DE4220831C1

DE4220831C1 - Pressure infusion pump testing device - converts feed volume and feed pressure of sump into path length and force values using calibrated measuring spring

Info

Publication number: DE4220831C1
Application number: DE19924220831
Authority: DE
Inventors: Manfred Krueger
Original assignee: ELEKTRONIK VERTRIEB GmbH
Current assignee: ELEKTRONIK VERTRIEB GmbH
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2012-06-26

Abstract

The pump testing device is used to check the feed volume and feed pressure of the pump via a mechanical device converting the pump feed volume into a corresponding path length and the feed pressure into a corresponding force, acting in a spring. A single mechanical/electrical transducer is used to measure the path length or the spring force. The spring comprises at least one calibrated measuring spring (44,48), and the evaluation device for the measured values is provided by the transducer using a stored path/force characteristic. USE - For testing infusion pump handling relatively large quantities of liquid medicine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für Druckinfusionspumpen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Prüfvorrichtung ist aus der DE 40 00 873 C1 bekannt.The invention relates to a test device for pressure infusion pumps according to the preamble of claim 1. Such a test device is from the DE 40 00 873 C1 known.

Für die kontinuierliche Zufuhr von flüssigen Arzneimitteln werden in der modernen Medizin in großem Umfang sogenannte Druckinfu sionsapparate (Entwurf DIN 13253, Februar 1987) eingesetzt. Bei den motorisch angetriebenen Druckinfusionsapparaten, die man gewöhnlich als Druckinfusionspumpen bezeichnet, sind hauptsäch lich zwei Bauarten zu unterscheiden:For the continuous supply of liquid medicines in modern medicine on a large scale so-called Druckinfu sionsapparat (draft DIN 13253, February 1987) used. At the motor-driven pressure infusion apparatus that one commonly referred to as pressure infusion pumps, are mainly distinguish two types:

Für kleine Infusionsmengen benutzt man sogenannte Spritzenpumpen, die eine mit dem flüssi gen Arzneimittel gefüllte Spritze einzusetzen gestatten. Die Spritze wird von der Antriebsvorrichtung der Pumpe mit einstell barer Geschwindigkeit ausgedrückt, so daß die Flüssigkeit über einen angeschlossenen Schlauch, der in einer Kanüle endigt, in stetiger Zufuhr z. B. in den Blutkreislauf eines Patienten ge langt.For small amounts of infusion so-called syringe pumps are used, one with the liquid Allow syringe filled with medication to be used. The The syringe is set by the drive device of the pump barer speed expressed so that the liquid over a connected hose that ends in a cannula steady supply z. B. ge in a patient's bloodstream reaches.

Für größere Flüssigkeitsmengen werden häufig Infusions pumpen in Form von Schlauchpumpen genutzt, um die Flüssigkeit aus einem Vorratsgefäß, z. B. einer Flasche oder einem Kunst stoffbeutel, über einen Schlauch mit angeschlossener Kanüle dem Patienten zuzuführen. For larger amounts of liquid, infusions are often used pumps in the form of peristaltic pumps used to hold the liquid from a storage vessel, e.g. B. a bottle or an art cloth bag, via a hose with attached cannula Feed patients.

Eine zuverlässige Arbeitsweise solcher Pumpen ist für die Si cherheit der behandelten Patienten von großer Bedeutung. Ab weichungen von der vorgeschriebenen Förderrate können den Be handlungserfolg in Frage stellen oder sogar zu einer akuten Gefährdung des Patienten führen, da es sich häufig um hochwirk same Medikamente handelt, deren Unter- oder Überdosierung glei chermaßen schädlich sein kann.A reliable way of working of such pumps is for the Si safety of the treated patients is of great importance. From deviations from the prescribed funding rate can question the success of the action or even an acute one Danger to the patient because it is often highly effective is the same medication whose under or overdose is the same can be harmful.

Mit Rücksicht darauf, daß zur Einführung des Arzneimittels unter Umständen sehr enge Kanülen benutzt werden müssen und/oder das Arzneimittel eine erhöhte Viskosität aufweist, muß die Druckin fusionspumpe auch bei erhöhtem Gegendruck noch zuverlässig arbeiten, so daß ihre Förderrate weiterhin möglichst genau mit dem eingestellten Sollwert übereinstimmt. Entsprechendes gilt auch, wenn die Druckinfusionspumpe zur Einführung eines Arznei mittels in einen extrakorporalen Blutkreislauf benutzt wird, dessen Druck häufig erheblich über dem normalen Blutdruck liegt.Considering that the introduction of the drug under Very narrow cannulas may have to be used and / or that Drug has an increased viscosity, the pressure must fusion pump still reliable even with increased back pressure work so that their funding rate continues to be as accurate as possible matches the setpoint. The same applies also when the pressure infusion pump to introduce a drug is used in an extracorporeal blood circulation, whose pressure is often significantly above normal blood pressure.

Ein zu hoher Druckanstieg kann andererseits schädlich sein, z. B. dann, wenn die Kanülenspitze sich verlagert und somit das Arz neimittel, statt in ein Blutgefäß zu gelangen, gewaltsam in das umgebende Gewebe injiziert wird. Ein überhöhter Druck kann auch dazu führen, daß das System undicht wird und Arzneimittel und Blut in die Umgebung ausfließen. Aus diesem Grund sollte die Pumpe bei überhöhten Gegendrücken, die keinem normalen Betriebs zustand entsprechen oder zu große Abweichungen der Förderrate vom eingestellten Sollwert ergeben, sich selbst abschalten und/oder durch ein Warnsignal auf den irregulären Zustand auf merksam machen. On the other hand, too high a pressure increase can be harmful, e.g. B. when the tip of the cannula shifts and thus the doctor instead of getting into a blood vessel, forcefully into it surrounding tissue is injected. Excessive pressure can also cause the system to leak and drugs and Blood flow to the surroundings. For this reason, the Pump at excessive back pressures that are not normal operation correspond to the condition or deviations in the delivery rate that are too large result from the setpoint, switch itself off and / or by a warning signal to the irregular condition make it noticeable.

