壓力指示器的製造方法

2023-09-23 15:01:35 4

壓力指示器的製造方法
【專利摘要】壓力指示器包括：底座（2），按照閉合輪廓（6）以密封方式安裝在底座（2）上的可形變薄膜（3），安裝在底座（2）上的主體（4），限定在底座（2）的反面覆蓋可形變薄膜（3）的中空部分，並包圍至少閉合輪廓（6），至少包括一個流體入口（5，5'），在壓力範圍內測量其壓力。其中可形變薄膜（3）設置成使其在所述壓力範圍內的膨脹（E）足以被肉眼可見，並允許壓力的直接顯示。因為底座（2）被至少一個第一孔（7）穿透，其第一末端出現在可形變薄膜（3）和底座（2）之間的閉合輪廓（6）處；主體（4）被至少一個第二孔（8）穿透，其第一末端在所述中空部分中露出；第一孔（7）的另一末端連接至入口（5）處，分別與大氣連通；第二孔（8）的另一末端與大氣連通，分別連接至入口（5'）；由此，入口（5，5'）處流體的壓力，即各自的壓降，引起了由主體（4）限定的空間中的可形變薄膜（3）的膨脹。該指示器可應用於醫療器械護具的膨脹的監測。
【專利說明】壓力指示器
【技術領域】
[0001 ] 本發明的【技術領域】涉及壓力指示器。
【背景技術】
[0002]為測量液體壓力，眾所周知的方法是使所述承壓流體作用於薄膜。所述薄膜的形變隨後被測量以進行處理，並被展示以產生所述壓力的測量值。因此壓力指示器包括在承壓流體作用下可形變的薄膜。為儘可能獲得線性測量值，壓力指示器的可形變的薄膜總是有很高的硬度。這就導致了對於壓力指示器所設計的給定壓力範圍，所述薄膜出現很小的形變。這些很小的形變不能被肉眼直接看到，系統上需要一個很好的縮小或放大裝置應用到形變的測量中，以產生可視的壓力測量值。而這通常導致複雜和昂貴的裝置。

【發明內容】

[0003]本發明旨在實現小型的簡單便宜的壓力指示器，以便例如構成一次性的裝置。
[0004]本發明涉及壓力指示器包括:底座，按照閉合輪廓以密封方式安裝在底座上的可形變的薄膜，安裝在底座上的主體，該主體限定一個在底座的背面覆蓋可形變薄膜的中空部分，該主體至少包圍閉合輪廓，至少包括一個流體入口，使得流體的壓力可在一個壓力範圍內測量。其中可形變的薄膜設置成在所述壓力範圍內的膨脹足以被肉眼可見，並且壓力可直接顯示出來。其中底座被至少一個第一孔穿透，其第一末端出現在可形變薄膜和底座之間的閉合輪廓處。其中主體被至少一個第二孔穿透，其第一末端出現在所述中空部分。所述第一孔的另一末端連接至入口處，分別與大氣連通。所述第二孔的另一末端與大氣連通，分別連接至入口處。因此入口處的流體壓力，即各自的壓降，引起了被主體限定的中空部分的可形變薄膜的膨脹。
[0005]在另一種實施方式中，根據本發明的壓力指示器包括:底座，按照閉合輪廓以密封方式安裝在底座上的可形變的薄膜，與底座成一體的主體，該主體限定一個在底座的背面覆蓋可形變薄膜的中空部分，該空間中至少包括閉合輪廓，至少包括一個流體入口，所述流體在一定壓力範圍內的壓力可被測量。可形變的薄膜設置成使其在所述壓力範圍內的膨脹(E)足以被肉眼可見，並且壓力可直接顯示出來。底座至少被一個第一孔穿透，其第一末端出現在可形變薄膜和底座之間的閉合輪廓處。主體至少被一個第二孔穿透，其第一末端出現在所述中空部分。所述第一孔的另一末端連接至入口處，分別與大氣連通。同時所述第二孔的另一末端與大氣連通，分別連接至入口處。因此入口處的流體壓力，即各自的壓降，引起了被主體限定的中空部分的可形變薄膜的膨脹。所述指示器包括至少兩處壓痕，每處壓痕都面向可形變薄膜的膨脹位置，使得指示器能夠根據薄膜的所述膨脹位置至少確定三個壓力範圍的值。
[0006]因此，每處痕跡相當於一個預定的壓力值。所述指示器構造成當薄膜的膨脹到達一處標記時，位於薄膜一側的腔室內的壓力等於預定的壓力值。因此，可以推斷出:當薄膜未膨脹到第一標記時，被測壓力未達到第一壓力閾值；當薄膜膨脹到第一標記但未到第二標記時，被測壓力位於第一和第二標記確定的兩個壓力閾值之間；當薄膜膨脹到第二標記時，被測壓力大於或等於第二標記確定的壓力閾值。
[0007]可選地，本發明也可能具有下述特徵的任意一項或多項:
[0008]優選地，所述指示器包括三處或四處標記。
[0009]優選地,所述主體形成鍾狀物。優選地，所述鍾狀物包括一塊或多塊。所述鍾狀物中至少一部分是透明或半透明的。
[0010]優選地,所述主體安裝在所述底座上。
[0011 ] 優選地，所述薄膜是有彈性的。
[0012]優選地，所述指示器包括單張的可形變薄膜，且所述薄膜是有彈性的。
[0013]優選地，所述薄膜是單片的。因此其僅由一層彈性材料組成。所述薄膜是均質結構。
[0014]優選地，所述壓力指示器構造成使得薄膜在膨脹期間可以抵靠到主體的壁上。優選地，所述指示器構造成使得薄膜隨壓力增大逐漸展布於所述壁。優選地，所述指示器構造成使得當壓力達到給定壓力值時，薄膜的膨脹使其接觸到所述壁，當壓力增加時，薄膜的膨脹使其展布於所述壁。優選地，所述壓力指示器構造成使得薄膜在所述壁上的展布取決於被測壓力值。可選但並非優選地，所述壁延伸至一個平面，且大體上平行於平面，其中薄膜靜止時是水平的。所述薄膜測得壓力差，甚至可能接觸到所述鍾狀物的壁。於是壓力差可被鍾狀物測得。
