用于氣體傳感器的采樣的氣動部件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于氣體傳感器的采樣的氣動部件，其用于減少壓力波動，其包括用于通導氣體的至少一個限制部和用于通導氣體的至少一個大流動腔(3)，其應可簡單地且便宜地來制造且要求較小的裝配花費。該目的由此來實現，即至少一個限制部(2)和至少一個大流動腔(3)至少部分地具有共同的構件(17)。
【專利說明】用于氣體傳感器的采樣的氣動部件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的氣動部件、一種根據權利要求9的前序部分的用于氣體分析的裝置和一種根據權利要求10的用于制造氣動部件的方法。
【背景技術】
[0002]氣體傳感器例如被使用在呼吸和麻醉儀中用于監控輸送給患者或從患者呼出的呼吸氣體濃度。由此在呼吸儀中來測量O2和CO2濃度而在麻醉儀中附加地還測量N2O和麻醉劑濃度。對此，利用傳感器系統在呼吸或麻醉儀的Y形件處提取呼吸氣體作為樣品氣體并且由在傳感器系統處的傳感器來評估。傳感器系統在此具有泵、例如膜片泵，其從呼吸或麻醉儀的Y形件抽吸呼吸氣體作為樣品氣體。由于膜片泵的工作方式，在此引起脈動的壓力波動。這樣的脈動的壓力波動干擾傳感器的測量結果的質量質或者負面地影響其，從而利用以氣動式低通濾波器(Tiefpassfilter)的形式的氣動部件來減小在傳感器處的壓力波動。
[0003]氣動式低通(Tiefpass)在此具有大量串聯的限制部(Restriktion)和大流動腔(GroBstromungsraum)。限制部具有非常小的流動腔、例如作為在帶有非常小的通道的限制管中的流動腔，而大流動腔是用于帶有大體積的呼吸氣體的流動腔。限制部在此可由限制管形成或者還由藍寶石多孔磚(Saphirlochstein)形成。在此，限制部和大流動腔由分離的構件來形成或限制，也就是說，在限制部中和在大流動腔中的流動腔由不同的構件來限制。這些分離的構件以復雜的方式與軟管相互連接。對此，限制部和大流動腔具有作為套管(Tuelle)的氣動接頭，用于氣動連接的軟管插在其上。
【發明內容】
[0004]因此，本發明的目的在于說明一種所提及的類型的氣動部件，其可簡單地且便宜地來制造且要求較小的裝配花費。
[0005]該目的利用權利要求1的特征來實現。
[0006]以帶有集成的氣動式低通的構件的形式的氣動部件包括用于通導(Durchleiten)氣體的至少一個限制部、用于通導氣體的至少一個大流動腔，其中，該至少一個限制部和該至少一個大流動腔氣動地相互串聯，其中，至少一個限制部和至少一個大流動腔至少部分地由構件的共同的基體形成。以有利的方式，構件的共同的基體也可被用于多個限制部和大流動腔。由于使用僅僅一個基體用于部分地限制該至少一個限制部和該至少一個大流動腔，避免了不密封性的風險。
[0007]該至少一個限制部和該至少一個大流動腔由至少一個封閉蓋(Verschlussdeckel)來限制。構造為配合銷(Passstifte)的填充體(Fuellkoerper)是封閉蓋的組成部分并且被插入在基體處的相應的套筒(Buchse)中。通過填充體和套筒以及沿著填充體或套筒伸延的槽的共同作用來形成限制部。由槽的尺寸得到限制部的自由的流動橫截面。[0008]該至少一個限制部和該至少一個大流動腔與至少一個氣動通道相互連接。在此，氣動通道也可以是大流動腔的部分或者也可以是限制部的部分。
[0009]基體利用至少一個封閉蓋、優選地利用兩個封閉蓋來氣密地封閉，并且/或者該至少一個大流動腔的體積大于該至少一個限制部的體積、尤其至少是其10至100倍。
