(57)【要約】本発明は、管（２２）内の流量または圧力を測定するためのセンサブロック（１）に関する。センサブロック（１）はセンサ（４、２４）とハウジングとを含む。さらに本発明は、ＭＩＤ技術によって製造される管（７２）に関する。さらに本発明は、管壁に、細菌濾過器（２８、３８、４８）によって閉鎖されている開口部（４９、３６、４６、５６、６６）を有する管（２；２２）に関する。さらに本発明は、２本のピトー管（６）を有する管（７２）に関する。さらに本発明は、多孔質材料製のオリフィス板（８６）を有する管（７２）に関する。オリフィス板（８６）の前後の管壁に、それぞれ１つの開口部（７９、８９）が形成されている。さらに本発明は、本発明のセンサブロック（１）と、本発明の管（２；２２；７２）の両方を、同じマスクセット、同じ射出成形型および／または同じ制御プログラム構成要素を用いて製造する製造方法に関する。【選択図】図５
2017508577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ（４、２４）；とハウジング
とを含む、管（２；２２；１０２）内の流量または圧力を測定するためのセンサブロック（１）であって、
前記ハウジングが、半径方向に沿って管（２；１０２；２２）にはめられるよう成形されている弾性のクランプ部（１１、１２）を有し、前記弾性のクランプ部が、はめられた状態で、前記管（２；２２；１０２）の一部を放射状に覆う
ことを特徴とするセンサブロック。
【請求項２】
前記クランプ部（１１、１２）が、２つの縦長の突出部（１３、１４）を有し、前記センサブロック（１）が前記管（２；２２；１０２）にはめられているときに、前記突出部（１３、１４）が、前記管（２；２２；１０２）の軸に平行に伸びることを特徴とする、請求項１に記載のセンサブロック。
【請求項３】
前記センサが差圧センサ（２４）であり、かつ、前記センサブロック（１）の、前記管（２；２２；１０２）に向いた面に２つの開口部（２９、３９）を有し、各開口部が、差圧センサ（２４）の空気的接続部に空気的に接続されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のセンサブロック。
【請求項４】
前記ハウジングが、相反する方向に２つの開口部（３６、４６）を有する２本のピトー管（６）と、２つのチャネル（５６、６６）とを有し、前記センサが差圧センサ（４）であり、各チャネル（５６、６６）が、前記２本のピトー管の開口部で、前記差圧センサ（４）の適切なポートに空気的に接続し、前記センサブロック（１）が前記管（２；１０２）にはめられているときに、前記２本のピトー管（６）が、前記管（２；１０２）に突出していることを特徴とする、請求項１または２に記載のセンサブロック。
【請求項５】
ＭＩＤ技術によって製造されており、
導体経路（７７）と
前記管（７２）にしっかりと接続されているセンサ（２４、８４）と
を含む管（７２）。
【請求項６】
管（７２）であって、前記管（７２）が２本のピトー管（７６）を有し、前記２本のピトー管（７６）が、第１（４６）および第２の開口部（３６）と２つのチャネル（５６、６６）とを有し、前記第１の開口部（４６）が前記管（７２）の前記流れ方向（９）の向きに、前記第２の開口部（３６）が前記管（７２）の前記流れ方向（９）と反対向きに向けられており、前記センサが差圧センサ（２４）であり、各チャネル（５６、６６）が、前記２本のピトー管（７６）の開口部（２９、３９）で、前記差圧センサ（２４）の対応するポートに空気的に接続し、前記２本のピトー管（７６）が、前記管（７２）内に突出していることを特徴とする、請求項３に記載の管。
【請求項７】
ホース（４２；８２）用のポート（４１；８１）を特徴とし、前記センサが、前記ポート（４１；８１）と空気的に接続されている圧力センサ（２４；８４）であることにより、前記圧力センサ（２４；８４）がポート（４１；８１）の圧力を測定する、請求項１または５に記載の物体。
【請求項８】
