CN107635596A - 血液治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有换热器的血液治疗仪，所述换热器具有第一腔和第二腔，其中所述第一腔由第一流体穿流而所述第二腔由第二流体穿流，并且其中所述换热器具有膜，所述膜将所述第一腔与所述第二腔分开，其中所述膜形成电容器的组成部分，所述电容器具有两个电容器极板，在所述电容器极板之间存在膜，并且其中设有与电容器连接的监控机构，所述监控机构构成为，使得所述监控机构出于检测从第一腔至第二腔的泄漏的目的而检测电容器的电特性。

Description

血液治疗仪

技术领域

本发明涉及一种血液治疗仪，所述血液治疗仪具有至少一个换热器，所述换热器具有至少一个第一腔和至少一个第二腔，其中在血液治疗仪运行时，所述第一腔由至少一种第一流体穿流而所述第二腔由至少一种第二流体穿流，并且其中所述换热器具有至少一个膜，所述膜将所提到的第一腔与所提到的第二腔分开。

因此，本发明涉及一种血液治疗仪，尤其涉及一种透析仪，具有至少一个换热器或传热器(Rekuperator，回流换热器)。换热器具有通过至少一个传输热量的膜彼此分开的至少两个介质腔。

发明内容

在需将第一流体被第二流体污染的可能性或者第二流体被第一流体污染的可能性降低到最小的背景下，本发明的目的在于，如下改进开始提及类型的血液治疗仪：快速和可靠地识别出因膜从而因换热器的这两个介质腔的液压连接引起的可能的泄漏。

该目的通过具有权利要求1的特征的血液治疗仪来实现。

据此提出，膜形成至少一个电容器的组成部分，所述电容器具有至少两个电容器极板，在所述电容器极板之间存在至少一个膜。

此外，设有与电容器连接的监控机构，所述监控机构构成为，使得所述监控机构出于检测从第一腔到第二腔的泄漏的目的而检测电容器的至少一个电特性或物理特性。

因此，本发明基于下述基本思想：通过电监控来检测因膜从而因这两个介质腔，即第一腔和第二腔的液压连接引起的可能的泄漏，所述泄露会导致流体的污染。

这种电监控通过如下方式进行：监控电容器的一个或多个电特性或物理特性，例如阻抗、电容、在电容器处测量到的输出信号等，所述输出信号例如为电压。

如果通过监控机构确定偏离于相关参数的期望值或期望变化，那么能够推断出泄漏并且能够采取相应的对策。

通过对电容器或膜的这种电监控，由生物物质和化学物质给予被污染的液体例如供给液体的可能性变为零。

优选地，监控机构连续地工作，也就是说，在血液治疗仪运行期间进行连续的监控。然而，本发明也包括任意其它类型的监控，例如在经过特定的时间间隔之后的监控或者在特定的时间点的监控。

通过监控换热器的膜，必要时能够弃用其它降低风险的对策，因为血液治疗仪能够直接地并且在不需要评估其它监控装置的情况下对所检测到的泄漏进行反应。因此优选提出，不存在用于监控泄漏的其它机构。

如下装置是可以考虑的，在所述装置中电容器极板和膜位于第一腔和第二腔之间。在这种情况下，电容器极板和膜因此位于两种流体之间并且能够检测在电容器极板和/或膜的一个或两个中的泄漏。

关于这一点要指出的是，术语“电容器极板”包括能够用作为电容器组件的每种任意的元件，与元件是否是板状的或者具有其它形状无关。

本发明也包括下述情况：膜位于第一腔和第二腔之间，并且第一和第二腔设置在电容器极板之间。

因此，整体构成一个电容器，在所述电容器的内腔中，即在所述电容器的极板之间不仅设置有膜，而且也设置有第一流体和第二流体。因此构成电介质，所述电介质的特性在由于在初级侧和次级侧之间流体转移，也就是说，从第一腔转移到第二腔中或者从第二腔转移到第一腔中而发生泄漏的情况下发生改变。

