CN102066882A - 用于检测管路中的气体体积的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于监控流体管路中的流体的方法和设备。该设备包括第一电容器和与该第一电容器连通的处理器。该第一电容器被配置成检测在该第一电容器处的流体管路的电容。该处理器被配置成将在第一电容器检测到的电容与参考电容进行比较，以确定在第一电容器处流体管路中的流体的组成。在一些实施例中该设备还包括第二电容器。该第二电容器被配置成检测在该第二电容器处的流体管路的电容。该处理器被配置成将在第二电容器检测到的电容与参考电容进行比较，以确定在第二电容器处流体管路中的流体的组成。

Description

用于检测管路中的气体体积的方法和设备

技术领域

本发明总的涉及监控管路中的流体而不直接接触流体，更具体地说，涉及非干涉地监控流体性质的变化，包括空气或其他气体的存在。

背景技术

在许多医疗和工业应用中，为了确保处理的一致性或确保安全，对流体的连续的管路中(in-line)的监控通常是必需的。例如，管路中的流体压力对于处理可能是关键性的。此外，可能需要监控流体内的空气或其他气体的存在或流体内的污染物的存在。

在医疗场合，管路中的气体的检测系统用于防止气体无意中注入病人的血流中。虽然很小的气泡可能对病人没有负面影响，但是大气泡能够引起空气栓塞，导致疼痛或死亡。用于气体的管路中检测的方法通常包括通过被监控的流体管路的超声波或光传输。声音或光通过流体和气体的不同传输特性可以用来形成在流体管路的液体中存在气泡的指示。来自这种传感器的简单可识别的信号干扰可以用来触发报警和/或阻挡注入。这种系统要求流体和相关的导管对于被传输的能量基本是可穿透的。

在一个示范性的实施例中，兆赫(MHz)范围内的超声波能量耦联在被测试的导管的一侧上，而接收器设置在相对侧上。当导管中存在气泡时，能量从发射侧到接收侧衰减。当导管中存在流体时，在接收器中接收的能量大大增加。这种能量或信号强度因此可以用作指示器，以确定导管中是否存在气体。此外，如果流体速率是已知的，则能够确定气泡尺寸并且可以设置阈值，以当气泡超过预定的限度时给出指示，因而触发报警。

但是，气泡经常不以与流体相同的速率移动，使气泡被认为比它实际的大，产生虚假的或令人厌烦的报警。这可以由附着在导管侧上的“泰勒(Taylor)”型气泡或“香槟”型气泡引起，引起足够的衰减从而产生报警。此外，超声波或光学的管路中气体检测器通常不能确定气泡的确切尺寸并且被配置成仅仅指示大于预定尺寸气泡的存在。

能够检测流体内的诸如气体的夹杂物的其他设备包括光学系统。但是，与这种光学系统一起使用的图像处理使这种选择过于昂贵。

发明内容

需要一种管路中流体监控系统和方法，这种系统和方法不涉及流体与传感器直接接触，但是对于流体组成中的各种变化(包括空气或其他气体的存在)具有较高的灵敏度，并且能够提供气泡尺寸的指示。在医疗系统中，需要一种可靠地并且精确地检测并量化管路中气体或其他夹杂物的存在，同时相对廉价并且能够与廉价的一次性使用的流体管路一起使用的设备和方法。

当前公开的实施例涉及解决上面所述的现有技术中存在的一个或多个问题，并且提供附加的特征，这些附加的特征当通过连同附图一起参考下面的详细描述时容易变得很明白。

一个或更多个优选实施例涉及用于不直接接触流体的监控管道中的流体的方法。提供对流体性质的检测，包括空气或其他气体的存在以及对流体成分中的变化的指示。该方法包括使流体通过流体管路，其中该流体管路至少部分地被第一电容器围绕，并且在该第一电容器处检测该流体管路的电容。该方法还包括将在第一电容器处检测到的电容与参考电容进行比较并且根据在第一电容器处检测到的电容与参考电容的比较确定流体管路中是否存在气体。

