(57)【要約】      （修正有）【課題】酸素療法において使用可能な流体振動型流量計を備える装置と、酸素療法をモニタリングすることを意図する酸素療法器具を提供する。【解決手段】流体振動型流量計は、流れ安定化要素１１を備える安定化チャンバー１と振動チャンバー２内に少なくとも１つの振動するガス渦流を生成するように構成されている還流要素２１を備え、還流要素は振動チャンバーを画定する２つの平行壁間に構成されている振動チャンバーと安定化チャンバーを振動チャンバーへと流体接続する接続導管３と接続導管と安定化チャンバーと流れ安定化要素と流体振動チャンバーと還流要素とを対称平面Ｐに関して等しく対称な２つの部分に分割する対称平面Ｐとを備える。２つの平行壁のうちの一方は、対称平面Ｐに関して対称に設けられている２つの測定オリフィス２４、２５を備え、接続導管は、矩形断面を有する。【選択図】図１
2018036266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ安定化要素（１１）を備える安定化チャンバー（１）と、
振動チャンバー（２）であって、該振動チャンバー（２）内に少なくとも１つの振動するガス渦流を生成するように構成されている還流要素（２１）を備え、該還流要素（２１）は、該振動チャンバー（２）を画定する２つの平行壁（２８、２９）間に構成されている、振動チャンバー（２）と、
前記安定化チャンバー（１）を前記振動チャンバー（２）へと流体接続する接続導管（３）と、
対称平面（Ｐ）であって、前記接続導管（３）と、前記安定化チャンバー（１）と、前記流れ安定化要素（１１）と、前記流体振動チャンバー（２）と、前記還流要素（２１）とを、該対称平面（Ｐ）に関して等しく対称な２つの部分に分割する、対称平面（Ｐ）と、
を備え、
前記振動チャンバー（２）を画定する前記２つの平行壁（２８、２９）のうちの一方は、前記対称平面（Ｐ）に関して対称に、前記対称平面（Ｐ）に対して垂直な軸上に設けられているとともに、０．５ｍｍ〜１５ｍｍの距離（ｄ）だけ互いに離間している、２つの測定オリフィス（２４、２５）を備え、
前記接続導管（３）は、幅ｌｏ及び高さｈｏが６．５・ｌｏ≧ｈｏ≧３・ｌｏである矩形断面を有する、
ことを特徴とする、流体振動型流量計。
【請求項２】
前記接続導管（３）の前記幅ｌｏ及び前記高さｈｏは、
ｈｏ≧３．１・ｌｏ、好ましくはｈｏ≧３．５・ｌｏ、及び／又は、
６・ｌｏ≧ｈｏ、好ましくは５．５・ｌｏ≧ｈｏ、
であることを特徴とする、請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
矩形断面を有する前記接続導管（３）は、長さＬｏが、２・ｌｏ≦Ｌｏ≦１０・ｌｏであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の流量計。
【請求項４】
前記２つの測定オリフィス（２４、２５）は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜６ｍｍの距離（ｄ）だけ離間していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項５】
前記流れ安定化要素（１１）は、三角形の概形の断面を有し、及び／又は、前記還流要素（２１）は、前記接続導管（３）に面して構成される半円筒形の断面を有する部分（２２）を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項６】
前記安定化チャンバー（１）は、前記対称平面（Ｐ）上に設けられる第１の入口オリフィス（１２）及び第１の出口オリフィス（１３）を備え、
前記振動チャンバー（２）は、前記対称平面（Ｐ）上に設けられる第２の入口オリフィス（２３）及び第２の出口オリフィス（２６）を備え、
前記接続導管（３）は、前記安定化チャンバー（１）の前記第１の出口オリフィス（１３）を、前記振動チャンバー（２）の前記第２の入口オリフィス（２３）へと流体接続する、
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項７】
前記振動チャンバー（２）における圧力を測定することが可能であるように、前記２つの測定オリフィス（２４、２５）に取り付けられる１つ以上の圧力センサー又はマイクロフォンを更に備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項８】
