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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erwärmung von Infu- sions- bzw. Transfusionsflüssigkeiten, mit einem in einem Gehäuse vorgesehenen Aufnahmeraum für einen die zu erwärmende Flüssigkeit enthaltenden Behälter und mit einer dem Aufnahmeraum zugeordneten Heizeinrichtung, z. B. wenigstens einer Heizplatte, die in mehrere Heizzonen unterteilt ist, sowie mit einer Tem- peraturüberwachungs- und Heizungsregeleinrichtung, wobei die Heizleistung in den einzelnen Heizzonen gesondert einstellbar ist.
Derartige Geräte werden insbesondere als Infusions- bzw.
Transfusions-Wärmegeräte zur raschen Erwärmung der jeweiligen Flüssigkeit auf die gewünschte Temperatur, beispielsweise ca.
37 C, ausgehend von einer Temperatur von z.B. 6 C, eingesetzt, wobei weiters auch zumeist vorgesehen ist, dass die Infusions- bzw. Transfusionsflüssigkeiten, insbesondere Plasmaprodukte, in der Regel in Beuteln oder dergl. gelagert und für die Infusion bzw. Transfusion zur Verfügung gestellt werden, wobei sie Behälter, die in das jeweilige Gerät eingesetzt werden, durchströmen und dabei erwärmt werden.
Ein Gerät der eingangs erwähnten Art ist aus der AT 2 286 Unbekannt, wobei Temperatursensoren an Heizplatten angeordnet sind, deren Ausgangssignale einer Überwachungs- und Regeleinrichtung zugeführt werden, um so die Heizleistung der Heizplatten derart zu regeln, dass die Erwärmung der Flüssigkeit auf die gewünschte Temperatur in möglichst kurzer Zeit erfolgt.
Dabei ist auch vorgeschlagen worden, bei einer Über- oder Unter- temperatur einen Alarm abzugeben. Weiters ist vorgeschlagen worden, die Heizleistung in einzelnen Heizzonen gesondert ein- zustellen, um so eine optimale sukzessive Erwärmung der Flüssig- keit von z.B. 6 C über geeignete Zwischenwerte, je nach Anzahl der Heizzonen, auf beispielsweise 37 C vorzusehen.
In Zusammenhang mit der Untertemperatur-Überwachung wurde vorgesehen, dass erst nach Ablauf einer Aufheizzeit eine Aktivierung erfolgt, um zu vermeiden, dass unmittelbar nach Einlegen eines Behälters in das Gerät, mit noch ganz niedriger Anfangstemperatur (z.B. +6 C) der Flüssigkeit, ein Unter- temperatur-Alarm abgegeben wird. Je nach Art und Grösse des Gerätes kann die anfängliche Aufheizzeit dabei aufgrund empi- rischer Daten vorgegeben werden, wobei auch bei einem bestimmten
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Gerät mehrere Aufheizzeit-Vorgaben gespeichert werden können und je nach verwendetem Behälter (dessen Material einen höheren oder niedrigeren Wärmedurchgangswiderstand aufweisen kann) die geeignete Aufheizzeit dann ausgewählt werden kann.
Um weiters den Wärmeübergangswiderstand im jeweiligen Behältermaterial individuell zu berücksichtigen, soll auch die für den Unter- temperatur-Alarm vorgegebene Mindesttemperatur abhängig vom ver- wendeten Behälter einstellbar sein. Zur automatischen Einstel- lung der Mindesttemperatur (und/oder der anfänglichen Aufheiz- zeit) kann dabei eine Behälter-Erkennungseinrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise mit optischen oder mechanischen Abtast- mitteln ausgestattet sein kann, um einen Strichcode, eine Marke, eine Kerbe oder dergl. am Behälter zu erkennen.