一个或更多个优选实施例可以包括用于监控流体管路中的流体的设备。该设备包括第一电容器和与该第一电容器连通的处理器。该第一电容器包括第一板和第二板，该第一板和第二板被流体管路分开并且设置在流体管路的相对侧上，使得移动通过该管路的流体在第一板和第二板之间通过。第一电容器被配置成检测流体管路的电容。处理器被配置成将在第一电容器处检测到的电容与参考电容进行比较，以确定流体管路中的流体的组成。

一个或更多个优选实施例提供用于确定流体管路中气泡流动速率的方法。该方法包括使流体通过流体管路，其中该流体管路至少部分的被第一电容器和第二电容器围绕，确定在第一电容器处的电容低于第一阈值的第一时间，并且确定第二电容器处的电容低于第一阈值的第二时间。该第一和第二电容器沿着流体管路相互间隔开，以形成电容监控距离。该方法还包括从确定的第二时间减去确定的第一时间，以得到气泡移动时间并且根据气泡移动时间和电容监控距离确定气泡流动速率。

一个或更多个优选实施例提供确定流体管路中的气泡尺寸的方法。该方法包括提供至少部分地围绕流体管路的第一电容器，并且具有用于流体在其内流动的孔径，以及通过当电容低于阈值时测量在第一电容器处的电容而检测在流体管路中的气泡的存在。该方法还包括部分地根据流体管路孔径使在第一电容器处测量的电容与气泡体积相关联。

正如通过下面的描述和附图将变得很明显的，通过精确地确定流体管路中的气泡尺寸和/或气泡流动速率，产生的虚假或令人厌烦的报警数目可以被最小化。而且，当由于有问题的气泡尺寸或气泡流动速率产生报警时，可以清除流体管路，以确保病人不接收潜在危险的流体。

当然，本发明不限于前面所述的实施例，并且在浏览下文提出的附图简要说明、具体实施方式和权利要求之后其他实施例特征将变得很明白，或者通过本发明的实践可以学到。

附图说明

通过与附图一起参考下面的详细描述，这里描述的实施例的前述各方面将变得更加明白，其中：

图1是根据一些公开的实施例的电容器组件的示意图。

图2是根据一些公开的实施例的流体监控系统的示意图。

图3是根据一些公开的实施例的流体监控系统的示意图。

图4是示出根据一些公开的实施例用于计算参考电容的方法的流程图。

图5是示出根据一些公开的实施例用于确定流体管路中气体存在的方法的流程图。

图6是示出根据一些公开的实施例用于确定流体管路中的气泡流动速率的方法的流程图。

图7是示出根据一些公开的实施例的流体监控系统的示意图。

图8是示出根据一些公开的实施例在流体监控系统中所用的电路的示意图。

具体实施方式

现在详细参考当前公开的实施例，其例子示于附图中，其中相同的附图标记全部是指同样的元件。正如这里所用的，介电常数是指材料抵抗在其内形成电场能力的量度(measure)。此外，当描述当前公开的实施例时介电常数和相对电容率将互换地使用。

图1示出由多个电容器10构成的电容器组件50的一个例子的示意图。但是应当指出，公开的实施例不限于在该电容组件50内任何具体数目的电容器。

每个电容器10由设置在同一个平面内的两个有源板(active plate)10a和10b构成。每个电容器的电容由下面的等式确定：

C＝Q/V                             (等式1)

其中C是电容，Q是储存在每个板上的电荷量，而V是出现在两个板之间的电位差或电压。电容以法拉第(F)为单位给出。

虽然这个电容等式通常用于相互平行的两个板，但是这个电容等式也可以用作处于同一平面中的两个板的粗略的近似。另一个电容等式也可以用作用于确定图1中的电容器10的电容的近似，例如：

C≈εA/d                            (等式2)