[0015]優選地，每處壓痕相當於薄膜在壁上的展布。因此用戶可以看到薄膜向壁逐漸靠近。所述薄膜在主體壁上的展布與壓力相匹配或凹陷以便被觀察到。優選地，所述薄膜在主體壁上的展布與壓力成正比或凹陷以便被觀察到。
[0016]優選地，所述壁是主體的底部或形成中空部分的鐘狀物，還可以是形成主體或部分形成主體的蓋子。可選但並非優選地，所述壁是平坦的。根據一種可選的實施方式，所述壁是半球形的.[0017]優選地，所述壁構造成防止用戶在薄膜未接觸壁時觀察所述薄膜，使得用戶在薄膜接觸壁時至少觀察到薄膜的一部分。優選地，所述指示器構造成使得用戶可以只觀察接觸至壁的薄膜的一部分。優選地，所述指示器構造成使得用戶可以觀察接觸至壁的全部薄膜。
[0018]優選地，所述壁是半透明的。優選地，所述薄膜是不透明的。
[0019]優選地，所述指示器至少包括兩處標記，更好地包括三處標記，如此設置使其可以確定薄膜的至少三個展布位置，其中薄膜在壁上以圓盤狀展布開。
[0020]優選地，所述標記設置成可在單一壁上觀察薄膜的展布。
[0021]根據本發明的另一個特徵，所述可形變薄膜在壓力範圍內的膨脹至少等於1_。
[0022]根據本發明的另一個特徵，所述可形變薄膜由TPS-SBS類型或SEBS類型的熱塑性彈性體材料製造而成。
[0023]所述壓力範圍在0-150cm/H20之間，其中可形變薄膜的肖氏A級硬度為0，厚度在
0.3mm到0.8mm之間。在一種優選的實施方式中，壓力範圍在0_120cm/H20之間,其中可形變薄膜的肖氏A級硬度為0，厚度為0.7_。根據另一種實施方式，壓力範圍在0-100cm/H20之間，其中可形變薄膜的肖氏A級硬度為0，厚度為0.5mm。[0024]根據本發明的另一個特徵，所述可形變薄膜在閉合輪廓處，每個凹槽裡至少包括一顆珠子與凹槽相互作用，珠子之間相互獨立，安裝於底座上。
[0025]根據本發明的另一個特徵，所述可形變薄膜在閉合輪廓處包括交替設置的珠子和凹槽，與底座中形成的分別對應的交替設置的凹槽和珠子協作。
[0026]根據本發明的另一個特徵，所述可形變薄膜的材料包括壓致變色化合物或摩擦變色化合物或熱致變色化合物。
[0027]根據本發明的另一個特徵，所述壁的材料包括壓致變色化合物或摩擦變色化合物或熱致變色化合物。
[0028]根據本發明的另一個特徵，所述鍾狀物至少部分透明，使得從外側可以觀察到所述可形變薄膜的膨脹。
[0029]根據本發明的另一個特徵，所述鍾狀物至少包括一處面向可形變薄膜膨脹位置的標記，並且流體壓力的顯示與所述膨脹位置一致。
[0030]根據本發明的另一個特徵，所述鍾狀物還至少包括一個變形的透鏡，以改變對已膨脹的可形變薄膜的觀察視角。
[0031]根據本發明的另一個特徵，所述可變形透鏡設置為其光軸垂直於膨脹方向的主軸。
[0032]根據本發明的另一個特徵，所述可變形透鏡放置於其光軸平行於膨脹方向的主軸的位置。
[0033]根據本發明的另一個特徵，所述鍾狀物包括，附著於底座上的近端，遠端以及在近端和遠端之間延伸的主體。根據一種選擇方式，所述可變形透鏡位於主體上。取代該方式或與該選擇方式結合，所述可變形透鏡位於遠端。
[0034]根據本發明的另一個特徵，所述鍾狀物在閉合輪廓處將可形變薄膜壓向底座。
[0035]更進一步地，本發明涉及這樣一種壓力指示器的使用，所述壓力指示器用於監控醫療裝置中可充氣護具例如喉罩的護具的壓力。
[0036]本發明還涉及到，包括根據本發明的壓力指示器的醫療裝置，以及與指示器有關以監控護具壓力的可充氣護具。
[0037]根據一種有益的實施方式，所述裝置構成喉罩。
[0038]本發明還涉及到用於硬膜外注射的醫療裝置，包括根據本發明的壓力指示器，其中所述第一和第二孔其中的一個位於流體竄槽，同時針的末端用於硬膜外注射。有利地，所述醫療裝置包括用於硬膜外注射的針。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]通過下述與附圖相關信息的詳細描述，本發明的其他特徵、細節和益處將變得顯而易見:
[0040]-圖1所示為本發明的框圖；
[0041]-圖2所示為可形變薄膜的一種實施方式的俯視圖；
[0042]-圖3所示為可形變薄膜的一種實施方式的正視圖；
[0043]-圖4所示為不可拆卸的壓力指示器的一種實施方式的正視圖；
[0044]-圖5所示為可拆卸的壓力指示器的一種實施方式的正視圖；[0045]-圖6所示為薄膜膨脹與標記的不同比較方式；
[0046]-圖7所示為縮小透鏡的一種實施方式；
[0047]-圖8所示為放大透鏡的一種實施方式；
[0048]-圖9所示為一種用法；
[0049]-圖10-12所示為根據本發明壓力指示器的一種實施方式的剖視圖；
[0050]-圖13為根據圖10所示實施方式的壓力指示器的俯視圖；
[0051]-圖14-17與圖13視圖相同，且當薄膜遇到增壓時，顯示用戶觀察到的各種顯示值。
【具體實施方式】
[0052]圖1顯示了本發明的框圖。壓力指示器I本質上包括底座2，可形變薄膜3，以及鍾狀物4 (也稱為主體)。可形變薄膜3具有表面結構的一致性(conformation),且實質上安裝在底座2上，使其在封閉的輪廓6處保持密封。可形變薄膜3的表面在所述閉合輪廓6的整個內部是連續的。
