼吸監(jiān)護(hù)儀器中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種采樣泵，用于輸送流體，減少震動(dòng)。本發(fā)明還提供了一種氣體分析儀，應(yīng)用上述采樣泵對(duì)氣體進(jìn)行分析和檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種采樣泵，包括:至少一組往復(fù)泵組，每組所述往復(fù)泵組包括兩個(gè)往復(fù)泵；控制系統(tǒng)，用于輸出控制往復(fù)泵往復(fù)抽打的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述控制系統(tǒng)被配置為輸出使同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻形成沖擊方向相反的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種氣體分析儀，包括:氣體測(cè)量模塊，用于對(duì)氣體進(jìn)行檢測(cè)和分析；以及上述采樣泵，所述采樣泵為氣體測(cè)量模塊提供被檢測(cè)氣體。


圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中的兩個(gè)線性往復(fù)泵的位置示意圖；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例中的兩個(gè)線性往復(fù)泵的朝向示意圖；圖3為本發(fā)明另一種實(shí)施例中的兩個(gè)線性往復(fù)泵的朝向示意圖；圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例中結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例中結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在本申請(qǐng)實(shí)施例中，采樣泵包括至少一組往復(fù)泵組，每組所述往復(fù)泵組包括兩個(gè)往復(fù)泵，兩個(gè)所述往復(fù)泵固定安裝在同一條直線上。通過(guò)設(shè)計(jì)控制往復(fù)泵往復(fù)抽打的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻形成的沖擊力方向相反，抵消往復(fù)泵因移動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊力，減小震動(dòng)。往復(fù)泵可以是采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)往復(fù)泵，也可以是采用可直接輸出直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的線性往復(fù)泵，該線性往復(fù)泵比如是采用音圈直線電機(jī)或者其他可輸出直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置的膜片泵等。同組往復(fù)泵組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)固定安裝在同一條直線上，因此單個(gè)往復(fù)泵在對(duì)流體做功時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力將傳遞并作用到另一個(gè)往復(fù)泵上，而通過(guò)控制系統(tǒng)的控制調(diào)整，同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻所形成的沖擊方向相反，使得該兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻產(chǎn)生的沖擊力相互對(duì)沖，從而彼此抵消或者大部分抵消，而往復(fù)泵組運(yùn)行時(shí)由于往復(fù)泵的沖擊力所引起的震動(dòng)也可以相互抵消，進(jìn)而可保證該往復(fù)泵組和采樣泵平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。流體可以是氣體、液體或者氣液混合物。一種實(shí)施例中，同組的兩個(gè)往復(fù)泵相互之間剛性固定連接，以便傳導(dǎo)沖擊力和震動(dòng)。該剛性固定連接包括兩個(gè)線性往復(fù)泵之間直接剛性固定連接，形成一體結(jié)構(gòu)，還可以包括一個(gè)第三方連接載體，如連接板或基座等，該兩個(gè)往復(fù)泵都剛性固定安裝在第三方連接載體上。為了能夠使各自產(chǎn)生的沖擊力至少部分相互抵消，同組往復(fù)泵組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵可采用前后設(shè)置的方式。在一種實(shí)施例中，同組的兩個(gè)往復(fù)泵前后設(shè)置，且位于同一直線上，以便于兩個(gè)線性往復(fù)泵所產(chǎn)生的沖擊力和震動(dòng)保持在同一直線上，并且彼此相互作用，請(qǐng)參考圖1，圖中A為在前線性往復(fù)泵，B為在后線性往復(fù)泵，A、B設(shè)置在同一直線上，圖中箭頭所示為線性往復(fù)泵所產(chǎn)生的沖擊和震動(dòng)方向，當(dāng)控制系統(tǒng)控制A產(chǎn)生向左或向右的沖擊時(shí)，亦控制B對(duì)應(yīng)產(chǎn)生向右或向左的沖擊，兩者產(chǎn)生的沖擊相互作用，最終彼此抵消、基本抵消或部分抵消。而為了控制往復(fù)泵的抽打時(shí)序，使同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻所形成的沖擊方向相反，控制系統(tǒng)可分別對(duì)兩個(gè)往復(fù)泵發(fā)出相互協(xié)調(diào)配合的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制其抽打時(shí)序。該驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以是電流信號(hào)，還可以是電壓信號(hào)，或者其他驅(qū)動(dòng)信號(hào)。以往復(fù)泵組內(nèi)均為線性往復(fù)泵為例，由于線性往復(fù)泵內(nèi)部直接由可輸出直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)可對(duì)同組中的兩個(gè)線性往復(fù)泵發(fā)出幅度相同，相位相同或相反的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)線性往復(fù)泵內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置協(xié)調(diào)運(yùn)行。在一種實(shí)施例中，同組的兩個(gè)線性往復(fù)泵剛性固定在同一直線上，且安裝朝向相同，兩個(gè)線性往復(fù)泵的在抽打過(guò)程中所形成的沖擊力大小可以相同或基本相同，也可以是兩個(gè)線性往復(fù)泵所形成的沖擊力之間具有一定的差值，但差值在規(guī)定的范圍內(nèi)(該規(guī)定范圍可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行人為設(shè)定)。往復(fù)泵的朝向是指往復(fù)泵壓出流體時(shí)其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置所輸出的運(yùn)動(dòng)方向，請(qǐng)參考圖2，圖中箭頭分別表示兩個(gè)線性往復(fù)泵壓出流體時(shí)其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置所輸出的運(yùn)動(dòng)方向，本例設(shè)定箭頭所示方向?yàn)榫€性往復(fù)泵的朝向，線性往復(fù)泵抽取流體時(shí)其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置輸出的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榕c朝向相反的方向，圖2所示兩個(gè)線性往復(fù)泵的朝向相同。本實(shí)施例中，兩個(gè)線性往復(fù)泵的沖擊力設(shè)計(jì)相同或基本相同，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度也相同，因此兩個(gè)線性往復(fù)泵在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下抽取流體或打出流體時(shí)因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊力也相同或基本相同。本例中，控制系統(tǒng)分別對(duì)兩個(gè)線性往復(fù)泵發(fā)出交替方向的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即分別給兩個(gè)線性往復(fù)泵一個(gè)幅值相同，但相位相差180°的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，兩個(gè)線性往復(fù)泵在各自驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下，當(dāng)一個(gè)往復(fù)泵的驅(qū)動(dòng)裝置向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，而另一個(gè)往復(fù)泵的驅(qū)動(dòng)裝置則向右運(yùn)動(dòng)，即當(dāng)一個(gè)線性往復(fù)泵抽取流體時(shí)，另一個(gè)線性往復(fù)泵正在壓出流體。反之，當(dāng)一個(gè)往復(fù)泵的驅(qū)動(dòng)裝置向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，而另一個(gè)往復(fù)泵的驅(qū)動(dòng)裝置則向左運(yùn)動(dòng)。兩者的運(yùn)動(dòng)方向在同一時(shí)刻總是相反的，兩個(gè)線性往復(fù)泵在相反方向產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)剛好相互抵消，可使得采樣泵平穩(wěn)工作。在另一種實(shí)施例中，請(qǐng)參考圖3，圖中箭頭分別表示兩個(gè)線性往復(fù)泵壓出流體時(shí)其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置所輸出的運(yùn)動(dòng)方向，本例設(shè)定箭頭所示方向?yàn)榫€性往復(fù)泵的朝向，線性往復(fù)泵抽取流體時(shí)其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置輸出的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榕c朝向相反的方向，即圖3所示的兩個(gè)線性往復(fù)泵的朝向相反。此時(shí)控制系統(tǒng)分別對(duì)兩個(gè)線性往復(fù)泵發(fā)出相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即幅度相同、相位相同)，使得兩個(gè)線性往復(fù)泵的抽打時(shí)序相同，即當(dāng)一個(gè)線性往復(fù)泵抽取流體時(shí)，另一個(gè)線性往復(fù)泵也在抽取流體，此時(shí)由于兩個(gè)線性往復(fù)泵朝向相反，其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置輸出的運(yùn)動(dòng)方向也相反，兩個(gè)線性往復(fù)泵產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)也在相反方向，彼此剛好相互抵消，能使得采樣泵平穩(wěn)工作。