[0010]在基體處構造有帶有槽的至少一個凹部(Aussparung)、尤其套筒并且在該至少一個凹部中各布置有填充體、尤其配合銷而在槽內不布置有填充體，使得限制部由槽形成。帶有凹部的基體、槽和填充體可特別簡單地利用注塑由塑料來制造或者由此制成。由于在構件處的凹部和填充體的簡單的幾何結構，因此在用于制造構件和填充體的注塑工具處不需要復雜的滑動元件(Schieberelement)。適宜地,在此該至少一個凹部的幾何結構與填充體互補地來構造，使得在填充體布置在凹部內時凹部基本上完全填滿。作為自由的流動橫截面保留有槽，其可特別簡單地被構造為帶有非常小的流動橫截面面積的流動腔。
[0011]該至少一個填充體尤其一件式地與封閉蓋相連接而該至少一個限制部由該至少一個填充體來限制。在制造封閉蓋時，由此可特別簡單地在注塑封閉蓋時借助于由熱塑性塑料的注塑將該至少一個填充體與封閉蓋相連接。
[0012]該至少一個大流動腔各由在基體處的凹口來限制，并且至少一個限制部、尤其兩個限制部通到大流動腔中并且/或者該至少一個氣動接頭通到該至少一個大流動腔中和/或到該至少一個限制部中。
[0013]氣動部件利用在該專利申請中所說明的方法來制造。
[0014]根據本發明的用于氣體分析的裝置包括用于分析氣體樣品的至少一個傳感器、用于將氣體樣品輸送至該至少一個傳感器的泵、用于在該至少一個傳感器處減小由泵所產生的壓力波動的至少一個氣動部件、優選地至少一個閥、優選地至少一個過濾器、尤其燒結物過濾器(Sinterfilter),其中,氣動部件包含在該專利申請中所說明的氣動式低通。
[0015]根據本發明的用于制造氣動部件的方法包括步驟:提供帶有各帶有槽的至少一個凹部、尤其套筒的基體，提供至少一個填充體、尤其配合銷，將該至少一個填充體引入帶有槽的該至少一個凹部中，從而利用該至少一個填充體在槽之外來充填該至少一個凹部而在槽處形成有用于通導氣體的限制部。
[0016]在一補充的變體中，利用尤其由塑料、優選地熱塑性塑料的注塑來提供基體和/或該至少一個填充體。基體和該至少一個填充體可特別簡單地利用注塑以注塑工具、尤其在沒有滑動元件的情況下來制造。由此可降低用于制造的成本并且該構件在裝配中和在運行中特別可靠。
[0017]在一補充的變體中，提供帶有用于至少一個大流動腔的至少一個凹口和/或帶有至少一個氣動接頭的基體。
[0018]提供至少一個封閉蓋、優選地兩個封閉蓋并且將該至少一個封閉蓋材料配合、形狀配合和/或力配合地固定在基體處，尤其利用粘接或焊接、例如激光焊接，使得基體優選地氣密地被封閉蓋封閉。
[0019]適宜地，提供帶有至少一個氣動接頭的至少一個封閉蓋并且/或者提供帶有至少一個填充體的至少一個封閉蓋并且/或者利用尤其由塑料、優選地熱塑性塑料的注塑來提供該至少一個封閉蓋。
[0020]幾何上與該至少一個填充體互補地來提供該至少一個凹部并且/或者在基體處布置有過濾器、尤其燒結物過濾器，尤其將過濾器、尤其燒結物過濾器引入且儲存到該至少
一個凹部和/或該至少一個大流動腔中，用于由該構件所導引的氣體的過濾。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]根據本發明的裝置的實施例在附圖中示出并且在下面來詳細闡述。其中:
圖1顯示了帶有氣動式低通、傳感器和閥的傳感器系統的流動圖，
圖2顯示了構件的第一分解圖，
圖3顯示了根據圖2的構件的第二分解圖，
圖4顯示了根據圖2的構件的橫截面，
圖5顯示了限制部的橫截面，
圖6顯示了限制部的第一備選實施方案，以及 圖7顯示了限制部的第二備選實施方案。