[0053]壓力指示器I至少包括入口 5，5』。入口 5，5』使得液體與液體迴路連通，因此可以測得入口處的流體壓力。底座2至少包括一個第一孔7。所述第一孔7的一端在封閉的輪廓6處的可形變薄膜3和底座2之間打開。鍾狀物4至少包括一個第二孔8。所述第二孔8的一端向所述中空部分打開。
[0054]壓力指示器可以有兩種構造。在第一種適於測量(正)壓力的構造中，第一孔7的另一端連接至入口 5處。因此入口 5通過第一孔7與可形變薄膜3和底座2之間流體連通，且限制於閉合輪廓6內。除此之外，鍾狀物4包括的空間通過第二孔8與大氣連通。通過按壓可形變薄膜3將低於(正)壓力的流體引至入口 5處，使得可形變薄膜3在鍾狀物4的中空部分中膨脹。
[0055]根據適於測量(負)壓力的第二種構造，第二孔8的另一端連接至入口 5』處。入口5』通過第二孔8與鍾狀物4限定的中空部分流體連通。除此之外，位於可形變薄膜3和底座2之間並由閉合輪廓6限制的空間，通過第一孔7與大氣連通。將(負)低氣壓的流體引至入口 5』處，通過中空部分的空穴效應產生鍾狀物4的空間中可形變薄膜3的膨脹E。
[0056]可形變薄膜3的膨脹總是出現在相同的方向，同時可形變薄膜3填滿空間，這是在底座2和可形變薄膜3之間的正壓力，或是鍾狀物4和可形變薄膜3之間的空間的負壓力/低氣壓的作用下發生的。
[0057]根據本發明的壓力指示器I可以是按照上述構造方式之一製造的，所述構造方式包括底座2處的入口 5或鍾狀物4處的入口 5』。根據一種優選的實施方式，壓力指示器I可以與兩種構造方式相一致，即包括底座2處的入口 5和鍾狀物4處的入口 5』。用於測量壓力的迴路可以有選擇地連接至兩個入口 5和5』中的一個或是另外一個，這取決於被測的壓痕，同時入口 5，5』中的另一個不與大氣連通。
[0058]所述底座由剛性材料構成。也有可能是聚碳酸酯材料。
[0059]壓力指示器I在預定的壓力範圍內設計。所述壓力範圍一般定義為，位於靜止時的壓力，即與環境壓力(大氣壓力)相一致的壓力，以及採用「壓力」式構造時的最高正壓力或者「低壓」式構造時的最低負壓之間。[0060]根據本發明的一個重要特徵，可形變薄膜3設置成使得其在所述壓力範圍內的膨脹E足以被肉眼可見。該特徵可方便地進行直接顯示，由可形變薄膜3本身產生的膨脹E可表示為流體達到的壓力，且被直接作為測量指標使用。對於薄膜3，這種特徵可以利用材料、肖氏硬度、厚度、形狀獲得，使得到高膨脹性成為可能，至少當可形變薄膜3處於壓力範圍內的某壓力下時，可以直接看出來。
[0061]本發明可有利地避免齒輪減小和/或放大裝置(放大尺，彈簧，回球，電子裝置等)以及顯示裝置(指示器，刻度盤等)用於壓力表。可以對簡化壓力指示器I起到顯著作用並因此降低其成本。
[0062]壓力指示器I還優選地包括一個鍾狀物4。所述鍾狀物包含空腔4。所述鍾狀物4附著於底座2，使其包括位於底座2和鍾狀物4之間的可形變薄膜3。可形變薄膜3位於鄰近底座2處，至少沿著閉合輪廓6相連接，且其中一側面向所述底座2。位於底座2相反方向上的可形變薄膜3的另一側面向由鍾狀物4限定的中空部分。鍾狀物4覆蓋可形變薄膜3且至少包括閉合輪廓6。因此鍾狀物4的空間為容納可形變薄膜3的膨脹提供了空間。
[0063]為了更加清楚，當所述膨脹在壓力範圍內至少等於Imm時，可以認為可形變薄膜3的膨脹足以被肉眼可見。壓力範圍指的是從最小的壓力值(如大氣壓力)到最大的絕對壓力。最大膨脹一般在最大絕對壓力處得到。這樣的最大膨脹優選地至少等於1_。較低的壓力值使得肉眼可直接觀察。然而，該值大大高於現有技術中壓力表的剛性薄膜形變的亞毫米單位值。
[0064]該值仍是最小值。為提高壓力指示器的可讀性，在壓力範圍/給定最大壓力值內可形變薄膜3的最大膨脹儘可能更大。在壓力範圍內大約10_的最大膨脹使得壓力指示器I更易讀取。20_的最大膨脹會更合適。絕對最大膨脹值越高，壓力指示器I越容易讀取。較大的最大膨脹可以增加不同標記水平9的數目並因此提高壓力指示器I的解析度。相反地，最大膨脹值至少在一個方向上決定壓力指示器I的外形尺寸。因此可容許的外形尺寸限制了最大膨脹值。
[0065]應當注意的是，在給定壓力範圍內具有相對高膨脹性的可形變薄膜的原理，使其難以根據壓力獲得線性膨脹E，這主要是因為所用材料在膨脹過程中的非線性。這尤其使得壓力指示器I適合於需要一個或更多閾值處壓力的比較/監測，或者僅需要低解析度而不要求完全精密測量的使用中。
[0066]然而，在給定壓力範圍內有較高膨脹性的可形變薄膜具有很好的可重複性。適時的可重複性保證了在給定作用壓力下相同的顯示/膨脹E。壓力指示器I的原理使其獲得高準確度/重複性的測量值/顯示值成為可能。
