专利名称：用于测定管件中液流物理数值的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及管件中液流物理数值的测定，而不用接触该液体。
背景技术：
循环对于某些液体是公知的，特别是生物学液体，其中与液体保持接触的元件是 一次性使用的元件。为了得知在这些循环中液流的压力，一种连接器已经被提议用于插入具有液流的 管件中，该连接器包括在两个用于入口 /出口的孔口之间延伸的内部通道；形成所述内部 通道的壁的柔性膜片；以及用于压力传感器的紧固装置以附着压力传感器至连接器的某一 位置，其中压力传感器的敏感部件接触该柔性膜片。由于膜片的柔韧特性，连接器的内部压力(管件压力)可被传输至压力传感器。压力传感器能被再利用但是插入管件的连接器与管件一样是一次性使用的零件。
发明内容
本发明旨在提供一种用于测定管件中液流温度的装置，其与上述的装置一样，包 括一次性使用的连接器。为此，本发明提供用于测定管件中液流物理数值的装置，而不需接触所述液体，所 述装置包括-用于所述物理值的传感器；_连接器，其插入所述管件中并包括_在两个孔口之间延伸的内部通道；_用于压力传感器的柔性膜片，其形成所述内部通道的壁；和-用于紧固所述传感器至所述连接器的紧固装置；其特征在于所述传感器是紧固至所述连接器的温度传感器，其中该传感器的敏感 部件朝向所述膜片。因此，根据本发明的装置使用与前述用于测定液体压力的装置相似的连接器来测 定温度，此连接器特别包括用来与压力传感器配合的柔性膜片。尽管它可能看起来让人吃惊，但是该用于压力传感器的柔性膜片也能与温度传感 器配合，特别地但是不唯一地通过实施下述优选特征来实现。使用相同的连接器测定管件中液流的压力或测定其中的温度的事实，使得利用规 模经济和对于一次性使用循环的简化实施成为可能。根据优选的特征-所述传感器包括红外温度探针；和 包围上述探针并在其纵向端部之一包括带孔 口的刚性板的套；所述板设在所述膜片和所述敏感部件之间以加固所述膜片；-所述传感器包括由不透明膜形成的密封盖，所述盖覆盖所述板的朝向所述膜片 的表面；
-所述装置包括用于相对于所述连接器定位所述传感器的定位装置，以使所述盖 与所述膜片的表面接触；-所述定位装置包括适于与衬圈抵接配合的肩部；-所述盖具有在4-40摄氏度的温度范围内恒定的发射率；-所述套包括通过螺合而组装在一起的杯体和帽；-所述帽包括尾部，该尾部的背部由所述刚性板形成；-所述探针包括容纳会聚透镜的头部；-所述紧固装置包括适于与螺纹配合的攻丝部；和/或-所述连接器是一次性的但是所述传感器是可再利用的。
本发明现在将继续用一个实施例的详细描述来公开，该实施例通过以下例证性的 但是非限定的例子给出，并参照附图，其中-图1是用于测定管件中液流压力的装置的剖面图，该装置对于理解本发明非常 有用；-图2是根据本发明中装置的剖面图；-图3是图1中的装置的连接器和根据本发明中装置的分解透视图；-图4是根据本发明的装置的透视图；-图5是根据本发明的装置的温度传感器的分解透视图；和-图6是图5中温度传感器组装后的透视图。
具体实施例方式图1中所图解的装置使它能测定管件中液流的压力。它包括插入柔性管件中的一次性连接器2，柔性管件也是一次性的，以及压力传感 器100，其适合于部分地容纳在连接器2中。通过图1和图3，连接器2现在将被更具体地描述。该连接器2具有T型轮廓，并能串连地插入一次性的柔性管中。它包括基座4、0 型圈密封件5、膜片6、刚性环7和自攻螺钉(tapped screw) 80基座4是塑性材料浇铸制成(这里是能抵抗Y射线的聚丙烯共聚物)。它包括形 成内部通道13的直管10，该内部通道13在用作入口 /出口 11、12的两孔口之间延伸并使 液体在连接器2内部流动。此内部通道13在孔口 11和12之间是等截面的。为了在两段一次性柔性管之间实现连接器2的插入和连接，两个接套14、15安装 在管件10的孔口 11、12处。基座4还包括设在管件10中央部分的碗状件16。碗状件16的侧壁17具有八边形的的外轮廓，然而其内侧形成用于配合螺钉8的 盲攻丝部(blind tapping) 18(图 3)。碗状件16的底部19(图1和3)包括接进内部通道13中 的圆柱状中心孔20。孔 20具有相对较大的横截面，借助于该横截面，孔20中的现有液体被不断地更新(液体并不 被封闭在孔20中)。
