ES2273331T3

ES2273331T3 - Aparato de medicion de flujo.

Info

Publication number: ES2273331T3
Application number: ES94910798T
Authority: ES
Inventors: Russell L. Holscher
Original assignee: Puritan Bennett Corp
Current assignee: Puritan Bennett Corp
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 2007-05-01
Anticipated expiration: 2014-03-01
Also published as: EP0687161A1; CA2157184C; EP0687161B1; DE69434859T2; AU678455B2; JPH08507379A; WO1994020018A1; JP3595337B2; DE69434859D1; US5443075A; CA2157184A1; EP0687161A4; ATE341274T1; AU6356594A

Abstract

ESTE ES UN APARATO PARA MEDIR CORRECTA Y FIABLEMENTE EL FLUJO DE FLUIDO BAJO CONDICIONES TURBULENTAS O INTERMITENTE, CON UNA SEÑAL ELEVADA A UN INDICE DE RUIDO Y UTILIZANDO UN DISEÑO SIMETRICO QUE FUNCIONA CON EL FLUJO EN CUALQUIER DIRECCION. EL APARATO ES PARTICULARMENTE UTIL PARA MEDIR LA CORRIENTE DE AIRE EN UN SISTEMA RESPIRATORIO DE DOS NIVELES. EL APARATO INCLUYE UN CONDUCTO DE FLUJO (34), Y UN TUBO SENSOR DE FLUJO ASCENDENTE (36) QUE SOBRESALE EN EL CONDUCTO DE FLUJO (34) CON UNA ABERTURA DE INCISION (38), QUE MIRA HACIA LA CORRIENTE DE FLUJO, UN TUBO SENSOR DE CORRIENTE DESCENDENTE (40) QUE SOBRESALE EN EL CONDUCTO DE FLUJO (34) CON UNA ABERTURA DE INCISION (42) QUE MIRA EN DIRECCION OPUESTA A LA CORRIENTE DE FLUJO, Y UN TRANSDUCTOR/SENSOR DE PRESION O FLUJO (44) COLOCADO EN LINEAS CONECTORAS (46,48) ENTRE LOS TUBOS SENSORES DE CORRIENTE ASCENDENTE Y DESCENDENTE (36,40). LA ABERTURA DE INCISION (38,42) TIENE UNA FORMA SEMICILINDRICA CUADRADA. EL CONDUCTO DE FLUJO (34) PUEDE SER RECTO O ANGULADO.

Description

Aparato de medición de flujo.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

Esta invención se refiere en general a mejoras en aparatos para la medición de un flujo de fluido y, más concretamente, a un aparato nuevo y mejorado para medir un flujo de gas en un sistema de terapia respiratoria para el tratamiento de la apnea del sueño y otros desórdenes respiratorios.

Descripción del estado de la técnica

Existen numerosas aplicaciones en la práctica de la ingeniería moderna que hacen necesaria la medición de un flujo de fluido. A lo largo del tiempo, se han diseñado y construido tobos de distintos tamaños y formas para este propósito.

La primera descripción de un tubo utilizado para medir presiones de fluido a fin de determinar su velocidad se le reconoce a Henri Pitot, conociéndose frecuentemente con su nombre los tubos utilizados para este propósito después de él. En la actualidad, existen muchas disposiciones y formas geométricas de tubos de Pitot adaptadas para una amplia variedad de aplicaciones.

Una disposición de tubo de Pitot típica consiste en un tubo cilíndrico con un extremo abierto situado en la corriente de flujo de fluido, y orientada corriente arriba, a fin de medir la presión de impacto o de estancamiento (donde la velocidad de la corriente disminuye hasta cero), y en una o más tomas laterales en el conducto de flujo para medir la presión estática local en la corriente que se desplaza. La diferencia entre la presión de impacto y la presión estática es una función de la velocidad y de la corriente de flujo.

