一种流量测量装置及系统的制作方法

本技术涉及血液净化设备，具体为一种流量测量装置及系统。

背景技术：

1、在医疗器械制造领域，血液净化是一项关键的治疗技术，其核心是通过专业仪器和设备将患者血液引出体外，经特定程序清除体内代谢废物或有毒物质后再回输体内，以维持患者机体正常生理功能。在这一治疗过程中，液体平衡控制与患者脱水量精准计量直接关系到治疗的有效性和安全性，是血液净化设备研发和应用的核心技术诉求，因此对相关测量技术的精度、稳定性和适应性提出了极高要求。

2、目前，血液净化设备中实现液体平衡和患者脱水量控制的技术方案主要分为两类：一类是采用称重传感器计量治疗液体的重量，实现液体平衡和脱水量控制；另一类是采用流量计测量检测管路的流量，再对流量进行时间积分，实现液体平衡和患者脱水量的控制。

3、然而，现有两类技术方案均存在显著缺陷：

4、对于称重传感器方案而言，其工作原理是将外力作用产生的电阻应变片变形转换为电信号以实现重量计量，但该类传感器本身存在蠕变大、动态响应慢、非线性误差大的固有缺陷，且测量精度易受环境因素影响，导致蠕变和测量误差较大。即便通过后期软件算法优化，也无法从根本上弥补这些硬件缺陷，难以精确实现液体平衡和患者脱水量控制，更关键的是，采用称重传感器的血液净化设备在颠簸、摇摆和振动等复杂环境下无法正常工作，严重限制了其应用场景。

5、对于超声波流量计方案，其核心问题集中在信号稳定性和气泡干扰两方面；一方面，现有技术中超声波在传播过程中会发生多次透射或透射与反射叠加的现象，导致信号重复性差、信噪比低，尤其针对低差速流量时难以实现有效测量；另一方面，现有测量检测管路多采用pvc材质，该材质表面在微观尺度下存在凹凸不平的结构，这些微观凹坑、划痕或孔隙成为气泡理想的“成核点”，溶解在液体中的气体会优先在这些缺陷处析出形成初始气泡，在低流速条件下，流体对气泡的“拖曳力”和“压差阻力”不足以克服pvc材料疏水表面的“附着力”及微观粗糙度带来的“锚定效应”，导致气泡稳定附着在管壁上，且在检测管路内壁及急弯处该问题尤为突出。由于超声波高频测量的波长极短，遇到与波长尺寸相当的气泡时会发生强烈散射，直接导致信号无法正常接收，严重影响测量精度。

6、综上所述，现有血液净化设备的液体流量测量和脱水量控制精度难以满足临床治疗的严苛要求，尤其是低流速场景下的测量难题长期未得到有效解决，因此亟需一种能够优化测量性能、提升精度和稳定性的技术方案，以推动血液净化设备测量技术的升级与完善。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种流量测量装置及系统，基于超声波测量，降低了干扰信号的影响，减小了气泡附着在检测管路内壁的几率，有效带来了信号重复性与信噪比的同步提升，提升了超声波流量计测量精度。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

2、一种流量测量装置，其特征在于：包括第一超声波检测组件、第二超声波检测组件和直段的检测管路；所述第一超声波检测组件和第二超声波检测组件分别设置在检测管路两端面外侧；所述检测管路内壁粗糙度为0.2μm~1.6μm，第一超声波检测组件、第二超声波检测组件的工作面积与管路内孔面积比值为1.2~1.8。

3、进一步的，检测管路内径为2.5mm~8mm，长度为36mm~135mm。

4、进一步的，所述第一超声波检测组件/第二超声波检测组件均包括依次设置的阻隔块、超声波收发装置、基座和耦合块；所述耦合块设置在基座和检测管路之间。

5、进一步的，所述耦合块表面粗糙度为0.8μm~6.3μm。

6、进一步的，所述耦合块采用橡胶材质。

7、进一步的，所述阻隔块的厚度为1.3mm~5.5mm。

8、进一步的，所述检测管路两端分别设有垂直于检测管路的进液管和出液管，进液管、检测管路以及出液管呈u形分布。

9、进一步的，还包括壳体；所述壳体内部设有与第一超声波检测组件、第二超声波检测组件及检测管路适配的定位腔室，用于对各部件进行定位。

10、进一步的，所述壳体对应进液管和出液管的位置设有贯通的避让孔；所述避让孔的孔径与进液管和出液管的尺寸适配，便于进液管和出液管与外部管路相连接。

11、进一步的，包括控制器、数据传输模块、上位机和上述的流量测量装置；所述控制器与第一超声波检测组件、第二超声波检测组件电连接；所述数据传输模块分别与控制器和上位机电连接，用于传输流量测量数据；所述上位机用于数据存储、显示及分析。