前記２つの測定オリフィス（２４、２５）は、流体漏れ防止メンブレンによって閉鎖されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項９】
入口チャネル（４）は、前記安定化チャンバー（１）の前記第１の入口オリフィス（１２）に流体接続していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項１０】
前記接続導管（３）と、前記安定化チャンバー（１）と、前記流れ安定化要素（１１）と、前記流体振動チャンバー（２）と、前記還流要素（２１）と、前記１つ以上の圧力センサー又はマイクロフォンとが内部に配置されるケーシングを更に備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項１１】
前記流れ安定化要素（１１）は、該流れ安定化要素（１１）の周りに前記ガスの通路（１５）をもたらすように、前記安定化チャンバー（１）の前記周壁（１４）から離間していることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の流量計。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の流体振動型流量計を備える、酸素療法をモニタリングする装置。
【請求項１３】
呼吸ガス源と、
前記呼吸ガスを患者に分配するガス分配インターフェースと、
請求項１２に記載の流体振動型流量計を備えるモニタリング装置と、
を備える、酸素療法器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素療法において使用可能な流体振動型流量計と、酸素療法をモニタリングすることを意図する、そのような流体振動型流量計を備える装置と、関連する酸素療法器具とに関する。
【背景技術】
【０００２】
在宅患者に提供される酸素療法に関して、患者の消費する酸素をモニタリングすることを可能にするとともに、患者が実際に自身の治療を観察することが保証されるように、ガス源、通常は酸素源と、患者との間に挿入されるモニタリング装置が用いられるのが一般的である。そのような装置は、データを、例えばリモートサーバーに遠隔伝送する、通信モジュールを備えることができる。
【０００３】
したがって、特許文献１は、酸素投与による在宅治療中の患者の酸素療法をモニタリングする装置を記載している。この装置は、導管が通されているケーシングと、１つ以上の圧力センサーと、マイクロプロセッサと、メモリと、電流を供給するバッテリーと、無線周波数アンテナとを備える。
【０００４】
特許文献２は、患者の身体活動に応じて、特に、正常又は持続的な活動、低活動、すなわち、例えば休憩時又は睡眠時に応じて変わり得る患者の酸素要求量をモニタリングする加速度計を更に備える同様の装置を提案している。
【０００５】
さらに、特許文献３は、ガス導管に配置されている差圧センサーを備え、ガス導管がベンチュリ型の内部構成を更に備える、患者の呼吸をモニタリングする装置を開示している。この装置は、原則として、持続的気道陽圧法によって治療される患者の無呼吸又は低呼吸を検出するように意図されている。
【０００６】
さらに、特許文献４は、通常の換気法又は持続的気道陽圧法下での患者の呼吸をモニタリングする装置を提案している。この装置は、圧力降下をもたらす縮径要素が設けられたガス導管と、ガスの圧力及び流量を求める差圧センサーとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００９／１３６１０１号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２６７０４６３号
【特許文献３】欧州特許出願公開第２５０６７６６号
【特許文献４】欧州特許出願公開第２０１７５８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの既知の装置は、場合により、嵩張る、大量のエネルギーを消費する、センサーのドリフトに敏感である、患者に供給されるガスの量の推定が、特に低流量の場合に不正確である、又は、供給源の圧力変動に敏感であること等から理想的ではない。
【０００９】
これに関して、対処される問題は、患者に投与されるガスの流量の求め方の改善を可能にすることであり、この求め方は、電力消費が少なく、コンパクトであり、すなわち縮小