其中C是电容，ε是两个平行板之间的材料的电容率，A是每个板的面积，d是两个板之间的距离。

仍然参考图1，当具有高介电常数的物体15在板10a、10b之间和/或在板10a、10b之上形成干扰时，电容器10的电容增加。如图1所示，物体15可以是包括流体路径40的流体。在这里高介电常数定义为在室温下大于或等于50。

将图1的构思应用于在线流体监控系统，流体路径40位于板10a、10b附近。流体路径40包含在流体管路20内，并且流体管路20优选与板10a、10b直接接触。当诸如流体的物体15填充或流过流体管路20时，非常稳定的电容被由电路25确定的电容器组件50检测。该稳定的电容叫做参考电容。在一个实施例中，电路25经由诸如有线或无线连接的装置与板10a、10b连通(communication)35。

当诸如流体的物体15不流过流体管路时，电容的减少被电容器组件50检测。类似地，当气泡30出现在流体管路中的检测位置时，所得到的电容的减少由电容器组件50检测。

现在参考图7，在这个例子中，第一电容器110构成流体监控系统700。第一电容器110包括第一板130和第二板140。第一板130具有长度L1(未示出)和高度H1(未示出)。第二板140具有长度L2(未示出)和高度H2(未示出)。在一些实施例中，第二板140的长度L2小于第一板130的长度L1。

如图7所示，电容器110围绕流体管路160，使得当流体移动通过流体管路160时流体经过电容器110。换句话说，流体在板130和140之间通过。流体管路160通常包括导管162，导管162具有在导管162内的直径为B的孔，使得流体在其中流动。导管162优选用诸如聚合物或共混聚合物的柔性材料制造。用于导管162的合适的材料包括但不限于，硅酮、尼龙、聚乙烯、聚氯乙稀(PVC)、聚氨酯和其他已知的外科制管材料。在示范性的实施例中，导管162用PVC制造。

在一些实施例中，电容器110与包括处理器170和存储器175(见图8)的电路132连通152。电路132还可以包括用于时间标记的时钟195。电容器110和电路132之间的连通152可以通过任意合适的装置实现，例如包括有线和无线连接。

简要地参考图8，图8示出电路132。在电路132中，处理器170可以包括比较器180、减法器185、除法器190等。在一个实施例中，处理器170包括与通常在算数逻辑单元(ALU)中采用的那些部件一致的部件。在一些实施例中，电路132进行用于流体监控系统700的所有计算，这将在下面描述。而且，在一些实施例中，电路132与报警器800连通810。在另一些实施例中，报警器800与电路132是一体的。

正如容易理解的，电容等式(1)和(2)应用于电容器110。但是，由于在电容器110的板130和140之间存在多个物体，用于等式(2)的电容率ε的计算多少有点复杂。即，这些物体包括：导管162的第一壁；在导管162内流动的流体；以及导管162的第二壁。

如上所述，当描述本实施例时，介电常数和相对电容率互换地使用。正如所知道的，空气具有大约1的介电常数。PVC具有大约3的介电常数。水是温度敏感的并且在室温下具有大约80的介电常数。

由于电容器110的板之间的多个物体，为了计算由每个物体引起的精确的电容，每个物体被系统处理为包括分开的子电容器。术语子电容器和子电容在这里用来区别来自单个物体的电容和由电容器110测量的来自多个物体的组合电容。因此，导管162的第一壁对应于第一子电容器C1，在导管162内流动的流体对应于第二子电容器C2，并且导管162的第二壁对应于第三子电容器C3。

还参考图7，板130和140之间的多个物体被处理为彼此串联。因此，子电容器C1、C2、C3被处理为彼此串联。正如所知道的，串联的电容器的电容根据下面的等式计算：

1/C＝1/C₁+1/C₂+...+1/C_n                    (等式3)

其中C是总电容，C_n是单个电容器的电容，并且n是电容器的总数。

用于倒电容的等式也是有用的，倒电容是电容的倒数，并且以拉法(F^-1)的单位给出：

C^-1＝C^-1 ₁+C^-1 ₂+...+C^-1 _n                     (等式4)

