呼吸机流量传感器故障会出现什么现象，呼吸机流量传感器的原理和应用

很多朋友对呼吸机流量传感器故障会出现什么现象，呼吸机流量传感器的原理和应用不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

1.流量传感器在呼吸机中的作用。流量传感器在呼吸机中的应用已有近30年的历史，常用于中高端呼吸机。作为呼吸机气道系统的重要组成部分，它负责将吸入和呼出的气体流量转换为电信号，并将其发送到信号处理电路，完成吸入和呼出潮气量、分钟通气量和呼吸机的检测和显示。流量。根据呼吸机的功能和设计，流量传感器的检测值不仅提供显示，而且对呼吸机的控制和报警起着决定性的作用。例如，流量传感器将测量的实际值馈送到电子控制部分和面板设置。值比较，利用两者之间的误差来控制伺服阀来调节吸气和呼气流量；安装在吸入系统前端的空气和氧气流量传感器产生的信号可以帮助微处理器控制阀门以提供患者所需的东西。氧气浓度；流量和流量的检测值还直接影响呼气相和吸气相的切换、每分钟通气量上下限报警、流量触发灵敏度、实时气流波形和P-V环监测显示等.流量传感器的性能直接影响呼吸机参数的准确性和可靠性。 2 流量传感器原理及应用目前，呼吸机的种类和型号较多，所使用的流量传感器也各不相同。主要有热丝式、晶体热膜式、超声波式、压力感应式、差压式等。 2.1热线流量传感器：基本原理是将一根细金属丝（不同温度下金属丝的电阻不同）置于被测气流中，通过电流加热金属丝，使其温度高于流体的温度。

当被测气体流经热丝时，会带走热丝的部分热量，导致热丝温度下降。热丝在气体中散发的热量与流量有关。热量散发导致热丝温度变化，引起电阻变化，流量信号即转换为电信号，经过适当的信号变换和处理后测量气体流量。测量原理图如图1所示：

图1：热线流量传感器示意图

图1中，置于测量通道中的热线Rh作为惠斯通电桥的臂，电桥输出的电压信号经运算放大器A1差分放大；运算放大器A2提供晶体管T工作所需的偏置电压，并使A1的输出信号叠加在晶体管T的偏置电位上，经T放大后为电桥供电。由桥式电路、A1、A2和三极管组成的反馈回路可以使热丝恒温工作。在接通电源的瞬间，热线电阻器被电流迅速加热，其阻值立即上升，使电桥迅速达到平衡状态。当流体流经流量计时，由于热交换，热丝的温度和阻抗会发生变化，导致电桥失去平衡。根据输出的反馈电压信号可以测量流体的流量。 Drager 的Savina 和Evita 系列呼吸机使用热丝流

数量传感器，见图2：

图2：热线流量传感器

在单位截面积内，流量越大，电热丝冷却得越快。然后，电热丝需要更多的功率来维持稳定的温度（180C）。将电热丝保持在180C 所需的能量表示冷却传感器和冷却热丝的空气流量。 2.2 热膜流量传感器热膜流量传感器的工作原理与热线流量传感器基本相同。两者都是基于热平衡原理和惠斯通电桥进行检测。 PB840呼吸机的流量传感器采用晶体热膜流量传感器，如图3所示：

图3：热膜流量传感器

它在电路印制板上制造桥式电阻、驱动电路、运算放大器和信号处理电路，并将它们与流量测量管组件集成在一起，形成流量传感器。它输出与气体流量成比例的电信号。温度传感器气体流量经过校正，使测量更加准确。 2.3超声波流量传感器：所谓超声波是指频率高于20kHz、人耳无法听到的机械波。方向性好，穿透力强，遇到杂志或物体界面时会产生明显的反射。当超声波在流动的流体中传播时，它们携带有关流体速度的信息。超声波的这些物理特性可用于计算流体的流量。超声波传感器分为超声波发射器和超声波接收器。超声波发射器利用压电材料的逆压电效应，即当超声波电信号通过它时，就会产生超声波；超声波接收器利用压电材料的压电效应，即当外力作用在材料上时，就会产生电荷输出。即超声波发射机将电能转换为超声波能，并将其传送到被测流体中。超声波接收器接收超声波信号并将其转换为电信号输出。根据检测方法可分为传播速度声渡时法、多普勒法、波束偏移法、噪声法等不同类型的超声波传感器。目前用于呼吸机

