CN109642816A - 用于检验血液治疗设备的称重系统的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检验血液治疗设备的，尤其透析设备的称重系统的装置，其中所述称重系统具有至少一个称重单元，其中所述装置包括至少一个柱塞、至少一个线圈以及至少一个电流源，所述线圈具有至少一个空腔，所述柱塞可运动地容纳在所述空腔中，所述电流源至少暂时地给所述线圈加载电流，其中所述线圈或所述柱塞设置在所述称重系统处，以便当所述线圈由电流穿流时，将限定的力施加到所述称重单元上。本发明还涉及一种具有所述装置的血液治疗设备以及一种用于检验血液治疗设备的称重系统的方法。

Description

用于检验血液治疗设备的称重系统的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于检验血液治疗设备的，尤其透析设备的称重系统的装置，其中所述称重系统具有至少一个称重单元。

背景技术

在不同的血液治疗方法中，例如在透析方法中存在如下必要性：进行溶液的根据重量的平衡，以便保证正确的治疗过程。为此使用的秤是血液治疗系统的安全相关的组成部分，使得所述秤的测量值在测试阶段的过程中必须经受可信度检验。

已知的是，在治疗之前初始地执行所述测试以及也在治疗过程的范围内执行一个或多个测试。然而，当为了测试必须中断治疗时，尤其在治疗较长的情况下，测试阶段限制治疗可用性。

从现有技术已知的是，执行初始测试，使得在去除配重的称重系统的情况下，即在不放置溶液袋的状态中，自动地放置呈已知的检验重量形式的测试重量。因此，从自称重单元发出的信号可进行可信度检验，因为检验重量是已知的。该测试在治疗期间的特定的时刻重复，这以如下为前提：受放置在称重托盘上的一个或多个溶液袋所决定的重量在时间上是恒定的，也就是说，流入和流出溶液袋的流量在执行测试期间停止。

所述方法途径的缺点在于：仅能够以恒定的重量变化来工作；由于放置检验重量，在秤上产生振动(脉冲)，也就是说，在执行测试时在系统中建立限定的条件，血液治疗系统的可用性在测试期间受限制并且由于放置检验重量而产生噪声。

从现有技术也已知一种连续的可信度检验，其中不需要中断治疗。所述检验借助设备的所安装的软管滚子泵实现。在此，关于重量变化设置(多个)泵的输送量，所述重量变化通过秤的称重单元求取。虽然借助所述方法途径在治疗进行期间能够进行连续的检验，然而也存在如下缺点：软管滚子泵的输送精度远小于秤或称重单元的测量分辨率，在多个秤互连时无法识别哪个秤是有错误的，例如因折弯的袋管路或袋的封闭引起的流量中断无法明确地与秤的错误区分开，所证实的错误始终基于如下假设：自从最后成功的秤测试起，称重系统保持无错误。因此，无法明确地在特定的时间点决定性地区分流量中断与秤错误。

由现有技术已知如下系统，所述系统致力于均衡力的称重系统。

GB 1324499公开了一种力测量装置，尤其秤，其中与力的大小相关离开零位置的偏转借助电的位置采样装置来控制被输送给抵抗偏转的电磁的补偿装置输送的电流。

从US 2016/0011038已知一种力测量装置，所述力测量装置具有固定的平行侧边以及接收所放置的称重物的配重的可运动的平行测边，所述平行测边与测量接收器连接。

EP 2607866公开一种根据电磁的力补偿原理的称重单元，所述称重单元具有：固定的基本部分，在基本部分上可运动地偏转的配重接收器，所述配重接收器用于接收待称重的配重的重力的；和固定在基本部分上的具有气隙的永磁体系统；以及在气隙中可运动的由补偿电流穿流的线圈。

从US 4,179,005已知一种具有电磁的配重补偿的秤，所述秤包括永磁体系统和至少一个设置在其气隙中的由电流穿流的线圈，其中在永磁体系统中，由磁体芯穿过的开槽的金属板与永磁体系统电绝缘地设置，所述金属板可通过永磁体系统中的开口与变压器的次级绕组连接。

EP 0364645涉及一种具有电磁校准的测力计。

从US 3,786,883已知一种秤，所述秤包括配重部分和参考部分，所述配重部分和参考部分彼此独立地以在竖直方向上可运动的方式悬挂在秤的固定部分上并且具有各一个设置在共同的磁场中的补偿线圈，其中探测器确定配重部分和参考部分离开零位置的与负重相关的偏转并且经由调节回路调节补偿线圈中的电流，通过所述补偿线圈的电磁的力作用使配重部分和参考部分分别各自返回到零位置中，其中设置有切换机构，所述切换机构根据配重部分的探测器信号将流过参考线圈的直流电流要么导向配重线圈要么导向无功用电器。