Für Druckinfusionspumpen sind regelmäßige Sicherheitsprüfungen vorgeschrieben, bei denen die Prüfung der oben genannten Ei genschaften eine wesentliche Rolle spielt.Regular safety checks are required for pressure infusion pumps prescribed where the examination of the above egg properties plays an essential role.

Ein geeignetes Verfahren zur vollständigen Prüfung der Förder charakteristik einer Druckinfusionspumpe besteht darin, daß man durch Drosselung des Ausflusses und/oder hydrostatisch einen bestimmten Betriebsdruck einstellt, die von der Pumpe bei diesem Betriebsdruck geförderte Flüssigkeitsmenge volumetrisch oder mit einer Waage bestimmt, wozu man die dazu notwendige Zeit mißt, und daß man diesen Vorgang für verschiedene Druckeinstellungen und verschiedene Einstellungen des Förderraten-Sollwertes wie derholt. Zur Bestimmung des höchsten Druckes wird schließlich der Ausfluß soweit gedrosselt, daß die Förderrate auf Null sinkt oder der Druck-Grenzwert zur Auslösung des Warnsignals erreicht wird.A suitable procedure for a complete examination of the funding Characteristic of a pressure infusion pump is that one by throttling the discharge and / or hydrostatically certain operating pressure set by the pump at this Operating fluid volume delivered volumetric or with a scale determines what you need to measure the time and that you can do this for different print settings and various settings of the delivery rate setpoint such as repeats. Finally, to determine the highest pressure the outflow throttled so far that the delivery rate drops to zero or the pressure limit for triggering the warning signal has been reached becomes.

Die hierfür notwendige Vorrichtung besteht aus einer Zusammen stellung laborüblicher Einrichtungen, z. B. einer Waage, einer Uhr und einem Druckmeßgerät, die von der durchführenden Person gehandhabt und abgelesen werden. Das genannte Verfahren hat den Nachteil, daß es einschließlich der zusätzlich noch notwendigen Auswertung der gewonnenen Zahlenwerte große Sachkenntnis, Ge schicklichkeit und Sorgfalt erfordert und nur mit erheblichem Zeitaufwand durchführbar ist.The device required for this consists of a combination provision of standard laboratory facilities, e.g. B. a scale, one Watch and a pressure gauge by the person performing it handled and read. The above procedure has Disadvantage that including the additional necessary Evaluation of the numerical values obtained great expertise, Ge Dexterity and care required and only with considerable Time is feasible.

Im Entwurf DIN 13253, Februar 1987, wird ein Prüfverfahren dieser Art vorgeschlagen, jedoch in etwas vereinfachter Form derart, daß die Messung mit einem bestimmten hydrostatischen Druck und einer zusätzlichen, von der eingestellten Förderrate abhängigen Druckkomponente stattfindet, die durch den zusätzlich eingefüg ten Strömungswiderstand einer genormten Kanüle bei einem Medium bestimmter Viskosität entsteht. Dadurch reduziert sich die Zahl der aufzunehmenden Meßwerte. Dennoch bleibt das Verfahren sehr aufwendig und ist nur unter geeigneten Laborbedingungen und mit großem Zeitaufwand durchführbar.In the draft DIN 13253, February 1987, a test procedure for this Kind proposed, but in a somewhat simplified form, that the measurement with a certain hydrostatic pressure and an additional, depending on the set delivery rate Pressure component takes place, which is inserted by the additional flow resistance of a standardized cannula in a medium certain viscosity arises. This reduces the number the measured values to be recorded. However, the procedure remains very much complex and is only under suitable laboratory conditions and with large amount of time feasible.

Ein anders bekanntes und in der deutschen Patentschrift DE 40 00 873 C1 als Stand der Technik angeführtes Prüfverfahren, das speziell bei Spritzenpumpen anwendbar ist, benutzt als Prüfvor richtung eine anstelle der Spritze einsetzbare mechanische Wegmeßeinrichtung und eine einstellbare Schaltuhr, die die Spritzenpumpe nach einer bestimmten Zeit ausschaltet, um aus dem dann ablesbaren Verschiebungsweg der Antriebsvorrichtung und der abgelaufenen Zeit die Vorschubgeschwindigkeit berechnen zu können. Diese ist unter Berücksichtigung der Kolbenfläche der vorgesehenen Förderrate proportional. Eine Information über den erzeugbaren Druck liefert diese Prüfvorrichtung nicht. Darüber hinaus gilt sie als schwer handhabbar und nicht sehr zuverläs sig.Another known and in the German patent DE 40 00 873 C1 state of the art test method, the especially applicable to syringe pumps, used as a test prod direction a mechanical one that can be used instead of the syringe Position measuring device and an adjustable timer that the Syringe pump turns off after a certain amount of time then readable displacement path of the drive device and time to calculate the feed rate can. This is taking the piston area into account provided delivery rate proportional. Information about the This test device does not deliver the pressure that can be generated. About it it is also considered to be difficult to handle and not very reliable sig.