声波流量传感器主要有声波传播时间法和多普勒法。这里主要介绍声波渡越时间法的原理和应用。

渡越时间法的原理是超声波在流体中的传播速度与在静止介质中不同，其变化值与介质的流速有关。通过测量流动气体中超声波传播速度的变化来测量流量和流量。通过逆流和顺流发声时间计算（或添加压力和温度传感器以及过零检测电路进行校正）。使用过程中，每分钟进行2000次采集，确保检测结果实时。

Maquet 的伺服和伺服呼吸机的呼气流量传感器采用超声波流量传感器。其原理及内部结构图如图4所示：

图4：超声波流量传感器

左侧的转换器（作为发射器）发射超声波信号并在呼气盒内传播反射。右侧的转换器（作为接收器）接收超声波信号。测量并记录携带流量信息的超声波信号从发送到接收的时间。是T1（下游方向的传播时间）。

图5：超声波传播示意图

右侧转换器（作为发射器，以前的接收器）发射超声波信号，该信号在呼气盒内传播反射，左侧转换器（作为接收器，以前的发射器）接收超声波信号，该信号携带流量信息从发射到接收的时间为测量并表示为T2（逆流方向的传播时间）。 T2-T1=Tdiff，逆流与顺流的时间差与气体流量成正比，采用内置温度探头进行温差修正。 2.4压敏流量传感器：压敏流量传感器由电阻应变片、弹性体（弹性元件、敏感梁）和检测电路组成。其工作原理是：弹性体（弹性元件、敏感梁）在外界气流作用下发生弹性变形，引起其表面附着的电阻应变片（转换元件）也发生变形。电阻应变片发生形变后，其电阻值会发生变化（增大或减小），然后通过相应的测量电路将这种电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将气流转换为空气流量的过程。电信号。它利用应变片（转换元件）在压力作用下电阻值随压力变化而变化的原理，然后通过检测电路将电阻应变片的电阻变化转换成相应的电压输出。西门子900c呼吸机的吸气流量和呼气流量传感器以及300A呼吸机的呼气流量传感器都是压力敏感的，如图6所示：

图6：压力传感流量传感器

流量传感器有两个通道。大的是主通道，上面有金属网，用来产生阻力，使一定比例的风量进入测量通道；小的是测量通道，通道内可以看到一个金属圆盘。它通过一根细金属杆安装在桥上。当气流通过时，产生压力，金属片移动，改变电桥的阻力。装置根据阻力的变化计算气流的大小，得到潮气量和分钟通气量。传感器中有一个电阻器，用于加热呼气流量传感器。工作时热量达到60左右，可防止水蒸气凝结。吸气流量传感器中也有一个类似的电阻，但由于没有施加工作电压，因此该电阻没有加热效应。 2.5差压流量传感器：差压流量传感器是利用节流器（孔板）前后压力不同来测量流体流量的方法，这就是文丘里原理。它使用的传感器是压力表。在一定流量范围内，通过孔板的流量与孔板前后的压差呈线性关系，因此通过检测压差即可获得流体的流量。 BEAR1000呼吸机的流量传感器采用差压式流量传感器，如图7所示：内部有一个垂直的金属膜片。当气流吹开金属膜片时，膜片两端产生压力差。通过测量隔膜两端，将端部压力换算成流量，通过流量和时间计算出潮气量。

图7：差压流量传感器

以上知识分享希望能够帮助到大家！