监控机构能够包括直流电压源或交流电压源，所述直流电压源和交流电压源的极与电容器极板连接。为了检测在泄漏时电容器的发生改变的电特性，能够检测电容器上的电压并且根据所测量的电压相对于输入电压或者相对于期望状态(也就是说，在没有泄漏的情况下)中的电压的例如幅度、频率或者相移的改变来推断出现泄漏。

然而，原则上也可以考虑使用直流电压源。在这种情况下例如可行的是，测量电容器的欧姆电阻并且在电阻变化的情况下推断出泄漏。

这两个电容器极板能够直接地并且在两侧贴靠于膜，使得获得夹芯式结构。

电容器极板优选由金属并且尤其由不锈钢或钛构成。

膜优选构成为电绝缘体，然而导热地构成，使得在换热器的两个腔之间的良好的传热是可行的。

可以考虑的是，膜由Kapton构成。这种材料是聚酰亚胺。原则上，对于膜也能够使用其它聚合物或其它材料。

原则上，考虑电容器的任意的在泄漏的情况下改变的电特性或者物理特性作为通过监控所监控的参数。作为所监控的参数，例如可以考虑电容器的阻抗或电容。

也可以考虑的是，将电容器集成到振荡电路中，并且监控机构构成为，使得所述监控机构执行电容器的谐振频率的测量。

如果电容器的阻抗、电容或者谐振频率发生改变，那么能够推断出膜和/或(多个)电容器极板的泄漏。

可以考虑的是，监控机构包括至少一个测量电阻，确定所述测量电阻上的电压。

该测量电阻能够与通过膜形成的电阻串联连接。

在本发明的另一设计方案中，监控机构具有低通滤波器，所述低通滤波器用于确定在电容器上所测量的电压的平均值。

此外能够提出，出于检查监控机构的目的设有或者可使用至少一个测试电阻，所述测试电阻与通过膜形成电阻并联连接或者能够与其并联连接。

该测试电阻因此模拟泄漏的发生。与此相应地，能够检查：在使用测试电阻时监控机构是否确定相应的信号改变。如果是这种情况下，那么能够推断出监控机构的正确的功能性。

优选地，血液治疗仪是透析仪，例如是血液透析仪。

血液治疗仪能够与供水装置连接，其中换热器能够与供水装置连接，使得换热器的所提到第一腔由来自供水装置的淡水，尤其RO水穿流。

所述淡水或RO水能够用于通过添加浓缩物来制造透析液。

换热器的第二腔能够设置为，使得所述第二腔由已使用过的、被加热的透析液穿流。因此，发生从已使用过的透析溶液到淡水的传热。

换热器的效率尤其随着在初级侧和次级侧之间的温度差的增加而提高，也就是说，随着换热器的这两个腔之间的温度差的增加而提高。在透析仪中，在水接入部或水流入路段下游紧接着存在具有最冷的介质温度的点。如所说明的那样，在所述透析液沿流出方向离开所述设备之前，次级侧，即另一腔，借助于被加热的透析液穿流。

通过本发明可行的是，尤其在连续地或者在时间上间隔地执行对进行换热的膜的监控时，直接对泄漏作出反应，例如通过停止泵或者关闭阀的方式。因为这种直接的反应是简单可行的，所以可能的话能够弃用其它降低风险的和造成费用的对策。

监控机构能够与显示器连接，在所述显示器上显示由监控机构一方检测到的状态。其它用于告知使用者关于出现泄漏的信息的输出机构，例如声音的和/或光学的机构也是可以考虑的并且包括在本发明中。

附图说明

借助在附图中示出的实施例详细阐述本发明的其它细节和优点。

附图示出：

图1示出水流入部、透析液流出部和换热器的示意图；

图2示出膜的直接电监控的第一变型形式；

图3示出电膜监控的另一实现可能性；

图4示出对应于图2的借助于测试电阻直接电监控膜；

图5示出根据图2的具有测量电阻和用于对电压值取平均的低通滤波器的装置的电路图；

图6示出在没有泄漏和有泄漏的情况下电容器的示意图；以及

图7示出在发生泄漏时根据图2的装置的电路图。

具体实施方式

在图1中以附图标记10示出透析仪的淡水流入部。淡水优选为RO水。换热器100的第一腔由这种水穿流而示意地示出的第二腔2由已使用的透析液穿流，所述透析液通过管路20流入第二腔2中。

