[go: up one dir, main page]

RU2256884C2 - Capacitance fluid amount sensor for urofluometer - Google Patents

Capacitance fluid amount sensor for urofluometer Download PDF

Info

Publication number
RU2256884C2
RU2256884C2 RU2002129172/28A RU2002129172A RU2256884C2 RU 2256884 C2 RU2256884 C2 RU 2256884C2 RU 2002129172/28 A RU2002129172/28 A RU 2002129172/28A RU 2002129172 A RU2002129172 A RU 2002129172A RU 2256884 C2 RU2256884 C2 RU 2256884C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
liquid
mug
volume
contact
Prior art date
Application number
RU2002129172/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002129172A (en
Inventor
н И.Г. Акоп (RU)
И.Г. Акопян
Н.А. Евдокимов (RU)
Н.А. Евдокимов
И.Н. Коломенский (RU)
И.Н. Коломенский
В.А. Филь (RU)
В.А. Филь
Original Assignee
Открытое акционерное общество " Московский научно-исследовательский институт "Агат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество " Московский научно-исследовательский институт "Агат" filed Critical Открытое акционерное общество " Московский научно-исследовательский институт "Агат"
Priority to RU2002129172/28A priority Critical patent/RU2256884C2/en
Publication of RU2002129172A publication Critical patent/RU2002129172A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256884C2 publication Critical patent/RU2256884C2/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: sensor can be used for measuring amount of urine during urination. Amount capacitance sensor has metal mug with bottom made of dielectric material. The mug has two plates, each plate is provided with electric output. Side wall of the mug has to be one plate of capacitor and surface of fluid to be measured has to be its second plate. Electric output of the plate is brought into contact with surface of fluid. DC capacitor is mounted between electric outputs of both plates of mentioned capacitor.
EFFECT: improved conditions of operation; better hygiene of process of measurement.
1 dwg

Description

Предлагаемый емкостный датчик объема жидкости для урофлоуметра предназначен для использования в измерительной технике при измерении объема ионопроводящей жидкости, в частности в медицинской технике в урофлоуметрии, когда требуется в процессе мочеиспускания измерять изменяющийся во времени объем мочи.The proposed capacitive liquid volume sensor for uroflowmeter is intended for use in measuring technique for measuring the volume of ion-conducting fluid, in particular in medical equipment in uroflowmetry, when it is necessary to measure urine volume changing in time during urination.

Известен весовой датчик объема жидкости для урофлоуметрии, преобразующий массу жидкости в объем [1]. Однако такой датчик не может быть использован для измерения объема ионопроводящей жидкости, так как не учитывает то, что все ионопроводящие жидкости являются растворами различных химических соединений и их плотности существенно отличаются от единицы (на 20-30% и более). В 100 мл воды можно, например, растворить до 35,7 г поваренной соли, при этом плотность такого раствора равна 1,18. Поэтому при измерении объема ионопроводящей жидкости такие датчики дают большую ошибку измерения.Known weight sensor fluid volume for uroflowmetry, converting the mass of fluid into volume [1]. However, such a sensor cannot be used to measure the volume of an ion-conducting liquid, since it does not take into account the fact that all ion-conducting liquids are solutions of various chemical compounds and their densities differ significantly from unity (by 20-30% or more). In 100 ml of water it is possible, for example, to dissolve up to 35.7 g of sodium chloride, while the density of such a solution is 1.18. Therefore, when measuring the volume of an ion-conducting liquid, such sensors give a large measurement error.