Gegenstand der eingangs genannten deutschen Patentschrift DE 40 00 873 C1 ist eine ähnliche Prüfvorrichtung für Spritzenpumpen, bei der jedoch die mechanische Wegmeßeinrichtung durch eine elektrische Wegmeß einrichtung ersetzt ist, wobei die mit der Wegmeßeinrichtung verbundene Auswerteeinrichtung, die auch eine einstellbare Schaltuhr aufweist, gewisse Erleichterungen in der Handhabung bieten kann. Diese bestehen in der Hauptsache darin, daß die analoge mechanische Weganzeige durch eine elektrisch betriebene digitale Weganzeige ersetzt ist. Zur Benutzung der Prüfungsvor richtung bei verschiedenen Spritzenpumpen ist ein sogenannter Adapter vorgesehen, der einer gewöhnlichen Spritze nachgebildet ist und dazu dient, die Vorschubbewegung über eine Schubstange auf die Wegmeßeinrichtung zu übertragen. The subject of the German patent DE 40 00 873 C1 mentioned at the beginning is a Similar test device for syringe pumps, but in which the mechanical displacement measuring device by an electrical displacement measuring device is replaced, the one with the displacement measuring device connected evaluation device, which is also an adjustable Timer has certain ease of use can offer. The main thing is that the analog mechanical travel display by an electrically operated digital route display is replaced. To use the exam Direction in different syringe pumps is a so-called Adapter provided that simulates an ordinary syringe is and serves the feed movement via a push rod to transfer to the measuring device.

In weiterer Ausgestaltung enthält diese bekannte Prüfvorrichtung eine Drucksensoreinrichtung. Sie wird betätigt, wenn die Schub stange über den Meßbereich der Wegmeßeinrichtung weiter vor geschoben wird und gegen die Drucksensoreinrichtung stößt. Auf diese Weise ist die Maximalkraft in der Endstellung des Sprit zenantriebes erfaßbar, die unter Berücksichtigung der Kolben fläche dem Maximaldruck proportional ist.In a further embodiment, this known test device contains a pressure sensor device. It is operated when the thrust rod further over the measuring range of the displacement measuring device is pushed and hits the pressure sensor device. On this is the maximum force in the end position of the fuel zenantriebs detectable, taking into account the pistons area is proportional to the maximum pressure.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung für Druckinfusionspumpen zu schaffen, die die Förderrate bei normalen Werten des Druckes und den Maximaldruck mit einfachen Mitteln und mit hoher Genauigkeit zu messen ge stattet und darüberhinaus geeignet ist, die Druck-Förderraten- Charakteristik einer Druckinfusionspumpe nicht nur für einzelne Druckwerte, sondern über einen größeren Variationsbereich des Druckes quantitativ zu erfassen.The present invention has for its object a To create a test device for pressure infusion pumps that the Delivery rate at normal values of pressure and the maximum pressure to be measured with simple means and with high accuracy and is also suitable, the pressure delivery rate Characteristics of a pressure infusion pump not only for individuals Pressure values, but over a larger variation range of the To quantify pressure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Merkmale und Vorteile sowie Weiterbildungen der Erfindung erge ben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschrei bung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung.This object is achieved by the im Main claim specified features solved. Further Features and advantages as well as further developments of the invention are derived from the subclaims and the following description Exercise of some embodiments of the invention.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings:

Fig. 1 ein Blockschema der Prüfvorrichtung für eine Druckinfusionspumpe; Fig. 1 is a block diagram of the test apparatus for a pressure infusion pump;

Fig. 2 ein Schema der Prüfvorrichtung mit einer Über tragungseinrichtung zur Druck-/Kraft- und Volumen-/Weg-Umsetzung; Figure 2 is a schematic of the test device with a transmission device for pressure / force and volume / displacement implementation.

Fig. 3 eine Prüfvorrichtung für Spritzenpumpen mit direkter Kraft- und Wegübertragung auf einen Meßaufnehmer; Figure 3 shows a tester for Syringe pumps with force and direct path transmission to a transducer.

Fig. 4 ein Diagramm als Beispiel der Fördercharak teristik einer Druckinfusionspumpe; Fig. 4 is a diagram as an example of the Fördercharak teristik a pressure infusion pump;

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt eines er findungsgemäßen Meßaufnehmers und Fig. 5 is a schematic longitudinal section of a sensor according to the invention and

Fig. 6 ein Funktionsschema einer Auswertungseinrich tung. Fig. 6 is a functional diagram of an evaluation device.

In Fig. 1 ist ein Blockschema der gesamten Prüfanordnung dar gestellt. Die zu prüfende Druckinfusionspumpe 10 steht durch eine Übertragungseinrichtung 12 mit einem Meßaufnehmer 14 in Verbindung. Der Meßaufnehmer 14 ist über eine Leitung 17 an eine Auswertungs- und Anzeigeeinrichtung 16 angeschlossen.In Fig. 1 is a block diagram of the entire test arrangement is provided. The pressure infusion pump 10 to be tested is connected to a sensor 14 by a transmission device 12 . The sensor 14 is connected via a line 17 to an evaluation and display device 16 .