Das bekannte Gerät berücksichtigt jedoch nicht, dass das Verbrauchsmaterial, d. h. der die zu erwärmende Flüssigkeit enthaltende Behälter, in unterschiedlichen Grössen vorliegen kann. Insbesondere sind die Behälter in zwei verschiedenen Grössen vorgesehen, von denen der eine, grössere Behälter bei- spielsweise die gesamte Höhe der Heizplatten abdeckt, wogegen der kleinere Behälter nur einen Teil der Höhe abdeckt. Im Betrieb werden daher auch im Fall der kleineren Behälter jene Bereiche der Heizplatten, wo kein Behältermaterial vorliegt, aufgeheizt und auf die gewünschte Temperatur, z.B. 38,5 C, geregelt, was bedeutet, dass hier unnütz Heizenergie bzw. Heiz- leistung aufgebracht wird. Abgesehen davon kann durch diesen "Leerlauf" auch ein frühzeitiger Funktionsausfall der Heizplatte erfolgen.
Es ist daher Ziel der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und ein Gerät der eingangs erwähnten Art vorzusehen, bei welchem im Falle von kleineren Behältergrössen eine unnütze volle Aufhei- zung vermieden und Energie gespart werden kann.
Das erfindungsgemässe Gerät der eingangs angegebenen Art ist demgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung in zumindest einer Heizzone bei Verwendung von kleinen Behälter- grössen, die nur die andere(n) Heizzone(n) abdecken, durch die Temperaturüberwachungs- und Heizregelungseinrichtung absenkbar bzw. abschaltbar ist. Bei einer derartigen Ausbildung der Elektronik wird bei Verwendung von kleinerem Gebrauchsmaterial die zumindest eine weitere Heizzone nicht (voll) mitgeheizt,
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wodurch Energie gespart wird. Auch kann dadurch von vornherein einem Überheizen in dieser nicht benötigten Heizzone entgegengewirkt werden, so dass das Risiko einer Übertemperatur, auch in der benachbarten Heizzone, vermindert wird.
An sich ist es denkbar, die Heizung in dieser zumindest einen Heizzone, die nicht benötigt wird, zumindest zeitweise überhaupt abzuschalten, was jedoch eine möglicherweise zu starke Kühlwirkung auf eine benachbarte aktive Heizzone ausüben könnte.
Vorzugsweise wird daher vorgesehen, dass die Heizleistung in der zumindest einen Heizzone auf einen Wert entsprechend einer Temperatur der Heizzone zwischen Raumtemperatur und Solltempe- ratur der Flüssigkeit, z. B. ca. 30 C, reduzierbar ist. Dadurch kann einerseits Energie gespart werden, und andererseits werden nachteilige Auswirkungen auf benachbarte Heizzonen durch eine zu niedrige Temperatur der zumindest einen Heizzone vermieden.
Die Grösse des Verbrauchsmaterials, d. h. die jeweilige Be- hältergrösse, könnte an sich händisch eingegeben oder aber besser über irgendwelche mechanische oder optische zusätzliche Abtast- mittel selbsttätig erkannt werden, und demgemäss ist es von Vorteil, wenn die Heizleistung in der zumindest einen Heizzone durch die Temperaturüberwachungs- und Heizungsregeleinrichtung automatisch absenkbar ist. Zur Vereinfachung des Geräteauf:oaus kann die automatische Erkennung der Behältergrösse direkt durch die Elektronik, d. h. die Temperaturüberwachungs- und Heizungs- regeleinrichtung, erfolgen, u. zw. über die in den jeweiligen Heizzonen beim Regeln benötigte Heizleistung.
Es ist demgemäss besonders günstig, wenn die Temperaturüberwachungs- und Heizregeleinrichtung zur automatischen Erkennung der kleinen Behältergrössen die Heizleistungen in den Heizzonen (a, b, c) vergleicht und bei Vorliegen einer Heizleistungs-Differenz unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts die Heizleistung in der zumindest einen Heizzone absenkt bzw. abschaltet. Wenn daher beispielsweise drei Heizzonen vorgesehen sind und bei der kleineren Behältergrösse die dritte Heizzone nicht benötigt wird, so kann eine Absenkung der Heizleistung in dieser dritten Heizzone dadurch herbeigeführt werden, dass die Temperatur- überwachungs- und Heizungsregeleinrichtung aufgrund der je- weiligen z.