Известен емкостный датчик объема ионопроводящей жидкости, преобразующий объем жидкости в электрическую емкость с последующим преобразованием электрической емкости в объем в цифровой форме [2]. Такой емкостный датчик преобразует объем поступившей в него ионопроводящей жидкости в электрическую емкость, величина которой прямо пропорциональна объему жидкости, а не ее массе, и поэтому не чувствителен к плотности ионопроводящей жидкости. Он содержит кружку из диэлектрика с опущенной в нее двусторонней платой из фольгированного стеклотекстолита с электрическими выводами от обоих слоев фольги, имеющих диэлектрическое покрытие, соприкасающееся с поступающей в кружку ионопроводящей жидкостью, причем два слоя фольги являются двумя обкладками конденсатора электрической емкости, образующегося при поступлении ионопроводящей жидкости в кружку. При увеличении уровня жидкости в кружке площадь фольги на плате из фольгированного стеклотекстолита, покрытая ионопроводящей жидкостью, увеличивается, поэтому электрическая емкость такого датчика также пропорционально увеличивается. Этот емкостный датчик по своей физической сущности является наиболее близким предлагаемому.Known capacitive sensor volume of ion-conducting liquid, converting the volume of liquid into an electric capacitance, followed by converting the electric capacitance into a volume in digital form [2]. Such a capacitive sensor converts the volume of ion-conducting fluid that has entered it into an electric capacitance, the magnitude of which is directly proportional to the volume of the fluid, and not its mass, and therefore not sensitive to the density of the ion-conducting fluid. It contains a mug made of a dielectric with a double-sided board made of foil-coated fiberglass with electric leads from both layers of the foil having a dielectric coating in contact with the ion-conducting liquid entering the mug, and the two layers of foil are two plates of the capacitor of the electric capacitance formed upon the arrival of the ion-conducting liquid in a mug. With an increase in the liquid level in the circle, the foil area on the board of foil-coated fiberglass coated with ion-conducting liquid increases, therefore, the electric capacitance of such a sensor also increases proportionally. This capacitive sensor in its physical essence is the closest to the offer.

Однако такой емкостный датчик объема ионопроводящей жидкости не очень удобен в эксплуатации по следующим причинам:However, such a capacitive sensor for the volume of an ion-conducting liquid is not very convenient in operation for the following reasons:

- не имеет индикации надежности подключения его электрических выводов к схеме индикации объема жидкости;- does not have an indication of the reliability of the connection of its electrical terminals to the liquid volume indication circuit;

- требует перед началом измерения предварительного налива в кружку 75-100 мл водопроводной воды для того, чтобы нижний конец платы из фольгированного стеклотекстолита оказался погруженным в ионопроводящую жидкость;- requires before starting the measurement of the preliminary filling in a mug of 75-100 ml of tap water so that the lower end of the board made of foil fiberglass is immersed in an ion-conducting liquid;

- требует после окончания процесса измерения объема жидкости перед выливанием жидкости из кружки предварительного вынимания из нее платы из фольгированного стеклотекстолита, при этом с платы капают остатки мочи, что неудобно и негигиенично при эксплуатации.- requires after the end of the process of measuring the volume of the liquid before pouring the liquid from the mug preliminary removing the board from the foil-coated fiberglass from it, while the remaining urine is dripped from the board, which is inconvenient and unhygienic during operation.

Целью настоящего изобретения является улучшение условий эксплуатации емкостного датчика объема жидкости для урофлоуметра.The aim of the present invention is to improve the operating conditions of a capacitive liquid volume sensor for uroflowmeter.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном емкостном датчике объема жидкости для урофлоумера, содержащем кружку с дном из диэлектрика, две обкладки конденсатора электрической емкости, с электрическим выводом каждая, причем одна из обкладок - металлическая и имеет диэлектрическое покрытие, соприкасающееся с жидкостью, поступающей в кружку в процессе измерения, металлической обкладкой конденсатора электрической емкости является боковая стенка кружки, а поверхность измеряемой жидкости является второй обкладкой конденсатора электрической емкости, электрический вывод которой контактирует с измеряемой жидкостью, при этом между электрическими выводами конденсатора электрической емкости емкостного датчика объема жидкости для урофлоуметра установлен конденсатор постоянной электрической емкости.This goal is achieved due to the fact that in the well-known capacitive liquid volume sensor for the uroflow meter, containing a mug with a bottom made of a dielectric, two plates of a capacitor of electric capacity, each with an electrical output, and one of the plates is metal and has a dielectric coating in contact with the liquid, the metal lining of the capacitor of the electric capacitance entering the mug during the measurement process is the side wall of the mug, and the surface of the measured liquid is the second lining of the condenser torus electrical capacitance, electrical terminal which is in contact with the measured fluid, wherein the electrical connections between the capacitor capacitance fluid volume sensor capacitance set for the capacitor Uroflowmeter constant capacitance.