Die Übertragungseinrichtung 12 dient dazu, die für die Tätigkeit der Druckinfusionspumpe relevanten Meßgrößen auf den Meßauf nehmer zur übertragen. Bei der Prüfung einer Spritzenpumpe kann die Übertragungseinrichtung 12 in einfachen mechanischen Ankopplungs teilen bestehen, die lediglich die vom Vorschubmechanismus der Spritzenpumpe bewirkte Bewegung auf den Meßaufnehmer über tragen.The transmission device 12 is used to transmit the measurement variables relevant to the activity of the pressure infusion pump to the measurement receiver. When testing a syringe pump, the transmission device 12 can consist of simple mechanical coupling parts that only carry the movement caused by the feed mechanism of the syringe pump to the sensor.

Eine solche mechanische Übertragungseinrichtung ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Übertragungseinrichtung aus einem Flansch 18 und einer am Ende einer Schubstange 22 angeordneten Druck platte 20 besteht, die so gestaltet sind, daß sie in der glei chen Art wie die entsprechenden Teile einer Spritze beim norma len Gebrauch der Spritzenpumpe mit dem Vorschubmechanismus in Eingriff gebracht werden können. Die genannten Übertragungsteile 18, 20 sowie weitere zweckmäßige Einrichtungen, die der Ver bindung des Meßaufnehmers mit dem zu prüfenden Gerät dienen, z. B. ein Stützelement 18a, können einstückig oder leicht aus wechselbar mit dem Meßaufnehmer 14 verbunden sein.Such a mechanical transmission device is shown in Fig. 3, the transmission device consists of a flange 18 and a plate 20 arranged at the end of a push rod 22 , which are designed so that they are in the same manner as the corresponding parts of a syringe normal use of the syringe pump can be engaged with the feed mechanism. The aforementioned transmission parts 18 , 20 and other useful facilities that serve the United connection of the sensor with the device under test, for. B. a support member 18 a, can be integrally or easily connected to the sensor 14 from exchangeable.

In Fig. 2 ist die Übertragungseinrichtung so gestaltet, daß die von der Druckinfusionspumpe erzeugte Volumenverschiebung in eine proportionale lineare Bewegung und der von der Druckinfusions pumpe erzeugte Druck in eine in der Bewegungsrichtung wirkende Kraft umgesetzt wird, die beide auf den Meßaufnehmer 14 ein wirken. Zu diesem Zweck umfaßt die Übertragungseinrichtung einen mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder 24 mit einem verschieblich gelagerten Kolben 26, wobei die von der Druckinfusionspumpe 10 über den Zylinder geförderte Flüssigkeit den Kolben proportinal zum geförderten Volumen verschiebt und die auf den Meßaufnehmer übertragene Kolbenkraft dem Förderdruck proportional ist. Außer dem muß der Zylinder 24 mit dem feststehenden Teil des Meßauf nehmers in geeigneter Weise möglichst starr verbunden werden, z. B. durch eine gemeinsame Grundplatte 28, auf der beide befe stigt sind.In Fig. 2, the transmission device is designed so that the volume shift generated by the pressure infusion pump in a proportional linear movement and the pressure generated by the pressure infusion pump is converted into a force acting in the direction of movement, both of which act on the sensor 14 . For this purpose, the transmission device comprises a cylinder 24 filled with liquid with a displaceably mounted piston 26 , the liquid conveyed by the pressure infusion pump 10 via the cylinder displacing the piston in proportion to the volume conveyed and the piston force transmitted to the sensor being proportional to the delivery pressure. In addition, the cylinder 24 must be connected as rigidly as possible in a suitable manner with the fixed part of the Meßauf, z. B. by a common base plate 28 on which both are BEFE Stigt.

Die Anordnung nach Fig. 2 ist für alle Arten von Druckinfu sionspumpen geeignet. Zur Prüfung einer Spritzenpumpe wird entsprechend deren normaler Betriebsweise eine mit Flüssigkeit gefüllte Spritze in die Spritzenpumpe eingesetzt und der Auslaß der Spritze über die Leitung 25 mit dem Zylinder der Übertra gungseinrichtung verbunden.The arrangement of FIG. 2 is for all types of Druckinfu sion pump suitable. To test a syringe pump, a liquid-filled syringe is inserted into the syringe pump according to its normal mode of operation and the outlet of the syringe is connected via line 25 to the cylinder of the transmission device.

Ein wesentlicher Erfindungsgedanke liegt in der besonderen Gestaltung des Meßaufnehmers 14, und zwar derart, daß der Weg und die Kraft bzw. die diesen proportional Größen Volumen und Druck nicht nur zeitlich nacheinander, sondern gleichzeitig meßbar sind. Dies hat den Vorteil, daß ohne zusätzlichen Ar beitsaufwand bei der Durchführung der Prüfung wesentlich mehr Informationen über den Zustand des geprüften Gerätes gewonnen werden können. An essential idea of the invention lies in the special design of the sensor 14 , in such a way that the path and the force or the quantities and pressure proportional to them are not only measurable in succession, but simultaneously. This has the advantage that much more information about the condition of the device under test can be obtained without additional work effort when carrying out the test.

Durch die gleichzeitige Messung von Weg und Kraft oder von Volumen und Druck kann nahezu die vollständige Fördercharakteristik, d. h. die gegenseitige Abhängigkeit von Förderrate und Druck, bestimmt werden.By simultaneously measuring distance and force or volume and pressure can be almost the full funding characteristic, d. H. the interdependence of delivery rate and pressure, be determined.

