Brevet FR2134114A1 — publié le 19721208

L'invention a pour objet un appareil pour la mesure du débit deux gaz circulant dans un conduit, applicable notamment pour la mesure du dbit de l'air aspiré et expiré par le jeu du système pulmonaire. Les appareil de usure le débit utilisés dans le domaine médical font habituellement appel à la différence de pression Qu1on relève entre l'amont et l'aval d'un diaphragme ou grille interposé dans un conduit faisant partie d'un masque mulon applique sur le visage d'un patient. De tels appareils introduisent une résistance notable à la circulation de l'air ce qui, pour un patient atteint d'une affection des voies pulmonaires, en rend l'utilisation prolongée inappropriée. la grille, qui constitue le plus souvent l'obstacle de part et d'autre duquel la différence de pression est mesurée, doit être chauffée pour éviter le dépôt de particules d'eau en suspension dans l'air expiré, ce qui implique la liaison au secteur électrique ou a une autre source de courant En cas d'expectoration par le malade, l'appareil est Lis hors de fonctîonnei:#ent. L'appareil selon l'invention évite ces difficultés. Il est caractérisé par ce fait qu'il comprend des moyens pour faire traverser le flux gazeux en circulation dans an conduit par un jet transversal de gaz, des moyens récepteurs, prévus sur la partie de la paroi du conduit opposée à celle d'admission du jet, permettant la localisation de la zone d'impact. La déviation du jet par rapport à sa condition en l'absence de flux gazeux étant, toutes choses égales d'ailleurs, d'autant plus accentue que le débit lu flux gazeux est plus élevé, on peut ainsi déter#:iner celui-ci. ar un tel appareil, la respiration du patient n'est pratiquement pas entravée. Ison seulement la perte de charge introduite est faible ais surtout l'espace ort attaché à l'appareil est réduit. Selon une fondre de réalisation, le jet gazeux est un Jet d'oxygène ..ini:.isant encore lus, jusQu'à annuler, l'effet d'espace ort. Selon une autre caractéristique de l'invention, le jet transversal de mesure est obtenu par la conjonction de deux jets obliques fournis par des arrivées de gaz à pression réglable, de sorte qu'il suffit de faire varier la pression de l'une ou des deux sources pour modifier la direction du jet de mesure, celle-ci étant avantageuseient celle pour laquelle la direction du jet résultant de la conjonction des deux jets obliques est perpendiculaire à la direction de circulation du flux gazeux en l'absence de celui-ci. l'invention prévoit également que la détermination de la position de la zone d'impact du jet de mesure est obtenue par une mesure de pression pneumatique dans la partie de paroi du conduit opposée a celle d'injection. Pans une Fore de réalisation, la mesure de pression est é!fectuée à l'aide de deux capteurs pneumatiques reliés par deux canaux à des parties de paroi du conduit situées de part et d'autre de la zone ou aboutit le jet en dehors de toute circulation du flux gazeux. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est un schéma de principe d'un appareil selon l'invention, pour une forme de réalisation - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, trais pour une autre forme de réalisation - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1, mais pour une variante - la figure 4 est une vue à grande échelle d'une partie d'appareil selon l'invention - la figure 5 est une vue en plan d'une tartie d'appareil selon l'invention - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 5 d'un appareil complet - la figure 7 en est une vue schématique en perspective. On se réfère d'abord à la figure 1. Dans le conduit 10 circule un gaz dont le débit est à mesurer La paroi 11 du conduit présente un petit orifice 12 qui forme l'extréftté d'une buse 13 reliée à une source de gaz comprise 14 par l'intermédiaire d'un détendeur 15 à action réglable par ...anoeuvre d'un bouton de co nde 16.Sans la partie opposée 17 de la paroi 11 située dans le prolongement de l'axe 26 de la buse 13 sont pratiquées deux ouvertures lb et 19 d'une dimension qui peut être quelque peu supérieure à celle de l'orifice 12 et à partir les deux ouvertures contigles prennent naissance de petits canaux 20 et 21 aboutissant à un dispositif manométrique 22 propre à mesurer la différence des pressions réglant dans les petits canaux 20 et 21 par la différence de potentiel électrique existant entre les sorties 23 et 24. En l'absence de flux gazeux dans le conduit 10, le jet de gaz 25 qui sort par l'orifice 12 a une trajectoire rectiligne, et ledit jet reste symétrique par rapport à l'-axe 26 de la buse 13. Il exerce donc la même action sur les canaux 20 et 21, de sorte que le dispositif manométrique 22 ne fait apparaître aucune différence de pression et la différence de potentiel entre les sorties 23 et 24 est