JPS60117131A - 流体の流量・濃度同時測定用測定管 - Google Patents
流体の流量・濃度同時測定用測定管Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は、呼吸気体等の流体の流量とその流体に含ま
れている特定の成分の濃度とを同時に測定するのに使用
される測定管に関する。
れている特定の成分の濃度とを同時に測定するのに使用
される測定管に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
流体が単一成分でなく種々の成分で構成されている場合
、特定の成分の流量を測定する要求がしばしば生ずる。
、特定の成分の流量を測定する要求がしばしば生ずる。
例えば呼吸気体のような、空気または空気に酸素を人工
的に付加した気体を吸入し炭酸ガスを含む気体を呼出す
る場合、呼出気体（呼気）の炭酸ガス流量を測定して得
られたデータは炭酸ガス産生量として呼吸機能の評価に
利用される。
的に付加した気体を吸入し炭酸ガスを含む気体を呼出す
る場合、呼出気体（呼気）の炭酸ガス流量を測定して得
られたデータは炭酸ガス産生量として呼吸機能の評価に
利用される。
一般に、従来行なわれている炭酸ガス産生量の測定はダ
グラスバッグ法と呼ばれるもので、気密バッグに呼出気
体を収集し、その体積Ｖと炭酸ガス濃度Ｆｃｏ２との積
をめ、炭酸ガス産生量を数回の呼吸にわたる平均値とし
て測定する方法である。
グラスバッグ法と呼ばれるもので、気密バッグに呼出気
体を収集し、その体積Ｖと炭酸ガス濃度Ｆｃｏ２との積
をめ、炭酸ガス産生量を数回の呼吸にわたる平均値とし
て測定する方法である。
一方、流体の流量測定、成分分析法の進歩により成分流
量についても実時間測定が可能となっており、例えば炭
酸ガス産生量を測定する場合、呼出気体（流体）の流量
の瞬時値ｖ（ｔ）と炭酸ガスについての成分分析結果で
ある濃度の瞬時値ｆｃｏ２（ｔ）を同時に測定し、これ
らの積をめてＶＣｉｏ２ （ｊ）＝Ｖ （ｔ） ・ｆｃ
ｏ２ （ｔ）の形で炭酸ガス産生量を測定することが行
なわれている。
量についても実時間測定が可能となっており、例えば炭
酸ガス産生量を測定する場合、呼出気体（流体）の流量
の瞬時値ｖ（ｔ）と炭酸ガスについての成分分析結果で
ある濃度の瞬時値ｆｃｏ２（ｔ）を同時に測定し、これ
らの積をめてＶＣｉｏ２ （ｊ）＝Ｖ （ｔ） ・ｆｃ
ｏ２ （ｔ）の形で炭酸ガス産生量を測定することが行
なわれている。
ところで、流量測定と濃度測定はいずれも流体を測定管
に通流させながら行なわれるのであるが、従来において
はこれら流量測定用の測定管と濃度測定用の測定管とを
直列に接続して測定を行なっていた。しかしながら、こ
のように２つの測定管を直列に接続することは呼吸気体
に対する測定系の容量、いわゆる死腔量がそれぞれの測
定管における値の和となってかなり大きなものとなる。
に通流させながら行なわれるのであるが、従来において
はこれら流量測定用の測定管と濃度測定用の測定管とを
直列に接続して測定を行なっていた。しかしながら、こ
のように２つの測定管を直列に接続することは呼吸気体
に対する測定系の容量、いわゆる死腔量がそれぞれの測
定管における値の和となってかなり大きなものとなる。
このため被検者の呼吸能力の負担が大となり、重症患者
等への適用が難しくなるという問題があった。
等への適用が難しくなるという問題があった。
また、このように流量測定および濃度測定用の測定管を
直列に設けることは、測定精度の面でも問題がある。こ
れは２つの測定管の間の距離により両測定のタイミング
に時間ずれが生じるのが原因である。すなわち、流量測
定用測定管から濃度測定用測定管までの距離をＬとし流
体の流速を■とすれば、流量測定がなされたある流量が
濃度測定用の測定管に到達するのに要する時間ｔｄ （
時間ずれ）は ｔｄ＝Ｌ／Ｖ となり、流速に応じて変化することになる。この時間ず
れｔｄの影響を除去するため、従来ではこのｔｄの値を
記憶しておき ＶＣ，０２（ｔ） ＝ｖ （ｔ）・ｆｃｏ２ （ｔ＋ｔ
ｄ ）の形で炭酸ガス産生量をめていた。しかし、特に
呼吸気体のような圧縮性の流体では１呼吸の間に流速が
多様に変化するとともに、その圧力変化による流速変化
も生じるため時間ずれｔｄの変化が複雑であり、上記式
に示されるような補正を厳密に行なうことは極めて困難
であった。
直列に設けることは、測定精度の面でも問題がある。こ
れは２つの測定管の間の距離により両測定のタイミング
に時間ずれが生じるのが原因である。すなわち、流量測
定用測定管から濃度測定用測定管までの距離をＬとし流
体の流速を■とすれば、流量測定がなされたある流量が
濃度測定用の測定管に到達するのに要する時間ｔｄ （
時間ずれ）は ｔｄ＝Ｌ／Ｖ となり、流速に応じて変化することになる。この時間ず
れｔｄの影響を除去するため、従来ではこのｔｄの値を
記憶しておき ＶＣ，０２（ｔ） ＝ｖ （ｔ）・ｆｃｏ２ （ｔ＋ｔ
ｄ ）の形で炭酸ガス産生量をめていた。しかし、特に
呼吸気体のような圧縮性の流体では１呼吸の間に流速が
多様に変化するとともに、その圧力変化による流速変化
も生じるため時間ずれｔｄの変化が複雑であり、上記式
に示されるような補正を厳密に行なうことは極めて困難
であった。
［発明の目的］
この発明の目的は、成分流量の測定等のための流体の流
量測定と濃度測定とを、できるだけ少ない死腔量で、し
かも流体の同じ流量に対して大きな時間ずれを伴うこと
なく行なえるようにした流量・濃度同時測定用測定管を
提供することにある。
量測定と濃度測定とを、できるだけ少ない死腔量で、し