Las alteraciones que se dan corriente arriba en la corriente de flujo de fluido tienden a provocar grandes errores en la medición del flujo, en parte debido a las turbulencias que se generan y su efecto en la medición de la presión estática. A menudo se utilizan una o varias secciones tranquilizantes con al menos varios diámetros de conducto, a fin de obtener mediciones precisas. El flujo pulsatorio también puede tener un efecto adverso en la precisión de la medición del flujo, hasta el punto de que a menudo se utilizan mecanismos de atenuación para evitar errores de medición significativos.

Los dispositivos de medición de flujo se utilizan normalmente en una amplia variedad de sistemas médicos modernos. Un tipo de estos sistemas es un respirador utilizado para el tratamiento de la apnea del sueño obstructiva.

La apnea del sueño obstructiva es un desorden del sueño caracterizado por la relajación de la vía aérea, incluyendo el músculo geniogloso de la garganta durante el sueño. Cuando esto ocurre, el músculo relajado puede bloquear parcial o totalmente la vía aérea del paciente. El bloqueo parcial puede provocar ronquidos o hipopnea. El bloqueo total provoca la apnea del sueño obstructiva.

Cuando ocurre un bloqueo completo, el esfuerzo del paciente por inhalar no sirve para conseguir aire, y el paciente queda privado de oxígeno. Como reacción, el paciente empieza a despertarse. Al alcanzar un estado próximo a despierto, el músculo geniogloso vuelve a una tensión normal, lo cual despeja la vía aérea y permite la inhalación. El paciente vuelve entonces a un sueño más profundo, con lo que el músculo geniogloso se vuelve a relajar y el ciclo apneico se repite. En consecuencia, el paciente no consigue disfrutar de una sesión de sueño totalmente relajada, al despertarse o casi despertarse de forma repetitiva. La gente que sufre apnea del sueño obstructiva está constantemente cansada incluso después de una noche de sueño aparentemente normal.

A fin de tratar la apnea del sueño obstructiva, se ha ideado un sistema de presión positiva continua en vía aérea (CPAP), en el que se aplica continuamente un nivel predeterminado de presión de vía aérea positiva en la vía aérea del paciente. La presencia de dicha presión positiva proporciona una férula de presión en la vía aérea, a fin de compensar la presión de inspiración negativa que puede conducir los tejidos relajados de la vía aérea a un estado de oclusión.

El dispositivo más indicado para conseguir una conexión de vía aérea positiva es una almohadilla nasal tal como la que se describe en la patente de Estados Unidos número 4.782.832, que se ha incorporado aquí a modo de referencia. La almohadilla nasal se une de forma estanca a la nariz del paciente, y aplica la presión de vía aérea positiva a través de las fosas nasales. La almohadilla nasal también incluye una pequeña salida para expulsar de forma continua una pequeña cantidad de aire, a fin de evitar la acumulación de dióxido de carbono y vaho.

En el sistema de CPAP, el paciente debe espirar contra la presión positiva predeterminada. Esto puede provocar molestias al paciente, especialmente en los niveles de presión más elevados. Debido a este problema, se ha desarrollado el denominado sistema de presión positiva de doble nivel (BiPAP), en el que la presión disminuye durante la fase de espiración del paciente en un ciclo respiratorio.

En un sistema BiPAP, el flujo de aire que va hacia el paciente se mide mediante un dispositivo de medición de flujo acoplado neumáticamente a la almohadilla nasal. El dispositivo de medición está conectado a un detector de flujo con un transductor, a fin de producir una señal eléctrica que representa el flujo de aire suministrado al paciente. La señal se utiliza en un circuito electrónico para controlar la presión del gas respiratorio que se suministra al paciente. También se utiliza un detector de presión para proporcionar al circuito una señal que representa la presión suministrada al paciente.