发明内容

本发明基于如下目的，提出一种方法和一种装置，借助所述方法和装置能够进行称重系统的可靠的可信度检验。

该目的通过具有权利要求1的特征的装置、通过具有权利要求7的特征的血液治疗设备并且通过具有权利要求8的特征的方法来实现。

根据本发明提出，所述装置包括至少一个柱塞、至少一个线圈、以及至少一个电流源，所述线圈具有至少一个空腔，所述柱塞可运动地容纳在所述空腔中，所述电流源至少暂时地给线圈加载电流，其中线圈或柱塞设置在称重系统处，以便当线圈由电流穿流时，将限定的力施加到称重单元上。

流动的电流建立磁场，所述磁场将限定的力施加到柱塞上。所述力能够借助称重单元探测。

因此，电流穿流的线圈与所施加的电流强度相关地将限定的力施加到柱塞上。由于线圈或柱塞设置在称重系统处，例如设置在称重单元、秤盘或称重单元与秤盘之间的连接部分处，所述力直接或间接传输到称重单元上。

因为电流强度以及电流强度与起作用的力之间的关系是已知的，所以能够确定：由称重单元发出的测量信号是否对应于或是否处于表示可信的区域中。如果这不是这种情况，那么能够明确地推断出称重单元的错误或称重系统的其他部分的错误，否则称重单元或称重系统能够评定为正常。

所述测试能够在任何时间执行，也就是说，不仅在治疗之前和之后也可以在其期间执行。特别有利的是，所述测试也能够在治疗期间执行，而为此不必须中断或以任何一种方式妨碍治疗。因此，在称重过程期间能够连续地检查称重系统或称重单元。

术语“称重系统”或“秤”包括对于确定重量所需要的整个系统，优选地一个或多个秤托盘、一个或多个称重单元以及机械连接部，所述秤托盘优选用于容纳一个或多个溶液袋，所述称重单元输出一个或多个信号，所述信号表征放置在秤托盘上的重量，所述机械连接部例如是至少一个将秤托盘与称重单元连接的杆。

如果由称重单元发出的信号不可信，其原因例如可能在于，称重单元故障，或例如也可能在于，秤托盘和称重单元之间的连接不正常，例如卡住。后提及的错误例如能够通过如下方式探测：柱塞或线圈设置在秤托盘处并且称重单元不发出如下信号，所述信号在施加到秤托盘上的力方面是可信的。

原则上可以考虑的是，穿流线圈的电流在时间上是恒定的。然而，优选地是在时间上可变的电流。

使用持续地根据已知的规则变化的测试信号或电流值，例如正弦信号或正弦形变化的电流信号，避免产生脉冲，所述脉冲将所不期望的振动施加到测量系统上。

在此，优选将信号的频率选择为，使得不出现谐振，例如0.2Hz。信号的幅度确定力变化的程度。

测试信号的，即由称重单元发出的信号的或基于此的信号的所期望的状态，能够在所限定的时间点通过所选择的电流变化曲线预先确定并且评估。

优选提出，电流源构成为，使得线圈连续地被加载电流。应将其理解为：如果血液治疗设备处于运行中，也就是说恰好进行血液治疗，例如透析治疗运行，那么线圈在任何情况下都被持续地或者暂时地加载电流。电流加载能够在整个治疗期间进行或阶段地进行或仅在治疗的一个或多个时间段中进行。因此，不强制性将术语“连续”理解为：在进行血液治疗期间电流源永久地给线圈加载电流，尽管这种实施方案也一起包括在本发明中，。

所述装置优选地具有至少一个评估单元，所述评估单元构成用于，与被加载给线圈的电流强度相关地设置由称重单元测量的信号。基于此于是能够确定：由称重单元测量的信号是否可信。

在本发明的另一设计方案中，所述装置包括至少一个评估单元，所述评估单元构成用于，从自称重单元测量的信号中减去有效信号并且与被加载给线圈的电流强度相关地设置这两个信号的差。

将“有效信号”理解为称重单元的如下信号：所述信号归因于放置在秤托盘上的物品的重量，尤其一个或多个溶液袋的重量。如果在秤托盘上未放置溶液袋等，那么有效信号是0，否则>0。

称重单元不仅测量放置在秤托盘上的重量，而且也测量通过柱塞或线圈施加的重量或力。因此，由称重单元发出的信号基于这两个重量。如果从称重单元所发出的信号中减去有效信号，那么剩余如下信号，所述信号归因于由线圈产生的力。该信号能够考虑用于检验可信度。

此外，本发明涉及一种血液治疗设备，尤其透析设备，例如腹膜透析设备、血液透析设备、血液过滤设备或血液透析过滤设备，所述血液治疗设备具有至少一个称重系统，所述称重系统优选确定用于确定溶液的重量，尤其透析溶液的重量，其中称重系统具有至少一个称重单元，所述称重单元发出至少一个信号，所述信号表征处于称重系统上的重量，其中血液治疗设备构成有根据权利要求1至7中任一项所述的至少一个装置。