以这种方式通过已使用的透析液加热RO水。

在两个腔1和2之间存在导热的和电绝缘的膜，所述膜在下面的附图中示出。

图2以附图标记30示出该膜。在此，所述膜为电绝缘体，所述电绝缘体在两侧邻接于作为电容器极板的金属层40并且由这些金属层围绕。这两个金属层例如能够通过钛膜或钢膜形成。

监控膜30的一个可能性因此在于，膜由两个钢膜或电容器极板40围绕。

由膜30或板40构成的整体装置设置在两个流体路径F1和F2之间，其中根据流体路径F1的流体为位于第一腔1中的淡水而根据流体路径F2的流体为位于第二腔2中的已使用的透析液。

附图标记200表示所述装置的例如由PPO(聚苯醚)构成的壳体而附图标记G表示两个流体路径F1和F2的接地部。

以附图标记300表示交流电压源，所述交流电压源经由电缆301和302与电容器极板40电连接并且给这些电容器板加载交流电压。

根据图3的实现可能性与根据图2的实现可能性的区别在于，电容器极板40不设置在两个流体路径F1和F2之间，而是包围这些流体路径。换言之，流体路径F1和F2容纳在两个电容器极板40之间。在流体路径F1和F2之间存在呈膜30形式的电绝缘体。

根据图3，也通过附图标记200表示壳体。

因此，在根据图3的变型形式中，具有充足的热传导的电绝缘体30用作为内部的膜。通过在外部区域中安置导电板40而获得电容器，所述电容器的内腔通过电介质构成。

在存在经由膜30引起的内部泄漏的情况下，在初级侧和次级侧之间，即在流体路径F1和F2之间引起液体转移。这种液体转移引起介电特性的改变。能够测量所引起的电容变化进而检测到已发生的泄漏。

因此，也根据图3整体地构成一个电容器，其中与根据图2的实施例不同的是，流体路径形成电容器的组成部分。

所示出的所有变型形式都基于在泄漏情况下阻抗或电容发生变化的原理。因此，能够使用用于测量这些物理变量或者电容器的其它电特性或物理特性的所有已知的可能性，以便能够推断出泄漏。

为此例如也包括：将电容器集成到振荡电路中，和谐振频率的与泄漏相关联的偏移。

图4示出对应于图2的装置，其中在两个电容器极板40之间附加地连接测试电阻。该测试电阻模拟经由膜30发生的泄漏，并且以这种方式实现正确的检查监控机构对这种泄漏的响应。