因此

C^-1＝d₁/Aε₁+d₂/Aε₂+d₃/Aε₃                (等式5)

为了计算，假设导管162的尺寸如下：外径4mm，内径2.76mm，由于考虑到具有两个壁，壁厚大约0.62mm。此外，所用的介电常数是PVC的介电常数。

在确定每个子电容器C1、C2、C3的电容时，为了示范性的计算将采用电容器110的面积。在示范性的实施例中，板140的尺寸假定如下：H2是2mm，L2是8.5mm。因此，板140的面积是17×10^-6m²。为了简化起见，板130也假定具有和板140相同的面积。由于电容器的电容决定于围绕流体管路的板130和140的共有长度，因此这种简化是合理的。因此，板130和140的边缘效应将被忽略。

表1列出示范性实施例中所用的参数：

表1

其中，ε_2*表示空气的介电常数。

将表1中的值用于等式5中，包括用于导管中的水的ε₂为80×8.85×10^-12F/m，结果总电容C为360×10^-15F或360fF。此外，将表1中的值用于等式5中，包括用于导管中的空气的ε_2*为1×8.85×10^-12F/m，结果总电容C为47.4×10^-15F或47.4fF。将当流体在流体管路160内流动时流体监控系统100的总电容与当诸如空气的气体在流体管路160内流动时的总电容进行比较，得到大于7的比值。因此，大约300fF的差将必需被测量以确定是流体还是气体在电容器板130和140之间的流体管路160内流动。因此，当流过流体管路160的流体被用作参考电容时，电容的任何减少能够归因于在流体内流动的气泡。这样，参考电容可以用作确定流体管路160中是否存在气体的阈值。可替换地，该阈值可以根据各种因素选择，包括希望提供误差裕度，以便如果系统连接于报警器800，则报警器800不因为具有太高的阈值而被触发。

由于表1所列的值用于示范性实施例，其他值可以用于实现希望的结果。例如，利用较大的板130和140将得到较大的面积A，这将得到较高的电容C。由于被测量的电容值处于这样小的数值范围，并且来自外部源的剩余电容可以影响测量，较高的电容值可以是优选的，以便精确地实现电容信号。

现在参考图4计算参考电容。首先，在步骤270流体流过流体管路160。在步骤280检测流体的电容。然后在步骤290该检测到的电容被记录为参考电容。应当注意，通过图1中的流体管路160的流体是初始化的流体，意味着在使流体通过管路之前所有的气体已经从流体中清除，或者它包含可以接受的最大的气体量。这个参考电容值被储存以在后面的比较步骤中利用。例如，参考电容值可以储存在存储器175中。

现在参考图5，在步骤300使流体流过流体管路160。在步骤310流体的电容被第一电容器110检测。在步骤320，被第一电容器110检测到的电容与在图4的步骤290中确定的参考电容值进行比较。如果检测到的电容等于在步骤330确定的参考电容，那么这时没有气体被检测到。但是，如果检测到的电容不等于参考电容，那么这时检测到气体，如步骤340所示。如果检测到的电容低于在步骤350确定的阈值，则在步骤360报警器800或其他动作可以被触发。如果气体被检测到，但是检测到的电容在阈值之上，则报警器800将不被触发。

如果检测到的电容低于在步骤350的阈值，则可以发生的另一个动作的例子是停止流体的流动，因而防止气体进入病人体内。另一个动作可以通知护理人员管路中有气体。这种通知可以远程进行。此外，可以进行这些示范性动作的组合。

应当注意，在上述例子中测量的总电容是对单个电容器110进行的。利用多个电容器将得到多个总电容测量值。例如见图2。虽然不希望被任何具体的理论所限制，但是可以相信，多个电容测量有助于保存电容信号的完整性。

现在参考图2，在这个例子中，第一电容器110和第二电容器120构成流体监控系统100。第一电容器110包括第一板130和第二板140。第一板130具有长度L1(未示出)和高度H1(未示出)。第二板140具有长度L2(未示出)和高度H2(未示出)。第二板140的长度L2小于第一板130的长度L1。