[0067]對於可形變薄膜3在給定壓力範圍內根據壓力值的擴張，其主要取決於可形變薄膜3的實施方式的材料，厚度和肖氏A級硬度，取決於包含於閉合輪廓6內的表面，在較小的程度上也取決於所述閉合輪廓6的形狀，或可形變薄膜3的工作面14在閉合輪廓6處可能的在先形狀，還取決於相對厚度分布。對於可形變材料，很難甚至不可能計算或模擬其膨脹。本領域的技術人員利用經驗方法處理連續的測試問題以確定這些參數。材料，平均厚度，硬度和輪廓6的表面根據壓力範圍/最大絕對壓力來設定。施加所述最大絕對壓力並產生最大膨脹，以與所需要的膨脹相比較。根據這個結果，本領域的技術人員改變材料或參數中的任一項以獲得所述所需的最大膨脹。[0068]至少可用於中壓和低壓時可形變薄膜3的膨脹一種可選材料是TPS-SEBS類型或SBS類型構成的熱塑性材料。此種材料可在很大範圍的肖氏硬度上使用，並能夠以多種厚度形式製造，以使壓力指示器有一個寬的壓力範圍。
[0069]根據一種說明性的實施方式，與低壓相應，適於0-100cm/H20壓力範圍的壓力指示器I可優選地由可形變薄膜3製作，所述可形變薄膜3由肖氏A級硬度為O、厚度為0.5mm的材料構成。該實施方式提供了 20_的最大膨脹，及直徑為15_的圓形閉合輪廓。
[0070]可形變薄膜3 —般包括工作面14和閉合輪廓6。閉合輪廓6可以是任意形狀。圖2和圖3所示為具有圓形閉合輪廓6的可形變薄膜3的一種實施方式。被所述閉合輪廓6包圍的工作面14的形狀可以通過預成形方式獲得。預成形的球殼可以例如在開始時用來促進膨脹。圖2和圖3所示的實施方式顯示初始時為扁平形狀。
[0071]對於彈性材料，可形變薄膜3優選地使用熱塑性材料注射的方法精密鑄造而成。該方法可提供很好的產品再現性，所述再現性可有利地保證從一臺壓力指示器到另一臺壓力指示器的壓力測量的再現性，並允許批量/大批量的生產。
[0072]可形變薄膜3優選地製作成整體的一個單片，其包括有用的表面14和閉合輪廓6，及所有可能的配備。
[0073]可形變薄膜3必須沿著閉合輪廓6以密封的形式安裝到底座2上。這種連接方式可以用本領域所知的任何方式獲得，例如粘合劑，焊接，夾具等。
[0074]根據例如圖4所示的特別有益的【具體實施方式】，所述附著以沿著閉合輪廓6整個長度將該閉合輪廓6壓向底座2的方法獲得。該方式可以通過由底座2的壁上設置的路徑得到更好的實施，該路徑與閉合輪廓6相匹配。在這種情況下，閉合的輪廓6有利地具有一個相對於工作面14的過大厚度，使得壓縮是密封的。
[0075]仍然根據圖4所示的優選的實施方式，所述支撐由鍾狀物4提供。鍾狀物4安裝到底座2上，並設計成將閉合輪廓6靠在底座2上。
[0076]將鍾狀物4安裝到底座2上可以通過不同的方式得到。底座2和鍾狀物4有利地具有配合面來促進所述組裝。可以提供如圖4中所示的不可鬆開的連接。在所示樣例中，底座2和鍾狀物4包括匹配的相向的孔。鍾狀物4放置在底座2上。該組件可被所知任何方式阻塞，如粘合、焊接等。如圖5所示，仍有可能獲得可拆卸的組裝。在所示的例子中，鍾狀物4和底座2具有額外的彈性裝置以通過夾設方式來組裝。底座2裝配有圓形銷15，上面至少夾設(clipped)有一個鍾狀物4的有彈性袢扣(tab)。因此鍾狀物4夾設到底座2上。有彈性的凸耳16可以彈性地變形以允許拆卸。
[0077]無論可形變薄膜3以什麼方式(如粘合，焊接，壓縮/倚靠等)組裝到底座2上，都應當沿著閉合輪廓6在底座2和可形變薄膜3之間加上密封。這種密封可以由組件本身提供。這種密封可以通過提供仍然相匹配但未必光滑、相對的面來有利地提高。因此可形變薄膜3在閉合輪廓6處有利地包括與底座2中形成的凹槽相互作用的至少一顆珠子。類似地，可形變薄膜3在閉合輪廓6處有利地包括與底座2中形成的珠子協作的至少一個凹槽。
[0078]仍有可能通過組合幾對連續的珠子/凹槽來進一步提高所得到的密封性。交替的珠子和凹槽是優選的。可形變薄膜3在閉合輪廓6處有利地包括交替的珠子和凹槽，分別與底座2中形成的對應的交替的珠子和凹槽協作。
[0079]所述凹槽和/或珠子相匹配，且實質上平行於閉合輪廓6。所述凹槽和/或珠子有利地通過任意生產手段如注射、機械加工等集成在底座2/可形變薄膜3上而完事地製作出來。
[0080]鍾狀物4具有幾項功能。至少可以區分出一種保護功能，標記功能，以及飽和度/保護(backup)功能。
[0081]第一保護功能在於保護可形變薄膜3膨脹的空間，以保證膨脹不會遇到障礙物。為了該目的，鍾狀物4由剛性材料製作以防止壓力指示器I被環境中的物件壓碎。
[0082]然而，在所謂的「壓力」式的構造中，在該功能中鍾狀物4不應當阻止可形變薄膜3的所述膨脹。為了不產生有礙膨脹的反向壓力，鍾狀物4限定的空間優選地與大氣連通。可以通過所述穿透鍾狀物4的厚度的至少一個第二孔8來得到，使得中空部分與大氣連通。因此，在可形變薄膜3的膨脹過程中，中空部分的空氣可以自由地逸出。
[0083]同樣地，在「低壓」式的構造中，可形變薄膜3和底座2之間的空間優選地與大氣連通。這可以通過所述穿透底座2的厚度的至少一個第一孔7得到。因此，在可形變薄膜3的膨脹過程中，外界空氣可自由進入位於可形變薄膜3和底座2之間的空間，並因此使可形變薄膜3膨脹。
[0084](一個或多個)第一孔7與相應的(一個或多個)第二孔8共同具有足夠大的空間，以保證增壓/減壓和/或連通至大氣。然而，每個第一孔7與相應的第二孔8獨立地具有足夠小的空間，來防止可形變薄膜3通過其向外擠出。