化されており、安価であることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明の解決策は、酸素療法において使用可能であり、特に、患者をモニタリングする装置の一部を形成することが意図されている流体振動型流量計であって、
流れ安定化要素を備える安定化チャンバーと、
振動チャンバーであって、振動チャンバー内に少なくとも１つの振動するガス渦流を生成するように構成されている還流要素を備え、この還流要素は、振動チャンバーを画定する２つの平行壁間に構成されている、振動チャンバーと、
安定化チャンバーを振動チャンバーへと流体接続する接続導管と、
対称平面Ｐであって、接続導管と、安定化チャンバーと、流れ安定化要素と、流体振動チャンバーと、還流要素とを、この対称平面Ｐに関して等しく対称な２つの部分に分割する、対称平面Ｐと、
を備え、
振動チャンバーを画定する上記２つの平行壁のうちの一方は、対称平面Ｐに関して対称に、対称平面Ｐに対して垂直な軸上に設けられているとともに、０．５ｍｍ〜１５ｍｍの距離ｄだけ互いに離間している、２つの測定オリフィスを備え、
接続導管は、幅ｌｏ及び高さｈｏが６．５・ｌｏ≧ｈｏ≧３・ｌｏである矩形断面を有し、すなわち、高さｈｏは、接続導管の幅ｌｏの３倍以上であるが、接続導管の幅ｌｏの６．５倍以下である、
ことを特徴とする、流体振動型流量計である。
【００１１】
接続導管の深さｈｏの上限を幅ｌｏの６．５倍に選択することは、第１に、圧力振動が振動チャンバー内に作用し始める起点である最小速度限界が、接続導管内に存在することに関わる。第２に、所与の流量に関して、接続導管の高さｈｏが大きくなるほど、内部の速度は低下する。その結果、センサーにおける圧力（接続導管内の速度の２乗に比例する）の変動の振幅は、一層小さくなり、測定は、ノイズに対してより一層影響されやすくなる。したがって、これらの条件下では、測定の質が悪化しやすい。したがって、この現象を回避するか又は最小限に抑えるため、高さｈｏを上述の値に制限することが好ましい。
【００１２】
本発明は、状況に応じて、以下の技術的特徴のうちの１つ以上を備えることができる。−好ましくは、接続導管は、幅ｌｏ及び高さｈｏが６・ｌｏ≧ｈｏである矩形断面を有する。
−好ましくは、接続導管は、幅ｌｏ及び高さｈｏが５．５・ｌｏ≧ｈｏである矩形断面を有する。
−好ましくは、接続導管は、幅ｌｏ及び高さｈｏがｈｏ≧３．１・ｌｏである矩形断面を有する。
−好ましくは、接続導管は、幅ｌｏ及び高さｈｏがｈｏ≧３．５・ｌｏである矩形断面を有する。
−矩形断面を有する接続導管は、長さＬｏが、２・ｌｏ≦Ｌｏ≦１５・ｌｏである。
−２つの測定オリフィスは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜６ｍｍの距離ｄだけ離間している。
−ガスは、空気、酸素、又は空気／酸素混合物である。
−振動チャンバーは、２つの平行壁を接続する周壁を備え、すなわち、２つの壁は、互いに対向して又は面して配置され、一方の壁は、２つの測定オリフィスを保持する。
−振動チャンバーを画定する２つの平行壁は、振動チャンバーの天井部及び床部を形成し、すなわち、２つの測定オリフィスは、床部又は天井部に設けられる。
−流れ安定化要素は、この要素の出口におけるガスの速度プロファイルを、二次元（２Ｄ）に変えるように構成され、したがって、流量計の平面に対して垂直な方向において不変であり、さらに、対称平面に関して対称である。実際、この要素の入口に到来するガスの
速度プロファイルは、多くの場合、三次元（３Ｄ）であり、非対称である。この要素の入口における流れの方向を急激に変更することにより、３Ｄの流れを２Ｄの流れに変換することが可能になる。流れ安定化要素は、矩形断面がさらに、接続導管に向かって徐々に狭くなり、接続導管自体は矩形断面を有する。さらに、この要素の対称平面に関して対称な幾何学的構成（geometry）により、速度プロファイルも対称になることが可能である。
−接続導管は、ガスの通路の矩形断面が、安定化要素に構成される通路の断面よりも小さいことに起因して、ガスの速度を加速させることによって、安定化チャンバーから振動チャンバーにガスを運ぶ。実際、最小速度が存在しない場合にはガスの流量の測定が可能でないため、振動を引き起こすために、最小値を超えるガス速度が、振動チャンバーの入口には必要である。