第二电容器120包括第一板130和第三板150。第三板150具有长度L3(未示出)和高度H3(未示出)。第三板150的长度L3小于第一板130的长度L1。因此，第一板130是第一和第二电容器110、120共有的。

如图2所示，电容器110和120围绕流体管路160，使得当流体移动通过流体管路160时流体在两个电容器之间通过。流体管路160通常包括导管162，导管162在导管162内具有直径为B的孔，使得流体在其中流动。

流体监控系统100和700的好处在于可以使用标准的电容数字转换器145来进行电容测量。例如，模拟装置AD7746是这样的电容数字转换器，其能够分辨10^-18F(aF)并且具有±4×10^-15F(fF)的绝对误差。AD7746 24-bit，2Channel Capacitance to Digital Converter Data Sheet(AD7746 24比特、两通道电容数字转换器数据页)，在http://www.analog.com/UploadedFile/Data7746.pdf能够得到，这种装置结合于此供参考。

仍然参考图2，图2示出电容数字转换器145与电路132连通142并且与电容器110、120连通148。电容数字转换器145和电路132之间的连通142以及电容数字转换器145和电容器110、120之间的连通148可以通过任意合适的装置实现，例如包括有线或无线连接。在一个实施例中，电容数字转换器145与电路132是一体的。

在具有两个电容器110、120这样的系统中，也可以确定差分电容(differential capacitance)。差分电容通过在第一电容器110处测量电容，在第二电容器120处测量电容并且从一个电容减去另一个电容得到。在一个实施例中，减法器185进行该减法。此外，部分地根据流体管路孔径，差分电容可关联于气体体积值。这种气体体积值可以储存在存储器175中，例如，在查表(lookup table)中。

参考图3，在这个例子中，第一电容器110、第二电容器120、第三电容器210和第四电容器220构成流体监控系统200的另一个实施例。第一和第二电容器110、120以与关于图2所描述的相同的方式操作。在这个例子中，第三电容器210类似于第一电容器110操作，而第四电容器220类似于第二电容器120操作。因此，第三电容器210包括第一板230和第二板240，而第四电容器220包括第一板230和第三板250。

类似图2，电容器210和220分别连接于电容数字转换器145和245。在一些实施例中，电容数字转换器145、245与共用的电路132连通。在其他实施例中，电容数字转换器145、245与分开的电路连通。

在图3所示的具有四个电容器110、120、210、220的系统中，可以确定多个差分电容。例如，可以确定电容器110和120之间的第一差分电容，并且也可以确定电容器210和220之间的第二差分电容。正如上面所提到的，多个电容测量可以帮助保存电容信号的完整性。而且，多个差分电容测量可以帮助确定流体管路160中的流体的内含物，特别是这种内含物的流动。

在一些实施例中，差分电容在确定气泡的尺寸以及气泡是否沿着流体管路160的长度移动方面是有用的。例如，如果在电容器110处检测到的电容不等于参考电容，则借此指示流体管路中的电容器110处存在气体，并且在稍后的某个时刻在电容器120处检测到类似的电容，可以假定气泡移动通过流体管路160。但是，如果在稍后的某个时刻在电容器120处没有检测到类似的电容，则可以假定气泡不与该流体一起移动通过流体管路160，而是当流体继续流动时在流体管路160中相对固定。

此外，如果在电容器110和120处同时检测电容，该电容不等于参考电容，并且并未合理且快速地变化，则可以假定或者是检测到不与流体一起移动通过管路160的大气泡，或者大量气体移动通过流体管路160。因此，应当理解，电容器110和120的相对布置是很重要的，因为它们占据的空间和它们之间的距离形成电容监控距离，这也许能够或者也许不能够检测到特定尺寸的气泡。因此，电容器110和120间隔开确定的距离(电容监控距离)，以便检测希望的气泡尺寸。在一个示范性实施例中，电容器110和120应当间隔开大于或等于8mm的距离。在一个示范性的实施例中，图3所示的系统可以具有50mm的总长度，包括所有的四个电容器110、120、210、220和它们之间的间隔。