かも流体の同じ流量に対して大きな時間ずれを伴うこと
なく行なえるようにした流量・濃度同時測定用測定管を
提供することにある。
［発明の概要］
この発明は、流量測定は超音波を用いて行ない、濃度測
定は光学的に行なう装置における流量・濃度測定用測定
管であって、流体が通流する管体と、この管体に流体の
流れ方向を斜めに横切る線上で相対向するように取付け
られた流量測定用の一対の超音波振動子と、前記管体の
前記一対の超音波振動子開領域の壁面に相対向して気密
に取付けられ、一方が前記流体の濃度測定用の光を外部
の光源から前記管体内部に導入し、他方が前記流体を透
過した光を前記管体の外部に設けられた濃度測定用の光
検出系に導く一対の光透過窓とを備えたことを特徴とし
ている。
定は光学的に行なう装置における流量・濃度測定用測定
管であって、流体が通流する管体と、この管体に流体の
流れ方向を斜めに横切る線上で相対向するように取付け
られた流量測定用の一対の超音波振動子と、前記管体の
前記一対の超音波振動子開領域の壁面に相対向して気密
に取付けられ、一方が前記流体の濃度測定用の光を外部
の光源から前記管体内部に導入し、他方が前記流体を透
過した光を前記管体の外部に設けられた濃度測定用の光
検出系に導く一対の光透過窓とを備えたことを特徴とし
ている。
［発明の効果］
この発明によれば、流量測定と濃度測定とを１つの管体
内で行なうことができるため、それぞれの測定のための
測定管を個別に用意して直列に配置した場合に比べ測定
すべき流体に対する測定系の容量、つまり死腔量が低減
され、被検者に与える負担を著しく軽減することができ
る。
内で行なうことができるため、それぞれの測定のための
測定管を個別に用意して直列に配置した場合に比べ測定
すべき流体に対する測定系の容量、つまり死腔量が低減
され、被検者に与える負担を著しく軽減することができ
る。
また、流量測定と濃度測定とがほぼ同一位置で行なわれ
るので、これらの測定の時間ずれは零または極めて微少
な時間となる。従って、この時間ずれの影響を除去する
ために従来必要とした複雑な補正が不要となるか、ある
いは補正を行なう場合でもその時間ずれはもともと小さ
いことと、流量測定位置と濃度測定位置との間の距離が
微少でこの間における流速の変化が実質的になく、この
時間ずれは常に一定と見なせることから、非常・に簡単
な処理で済むという利点がある。この結果、測定管部分
が小形化されることと相まって、測定装置全体の構成を
簡略化することが可能となる。
るので、これらの測定の時間ずれは零または極めて微少
な時間となる。従って、この時間ずれの影響を除去する
ために従来必要とした複雑な補正が不要となるか、ある
いは補正を行なう場合でもその時間ずれはもともと小さ
いことと、流量測定位置と濃度測定位置との間の距離が
微少でこの間における流速の変化が実質的になく、この
時間ずれは常に一定と見なせることから、非常・に簡単
な処理で済むという利点がある。この結果、測定管部分
が小形化されることと相まって、測定装置全体の構成を
簡略化することが可能となる。
［発明の実施例］
第１図は、この発明の一実施例の測定管を利用した流体
の流」・濃度同時測定装置の構成図である。
の流」・濃度同時測定装置の構成図である。
図において、１はこの発明に基づく流量・濃度同時測定
用測定管であり、被測定流体、例えば呼吸気体が通流す
る１つの管体２に、流量測定用の超音波トランスデユー
サと濃度測定用の光学センサとを取付けた構成となって
いる。すなわち、管体２の長さ方向に所定路離隔てた位
置に、この管体２内を通流する流体の流れ方向を斜めに
横切る線上で相対向するように一対の超音波振動子４ａ
。
用測定管であり、被測定流体、例えば呼吸気体が通流す
る１つの管体２に、流量測定用の超音波トランスデユー
サと濃度測定用の光学センサとを取付けた構成となって
いる。すなわち、管体２の長さ方向に所定路離隔てた位
置に、この管体２内を通流する流体の流れ方向を斜めに
横切る線上で相対向するように一対の超音波振動子４ａ
。
４ｂが取付けられている。なお、超音波振動子４ａ、４
ｂは管体２内に突出して設けられてもよいが、この実施
例では流体の流れに極力影響を与えないように、管体２
の内側に凹所３ａ、３ｂを形成し、ここに超音波振動子
４ａ、４ｂを配置している。
ｂは管体２内に突出して設けられてもよいが、この実施
例では流体の流れに極力影響を与えないように、管体２
の内側に凹所３ａ、３ｂを形成し、ここに超音波振動子
４ａ、４ｂを配置している。
一方、管体２の超音波振動子４ａ、４ｂ間の領域の壁面
に、一対の光透過窓５ａ、５ｂが相対向して気密に取付
けられている。これらの光透過窓５ａ、５ｂは濃度測定
用の光を透過させるためのものである。ここで、この実
施例では管体２の管軸中心線と超音波振動子４ａ、４ｂ
間で送受される超音波のビーム中心線との交点Ｐと、光
透過窓５ａ、５ｂを通る光の光束中心線とが交わるよう
に超音波振動子４ａ、４ｂおよび光透過窓５ａ。
に、一対の光透過窓５ａ、５ｂが相対向して気密に取付
けられている。これらの光透過窓５ａ、５ｂは濃度測定
用の光を透過させるためのものである。ここで、この実
施例では管体２の管軸中心線と超音波振動子４ａ、４ｂ
間で送受される超音波のビーム中心線との交点Ｐと、光
透過窓５ａ、５ｂを通る光の光束中心線とが交わるよう
に超音波振動子４ａ、４ｂおよび光透過窓５ａ。
５ｂが配置されている。
このように構成された測定管１に対し、次に説明する要
素が組合わされることによって、流量・濃度同時測定装
置が構成される。すなわち、一対の超音波振動子４ａ、