Estos tipos de sistemas de respirador pueden experimentar un flujo turbulento y pulsatorio en la corriente de aire respiratorio suministrada. La turbulencia es a menudo el resultado de ángulos en el recorrido del flujo, y de la insuficiencia de espacio para proporcionar secciones tranquilizantes para volver al flujo laminar. Adicionalmente, bajo ciertas condiciones, la dirección del flujo puede invertirse, provocando problemas en los detectores unidireccionales.

Resulta evidente que la medición precisa del flujo de aire suministrado al paciente es una característica importante en un sistema de respirador. De forma ideal, la medición debería reflejar de modo preciso la dinámica de un sistema de flujo bidireccional, y debería llevarse a cabo de modo que proporcionase una relación señal/ruido elevada, tanto en régimen turbulento como en régimen laminar. La medición del flujo también debería tener características lineales, en proporción al flujo total en el sistema.

Las limitaciones del diseño hacen necesario en ocasiones que la medición del flujo se determine en un espacio limitado con una caída de la presión resultante despreciable. También es deseable en ocasiones que el aparato de medición del flujo esté incorporado en otras partes del sistema, a fin de reducir el número total de piezas. Esto debería conseguirse de manera que se facilite su fabricación a bajo coste.

El tubo de Pitot tradicional utilizado en diseños de respirador previos usaba un tubo en ángulo recto con una abertura dirigida hacia la corriente de flujo entrante, y un segundo tubo en ángulo recto con una abertura dirigida de forma opuesta a la corriente de flujo. Se desarrollaba un flujo lateral cuando estos dos tubos se introducían en un conducto por el que pasaba la corriente de flujo. Este flujo lateral se conducía hacia un detector/transductor. El detector desarrollaba una señal, que a su vez se preparaba para reflejar de modo preciso la salida de flujo total del sistema.

El documento EP 0.049.756 describe un dispositivo de medición con dos sondas idénticas que se extienden en el interior de un conducto de flujo. Ambos conductos de flujo tienen una sección transversal poligonal sin al menos seis lados. Cada sonda tiene una abertura que está acoplada mediante un espacio hueco interior a un aparato de medición externo.

En un articulo de Brakenberry, titulado "Medición de flujo de aire no regular utilizando técnicas de presión diferencial", publicado en Medical and Biological Engineering, Volumen 10, número 2, 1972, páginas 241 a 252, XP002074737, publicado por Pergamon Press, de Gran Bretaña, se describe un procedimiento para la medición directa de pequeños flujos de aire en situaciones fisiológicas particulares. En este procedimiento, se incorpora el principio de diferenciales de presión inducidos en el flujo en un dispositivo no lineal. Este artículo describe la identificación, explicación y reducción práctica de la incidencia de artefactos con el registro de diferenciales de baja presión mediante disposiciones de cánula-manómetro de transmisión de aire, con una constante de tiempo de respuesta relativamente elevada.

El documento US 3.312.106 se refiere a un procedimiento para medir la velocidad de flujo de un fluido, bombeando fluido a una corriente de flujo a través de dos orificios, donde el flujo diferencial del fluido desde los dos orificios es una medida de la velocidad de flujo del fluido del vaso. El flujo diferencial se consigue mediante el uso de un rotómetro miniaturizado en el interior del tubo que conduce a uno de los orificios.

El documento US 4.047.521 describe un medidor de la velocidad del flujo, que comprende un tubo de flujo que contiene, en lados diametralmente opuestos, una vara de medición provista de tomas de presión y de un cuerpo de desplazamiento encarado hacia la vara.

El documento SU 888937 describe un dispositivo equipado con un convector neumático, que tiene conjuntos de conexión eléctrica montados en el mismo, y que convierten la velocidad del flujo en un tubo en presión.

En una publicación de la empresa Puritan-Bennett, Companion 318 Nasal CPAP System, Service Manual Rev B (1/93), Service Manual Part número 799725, se describe un transductor de flujo y presión en un modelo de instrumentación, que convierte el flujo en una señal análoga, en particular para medir la presión nasal, cuando se utiliza una unidad de CPAP.

