一种湿化器湿化能力测试装置

摘要

一种湿化器湿化能力测试装置。该装置包括环境温度调节箱，环境温度调节箱内设有气体温度缓冲箱、温控器、测温探头、空气压缩机、电子天平、气流调节阀及流速计和待测湿化器。测试在环境温度调节箱内进行，环境温度调节箱可使气体温度在5℃～30℃间调节；气体温度缓冲箱可将气体温度调节至18℃～30℃；气流调节阀可将流速调节在0L/min～30L/min范围；经一定时间测试后，分别记录下测试前后电子天平上显示的质量差值，输入湿化器气体的平均温度和气体体积，最后计算出湿化器的湿化能力。本发明所述的测试装置解决了湿化器测试过程中环境温度、输入气体温度及输入气体流量均需大范围调节的测试难题，且集成化高、操作简便。

权利要求

1.一种湿化器湿化能力测试装置，其特征在于该装置包括环境温度调节箱(1)，环境温度调节箱(1)内设置有气体温度缓冲箱(3)、温控器(4)、测温探头(6)、空气压缩机(7)、电子天平(8)、出气口(9)、气流调节阀及流速计(10)和待测湿化器(12)；气体温度缓冲箱(3)侧壁上设置有气体输入口(2)和出气口(16)，气体温度缓冲箱(3)内设置有控温测温器(5)和换热器(11)；换热器(11)内设置有制冷压缩机(13)、加热器(14)和温度传感器(15)；空气压缩机(7)通过气体管路经气体输入口(2)进入气体温度缓冲箱(3)中，气体温度缓冲箱(3)排出的气体经出气口(16)并通过安装有气流调节阀及流速计(10)的气体管路进入待测湿化器(12)，待测湿化器(12)置于电子天平(8)上，待测湿化器(12)排出的气体最后经过环境温度调节箱(1)侧壁上的出气口(9)排出；所述的环境温度调节箱(1)通过温控器(4)和测温探头(6)将内部温度在5℃～30℃间调节，温度波动度为±0.3℃，温度上升及下降速度为每分钟0.3℃～1℃。

2.根据权利要求1所述的湿化器湿化能力测试装置，其特征在于，所述的气体温度缓冲箱(3)通过控温测温器(5)和换热器(11)将输入气体温度调节至18℃～30℃，最大可调节气体流量为30L/min，通过控温测温器(5)显示箱内气体在一段时间内的平均温度。

3.根据权利要求1所述的湿化器湿化能力测试装置，其特征在于，所述的气流调节阀及流速计(10)能对输入待测湿化器的气体流量进行调节，并能显示一段时间内的平均流量。

说明书

一种湿化器湿化能力测试装置

技术领域

[0001] 本发明属于医疗器械检测领域，具体涉及一种湿化器湿化能力测试装置，主要用于对湿化器的湿化能力进行测试。

背景技术

[0002] 湿化器是呼吸科中为患者吸入气体增加湿气的医疗器械。主要用于保持患者的呼吸道湿润，减少患者在长期使用呼吸机或呼吸道功能不全时，由于呼吸道干燥而造成的损伤。

[0003] 湿化能力是考察该类医疗器械优劣的核心技术指标。该指标的测试需提供不同的环境温度、湿化器进气温度及输入气体流速，并测试出试验前后湿化器质量的变化、通过气体的体积及输入气体平均温度。该测试的难点在于测试条件的提供，由于需要测试一些极端环境下的湿化能力，如：环境温度5℃，输入气体温度30℃，输入气体流速30L/min。由于空气压缩机输出气体温度与环境温度几乎相同，因此通常实验室采用一个额外带气体加热管的设备来提高进气温度，但无法实现对输入气体温度的降低，且环境温度的控制依托于室内空调，调节速度缓慢。同时当要求输入气体流速较大时，采用该种方式加热的输入气体温度很难保持稳定，这都增加了测试的不确定度。