进入孔20中并超出孔的整个外围，底部19还包括具有L型截面的环形槽21。该环形槽21因此形成适于容纳0型圈密封件5的凹槽21a，和用于容纳膜片6和 刚性环7的孔21b。密封件5是用弹性可变形材料(这里指硅树脂)形成的0型圈。膜片6是由单层或多层的塑性材料(这里是线型低密度聚乙烯(LLDPE))的柔性 薄膜形成。螺钉8是由塑性材料(这里是能抵抗Y射线聚丙烯共聚物)注塑形成。在与其 六角形头部25相反的端部，螺钉包括与孔20具有相同直径的中心圆柱孔26。从孔26向外延伸，螺钉8包括位于其头部25处的具有较大直径的攻丝部27 (图 1 禾口 3)。螺钉8还包括位于孔26和攻丝部27之间接头处的环形肩部28。现在将描述连接器2的安装。第一步包括将0型圈密封件5、膜片6和刚性环7安装于基座4内。为此，首先0型圈密封件5插进环形凹槽21a内。其次，膜片6被放置成使它完全 盖住孔20的入口和0型圈密封件5 (图1)。最后，刚性环7放在膜片6上边。第二步包括将螺钉8拧进基座4的盲攻丝部18中用于紧固膜片6。螺钉8因此在攻丝部18中推进直至其自由端30触及刚性环7。继续拧进能导致0型圈密封件5压缩，刚性环7使得能避免螺钉8的自由端30直 接地摩擦膜片6，而该摩擦将导致膜片损坏。—旦螺钉8被紧固，膜片6形成内部通道13的壁。膜片6的表面31因此直接接触在内部通道13中的液流，同时其相反的表面32与 同一内部通道13隔离。连接器2的安装因此完成(图1)，膜片6与螺钉8的孔26和攻丝部27对准。现在将描述压力传感器100。其包括压力探针101、包住该探针101的通常为圆柱形的套筒102和中空螺钉 103。该压力探针101包括圆柱形的金属主体104、在主体104的外围凸出的环形衬圈 105以及位于主体104的纵向端部之一的膜片106。主体104容纳处理装置，该处理装置将膜片106的运动转换成代表压力的信号。在与膜片106相反的一端，压力探针101还包括柔性电缆107，以使探针能被供能， 并保证由处理装置发送的信号被传输。套筒102由螺接在一起并与衬圈105配合的筒体102a和管102b形成，以防止探 针101相对于套筒102的平移运动。在与管102b螺合的区域中，筒体102a包括凸出衬圈108，该凸出衬圈108适于抵 接连接器2的肩部28以将压力探针101的膜片106倚靠膜片6定位。螺钉103包括直径略微大 于管102b外径的通孔109，这样该螺钉适合于沿着管 102b滑动。在其外表面和与其圆形头部110相反的端部，螺钉103具有用于与连接器2的攻 丝部27配合的螺纹111，以便提供压力传感器100在连接器2上的紧固。
通过将压力传感器设置成使其膜片106面对膜片6，和通过将压力传感器插入连 接器2的攻丝部27和孔26中，而简单地将压力传感器100在传感器2中放置就位。运动持续至衬圈108抵靠肩部28，膜片106然后靠在膜片6的表面32上。剩下的就仅是将螺钉103旋合进入攻丝部27中以提供传感器100在连接器2中 的紧固。图1中的位置(组装后的装置)因此获得。为了运行该压力测定装置，传感器100的探针101通过电缆107提供动力。液体在压力下在连接器2中的流动导致膜片6的变形，结果又引起压力传感器100 的膜片106的变形。该膜片106的变形通过探针101转变成代表在连接器2的内部通道中液流的压力信号。根据本发明的装置1在图2和4中以组装后的状态示出，使它不接触就能测定管 件中液流的温度。它包括之前描述的连接器2，但是这里连接至一可再利用的温度传感器3。该传感器3现在将借助于图5和6进行描述。传感器3包括温度探针40、包裹所述探针40的套41、密封盖42和具有圆平头的 空心螺钉43。