Aunque estos dispositivos de medición del flujo de respirador existentes han sido útiles para su propósito, sigue existiendo un deseo continuo de mejorar. En particular, existe la necesidad de contar con un dispositivo de medición de flujo mejorado que permita unas mediciones más precisas y fiables a realizar en un flujo turbulento o pulsatorio, con una relación señal/ruido elevada, y que funcione bien en cualquier dirección del flujo. La presente invención satisface todas estas necesidades.

Resumen de la invención

Básicamente, y en términos generales, la presente invención da a conocer un aparato de medición de flujo nuevo y mejorado para medir de forma precisa y fiable el flujo de fluido, en particular bajo condiciones de flujo turbulentas o pulsatorias, y proporciona un avance distinto en el estado de la técnica descrito anteriormente. Más particularmente, el aparato mide de forma fiable el flujo de fluido con una relación señal/ruido elevada, utilizando un diseño simétrico que funciona con fluido en cualquier dirección.

Según la presente invención, se da a conocer un aparato de medición de flujo según la reivindicación 1.

La presente invención da a conocer un aparato de medición de flujo que está particularmente bien adaptado para medir flujo de aire en un sistema de respirador de doble nivel. En esta aplicación, la invención da a conocer un dispositivo de medición de flujo que reduce sustancialmente el efecto de las alteraciones y del flujo pulsatorio en la precisión de la medición del flujo, y que aumenta significativamente la relación señal/ruido efectiva.

Más concretamente, y en una realización preferida, a modo de ejemplo no necesariamente limitativo, el aparato de medición, que comprende varias realizaciones de la presente invención, incluye un conducto de flujo, un tubo de detección situado corriente arriba que se extiende en el conducto de flujo y que tiene una abertura de muesca con forma semicilíndrica encarada hacia la corriente de flujo, un tubo de detección situado corriente abajo que se extiende en el conducto de flujo y que tiene una abertura de muesca con forma semicilíndrica encarada de forma opuesta a la corriente de flujo, y un detector/transductor de flujo dispuesto en líneas de conexión entre los tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo para producir una señal eléctrica que representa el flujo lateral que pasa por el mismo, y que por lo tanto representa el flujo total de gas en el conducto de flujo.

En una realización alternativa, se dispone un detector de presión diferencial/transductor en las líneas de conexión entre los tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo, en lugar del detector de flujo para medir una caída de presión entre los tubos de detección proporcional a la velocidad de flujo y por lo tanto al flujo total de aire suministrado a través del conducto de aire.

Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, considerada en conjunto con los dibujos que se acompañan, que ilustran, a modo de ejemplo, las características de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una representación esquemática de un sistema respiratorio de nivel simple o de doble nivel para facilitar la respiración de un paciente;

La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de medición de flujo que comprende algunas de las nuevas características de la presente invención;

La figura 3 es una vista en perspectiva, parcialmente cortada, del conducto de flujo y de los tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo de la figura 2, con los conductos de conexión y el detector de flujo sin representar con propósito ilustrativo;

La figura 4 es una vista lateral en alzado del aparato de la figura 3;

La figura 5 es una vista del extremo del aparato de la figura 4;

La figura 6 es una vista en perspectiva ampliada de uno de los tubos de detección de la figura 3, separado del conducto de flujo con propósito ilustrativo;

La figura 7 es una vista en alzado frontal ampliada del tubo de detección de la figura 6;

La figura 8 es una vista en alzado lateral del mismo tubo de la figura 7;

La figura 9 es una vista del extremo del tubo de detección de la figura 7;

La figura 10 es una vista en planta de otra realización de la invención, en forma de aparato de medición de flujo que utiliza un conducto de flujo con ángulos; y

La figura 11 es una vista del extremo del aparato de la figura 10, mirando hacia abajo desde la parte superior de la figura 10.