−２つの測定オリフィスは閉鎖され、すなわち、流体漏れ防止メンブレンによって覆われる。このメンブレンは、振動チャンバーからセンサーが配置されている場所へ、すなわち、マイクロフォン又は圧力センサーへと圧力変動を伝達する。
−還流要素は、接続導管に面して構成される半円筒形断面の部分を有する。
−安定化チャンバーは、対称平面Ｐ上に設けられる第１の入口オリフィス及び第１の出口オリフィスを備える。ガスは、第１の入口オリフィスを通って安定化チャンバーに入り、第１の出口オリフィスを通って安定化チャンバーを出る。
−振動チャンバーは、対称平面Ｐ上に設けられる第２の入口オリフィス及び第２の出口オリフィスを備える。ガスは、第２の入口オリフィスを通って振動チャンバーに入り、第２の出口オリフィスを通って振動チャンバーを出る。
−接続導管は、安定化チャンバーの第１の出口オリフィスを振動チャンバーの第２の入口オリフィスへと流体接続する。
−振動チャンバー内の圧力を測定することが可能であるように上記２つの測定オリフィスに取り付けられる、１つ以上の圧力センサー又はマイクロフォン、好ましくはマイクロフォンを更に備える。
−各測定オリフィスは、圧力センサー又はマイクロフォンに接続される。
−入口チャネルは、安定化チャンバーの第１の入口オリフィスに流体接続する。入口チャネルは、安定化チャンバーにガスを供給する。
−接続導管と、安定化チャンバーと、流れ安定化要素と、流体振動チャンバーと、還流要素と、１つ以上の圧力センサー又はマイクロフォンとが内部に配置されているケーシングを更に備える。
−流れ安定化要素は、この流れ安定化要素の周りにガスの通路をもたらすように、安定化チャンバーの周壁から離間している。したがって、ガスの流れは、流れ安定化要素を迂回する、すなわち、流れ安定化要素の両側に沿って通過することによって安定化チャンバーを横切る。
−ガス排出導管は、振動チャンバーの第２のガス出口オリフィスに流体接続し、振動チャンバーを出るガスを回収するようになっている。
【００１３】
本発明は、本発明に係る流体振動型流量計を備える、酸素療法をモニタリングする装置に関する。
【００１４】
さらに、本発明は、
呼吸ガス源、例えば、ガス分配器具又はガスシリンダーと、
呼吸ガスを患者に分配する、鼻カニューレ又は呼吸マスク等のガス分配インターフェースと、
本発明に係る流体振動型流量計を備えるモニタリング装置と、
を備える、酸素療法器具にも関する。
【００１５】
これより、本発明は、非限定的な説明として、添付図面を参照することで、以下の詳細な記載からよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る流体振動型流量計の動作原理を示す図である。
【図２】図１の図と同様の本発明に係る流体振動型流量計の立体図である。
【図３】本発明に係る流体振動型流量計を備える、酸素療法をモニタリングする装置の一実施形態の図である。
【図４】図３によるモニタリング装置と、本発明に係る流体振動型流量計とを備える酸素療法器具を示す図である。
【図５】シミュレーション試験において試験される、センサーの配置及び幾何学的構成を示す図である。
【図６】測定オリフィスの正確な位置決めの重要性を示すために行われたシミュレーション試験のグラフである。
【図７】測定オリフィスの正確な位置決めの重要性を示すために行われたシミュレーション試験のグラフである。
【図８】測定オリフィスの正確な位置決めの重要性を示すために行われたシミュレーション試験のグラフである。
【図９】測定オリフィスの正確な位置決めの重要性を示すために行われたシミュレーション試験のグラフである。
【図１０】測定オリフィスの正確な位置決めの重要性を示すために行われたシミュレーション試験のグラフである。
【図１１】測定オリフィスの正確な位置決めの重要性を示すために行われたシミュレーション試験のグラフである。
【図１２】測定オリフィスの正確な位置決めの重要性を示すために行われたシミュレーション試験のグラフである。
【図１３】本発明に係る流体振動型流量計における矩形断面を有する接続導管の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明に係る（上から見た）流体振動型流量計の動作原理を示す図である。流体振動型流量計は、ここでは三角形断面を有する流れ安定化要素１１が設けられている安定化チャンバー１と、振動するガス渦流を生成するために円弧２２として構成されている、半円筒形状の還流要素２１を備える振動チャンバー２とを備える。この渦流は、実際、還流要素２１を形成する半円筒形の端部に概略的に位置する２つの領域Ｚ１、Ｚ２間に振動をもたらす。