前記圧力センサが、第１および第２のポートを有する差圧センサ（８４）であり、前記第１のポートが前記物体の前記ポート（８１）に空気的に接続されており、前記第２のポートが、前記管（７２）の内部に空気的に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の物体。
【請求項９】
前記圧力センサが、第１および第２のポートを有する差圧センサ（２４）であり、前記第１のポートが前記物体の前記ポート（４１）に空気的に接続されており、前記第２のポートが、前記管（２２）の外部に空気的に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の物体。
【請求項１０】
前記ポート（４１；８１）が、毛管開口部（４９；１０９）を介して、前記管（２２；７２）の内部に接続されていることを特徴とする、請求項７〜９のうちいずれか一項に記載の物体。
【請求項１１】
前記管（７２）が多孔質材料製のオリフィス板（８６）を有し、前記管（７２）が、前記オリフィス板（８６）の上流で前記流れ方向（９）に第１の開口部（７９）と、前記オリフィス板（８６）の下流で前記流れ方向（９）に第２の開口部（８９）とを有し、前記センサが、第１および第２のポートを有する差圧センサ（２４）であり、前記差圧センサ（２４）の前記ポートのそれぞれが、前記管（７２）の開口部（７９；８９）に空気的に接続可能である、または空気的に接続していることを特徴とする、請求項１〜３または５のうちいずれか一項に記載の物体。
【請求項１２】
管（２；２２）であって、
前記管の壁に開口部（３６、４６、４９、５９、６９）と、
大きな粒子に対しては前記開口部（３６、４６、４９、５９、６９）を閉鎖するが、分子に対しては閉鎖しない細菌濾過器（２８、３８、４８）と
を含んでおり、
センサブロック（１）を取り外し可能に取り付けるための、前記管（２２２）の軸に平行に伸びる２つの縦長の溝（１５）
を特徴とする管。
【請求項１３】
管（２２）であって、
前記管の壁に第１の開口部と、
大きな粒子に対しては前記開口部を閉鎖するが、分子に対しては閉鎖しない細菌濾過器（３８）と
を含んでおり、
前記管（２２）が２本のピトー管（２６）を含み、前記ピトー管（２６）が、第１および第２の開口部（３６、４６）と、第１のチャネル（５６）と、第２のチャネル（６６）とを有し、前記第１のチャネル（５６）が、前記管壁に前記第１の開口部を有する前記ピトー管（６）の前記第１の開口部（３６）に空気的に接続しており、前記第２のチャネル（６６）が、前記管壁に第２の開口部を有する前記ピトー管（６）の前記第２の開口部（４６）に空気的に接続しており、前記管壁にある前記第２の開口部が、第２の細菌濾過器（２８）によって、大きな粒子に対しては閉鎖されるが、分子に対しては閉鎖されない
ことを特徴とする管。
【請求項１４】
管（７２）であって、
前記管の壁に第１の開口部（７９）と、
大きな粒子に対しては前記開口部（７９）を閉鎖するが、分子に対しては閉鎖しない細菌濾過器（３８）と
を含んでおり、
前記管（７２）が多孔質材料製のオリフィス板（８６）を有し、前記管（７２）が、前記オリフィス板（８６）の上流で前記流れ方向に前記管壁の前記第１の開口部（７９）と、前記オリフィス板（８６）の下流で前記流れ方向に前記管の第２の開口部（８９）とを有し、前記管壁にある前記第２の開口部（８９）が、第２の細菌濾過器（２８）によって、大きな粒子に対しては閉鎖されるが、分子に対しては閉鎖されない
ことを特徴とする管。
【請求項１５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のセンサブロック（１）、または、請求項１〜４のうちいずれか一項に関連している限りにおいて、請求項７〜９に記載の物体の、マスクセット、ツールセット、射出成形型および／または制御プログラム構成要素を用いた製造；および
請求項５または６に記載の管、または、請求項５または６に関連している限りにおいて、請求項７〜９に記載の物体の、前記マスクセット、前記射出成形型および／または前記制御プログラム構成要素を用いた製造