[0004] 因此研制可同时提供环境温度、进气温度分别稳定可控，最大输出气体流速为30L/min的测试条件，并测试出湿化器湿化能力的检测设备成为了该领域亟需解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明目的是要解决现有湿化器测试条件不稳定的问题，提供一种结构设计合理、使用方便、检测结果准确的湿化器湿化能力测试装置。

[0006] 本发明提供的湿化器湿化能力测试装置包括环境温度调节箱(1)，环境温度调节箱(1)内设置有气体温度缓冲箱(3)、温控器(4)、测温探头(6)、空气压缩机(7)、电子天平(8)、出气口(9)、气流调节阀及流速计(10)和待测湿化器(12)；气体温度缓冲箱(3)侧壁上设置有气体输入口(2)和出气口(16)，气体温度缓冲箱(3)内设置有控温测温器(5)和换热器(11)；换热器(11)内设置有制冷压缩机(13)、加热器(14)和温度传感器(15)；空气压缩机(7)通过气体管路经气体输入口(2)进入气体温度缓冲箱(3)中，气体温度缓冲箱(3)排出的气体经出气口(16)并通过安装有气流调节阀及流速计(10)的气体管路进入待测湿化器(12)，待测湿化器(12)置于电子天平(8)上，待测湿化器(12)排出的气体最后经过环境温度调节箱(1)侧壁上的出气口(9)排出。

[0007] 所述的环境温度调节箱内装有温控器和测温探头，用于提供快速可调节的环境温度，通过温控器(4)和测温探头(6)将内部温度在5℃～30℃间调节，温度波动度为±0.3℃，温度上升及下降速度为每分钟0.3℃～1℃。具体可采用SML-2型恒温恒湿箱来实现。

[0008] 所述的气体温度缓冲箱通过控温测温器(5)和换热器(11)将输入气体温度调节至18℃～30℃，最大可调节气体流量为30L/min，通过控温测温器(5)显示箱内气体在一段时间内的平均温度。

[0009] 空气压缩机将环境温度调节箱内的气体加压后通过气体输入口输入气体温度缓冲箱中的换热器，换热器中通过制冷压缩机和加热器来使输入气体进行热交换，并通过控温测温器对最终输入到待测湿化器内的气体温度进行控制和测量。

[0010] 所述的气流调节阀及流速计的功能为：一是调节输入待测湿化器的气体流速，提供合适的测试条件；二是测试出测试过程中气体的平均流速，并通过V＝ν×t计算出测试过程中流过湿化器的气体体积，其中，V——气体体积，ν——气体流速，t——测试时间。

[0011] 所述的电子天平可分别称量出待测湿化器在测试前后的质量，并计算出实验过程中的水分质量差值。

[0012] 最后通过如下公式计算出在特定测试条件下湿化器的湿化能力：

[0013]

[0014] nBTPS——湿化系统输出能力

[0015] m2——所用水的质量，单位为克

[0016] Tin——进入湿化器的气体温度，单位为℃。

[0017] 本发明的优点和有益效果：

[0018] 1、实现了环境温度和输入气体温度的分别调节，解决了测试时所需气体温度可能与环境温度相背离的问题。

[0019] 2、换热器内的气体传输管采用往复式设计，增大了与压缩机和加热器的接触面积，提高了可变温度输出气体的流速，同时换能器后的缓冲空间可以使气体温度更均匀，提高了输入湿化器气体温度的稳定性。

[0020] 3、采用模块式设计，结构紧凑。环境温度、输入气体温度及输入气体流量调节方便，测试数据可直接获得。保证了测试的高效性。

附图说明

[0021] 图1是本发明湿化器湿化能力测试装置的结构示意图。

[0022] 图2是气体温度缓冲箱的内部结构示意图。

[0023] 图3是测试的整体流程图。

[0024] 图中：环境温度调节箱(1)、气体输入口(2)、气体温度缓冲箱(3)、温控器(4)、控温测温器(5)、测温探头(6)、空气压缩机(7)、电子天平(8)、出气口(9)、气流调节阀及流速计(10)、换热器(11)、待测湿化器(12)、制冷压缩机(13)、加热器(14)、温度传感器(15)、出气口(16)。