B. mittels Temperatursensoren erfassten Ist-Tem- peraturen im Verhältnis zu den Soll-Temperaturen die jeweils zur
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Einregelung der Temperatur auf die Soll-Temperatur benötigte Heizleistung bestimmt und vergleicht. Wenn nun die Heizleistung in der dritten Heizzone, die nicht benötigt wird, um mehr als ein vorbestimmtes Mass geringer ist als die Heizleistung in den beiden anderen, aktiven, die Flüssigkeit erwärmenden Heizzonen, so wird dies erkannt, und die Heizleistung in der dritten Heizzone wird entsprechend abgesenkt bzw. abgeschaltet.
Im Falle von Heizplatten als Heizeinrichtung können direkt auf der Innenseite der Heizplatten Temperatursensoren, z.B.
Thermistoren, angebracht werden, wie dies bekannt ist. Auf diese Weise wird eine einfache Ausbildung sichergestellt, verglichen etwa mit einer Anordnung, bei der die Temperatursensoren die Temperatur des Behälterinhalts selbst erfassen sollen, wobei die Temperatursensoren dann in den Behälter hineinragen ; hat sich gezeigt, dass es für die richtige Erwärmung der Infusions- bzw.
Transfusionsflüssigkeiten durchaus ausreichend ist, die Temperatur der Heizplatten zu überwachen, und bei Kenntnis des Behältermaterials sind dann aus der erfassten Heizplatten- Temperatur eindeutige Rückschlüsse auf die Temperatur der je- weiligen Flüssigkeit am Ausgang aus dem jeweiligen Behälter möglich. Wenn die Heizplatten beispielsweise mit Heizmatten, etwa mit Silikonheizbändern, ausgebildet sind, welche direkt auf die Plattenkörper aufgeklebt werden, dann können die Temperatur- sensoren in Ausnehmungen der jeweiligen Heizmatten untergebracht werden, u. zw. vorzugsweise in einer Position in der Mitte der jeweiligen Heizzone. Dadurch wird nicht nur eine einfache Anordnung sichergestellt, sondern überdies eine gegen mecha- nische Beanspruchung geschützte Unterbringung der Temperatur- sensoren ermöglicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen : Fig.l eine perspektivische Darstellung eines Gerätes; und Fig.2 ein Blockschaltbild der Temperaturüberwachungs- und Heizungsregeleinrichtung.
In Fig.l bezeichnet 1 allgemein ein Gerät zur Erwärmung von Infusions- bzw. Transfusionsflüssigkeiten, welches einen Auf- nahmeraum 2 für einen Behälter 3 zwischen zwei als Heizein- richtung vorgesehenen Heizplatten 4,5 aufweist, die z. B. in an
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sich herkömmlicher Weise mit Heizmatten ausgebildet sind. Dabei ist jede Heizplatte 4,5 in z. B. drei gegeneinander isolierte Teile 4a, 4b, 4c, bzw. 5a, 5b, 5c - entsprechend drei Heizzonen a, b, c, die je durch die Paare von Heizplattenteilen 4a und 5a, 4b und 5b bzw. 4c und 5c definiert sind - unterteilt. Die drei Heizzonen a, b, c liegen, wenn das Gerät 1 im Betrieb aufgehängt ist, vertikal übereinander.
An sich stehen für die Ausbildung der Heizplatten 4,5 die verschiedensten Möglichkeiten offen, wobei insbesondere elek- trische Heizeinrichtungen zu bevorzugen sind. Beispielsweise kann die Erheizung der Heizplatten 4,5 über Silikonheizbänder oder dergl. Heizmatten erfolgen, welche direkt auf Plattenkörper aufgeklebt werden (in der Zeichnung nicht näher ersichtlich).
Die maximale Heizleistung kann beispielsweise 400 W oder mehr pro Heizzone a, b, c betragen, wobei mit einer etwaigen hcheren Heizleistung, wie 600 W, ein rascheres Nachregeln ermöglicht wird.