對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)往復(fù)泵，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)輸出件(如柱塞或活塞)對(duì)流體做功的過(guò)程中，輸出件也會(huì)產(chǎn)生往復(fù)沖擊。在一種實(shí)施例中，可利用控制系統(tǒng)分別對(duì)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)往復(fù)泵輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)時(shí)序，以調(diào)整往復(fù)泵內(nèi)的輸出件往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)序。當(dāng)然，往復(fù)泵組內(nèi)還可以包括一個(gè)線性往復(fù)泵和一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)往復(fù)泵。在另一實(shí)施例中，還可將同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵的輸出通道(即線性往復(fù)泵的流體出口)匯合到一起，形成一個(gè)整體的匯合輸出通道，匯合輸出通道與同組的兩個(gè)往復(fù)泵的輸出通道連通，以起到整體輸出流體的目的。當(dāng)兩個(gè)線性往復(fù)泵同向設(shè)置時(shí)，將其輸出通道整合形成整體輸出通道時(shí)，當(dāng)一個(gè)線性往復(fù)泵抽取流體時(shí),另一個(gè)線性往復(fù)泵壓出流體,兩個(gè)往復(fù)泵之間輸出流體流量形成峰谷值互補(bǔ)，還可以起到穩(wěn)定流量、消除波動(dòng)的作用。本流體輸出裝置實(shí)施例也可以包括多個(gè)往復(fù)泵組，該多個(gè)往復(fù)泵組可以分別獨(dú)立設(shè)置，也可以相互之間剛性固定連接，還可以部分往復(fù)泵組之間剛性固定連接，另一部分往復(fù)泵組獨(dú)立設(shè)置。以下以流體為氣體、往復(fù)泵為線性往復(fù)泵為例對(duì)采樣泵進(jìn)行說(shuō)明:請(qǐng)參考圖4，采樣泵包括控制系統(tǒng)(圖中未表示出控制系統(tǒng))、兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12和連接板2，線性往復(fù)泵11、12上具有作為流體進(jìn)道的進(jìn)氣嘴112、122和作為流體出道的出氣嘴111、121。兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12都剛性固定在連接板2上，使得兩個(gè)線性往復(fù)泵
11、12和連接板2形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12朝向相同，控制系統(tǒng)可通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)協(xié)調(diào)兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12的工作時(shí)序，即分別給兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12—個(gè)幅值相同，但相位相差180°的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12的電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向在同一時(shí)刻總是相反的，兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12在相反方向產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)剛好通過(guò)連接板2相互抵消或大部分抵消。另一方面，可將兩個(gè)線性往復(fù)泵的出氣嘴111、121匯合到一起，形成一個(gè)整體的匯合輸出通道。由于兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12的打氣動(dòng)作交替進(jìn)行，其各自輸出的交變氣流并聯(lián)到一起時(shí)，剛好處于波峰與波谷疊加狀態(tài)，在流體輸送時(shí)保持穩(wěn)定流量，能大大消除流體的波動(dòng)，起到穩(wěn)流作用。請(qǐng)參考圖5，本氣體輸送裝置的第二種實(shí)施例與第一種實(shí)施例的區(qū)別在于，省去連接板，使兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12直接沿軸向直接剛性固定連接形成一體結(jié)構(gòu)。本流體輸出裝置的以上各個(gè)實(shí)施例可應(yīng)用到流體分析儀或者流體檢測(cè)儀器中，以一種氣體分析儀為例進(jìn)行說(shuō)明:請(qǐng)參考圖4，在氣體分析儀的一種具體實(shí)施例中，氣體分析儀包括上述的任一種采樣泵以及氣體測(cè)量模塊，該氣體測(cè)量模塊用于對(duì)氣體進(jìn)行檢查和分析，氣體測(cè)量模塊可采用已有的技術(shù)或?qū)?lái)的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的檢測(cè)和分析。采樣泵用于將待檢測(cè)和分析的氣體自氣源輸送到該氣體測(cè)量模塊中。本實(shí)施例還包括基座3和氣路(圖中未示出)，該基座3用于固定安裝往復(fù)泵組，該氣路固定安裝在基座3上或設(shè)計(jì)在基座3內(nèi)部，該氣路包括兩組進(jìn)氣接口 32、34和兩組出氣接口 31、33，其中兩組出氣接口 31、33相互連通，形成一個(gè)大出氣口，用于匯集兩個(gè)線性往復(fù)泵11、12所輸出的氣體，而兩個(gè)進(jìn)氣接口 32、34在內(nèi)部也是相互連通的。