【００１８】
還流要素２１は、２つの平行壁２８、２９間に挟まれており、平行壁２８、２９は、それぞれ頂部及び底部において振動チャンバー２を画定し（図２）、すなわち、振動チャンバー２の天井部及び床部を形成する。
【００１９】
接続導管３は、安定化チャンバー１を振動チャンバー２へと流体接続し、それにより、安定化チャンバー１に入るガスは、これを通過し、次いで振動チャンバー２に流れ込む。接続導管３は、半円筒形状の還流要素２１と一直線に、すなわち、半円筒形状の還流要素２１に面して又は対向して、振動チャンバー２に開口している。この還流要素２１は、上述した２つの領域Ｚ１及びＺ２における流れの振動及び渦流の形成をもたらす。
【００２０】
実際、見て取れるように、システム全体、詳細には、接続導管３と、安定化チャンバー１と、流れ安定化要素１１と、流体振動チャンバー２と、還流要素２１とを、対称平面Ｐに関して等しく対称な２つの部分に分割する対称平面Ｐがある。
【００２１】
このような構成は、Yves Le Guer; Jet confine, dispersions fluide-particules et 
melange chaotique; Engineering Sciences; Universite de Pau et des Pays de l'Adour; 2005、及び国際公開第１９９３／０２２６２７号において既知であり、記載されている。上記文献によれば、振動チャンバーに通じるチャネルの深さは７０ｍｍであり、幅は１０ｍｍである。
【００２２】
しかしながら、このような構造は、特に、流量計の圧力タップの位置が注意深く選択されない場合には十分でない。実際、圧力タップの位置決めが不適当であると、そのようなシステムを備える流量計は、十分な効率を発揮しない。
【００２３】
換言すれば、効果的で正確な流量計、詳細には、圧力タップの位置、及び安定化チャンバー１を振動チャンバー２へと流体接続する接続導管３の寸法（ｈｏ、ｌｏ）を得るために、或る特定の寸法が特に重要であり、顧慮すべきであることがわかっている。
【００２４】
したがって、本発明に関して行われる試験中、ガス流束が振動して領域Ｚ１、Ｚ２においてガス渦流を形成する還流チャンバー２内の、時間の関数としてのガス圧の変動の効率的な測定を確実にするために、圧力センサー又はマイクロフォンの測定箇所は、正確に選択しなければならず、すなわち、圧力センサー又はマイクロフォン（図示せず）が接続される２つの測定オリフィス２４、２５は、正確に選択しなければならないことが示された。
【００２５】
本発明によれば、２つの測定オリフィス２４、２５は、還流チャンバー２の天井部２８（又は床部２９）に、すなわち、おおよそ渦流が形成される領域Ｚ１、Ｚ２の上方に、特に流量計の対称平面Ｐに関して対称に設けなければならず、測定オリフィス２４、２５間の距離ｄ（測定オリフィスの軸又は中心間で測定した場合）は、０．５ｍｍ〜１５ｍｍ（図１を参照）、好ましくは０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、例えば１ｍｍ〜６ｍｍ程度でなければならない。
【００２６】
マイクロフォンに接続されることが好ましい２つの測定オリフィス２４、２５は、対称平面Ｐに対して垂直な軸上、好ましくは、図１に破線で示されている、以下で説明する領域Ｚ３に位置する。
【００２７】
実際、上述の文献に記載されているような流体振動型流量計の原理は、２つの測定オリフィス２４、２５の位置が注意深く選択されない限り、効率的な流量計が得られない。
【００２８】
実際、２つの測定オリフィス２４、２５の互いに対する及び流量計システムの幾何学的構成の他の要素に対する位置決めは、渦流の圧力の振動周波数を認識する上で重要な役割を担い、したがって、これらのセンサーによって測定される圧力値に基づく流量の計算の精度に影響を与える。
【００２９】
したがって、２つの測定オリフィス２４、２５が位置するとともに、以下で説明するように好ましくはマイクロフォン（図示せず）に接続する還流チャンバー２にガス流を運ぶ、接続導管３を特別に寸法決めすることも必須である。
【００３０】