４ｂには流量測定回路６が接続される。この流量測定回
路６は例えば伝搬時間差法によるものが用いられる。
素が組合わされることによって、流量・濃度同時測定装
置が構成される。すなわち、一対の超音波振動子４ａ、
４ｂには流量測定回路６が接続される。この流量測定回
路６は例えば伝搬時間差法によるものが用いられる。
第２図は伝搬時間差法による流量測定回路の基本構成を
示すもので、超音波振動子４ａ、４ｂを駆動回路２１ａ
、２１ｂにより同時に駆動し、そのとき各超音波振動子
４ａ、４ｂで受信される他の超音波振動子４ｂ、４ａか
らの超音波信号を受信回路２２ａ、２２ｂで電気信号に
変換し波形整形回路２３ａ、２３ｂを通して時間差演算
回路２４に導いて、超音波振動子４ａから超音波振動子
４ｂへの超音波伝搬時間と超音波振動子４ｂから超音波
振動子４ａへの超音波伝搬時間との差をめ、これに所定
の定数を乗じることによって流量信号ｖ（ｔ）を得るも
のである。なお、第２図はあくまで原理的な構成を示す
ものであって、例えば特開昭５７−７７９１４号公報、
特開昭５７−７７９１５号公報等に記載されたような、
より改良された構成をとることも可能である。
示すもので、超音波振動子４ａ、４ｂを駆動回路２１ａ
、２１ｂにより同時に駆動し、そのとき各超音波振動子
４ａ、４ｂで受信される他の超音波振動子４ｂ、４ａか
らの超音波信号を受信回路２２ａ、２２ｂで電気信号に
変換し波形整形回路２３ａ、２３ｂを通して時間差演算
回路２４に導いて、超音波振動子４ａから超音波振動子
４ｂへの超音波伝搬時間と超音波振動子４ｂから超音波
振動子４ａへの超音波伝搬時間との差をめ、これに所定
の定数を乗じることによって流量信号ｖ（ｔ）を得るも
のである。なお、第２図はあくまで原理的な構成を示す
ものであって、例えば特開昭５７−７７９１４号公報、
特開昭５７−７７９１５号公報等に記載されたような、
より改良された構成をとることも可能である。
一方、濃度測定は例えば特開昭５７−２３８４３号公報
に記載された原理に従い、次のようにして行なわれる。
に記載された原理に従い、次のようにして行なわれる。
すなわち、一方の光透過窓５ａの外側に電源７により点
灯される光源８が設けられ、この光源８からの光が光透
過窓５ａを通して管体２内に導入される。管体２内に導
入された光は管体２内を通流する流体を透過した後、他
方の光透過窓５ｂを通して外部に導き出される。外部に
導き出された光は、モータ９により一定回転数で駆動さ
れるチョッパ用回転板１０に到達する。この回転板１０
には被測定流体に含まれる特定の成分、例えば炭酸ガス
によって吸収される波長の光のみを通過させる第１のフ
ィルタ１１と、被測定流体に含まれるいかなる成分にも
吸収されない波長の光を通過させる第２のフィルタ１２
とを円周方向の異なる位置に配設したものである。そし
てこれらのフィルタ１１．１２を透過した光は光検出器
１３に導か壜、電気信号に変換された後、成分濃度測定
回路１４に供給される。
灯される光源８が設けられ、この光源８からの光が光透
過窓５ａを通して管体２内に導入される。管体２内に導
入された光は管体２内を通流する流体を透過した後、他
方の光透過窓５ｂを通して外部に導き出される。外部に
導き出された光は、モータ９により一定回転数で駆動さ
れるチョッパ用回転板１０に到達する。この回転板１０
には被測定流体に含まれる特定の成分、例えば炭酸ガス
によって吸収される波長の光のみを通過させる第１のフ
ィルタ１１と、被測定流体に含まれるいかなる成分にも
吸収されない波長の光を通過させる第２のフィルタ１２
とを円周方向の異なる位置に配設したものである。そし
てこれらのフィルタ１１．１２を透過した光は光検出器
１３に導か壜、電気信号に変換された後、成分濃度測定
回路１４に供給される。
濃度測定回路１４は例えば第３図に示すように構成され
る。この構成は特開昭５７−２３８４３号公報に記載さ
れたもので、光検出器１３の出力を増幅器３１で増幅し
た後、前記チョッパ用回転板１０の回転に同期して第１
のフィルタ１１を透過した波長の光に起因する成分と、
第２のフィルタ１２を透過した波長の光に起因する成分
とを第１．第２の検波器３２ａ、３２ｂにより同期検波
し、その各検波出力の比（第１の検波器出力／第２の検
波器出力）を割算回路３３でめ、さらにこの比を対数増
幅器３４で対数変換することにより、特定成分、例えば
炭酸ガスについての濃度信号ｆｃｏ２（ｔ）を得る構成
となっている。なお、成分濃度測定回路１４の構成はあ
くまで一例であって、要するに光学的に特定成分の濃度
を測定するものであれば基本的にどのような構成でもよ
い。
る。この構成は特開昭５７−２３８４３号公報に記載さ
れたもので、光検出器１３の出力を増幅器３１で増幅し
た後、前記チョッパ用回転板１０の回転に同期して第１
のフィルタ１１を透過した波長の光に起因する成分と、
第２のフィルタ１２を透過した波長の光に起因する成分
とを第１．第２の検波器３２ａ、３２ｂにより同期検波
し、その各検波出力の比（第１の検波器出力／第２の検
波器出力）を割算回路３３でめ、さらにこの比を対数増
幅器３４で対数変換することにより、特定成分、例えば
炭酸ガスについての濃度信号ｆｃｏ２（ｔ）を得る構成
となっている。なお、成分濃度測定回路１４の構成はあ
くまで一例であって、要するに光学的に特定成分の濃度
を測定するものであれば基本的にどのような構成でもよ
い。
このようにして流量測定回路６および成分濃度測定回路
１４からそれぞれ流量信号ｖ（ｔ）および濃度信号ｆｃ
ｏ２（ｔ）が同時に得られることになる。
１４からそれぞれ流量信号ｖ（ｔ）および濃度信号ｆｃ