Descripción de la realización preferida

Haciendo referencia ahora a los dibujos, y más particularmente a la figura 1, la realización preferida de la invención se utiliza preferiblemente en un sistema respiratorio 10 de un paciente, del tipo que incluye una fuente de gas 12, un válvula de control 14, un detector de presión 16, y un detector de flujo 18 conectados con un circuito conocido como ADAM, disponible en la empresa Puritan-Bennet Corporation, de Lenexa, Kansas, que incluye un manguito neumático 20 y una almohadilla nasal 22. El sistema 10 también incluye un circuito de detección de fase 24 y un controlador de presión 26. En la realización preferida, los componentes 12-18 y 24-26 están incluidos en un alojamiento único al que está conectado el circuito ADAM.

La fuente de gas 12 incluye normalmente un fuelle de velocidad variable que puede funcionar para producir un gas respiratorio de suministro en el orden de 120 litros por minuto, con una presión de 30 centímetros de agua. El detector de presión preferible 16 está disponible en la empresa Sensym Company, como modelo SCX01. El detector de flujo preferible es el modelo AWM2300V, disponible en la empresa Microswitch Corp., e incluye un transductor que puede funcionar para producir una señal eléctrica en línea 30, que representa el flujo de aire a través del detector, y por lo tanto representa el flujo de aire en el circuito neumático conectado al paciente.

El circuito de detección de fase 24 produce una salida intensa lógica durante la espiración, y una salida reducida lógica durante la inhalación. El controlador 26 recibe las señales de salida desde el circuito de detección de fase 24, y también la salida desde el detector de presión 16 y, en respuesta, acciona la válvula 14 para mantener las presiones de inhalación y espiración suministradas al paciente desde la fuente de gas 12.

Una descripción más detallada del sistema respiratorio y sus circuitos asociados puede encontrarse en una solicitud de patente, a nombre del presente solicitante, titulada "Circuito de detección de fase respiratoria de inhalación/espiración", de Stephen L. Phillips, con número 08/003.129, presentada el 12 de enero de 1993.

Según una realización de la presente invención, el detector de flujo 18 de la figura 1 coopera con el dispositivo de medición de flujo 31 de la figura 2, a fin de detectar y medir el flujo total de gas desde la fuente de gas 12 a través de la válvula 14 hacia el paciente, y viceversa.

El dispositivo de medición de flujo 32 incluye un conducto de flujo cilíndrico recto 34 dispuesto en el recorrido del flujo entre la salida de la válvula de control 14 y la entrada al manguito neumático 20. El conducto de flujo 34 podrá tener forma de tubería o tubo, tal y como se ilustra en las figuras 3 a 5.

Un tubo de detección situado corriente arriba 36 se extiende en el interior de la corriente de flujo a través de una primera toma lateral en el conducto de flujo 34. Un encaje de acoplamiento mantiene el tubo 36 en su posición. El extremo interior del tubo 36 tiene una abertura de muesca semicilíndrica cuadrada 38 conformada en el mismo, situada aproximadamente en medio de la corriente de flujo, y encarada directamente hacia la corriente. El extremo externo del tubo de detección 36, que se extiende en el exterior del conducto de flujo 34, tiene una geometría configurada de manera similar. Un tubo de detección situado corriente abajo 40 idéntico se extiende en el interior de la corriente de flujo a través de una segunda toma lateral en el conducto de flujo 34, corriente abajo respecto a la primera toma lateral, y se mantiene en su posición mediante un encaje de acoplamiento. El tubo situado corriente abajo 40 tiene una abertura de muesca 42 similar en el extremo interno, dispuesta aproximadamente en medio de la corriente de flujo, aunque encarada directamente de forma opuesta a la corriente de flujo que pasa por el conducto 34. El extremo externo del tubo de detección situado corriente abajo 40 tiene una geometría similar. Las aberturas de muesca en los extremos externos de los tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo 36, 40 están encaradas corriente arriba y corriente abajo, respectivamente. Estas características pueden apreciarse mejor en las figuras 2 a 5.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, el extremo externo del tubo de detección situado corriente arriba 36 está conectado a la entrada o lado de alta presión de un detector de flujo/transductor 44 mediante un tubo de conexión 46. La salida o lado de baja presión del detector de flujo/transductor 44 está conectada al extremo externo del tubo de detección situado corriente abajo 40 mediante otro tubo de conexión 48. Preferiblemente, ambos tubos de conexión están hechos de silicona. Esta disposición produce un flujo lateral de gas del respirador a través del detector 44 y los tubos de conexión 46, 48. En la realización preferida, el detector de flujo 44 es el transductor mencionado anteriormente, fabricado por la empresa Microswitch Corp., modelo AWM2300V. El flujo lateral es proporcional al flujo total que pasa por el conducto 34. El detector 44 produce una señal eléctrica que representa el flujo total.