２つの測定オリフィス２４、２５は、マイクロフォンの正しい機能を保証するように、好ましくは流体漏れ防止メンブレンによって閉鎖されることを強調しなければならない。実際、振動チャンバー２内の圧力は、２つのオリフィス２４、２５を介し、これらの２つのオリフィス２４、２５を覆うメンブレンを通って、センサー又はマイクロフォンに伝達される。メンブレンは、センサーの領域２４及び２５における厚さが非常に小さいことが好ましく、この厚さは、通常、約５０μｍ〜５００μｍ程度であり、別様には、この厚さは、１ｍｍ〜２ｍｍ又はそれ以上とすることができる。
【００３１】
実際、ガス流は、図１に示されている矢印（＝＞）の方向に流通する（circulates）。ガス、例えば酸素又は酸素が多く含まれる空気の流れは、安定化チャンバー１の第１の入口オリフィス１２に流体接続している入口チャネル４を介して到来し、この第１の入口オリフィス１２を介して上記安定化チャンバー１に入る。
【００３２】
安定化チャンバー１内において、流れは、流れ安定化要素１１によって安定化される。流れ安定化要素１１は、三角形断面に近付く断面を有し、その底辺は、入口チャネル４の口部の反対方向にあり、したがって第１の入口オリフィス１２に面する。実際には、流れ安定化要素１１の断面は、導管３の入口１３に近付くにつれて、僅かに凹状になっている。
【００３３】
ガス流は、流れ安定化要素１１の各側に形成された通路１５を流れることによって、流れ安定化要素１１を迂回する。通路１５は、実際、流れ安定化要素１１の外面と安定化チャンバー１の内周壁１４とによって画定される。換言すれば、流れ安定化要素１１は、この流れ安定化要素１１の周りにガスの通路１５をもたらすように、安定化チャンバー１の周壁１４から離間している。
【００３４】
次に、ガス流は、第１の出口オリフィス１３を介して安定化チャンバー１を出て、安定化チャンバー１の第１の出口オリフィス１３を振動チャンバー２の第２の入口オリフィス２３へと流体接続している接続導管３を通して運ばれる。
【００３５】
第１の入口オリフィス１２及び第２の入口オリフィス１３と、第１の出口オリフィス１３及び第２の出口オリフィス２６とは、対称平面Ｐに関して対称に設けられている。これは、図１に見て取ることができる。
【００３６】
本発明によれば、有効な測定を確実にすることが可能になるように、接続導管３は、特別な方法で構成及び寸法決めされる必要もある。したがって、本発明によれば、接続導管３は、矩形断面を有し、すなわち、平行六面体形状の概形を有し、このとき、幅ｌｏ及び高さｈｏが、６．５・ｌｏ≧ｈｏ≧３・ｌｏであり、ここで、幅ｌｏが例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．８ｍｍ〜１．３ｍｍである。これは、図１３に示されている。ｈｏ及びｌｏは、ｈｏ≧３．１・ｌｏ、好ましくはｈｏ≧３．５・ｌｏ及び／又は６・ｌｏ≧ｈｏとなるように選択されることが有利である。
【００３７】
換言すれば、幅が高さに比べて小さい接続導管３を選択することによって、還流チャンバー２における振動に好都合な十分高速の二次元層流を得ることが可能になる。
【００３８】
さらに、接続導管３の長さＬｏが幅ｌｏに対して、２・ｌｏ≦Ｌｏ≦１０・ｌｏ、好ましくは３・ｌｏ≦Ｌｏ≦７・ｌｏとなることが観察されることがまた好ましい。
【００３９】
概して、図１に示されているように、流れは、次いで振動チャンバー２に入り、そこで半円筒形状の還流要素２１に衝突し、これにより、上記で説明したように、２つの領域Ｚ１及びＺ２間に振動する渦流が生じる。
【００４０】
次いで、ガスは、振動チャンバー２を通って移動を続け、その後、振動チャンバー２から出てガス排出導管２７を通る。ガス排出導管２７は、振動チャンバー２の第２のガス出口オリフィス２６に流体接続している。
【００４１】
したがって、二次元において対称的な速度から開始して、渦流が生成され、この渦流が生成される場所（領域Ｚ１及びＺ２）は、その場所を流通する流体の流量値に比例する周
波数で振動することが理解される。マイクロフォン又は圧力測定要素／センサーを流体経路の外側に、すなわち、渦流が形成される領域Ｚ１、Ｚ２の上方に配置することによって、ガスの圧力の降下の有無を測定することが可能である。
【００４２】
本発明の流量計では、流通するガスの流量は、非侵入型の、縮小化された安価な方法で測定することができ、この場合、スロットルを有する流量計に比べて圧力降下が制限されている。
【００４３】
システム全体、詳細には、接続導管３と、安定化チャンバー１と、流れ安定化要素１１と、流体振動チャンバー２と、還流要素２１と、１つ以上の圧力センサー又はマイクロフォンとが、図３に示されているケーシング内に収容される。