のステップを含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気装置、具体的には、そのセンサ部品に関する。
【０００２】
本発明は、請求項１のプリアンブルによるセンサブロックと、センサを有する管と、請求項１２〜１４のプリアンブルによる管と、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ウィキペディアによれば、マイクロシステムとは、その構成要素が、マイクロメートル範囲の極小の寸法を有し、かつシステムとして相互に作用するような、小型化された装置、モジュール、ユニットである。通常、マイクロシステムは、基板またはチップ上に１つまたは複数のセンサ、アクチュエータ、および制御電子回路を含む。マイクロシステム技術は、マイクロシステムの開発およびその実装技法の研究である。
【０００４】
英語では、ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ（微小電気機械システム）およびｍｉｃｒｏ−ｏｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ（微小光電気機械システム）を表す略語、ＭＥＭＳおよびＭＯＥＭＳが一般的である。
【０００５】
しかしながら、アジア、主に日本の出版物には、一歩進んだ名称であるマイクロマシンも記載されている。センサ、アクチュエータ、および電子機器が相互に作用する場所では、マイクロシステムの使用は想定可能であり、かつ合理的である。医療機器や、セキュリティ技術、スポーツ、生命科学、物流の分野における製品を、マイクロシステムを用いて、多用途にし、より単純で、高性能で、小型で、強力にすることができる。
【０００６】
マイクロシステム技術を用いた圧力センサと流量センサの製造は、ともによく知られている。例として、ＳＥＮＳＩＲＯＮ  ＡＧの差圧センサＳＤＰ１１０８とＳＤＰ２１０８が挙げられよう。これらのセンサは、熱式センサ素子を有するので、厳密に言うと、毛管を通る低いガス流量を測定する流量センサである。本出願の一部として、ＳＤＰ１１０８とＳＤＰ２１０８のデータシートに基づく差圧センサは、流量センサ、具体的には、毛管における圧力降下を測定する熱式質量流量センサのことも指す。
【０００７】
成形回路部品、つまりＭＩＤは、射出成形プラスチックキャリアに金属導体経路が付与された電子部品である。ＭＩＤ技術が適用される主な分野は、自動車、インダストリアルオートメーション、医療技術、家庭電化製品、電気通信機器、測定・分析技術、航空宇宙である。
【０００８】
成形品における電気的および機械的機能のデザインや組み込みの自由度が向上することで、モジュールの小型化が可能となる。材料を削減し、プロセスチェーンを短縮することによる部品数の減少に合理化の余地がある。組立工程数が減少することによって、信頼性も向上する可能性がある。
【０００９】
ＭＩＤ技術を用いることにより、通常さまざまな材料で構成される、プリント回路基板や機械部品の組み合わせという従来の材料混合物を、金属化プラスチック部品（ＭＩＤ）に置き換えることができる。ＭＩＤは、再利用可能な熱可塑性物質で作られており、廃棄する際には従来のプリント回路基板より危険が少ない。もっとも、プリント回路基板の基材は、一般に再利用可能でない熱硬化性プラスチックで、簡単に廃棄できない。
【００１０】
ＣＰＡＰ（持続的気道陽圧）療法用の装置も知られている。詳細については国際公開第２００４／０４５６９３号参照。ＣＰＡＰ装置は、コンプレッサ、好ましくは加湿器を用いて、ホースと鼻マスクを介して、患者の気道に最大約３０ｍｂａｒの過陽圧をかける。この過圧は、一晩中、眠っている間に上気道を完全に広げておくことにより、閉塞性呼吸障害（無呼吸）が発生しないようにするものである（独国特許出願公開第１９８  ４９  ５７１号明細書）。
【００１１】
