一种管路全密封式压力监测装置的制作方法

1.本发明涉及生物细胞处理技术领域，尤其涉及一种管路全密封式压力监测装置。


背景技术：

2.目前在进行细胞制备或单采血处理时，对管路或系统压力监测普遍采用的透气不透水的疏水过滤膜，管路中液体的压力通过可穿过疏水过滤膜的空气将压力传导至压力传感器处，即通常疏水过滤膜的两侧为有压空气，实现对压力的监测。但这种方式存在以下几个方面的问题：
3.1、为了实现气体压力传导，需要确保管路与压力传感器连接的气密性，目前通常采用鲁尔密封接头。压力传感器端与鲁尔接头连接部件需要精密加工锥度，以实现硬接触的气密性，安装时既要确保旋钮到位，又不能用力过大将鲁尔接头拧破影响气密性，成本高，且操作不便。
4.2、要确保疏水过滤膜的通透性，以实现对压力的监测，实际使用过程中，经常遇到压力异常变化，将液体，尤其是高浓度的血液或细胞液接触到疏水过滤膜上，导致疏水过滤膜堵塞，导致压力传感器不能感应到待测管路或系统的压力。
5.3、具有一定的安全风险；一般细菌直径在0.5-5um左右，虽然目前细胞培养制备行业普遍采用0.2um的疏水过滤膜，但首先在设计原理上，并没有实现真正的全密封；其次，疏水过滤膜存在损坏或合格性比率，细菌混入可能性较大，对于相对脆弱的细胞具有较大的安全影响。