温度探针40包括大体圆柱形主体45，在该主体45上拧有六角螺母形式的头部 46。探针40的主体45和头部46都是空心的并且这里各具有不锈钢的外壁。头部46容纳会聚透镜，使得限定出一探测圆锥，其尖点(对应于透镜的焦点)在 传感器3组装后位于盖42上。主体45罩住对红外辐射敏感的探测器以及处理装置，该处理装置将由传感器捕 获的辐射转换成代表温度的信号。在与头部46相反的端部，压力探针40还包括柔性电缆47，以使它被供能，并保证 由处理装置发送的信号被传输。包覆探针的套41包括通过螺合同帽41b配合的杯体41a。杯体41a包括圆柱形的主壁49和底壁50。底壁50具有供探针40的电缆47通过的圆形开口 51。圆柱形的壁49具有设在其外表面和在与底壁50相反的端部的螺纹52。帽41b包括其顶上装有攻丝衬圈56的尾部55，衬圈56用于与螺纹52配合。尾部55的背面形成刚性板58，在刚性板58的中央形成圆形孔口 57 (图2)，其使 得红外线朝向探针40的探测器的敏感部件通过。该尾部55还具有与杯体41a的圆柱形壁49相同的外径，此外该外径稍微小于连 接器2的螺钉8的中心孔26。封闭盖42这里由不透明的粘性膜(这里指聚酰亚胺)形成，其发射率在4-40摄 氏度的温度范围内是恒定的。
盖42具有同板58相同的直径，并被结合至后者，以便完全地盖住板58的朝膜片 6定向的表面。
螺钉43包括直径略微大于杯体41a的圆柱形壁49外径的通孔60，这样螺钉适于 沿着杯体41a滑动。螺钉43在其外表面并在与其圆形头部61相反的端部具有螺纹62，其用于与连接 件2的攻丝部27配合。温度传感器3的组件用下面的方式制造。杯体41a首先配合进螺钉43的孔60中，然后电缆47的端部插入杯体41a的内部 以便使其通过开口 51出来。接下来探针40安放在杯体41a中并且最终帽41b旋合在杯体41a上。一旦组装后，温度传感器3如图6所图解，然后适于部分地容纳进连接器2中。为此，传感器3被设置成使得盖42面对膜片6，传感器3被插进连接器的攻丝部 27和孔26中。运动持续至衬圈56抵靠肩部28 (图2)，盖42然后支靠膜片6的表面32。剩的下就仅是将螺钉43拧进攻丝部27中以在连接器2中提供传感器3的紧固。图2中的位置因此获得，在该位置中装置1处于在组装状态，其中传感器3被紧固 至连接器2，使探针40的探测器的敏感部件朝向膜片6。应该注意到，衬圈56和环形肩部28的配合可使得能提供盖42的重复定位。这样 避免膜片6的任何偶然破裂，而破裂可能因为在连接器2的内部通道13中的液流导致温度 传感器3 (其是可再利用的)的污损。为了运行装置1，传感器3的探针40通过电缆47提供动力。通过盖42发射的红 外辐射在穿过会聚透镜46后，进入探测器的敏感部件。该辐射通过处理装置转化成为代表温度的信号，该信号通过电缆47传输。在探针40的头部46中会聚透镜的存在使得孔口 57的直径受限制，为的是盖42 具有与尾部55的板58接触的最大区域，而板58是刚性的。盖42和膜片6因此通过板58被加固，可避免膜片6破裂的风险，即使在连接器2 的内部通道13中的液流高压的情况下。从盖42发射的射线通过传感器3的分析使得其温度被精确地测量，因为该盖的发 射率系数在此处所关注的温度范围内是恒定的，即在4和40摄氏度之间。由于盖42的厚度很�。湮露扔敫�42所压靠的膜片6的温度是相同的。用同样的方式并考虑到膜片6的很小厚度，其温度与膜片6所接触的处于压力下 的液体的温度相同。传感器3因此使得内部通道13中液流的温度被测定，这里具有+/_2度的精度。在根据本发明装置的一个非代表性变体中，传感器不包括盖，温度测量直接在膜 片上进行或通过膜片进行。在另一个非代表性的变体中，传感器不包括壁(例如板58)以增强膜片(在连接 器内部通道中的液流压力较低时)。在又一个非代表性的变体中-没有例如47或117的电缆，反而其具有⑴电池、电偶(磁性的、电容性的……) 装置或其它供能装置以及(ii)无线电通信和存储器件例如RFID芯片或蓝牙或Zigbee使 能(Zigbee enabled)装 置以与处理机装置远程通信；