[0022]附圖標記清單 I氣動式低通
2限制部 3大流動腔 4氣動通道 5氣動接頭 6套管 7軟管 8過濾器 9燒結物過濾器 10閥
11第一傳感器 12第二傳感器 13壓差傳感器 14金屬管 15泵 16膜片泵 17構件 18基體 19第一封閉蓋 20第二封閉蓋 21凹部 22套筒 23槽 24填充體 25配合銷 26固定接管 27主氣體
28零位氣體(Nullgas)
29 副氣體(Nebengas)
30在封閉蓋處的板 31 S封兀件。
【具體實施方式】
[0023]為了呼吸氣體的氣體分析，在未示出的呼吸或麻醉儀的Y形件處利用構造為膜片泵16的泵15來抽吸呼吸氣體作為主氣體27，圖1。
[0024]作為傳感器，在此第一傳感器11被用作紅外光學的測量儀而第二傳感器12被用作用于分析呼吸氣體的氧氣傳感器。由膜片泵16所抽吸的呼吸氣體在此在膜片泵16處的氣動通道4處具有壓力波動。壓力波動由于膜片泵16的技術構造而引起。這樣的壓力波動在第一和第二傳感器11、12處導致測量錯誤或者對傳感器11、12的測量結果的負面影響，從而利用氣動式低通I來減小在兩個傳感器11、12處出現的壓力波動。氣動式低通I具有大量限制部2和大流動腔3。與非常細的流動通道相比，限制部2具有較小的流動體積和較小的流動橫截面面積而大流動腔3具有非常大的流動體積和較大的流動橫截面面積。利用兩個閥10可控制是作為來自呼吸或麻醉儀的呼吸氣體的主氣體27還是用于標定這兩個傳感器11、12的零位氣體28可被輸送給傳感器11、12。此外還可控制是否經由氣動式低通I來附加地或者單獨地導引副氣體29。燒結物過濾器9作為過濾器8用于過濾由膜片泵16經由構件17所抽吸的氣體。在膜片泵16后面存在由兩個大流動腔3 (其通過限制部2相互連接)構成的串聯。由此形成的氣動式低通濾波用作用于膜片泵16的消聲器。
[0025]在圖2至4中示出構件17。構件17包括基體18、第一封閉蓋19和第二封閉蓋20。基體18和這兩個封閉蓋19、20借助于注塑由熱塑性的塑料制成。這兩個封閉蓋19、20在此具有板30，在其處相應同樣由熱塑性的塑料一件式地構造有配合銷25作為填充體24以及套管6作為氣動接頭5。此外，第一封閉蓋19具有用于機械固定構件17的由熱塑性的塑料構成的兩個固定接管26。
[0026]基體18構造有三個大的凹口，其相應部分地限制大流動腔3且是氣動式低通I的組成部分。此外，在基體18處存在多個構造為套筒22的凹部21。凹部21作為套筒22、例如總共6個套筒22在此在橫截面中大致圓形地來構造(圖5)并且在此相應具有作為縱向槽的槽23。
[0027]除了槽23之外，套筒22的幾何形狀在此與在這兩個封閉蓋19、20處的配合銷25的幾何形狀互補地來構造。為了限制部2在基體18處的構造，配合銷25應引入在基體18處的相應的套筒22中，直到這兩個封閉蓋19、20的板30處于基體18上。由此，作為在帶有槽23的套筒22中的流動腔僅還保留槽23，從而由此以簡單的方式形成限制部2。限制部2因此不僅由基體18而且由配合銷25相應在第一或第二封閉蓋19、20處來限制。由此能夠以簡單的方式在氣動式低通I處建立限制部2。在將這兩個封閉蓋19、20安放到基體18上之后，氣密地借助于激光焊接將這兩個封閉蓋19、20、也就是說板30與基體18焊接。
[0028]因此以該簡單的方式可形成限制部2。僅在壓差傳感器13處的限制部2由金屬管14形成，圖4。對此，在將兩個封閉蓋19、20施加到凹部21中之前將金屬管14引入相應的凹部21中或者在制造基體18時直接一起噴注。金屬管14具有用于呼吸氣體的相應的較小的流動通道，從而由此還在金屬管14處形成限制部2。過濾器8在圖4中示出并且布置在基體18的套筒22中。在將配合銷25引入套筒22中之前，首先引入過濾器8或者在制造基體18時直接一起噴注。