細菌濾過器も市販されている。これは例えば、微生物を捕集するポリプロピレン製またはテフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）製の多孔質プラスチック体で作られている。通常の細菌の大きさは、０．２〜約４ミクロンである。ウイルスは０．３ミクロンより小さく、バクテリオファージの大きさは最大０．０１ミクロンであり得る。
【００１２】
米国特許第７８１４９０７号明細書は、換気装置にガスを添加するシステムを開示している。送風機で、加湿チャンバと人工呼吸器ダクトを通して患者に空気を送る。呼吸導管は、加湿チャンバから見て人工呼吸器ダクトの長さの約４分の１のところで、例えば、センサハウジングとの連結具を有するＴ字管によって中断されている。
【００１３】
センサハウジング内のセンサは、湿度、温度および／または流量を測定できる。フィルタ、例えばＳＹＭＰＡＴＥＸ（登録商標）フィルムが、人工呼吸器ダクトの内部、具体的には、管の内部とセンサとの間に設けられている。フィルタで、ほこり、蒸気、細菌、ウイルスがセンサに入らないようにできる。フィルタは管に接着できる。管とセンサハウジングは、糸、スナップ、バヨネット、またはシリコンシールで接続できる。センサハウジング自体は、管内に配置し、端部がフィルタによって閉鎖されている管で構成されていてよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０４５６９３号
【特許文献２】独国特許出願公開第１９８  ４９  ５７１号明細書
【特許文献３】米国特許第７８１４９０７号明細書
【００１５】
本発明の目的は、改良されたセンサブロックと、改良された管と、改良された製造方法とを提供することである。
【００１６】
この目的は、独立請求項の教示によって達成される。
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１７】
半径方向に管に差し込むことができるよう成形されており、差し込まれた状態で、管の一部を放射状に覆う弾性クランプ部を備えるハウジングを有するセンサブロックの利点は、センサブロックを管に容易に取り付けられることである。これは、例えばＣＰＡＰ装置の組み立て時に有利である。さらに、管を使い捨て品として使用し、同時に、比較的高価なセンサブロックを再利用することが可能となる。センサの汚染を防ぐため、管の開口部は細菌濾過器で閉鎖されている。
【００１８】
管の軸に平行に伸びるクランプ部に細長い突出部が、および／または、これに対応する溝が管にあることにより、管にセンサブロックを再現可能に設置できる。
【００１９】
差圧センサを使用することにより、有利には、管内のガス流量を診断的に測定するためのピトー管またはオリフィス板を使用できる。
【００２０】
単純なピトー管またはプラントルピトー管と異なり、２本のピトー管なら、管内の流れ方向にかかわらず、ガス流量の診断的な測定も可能となる。
【００２１】
ホース用接続具によって、有利には、他のガス、具体的には酸素を供給したり、呼吸した空気からサンプルを採取したりできる。
【００２２】
ホース用接続具と、管の内部または管の周囲との圧力差を測定する差圧センサによって、有利には、接続具に供給される、または接続具から吸引されるガスの流量測定が可能となる。接続具が、毛管開口部を介して管の内部に接続されているとき、この流量測定はより正確である。
【００２３】
２本のピトー管を用いず、多孔質材料製のオリフィス板（８６）で差圧を測定する場合、管内の流量測定はさらに正確である可能性がある。その理由は、これが、管内における流れ依存的な流れプロファイルであるからである。
【００２４】
センサブロックと管は、有利には、その両方が、ＭＩＤ技術と、少なくとも部分的に同一の射出成形型と、少なくとも部分的に同一の制御プログラム構成要素とを用いて、単一のマスクセットで製造できるようデザインできる。
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら詳しく説明する。図面は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ＣＰＡＰ装置の（本発明による）流管を示す。