На чертеже представлена возможная конструкция предлагаемого емкостного датчика объема жидкости для урофлоуметра, когда боковая стенка кружки 1 выполнена из металла и имеет нанесенное на всю ее внутреннюю поверхность диэлектрическое покрытие 2. В кружку вставлено дно из диэлектрика 4. В дно кружки из диэлектрика 4 вставлен контакт из нержавеющей стали 6 таким образом, что один конец контакта 6 находится внутри кружки и имеет электрический контакт с ионопроводящей жидкостью, поступающей в кружку, а другой конец контакта 6 выходит из дна кружки наружу так, что кружка может быть установлена на контактной площадке. Нижний край кружки 3 является электрическим выводом металлической обкладки конденсатора электрической емкости емкостного датчика объема жидкости, а конец контакта 6, выходящий наружу из дна кружки, является электрическим выводом второй обкладки конденсатора электрической емкости, образованного поверхностью ионопроводящей жидкости 5, соприкасающейся с диэлектрическим покрытием 2 внутренней поверхности боковой стенки кружки 1. Между боковой стенкой кружки 1 и контактом 4 установлен конденсатор постоянной электрической емкости 7, обеспечивающий возможность индикации надежности контакта емкостного датчика объема жидкости для урофлоуметра со схемой индикации объема жидкости, подключенной к емкостному датчику. В качестве простейшей схемы индикации объема жидкости может быть использован стандартный измеритель электрической емкости, шкала которого проградуирована в единицах объема.The drawing shows a possible design of the proposed capacitive liquid volume sensor for uroflowmeter, when the side wall of the cup 1 is made of metal and has a dielectric coating applied to the entire inner surface 2. A bottom made of dielectric 4 is inserted into the cup. A contact made from the bottom of the insulated circle 4 stainless steel 6 so that one end of the contact 6 is inside the cup and has electrical contact with the ion-conducting fluid entering the cup, and the other end of the contact 6 comes out of the bottom of the circle and outwards so that the cup can be installed on the pad. The lower edge of the circle 3 is the electrical terminal of the metal plate of the capacitor of the electric capacitance of the capacitive liquid volume sensor, and the end of the contact 6, extending outward from the bottom of the circle, is the electric terminal of the second plate of the capacitor of the electric capacitance formed by the surface of the ion-conducting liquid 5 in contact with the dielectric coating 2 of the inner surface the side wall of the mug 1. Between the side wall of the mug 1 and the contact 4 is installed a capacitor of constant electric capacity 7, providing The possibility of indicating the reliability of the contact of the capacitive liquid volume sensor for the uroflowmeter with the liquid volume indication circuit connected to the capacitive sensor. As a simple scheme for indicating the volume of a liquid, a standard electric capacitance meter can be used, the scale of which is calibrated in units of volume.

Работа предлагаемого емкостного датчика объема жидкости для урофлоуметра на примере конструкции, представленной на чертеже, происходит следующим образом. Когда ионопроводящая жидкость 5 поступает в кружку 1, в ней образуется конденсатор электрической емкости, причем обкладками конденсатора являются боковая стенка кружки 1 с диэлектрическим покрытием 2 и поверхность ионопроводящей жидкости 5, поступившей в кружку 1 и соприкасающейся с диэлектрическм покрытием 2.The work of the proposed capacitive liquid volume sensor for uroflowmeter on the example of the design shown in the drawing, is as follows. When the ion-conducting liquid 5 enters the cup 1, an electric capacitor is formed in it, the capacitor plates being the side wall of the cup 1 with a dielectric coating 2 and the surface of the ion-conducting liquid 5 entering the cup 1 and in contact with the dielectric coating 2.

Электрическая емкость такого конденсатора в пФ определяется известной формулой плоского конденсатора:The electric capacitance of such a capacitor in pF is determined by the well-known formula of a flat capacitor:

Figure 00000002
Figure 00000002

где ε - абсолютная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, нанесенного на поверхность металлической обкладки конденсатора, в пФ/СМ;where ε is the absolute dielectric constant of the dielectric deposited on the surface of the metal plate of the capacitor, in pF / SM;

π=3,14;π = 3.14;

S - площадь поверхности ионопроводящей жидкости, соприкасающейся с диэлектрическим покрытием, нанесенным на металлическую обкладку конденсатора электрической емкости, в см;S is the surface area of the ion-conducting fluid in contact with the dielectric coating deposited on the metal plate of the capacitor of the electric capacity, in cm;

d - толщина диэлектрика, нанесенного на металлическую обкладку конденсатора, в см.d is the thickness of the dielectric deposited on the metal plate of the capacitor, in cm