Ein Beispiel dieser Fördercharakteristik ist in dem Diagramm Fig. 4 dargestellt. Diese Art der Darstellung, die für Pumpen in anderen technischen Anwendungen häufiger angewandt wird und auch unter der Bezeichnung Pumpenkennlinie oder p-q-Diagramm bekannt ist, gibt genaueren Aufschluß über den technischen Zustand der Pumpe als die Messung nur einzelner Funktionswerte.An example of this funding characteristic is shown in the diagram in FIG. 4. This type of representation, which is used more frequently for pumps in other technical applications and is also known as the pump characteristic curve or pq diagram, gives more precise information about the technical condition of the pump than the measurement of individual function values.

Bei der vorbekannten Messung, wie sie in der deutschen Pa tentschrift DE 40 00 873 C1 beschrieben ist, werden für jede geprüfte Einstellung des Förderraten-Sollwertes nur zwei Werte ermittelt, die näherungsweise zwei Punkten der Fördercharak teristik entsprechen: die Messung des Spritzenvorschubs oder der Förderrate bei geringem Druck ergibt etwa den Punkt N (Normal betrieb), die Messung des Maximal- oder Abschaltdruckes ergibt etwa den Punkt A (Abschaltpunkt). Dabei ist die genaue Lage dieser Punkte jedoch nicht definiert, da z. B. der zum Punkt N gehörige Druck nur näherungsweise bekannt ist. Ähnlich ist für den Abschaltpunkt A zwar der Druckwert aufgrund der Messung bekannt, nicht jedoch die Fördergeschwindigkeit am Abschaltpunkt oder unmittelbar vor dem Abschaltpunkt.In the previously known measurement as described in the German Pa tentschrift DE 40 00 873 C1 is described for each tested setting of the delivery rate setpoint only two values determined the approximately two points of the funding character correspond to: the measurement of the syringe feed or the Delivery rate at low pressure gives approximately N (normal operation), the measurement of the maximum or cut-off pressure results about point A (switch-off point). Here is the exact location however, these points are not defined, since e.g. B. the point N due pressure is known only approximately. Similar is for switch-off point A is the pressure value based on the measurement known, but not the conveying speed at the switch-off point or immediately before the switch-off point.

So ist es z. B. möglich, das vor Erreichen des Abschaltdruckes die Förderrate schon erheblich abgesunken ist, was etwa der Lage des Punktes A in Fig. 4 entspricht. Dies würde bedeuten, daß unter Umständen über lange Zeit eine erhebliche Fehldosierung stattfinden kann, ohne daß ein Warnsignal ausgelöst wird. Diese Gefahr besteht nicht, wenn die Abschaltung und/oder die Aus lösung des Warnsignals an einem Punkt A1 erfolgt, bis zu dem die Förderrate noch annähernd den für niedrige Druckwerte geltenden Wert beibehalten hat. Diese Unterschiede bleiben jedoch bei dem bekannten Prüfverfahren verborgen.So it is z. B. possible that the delivery rate has already dropped significantly before reaching the cut-off pressure, which corresponds approximately to the position of point A in Fig. 4. This would mean that considerable incorrect dosing can take place over a long period of time without triggering a warning signal. This danger does not exist if the warning signal is switched off and / or triggered at a point A1 up to which the delivery rate has approximately maintained the value applicable for low pressure values. However, these differences remain hidden in the known test method.

Es ist außerdem eine bekannte Erfahrung, daß durch allmählichen Verschleiß von Teilen des Antriebssystems, fehlerhafte Justie rung oder durch Alterung von Bauteilen der elektronischen Re gelschaltung für den Antriebsmotor Veränderungen der Förder charakteristik eintreten. Diese betreffen aber nicht nur ein zelne Punkte der Fördercharakteristik, sondern können auch deren gesamten Verlauf verändern. Beispielsweise kann sich durch Veränderungen oder fehlerhafte Justierung der Regelschaltung die sogenannte Härte oder Steifigkeit des Antriebs vermindern, was in einer stärkeren Neigung des im Idealfalle horizontal ver laufenden oberen Abschnittes der Fördercharakteristik zum Aus druck kommt.It is also a known experience that through gradual Wear of parts of the drive system, faulty adjustment aging or aging of electronic components Gel circuit for the drive motor Changes in the conveyor characteristic occur. But these do not only affect one individual points of the funding characteristics, but also theirs change the entire course. For example, Changes or incorrect adjustment of the control circuit so-called hardness or stiffness of the drive reduce what in a stronger inclination of the ver current upper section of the funding characteristic for the end pressure comes.

Bei Spritzenpumpen erfolgt der Antrieb zumeist durch eine Gewin despindel mit einer geteilten Mutter, die im normalen Betrieb durch Federkraft mit der Gewindespindel im Eingriff steht. Bei fortgeschrittenem Verschleiß kommt es vor, daß unter erhöhtem Druck die Mutter ausrastet und einzelne Gewindegänge über springt. Auch solche Fehler, die sich in einer Unstetigkeit der Fördercharakteristik bemerkbar machen, sind mit der bekannten Prüfvorrichtung nicht zuverlässig erkennbar.In the case of syringe pumps, the drive is usually carried out by a win despindel with a split nut that is in normal operation is in engagement with the threaded spindle by spring force. At advanced wear it happens that under increased Pressure the nut disengages and individual threads over jumps. Even such errors that result in discontinuity of Funding characteristics are noticeable with the known Test device not reliably recognizable.