[0085]可以提供的這個最後的特徵包括遠遠低於或遠遠高於在壓力範圍內的壓力。於是鍾狀物4保證可形變薄膜3既不在中空部分內也不超出中空部分處膨脹。該特徵有利地為可形變薄膜3提供保護，以此阻止在低壓或過壓情況下進入物引起的破壞，包括壓力標記的反轉。該特徵提供執行壓力指示器I的保護功能的有利的低和高飽和度。
[0086]鍾狀物的另一項功能是為可形變薄膜3在其膨脹過程中提供導向。如沒有鍾狀物4，可形變薄膜3出現球形膨脹。如圖4和圖5所示的圓柱形樣例，鍾狀物4的內部形狀使得可形變薄膜3出現圓柱形膨脹。
[0087]鍾狀物4的另一項重要功能是允許對壓力進行定位。為了該目的，鍾狀物4至少是部分透明的。可形變薄膜3的膨脹E可以從指示器I的外部直接可見，且用戶可觀察到。鍾狀物4例如由玻璃或聚碳酸酯製造。
[0088]為完成該定位功能，鍾狀物4有利地包括至少一個對著可形變薄膜3膨脹位置的標記9，指示與所述膨脹位置相應的流體壓力。因此有可能比較可形變薄膜3的膨脹位置E與標記9，以得到相對流體壓力的測量值，該直接與標記9對照的方式有利地指示了閾值或特徵壓力水平。參照圖1，可形變薄膜3位於與膨脹值E相應的膨脹位置，所述膨脹值E位於與標記9相對置的位置。因為標記9已預先校準，從而可確定與該構造相應的壓力及相應的壓降。
[0089]因而，有可能產生一種控制，包括位於兩區域或對應於兩處膨脹位置的兩處標記之間的標記9,並給出滿壓力指示或零指示。還有可能得到指示器I,包括η個標記9,並比較流體壓力與η個標記9。所述η可以是任意數字，只受限於壓力指示器I的取決於膨脹主軸的縱向尺寸和用戶眼睛的解析度。
[0090]所述至少一個標記9可以通過任意所知的方式提供。在鍾狀物4內部或外部的凹雕或浮雕蝕刻均可。標記9還可以通過印刷或絲網印刷產生。標記9還可以通過總體上或在鍾狀物4的表面或其不透明部分進行著色/染色獲得。
[0091]參考圖6，根據可形變薄膜3和鍾狀物4的相對尺寸，可形變薄膜3的形變基本上是球形圓頂形狀。與標記9比較的可形變薄膜3有用部分是半球形的。如圖6中左側圖表所示，該形式難以比較所述圓頂位置與標記9的位置。
[0092]為補救該缺點，鍾狀物4還至少包括可變形透鏡10，11以改變膨脹的可形變薄膜3的觀察視角。仍參考圖6，中間的圖顯示為通過縮小鏡觀察到的可形變薄膜3，這樣一個柱面透鏡的圓柱軸平行於膨脹方向的主軸(垂直於圖形平面)。這樣一個縮小透鏡10將可形變薄膜3的圓頂形狀轉換為棒形。圓頂形隨之被該棒形的端部取代，使得與標記9的對比更容易可視。
[0093]如圖7所示，根據一種實施方式，在鍾狀物4的整個外圍上包括圓柱形的縮小透鏡10，其圓柱軸平行於膨脹主軸。
[0094]仍然參考圖6，右側的圖表顯示為通過放大透鏡11觀察到的可形變薄膜3，放大透鏡11的圓柱形透鏡和圓柱軸垂直於膨脹的主軸(在圖形的水平面)。這樣一個放大透鏡11將可形變薄膜3的圓頂形狀轉換為板形。所述板形使得與標記9的對比更容易可視。
[0095]如圖8所示，根據一種實施方式，鍾狀物4在其整個高度上包括圓柱形放大透鏡11，其圓柱軸垂直於膨脹的主軸。
[0096]在上面兩種實施方式中，透鏡10，11安裝在鍾狀物4的圓柱形壁上。在兩種情況下，它們都具有透鏡光軸垂直於膨脹的主軸(鍾狀物4的旋轉軸)的特徵。
[0097]如圖4，5，7和8所示，在另一種實施方式中，仍有可能放置一面透鏡使其光軸平行於膨脹的主軸(鍾狀物4的旋轉軸)。這可以例如在鍾狀物4的遠端的凹面處獲得，在圖形平面的上部區域可視。該透鏡為可形變薄膜3的形變提供一個不同的視角，其與壓力的變化有密切關係。
[0098]為了取代，或完成由對比可形變薄膜3的膨脹值E與至少一個標記9記錄的等級所獲得的壓力的指示，可以增加視覺效果以抓住用戶更多的注意力。這樣一個效果可以是例如色變效果。
[0099]通過將壓致變色化合物或摩擦變色化合物在可形變薄膜3生產過程中整合到其中，在受到壓力時可形變薄膜3除了出現先前描述的膨脹E和造成空間效應，還將優選地經歷色變，產生鉻的效果。使其可以增強空間效應，並增加吸引用戶注意力的機會。
[0100]根據另外一種可選的或附加的實施方式，還有可能將熱致變色化合物在可形變薄膜3生產過程中整合到其中。這使其可以完成壓力指示器I的功能，該功能是顯示觀測到的流體的溫度。這是非常有益的，例如在醫學監測應用中，其中相同的指示器可以進行壓力和溫度的雙監測。
[0101]有利地，指示器構造成使得薄膜在其形變過程中可以抵靠主體的壁，並隨著壓力的增加展布於壁上。因此用戶可以觀察到薄膜逐漸展布在壁上。薄膜在主體壁上的展布與觀測到的壓力或壓降相匹配。優選地，薄膜在主體壁上的展布與觀測到的壓力或壓降成正比。
[0102]優選地，壁是主體的底部或形成中空部的鐘狀物。還有可能是形成主體或部分形成主體的外蓋。所述壁與指示器的底座形成整體。
[0103]有利地，壓力指示器包含標記，使其可以顯示薄膜在壁上的展布情況。每一個標記都對應一個預定的壓力值，該壓力值可在指示器本身或在相關裝置上顯示。因此用戶可以通過觀察薄膜接觸到壁處的標記來讀取壓力的不同等級。根據處理情況和標記的數目，壓力指示器可以測量壓力。