[0029]大流動腔3由在基體18處的凹口形成。為了導入和導出呼吸氣體并且因此為了引導呼吸氣體通過大流動腔3，限制部2通到相應的大流動腔3中。套筒22和配合銷25的長度在此構造成使得它們還在封閉蓋19、20的板30之前結束并且由此從在槽23處的限制部2流出的呼吸氣體可流入大流動腔3中。大流動腔3因此由基體18和相應封閉蓋19、
20、也就是說板30來限制。與此不同，呼吸氣體還可通過作為套管6的氣動接頭5被輸送給大流動腔3和/或從其導出。為了限制部2和大流動腔3的氣動連接，限制部2和/或大流動腔3通到氣動接頭5中。由此可利用在圖2至4中所示的構件17來實現呼吸氣體的在圖1中所示的流動圖。
[0030]閥10和傳感器11、12在圖2至4中未示出。閥10和壓差傳感器13 (其同樣未在圖2至4中示出)在此利用電氣線路(Leiterbahn)機械地固定在電路板處并且利用電流來運行，電流通過在電路板上的線路來導引(未示出)。為了閥10和壓差傳感器13的氣動連接，它們氣動地利用套管6借助于氣動的密封元件31與第一封閉蓋19相連接。
[0031]傳感器11、12和膜片泵16利用軟管7氣動地連結在第二封閉蓋20的套管6處。傳感器11、12和膜片泵16的供電通過單獨的電線不帶電路板地實現。由此，在構件17處閥10以及壓差傳感器13布置在第一封閉蓋19的區域中而傳感器11、12以及膜片泵16在第二封閉蓋20的區域中。閥10、傳感器11、12、13和膜片泵16布置在構件17之外。
[0032]總體上觀察，顯著的優點與根據本發明的氣動構件17相聯系。在制造氣動構件17時不必再以復雜的方式將各個部件氣動地和機械地相互連接，以便能夠使大量限制部2和大流動腔3氣動地串聯。僅利用簡單且便宜地借助于注塑待由熱塑性的塑料制造的基體18以及同樣借助于注塑所制造的封閉蓋19、20，能夠以簡單的方式在構件17處制造大量限制部2和大流動腔3。由此，在制造和裝配構件17時可顯著降低成本。由于這兩個封閉蓋19,20與基體18的簡單的且便宜的氣密連接，構件17在運行中特別簡單且可靠地工作，因為不密封性的風險非常小。
[0033]在限制部2的在圖7中所說明的第二實施形式中，槽23具有三角形的橫截面輪廓。
【權利要求】
1.一種用于氣體傳感器的采樣的氣動部件，其包括 -用于通導氣體的至少一個限制部(2)， -用于通導氣體的至少一個大流動腔(3)，其中，至少一個所述限制部(2)和至少一個所述大流動腔(3)氣動地相互串聯， -至少兩個氣動接頭(5)， 其特征在于， 至少一個限制部(2)和至少一個大流動腔(3)至少部分地具有共同的構件(17)。
2.根據權利要求1所述的氣動部件，其特征在于，所述構件(17)構造成單件式、尤其構造為塑料壓注件。
3.根據權利要求1或2所述的氣動部件，其特征在于，所述構件(17)包括基體(18)和至少一個封閉蓋(19，20)，它們形成至少一個所述限制部(2)和至少一個所述大流動腔⑶。
4.根據上述權利要求中任一項或多項所述的氣動部件，其特征在于，所述基體(18)優選地利用兩個封閉蓋(19，20)氣密地來封閉，并且至少一個所述大流動腔(3)的體積大于至少一個所述限制部(2)的體積、尤其至少是其10至100倍。