【００４４】
さらに、マイクロプロセッサ、例えばマイクロコントローラーを備える電子カード等の制御手段３５が、圧力センサー又はマイクロフォンに電気的に接続され、振動周波数を抽出することにより圧力測定値を収集及び利用し、次いで、そこからガス流量を導き出すようになっている。これは、図３に示されており、以下で説明する。
【００４５】
図２は、図１の流量計の立体図であり、還流チャンバー２の天井部２８における測定オリフィス２４、２５の位置を示している。
【００４６】
図３は、本発明に係る流体振動型流量計３３を備える、酸素療法をモニタリングする装置の一実施形態の図である。この装置は、周囲圧力、すなわち大気圧を測定する第１の絶対圧センサー３１と、カニューレ３４内の絶対圧を測定する第２の絶対圧センサー３２とが組み込まれたケーシング３０を備える。センサー３２は、本発明に係る流体振動型流量計３３の前又は後ろに、カニューレ３４と直接接触して配置されている。ガス流は、カニューレ又は導管３４内において矢印（＝＞）の方向に流通する。
【００４７】
電子カード等の制御プロセッサモジュール３５は、センサー３１、３２及び流量計３３に電気的に接続され、センサー３１、３２及び流量計３３によって行われる測定を回収及び処理するようになっている。電池又は単電池等のエネルギー源により、制御プロセッサモジュール３５へ電流の供給が可能である。
【００４８】
図４は、本発明に係る酸素療法器具の概略図を示している。この酸素療法器具は、呼吸ガス源４１、ここではガスシリンダーと、呼吸ガスを患者に分配する、この場合、例えば鼻カニューレの形態であるガス分配インターフェース４２と、本発明に係る流体振動型流量計を備える、図３に概略的に示されているモニタリング装置３０とを備える。
【００４９】
本発明に係る測定オリフィス２４、２５の正しい位置決めの重要性を示すために、以下に説明するシミュレーション試験を行った。
【００５０】
２Ｄシミュレーション試験のために選択された流量計の幾何学的構成（図１を参照）及びシミュレーションパラメーターは、以下のとおりである。
−Ａｎｓｙｓ  Ｆｌｕｅｎｔソフトウェアによるモデリング、及び４７８８１メッシュベースのＡｎｓｙｓ  ＩＣＥＭ  ＣＦＤによる２Ｄメッシュ構成。
−入口境界部（limits）における条件：固定入口流量。
−出口境界部における条件：出口流量。
−可変動作レジームにおけるシミュレーション。
−層状モデル。
【００５１】
関連する圧力信号の振幅及び周波数に関してオリフィスの配置／位置決めの影響を評価
するために、複数の仮想測定オリフィスＯＭ１〜ＯＭ４を位置決めした。圧力降下の有無を測定するマイクロフォン又は圧力測定要素に接続されている測定オリフィス２４、２５の位置（図５においてＯＭ１〜ＯＭ４で示されている）は、変化させた。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
オリフィスＯＭ１〜ＯＭ４（上記表を参照）の位置決めの複数回の試験の後、ガス流量を導き出すことができる圧力測定は、音響測定の位置が注意深く選択されない場合、正しくならないことがわかった。
【００５４】
実際、これらの試験により、センサーに接続されている測定オリフィス２４、２５は、測定の質を保証するためには、平面Ｐに関して対称に、測定タップの軸間の距離ｄが０．５ｍｍ〜１５ｍｍのところに位置決めするべきであることが実証された。最良の結果は、測定タップの軸間の距離ｄが１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜６ｍｍ、通常３ｍｍ〜５ｍｍ程度の場合に得られる。
【００５５】
測定オリフィスの位置は、好ましくは図１の領域Ｚ３に選択されることが有利である。領域Ｚ３は、特に、振動チャンバーの入口において対称平面Ｐに対して垂直な直線と、対称平面と還流要素２１の半円筒形のキャビティとの交差部に対応する直線とによって画定される。
【００５６】
これらの結果は、図６〜図１２に示されている。酸素流量は、図６〜図９では５ｌ／分、図１０〜図１２では４ｌ／分である。
【００５７】
図６は、２つの測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２の、時間の関数としての圧力信号（Ｐａ単位）を示しており、一方、図７は、２つの測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２間の、時間（秒単位）の関数としての圧力差信号（Ｐａ単位）を示している。