【図２】図１に示した流管の分解図を示す。
【図３】図１および２に図示した本発明のセンサブロックの分解図を示す。
【図４】本発明のセンサブロックと流管の第２の実施形態の横断面図を示
【図５】本発明のセンサブロックと流管の第３の実施形態の縦断面図を示
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った、本発明のセンサブロックと本発明の流管の第３の実施形態の横断面図を示す。
【図７】本発明の流管の第４の実施形態の横断面図を示す。
【図８】本発明の流管の第５の実施形態の縦断面図を示す。
【図９】本発明の流管の第６の実施形態の横断面図を示す。
【図１０】本発明の流管の第７の実施形態の横断面図を示す。
【００２７】
図１は、ＣＰＡＰ装置の（本発明による）流管２を示す。流管２の拡張された前方端部は、ＣＰＡＰ装置の壁に取り付けられる。ＣＰＡＰ装置の組み立て後にも外側からアクセス可能であり続ける人工呼吸器のホース接続具３も、ここに存在する。センサブロック１は、流管２の上部に取り付けられる。センサブロック１は、流管２の流量および／または圧力測定用センサを含んでよい。
【００２８】
図２は、取り外されたセンサブロック１を示す。図３は、センサブロック１を含む図２の細部を示す。センサブロック１はＣ字型である。２つの端部を、クランプ部１１および１２と称す。センサブロック１は、その２つのクランプ部１１および１２で、流管２の半分より少し多く、すなわち、１８０度よりわずかに多くを容易に覆う。
【００２９】
よりしっかり固定するために、各クランプ部１１、１２は、その端部に縦長の突出部１３および１４を有する。縦長の突出部１３または１４は、それぞれ、流管２の溝１５にかみ合わせる。図１および２には、側流管２の観察者側の面に位置する溝１５のみを示す。
【００３０】
センサブロックの下側からピトー管６が突出している。図１に示すように、センサブロック１が流管２に取り付けられている場合、ピトー管６は、開口部８を通って、流管２の内部に突出している。ピトー管６の構造は、図５に示す２つの開口部を有するピトー管２６の構造と類似しており、１つの開口部が流れ方向９の向きに、もう１つの開口部が流れ方向９と反対向きに向けられている。流管２の場合、流れ方向９は、人工呼吸器のホース接続具３に向けられている。
【００３１】
例えばＣＰＡＰ装置で示されるような、いわゆる単一ダクト換気装置では、呼吸用マスク内、またはその付近で特定のリークが設けられており、そこから、吐き出された二酸化炭素を流出させる。流れ方向９での換気装置から呼吸用マスクへの正味の流れは、呼吸の１回の動作によって平均化される。それにもかかわらず、息を吐き出すと、空気が、流れ方向９とは反対向きにＣＰＡＰ装置に押し戻されることがある。
【００３２】
流管２および／またはセンサブロック１は弾性材料で作られているため、センサブロック１は、流管２にくり返し差し込んだり取り外したりできる。センサブロック１はＭＩＤ技術で設計されている。プラスチック体上で、例えば銅製の導体経路７と電子部品が、導体経路に接続されている。一例として、図３に、前置増幅器５１の部品ともう１つの電気部品５２を示す。接合は、はんだ付け、具体的にはフローはんだ付け、または銀導電接着剤を用いた接着によって行う。この種の接合は、機械的特性に合っており、電子部品と導体経路７の間に電気接点をもたらす。
【００３３】
特に、差圧センサ４とカバー５は、センサブロック１に取り付けられる。上述したように、本明細書の範囲において、差圧センサは、センサＳＤＰ１１０８とＳＤＰ２１０８のように、毛管における圧力降下を測定する流量センサ、特に熱式質量流量センサのことも指す。
【００３４】
センサブロック１の中心部で導体経路７と電子部品にかかる機械的応力をできるだけ小さくするために、センサブロック１の中心部は、クランプ部１１および１２より強固に設計されている。これは、中心部をより厚く設計すること、および／またはクランプ部１１、１２より剛性の材料で作ることにより実現できる。
【００３５】