[0104]該實施方式特別有益，因為它可以限制承壓流體傳輸到薄膜的壓力。事實上只要薄膜接觸到壁，該壓力至少可以部分傳遞到壁上。如果薄膜未接觸到壁則其形變減小。因此使用很多次後，不易於疲勞，並改善測量值的再現性。該方面將在下文圖10到17介紹的實施方式中進行詳細解釋。
[0105]有利地，壓力指示器設置成使得薄膜在接觸到壁之前不可見。因此，在薄膜接觸到壁時用戶可以看到部分薄膜。薄膜在壁表面展布的位置或展布的改進可以更容易被看到。
[0106]圖10-12所示為壓力指示器，其具有在先提到的關於其他實施方式的特徵。特別地，這些圖形顯示了插在主體的部分42和底座2之間的薄膜3。在該樣例中，主體包括部分42，阻塞的外蓋41和部分42的末端，其中部分42例如是圓柱形，優選地是圓截面。薄膜3的上表面，部分42和外蓋41限定了第一中空部分50，也被稱作第一腔室，其中的薄膜可能在壓力作用下發生形變。主體至少包括一個孔8，其用於中空部分50與外界空氣或腔室的第一連接，所述腔室內的壓力被測量出來。如樣例所示，外蓋41包含與大氣連通的孔8，使得第一中空部分50保持在大氣壓力狀態下。優選地，外蓋41包括多個孔8。薄膜3與部分42之間的連接是密封的。
[0107]如圖11所示，底座2包括至少一個孔7，優選地包括幾個孔。流體連通至導管22，其與待被測壓力的腔室有流體連接。有益地，在靜止位置處薄膜3停留在底座2上。這樣就消除或減少了底座2和薄膜3之間的空間，從而減小壓力指示器的整體規模。該方式還使得薄膜3不會由於其質量而處於恆載狀態。
[0108]有利地，導管22是直通的導管，可以提供閥門60用來阻擋導管22向孔7的順流方向流。
[0109]在所示樣例中，底座2包括壁21定義的外殼。該外殼構造成使其可以容納主體的部分42。優選地，外蓋41安裝於外殼上。由此改善了指示器的魯棒性和緊湊性。所述安裝形式包括修剪、粘合和/或螺釘固定。位於外蓋41上的邊界43是為了增強該安裝效果。
[0110]如圖13到17所示，主體上包括標記91，92，93，94和95，均在圖13中可見。如前所述，這種標記是被例如絲網印刷、膠合或雕刻在主體上的。
[0111]因此，根據本發明的壓力指示器以彈性體薄膜的形變的直接觀察為基礎，是為了向用戶顯示迴路中的真空/壓力的等級，而不必利用低幅度失真放大的複雜機制。根據本發明的壓力指示器要求薄膜具有顯著形變以使其被肉眼感知到，因此要求薄膜的高柔軟性，尤其是測量低壓時。然而，任何彈性體的柔性材料或其他處於恆定形變、連續並持續拉伸/收縮狀態的材料類型，或多或少都會疲勞，這導致了壓力測量是相對不確定的，不精確的且不能在時間上重現的。為了保護根據本發明的壓力指示器傳輸的壓力級相關信息，例如保證與壓力值的各種級別相一致的線性和循環適應性，本發明提供了對於柔韌性薄膜的變形的自由限制，但未增加薄膜的硬度，也未增加齒輪降壓和像現有技術中解決方法的放大器件。
[0112]為此，本發明提供了處於壓力中的薄膜3伸展高度的極端限制。在該實施方式中，薄膜3的最大變形被控制並強迫限制在膨脹範圍內，所述膨脹發生在柔韌性材料開始疲勞之前，並且其是獨立的，不受所施加的壓力值限制。
[0113]因而，這種特殊的生產方式保證了當可形變薄膜3相繼處於各級流體壓力中時，其結構形狀的最佳再現，以及肉眼的清晰的視覺感知，而不需要額外的齒輪減小或放大單
J Li ο
[0114]利用根據本發明的指示器的該結構，薄膜的彈性材料可以在任意時間段支持很大數量(即使不是幾乎無限的數目)的一系列的膨脹和收縮，而沒有形變的結構形狀的轉換時間，使得用戶可以在鍾狀物上蓋處觀察到根據所施加的壓力等級產生的大幅度的形變。
[0115]這種製造方法代表了一項重大的科技進步，因為其解決了至今未解決的問題，即當彈性材料受到恆定的一系列拉伸/收縮作用時，其具有有限的抗疲勞強度。事實上，本發明的該特徵使得彈性體的薄膜幾乎對任意材料的疲勞不敏感，並且不管其持續時間和承受的壓力如何，都可以獲得變形結構形狀的恆定運動，同時能夠獲得對根據施加的壓力等級產生形變的較寬的觀察範圍。
[0116]具備了這項新特徵，本發明更加安全，壓力指示器更加可靠。為此，優選地，彈性體薄膜3在顏色上不透明，典型地為黑色，在位置上與主體外蓋41 (或更一般地與鍾狀物)距離短。
[0117]尤其有利地，設置有薄膜膨脹抵靠的壁，其可以防止薄膜3膨脹至接觸到壁前觀察到薄膜3，而在接觸時則能夠觀察到薄膜3。因此，外蓋41或鍾狀物的頂部由剛性不透明材料製造。優選地，壁(外蓋41或鍾狀物的頂部)是半透明的，以便防止用戶在不接觸時觀察薄膜部分，所述壁阻止薄膜與其接觸並在其上面展布。所述壁優選地為白色，以便與黑色薄膜形成鮮明對比。
[0118]薄膜3靜止(不膨脹)時，即不與上蓋表面有任何接觸時，用戶通過肉眼從裝置外部幾乎不能觀察到。這是因為薄膜3被壁41的半透明材料遮擋起來了。壁41作為面向中空部分50內部的一塊透光性屏幕，因此可以使得薄膜3不受到壓力。薄膜被流體壓力的運動所驅動，並立刻輕鬆地與半透明壁的內部底側接觸。自然，壁和薄膜之間的第一次接觸總是在相同的點處，典型地位於上蓋的中心點或鍾狀物的圓形頂部。當接觸形成時，用戶在鍾狀物頂部的半透明壁上的位置處可以看到一個深灰色或黑色的點。