Die eine Heizplatte 4 ist vertieft in einem Gehäuseteil 6 vorgesehen, und die andere Heizplatte 5 ist in einem am Ge- häuseteil 6 seitlich schwenkbar angebrachten und so das Gehäuse 1 komplettierenden Deckel 7, ebenfalls vertieft, angebracht.
Der Behälter 3, auch Beutel genannt, besteht z. B. aus zwei miteinander verschweissten Kunststofffolien oder-laminaten, in welchen eine mäanderförmig ausgebildete Leitung 8 für die Aufnahme bzw. den Durchgang der zu erwärmenden Flüssigkeit vorgesehen ist. Die Enden der Leitung 8 sind mit Anschluss- Schläuchen 9,10 verbunden.
Dieser Behälter 3 kann in der gezeigten Grösse vorliegen, in der er alle drei Heizzonen a, b, c abdeckt, er kann jedoch auch eine kleinere Grösse haben, in der er nur die beiden oberer Heiz- zonen a, b (entsprechend den Heizplatten-Teilen 4a und 5a sowie 4b und 5b) abdeckt, was aber der Einfachheit halber in Fig.l nicht dargestellt ist.
An der Rückseite des Gehäuseteils 6 sind Befestigungslaschen 11 mit einem Klemmrad 12 zur Befestigung des Gerätes 1 an einem Infusionsständer (nicht gezeigt) angebracht. Im Bereich der Schläuche 9,10 sind Aussparungen 13,14 im Gehäuseteil 6 zum Herausführen der Schläuche 9,10 vorgesehen.
Unterhalb des Deckels 7 sind im Gehäuseteil 6 eine digitale
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Temperaturanzeige 15 sowie ein Netzschalter 16 angeordnet. In der Mitte jedes Teils 4a, 4b, und 4c der Gehäuseteil-Heizplatte 4 sind jeweils zwei Temperatursensoren 17a1 17a2 bzw. 17b1 17b2 bzw. 17c1 17c2 (in Fig.l nicht ersichtlich, vgl. aber Fig.2), vorzugsweise Thermistoren, angeordnet, um die Temperatur an den Heizplatten-Teilen 4a, 4b, 4c an der Behälter-Rückseite zu messen. In entsprechender Weise ist jeweils ein Temperatur- sensor 18a, 18b, 18c in jedem der Heizplatten-Teile 5a, 5b, 5c der am Deckel 7 vorgesehenen Heizplatte 5 mittig in der jewei- ligen Heizzone a, b bzw. c angebracht, um auch auf dieser Behälterseite die Temperatur der Heizplatten-Teile 5a, 5b, 5c zu messen. Dadurch ist es möglich, Rückschlüsse auf die Flüssig- keitstemperatur insgesamt zu ziehen.
Im Einzelnen kann dabei insbesondere vorgesehen werden, dass die Deckel-Temperatursensoren 18a, 18b und 18c sowie jeweils einer der Gehäuseteil-Temperatursensoren, z.B. 17a1 17b1 und 17c1 für die Temperaturüberwachung im Hinblick auf das Über- schreiten einer maximalen Temperatur bzw. das Unterschreiten einer minimalen Temperatur vorgesehen werden, und dass der je- weils andere Gehäuseteil-Temperatursensor 17a2, 17b2 bzw. 17c2 zur Regelung der Plattentemperatur herangezogen wird.
Grundsätzlich wird jede der Heizzonen a, b, c unabhängig von den anderen auf die jeweils maximal erlaubte Oberflächentemperatur, z. B. 38,5 C, geregelt.
Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, weist eine allgemein mit 19 bezeichnete Temperaturüberwachungs- und Heizungsregeleinrichtung einen Mikroprozessor 20 auf, welcher mit den je zu dritt pro Heizzone a, b, c vorgesehenen Heizplatten-Temperatursensoren 17a1, 17a2, 18a (erste Heizzone a); 17b1 17b2, 18b (zweite Heizzone b); und 17c1 17c2, 18c (dritte Heizzone c) über Verstärker 21a, 22a, 23a bzw. 21b, 22b, 23b bzw. 21c, 22c, 23c verbunden ist, um durch Zuführung der Temperatursignale den jeweiligen Temperatur-Istwert festzustellen. Des weiteren ist der Mikroprozessor 20 für Servicezwecke an eine (z. B. serielle) Schnittstelle 24 angeschlossen.
Ferner ist der Mikroprozessor 20 über eine Sicherheits-Logikschaltung 25 mit einem Heizregler 26 verbunden, an dessen Ausgänge die durch die Teile 4a, 5a; 4b, 5b; 4c, 5c der Heizplatten 4,5 definierten Heizzonen a, b, c angeschlossen sind.
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Die Sicherheits-Logikschaltung 25 ist weiters mit einem parallel zum Mikroprozessor 20 geschalteten Komparator 27 und einem Sicherheits-Temperaturbegrenzer 28 verbunden, wobei dem Komparator 27 einerseits die Istwertsignale der insgesamt neun Temperatursensoren 17,18 andererseits Sollwertsignale von einem Grenzwert-Einstellkreis 29 zugeführt werden. Der hardewaremässig aufgebaute Komparator 27 übernimmt zusammen mit der Sicherheits- Logikschaltung 25 die Sicherheits-Abschaltfunktion, wenn der Mikroprozessor 20 ausfällt, wobei über die Sicherheits- Logik- schaltung 25 die Heizeinrichtung 4,5 abgeschaltet und ein Alarmgeber aktiviert werden kann.
Der Mikroprozessor 20 weist Speicher (nicht dargestellt) auf, in welchen Programme für die gesonderte Regelung der Teile 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c der Heizplatten 4,5 bzw. die Auslösung einer Alarmanzeige im Falle einer Temperaturabweichung enthalten sind. Das jeweilige Alarmsignal wird über einen Display- und Alarmkreis 30 aktiviert und kann beispielsweise zu einem Blinken der Temperaturanzeige 15 und/oder Ansteuern einer eigenen Alarmlampe führen. Bevorzugt erfolgt auch ein Auslösen eines akustischen Alarmes, z. B. über einen im Gerät 1 eingebauten kleinen Lautsprecher (nicht dargestellt) .
Über eine im Mikroprozessor 20 integrierte Zeitmesseinheit bzw. Uhr bzw. durch Erfassung der Temperatursignale und Fest- stellung, dass der gewünschte Temperaturbereich (z. B. zwischen 37 C und 41 C) erreicht ist, kann die Temperatur-Überwachungs- funktion nach Ablauf einer anfänglichen Aufheizzeit aktiviert werden.
Im Betrieb ermittelt der Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller 20 die jeweils benötigte Heizleistung. Durch die Unterteilung der Heizplatten 4,5 in die Teile 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c ent- sprechend den einzelnen Heizzonen a, b, c, in denen die jeweilige Heizleistung gesondert eingestellt wird, kann eine optimale Aufheizung der Flüssigkeit, ausgehend von üblicherweise 6 C, auf beispielsweise 37 C erreicht werden.
Bei der Ermittlung der Heizleistung erfolgt auch eine automatische Erkennung der Grösse des jeweiligen Beutel-Ver- brauchsmaterials 3 im Zuge der Regelung. Der Mikroprozesscr bzw.
Mikrocontroller 20 ermittelt dabei im Einzelnen die jeweilige Heizleistung anhand der Temperaturdifferenz zwischen Ist- und
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Solltemperatur, u. zw. beispielsweise anhand von gespeicherten Tabellen. Insbesondere hat sich bei Versuchen gezeigt, dass pro aktiver Heizzone a, b (wenn angenommen die Heizzone c bei Vorliegen kleiner Behältergrössen nicht benützt wird) und bei einer Durchflussmenge von ca. 16 1 pro Stunde eine Heizleistung von ungefähr 200 W benötigt wird.