Aufgrund einer kontinuierlichen Messung von Kraft (Druck) und Weg (Volumen) kann die in Fig. 4 dargestellte Kurve vollständig ermittelt werden, indem man z. B. in gleichen, hinreichend klein gewählten Zeitabständen den zeitlichen Differenzenquotienten des Weges (Volumens) bildet, der die Vorschubgeschwindigkeit (oder die Förderrate) repräsentiert und diese in Abhängigkeit von der gleichzeitig gemessenen Kraft (entsprechend dem aktuell herr schenden Druck) aufträgt. On the basis of a continuous measurement of force (pressure) and displacement (volume), the curve shown in FIG. 4 can be determined completely by, for example, B. at the same, sufficiently small time intervals forms the time difference quotient of the path (volume), which represents the feed rate (or the delivery rate) and applies this as a function of the force measured simultaneously (corresponding to the current pressure).

Eine Auswertung dieser Art kann dazu dienen, die Förderchrakteristik auf einer graphischen Anzeige abzubilden oder auf einem Drucker auszugeben. Eine andere, einfachere Möglichkeit besteht in einer Auswertung der gestalt, daß geprüft wird, ob alle ermittelten Werte der Förder raten zwischen den Punkten N und A innerhalb einer zugelassenen Toleranzbreite liegen, wie es in dem Diagramm Fig. 4 angedeutet ist.An evaluation of this type can serve to display the conveyor characteristics on a graphic display or to output them on a printer. Another, simpler possibility consists in evaluating the design in such a way that it is checked whether all determined values of the conveying rates between points N and A lie within an approved tolerance range, as is indicated in the diagram in FIG. 4.

Dazu ist vorgesehen, daß der Meßaufnehmer zur gleich zeitigen Messung von Weg und Kraft nur einen mechanisch-elek trischen Wandler in Verbindung mit einer kalibrierten Meßfeder aufweist. Der Zusammenhang zwischen Weg und Kraft wird dann im wesentlichen durch die Eigenschaften der Meßfeder definiert, so daß beim Durchlaufen des Meßweges jeder Wegposition eine be stimmte Kraft zugeordnet ist. Im einfachsten Falle, bei einer linear wirkenden Meßfeder, wird dieser Zusammenhang durch einen Proportionalitätsfaktor, nämlich die Federkonstante beschrieben. Bei einer vorgespannten Feder ist zusätzlich die Vorspannkraft zu berücksichtigen. Diese Zahlenwerte zur Beschreibung der Weg- Kraft-Charakteristik des Meßaufnehmers werden in einem zur Auswertungseinrichtung gehörigen Informationsspeicher gespei chert.For this purpose it is provided that the sensor at the same time timely measurement of distance and force only one mechanical-elec trical converter in connection with a calibrated measuring spring having. The connection between path and force is then in the essentially defined by the properties of the measuring spring, so that when passing through the measuring path each path position be agreed force is assigned. In the simplest case, with one linear acting measuring spring, this relationship is shown by a Proportionality factor, namely the spring constant described. In the case of a preloaded spring, the preload force is also to consider. These numerical values to describe the path Force characteristics of the sensor are used in one Evaluation device associated information storage chert.

Die Erfassung der Meßwerte mit nur einem Wandler ermöglicht eine erhebliche Vereinfachung im Aufbau des Meßaufnehmers und auch hinsichtlich der elektronischen Schaltungen zur Aufbereitung des Meßsignals.The acquisition of the measured values with only one converter enables one considerable simplification in the construction of the sensor and also with regard to the electronic circuits for processing the Measurement signal.

In weiterer Ausgestaltung kann es zweckmäßig sein, eine Meßfeder einzusetzen, deren Weg-Kraft-Charakteristik nichtlinear ist, insbesondere derart, daß ihre Kraft mit zunehmendem Meßwert überproportional zunimmt. Dies ist z. B. bei einer Druckfeder in Form einer zylindrischen Schraubenfeder durch eine variable Steigung erreichbar, so daß sich mit zunehmender Zusammendrückung ein zunehmender Teil der Federwindungen aneinanderlegt. Eine kegelförmige Schraubenfeder kann zu dem gleichen Zweck so gestaltet werden, daß sich mit zunehmender Zusammendrückung ein zunehmender Teil der Federwindungen an ein festes Widerlager legt.In a further embodiment, it may be useful to have a measuring spring use, whose path-force characteristic is non-linear, especially such that their force increases with the measured value increases disproportionately. This is e.g. B. in a compression spring in Shape of a cylindrical coil spring by a variable Slope attainable, so that with increasing compression an increasing part of the spring windings lies together. A conical coil spring can do the same for the same purpose be designed so that with increasing compression increasing part of the spring turns on a fixed abutment sets.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine aus mehreren Einzelfedern zusammengesetzte Meßfeder vorgesehen, die eine geknickte, aus zwei Abschnitten unterschiedlicher Steigung bestehende Federcharakteristik aufweist.In a preferred embodiment of the invention, a Measuring spring composed of several individual springs is provided, the one bent, two sections different Incline existing spring characteristics.

Außerdem kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit Vorzug vorgesehen sein, daß die Meßfeder in einem ausgewählten Maße vorgespannt werden kann, wozu der Federsitz der Meßfeder vor zugsweise mittels einer Einstellschraube verstellbar ausgebildet sein kann.In addition, the invention can be preferred in a further embodiment be provided that the measuring spring to a selected extent can be biased, for which purpose the spring seat of the measuring spring preferably designed to be adjustable by means of an adjusting screw can be.