クランプ部１１、１２が、流管２を１８０度より多く覆う場合、溝１５および突出部１３、１４は不要である。この場合、流管２に対するセンサブロック１の正しい位置決めは、ピトー管６および開口部８によっても確保できる。突出部１３および１４ならびに溝１５が存在する場合、センサブロックは流管２を１８０度より少なく覆っていてもよい。突出部１３および１４が鉤形の横断面を有し、溝１５がそれに応じて成形されている場合、センサブロック１が、流管２の狭い角度範囲のみ、つまり６０度、３０度、あるいはそれ以下を覆っていれば十分である。
【００３６】
図４は、前置増幅器５１と電気部品５２とを有する、本発明のセンサブロック１０１と本発明の流管１０２の第２の実施形態の横断面図を示す。流れ方向９は描画面の方に向かっている。センサブロック１０１はその外側にリブ１１５および１１６を有し、流管１０２へのセンサブロック１０１の脱着を容易にする。
【００３７】
この実施形態では、クランプ部１１１および１１２には突起部がなく、流管１０２にも溝がない、センサブロック１０１は、流管１０２を約２４０度覆う。センサブロック１０１は、ホース１４２用のホース接続具１４１を有する。ホース１４２への流れは、流量センサで測定する。流れの測定をどのように行うかは、図９および１０に示す断面図に基づいて説明する。
【００３８】
ホース１４２は、診断または治療目的で、酸素または他のガスまたは混合ガスを供給するのに用いることができる。ホース１４２は、特に呼気ガスからサンプルを採取するのに用いることもできる。流管１０２では、ホース接続具１４１に空気的に接続されている開口部１４９が、ホース接続具１４１の下に配置されている。シールリング１２４は、周辺領域との空気的接続を阻止する。説明のため、図４に、前置増幅器５１の部品と、もう１つの電気部品５２を再度示す。
【００３９】
図４に示すセンサブロック１０１は、図５に示すのと同じように、第２の差圧センサ４とピトー管６によって補完できる。逆に、センサブロック１も、図５に示すのと同じように、第２の差圧センサとホース接続具１４１によって補完できる。
【００４０】
図５は、ＭＩＤ部品２１とカバー２５を有する本発明のセンサブロックおよび本発明の流管２２の第３の実施形態の縦断面図を示す。図５は基本的に、図１〜３および図４に示すセンサブロック１および１０１の組み合わせを図示している。そうした組み合わせとは対照的に、流管２２内のガス空間は、細菌濾過器２８、３８および４８によって、センサブロック１内のガス空間と分離されている。
【００４１】
図５に示す流管２２が呼吸用マスクの近くで用いられる場合、吸気と呼気の両方が流管２２を流れる。したがって流れ方向９は、流管２２の軸と平行に、任意に選択でき、その選択とは無関係に、正負のガス流、すなわち、流れ方向９の向きのガス流、または流れ方向９と反対向きのガス流が生じる。量に関しては、正負のガス流はおおよそ同じである。
【００４２】
流れ方向９の向きおよび反対向きのガス流量を測定するために、２本のピトー管２６が、流れ方向９に垂直な平面に対して対称となっている。具体的には、開口部４６が流れ方向の向きに、開口部３６が流れ方向と反対向きに向けられている。
【００４３】
開口部３６の圧力は、チャネル５６を介し、開口部３９を通って、差圧センサ２４の入口にかかる。チャネル５６は、細菌濾過器３８を介して開口部３９に空気的に接続されており、シールリング３７が気密封止をもたらす。同様に、開口部４６の圧力は、チャネル６６を介し、開口部２９を通って、差圧センサ２４の別の入口にかかる。
【００４４】
細菌濾過器は、Ｎ２、Ｏ２およびＨ２Ｏなどの小さな空気分子に対してある程度の流れ抵抗を示すため、細菌濾過器２８および３８の真下でチャネル５６および６６を広げ、その表面をできるだけ大きく設計する。これにより、細菌濾過器による流れ抵抗が低く抑えられる。チャネル６６は、細菌濾過器２８を介して開口部２９に空気的に接続されており、シールリング２７によって気密的に封止されている。
【００４５】