由于氣體分析儀中的氣體傳感器屬于精密部件，不僅易受外界震動(dòng)干擾，而且對(duì)于被監(jiān)測(cè)氣體的流量波動(dòng)也較敏感，如果經(jīng)過(guò)流量傳感器的流量有較大波動(dòng)，也會(huì)引入測(cè)量噪聲，影響測(cè)量精度。本實(shí)施例采用沖擊作用上對(duì)稱的兩個(gè)往復(fù)泵，一方面降低了其在工作時(shí)的沖擊和震動(dòng)，可平穩(wěn)輸送氣體，可提高氣體傳感器的測(cè)量精度。另一方面，本實(shí)施例中的采樣泵采用交替進(jìn)行的打氣驅(qū)動(dòng)時(shí)序，對(duì)輸出氣流具有穩(wěn)流的作用，能大大消除氣路整體氣流的波動(dòng)，進(jìn)一步地提高了氣體傳感器的測(cè)量精度。本發(fā)明可以有一些變形實(shí)施方式，比如，基于本發(fā)明解決減震問(wèn)題的思路，一組往復(fù)泵中的兩個(gè)也可以不設(shè)置在同一直線上，只要兩者沖擊力方向相反，即能一定程度上達(dá)到減震的目的。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種米樣泵，其特征在于，包括: 至少一組往復(fù)泵組，每組所述往復(fù)泵組包括兩個(gè)往復(fù)泵； 控制系統(tǒng)，用于輸出控制往復(fù)泵往復(fù)抽打的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述控制系統(tǒng)被配置為輸出使同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻形成沖擊方向相反的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的采樣泵，其特征在于，所述兩個(gè)往復(fù)泵以使它們所產(chǎn)生的往復(fù)沖擊力方向處于同一條直線的方式固定安裝。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采樣泵，其特征在于，同組的兩個(gè)往復(fù)泵為沖擊力相同或基本相同的線性往復(fù)泵。
4.如權(quán)利要求1或2所述的采樣泵，其特征在于，同組的兩個(gè)往復(fù)泵剛性固定在同一直線上，且安裝朝向相同，且其驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值相同，相位相差180度。
5.如權(quán)利要求1或2所述的采樣泵，其特征在于，同組的兩個(gè)往復(fù)泵剛性固定在同一直線上，且安裝朝向相反，且其驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值和相位相同。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的采樣泵，其特征在于，所述同組的兩個(gè)往復(fù)泵之間直接剛性固定連接成一體結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的采樣泵，其特征在于，還包括至少一個(gè)連接載體，所述同組的兩個(gè)往復(fù)泵剛性 固定安裝在同一個(gè)連接載體上。
8.如權(quán)利要求7所述的采樣泵，其特征在于，所述連接載體為連接板，所述連接板固定在往復(fù)泵的側(cè)面。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的采樣泵，其特征在于，還包括至少一個(gè)匯合輸出通道，所述匯合輸出通道與同組的兩個(gè)往復(fù)泵的輸出通道連通，以整合同組內(nèi)兩個(gè)往復(fù)泵所輸出的流體。
10.一種氣體分析儀，其特征在于，包括: 氣體測(cè)量模塊，用于對(duì)氣體進(jìn)行檢測(cè)和分析； 如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的采樣泵，為氣體測(cè)量模塊提供被檢測(cè)氣體。
11.如權(quán)利要求10所述的氣體分析儀，其特征在于，還包括氣路，所述氣路包括至少兩個(gè)出氣接口和至少一個(gè)匯合輸出通道，所述兩個(gè)出氣接口的輸出端連通一個(gè)匯合輸出通道；所述同組的兩個(gè)往復(fù)泵上的輸出通道分別與對(duì)應(yīng)的出氣接口連通。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采樣泵及應(yīng)用該采樣泵的氣體分析儀，該采樣泵包括至少一組往復(fù)泵組，每組所述往復(fù)泵組包括兩個(gè)往復(fù)泵；控制系統(tǒng)，用于輸出控制往復(fù)泵往復(fù)抽打的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述控制系統(tǒng)被配置為輸出使同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻形成沖擊方向相反的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明使同組內(nèi)的兩個(gè)往復(fù)泵在同一時(shí)刻形成的沖擊力方向相反，抵消往復(fù)泵因移動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊力，減小震動(dòng)。
文檔編號(hào)G01N33/48GK103217319SQ201210018139
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者周衛(wèi)東, 劉中華, 劉云峰, 岑建, 陳恒, 黃光齊, 約肯姆·蓋布里埃爾松, 約翰·韋納, 彼得·斯韋德米爾 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司