nulle. Si, par contre, il circule un fluide dans le conduit 10, comme montré par la flèche f, le jet de gaz 25 est défléchi par cette circulation, et il en résulte un déplacement de la zone d'impact 27 du jet 25 avec la partie de paroi 17. l'ouverture 18 reçoit une quantité de jet gazeux plus importante que l'orifi- ce 19 et, en raison de la différence de pression qui existe alors dans les canaux 20 et 21, le dispositif manométrique 22 fait apparaître une différence de potentiel électrique entre les sorties 23 et 24. Cette différence de potentiel est d'autant plus importante que le débit du fluide circulant dans le conduit 10 est élevé. Pour un fluide circulant dans le conduit 10 dans le sens opposé, la différence de potentiel électrique entre les sorties 23 et 24 est opposée à celle de la première condition. le réglage par le bouton 16 du détendeur 15 permet d'adapter l'appareil à différents domaines de débit à mesurer. En variante, un seul des canaux 20 et 21 est relié à un capteur i-.anométrique dont la sortie est fonction du débit de fluide circulant dans le conduit 10. Pour la mesure du débit d'air inspiré et expiré par un patient, l'invention prévoit, comme montré sur la figure 2, de relier les sorties 23 et 24 du dispositif manométrique 22 à un appareillage 32, avantageusement électronique, de traitement des signaux fournis par le dispositif rn#nométrique. L'appareillage 32 comprend, le plus simplement, des doyens de -détentination de la valeur r#oyenne de la tension électrique de sortie du dispositif cianométrique variant de .manière sinusoidale en correspondance des temps d'inspiration et a'expiration du patient, des moyens de suppression des alternances de tension positives ou négatives par rapport à ladite valeur moyenne, ainsi que des moyens d'intégra tion, sur une durée déterminable à volonté, des Seules alternances conservées. On peut, dans ce cas, adapter l'appareil à une plage correspondant aux débits, par exemple d'enfants en bas âge, d'un malade adulte, ou bien à des buts de contrôle d'activités sportives. le jet 25 peut être un jet d'air. Cependant, l'invention prévoit également llapplication d'un jet d'oxygène, minimisant ainsi l'effet de l'espace mort et en assurant le rinçage souhaitable dans de nombreux cas. La forme de réalisation montrée sur la figure 3 est analogue à celle décrite en référence à la figure 1 avec toutefois interposition entre les canaux 20 et 21 et le dispositif manométrique 22 d'un amplificateur fluidique proportionnel, 31. On se réfère maintenant à la figure 4. Dans cette forme de réalisation, le jet 42 qui, en l'absence de flux gazeux dans le conduit 43 est perpendiculaire à l'axe 44 de ce dernier, est formé par la conjonction de deux jets sortant respectivement d'un premier canal 45 et d'un second canal 46, obliques par rapport à l'axe 47 du jet en condition non déviée et symétriques par rapport à cet axe. les canaux 45 et 46 sont reliés à des sources de gaz 48 et 49, qui comprennent des moyens schématisés en 50 et 51 pour le réglage de la pression individuellement dans l'une et l'autre des sources 48 et 49. On peut ainsi obtenir un jet gazeux 42 traversant le conduit 43 et aboutissant en la zone d'impact 53 d'une manière exactement symétrique par rapport à l'axe 47 perpendiculaire à la direction de l'axe du conduit dans cette portion de mesure. Dans la forme de réalisation décrite, les débouchés 54 et 55 des canaux 45 et 46, symétriques par rapport à l'axe 47, sont distants l'un de l'autre, de part et d'autre d'une partie 56 de la paroi du conduit 43. De même, les débouchés 57 et 58 des canaux 59 et 60, reliés au dispositif manométrique, et symétriques par rapport à l'axe 47, sont distants l'un de l'autre de part et d'autre d'une partie 61 de la paroi du conduit 43. On se réfère maintenant aux figures 5 à 7 relatives à un mode d'exécution. Dans celui-ci, le conduit et les canaux sont ménagés par deux plaquettes identiques 70 et 71, en matière plastique, accolées par leurs faces 72 et 73. les plaquettes, qui peuvent être obtenues par une simple opération de moulage, présentant l'une et l'autre une large rainure 76 correspondant à la citié d'un conduit de sorte que l'ensemble des rainures, lorsque les plaquettes sont accolées, forme le conduit prévu pour la circulation de l'air inspiré et expiré lorsque l'appareil est utilisé pour la mesure du débit de l'air de respiration. lesdites plaquettes présentent de petites rainures 77 et 78 symétriques par rapport à l'axe 79 perpendiculaire à l'axe 80 du canal 76, le couple des rainures 77 d'une part, et des rainures 78 d'autre part, forant, lorsque les deux plaquettes sont accolées, les deux canaux d'indectior. de gaz comprii#é débouchant dans des chambres 81 et 82. Chaque plaquette présente. sur la face 83 de la large rainure 76 opposée à la face 84 sur laquelle débouchent