流量は、差圧センサ２４から戻ってくる信号に基づいて、ベルヌーイ式を用いて計算できることが当業者には知られている。ベルヌーイ式はパラメータ化されている。すなわち、具体的な測定例に適合している。ガス流量の診断は、差圧センサ２４によって戻される信号の診断に起因する。
【００４６】
ＭＩＤ部品２１は、ホース４２用のホース接続具４１も有する。例えば、もう１つの細菌濾過器４８と毛管開口部４９を介して、このようにホース４２から流管２２に酸素を押し進めることができる。もう１つの差圧センサ４４を設け、毛管開口部４９における圧力差を測定する。
【００４７】
差圧センサの第１の圧力ポートは、開口部６９を介してホース接続具４１の内部に空気的に接続されており、シールリング４７によって気密的に封止されている。差圧センサ４４の第２の圧力ポートは、開口部５９を介して、流管２２の内部ではなく、周囲と接続されているため、差圧センサ４４は、毛管開口部４９の差圧を正確には測定していない。
【００４８】
とはいえ、通常、流管２２の圧力は、周囲圧力と数十ｍｂａｒしか違わない。差圧センサ４４で測定される圧力差が、数十ｍｂａｒと比べて大きい場合、周囲圧力と流管２２の圧力との差は無視できる。もっとも、流管２２の内部と周囲領域との差圧は、通常わかっているため、差圧センサ４４で測定される圧力は、この圧力差で修正できる。
【００４９】
チャネル５６および６６と同じように、毛管開口部４９は、細菌濾過器４８の下で拡張されていてもよい。これは、ホース４２を介してガスのサンプルを採取する際に特に有利であり得る。ホース４２を通じて酸素が供給される場合、通常、酸素は十分な高圧下にあるので、毛管開口部４９と細菌濾過器４８の間の差圧にもかかわらず、酸素は十分に流れる。この状態では、差圧が高いと、差圧センサ４４でより正確に測定できるため、より有利である。そのため、図５では、毛管開口部４９は細菌濾過器４８の下で拡張されていない。
【００５０】
別の実施形態では、流管２２の開口部５９の下にもう１つの開口部を設けてもよい。本実施形態では、いずれの開口部も、シールリングによって空気的に接続されている。
【００５１】
シールリング２７、３７および４７の代わりに、単一のシールを用いてもよい。このシールは、例えば軟質材料で作られ、図５の適用のために、シール材料で分離された３つの開口部を有する必要がある。
【００５２】
ＭＩＤ部品２１はＭＩＤ技術によって製造されている。そのため、例として、差圧センサ２４および４４に電力を供給し、かつ差圧センサ２４および４４を読み取るのに経由する、はんだ接合３４と導線３２の導体３３とを示す。カバー２５は、ＭＩＤ部品２１上の部品を保護する。
【００５３】
図６は、ＭＩＤ部品２１、流管２２、２本のピトー管２６、細菌濾過器２８、差圧センサ２４、前置増幅器５１、および電子部品５２が示された図５のＡ−Ａ線に沿った横断面図を示す。
【００５４】
図７は、ＭＩＤ技術で製造され、２本のピトー管７６を含む流管７２を示す。図５および６に図示するＭＩＤ部品２１は、図７に示す実施形態では、流管７２の一部となっている。流管７２の上部には、ここでも、置増幅器５１、差圧センサ２４および電子部品５２、導体経路７７、はんだ接合７４および電気コネクタ７３が示されている。図７に示す実施形態の利点は、流管７２の寸法が、ＭＩＤ部品２１と、少なくとも上部において同じであるため、同じマスクセット、１つまたは複数の同一の射出成形型、および／または、１つまたは複数の構成要素が同一である制御プログラムを、ＭＩＤ部品２１と流管７２の両方の製造に使用できることである。マスクセットおよび射出成形型は、ツールセットという上位概念にまとめることができる。
【００５５】
図８は、本発明の流管７２の第５の実施形態の縦断面図を示す。本実施形態では、既知の方法で、流管７２のガス流によって、多孔オリフィス板８６における圧力差が生じる。流れ方向９は左から右に定められている。圧力差は、２つの開口部７９および８９を介して、差圧センサ２４の２つのポートにかかる。本実施形態では、流管７２はＭＩＤ技術で設計されている。とはいえ、図５に図示する実施形態における２本のピトー管２６を、多孔オリフィス板８６にも置き換えられることを当業者は理解するであろう。