-探针不包括透镜和/或在套中的孔口具有较大的直径；-温度范围不同和/或盖的发射率作为温度函数变化；和/或_传感器包括红外线探针之外的探针(例如接触膜片的热电偶)。许多其它的变体根据实际情况都 是可能的，就此而论应当注意的是本发明不被限 制在所描述和所示出的实施例中。
权利要求
一种用于测定管件中液流物理数值的装置，其不需接触所述液体，所述装置包括-用于所述物理数值的传感器(3)；-连接器(2)，其插入所述管件中并包括-在两个孔口(11，12)之间延伸的内部通道(13)，-用于压力传感器(100)的柔性膜片(6)，其形成所述内部通道(13)的壁；和-用于将所述传感器(3)紧固到所述连接器(2)上的紧固装置(27，62)；其特征在于，所述传感器是温度传感器(3)，该温度传感器紧固至所述连接器(2)，其中所述传感器(3)的敏感部件朝向所述膜片(6)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器(3)包括红外温度探针(40)； 和包覆所述探针(40)的套(41)，该套(41)的一个纵向端部包括带有孔口(57)的刚性板 (58)；所述板设在所述膜片(6)和所述敏感部件之间以加固所述膜片(6)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传感器(3)包括由不透明膜形成的封 闭盖(42)，所述盖(42)覆盖所述板(58)的朝向所述膜片(6)的表面。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，它包括用于相对于所述连接器(2)定位所 述传感器(3)的定位装置(28，56)，以使所述盖(42)与所述膜片(6)的表面(32)接触。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述定位装置包括适于与衬圈(56)抵接 配合的肩部(28)。
6.根据权利要求3-5之一所述的装置，其特征在于，所述盖(42)在4-40摄氏度温度范 围内具有恒定的发射率。
7.根据权利要求2-6之一所述的装置，其特征在于，所述套(41)包括通过螺合而组装 在一起的杯体(41a)和帽(41b)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述帽(41b)包括尾部(55)，尾部(55) 的背部由所述刚性板(58)形成。
9.根据权利要求1-8之一所述的装置，其特征在于，所述探针(40)包括容纳会聚透镜 的头部(46)。
10.根据权利要求1-9之一所述的装置，其特征在于，所述紧固装置包括适于与螺纹 (62)配合的攻丝部(27)。
11.根据权利要求1-10之一所述的装置，其特征在于，所述连接器(2)是一次性的，而 所述传感器(3)是可再利用的。
全文摘要
本发明涉及一种用于测定管件中液流物理数值的装置，而不需接触所述液体，所述装置包括用于所述物理数值的传感器(3)；连接器(2)，其插入所述管件中并包括在两个孔口(11，12)之间延伸的内部通道(13)，用于压力传感器的柔性膜片(6)，其形成所述内部通道(13)的壁；和用于紧固所述传感器(3)至所述连接器(2)上的紧固装置(27，62)；其特征在于，所述传感器是温度传感器(3)，其紧固至所述连接器(2)，且其中所述传感器(3)的敏感部件朝向所述膜片(6)。
文档编号G01K13/02GK101839776SQ20101013677
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月11日 优先权日2009年3月13日
发明者C·德尔博斯, J·维尼亚, J-L·魏森巴赫, M·莫里塞, R·赖因比格勒 申请人:米利波尔公司
专业数控铣床产品供应商
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