参考图3和图6，图3和图6示出用于确定气泡在流体管路中的流动速率的方法。在步骤400，允许流体在流体管路160中流动。在步骤410，确定在第一电容器110处的电容低于阈值的第一时间。在步骤420，确定在第二电容器120处的电容低于阈值的第二时间。通过检测电容器处的电容、比较在电容器处检测到的电容与参考电容，并且如果在电容器处检测到的电容低于参考电容，记录该检测到的电容值，并且将检测到的电容值关联于发生的时间，从而确定电容低于阈值的时间。在一个实施例中，比较器180进行电容比较。在一个实施例中，检测到的电容值储存在存储器175中。在一个实施例中，发生的时间由时钟195提供。

在步骤430，从第一时间减去第二时间或可替换地从第二时间减去第一时间，以得到气泡移动时间。在步骤440电容监控距离除以气泡移动时间以得到气泡流动速率。电容监控距离除以气泡移动时间可以由除法器190进行。气泡流动速率提供关于气体是否在管路中与流体以相同的速率流动的信息。正如上面所提到的，这个信息是有用的，因为可以确定气泡体积的精确指示，从而最小化产生的虚假或令人厌烦的报警的数目。

此外，如果检测到认为有问题的气泡尺寸，即超过希望的气泡尺寸，则可以清除流体管路160。可替换地，如果气泡流动速率不是希望的，即太慢或太快，则可以清除流体管路160。对流体管路160的内含物的这种清除或排空确保病人不接收携带危险气泡的流体。

前面公开实施例的描述使本领域的任何技术人员能够实践或利用本发明。对于本领域的技术人员而言这些实施例的各种修改将是很显然的，并且这里定义的一般原则可以应用于不脱离本发明的精神实质和范围的其他实施例。例如，任何合适的比较器可以用于比较检测到的电容和参考电容。类似的，任何合适的减法器可以用于确定差分电容。因此，本发明不想限制于这里所示的实施例，而是意图符合与这里公开的原则和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (25)

1.一种用于监控流体管路中的流体的设备，包括：

第一电容器，所述第一电容器包括第一板和第二板，所述第一板和第二板被所述流体管路分开并且被定位在所述流体管路的相对侧上，使得移动通过所述流体管路的流体在所述第一板和第二板之间通过；

与所述第一电容器连通的处理器；

其中所述第一电容器被配置成检测所述流体管路的电容，并且其中所述处理器被配置成将在所述第一电容器处检测到的电容与参考电容进行比较，以确定所述流体管路中的流体的组成。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述参考电容是大于约300fF的电容。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述参考电容是大于约350fF的电容。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括：

与所述第一电容器连通的电容数字转换器。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述电容数字转换器被配置成检测10-18法拉第量级的电容。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器还被配置成当在所述第一电容器处检测到的电容降到低于阈值时，部分地基于所述流体管路孔径将所述在所述第一电容器处检测到的电容关联气体体积，从而确定气泡尺寸。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括：

第二电容器，所述第二电容器包括第一板和第三板，所述第一板和第三板被所述流体管路分开并且被定位在所述流体管路的相对侧上，以使得移动通过所述流体管路的流体在所述第一板和第三板之间通过；

其中所述第二电容器被配置成检测所述流体管路的电容，并且其中所述处理器被配置成将在所述第二电容器处检测到的电容与参考电容进行比较，以确定所述流体管路中的流体的组成。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器还被配置成从在一个电容器处检测到的电容减去在另一个电容器处检测到的电容，以得到差分电容。