【００５６】
図９および１０は、図５に示す流管２２の左側部分の別の実施形態を、Ｂ−Ｂ線に沿って図示している。いずれの実施例も、流管７２は、図７および８に示すように、ＭＩＤ技術で設計されている。図９では、ホース接続具８１にホースが接続されていない。差圧センサ８４の１つのポートは、ホース接続具８１を介して、周囲領域と空気的に接続されている。差圧センサ８４のもう１つのポートは、開口部９９を介して、流管７２の内部と接続されている。したがって、差圧センサ８４は、流管７２の内部と周囲領域の圧力差を測定する。
【００５７】
これに対し、図１０では、ホース８２がホース接続具８１にはめられ、毛管開口部１０９が、差圧センサ８４に対するバイパスとして設けられている。したがって、ホース８２によって、さらなるガス、具体的には酸素を、流管７２に供給したり、流管７２からガスのサンプルを採取したりできる。毛管開口部１０９の差圧は、ホース８２から流管７２への、そしてその逆のガス流を判定するのに用いられる。
【００５８】
図９および１０に図示する流管７２は、穿孔器が違う点のみ異なる、非常に似た射出成形型で製造できる。図９に示す流管７２を製造するための穿孔器は、ホース接続具８１の穴がわずかに短めであるため、同じく少し短めである。逆に、図１０に示す流管７２を製造するための穿孔器は、毛管開口部１０９も作るために、わずかに長めである。
【００５９】
図９の差圧センサ８４が熱式センサ素子を含む場合、つまり、厳密に言えば、流量センサである場合、図９に図示する実施形態も、流管７２の内部にガスを供給、または、流管７２の内部からガスのサンプルを採取できるように、ホース８２をホース接続具８１にはめることができる。
【００６０】
これまでガスに関連して本発明を記述してきたが、当業者には明らかなように、この流量測定は液体でも機能し、またそのため、ガスという用語は流体という上位語に置き換えることができる。
【００６１】
好ましい実施形態に基づいて本発明を詳細に説明してきた。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明の精神から逸脱することなく、さまざまな変更や修正を行うことが可能である。したがって、その範囲は、以下の請求項およびその均等物によって定められる。
【符号の説明】
【００６２】
１  センサブロック
２  流管
３  人工呼吸器のホース接続具
４  差圧センサ
５  カバー
６  ピトー管
７  導体経路
８  開口部
９  流れ
１１、１２  クランプ部
１３、１４  縦長の突出部
１５  溝
２１  ＭＩＤ部品
２２  流管
２４  差圧センサ
２５  カバー
２６  ピトー管
２７  シールリング
２８  細菌濾過器
２９  開口部
３２  導線
３３  導体
３４  はんだ接合
３６  開口部
３７  シールリング
３８  細菌濾過器
３９  開口部
４１  ホース接続具
４２  ホース
４４  もう１つの差圧センサ
４６  開口部
４７  シールリング
４８  細菌濾過器
４９  毛管開口部
５１  前置増幅器
５２  もう１つの電気部品
５６  チャネル
５９  開口部
６６  チャネル
６９  開口部
７２  流管
７３  電気コネクタ
７４  はんだ接合
７６  ２本のピトー管
７７  導体経路
７９  開口部
８１  ホース接続具
８２  ホース
８４  差圧センサ
８６  多孔オリフィス板
８９、９９  開口部
１０１  センサブロック
１０２  流管
１０９  毛管開口部
１１１、１１２  クランプ部
１１５、１１６  リブ
１２４  シールリング
１４１  ホース接続具
１４２  ホース
１４９  開口部
【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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【国際調査報告】
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