[0119]於是，流體壓力增加的越多，薄膜在壁內表面上展布的越多。指示器優選地構造成使得用戶可以看到薄膜與壁接觸的整體部分，不與壁接觸的薄膜部分不能看到或不能清晰地看到。薄膜示例性地以圓形的方式在外蓋的內壁上展布，並且示例性地在O到15mm直徑範圍內，在O到120cm/H20壓力範圍內自由增長。在該特殊的創新性的構造中，柔性薄膜材料不會處於疲勞狀態，因為壓力的合力直接轉移到主體壁的剛性材料上。
[0120]用戶隨之看到黑色中心初始點從外蓋41的白色半透明外表面的中心延伸至由後者的圓周限定的外緣處。處於最大壓力時，上蓋的功能性表面完全變為黑色。
[0121]外蓋的表面上有刻度，以便形象化地向用戶傳遞流體壓力實際的顯示值。
[0122]圖13到17所示為根據本發明的指示器測量得到的各種壓力等級。
[0123]如圖13所示,壁41顯示了全部標記91-95。薄膜未顯示時意味著測量的壓力小於對應於標記91的壓力。
[0124]在圖14中示出黑點100。該觀察值可通過薄膜3和壁41的內表面之間的接觸獲得。黑點的表面對應於與壁41的內表面接觸的部分薄膜3的表面。標記92與黑點100齊平，並且可以讀出與標記92有關的壓力值相等的被測壓力值。
[0125]如圖15所示，黑點101展布開來並與標記93齊平，意味著腔室中的壓力等於與標記93有關的壓力。隨著被測壓力的增大,薄膜在壁41上拉伸展布。當展布表面增大達到如圖16所示的標記94處，意味著被測壓力值等於與標記94有關的壓力。
[0126]如圖17所示，被測壓力值達到與標記95有關的壓力。
[0127]薄膜可以拉伸直到由中空部分50限定的所有壁處。由於中空部分50受剛性壁約束，不管被測壓力是多少，其體積恆定。因此不管被測壓力是多少，本發明可以將薄膜的膨脹限制在等於腔室50的體積中。選擇一種塑性形變大於腔室50的體積的薄膜，確保了薄膜始終保持有彈性。因此即使被測壓力超過了建議操作壓力，薄膜也不會受到影響，且測量仍可靠。
[0128]在該實施方式中，例如，可以將薄膜布置成與壁相距小於5mm以識別從O到120cm/H2O的壓力範圍。優選地，薄膜的肖氏A級硬度為0，厚度為0.7mm。從壁41表面可見的圓盤的直徑在O到15mm之間。
[0129]上述提及的所有特徵，尤其是形成薄膜的材料，都可以應用到該實施方式中。
[0130]本發明還涉及不透明壁，在薄膜與壁不接觸時可以遮擋薄膜，並且當後者與壁接觸時可以使用戶觀察到薄膜。優選地，壁可以只顯示與壁接觸的薄膜的部分。
[0131]因此，除了半透明壁之外，該發明還涉及可以防止通過光反射觀察薄膜的壁，所述光反射是一種當薄膜與壁表面接觸時可以減小或消失的反射。
[0132]本發明還涉及指示器，其中與薄膜接觸的壁並不是與靜止時的薄膜實質上平行的壁。
[0133]這樣一個壓力指示器1的生產要求很少的部分，一般為三部分。這些部分很容易批量生產，並有可能獲得少量的昂貴產品。因此有可能獲得一次性的壓力指示器1，其在醫學應用上尤其有價值。
[0134]此外，本發明關於可形變薄膜3的膨脹的原理，使得可以生產整體規模很小的壓力指示器。
[0135]根據本發明的原理，薄膜相對於被測壓力具有很小的質量，使其可以忽視重力的影響。結果是根據本發明的壓力指示器對方向有利地不敏感，可以用於任意位置/方向。
[0136]這樣的壓力指示器1可被用於很多應用場合。一項尤其有益的應用是醫學領域中在低壓範圍內對任意壓力/壓降監測的應用。已知的方法是將可充氣的護具用於呼吸插管裝置。[0137]圖9所示為一個樣例,其中裝置為喉罩13,其在置入患者的口腔內後覆蓋咽喉的開口。可充氣的護具12保證了所述裝置的密封性。護具12必須可以充分地膨脹以保證密封性。然而，所述護具12放置在口腔中的區域是很危險的，因為其中包含腦動脈。這些動脈上過高的壓力會對大腦造成不可逆轉的損傷，因此必須強制避免。
[0138]根據本發明的壓力指示器1適於壓力範圍0-100cm/H20，其被有利地安裝在護具12上，以監測護具膨脹期間護具12中的壓力及患者口腔上的負載壓力。這樣的壓力指示器I有利地至少配置有兩個標記9。第一標記對應於護具12膨脹的最小壓力，其值為40cm/H2O0第二標記是不能超出的生理損傷閾值壓力，其值為80cm/H20。因此，由於本發明，操作員可以有效地核實護具12的位置和充氣情況，這對於患者來說是安全的。[0139]本發明可擴展至很多裝置，其中可以集成根據本發明的指示器。例如，根據本發明的指示器還可以安裝在裝置中以進行硬膜外注射。壓力指示器隨之與用於硬膜外注射的針相結合。更具體地說，其目的在於確保硬膜外腔中的針的斜面的位置。指示器兩個孔中之一與硬膜外注射器的針的遠端流體連通。封閉系統中壓力的增大和薄膜的收縮會告知醫生，針的斜面穿透至空腔中或者系統由於其他原因開放了。醫生因此知悉針的斜面已經穿透至硬膜外腔中。
[0140]該硬膜外注射的應用適用於上述所有實施方式。
[0141]儘管此處描述了本發明一種優選的實施方式，應當理解本發明不限於該實施方式，可以在權利要求的範圍內進行各種變形。
【權利要求】