ｏ２（ｔ）が同時に得られることになる。
以上説明したように、この発明によれば同一の測定管を
用いて流量と特定成分の濃度とを同時に測定できるので
、これらの測定に直列接続した個別の測定管を用いる場
合に比べて、被測定流体に対する測定系全体の容量を小
さくすることができ、被検者に与える負担が大きく軽減
される。これは特に重症患者の呼吸管理を行なう場合等
において、大きな効果となる。
用いて流量と特定成分の濃度とを同時に測定できるので
、これらの測定に直列接続した個別の測定管を用いる場
合に比べて、被測定流体に対する測定系全体の容量を小
さくすることができ、被検者に与える負担が大きく軽減
される。これは特に重症患者の呼吸管理を行なう場合等
において、大きな効果となる。
また、同一の測定管において流量と成分濃度の測定が行
なわれることは、これらの測定位置が近接してい−ると
いうことであり、従って同じ流量に対するこれら両側室
の時間的なずれが非常に少なくなるため、測定のための
信号処理が簡単となるという利点がある。特に、上記実
施例では流量測定点と成分濃度測定点とが、測定管を構
成する管体の管軸中心線と一対の超音波振動子間で送受
される超音波のビーム中心線との交点で一致しているこ
とから、この時間ずれはほぼ完全に零となるので、その
補正のための処理は全く不要となる。
なわれることは、これらの測定位置が近接してい−ると
いうことであり、従って同じ流量に対するこれら両側室
の時間的なずれが非常に少なくなるため、測定のための
信号処理が簡単となるという利点がある。特に、上記実
施例では流量測定点と成分濃度測定点とが、測定管を構
成する管体の管軸中心線と一対の超音波振動子間で送受
される超音波のビーム中心線との交点で一致しているこ
とから、この時間ずれはほぼ完全に零となるので、その
補正のための処理は全く不要となる。
なお、流量測定点と成分濃度測定点とは必ずしも正確に
一致している必要はなく、管体の管軸中心線と超音波振
動子間で送受される超音波のビーム中心線との交点と、
光透過窓を透過する光の光束の一部とが交わる程度であ
っても、はぼ同様な効果が得られる。
一致している必要はなく、管体の管軸中心線と超音波振
動子間で送受される超音波のビーム中心線との交点と、
光透過窓を透過する光の光束の一部とが交わる程度であ
っても、はぼ同様な効果が得られる。
さらに、上記実施例では、図に示すように管体２の管軸
中心線と超音波振動子４ａ、４ｂ間で送受される超音波
のビーム中心線とを通る面と、光透過窓５ａ、５ｂを透
過する光の光軸中心線と管体２の管軸中心線とを通る面
とがほぼ一致している、換言すれば超音波振動子４ａ、
４ｂおよび光透過窓５ａ、５ｂが、管体２の管軸中心線
を通る一つの面上に位置している。従って、この面が水
平となるように測定管１を配置すれば、管体２内を通流
する流体が呼吸気体のような気体の場合に管体２内で液
化が生じ、その液体が底部に溜ることがあっても、超音
波振動子４ａ、４ｂが設けられている凹所３ａ、３ｂや
光透過窓５ａ、５ｂがその液体により塞がれることはな
いので、超音波の伝搬や光の透過状態が悪くなることが
なく、安定な測定が可能である。
中心線と超音波振動子４ａ、４ｂ間で送受される超音波
のビーム中心線とを通る面と、光透過窓５ａ、５ｂを透
過する光の光軸中心線と管体２の管軸中心線とを通る面
とがほぼ一致している、換言すれば超音波振動子４ａ、
４ｂおよび光透過窓５ａ、５ｂが、管体２の管軸中心線
を通る一つの面上に位置している。従って、この面が水
平となるように測定管１を配置すれば、管体２内を通流
する流体が呼吸気体のような気体の場合に管体２内で液
化が生じ、その液体が底部に溜ることがあっても、超音
波振動子４ａ、４ｂが設けられている凹所３ａ、３ｂや
光透過窓５ａ、５ｂがその液体により塞がれることはな
いので、超音波の伝搬や光の透過状態が悪くなることが
なく、安定な測定が可能である。
第４図はこの発明の他の実施例による流量・濃度同時測
定用測定管の構成を示すもので、管体２の管軸中心線と
一対の超音波振動子４ａ、４ｂ間で送受される超音波の
ビーム中心線との交点に対し、一対の光透過窓５ａ、５
ｂを透過する光の光束が交わらないが、光透過窓５ａ；
５ｂが超音波振動子４ａ、４ｂ間領域における管体２の
壁面に取付けられている例である。このようにしても、
管体２の超音波振動子４８．４ｂ間領域における管軸方
向の長さが数ｃｍ程度と短い場合には、流量測定と濃度
測定との時間ずれは実質上はとんど問題とならず、仮に
この時間ずれを補正するとしても流速の変化による時間
ずれの変化は無視できることから、補正のための信号処
理は非常に簡単で済むという利点がある。
定用測定管の構成を示すもので、管体２の管軸中心線と
一対の超音波振動子４ａ、４ｂ間で送受される超音波の
ビーム中心線との交点に対し、一対の光透過窓５ａ、５
ｂを透過する光の光束が交わらないが、光透過窓５ａ；
５ｂが超音波振動子４ａ、４ｂ間領域における管体２の
壁面に取付けられている例である。このようにしても、
管体２の超音波振動子４８．４ｂ間領域における管軸方
向の長さが数ｃｍ程度と短い場合には、流量測定と濃度
測定との時間ずれは実質上はとんど問題とならず、仮に
この時間ずれを補正するとしても流速の変化による時間
ずれの変化は無視できることから、補正のための信号処
理は非常に簡単で済むという利点がある。
第１図はこの発明の一実施例を説明するための流量・濃
度同時測定装置の構成図、第２図は同実施例における流
量測定回路の具体的構成例を示す図、第３図は同じく成