技术实现要素：

6.为了至少解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案是提供一种管路全密封式压力监测装置。本发明提供的管路全密封式压力监测装置，结构简单，成本低，检测精度高，且使用便利、安全性高。
7.本发明提供的技术方案为：
8.本发明提供一种管路全密封式压力监测装置，包括：安装基板、流体通道、传感器和压板；所述流体通道和传感器设置在安装基板和压板之间，所述流体通道包括柔性弹性膜，所述流体通道内部压力变化时，所述流体通道在所述安装基板和压板约束下，通过所述柔性弹性膜产生形变，所述传感器检测所述压力或位移，输出所述流体通道的内部压力值。
9.进一步地，所述传感器检测所述压力时，所述传感器为电阻应变片式传感器。
10.进一步地，所述电阻应变片式传感器设置在安装基板上，所述流体通道通过第一接触面与所述电阻应变片式传感器压力传导连接；所述压板为固定压板。
11.进一步地，所述第一接触面与所述流体通道固连或所述第一接触面与所述电阻应变片式传感器固连。
12.进一步地，所述流体通道在零压状态下，所述柔性弹性膜呈压缩状态，所述电阻应变片式传感器受到所述流体通道的预置压力；通过所述预置压力实现所述流体通道的内部
负压测量。
13.进一步地，当所述流体通道内为正压时，所述流体通道向所述电阻应变片式传感器方向膨胀，所述电阻应变片式传感器的压力感测值增大；当所述流体通道内为负压时，所述预置压力减小，所述电阻应变片式传感器的压力感测值减小。
14.进一步地，所述流体通道与所述第一接触面之间固连有接触面锁紧装置；所述接触面锁紧装置将流体通道与所述电阻应变片式传感器压力传导固连。
15.进一步地，所述流体通道与所述固定压板固连；当所述流体通道内为负压时，所述流体通道通过所述接触面锁紧装置和第一接触面对所述电阻应变片式传感器产生向上的拉力，实现对所述流体通道内负压的测量；当所述流体通道内为正压时，所述流体通道通过所述接触面锁紧装置和第一接触面对所述电阻应变片式传感器产生向下的压力，实现对所述流体通道内正压的测量。
16.进一步地，所述传感器检测所述位移时，所述传感器为位移形变传感器。
17.进一步地，所述压板为活动压板；所述位移形变传感器通过固连锁紧装置与所述活动压板连接；所述流体通道与所述活动压板固连；当所述流体通道内为负压时，所述流体通道带动所述活动压板向所述安装基板方向移动，使所述位移形变传感器产生位移形变，实现对所述流体通道内负压的测量；当所述流体通道内为正压时，所述流体通道带动所述活动压板往远离所述安装基板方向移动，使所述位移形变传感器产生位移形变，实现对所述流体通道内正压的测量。
18.本发明提供的管路全密封式压力监测装置与现有技术相比存在的有益效果是：
19.本发明通过设置电阻应变片式传感器或位移形变传感器，检测流体通道在密封管路状态下的形变产生的压力或位移，在流体通道外部实现流体通道内的正负压力检测；取消了疏水过滤膜，实现真正意义上的全密封管路通道，从源头上避免空气污染，提高了管路系统的安全性；同时取消了鲁尔接头，完全避免了因加工造成鲁尔接头与设备不匹配或安装操作不当带来的漏气风险，同时降低了设备加工精度要求。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的保护范围。
附图说明
21.图1为本发明实施例一中的管路全密封式压力监测装置中流体通道未受挤压自然状态下的示意图；
22.图2为本发明实施例一中的管路全密封式压力监测装置测量时的结构示意图；
23.图3为本发明实施例一中的管路全密封式压力监测装置的受力模型示意图；
24.图4为本发明实施例二中的管路全密封式压力监测装置的结构示意图；
25.图5为本发明实施例三中的管路全密封式压力监测装置的结构示意图；
26.其中，1安装基板，2电阻应变片式传感器，3接触面，4流体通道，5柔性弹性膜，6固定压板，7接触面锁紧装置，8位移形变传感器，9固连锁紧装置，10活动压板。
具体实施方式
27.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本
发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.以下，将通过具体实施例对本发明提供的管路全密封式压力监测装置作详细说明：
31.实施例一
32.如图1-2所示，本实施例提供的全密封式管路压力监测装置，包括安装基板1，电阻应变片式传感器2，接触面3、流体通道4、柔性弹性膜5和固定压板6等零部件。
33.电阻应变片式传感器2固定在安装基板1上，电阻应变片式传感器2通过接触面3与流体通道4压力传导连接。进一步，接触面3可与流体通道4固连，接触面3也可与电阻应变片式传感器2固连。流体通道4包括柔性弹性膜5，流体通道4内压力产生变化时，通过柔性弹性膜5可以产生一定的形变。
34.固定压板6固定设置在流体通道4上与电阻应变片式传感器2相对的一侧，即流体通道4设置在电阻应变片式传感器2和固定压板6之间。
35.本发明提供的全密封式管路压力监测装置的受力模型如图3所示。在不考虑柔性弹性膜5的形变受力变化理想情况下，在如图1所示的流体通道4未受挤压自然状态下，即在零压状态下，流体通道4上的柔性弹性膜5呈一定的压缩状态，电阻应变片式传感器2呈一定的受力状态，此时电阻应变片式传感器2受到的压力为an，即流体通道4在电阻应变片式传感器2上产生一个预置压力。接触面3的面积，即流体积通道4与电阻应变片式传感器2的接触面积为b cm2。流体管路4内的压力值为x，x可为正值或负值；电阻应变片式传感器2可测量到的压力值y＝a x。
36.当流体通道4内为正压时，由于固定压板6固定及柔性弹性膜5可形变，流体通道4向电阻应变片式传感器2方向膨胀，电阻应变片式传感器2的受力增加，电阻应变片式传感器2输出的压力感测值增大；所以当流体通道4内为正压力时，电阻应变片式传感器2可测量到的压力值y＝a |x|，则流体通道4内的压强值
37.当流体通道4内为负压时，由于固定压板6固定及柔性弹性膜5可形变，流体通道4对电阻应变片式传感器2产生的预置压力减小，电阻应变片式传感器2的受力减小，电阻应变片式传感器2输出的压力感测值减小，直至为0；所以当流体通道4内为负压力时，电阻应变片式传感器2可测量的最小压力y＝a-|x|，y最小为0，所以可测的流体通道4内的最大负压力为x＝-a；由于流体通道4在电阻应变片式传感器2上预置有压力，可以根据预置压力实
现对负压的测量。所以根据预置压力以及电阻应变片式传感器2的测量压力，流体通道4内的压强值为
38.实施例二
39.本实施例提供的管路全密封式压力监测装置，与实施例一不同之处将做具体介绍，相同之处此实施例不再赘述。
40.本实施例不用流体通道4给电阻应变片式传感器2一个预置压力，而是在流体通道4与接触面3之间增加一个接触面锁紧装置7。接触面锁紧装置7将流体通道4与接触面3连接，进而将流体通道4与与所述电阻应变片式传感器2压力传导固连；且流体通道4与固定压板6固连。
41.当流体通道4内为负压时，流体通道4通过接触面锁紧装置7和接触面3可对电阻应变片式传感器2产生一个向上的拉力，从而实现对流体通道4内负压的测量。当流体通道4内为正压时，流体通道4通过接触面锁紧装置7和接触面3可对电阻应变片式传感器2产生一个向下压力，从此实现对流体通道4内正压的测量。此实施例与实施例一相比，安装更便捷。
42.实施例三
43.本实施例提供的管路全密封式压力监测装置，与实施例一不同之处将做具体介绍，相同之处此实施例不再赘述。
44.本实施例中在安装基板1与接触面3之间不再设置电阻应变片式传感器2，即安装基板1与接触面3直接接触.将固定压板6替换为活动压板10，且活动压板10与安装基板1之间设置有位移形变传感器8，位移形变传感器8通过固连锁紧装置9与活动压板10连接。同时流体通道4与活动压板10固连。
45.当流体通道4内为负压时，流体通道4带动活动压板10向安装基板1方向移动，使位移形变传感器8产生位移形变，实现对对流体通道4内负压的测量。当流体通道4内为正压时，流体通道4带动活动压板10往远离安装基板1方向移动，使位移形变传感器8产生位移形变，实现对对流体通道4内正压的测量。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。