1.壓力指示器，包括: 底座(2)， 按照閉合輪廓(6)以密封方式安裝在底座(2)上的可形變薄膜(3)， 安裝在底座(2)上的主體(4)，限定了在底座(2)的反面覆蓋可形變薄膜(3)的中空部分，並包圍至少所述閉合的輪廓(6), 至少一個流體入口(5，5』)，其壓力在壓力範圍內測量；其特徵在於， 所述可形變薄膜(3)在所述壓力範圍內的膨脹(E)足以被肉眼可見，並允許壓力的直接顯示， 所述底座(2)被至少一個第一孔(7)穿透，其第一末端出現在可形變薄膜(3)和底座(2)之間的閉合輪廓(6)處；所述主體(4)被至少一個第二孔(8)穿透，其第一末端在所述中空部分中露出；所述第一孔(7)的另一末端連接至入口(5)處，分別與大氣連通；所述第二孔(8)的另一末端與大氣連通，分別連接至入口(5』)，由此，入口(5，5』)處流體的壓力，即各自的壓降，引起了由主體(4)限定的空間中的可形變薄膜(3)的膨脹； 其中，所述指示器至少包括兩處壓痕，每處壓痕都面向可形變薄膜(3)的膨脹位置，以便根據薄膜的所述膨脹位置至少確定三個壓力範圍值。
2.根據前述權利要求的壓力指示器，其中所述可形變薄膜(3)在壓力範圍內的膨脹(E)至少等於1_。
3.根據前述任一項權利 要求的壓力指示器，包括單一的可形變薄膜(3)，所述薄膜(3)具有彈性。
4.根據前述任一項權利要求的壓力指示器，所述可形變薄膜(3)是單片的。
5.根據前述任一項權利要求的壓力指示器，所述薄膜(3)在膨脹時抵靠所述主體(2)的壁。
6.根據前一項權利要求的壓力指示器，構造成使薄膜(3)隨壓力增加逐漸展布在所述壁上。
7.根據前兩項權利要求之一的壓力指示器，構造成當壓力到達給定壓力值時，所述薄膜(3)的膨脹使其接觸所述壁；隨之當壓力增加時，所述薄膜(3)的膨脹使其展布在所述壁上。
8.根據前三項權利要求之一的壓力指示器，構造成使得薄膜(3)在所述壁上的展布取決於被測壓力值。
9.根據前四項權利要求之一的壓力指示器，其中所述壁在與薄膜(3)靜止時所在的平面基本上平行的平面中延展。
10.根據前五項權利要求之一的壓力指示器，其中每一個所述壓痕對應於所述薄膜(3)在所述壁上的一處展布。
11.根據前六項權利要求之一的壓力指示器，其中所述主體的壁是外蓋或鍾狀物的頂部。
12.根據前七項權利要求之一的壓力指示器，其中所述壁構造成當薄膜(3)未接觸所述壁時防止使用者觀察到薄膜(3)，以及當薄膜(3)接觸所述壁時使得使用者至少可以觀察到薄膜(3)的一部分。
13.根據前一項權利要求的壓力指示器，構造成僅能觀察到與所述壁接觸到的薄膜(3)的部分。
14.根據前一項權利要求的壓力指示器，構造成能觀察到與所述壁接觸到的薄膜(3)的整個部分。
15.根據前十項權利要求之一的壓力指示器，至少包括三處的標記(91-95)，放置成至少標識出薄膜(3)的三處展布位置，其中所述薄膜在所述壁上以圓盤形狀展布。
16.根據前三項權利要求之一的壓力指示器，其中所述壁是半透明的。
17.根據前述權利要求任一項的壓力指示器，其中可形變薄膜(3)由TPS-SBS型或SEBS型的熱塑性彈性材料製成。
18.根據前一權利要求的壓力指示器，其中所述壓力範圍在0-150cm/H20之間，可形變薄膜(3 )的肖氏A級硬度為O，厚度在0.3mm到0.8mm之間。
19.根據前一項權利要求的壓力指示器，其中所述壓力範圍在0-120cm/H20之間，可形變薄膜(3)的肖氏A級硬度為O，厚度為0.7mm。
20.根據前述權利要求之一的壓力指示器，其中可形變薄膜(3)在閉合輪廓(6)處，包括至少一顆珠子，對應一個凹槽，在底座(2)中形成與凹槽配合的對應的珠子；或者在閉合輪廓(6)處包括交替設置的珠子和凹槽,與底座(2)處形成的對應的交替設置的珠子和凹槽配合。
21.根據權利要求5至15中任一項的壓力指示器，其中可形變薄膜(3)或壁的材料包括:壓致變色化合物，摩擦變色化合物或熱致變色化合物。
22.根據前述權利要求之一的壓力指示器，其中所述主體(4)還至少包括變形的透鏡(10，11)，以改變對可形變薄膜(3)膨脹的觀察視角。
23.根據權利要求22的壓力指示器，其中所述可變形透鏡(10，11)放置於其光軸垂直於膨脹主軸的位置。
24.根據權利要求22的壓力指示器，其中所述可變形透鏡放置於其光軸平行於膨脹主軸的位置。
25.根據前述權利要求任一項的壓力指示器在諸如喉罩(13)的可充氣的護具(12)之類的醫療裝置的護具(12)中監測壓力應用。
26.醫療裝置，包括根據權利要求1至24中任一項的指示器，及與該指示器有關的可充氣的護具(12)，以監測所述護具(12)中的壓力。
27.根據前一項權利要求的醫療裝置，形成為喉罩(13)。
28.用於硬膜外麻醉的醫療裝置，包括根據權利要求1至24中任一項的指示器，其中第一孔(7 )和第二孔(8 )中之一與針的遠端流體連通，所述針用於硬膜外注射。
【文檔編號】G01L19/12GK103703352SQ201280032265
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年6月11日 優先權日:2011年6月11日
【發明者】帕斯卡·盧迪娜, 史蒂法納·柴可魯尼, 吉勒斯·達呢 申請人:帕斯卡·盧迪娜, 史蒂法納·柴可魯尼