9.根据权利要求7所述的设备，还包括：

与所述第一电容器和所述第二电容器连通的电容数字转换器。

10.根据权利要求7所述的设备，其中所述第二板和所述第三板彼此分开大于8mm的距离。

11.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器还被配置成当在所述第一电容器处检测到的电容降到低于第一阈值时，将所述在所述第一电容器处检测到的电容关联第一时间，其中所述处理器被配置成当在所述第二电容器处检测到的电容降到低于第一阈值时，将所述在所述第二电容器处检测到的电容关联第二时间，并且其中所述处理器被配置成部分地基于所述流体管路孔径以及所述第一电容器降到低于所述第一阈值的所述第一时间和所述第二电容器降到低于所述第一阈值的所述第二时间之间的时间差确定气泡的尺寸。

12.一种用于确定流体管路中是否存在气体的方法，包括：

使流体通过所述流体管路，其中所述流体管路至少部分地被第一电容器围绕；

在所述第一电容器处检测所述流体管路的电容；

将在所述第一电容器处检测到的电容与参考电容进行比较；并且基于在所述第一电容器处检测到的电容与所述参考电容的比较确定所述流体管路中是否存在气体。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

如果检测到的电容低于阈值，则触发报警。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述流体管路至少部分地被第二电容器围绕。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在所述第二电容器处检测所述流体管路的电容；

将在所述第二电容器处检测到的电容与参考电容进行比较；以及

基于在所述第二电容器处检测到的电容与所述参考电容的比较确定所述流体管路中是否存在气体。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

从在一个电容器处检测到的电容减去在另一个电容器处检测到的电容，以得到差分电容。

17.一种用于确定在流体管路中的气泡流动速率的方法，包括：

使流体通过流体管路，其中所述流体管路至少部分地被第一电容器和第二电容器围绕，并且其中所述第一和第二电容器沿着所述流体管路被相互间隔开，以形成电容监控距离；

确定所述第一电容器处的电容降到低于第一阈值的第一时间；

确定所述第二电容器处的电容降到低于所述第一阈值的第二时间；

从确定的所述第二时间减去确定的所述第一时间，以得到气泡移动时间；以及

部分地基于所述气泡移动时间和所述电容监控距离确定气泡流动速率。

18.根据权利要求17所述的方法，其中确定气泡流动速率包括：

用所述电容监控距离除以所述气泡移动时间，以得到气泡流动速率。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一阈值是参考电容。

20.根据权利要求19所述的方法，其中确定在所述第一电容器处的电容降到低于所述第一阈值的第一时间包括：

在所述第一电容器处检测所述流体管路的电容；

将在所述第一电容器处检测到的电容与所述参考电容进行比较；

其中如果在所述第一电容器处检测到的电容降到低于所述参考电容，则记录检测到所述被检测到的电容的时间。

21.根据权利要求20所述的方法，其中确定在所述第二电容器处的电容降到低于所述第一阈值的第二时间包括：

在所述第二电容器处检测所述流体管路的电容；

将在所述第二电容器处检测到的电容与所述参考电容进行比较；

其中如果在所述第二电容器处检测到的电容低于所述参考电容，则记录检测到所述被检测到的电容的时间。

22.一种用于确定在流体管路中的气泡尺寸的方法，包括：

提供至少部分地围绕所述流体管路且具有用于流体在内部流动的孔径的第一电容器；

通过当所述第一电容器处的电容降到低于阈值时测量所述第一电容器处的电容而检测在所述流体管路中气泡的存在；以及

部分地基于所述流体管路孔径使在所述第一电容器处测量的电容关联气体体积。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括：

提供至少部分地围绕所述流体管路的第二电容器，其中所述第一和第二电容器沿着所述流体管路被彼此间隔开，以形成电容监控距离；以及

通过当所述第二电容器处的电容降到低于阈值时测量所述第二电容器处的电容而检测在所述流体管路中气泡的持续存在。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括：

从在所述第一电容器处测量的电容减去在所述第二电容器处测量的电容，以得到差分电容；以及

部分地基于所述流体管路孔径使所述差分电容关联气体体积。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述气泡的长度小于所述电容监控距离。

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