氣體流量傳感器在臨床呼吸機(jī)的應(yīng)用已有近20年的歷史，隨著醫(yī)療技術(shù)水平的不斷提高，中高檔呼吸機(jī)的普及使用，作為氣流速度參數(shù)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵部件的氣體流量傳感器，已經(jīng)在呼吸機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用并且起著重要的作用。因此很有必要了解氣流速度參數(shù)在呼吸機(jī)中的作用，氣體流量傳感器的技術(shù)特點(diǎn)、原理以及其在呼吸機(jī)中的應(yīng)用。
      氣流速度參數(shù)在呼吸機(jī)中的作用氣流速度參數(shù)在呼吸機(jī)中起著重要作用，在中高檔呼吸機(jī)中常用到的與氣流速度相關(guān)的參數(shù)包括：吸人潮氣量Vti、分鐘通氣量MV、吸人峰值流量、呼出潮氣量Vte、呼出分鐘通氣量MV和呼出流量Ve等。
    氣流速度參數(shù)在呼吸機(jī)中的作用主要體現(xiàn)在：
(1)作為切換方式的一種。按照吸氣相向呼氣相切換方式的不同，呼吸機(jī)可劃分為： (a)流速切換型；(b)壓力切換型；(c)容積切換型；(d)時(shí)間切換型；(e)聯(lián)合切換型。(2)在時(shí)間切換型呼吸機(jī)中，通過調(diào)節(jié)“流速flow’旋鈕和“吸氣時(shí)間insp．time”旋鈕來設(shè)定潮氣量，其中潮氣量=流速(ml／s)×吸氣時(shí)間(s)。(3)一般在呼吸機(jī)中的操作面板上，除了有“流速flow”旋鈕外，還可根據(jù)患者所需的通氣量范圍設(shè)置“分鐘通氣量報(bào)警上(下)限”。當(dāng)分鐘通氣量超過上限值以及呼吸回路出現(xiàn)脫落、漏氣等情況時(shí)，“分鐘通氣量上限”報(bào)警；當(dāng)分鐘通氣量低于下限值或出現(xiàn)氣道阻塞、無自主呼吸等情況時(shí)，“分鐘通氣量下限”報(bào)警(注：這里的分鐘通氣量是指呼吸機(jī)輸送的分鐘通氣量，而與患者的實(shí)際通氣量無關(guān))。(4)調(diào)節(jié)吸／呼比值：呼吸機(jī)在機(jī)械通氣時(shí)，吸／呼比值取決于吸氣流速、通氣頻率、通氣容積(或壓力)這三個(gè)因素。在設(shè)定通氣頻率及通氣容積的前提下，可通過調(diào)節(jié)吸氣流速來改變吸／呼比值。正因?yàn)闅饬魉俣葏��?shù)在呼吸機(jī)中起著重要作用，所以檢測(cè)氣流速度的氣體流量傳感器在呼吸機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。
氣體流量傳感器的技術(shù)特點(diǎn)、原理和結(jié)構(gòu)根據(jù)呼吸機(jī)的特點(diǎn)，適合于呼吸機(jī)中使用的氣體流量傳感器應(yīng)具有如下特點(diǎn)：6 s3 K" Q* K  S5 Y& v
(1)對(duì)流過傳感器的空氣、氧氣或其他的氣體應(yīng)有靈敏和快速的反應(yīng)。(2)在很小的流量下有較高的準(zhǔn)確性。(3)同時(shí)具有在大的流量下很好的重復(fù)性和很低的滯后性。# I( a  X* k; j! [# u3 v
氣體流量傳感器的種類有多種，下面以美國(guó)Honeywell公司生產(chǎn)的AWIVl系列氣體流量傳感器模塊為例，介紹其原理和應(yīng)用電路。
該類氣體流量傳感器的核心是一個(gè)加熱器和溫度敏感器，根據(jù)氣體流動(dòng)時(shí)所對(duì)應(yīng)的熱傳遞來探測(cè)氣流的速度和方向，并對(duì)流過芯片的空氣或其他氣體流量有著靈敏和快速的反應(yīng)。2 j- S- s' Q0 j- g6 T9 Q( K
該系列產(chǎn)品包括“無內(nèi)置放大”和“有內(nèi)置放大”兩種類型(1) “無內(nèi)置放大”類型：其外形結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品內(nèi)部只包含加熱器與溫度敏感元件，需要用戶在外部配置專用的加熱控制電路、熱敏電阻電源電路和信號(hào)放大電路在傳感器內(nèi)部，有一個(gè)加熱絲和兩個(gè)熱敏電阻，兩個(gè)熱敏電阻對(duì)稱地裝在加熱絲的兩旁，當(dāng)氣流通過時(shí)，由于和加熱絲的相對(duì)位置不同，使兩個(gè)熱敏電阻的溫度不一樣，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而改變，因此兩個(gè)電阻的阻值也不同。圖3為傳感器的熱敏電阻電源電路，當(dāng)2腳和6腳對(duì)應(yīng)的熱敏電阻阻值不同時(shí)，2腳和6腳的電位將不同，產(chǎn)生電位差(當(dāng)氣流方向變化時(shí)，電位差的正負(fù)也相應(yīng)改變)，此電位差經(jīng)信號(hào)放大電路(圖4)放大后輸出到后端電路。(2)“有內(nèi)置放大”類型：其工作原理和“無內(nèi){置放大”產(chǎn)品大致相同，差別在于其內(nèi)部不但有加熱器和溫度敏感元件，而且還包含了加熱控制電路、熱敏電阻電源電路和放大電路，因此使用比較方便。腳為輸出端，二腳為電源正端，三腳為電源負(fù)端。電源標(biāo)準(zhǔn)值為10VI~，在8一l5V之間都可以正常工作。輸出電壓和流速的關(guān)系如圖6，氣體流動(dòng)越快，感應(yīng)輸出值越大，當(dāng)流速為6L／min時(shí)，輸出電壓約為5VDC；當(dāng)流速為3L／min時(shí)，輸出電壓約為4．4VDC。根據(jù)此原理即可輕易地檢查該部件的好壞。