具体实施方式

[0025] 实施例1：

[0026] 如图1所示，测试装置包括环境温度调节箱(1)，环境温度调节箱(1)内设置有气体温度缓冲箱(3)、温控器(4)、测温探头(6)、空气压缩机(7)、电子天平(8)、出气口(9)、气流调节阀及流速计(10)和待测湿化器(12)；气体温度缓冲箱(3)侧壁上设置有气体输入口(2)和出气口(16)，气体温度缓冲箱(3)内设置有控温测温器(5)和换热器(11)；换热器(11)内设置有制冷压缩机(13)、加热器(14)和温度传感器(15)；空气压缩机(7)通过气体管路经气体输入口(2)进入气体温度缓冲箱(3)中，气体温度缓冲箱(3)排出的气体经出气口(16)并通过安装有气流调节阀及流速计(10)的气体管路进入待测湿化器(12)，待测湿化器(12)置于电子天平(8)上，待测湿化器(12)排出的气体最后经过环境温度调节箱(1)侧壁上的出气口(9)排出。

[0027] 整个测试在环境温度调节箱内进行，环境温度调节箱可将其中的气体温度在5℃～30℃间调节；其中的气体经空气压缩机加压后通过气体输入口进入气体温度缓冲箱，气体温度缓冲箱可将气体的温度调节至18℃～30℃；之后通过调节气流调节阀将流速在0L/min～30L/min范围内的气体输入到待测加湿器中；经过一定时间的测试后，记录下测试前后电子天平上显示的质量差值m2＝m0-m1，通过气体温度缓冲箱内的控温测温器(5)读取测试过程中输入湿化器气体的平均温度Tin，通过流速计及测试时间记录下测试过程中通过湿化器的气体体积V。

[0028] m2——所用水的质量，单位为克

[0029] m1——试验结束时水的质量，单位为克

[0030] m0——试验开始时水的质量，单位为克

[0031] 气体温度缓冲箱(3)内部结构如图2所示，气体温度缓冲箱(3)中的气体管路呈往复式排列，增大了热交换的面积。气体从进气口(2)进入换热器(11)，从出气口(16)输出气体温度缓冲箱，进入待测湿化器。

[0032] 当升高气体温度时，通过调节控温测温器(5)，控制加热器(14)开始工作，并经过温度传感器(15)的反馈使管路内的气体温度保持稳定。

[0033] 当降低气体温度时，通过调节控温测温器(5)，控制制冷压缩机(13)开始工作，并经过温度传感器(15)的反馈使管路内的气体温度保持稳定。

[0034] 测试的流程如图3所示，具体步骤为：

[0035] 步骤一、设置环境温度调节箱(1)的温度为湿化器标称可工作的最低环境温度，设置气体温度缓冲箱(3)的温度为湿化器标称的最低进气温度，调节气流调节阀及流速计(10)使输入待测湿化器的气体流速为其标称的最低工作流速。

[0036] 步骤二、待环境温度、输入气体温度及气体流速稳定后将待测湿化器(12)中注入适量的水，并放置于电子天平(8)之上称量出初始质量m0，开始测试。

[0037] 步骤三、当待测湿化器中的水下降了一半以后，停止测试，并记录此时待测湿化器的质量为m1。记录所用的气体体积V和输入气体平均温度Tin。计算出在此条件下湿化器的湿化能力。

[0038] 之后分别在：

[0039] 最低环境温度，最低进气温度和最高进气流速；

[0040] 最低环境温度，最高进气温度和最低进气流速；

[0041] 最低环境温度，最高进气温度和最高进气流速；

[0042] 最高环境温度，最低进气温度和最低进气流速；

[0043] 最高环境温度，最低进气温度和最高进气流速；

[0044] 最高环境温度，最高进气温度和最低进气流速；

[0045] 最高环境温度，最高进气温度和最高进气流速；

[0046] 条件下分别重复步骤一～步骤三，以便在所有条件下全面考核湿化器的湿化能力。

[0047] 本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作出种种不背离本发明精神的替换机修饰。因此本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换机修饰，并未本专利申请权利要求书所涵盖。