les petites rainures 77 et 78, deux autres petites rainures, 85 et 86, symétriques par rapport à l'axe 79. le couple des petites rainures 85 des plaquettes 70 et 71 forme un canal GO et le couple des petites rainures 86 desdites plaquettes forme un canal 91. les charrores 87 et 88 dans lesquelles aboutissent/les canaux 90 et 91 sont reliées à un dispositif manométrique. Se telles plaquettes sont d'une fabrication simple et é c ono:r1i ue. On prévoit des plaquettes de plusieurs types différant entre elles par la section transversale du conduit 76, pour répondre à différentes gammes de mesure de débit. Le conduit peut être à section circulaire. On prévoit également un conduit de section oblongue pour réduire, toutes choses égales d'ailleurs, la distance entre l'origine du et et la zone d'impact sur la partie opposée du conduit. De bons résultats ont été obtenus avec des conduits ménageant une distance de l'ordre de 5mm entre l'origine de jet et la zone d'ir#act. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure du débit d'un flux gazeux dans un conduit, caractérisé en ce qu'on fait traverser le flux gazeux par un jet transversal à la direction du flux et en ce qu'on mesure ladéviatlon dudit jet sous l'effet de la circulation du flux gazeux. 2. Procédé pour la mesure du débit d'un flux gazeux circulation dans un conduit, caractérisé en ce qu'on dirige un jet de gaz transversalenent à la direction du flux et en ce qu'on détermine les déplacements de la zone d'impact dudit jet, sur la paroi du conduit opposée à celle d'émission, par rapport à la condition de l'axe du jet en l'absence de flux gazeux. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la déterination des déplacements de la zone d'impact se fait par voie manométrique. 4. Procédé de mesure du débit de l'air aspiré et expiré par le jeu du système pulmonaire, circulant dans un conduit, caractérisé en ce qu'on fait traverser ce flux par un jet transversal à la direction du flux, en ce qu'on mesure la déviation dudit jet sous l'effet de la circulation du flux d'air, en ce qu'on détermine la valeur moyenne de ladite déviation, et en ce qu'on intègre, sur une période de temps prédéterminée, les alternances positives et/ou négatives de ladite déviation par rapport à ladite valeur troyenne. 5. Appareil potr la mesure du débit d'un flux gazeux dans un conduit, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire traverser le conduit par un jet de gaz transversal à lQdirection du flux gazeux et, sur la partie de la paroi du conduit opposée à celle d'éllission du jet, des moyens pour déter .Liner la déviation du jet à partir de la position non déviée. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer la déviation du jet sont des moyens mano#étriques. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour la formation du jet comprennent deux canaux reliés à des sources de gaz sous pression et inclinés symétrique pilent par rapport à la direction souhaitée pour le jet non dévié. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque source d'alimentation en gaz comprend des Moyens de réglage de la pression du gaz. 9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les débouchés des canaux sur la paroi du conduit sont distants l'un de l'autre. 10. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi du conduit présente, au voisinage de la zone d'impact du jet, des orifices disposés symétriquement par rapport à l'axe du jet non dévié et d'où sont issus des canaux aboutissant à un dispositif manométrique. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits orifices ne sont pas contigus dans la zone d'impact du jet. 12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les canaux reliés auxdits orifices aboutissent à des collecteurs eux-m#mes reliés au dispositif manométrique. 13. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens manométriques sont constitués par un dispositif manométrique différentiel. 14. Appareil-selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que le conduit, les canaux et les collecteurs sont ménagés par accolement de deux plaques identiques en matière plastique, obtenues de moulage. 15. Appareil pour la mesure du débit de l'air aspiré et expiré par le jeu du système pulmonaire circulant dans un conduit, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire traverser le flux d'air en circulation dans le conduit par un jet de gaz transversal à la direction du flux d'air, des moyens récepteurs prévus sur la partie de la paroi du conduit opposée à celle d'admission du jet pour déterminer la déviation de celui-ci à partir de la position non déviée, et des moyens électroniques pour déterminer la déviation moyenne du jet et intégrer, sur une durée déterminée, les alternances positives et/ou négatives de la déviation par rapport à ladite valeur troyenne.