监控机构例如能够通过测量装置形成，所述测量装置与电容器极板40电连接并且检测在所述电容器极板之间出现的交流或直流电压和/或电流。

图5示出根据图2的装置的电路图，其中变量R_F2是通过根据图2的已使用的透析液形成的欧姆电阻，并且变量R_F1是通过根据图1的新鲜溶液或流入的水形成的欧姆电阻。

变量R_mem表示通过膜形成的欧姆电阻，而变量C_mem是电容器的通过电容器极板40连同膜30形成的电容。

线路301和302的电容由C_K表示，测量装置或监控机构的欧姆电阻用R_m表示，并且以C_m表示所述测量装置或监控机构的电容。

如这从图5中所得知的那样，在输入侧施加交流电压。

泄漏或者测试电阻的接入引起所测量的电压的改变的幅度并且也引起在测量电阻上的更高的电压，所述电压能够通过借助于根据图5的低通滤波器形成平均值来确定。

在图5中用Vm表示这种平均的电压值。

图6以图a)中的示意图示出膜30，所述膜由两个电容器极板40夹芯式地围绕。在状态a)中不存在泄漏。

如果发生与电容器极板40和膜30相关的泄漏，如这从图6b)所得知的那样，那么增加的电流流过测量电阻R_m，由此所测量的电压增加。

图7示出在发生泄漏L时，根据图5的电路。

以这种方式可直接测量泄漏情况的发生，使得能够采取相应的对策。监控机构例如能够引起关闭一个或多个阀和/或停止一个或多个泵。

对根据图5的装置的测试例如能够通过如下方式进行：较高的正弦幅度引起在测量电阻器R_m处的较高的电压值。

通过如下方式确保根据本发明的监控的安全性：在电缆301或302脱开时或者在电压供给消失时测量相应较低的信号。

对至少一个物理变量或者电变量的监控实现：在膜处或者在电容器板处有泄漏的情况下直接检测测量变量的改变，例如电容器的阻抗或电容，其中所述监控优选连续地通过监控机构来执行。

本发明的一个优选的设计方案在于，在换热器或传热器的这两个腔之间存在电容器，所述电容器由至少两个极板和至少一个设置在所述极板之间的、呈膜形式的绝缘体构成。在这种情况下，电容器将换热器的两个流体路径或第一腔和第二腔相互分开。

Claims (15)

1.一种具有换热器的血液治疗仪，所述换热器具有第一腔和第二腔，其中在所述血液治疗仪运行时，所述第一腔由第一流体穿流而所述第二腔由第二流体穿流，并且其中所述换热器具有膜，所述膜将所述第一腔与所述第二腔分开，其特征在于，所述膜形成电容器的组成部分，所述电容器具有两个电容器极板，在所述电容器极板之间存在所述膜，并且设有与所述电容器连接的监控机构，所述监控机构构成为，使得所述监控机构出于检测从所述第一腔至所述第二腔的泄漏的目的而检测所述电容器的电特性或物理特性，以。

2.根据权利要求1所述的血液治疗仪，其特征在于，所述电容器极板和所述膜位于所述第一腔和所述第二腔之间。

3.根据权利要求1所述的血液治疗仪，其特征在于，所述膜位于所述第一腔和所述第二腔之间，并且所述第一腔和所述第二腔设置在所述电容器极板之间。

4.根据上述权利要求中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，所述监控机构包括直流电压源或交流电压源，所述直流电压源或交流电压源的极与所述电容器极板连接。

5.根据上述权利要求中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，所述电容器极板直接地并且在两侧贴靠于所述膜，使得获得夹芯式结构。

6.根据上述权利要求中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，所述电容器极板由金属构成，尤其由钢或钛构成，和/或所述膜构成为电绝缘体并且尤其由Kapton构成。

7.根据上述权利要求中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，所述监控机构构成为，使得所述监控机构执行所述电容器的阻抗测量或电容测量。

8.根据上述权利要求中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，所述电容器集成到振荡电路中，并且所述监控机构构成为，使得所述监控机构执行对所述电容器的谐振频率的测量。

9.根据上述权利要求中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，所述监控机构包括测量电阻，所述测量电阻上的电压被确定。

10.根据权利要求9所述的血液治疗仪，其特征在于，所述测量电阻与通过所述膜形成的电阻串联连接。

11.根据权利要求9或10所述的血液治疗仪，其特征在于，所述监控机构具有用于确定所述电压的平均值的低通滤波器。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，出于检查所述监控机构的目的设有测试电阻，所述测试电阻与通过所述膜形成的电阻并联连接。

13.根据上述权利要求中任一项所述的血液治疗仪，其特征在于，所述血液治疗仪是透析仪。

14.根据权利要求13所述的血液治疗仪，其特征在于，所述血液治疗仪与供水装置连接，并且所述换热器与所述供水装置连接，使得所述换热器的第一腔由来自所述供水装置的淡水，尤其RO水穿流。

15.根据权利要求13或14所述的血液治疗仪，其特征在于，所述换热器的所述第二腔设置为，使得所述第二腔由已使用过的透析溶液穿流。