适用于以下传感器：SFM3xxx和SFM4xxx系列
关键内容
▪ 初始测试和调试
▪ 电气和机械集成
▪ 有用资源、监管信息和校准背景概述
总述
Sensionon的气体流量传感器模块组合与我们创新的CMOSens®技术使我们能够提供全球原始设备制造商提供的解决方案将传感器组件和信号处理电路结合在一起CMOS硅芯片。CMOSens®传感器双向测量气体流量，长期保持稳定并在整个流量范围内生成非常快速且高度准确的流量读数。通过组合Sensionon在医疗和工业自动化领域拥有20年的历史，Sensionon的流量计（SFM）是理想的解决方案，可提供高度准确和可重复的结果，在使用寿命内无零点偏移或漂移传感器。
本应用说明为将我们的SFM集成到其产品中的工程师提供了一个概述关于正确的部件选择、测试程序、机械标准、电气配置、监管批准之路以及进一步的背景信息。虽然这是一个应用程序说明、视频教程和数据表参考的总结，请始终参考组件数据表是全面信息和详细规范的关键来源，对您的选择的产品。
1 流量传感器解决方案的发展——SFM气体流量模块系列
SFM气流模块系列为以下方面提供了理想的解决方案：
▪ 干燥气体和潮湿条件
▪ 单向和双向流动
▪ 纯气体和气体混合物
▪ 需要低压降的应用
▪ 高工作压力
▪ 数字和模拟通信接口
全球原始设备制造商利用这套交钥匙解决方案来缩短上市时间，降低开发风险，以及所需资本支出。下面显示了一个呼吸回路的示例，以可视化我们的各个位置
传感器通常用于：
鉴于可能的应用范围广泛，以下是我们流量传感器产品组合的高级细分具有选定的关键规格：
1）当与HME过滤器和脱水器。吸气传感器的设计不是为了清洁或消毒。它们需要非冷凝操作条件。
2）SFM模块采用旁路设计，除了SFM3200、3300和3400系列具有直接流道设计，确保清洁性。
3）可重复使用/高压灭菌可清洗（-AW）以及一次性使用/一次性使用（-D）
2 初步测试建议
用于初始传感器验证的SFM测试设置。为了能够直接测试和评估我们的传感器解决方案、流量计套件或评估套件可随时获得。试剂盒通常包含传感器、接口电缆和软件。以下提示和建议可用于验证正确的传感器读数和测试设置成功，然后再增加设置的复杂性。推荐的第一个测试是在下面创建以下基本设置。我们的数字传感器可以使用我们的控制中心读取或查看器软件（用于近端流量传感器）。理想情况下，设置应具有以下功能：
1.稳定的层流源
2.环境温度下的干燥空气
3.非冷凝条件
4.水平设置/指向上的电气连接器
5.管道入口/出口上的筛网
6.>10 cm直管，无弯曲/扭结，内径与传感器
7.作为参考仪表的下游第二个流量计
这个例子通过下图来表示。两个流量传感器的读数应在传感器的指定精度。
请注意，这只是建议的第一次测试设置。在成功执行初始测试后，我们建议依次增加设置的复杂性（例如，较短的入口、气体温度的变化、气体混合物…）并量化影响。有关中设计的更多详细信息，请参阅第3章。
2.1.1精度故障排除
图3 通过油管组的不同流量剖面
在初始测试期间，重要的是要避免湍流和喷射影响，并使流源产生层流条件。这些层流条件将在整个油管组和传感器流量管，同时通过传感器芯片，如图3所示。
在湍流的情况下，传感器横截面上混乱变化的流动剖面将不稳定，因为涡流通过传感元件，导致读数持续变化（流动噪音增加）或者随着流量的变化而不稳定地变化。传感器中出现湍流的原因通常是设计不足流量传感器上游的流动通道。另一种被称为“喷射”的效果是，当空气在进入传感器的更宽直径。没有足够的管道空间和流动阻力来消散多余的流量能量并成为层流，空气将“喷射”通过传感器。由于传感器元件位于流量模块，这种影响将导致传感器高估或低估基于喷气的实际流量直接撞击或错过传感器元件。了解这种影响是否正在发生，以及如何减少或为了避免这些影响，你可以进行以下两个简单的测试，并考虑下面解释的措施（另请参阅第8.3节“重新校准”，以防怀疑传感器超出规格范围）。