5.根據權利要求3或4所述的氣動部件，其特征在于，在所述構件(17)處構造有帶有槽(23)的至少一個凹部(21)、尤其套筒(22)，并且在至少一個所述凹部(21)中各布置有填充體(24)、尤其配合銷(25)而在所述槽(23)內不布置有填充體(24)，使得所述限制部(2)由所述槽(23) 形成。
6.根據權利要求5所述的氣動部件，其特征在于，至少一個所述填充體(24)尤其單件式地構造在所述封閉蓋(19，20)處，并且至少一個所述限制部(2)由至少一個所述填充體(24)來限制。
7.根據上述權利要求中任一項或多項所述的氣動部件，其特征在于，至少一個所述大流動腔⑶各由在所述構件(17)處的凹口來限制，并且至少一個所述限制部(2)、尤其兩個限制部(2)通到所述大流動腔(3)中而至少一個所述氣動接頭(5)通到至少一個所述大流動腔(3)中并且/或者到至少一個所述限制部(2)中。
8.根據權利要求7所述的氣動部件，其特征在于，至少一個所述大流動腔(3)由封閉蓋(19，20)來限制。
9.一種用于氣體分析的裝置，其包括 -用于分析氣體樣品的至少一個傳感器(11，12)， -用于將所述氣體樣品輸送至至少一個所述傳感器(11，12)的泵(15，16)， -用于在至少一個所述傳感器(11，12)處減小由所述泵(15，16)所產生的壓力波動的氣動部件， 其特征在于， 所述氣動部件根據上述權利要求中任一項或多項來構造。
10.一種用于制造根據上述權利要求中任一項或多項所述的氣動部件的方法，其帶有步驟: -提供基體(18)，其帶有各帶有槽(23)的至少一個凹部(21)、尤其套筒(22)， -提供至少一個填充體(24)、尤其配合銷(25)，-將至少一個所述填充體(24)引入帶有所述槽(23)的至少一個所述凹部(21)中，從而利用至少一個所述填充體(24)在所述槽(23)之外來充填至少一個所述凹部(21)，并且在所述槽(23)處形成用于通導氣體的限制部(2)。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，利用尤其由塑料、優選地熱塑性塑料的注塑來提供所述基體(18)和至少一個所述填充體(24)。
12.根據權利要求10或11所述的方法，其特征在于，提供帶有用于至少一個大流動腔(3)的至少一個凹口和帶有至少一個氣動接頭(5)的所述基體(18)。
13.根據權利要求10至12中任一項或多項所述的方法，其特征在于，提供至少一個封閉蓋(19，20)、優選地兩個封閉蓋(19，20)，并且將至少一個所述封閉蓋(19，20)材料配合、形狀配合和/或力配合地固定在所述基體(18)處，尤其利用粘接或焊接、例如激光焊接，使得所述基體(18)、優選地氣密地被所述封閉蓋(19，20)封閉。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，提供帶有至少一個氣動接頭(5)的至少一個所述封閉蓋(19，20)，并且提供帶有至少一個所述填充體(24)的至少一個所述封閉蓋(19，20)，并且利用尤其由塑料、優選地熱塑性塑料的注塑來提供至少一個所述封閉蓋(19，20)。
15.根據權利要求10至14中任一項或多項所述的方法，其特征在于，幾何上與至少一個所述填充體(24)互補地來提供至少一個所述凹部(21)，并且在所述基體(18)處布置有過濾器(8)、尤其燒結物過濾器(9)用于所通導的氣體的過濾 。
【文檔編號】G01N33/497GK103512777SQ201310248682
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月21日 優先權日:2012年6月21日
【發明者】T.S.馬克賽納, L.E.哈爾 申請人:德爾格醫療有限責任公司