[发明专利]位移传感器

说明书

技术领域

在将医疗产品程序化输送入人体或动物体内的装置中，通常设置与泵室和阀门装置共同工作的医疗产品的加压存储器。医疗产品通常经由管被装置泵送至刺入患者皮肤的插管处。装置能够在几天内提供给患者变化的医疗产品输注速度。本发明是针对用于加压存储器的改进的位移传感器。

背景技术

许多不同的测量技术以前已被用作位移传感器的基础。

在一种类型的位移传感器中，线性或旋转地移动电位器弧刷的动作被转化为电压和/或电流信号。这样的电位器式传感器经常遇到机械磨损、弧刷运动的摩擦阻力、绕线单元的有限的分辨率和高的电子噪音的问题。

线性可变位移传感器(LVDT)是通常可用的。线性可变位移传感器经常包括绕成中空形式的三个线圈。透水性材料的核能够穿过该形式的中心自由滑动。内部、初级线圈由交流电源激发。由初级线圈形成的通量被链接到两个外部次级线圈，根据核的位置引导每个线圈中的交流电压。如果两个次级线圈反向串联，那么两个电压相减；也就是说，形成差分电压。当核位于中央时，电网电压为零。当核移动至一侧，电网电压幅值将增加。此外，当核移动至一侧或另一侧时存在相对于电源的相位变化。此外，这些装置要求在测量线圈任一端的独立线圈，以便提供电屏蔽来产生低噪音传感器。这些制造要求使得这些传感器制造昂贵而且长度尺寸至少是其能够测量距离的两倍。

一些装置也基于例如光学编码器的光学测量系统被描述。基于超声技术的装置也被描述。这些装置往往制造成本昂贵而且在它们能够应用的应用类型方面有限制。

基于位移传感器的不同电容已经被描述用来测量或检测线性位移。一种类型的电容位移传感器是基于两个相对的板的原理，位移测量或者改变两个板的重叠面积，或者改变板之间间隙的介电性质。这种类型的位移传感器的例子将在下面提供。

GB1275060A披露的位移传感器包括形成电容的第一板的导杆和形成受体管，杆在受体管内移入并移出，形成电容第二板。

US4,916,055披露了一种与GB1275060A相似的位移传感器，而且进一步披露了第三管，其用来为电容的感应板屏蔽导致信号噪音的静电电荷。

一些其他的移动板电容传感器还描述了在或者平的或者管状的板上的电极利用模式。这些例子在JP 8-159704和GB2273567A中被给出。这些装置的结构在制造便宜的装置方面也存在相当大的挑战。

电容位移传感器的利用已被描述用于包括监测存储器内液体水平高度的各种应用，如在EP 0520201A中披露的。

US5,135,485披露了用于药物存储器中的电容测量，以便或者检测什么时候存储器是空的或者提供存储器内液体水平高度的测量。所述的用于监测存储器内液体水平高度的传感器包括带有形成它们之间绝缘的液体的电容的两个板。存在于存储器内的液体量越多，板之间的间隙越充满液体，并且这反应在通过传感器测量的电容上。

US6,210,368披露了监测存储器内液体水平高度的基于电容传感器。在一个实施例中，当存储器容量改变时，电容的两个板之间的重叠量改变。在另外一个实施例中，在电容的绝缘材料中被吸收的液相推进剂的量根据存储器容量而改变，导致电容绝缘特性的改变。

US6,352,523披露了在基于实行将注射器的圆筒和活塞被改为同轴电容的两个板之后用来测量留在注射器内的胰岛素的量的方法。为了生成位移信息这个装置还要求该注射器被放入读数器内。

用于监测存储器内药物水平高度的替代技术包括光编码器的使用。US4,498,843和WO2004/009163均描述了基于用于监测作为输注系统一部分的注射圆筒的位置的光编码器的线性位移测量系统。

在本技术领域需要能够有足够灵敏度监测注射器类药物存储器内的液体水平高度的位移传感器，以致允许检测出错误药物的输注。还需要传感器制造便宜而且通过坚稳设计提供可靠性能。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种线性电容位移传感器，包括第一圆柱体电容板、第二圆柱体电容板和第三圆柱体，第二圆柱体电容板设置在第一圆柱体电容板的周围电容，以便在第一和第二圆柱电容板之间形成空间，第一和第二圆柱体电容板空间地大体上彼此相对固定，由绝缘材料构成的在该空间内是纵向可移动的，以便充满绝缘材料的所述空间的一部分能够相对于使用时在第一和第二圆柱体电容板之间产生的固定电场而改变。