En una realización alternativa, (no mostrada) el detector de flujo 44 se reemplaza por un detector de presión diferencial, tal como el detector de presión diferencial de la empresa Microswitch Corp., modelo 24EFA1D. El detector de presión diferencial mide una caída de presión proporcional respecto a la velocidad del flujo, y por lo tanto, respecto al flujo total de gas que pasa por el conducto de flujo 34. Con esta disposición, no hay flujo lateral a través de los tubos de conexión 46, 48.

Ambos tubos de detección 36, 40 son iguales en su configuración. En las figuras 6 a 9 se muestra en detalle la configuración del tubo de detección situado corriente arriba 36.

En la realización preferida, tal y como se muestra en las figuras 6 a 9, el tubo de detección 36 es un tubo mecanizado, hecho preferiblemente de un material de acero inoxidable con un diámetro exterior de 2,362 mm (0,093 pulgadas), y con un grosor de pared de 0,254 mm (0,010 pulgadas). Se aplica un tratamiento de pasivación.

Hay conformada una abertura de muesca semicilíndrica cuadrada 38 en ambos extremos del tubo 36. Preferiblemente, ambas muescas son idénticas en tamaño y forma, y están encaradas en la misma dirección. En una realización preferida, el tubo 36 tiene una longitud total de aproximadamente 29,464 mm (1,160 pulgadas) y cada muesca tiene una longitud de aproximadamente 3,81 mm (0,150 pulgadas), dejando aproximadamente 21,844 mm (0,860 pulgadas) de tubo entre las dos muescas. En la realización preferida, la profundidad de cada muesca 36 es ligeramente menor que la mitad del diámetro del tubo 36, o de aproximadamente 1,168 mm (0,046 pulgadas).

Las geometrías particulares de extremo se seleccionan para producir unos valores de coeficiente de resistencia elevados cuando se introducen en un flujo turbulento, provocando de este modo una presión diferencial elevada entre los dos tubos de detección 36, 40, y un flujo lateral intenso por el detector 44.

En el caso de de la abertura de muesca situada corriente arriba 38, dirigida hacia el flujo, un elevado coeficiente de resistencia produce una zona de alta presión donde el flujo impacta contra el tubo 36. El tubo de detección situado corriente arriba 36 se abre en esta zona del flujo, y transmite la presión más alta al lado de entrada del detector 44. En el caso de la abertura de muesca 42, dirigida de forma opuesta al flujo, se produce una máxima separación de flujo en el lado situado corriente abajo de la muesca 42. Esta separación de flujo crea una zona de baja presión. El tubo de detección situado corriente abajo 40 se abre en esta área, y transmite la presión más baja al lado de salida del detector 44. La combinación de alta presión en la entrada del detector y de baja presión en la salida del detector produce un flujo lateral intenso, lo cual da como resultado una señal de flujo intensa a través del detector 44.

Se conoce que una forma semicilíndrica proporciona una gran diferencia en el coeficiente de resistencia, tanto si se orienta encarada corriente arriba o corriente abajo. Por lo tanto, la muesca cuadrada en los tubos 36, 40, tal y como se muestra en las figuras 6 a 9, proporciona un diferencial de presión sustancial, que da como resultado una señal de flujo optimizada para el detector 44.