分濃度測定回路の具体的構成例を示す図、第４図はこの
発明の他の実施例の流量・濃度同時測定用測定管の構成
を示す断面図である。 １・・・測定管、２・・・管体、３ａ、３ｂ・・・凹所
、４ａ、４ｂ・・・超音波−動子、５ａ、５ｂ・・・光
透過窓、６・・・流量測定回路、７・・・電源、８・・
・光源、９・・・モータ、１０・・・チョッパ用回転板
、１１．１２・・・フィルタ、１３・・・光検出器、１
４・・・成分濃度測定回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
度同時測定装置の構成図、第２図は同実施例における流
量測定回路の具体的構成例を示す図、第３図は同じく成
分濃度測定回路の具体的構成例を示す図、第４図はこの
発明の他の実施例の流量・濃度同時測定用測定管の構成
を示す断面図である。 １・・・測定管、２・・・管体、３ａ、３ｂ・・・凹所
、４ａ、４ｂ・・・超音波−動子、５ａ、５ｂ・・・光
透過窓、６・・・流量測定回路、７・・・電源、８・・
・光源、９・・・モータ、１０・・・チョッパ用回転板
、１１．１２・・・フィルタ、１３・・・光検出器、１
４・・・成分濃度測定回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (3)
- （１）流体が通流する管体と、この管体に流体の流れ方
向を斜めに横切る線上で相対向するように取付けられた
流量測定用の一対の超音波振動子と、前記管体の前記一
対の超音波振動子開領域の壁面に相対向して気密に取付
けられ、一方が前記流体の濃度測定用の光を外部の光源
から前記管体内部に導入し、他方が前記流体を透過した
光を前記管体の外部に設けられた濃度測定用の光検出系
に導く一対の光透過窓とを備えたことを特徴とする流体
の流量・濃度同時測定用測定管。 - （２）一対の超音波振動子および一対の光透過窓は、管
体の管軸中心線と一対の超音波振動子間で送受される超
音波のビーム中心線との交点と、一対の光透過窓を透過
する光の光束中心線または光束の一部とが交わるように
配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の流体の流量・濃度同時測定用測定管。− - （３）一対の超音波振動子および一対の光透過窓は、管
体の管軸中心線と一対の超音波振動子間で送受される超
音波のビーム中心線とを通る面と、管体の管軸中心線と
一対の光透過窓を透過する光の光束中心線とを通る面と
が番まぼ一致するように配置されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の流体の流量
・濃度同時測定用測定管。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226131A JPS60117131A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 流体の流量・濃度同時測定用測定管 |
| DE8484308135T DE3476451D1 (en) | 1983-11-30 | 1984-11-23 | Measuring conduit for flow rate and concentration of fluid |
| EP84308135A EP0145384B1 (en) | 1983-11-30 | 1984-11-23 | Measuring conduit for flow rate and concentration of fluid |
| US06/675,231 US4581942A (en) | 1983-11-30 | 1984-11-27 | Measuring conduit for flow rate and concentration of fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226131A JPS60117131A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 流体の流量・濃度同時測定用測定管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117131A true JPS60117131A (ja) | 1985-06-24 |
Family
ID=16840327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58226131A Pending JPS60117131A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 流体の流量・濃度同時測定用測定管 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4581942A (ja) |
| EP (1) | EP0145384B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60117131A (ja) |
| DE (1) | DE3476451D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018140874A1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Aromatix, Inc. | Ultrasound gas sensor system using machine learning |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI82367C (fi) * | 1988-02-11 | 1991-03-11 | Instrumentarium Oy | Till intubationsroer kopplad spirometer och provtagningsfoerbindning i gasanalysator. |