Учитывая, что диаметр кружки 1 в сотни раз больше толщины диэлектрического покрытия 2, нанесенного на ее внутреннюю поверхность, можно для расчета электрической емкости предлагаемого емкостного датчика объема жидкости для урофлоуметра использовать формулу (1). Площадь внутренней поверхности кружки 1, покрытая жидкостью 5, определяется следующим образом:Given that the diameter of the cup 1 is hundreds of times greater than the thickness of the dielectric coating 2 deposited on its inner surface, it is possible to use formula (1) to calculate the electric capacitance of the proposed capacitive liquid volume sensor. The area of the inner surface of the circle 1, covered with liquid 5, is determined as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

где D - внутренний диаметр кружки 1, в см;where D is the inner diameter of the circle 1, in cm;

h - высота уровня жидкости 5, поступившей в кружку, в см.h is the height of the liquid level 5 received in the mug, in cm

Подставляя S из формулы (2) в формулу (1), получаем:Substituting S from formula (2) into formula (1), we obtain:

Figure 00000004
Figure 00000004

Из описания работы емкостного датчика объема жидкости урофлоуметра и формулы (3) следует, что электрическая емкость конденсатора, образованного поступившей в кружку ионопроводящей жидкостью, при постоянном диаметре кружки D и постоянной толщине диэлектрического покрытия d, нанесенного на внутреннюю боковую поверхность кружки, линейно зависит только от высоты уровня жидкости h, то есть от объема налитой в кружку ионопроводящей жидкости.From the description of the operation of the capacitive liquid volume sensor of the uroflowmeter and formula (3), it follows that the electric capacitance of the capacitor formed by the ion-conducting liquid entering the cup with a constant diameter of the cup D and a constant thickness of the dielectric coating d deposited on the inner side surface of the cup linearly depends only on the height of the liquid level h, i.e., from the volume of the ion-conducting liquid poured into the mug.

Для последующих измерений кружка снимается с контактной площадки, а жидкость выливается, при этом обеспечивается удобство эксплуатации емкостного датчика объема жидкости для урофлоуметра медперсоналом с точки зрения санитарии и гигиены за счет отсутствия вынимаемых или вставляемых в кружку элементов.For subsequent measurements, the cup is removed from the contact pad, and the liquid is poured out, while ensuring the convenience of operating the capacitive liquid volume sensor for the uroflow meter by medical staff from the point of view of sanitation and hygiene due to the absence of elements that can be removed or inserted into the cup.

Из изложенного выше следует, что предлагаемый емкостный датчик объема жидкости для урофлоуметра существенно улучшает удобство и санитарно-гигиенические условия эксплуатации урофлоуметра как медицинского прибора.From the above it follows that the proposed capacitive liquid volume sensor for the uroflowmeter significantly improves the convenience and sanitary conditions of the uroflowmeter as a medical device.

Источники информацииSources of information

1. Проспект “Urocap Uroflowmeter Laborie Urodynamic Systems. Laborie Medical Technologies Corp., 1960.1. Prospectus “Urocap Uroflowmeter Laborie Urodynamic Systems. Laborie Medical Technologies Corp., 1960.

2. Single Channel Uroflow Service /User Information Manual/, Lectromed UK Lim., Unit 23, 1991.2. Single Channel Uroflow Service / User Information Manual /, Lectromed UK Lim., Unit 23, 1991.

Claims (1)