12、本实用新型的有益效果是：

13、本实用新型公开了一种流量测量装置及系统，包括第一超声波检测组件、第二超声波检测组件和检测管路；所述第一超声波检测组件和第二超声波检测组件呈对称设置在检测管路两侧，且均与控制器电连接；所述控制器基于超声波传播时间差计算流体流量；所述检测管路内壁粗糙度为0.2μm~1.6μm，第一超声波检测组件、第二超声波检测组件的工作面积与管路内孔面积比值为1.2~1.8。本实用新型公开了一种流量测量装置，基于超声波测量，通过管路结构与设计参数的双重优化，改进了超声波的传播路径，降低了干扰信号的影响，特别是经过研究验证，管路内壁粗糙度在0.2μm~1.6μm范围内气泡附着性最差，本申请的设定减小了气泡附着在检测管路内壁的几率，检测组件工作面积于检测管路内孔面积比值的设定，综合考虑了输出声功率、穿透力及灵敏度等方面，有效带来了信号重复性与信噪比的同步提升，提升了超声波流量计测量精度，为低速流量测量带来了可能。

1.一种流量测量装置，其特征在于：包括第一超声波检测组件（41）、第二超声波检测组件（42）和直段的检测管路（6）；所述第一超声波检测组件（41）和第二超声波检测组件（42）分别设置在检测管路（6）两端面外侧；所述检测管路（6）内壁粗糙度为0.2μm~1.6μm，第一超声波检测组件（41）、第二超声波检测组件（42）的工作面积与管路内孔面积比值为1.2~1.8。

2.根据权利要求1所述的一种流量测量装置，其特征在于：检测管路（6）内径为2.5mm~8mm，长度为36mm~135mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种流量测量装置，其特征在于：所述第一超声波检测组件（41）/第二超声波检测组件（42）均包括依次设置的阻隔块（3）、超声波收发装置（4）、基座（7）和耦合块（5）；所述耦合块（5）设置在基座（7）和检测管路（6）之间。

4.根据权利要求3所述的一种流量测量装置，其特征在于：所述耦合块（5）表面粗糙度为0.8μm~6.3μm。

5.根据权利要求3所述的一种流量测量装置，其特征在于：所述耦合块（5）采用橡胶材质。

6.根据权利要求3所述的一种流量测量装置，其特征在于：所述阻隔块（3）的厚度为1.3mm~5.5mm。

7.根据权利要求1、2或4-6任一项所述的一种流量测量装置，其特征在于：所述检测管路（6）两端分别设有垂直于检测管路（6）的进液管（8）和出液管（9），进液管（8）、检测管路（6）以及出液管（9）呈u形分布。

8.根据权利要求7所述的一种流量测量装置，其特征在于：还包括壳体（2）；所述壳体（2）内部设有与第一超声波检测组件（41）、第二超声波检测组件（42）及检测管路（6）适配的定位腔室，用于对各部件进行定位。

9.根据权利要求8所述的一种流量测量装置，其特征在于：所述壳体（2）对应进液管（8）和出液管（9）的位置设有贯通的避让孔；所述避让孔的孔径与进液管（8）和出液管（9）的尺寸适配，便于进液管（8）和出液管（9）与外部管路相连接。

10.一种流量测量系统，其特征在于：包括控制器（1）、数据传输模块、上位机和如权利要求1~9任一所述的流量测量装置；所述控制器（1）与第一超声波检测组件（41）、第二超声波检测组件（42）电连接，所述数据传输模块分别与控制器（1）和上位机电连接，用于传输流量测量数据；所述上位机用于数据存储、显示及分析。