Ein Ausführungsbeispiel eines vollständigen Meßaufnehmers ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Das zylindrische Gehäuse 30 enthält als mechanisch-elektrischen Wandler einen linearen Weggeber in Form eines Schiebepotentiometers mit einem Wider standselement 32, einem von der inneren Schubstange 38 bewegten Schleifer 34 und eine Kontaktschiene 36. Die Enden des Wider standselements und die Kontaktschiene sind mit einem Stecker 41 zum Anschluß an die Auswertungs- und Anzeigeeinrichtung ver bunden.An embodiment of a complete sensor is shown schematically in FIG. 5. The cylindrical housing 30 contains as a mechanical-electrical converter, a linear displacement sensor in the form of a slide potentiometer with an opposing element 32 , a grinder 34 moved by the inner push rod 38 and a contact rail 36 . The ends of the opposing elements and the contact rail are connected with a plug 41 for connection to the evaluation and display device.

Die innere Schubstange 38 ist in einem Lager 40 in Längsrichtung geführt, um ein seitliches Ausweichen auszuschließen. An einem Ende trägt die innere Schubstange 38 ein Verbindungsstück 42 zur Befestigung der Meßfeder 44, die in diesem Ausführungsbeispiel als Zugfeder ausgebildet ist. Zur Befestigung der Feder weist das zylindrische Zwischenstück 42 auf seiner Mantelfläche ein Gewinde auf, in das die Windungen der Feder eingreifen. Zusätz lich ist die Feder durch Kleben oder Löten fixiert.The inner push rod 38 is guided in a bearing 40 in the longitudinal direction in order to prevent lateral evasion. At one end, the inner push rod 38 carries a connecting piece 42 for fastening the measuring spring 44 , which in this exemplary embodiment is designed as a tension spring. To attach the spring, the cylindrical intermediate piece 42 has a thread on its outer surface, in which the windings of the spring engage. In addition, the spring is fixed by gluing or soldering.

Das andere Ende der Zugfeder 44 ist in ähnlicher Weise am äuße ren Rand der Buchse 46 befestigt, die in eine Stirnwand des Gehäuses 30 eingesetzt ist. Diese Buchse 46 dient zugleich zur axialen Führung der äußeren Schubstange 22, durch die die zu messende Kraft und die zu messende Vorschubbewegung in den Meßaufnehmer eingeleitet wird.The other end of the tension spring 44 is similarly attached to the outer edge of the socket 46 , which is inserted into an end wall of the housing 30 . This bushing 46 also serves to axially guide the outer push rod 22 , through which the force to be measured and the feed movement to be measured are introduced into the measuring sensor.

Die Schubstange 22 wird entsprechend der an der zu prüfenden Druckinfusionspumpe eingestellten Förderrate mit einer bestimm ten Geschwindigkeit in x-Richtung in den Meßaufnehmer eingescho ben. Wenn das Schiebepotentiometer entsprechend dem Schema nach Fig. 6 an einer Spannungsquelle Uo angeschlossen wird, enthält man am Schleifer eine Spannung U(x), die ein Maß für die aktuelle Position x ist. Durch Differentiation nach der Zeit oder durch Bildung des entsprechenden Differenzenquotienten und unter Berücksichtigung der maßgebenden Eichkoeffizienten kann aus U(x) die Vorschubgeschwindigkeit dx/dt und somit die Förderrate q gleich dV/dt abgeleitet werden. Entsprechend der jeweiligen Position x ergibt sich aus der Kraft-Weg-Charakteristik F(x) der Meßfeder die akutell auf den Meßaufnehmer einwirkende Kraft, die dem von der Druckinfusionspumpe erzeugten Druck proportional ist. Aus U(x) kann auf diese Weise unter Berücksichtigung der Federchrakteristik der Meßfeder der aktuelle Druckwert ermittelt werden, wie es in Fig. 6 veranschaulicht ist. The push rod 22 is inserted in accordance with the delivery rate set on the pressure infusion pump to be tested at a specific speed in the x direction in the sensor. If the slide potentiometer is connected to a voltage source Uo according to the diagram in FIG. 6, a voltage U (x) is included on the wiper, which is a measure of the current position x. The feed rate dx / dt and thus the delivery rate q equal to dV / dt can be derived from U (x) by differentiation according to time or by forming the corresponding difference quotient and taking into account the decisive calibration coefficients. According to the respective position x, the force-displacement characteristic F (x) of the measuring spring gives the force currently acting on the measuring sensor, which is proportional to the pressure generated by the pressure infusion pump. In this way, the current pressure value can be determined from U (x), taking into account the spring characteristics of the measuring spring, as is illustrated in FIG. 6.

Eine solche Auswertung von Meßwerten ist mit den in großer Vielfalt verfügbaren Mikrocomputern, z. B. in Form sogenannter Einplatinen-Computer eine für den Durchschnittsfachmann leicht lösbare Aufgabe, die keiner weiteren Erläuterung bedarf.Such an evaluation of measured values is large with those Variety of available microcomputers, e.g. B. in the form of so-called Single board computer one easy for the average professional solvable task that requires no further explanation.

Eine geknickte Federcharakteristik mit einen Übergang in einen steileren Kraftanstieg bei hohen Werten von x wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 durch eine weitere Druckfeder 48 erreicht, die einseitig an dem Lager 40 befestigt ist, während ihr anderes Ende frei ist, solange die Schubstange 22 noch nicht weit ein geschoben ist. Ab einer bestimmten Position x kommt jedoch das Verbindungsstück 42 mit dem freien Ende der Feder 48 in Berüh rung. Damit wird die Druckfeder 48 ebenfalls Teil der Meßfeder. Beim weiteren Vorschieben der Schubstange kommen die Kräfte der Federn 44 und 48 additiv zur Wirkung.A kinked spring characteristic with a transition to a steeper increase in force at high values of x is achieved in the exemplary embodiment according to FIG. 5 by a further compression spring 48 , which is fastened on one side to the bearing 40 , while its other end is free as long as the push rod 22 has not yet been pushed far. From a certain position x, however, the connecting piece 42 comes into contact with the free end of the spring 48 . Thus the compression spring 48 also becomes part of the measuring spring. When the push rod is advanced further, the forces of the springs 44 and 48 have an additive effect.