Емкостный датчик объема жидкости для урофлоуметра, содержащий кружку с дном из диэлектрика, две обкладки конденсатора электрической емкости с электрическим выводом каждая, причем одна из обкладок - металлическая и имеет диэлектрическое покрытие, соприкасающееся с жидкостью, поступающей в кружку в процессе измерения, отличающийся тем, что металлической обкладкой конденсатора электрической емкости является боковая стенка кружки, а поверхность измеряемой жидкости является второй обкладкой конденсатора электрической емкости, электрический вывод которой контактирует с измеряемой жидкостью, при этом между электрическими выводами конденсатора электрической емкости установлен конденсатор постоянной электрической емкости.A capacitive liquid volume sensor for a uroflowmeter, containing a mug with a dielectric bottom, two capacitor plates with an electric output each, and one of the plates is metal and has a dielectric coating in contact with the liquid entering the cup during measurement, characterized in that the metal lining of the capacitor of electric capacity is the side wall of the circle, and the surface of the measured liquid is the second lining of the capacitor of electric capacity, the output terminal of which is in contact with the liquid being measured, and a capacitor of constant electric capacity is installed between the electrical terminals of the capacitor of the electric capacitance.
RU2002129172/28A 2002-10-31 2002-10-31 Capacitance fluid amount sensor for urofluometer RU2256884C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002129172/28A RU2256884C2 (en) 2002-10-31 2002-10-31 Capacitance fluid amount sensor for urofluometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002129172/28A RU2256884C2 (en) 2002-10-31 2002-10-31 Capacitance fluid amount sensor for urofluometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002129172A RU2002129172A (en) 2004-04-27
RU2256884C2 true RU2256884C2 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002129172/28A RU2256884C2 (en) 2002-10-31 2002-10-31 Capacitance fluid amount sensor for urofluometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256884C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10448875B2 (en) 2015-10-15 2019-10-22 Stream DX, Inc Capacitive measurement device with integrated electrical and mechanical shielding
US11473958B2 (en) 2017-05-22 2022-10-18 Stream DX, Inc Capacitive measurement device with minimized sensitivity to manufacturing variability and environmental changes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1527671A (en) * 1975-01-03 1978-10-04 Wolf Gmbh Richard Apparatus for measuring rates of urine flow electrically
US5062304A (en) * 1989-05-12 1991-11-05 Endotherapeutics Urine collection monitor with temperature sensing
DE4023336A1 (en) * 1990-07-23 1992-02-06 Hessberg Sigfried DEVICE FOR MONITORING BODY LIQUID LEAKING FROM A CATHETER
RU2034516C1 (en) * 1992-12-25 1995-05-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Прогресс" Uroflowmeter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1527671A (en) * 1975-01-03 1978-10-04 Wolf Gmbh Richard Apparatus for measuring rates of urine flow electrically
US5062304A (en) * 1989-05-12 1991-11-05 Endotherapeutics Urine collection monitor with temperature sensing
DE4023336A1 (en) * 1990-07-23 1992-02-06 Hessberg Sigfried DEVICE FOR MONITORING BODY LIQUID LEAKING FROM A CATHETER
RU2034516C1 (en) * 1992-12-25 1995-05-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Прогресс" Uroflowmeter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Single Channel Uroflow Service /User Information Manual/, Lectromed UK Lim., Unit 23, 1991. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10448875B2 (en) 2015-10-15 2019-10-22 Stream DX, Inc Capacitive measurement device with integrated electrical and mechanical shielding
US11473958B2 (en) 2017-05-22 2022-10-18 Stream DX, Inc Capacitive measurement device with minimized sensitivity to manufacturing variability and environmental changes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4051431A (en) Apparatus for measuring rates of urine flow electrically
KR0164597B1 (en) Water-cut monitoring means and method
US20110000309A1 (en) Apparatus for measuring parameters of fluid flow
US20110314907A1 (en) Contactless filling level measurement of liquids
EP1324025A2 (en) Biosensor apparatus and method with sample type and volume detection
WO2014145971A2 (en) Urine monitoring systems and methods
CA2944616A1 (en) Fluid analysis device and associated systems and methods
WO2014141234A1 (en) System for measuring urine volume and flow rate
JPH0257240A (en) Urine collecting monitor
RU2256884C2 (en) Capacitance fluid amount sensor for urofluometer
JPH0413928A (en) Liquid meter
CN101356424A (en) Frequency conversion charge pump in capacitive level sensor
CN201765028U (en) Capacitance type water level sensor with automatic correction function
CN218628535U (en) Capacitive liquid level sensor based on circuit board
WO2007117748A1 (en) Conductivity sensor for determining the level of granules in a water-filled capsule
CN201765027U (en) Capacitive water level sensor
RU105437U1 (en) CAPACITIVE LEVEL MEASURER WITH DISCRETE MEASUREMENT OF THE LEVEL OF LIGHT OIL PRODUCTS AND BASED WATER
CN214310025U (en) Sediment content measuring device
CN104957939A (en) Intelligent water cup for measuring volume of liquid in cup
JP2010121962A (en) Device of measuring amount of liquid
GB2571243A (en) Level probe and sensor
US8344898B2 (en) Liquid level sensor
JPS6335375Y2 (en)
NZ527959A (en) A flow meter
CN219736498U (en) Error detection device for sensor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181101