2.1.2不对称喷射的识别：SFM模块的旋转如图4所示，以90度为一步旋转传感器（顺时针或逆时针）。如果传感器读数受到恒定和不变流量下旋转的影响，可能出现湍流或喷射发生。在监测传感器的同时，可以在四个不同的角度快速执行此测试以进行比较使用提供的Control Center或Sensor Viewer评估软件读取流量。确保重复适用流速范围内的旋转实验（针对较低流量和较高流量）。
2.1.3流量调节：延长进口管道长度
a） 在本测试中，连接到流量传感器输入端的管道长度延长在恒定流量下比较有无延长管的读数。以防湍流或喷射如果发生这种情况，则不使用和使用额外管道的传感器之间的两个读数将显著偏离以恒定的参考流量。为了进行测试，应将连接的卡套管延长一个系数是传感器长度的5-10倍，因为它将为气体提供更大的传播距离并消散任何过剩的能量，从而允许流动调整到更层流的轮廓。或者，当无法获得恒定和稳定的流量源，两个流量传感器之间放置了额外的管道可以使用两个流量传感器，并且可以直接比较这两个读数。
b） 如果发生湍流或喷射，可以在传感器入口处放置扩散器（烧结过滤器或筛网）流体源和传感器之间的管道。扩散器将支持湍流的消散能量以及当其随后通过SFM模块时向层流轮廓的转变。
3.建议中的设计
上一章介绍了初始测试和改善流动条件的一般注意事项。这些在将传感器设计成医疗设备时，建议仍然有效。本章介绍由系统级引起的附加约束，例如流源的类型、压降预算，尺寸、可制造性等。
SFM3xxxx流量计系列设计具有较低的压降，可实现更大的设计自由度和多功能应用。涡轮驱动装置通常具有有限的压降预算，并且通常需要使系统流量限制最小化。SFM3xxx系列具有低压降和高精度适用于这些应用。
由于传感器的低压降，流量不完全由传感器本身调节。流量通向传感器的系统的路线也可能对到达传感器的流量分布产生影响，并且因此会影响测量结果。为了获得最佳性能，层流和旋转对称流建议进入传感器的轮廓。在下文中，我们提供了如何实现这一点的建议在典型设置中实现。
3.1建议中的设计
医疗器械中使用的两种主要流动源是加压气体供应（壁装气体或瓶子）以及涡轮机或鼓风机。这些来源产生的气流差异很大，因此流量也不同应考虑调节措施以实现最佳流量测量。
3.1.1涡轮机和鼓风机
涡轮驱动装置吸入环境空气并将其输送给患者。涡轮机增加的压力为并且因此管道直径通常保持较大，而气体速度较低。气流很少动能和通常相当层流和均匀的流动剖面，需要较少的流动调节。有了它低压降SFM3xxx系列是此类应用和设置的理想解决方案。下图显示例如具有SFM3xxx流量传感器的设计示例。
传感器上游至少8cm的直刚性管道，管道内径与建议使用流量传感器的内径。如果压力预算允许，可以使用诸如网格之类的扩散器放置在入口侧并且远离传感器将有助于调节流量。传感器的出口通常为不那么关键。放置在流量传感器下游的任何流量阻力（例如变窄或90°弯曲）应理想情况下，放置在具有相同内径的几厘米直管之后。在大多数情况下，这将足以在整个流量范围内实现最高的测量精度。
3.1.2加压供气
使用来自瓶子或墙壁供应的加压压缩气体运行的设备通常会通过将压力降低到环境水平的比例阀。阀处的内径通常较小，导致具有高气体速度的流动，从而产生具有大量能量和湍流的射流。这种过度的动力气体的能量在到达传感器之前必须被耗散掉。
一种解决方案是测量设置高压侧的流量——比例阀上游——使用我们的SFM4xxx流量计系列。它们的设计能够承受几巴的表压，因此非常适合放置在比例阀的上游，从而避免了由阀引起的射流。
在低压侧——比例阀下游——测量流量时，应特别小心应该加以考虑。下图显示了这种情况下可能的传感器设计图。
建议
▪ 将气体径向送入传感器入口路径，指向对面的壁，以消散尽可能多的动能能量。
▪ 添加烧结过滤器（红色指示）或其他限流元件，以吸收湍流并产生层流条件。
▪ 考虑在烧结过滤器后1-2cm放置第二个限流器，如筛网（用橙色表示）。
▪ 最大化扩散器和流量传感器之间的直进口管（小衬管）的长度。
▪ 设计入口管的直径等于传感器的内径（IDinlet=IDsensor）。
▪ 在具有相同内径的传感器之后添加几厘米的直管。
▪ 在早期开发阶段考虑进气条件和传感器设计。
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