Estas características dimensionales de los tubos con muescas cuadradas otorgan estabilidad a la presión diferencial desarrollada por el flujo del conducto, dando como resultado una señal de bajo ruido en un entorno de flujo turbulento. La señal del detector (es decir, el flujo lateral) podrá alterarse cambiando el tamaño y posiblemente la relación altura/anchura de las muescas, pero el tamaño particular aquí descrito proporciona una óptima sensibilidad y amplitud para la solicitud de respirador particular del solicitante, descrita a continuación.

El tubo con muesca cuadrada también es relativamente fácil de fabricar. La capacidad de utilizar la misma configuración de tubo para los tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo 36, 40 permite la obtención económica de unidades, y minimiza los errores de montaje potenciales. Los tubos tienen muescas en ambos extremos, a fin de facilitar el proceso de fabricación y también para permitir poder ver la posición y orientación de las muescas durante su montaje. Si se desea, la muesca en el extremo externo del tubo de detección podría eliminarse.

La distancia entre el tubo de detección situado corriente arriba 36 y el tubo de detección situado corriente abajo 40 en el conducto de flujo 34 no es crítica. Sin embargo, los tubos 36, 40 deberían estar suficientemente separados para permitir que el flujo se desarrolle alrededor del tubo de flujo, generando de este modo efectos de separación de flujo, y la diferencia de presión resultante entre los dos tubos 36, 40.

El dispositivo de medición de flujo 32 está particularmente indicado para tomar mediciones precisas en flujo turbulento, debido a la situación en medio de la corriente de flujo y a los efectos de compensación de las aberturas de muesca 38, 42 de los tubos.

Haciendo referencia a las figuras 10 y 11, se muestra una segunda realización del dispositivo de medición de flujo 50. Es similar al dispositivo de medición de flujo 32 de las figuras 2 a 4, y funciona de manera parecida. El dispositivo 50 de las figuras 10 y 11 ha sido diseñado específicamente para su utilización en un sistema respiratorio de doble nivel de la empresa Puritan-Bennett Companion 320I/E.

Tal y como se muestra en las figuras 10 y 11, el dispositivo de medición de flujo 50 incluye un conducto de flujo con ángulos 52, que tiene una primera sección cilíndrica 54 y una segunda sección cilíndrica 56 orientada con un ángulo respecto a la primera sección 54. En la realización preferida, el ángulo es de aproximadamente 14,5 grados. El propósito del ángulo es ubicar el dispositivo 50 en alojamiento deseado.

El dispositivo de medición de flujo 50 utiliza unos tubos de detección situados corriente arriba 58 y corriente abajo 60 que son idénticos en su configuración al tubo de detección 36 mostrado y descrito en las figuras 6 a 9. El tubo de detección situado corriente arriba 58 se extiende a través de una primera toma lateral en la unión entre la primera 54 y la segunda 56 secciones cilíndricas. El tubo de detección situado corriente abajo 60 queda alojado a través de una segunda toma lateral en la primera sección cilíndrica 54. Los extremos internos de ambos tubos de detección 58, 60 se extienden en el interior de la corriente de flujo que pasa por el conducto 52. Las aberturas de muesca en los extremos internos de los tubos de detección 58, 60 están situadas aproximadamente en medio de la corriente de flujo, con el tubo de detección situado corriente abajo 60 orientado de modo que su abertura de muesca queda encarada directamente corriente abajo en la primera sección cilíndrica 54, y con el tubo de detección situado corriente arriba 58 orientado de modo que su abertura de muesca queda encarada directamente corriente arriba en la segunda sección cilíndrica 56. La distancia entre los dos tubos de detección 58, 60 no es crítica, siempre que haya una separación suficiente entre ellos, a fin de producir efectos de separación de flujo y la diferencia de presión resultante entre los dos tubos 36, 40. Los extremos externos de ambos tubos de detección 58, 60 están conectados a través de tubos de conexión (no mostrados) a un detector de flujo (no mostrado), de manera idéntica a como se muestra en la figura 2.

