氣體流量傳感器在臨床呼吸機的應用已有近20年的歷史，隨著醫(yī)療技術水平的不斷提高，中高檔呼吸機的普及使用，作為氣流速度參數監(jiān)測關鍵部件的氣體流量傳感器，已經在呼吸機中得到了廣泛應用并且起著重要的作用。因此很有必要了解氣流速度參數在呼吸機中的作用，氣體流量傳感器的技術特點、原理以及其在呼吸機中的應用。
      氣流速度參數在呼吸機中的作用氣流速度參數在呼吸機中起著重要作用，在中高檔呼吸機中常用到的與氣流速度相關的參數包括：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。
    氣流速度參數在呼吸機中的作用主要體現(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，呼吸機可劃分為： (a)流速切換型；(b)壓力切換型；(c)容積切換型；(d)時間切換型；(e)聯(lián)合切換型。(2)在時間切換型呼吸機中，通過調節(jié)“流速flow’旋鈕和“吸氣時間insp．time”旋鈕來設定潮氣量，其中潮氣量=流速(ml／s)×吸氣時間(s)。(3)一般在呼吸機中的操作面板上，除了有“流速flow”旋鈕外，還可根據患者所需的通氣量范圍設置“分鐘通氣量報警上(下)限”。當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，“分鐘通氣量上限”報警；當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，“分鐘通氣量下限”報警(注：這里的分鐘通氣量是指呼吸機輸送的分鐘通氣量，而與患者的實際通氣量無關)。(4)調節(jié)吸／呼比值：呼吸機在機械通氣時，吸／呼比值取決于吸氣流速、通氣頻率、通氣容積(或壓力)這三個因素。在設定通氣頻率及通氣容積的前提下，可通過調節(jié)吸氣流速來改變吸／呼比值。正因為氣流速度參數在呼吸機中起著重要作用，所以檢測氣流速度的氣體流量傳感器在呼吸機中得到了廣泛的應用。
氣體流量傳感器的技術特點、原理和結構根據呼吸機的特點，適合于呼吸機中使用的氣體流量傳感器應具有如下特點：6 s3 K" Q* K  S5 Y& v
(1)對流過傳感器的空氣、氧氣或其他的氣體應有靈敏和快速的反應。(2)在很小的流量下有較高的準確性。(3)同時具有在大的流量下很好的重復性和很低的滯后性。# 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Honeywell公司生產的AWIVl系列氣體流量傳感器模塊為例，介紹其原理和應用電路。
該類氣體流量傳感器的核心是一個加熱器和溫度敏感器，根據氣體流動時所對應的熱傳遞來探測氣流的速度和方向，并對流過芯片的空氣或其他氣體流量有著靈敏和快速的反應。2 j- S- s' Q0 j- g6 T9 Q( K
該系列產品包括“無內置放大”和“有內置放大”兩種類型(1) “無內置放大”類型：其外形結構。產品內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放大電路在傳感器內部，有一個加熱絲和兩個熱敏電阻，兩個熱敏電阻對稱地裝在加熱絲的兩旁，當氣流通過時，由于和加熱絲的相對位置不同，使兩個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，因此兩個電阻的阻值也不同。圖3為傳感器的熱敏電阻電源電路，當2腳和6腳對應的熱敏電阻阻值不同時，2腳和6腳的電位將不同，產生電位差(當氣流方向變化時，電位差的正負也相應改變)，此電位差經信號放大電路(圖4)放大后輸出到后端電路。(2)“有內置放大”類型：其工作原理和“無內{置放大”產品大致相同，差別在于其內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，三腳為電源負端。電源標準值為10VI~，在8一l5V之間都可以正常工作。輸出電壓和流速的關系如圖6，氣體流動越快，感應輸出值越大，當流速為6L／min時，輸出電壓約為5VDC；當流速為3L／min時，輸出電壓約為4．4VDC。根據此原理即可輕易地檢查該部件的好壞。