| US5029584A (en) * | 1989-09-21 | 1991-07-09 | Cornelius Smith | Method and apparatus for measuring patient blood loss |
| US5060514A (en) * | 1989-11-30 | 1991-10-29 | Puritan-Bennett Corporate | Ultrasonic gas measuring device |
| US5369998A (en) * | 1989-12-12 | 1994-12-06 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Ultrasonic mass flow meter for solids suspended in a gas stream |
| US5115670A (en) * | 1990-03-09 | 1992-05-26 | Chevron Research & Technology Company | Measurement of fluid properties of two-phase fluids using an ultrasonic meter |
| US5067492A (en) * | 1990-08-07 | 1991-11-26 | Critikon, Inc. | Disposable airway adapter |
| DE4140572C2 (de) * | 1990-12-10 | 1995-09-21 | Heinz Selic | Verfahren zur Ermittlung der Durchflußmenge eines zeitweise als Ein- oder Zwei-Phasen-Strömung vorliegenden strömenden Mediums |
| US5287851A (en) * | 1991-09-11 | 1994-02-22 | Beran Anthony V | Endotracheal tube connector with integral pneumotach transducer |
| US5456102A (en) * | 1993-03-19 | 1995-10-10 | Moorehead; Jack | Method and apparatus for particle counting and counter calibration |
| US5585729A (en) * | 1993-05-13 | 1996-12-17 | Gamma Precision Technology, Inc. | Fluid concentration detecting apparatus |
| DE4318690A1 (de) * | 1993-06-04 | 1995-01-05 | Ndd Medizintechnik Gmbh | Verfahren zur Messung der Molmasse von Gasen oder Gasgemischen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| EP0646346A3 (de) * | 1993-09-30 | 1998-06-17 | NDD Medizintechnik GmbH | Vorrichtung zur Messung von Atemgasparametern |
| SE9501678D0 (sv) * | 1995-05-05 | 1995-05-05 | Siemens Elema Ab | Anordning för överföring av information via patientslang vid intensivvårds- eller anestesiapparat |
| US5789660A (en) | 1996-07-15 | 1998-08-04 | Novametrix Medical Systems, Inc. | Multiple function airway adapter |
| US20070225612A1 (en) * | 1996-07-15 | 2007-09-27 | Mace Leslie E | Metabolic measurements system including a multiple function airway adapter |
| US7335164B2 (en) | 1996-07-15 | 2008-02-26 | Ntc Technology, Inc. | Multiple function airway adapter |
| SE508439C2 (sv) * | 1997-04-21 | 1998-10-05 | Siemens Elema Ab | Mätanordning för samtidig bestämning av flöde av en strömmande gasblandning och koncentration av en specifik gas i gasblandningen. |