Hinsichtlich der Gestaltung und Anordnung der Meßfedern kommen verschiedene Möglichkeiten in Betracht, von denen Fig. 5 nur ein Beispiel repräsentiert. Ebenso können bei dem mechanisch- elektrischen Wandler, der hier als Schiebepotentiometer ausge bildet ist, verschiedene Wandlerprinzipien Anwendung finden.With regard to the design and arrangement of the measuring springs, various possibilities come into consideration, of which FIG. 5 represents only one example. Likewise, various converter principles can be used in the mechanical-electrical converter, which is formed here as a slide potentiometer.

Insbesondere kann der Meß aufnehmer auch derart ausgestaltet werden, daß der Vorschub über eine Meßfeder auf einen mechanisch-elektrischen Wandler ein wirkt, der zur Umsetzung der einwirkenden Kraft in eine ent sprechende elektrische Größe ausgebildet ist. Die so erhaltene elektrische Meßgröße ist ein Maß für den Druck, während ihr zeitlicher Anstieg unter Berücksichtigung der Federcharakteri stik die Vorschubgeschwindigkeit und somit die Förderrate der Druckinfusionspumpe charakterisiert. In particular, the measurement transducers can also be designed such that the feed over a measuring spring on a mechanical-electrical converter acts that ent to convert the acting force into a speaking electrical quantity is formed. The so obtained electrical quantity is a measure of the pressure during its temporal increase taking into account the spring characteristics the feed rate and thus the conveying rate of the Pressure infusion pump characterized.

Alternativ zu dem Vorstehenden kann z. B. bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 der mit Flüssigkeit zu füllende Innenraum des Zylinders 24 über eine abzweigende Leitung mit einem Druck-Meß-Wandler verbunden sein, der zur Umsetzung des gemessenen Drucks in eine entsprechende elektrische Größe ausgebildet ist, deren zeitlicher Anstieg unter Berücksichtigung der Federcharakteristik die Vorschubgeschwindigkeit und somit die Förderrate der Druckinfusionspumpe charakterisiert.As an alternative to the above, e.g. B. in the embodiment of FIG. 2, the interior of the cylinder 24 to be filled with liquid can be connected via a branching line to a pressure transducer which is designed to convert the measured pressure into a corresponding electrical quantity, the increase in time under Taking the spring characteristics into account characterizes the feed rate and thus the delivery rate of the pressure infusion pump.

Claims

1. Test device for pressure infusion pumps for testing delivery volume and delivery pressure with a mechanically acting transmission device, which converts the delivery volume of the pump into a corresponding path length and the delivery pressure of the pump into a corresponding force,
a spring element which counteracts the delivery pressure and whose deformation path corresponds to the path length corresponding to the delivery volume due to the action of the delivery pressure, and
an evaluation and display device,
characterized in that
only a single mechanical-electrical converter ( 30 , 32 , 34 , 36... ) is provided for measuring either the path length or the spring force,
the spring element consists of at least one calibrated measuring spring ( 44 , 48 ),
an information memory associated with the evaluation unit ( 16 ) is provided, in which the displacement-force characteristic of the at least one calibrated measuring spring ( 44, 48 ) is stored, and
the evaluation unit ( 16 ) from the measured value of the single mechanical-electrical converter ( 30 , 32 , 34 , 36 ...) and from the stored displacement-force characteristic determines the respectively not measured size, path length or force.

2. Testing device according to claim 1, characterized in that the measuring spring has a linear action Spring is whose force is proportional with increasing spring travel increases.

3. Testing device according to claim 1, characterized in that the measuring spring we a non-linear kenden spring, whose force increases with increasing travel increases proportionally.

4. Test device according to claim 1, characterized in that the measuring spring for generating a non-linear or sectionally linear path-force charac teristics composed of several springs ( 44 , 48 ) which come into operation one after the other or parallel to each other when driving through the measuring path .

5. Testing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical-mechanical converter converts the fluid pressure to measure the spring force.

6. Test device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical-mechanical converter to measure the path length this into the frequency of a high frequency implements electrical vibration by one with the Path length variable inductance as part of the frequency determ Mending resonant circuit of an RF oscillator circuit acts that Part of the mechanical-electrical converter is, and that the path-frequency characteristic of the mechanical-electrical Converter additionally assigned to that of the evaluation device Neten information store is stored.

7. Testing device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transmission device comprises a piston-cylinder arrangement ( 24 , 26 ), the interior of which can be connected to the outlet of the pressure infusion pump in order to receive the medium conveyed by the pressure infusion pump.

8. Test device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it has coupling parts ( 18, 20, 22 ) for testing pressure infusion pumps in the manner of syringe pumps, which are simulated with respect to their mechanical function the corresponding parts of a syringe, so that it can be mechanically coupled to the syringe drive of the pressure infusion pump and / or can be used in the syringe pump instead of a syringe.

9. Testing device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the calibrated measuring spring ( 44 , 48 ) can be preloaded.

10. Testing device according to claim 9, characterized in that a spring seat of the measuring spring ( 44 , 48 ) is preferably adjustable by means of an adjusting screw.