【００５８】
同様に、図８は、２つの測定オリフィスＯＭ３及びＯＭ４の、時間（秒単位）の関数としての圧力信号（Ｐａ単位）を示しており、一方、図９は、２つの測定オリフィスＯＭ３及びＯＭ４間の、時間（秒）の関数としての圧力差信号（Ｐａ単位）を示している。
【００５９】
図６において、圧力信号は、領域Ｚ３において平面Ｐに関して対称に配置されている２つの測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２に接続されているセンサー（マイクロフォン）によって示される時間（秒）の関数として示されている。２つの測定オリフィスの正確な配置は、上記の表に規定されている。２つの測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２の、時間の関数としての圧力信号の変動の振幅（最大値と最小値との差）は、１７Ｐａである。２つのセンサーの信号の差（図７）を計算することが好ましい。実際、圧力変動の振幅は、略２倍に（１７Ｐａから３４Ｐａに）なるとともに、圧力信号に現れ得るノイズ（例えば呼吸数に関連する圧力変動に起因するノイズ）を制限することも可能である。
【００６０】
図８において、圧力信号は、領域Ｚ３の外側に配置されている２つの測定オリフィスＯＭ３及びＯＭ４によって示される時間の関数として示されている。これらの変動は同相であるが、２つの測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２の場合は逆相であることに留意されたい。２つの測定オリフィスの圧力変動の振幅は、５Ｐａしかなく、すなわち、２つの測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２の場合の１７Ｐａという値よりもはるかに小さい。これらの２つの測定オリフィスの２つの圧力信号の差（図９を参照）は、略５Ｐａの同じ振幅のままであるが、２つの測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２の圧力差の振幅は、より高い３４Ｐａである。
【００６１】
結論として、圧力センサー又はマイクロフォンに接続されている２つの測定オリフィスは、領域Ｚ３に配置する必要があるが、詳細には、平面Ｐに関して対称に、２つの測定オリフィス間の距離ｄを０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜６ｍｍ程度にして配置する必要がある。
【００６２】
振動周波数を抽出するために２つの圧力センサー又はマイクロフォンの信号の差を計算することの重要性を示すため、図１０及び図１１は、酸素流量が４ｌ／分の場合の、測定オリフィスＯＭ１（「プローブ１」とも呼ぶ）及びＯＭ２（「プローブ２」とも呼ぶ）によって別々に検知される圧力信号（Ｐａ単位）を示し、また、これらの２つの信号の差が示されている（図１２）。
【００６３】
プローブ１及び２（すなわち、測定オリフィスＯＭ１及びＯＭ２）によって取得された圧力信号を別々に調査する場合、振動周波数の抽出はより困難であるが、信号の差からは振動周波数がより明確にわかる。したがって、圧力信号の差は、特に高流量、すなわち１ｌ／分を超える流量において計算する必要がある。さらに、２つのセンサーにおける電子ノイズ、及び周囲音響ノイズ、また、患者の呼吸数によって生じる圧力変動が存在する場合、それらを排除することが可能である。これらのノイズの全て（電子ノイズ、音響ノイズ、患者の呼吸によるノイズ）は、実際、２つのセンサーの圧力信号を同じように乱す。したがって、圧力信号間の差をもたらすことにより、それらのノイズを排除することが好ましい。
【００６４】
本発明に係る流体振動型流量計は、在宅患者の酸素療法をモニタリングする装置において使用するように特によく適合されている。このモニタリング装置は、一方は、呼吸ガス源に接続し、他方は、呼吸ガス、通常は気体酸素を患者に供給する役割を果たす、例えば呼吸マスク、鼻カニューレ等のガス分配インターフェースに接続する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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