Dadurch, dass die weitere Heizzone c ungenützt ist, da sich dorthin das Behältermaterial nicht mehr erstreckt, so dass diese Heizzone c "leer" läuft, ergibt sich dort bei der Regelung auf den Sollwert der Tempe- ratur eine Heizleistung von nur einigen wenigen Watt, beispiels- weise 10 W (je nach Grösse der Heizzone und nach Höhe der Soll- temperatur); dies wird vom Mikroprozessor 20 erkannt, u. zw. in dem Sinn, dass ein kleiner Behälter 3 vorliegt und die dritte Heizzone c nicht genützt wird, und demgemäss veranlasst der Mikroprozessor 20 über den Regler 26 eine Reduzierung der Heizleistung in dieser dritten Heizzone c, etwa dahingehend, dass dort eine Temperatur von nur ca. 30 C gehalten wird, im Gegensatz zu den Solltemperaturen von 38,5 C in den beiden anderen Heizzonen a und b.
Es ist jedenfalls zweckmässig, nur auf eine reduzierte Temperatur zwischen Raumtemperatur und dem allgemeinen Sollwert der Temperatur (also 38,5 C im vorliegenden Beispiel) abzusenken.
Der Mikroprozessor 20 übernimmt neben der Temperaturregelung auch sämtliche Selbsttests, wie etwa Überprüfungen der Tempe- ratursensoren 17,18, eine Überwachung im Hinblick auf ein Driften usw., wobei diese Selbsttests beispielsweise alle 30 ms durchgeführt werden. Entsprechende Messwerte können an die serielle Service-Schnittstelle 24 ausgegeben werden. Bei einem im Selbsttest erkannten Gerätefehler wird die Heizung abge- schaltet und ein Alarmsignal (optisch und akustisch) abgegeben.
Ein Rücksetzen dieses Alarms ist nur durch Abschalten des Gerätes 1 möglich.
Ein Übertemperatur-Alarm wird ausgelöst, wenn zumindest einer der insgesamt neun Temperatursensoren 17,18 eine Tempe- ratur von beispielsweise mehr als 41 C anzeigt. In diesem Fall wird die Heizung abgeschaltet, und ein optischer wie auch akustischer Alarm wird ausgelöst. Ein Rücksetzen ist ebenfalls nur durch Abschalten des Gerätes 1 möglich.
Ein Untertemperaturalarm wird bei einer Temperatur unterhalb
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von z.B. 36,5 C ausgelöst. Wie erwähnt wird der Untertemperatur- Alarm aber zu Beginn des Betriebs erst nach dem Aufheizen bis zu einer vorgegebenen Temperatur oder aber bis zum Ablauf einer einleitenden Aufheizzeit (z. B. 60 s) ermöglicht.
Der Temperatur-Begrenzungskreis 28 kann beispielsweise ein Bimetall-Sicherheitstemperaturbegrenzer sein, der eine über- geordnete Sicherheitsgrenze festlegt und direkt auf die Sicher- heitslogik 25 wirkt, um im gegebenen Fall, bei einer Über- temperatur, über den Regelkreis 26 die Heizplatten-Heizein- richtung 4,5 abzuschalten. Dieser Sicherheitstemperaturbe- grenzer 28 kann, um ein besonders schnelles Ansprechen zu ermöglichen, direkt in eine Ausnehmung des Heizbandes auf der Innenseite der jeweiligen Heizplatte 4 oder 5 untergebracht werden (in Fig.l nicht dargestellt).
Die neun Temperatursensoren 17,18 können durch schnelle Thermistoren gebildet sein, und im Mikroprozessor 20 werden die verstärkten Temperatursignale bzw.-Istwerte sowohl einzeln auf Untertemperatur, auf Übertemperatur sowie auch auf Signal- differenz zueinander überprüft, um so eine Drift in einem Messkanal sofort zu erkennen, wobei dann das Gerät 1 in den Alarmzustand geschaltet werden kann.