En la aplicación preferida, la primera sección cilíndrica 54 sirve como un conector de salida para el manguito neumático 20 de la figura 1. La segunda sección cilíndrica 56 sirve como conector al conducto de salida del conjunto de válvula 14.

Tal y como se muestra en la figura 11, la primea sección cilíndrica 54 también está dotada de una toma lateral 62 opuesta al tubo de detección situado aguas abajo 60. Hay conformado un conector 64 en la superficie exterior de la sección 54 alrededor de la toma 62 para su conexión a un tubo de conexión de PVC (no mostrado). En la realización preferida, el tubo de conexión está unido a un tubo de presión que comunica con el lado de entrada del detector de presión 16. Utilizando esta configuración, el dispositivo de medición de flujo 50 proporciona una entrada para el detector de presión 16 y para el detector de flujo 18 en el sistema de respirador de la figura 1.

A partir de lo anteriormente expuesto, se entenderá que el aparato de medición de flujo de la presente invención proporciona mediciones precisas del flujo total en un entorno turbulento o pulsatorio, tal como un sistema de respirador, todo ello con una relación señal/ruido elevada. Además, el aparato de medición de flujo proporciona un diseño simétrico que es capaz de funcionar con flujo en cualquier dirección.

Aunque se han descrito e ilustrado varias formas de la invención, resultará evidente que podrán realizarse distintas modificaciones sin apartarse del ámbito de la invención. En consecuencia, no se pretende limitar la invención, a excepción de las siguientes reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Aparato de medición de flujo (32, 50), que comprende:

un conducto de flujo (34, 52);

un tubo de detección con una abertura de muesca con forma semicilíndrica (38) dispuesta en el conducto de flujo en una corriente de flujo; y

un transductor conectado operativamente al tubo de detección para recibir una señal del mismo.

2. Aparato de medición de flujo, según la reivindicación 1, que comprende:

un tubo de detección dispuesto corriente arriba (36, 58) con una abertura de muesca con forma semicilíndrica dispuesta para estar encarada hacia la corriente de flujo, y un tubo de detección dispuesto corriente abajo (40, 60) con una abertura de muesca con forma semicilíndrica dispuesta para estar encarada de forma opuesta a la corriente de flujo; y en el que

dicho transductor está conectado operativamente a los tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo.

3. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dicho transductor comprende un detector de flujo
(44).

4. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dicho transductor comprende un detector de presión diferencial.

5. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dicho conducto de flujo (34) es un conducto recto.

6. Aparato, según la reivindicación 2, en el que dicho conducto de flujo (52) es un conducto con ángulos.

7. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que dichas aberturas de muesca (38) tiene una longitud longitudinal de aproximadamente 3,81 mm, dichos tubos de detección respectivos tienen un diámetro de aproximadamente 2,362 mm, y dichas aberturas de muesca (38) tienen una profundidad de aproximadamente 1,168 mm (0,046 pulgadas).

8. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en el que dichos tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo (36, 58, 40, 60) tienen aberturas de muesca (38) en ambos extremos de los mismos.

9. Aparato, según la reivindicación 8, en el que hay provistas aberturas de muesca (38) de idéntico tamaño y forma en ambos extremos de dichos tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo.

10. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que cada uno de dichos tubos de detección situados corriente arriba y corriente abajo tiene un parte interna dispuesta en dicho conducto de flujo, y una parte externa dispuesta en el exterior de dicho conducto de flujo, teniendo cada una de dichas partes interna y externa una abertura de muesca (38) conformada en un extremo de la misma.

11. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas aberturas de muesca (38) están dispuestas aproximadamente en un centro de la corriente de flujo en dicho conducto de flujo.