| SE9801430D0 (sv) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Siemens Elema Ab | Ultraljudsflödesmätare |
| US6095986A (en) * | 1998-07-28 | 2000-08-01 | Square One Technology, Inc. | Disposable anti-fog airway adapter |
| EP1131000A4 (en) * | 1998-11-17 | 2003-05-14 | James R Mault | METHOD AND DEVICE FOR NON-INVASIVELY DETERMINING THE HEART TIME VOLUME |
| ATE308470T1 (de) | 1999-03-12 | 2005-11-15 | Glaxo Group Ltd | Dossierventil |
| DE19944047C2 (de) * | 1999-09-14 | 2003-09-25 | Schubert & Salzer Control Syst | Vorrichtung zur Messung der Konzentration oder Dichte sowie von Partikeln |
| DE10106046A1 (de) * | 2001-02-09 | 2002-08-29 | Draeger Medical Ag | Kombinierter Atemstromsensor |
| SE0301226D0 (sv) * | 2003-04-28 | 2003-04-28 | Siemens Elema Ab | Acoustic Determination of Moisture Content of a Gas Mixture |
| DE20321641U1 (de) * | 2003-11-12 | 2008-10-16 | Dräger Medical AG & Co. KG | Atemvolumenstromsensor |
| US8146592B2 (en) * | 2004-02-26 | 2012-04-03 | Ameriflo, Inc. | Method and apparatus for regulating fluid flow or conserving fluid flow |
| US7617826B1 (en) | 2004-02-26 | 2009-11-17 | Ameriflo, Inc. | Conserver |
| US7448594B2 (en) | 2004-10-21 | 2008-11-11 | Ameriflo, Inc. | Fluid regulator |
| DE102008050497A1 (de) * | 2008-10-07 | 2010-04-08 | Ganshorn Medizin Electronic Gmbh | Verfahren zur Lungentotraummessung |
| DE102008060922A1 (de) * | 2008-12-06 | 2010-06-10 | Ganshorn Medizin Electronic Gmbh | Lungendiagnosegerät mit zwei Ultraschallmessstrecken |
| DE102008063503A1 (de) * | 2008-12-17 | 2010-08-05 | Ganshorn Medizin Electronic Gmbh | Lungendiagnosegerät mit vier Ultraschallelementen |
| US10508937B2 (en) | 2012-04-12 | 2019-12-17 | Texas Instruments Incorporated | Ultrasonic flow meter |
| DE102013114475B4 (de) * | 2013-12-19 | 2021-04-08 | Sick Ag | Ultraschallmessvorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Strömungsgeschwindigkeit |
| US10393638B2 (en) * | 2014-01-29 | 2019-08-27 | Jp3 Measurement, Llc | System and method for determining vapor pressure of produced hydrocarbon streams via spectroscopy |
| DE102014111732A1 (de) * | 2014-08-18 | 2016-02-18 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Feldgerät für die Automatisierungstechnik |
| US10610659B2 (en) | 2017-03-23 | 2020-04-07 | General Electric Company | Gas mixer incorporating sensors for measuring flow and concentration |
| CZ2022493A3 (cs) * | 2022-11-23 | 2023-12-06 | SMART TECHNOLOGY, s.r.o. | Multifunkční zařízení pro měření průtoku kapalin, zejména nápojů |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250784A (en) * | 1975-10-22 | 1977-04-23 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic type flow and density meter |
| JPS5731651B2 (ja) * | 1977-07-11 | 1982-07-06 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3901078A (en) * | 1973-09-07 | 1975-08-26 | Westinghouse Electric Corp | Ultrasonic system for fluid flow measurement |
| US3906791A (en) * | 1973-10-01 | 1975-09-23 | Panametrics | Area averaging ultrasonic flowmeters |
| JPS5723843A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-08 | Nippon Koden Corp | Measuring apparatus of concentration of respiratory gas |
| JPS5777914A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-15 | Toshiba Corp | Fluid measuring apparatus |
| EP0051293B1 (en) * | 1980-10-31 | 1985-08-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Respiration flowmeter |
| DE3132526C2 (de) * | 1981-08-18 | 1984-11-15 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Laufzeitdifferenzen von Ultraschallimpulsen zur Bestimmung von Strömungsfeldern, insbes. von Geschwindigkeitskomponenten in gasförmigen Medien |
| JPS58223040A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-24 | Nippon Koden Corp | 呼吸気ガス濃度測定装置 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58226131A patent/JPS60117131A/ja active Pending
-
1984
- 1984-11-23 EP EP84308135A patent/EP0145384B1/en not_active Expired
- 1984-11-23 DE DE8484308135T patent/DE3476451D1/de not_active Expired
- 1984-11-27 US US06/675,231 patent/US4581942A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250784A (en) * | 1975-10-22 | 1977-04-23 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic type flow and density meter |
| JPS5731651B2 (ja) * | 1977-07-11 | 1982-07-06 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018140874A1 (en) * | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Aromatix, Inc. | Ultrasound gas sensor system using machine learning |
| US11215586B2 (en) | 2017-01-30 | 2022-01-04 | Aromatix, Inc. | Ultrasound gas sensor system using machine learning |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0145384B1 (en) | 1989-01-25 |
| EP0145384A3 (en) | 1986-02-26 |
| DE3476451D1 (en) | 1989-03-02 |
| EP0145384A2 (en) | 1985-06-19 |
| US4581942A (en) | 1986-04-15 |
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