血液治疗设备的称重系统优选用于确定重量或确定溶液袋的重量变化。所述溶液袋能够是：包含被输送给患者或者透析过滤器的新鲜的透析溶液的溶液袋；包含从患者或透析过滤器导出的已使用过的透析溶液的溶液袋；或者是包含另一溶液例如取代液体的溶液袋，所述取代溶液被输送给患者的血液作为对被抽出的液体体积的替代。也可以考虑其他溶液并且包括在本发明中。

此外，本发明涉及一种用于检验血液治疗设备的，尤其透析设备的称重系统的方法，其中所述称重系统具有至少一个称重单元，其中存在至少一个柱塞和至少一个线圈，所述线圈具有至少一个空腔，柱塞能够可运动地容纳在所述空腔中，其中线圈或柱塞设置在称重系统处，其中所述方法包括给线圈加载电流并且检测由称重单元发出的信号。

如在上文中所说明的那样，有利的是，给线圈加载在时间上可变的电流。然而，本发明也包括如下情况：电流强度从而由线圈产生的力在时间上是恒定的。

所述方法的一个优选的设计方案提出，被加载给线圈的电流强度的变化曲线在时间上是正弦形的。相应地也得出由线圈产生的力的正弦形的变化曲线。

优选的是，连续地给线圈加载电流。如在上文中所说明的那样，应将其理解为，电流加载至少暂时地在血液治疗期间进行。给线圈加载电流能够在整个治疗持续时间上或也能够仅在血液治疗的一个或多个区间上延伸。

原则上，替选地或补充地，所述方法也能够在治疗之前和/或之后执行。

优选地，与被加载给线圈的电流强度相关联地设置由称重单元测量的信号。

在这点上指出：在本发明的范畴内，术语“信号”包括信号本身并且也包括基于此的或与此相关的变量。因此，信号例如能够是电流值或电压值并且基于此的变量是力或质量。

同样地应指出的是，在本发明的范畴内，术语“电流强度”包括电流强度本身，然而也包括基于此的或与此相关的每个值，例如电压。

在本发明的另一优选的设计方案中，从自称重单元测量的信号中减去有效信号并且与被加载给线圈的电流强度相关联地设置这两个信号的差。

附图说明

根据在附图中描述的实施例详细阐述其他细节和优点。

附图示出：

图1示出第一实施方式中的称重系统与固定在称重单元处的柱塞的示意性视图；

图2示出第二实施方式中的称重系统与固定在称重单元处的线圈的示意性视图；

图3示出第三实施方式中的称重系统与弯曲的柱塞和弯曲的线圈的示意性视图；

图4示出第四实施方式中的称重系统与以可在称重单元处运动的方式支承的柱塞的示意性视图；

图5示出力和电流强度针对不同情况在时间上的变化曲线。

具体实施方式

图1以附图标记1示出例如腹膜透析设备的秤托盘。在透析治疗期间，在秤托盘1上存在一个或多个溶液袋。

秤托盘1与称重单元2连接，使得压在秤托盘1上的重量由称重单元2检测。称重单元2发出与该重量相关的信号。

秤托盘2根据本发明是如下任意单元，所述单元能够将作用于该单元的力转换成信号，尤其电信号。

在称重单元2下方处存在固定地设置在所述称重单元处的柱塞3，所述柱塞以可往复运动的方式容纳在电线圈4的内腔中。线圈4与未示出的电流源连接并且由所述电流源加载电流。

如果线圈4由电流穿流，那么由此形成的磁场将力(根据图1向下)施加到柱塞3上，这引起，相应的力被施加到称重单元2上。

所述力同样由称重单元2检测并且以信号形式发出。

线圈4固定式地设置，也就是说，相对于称重单元不运动。

图2示出相反的设置，其中线圈4设置在称重单元2处，而柱塞3固定式地设置，也就是说，相对于称重单元2不运动。

从图3可以看到如下设置，其中柱塞3和线圈4镰刀状地或弯曲地构成，以便补偿可能在称重过程中出现的弯曲。图4示出如下设置，其中柱塞3并非固定地而是借助支承部位5可运动地固定在称重单元处。

根据图3和图4的实施方案提供如下可行性：恒定地保持线圈的间隙尺度并且非常窄地规定公差。原则上，在图3和图4的实施方案中也能够将线圈设置在称重单元2处。

图5示出力针对以下场景在时间上的变化曲线。

以附图标记1表示的曲线示出：当秤托盘是空的，也就是说，仅通过线圈产生的力作用于称重单元时自称重单元测量的力。同样可行的是，曲线1示出如下在时间上的电流变化曲线，借助于所述电流变化曲线对线圈进行加载。在这种情况下，关于曲线1在纵坐标上绘制电流强度。

以附图标记2表示的曲线示出：当秤托盘1以一个或多个溶液袋填充时，自称重单元2测量的力，即有效配重和通过线圈产生的力。

如果从变化曲线2中减去正弦形的份额，那么获得曲线变化3，所述曲线变化因此示出“经过滤波”，即清除了自线圈产生的力的有效配重。

如果从变化曲线2中减去变化曲线3，那么获得经过滤波的信号4，即称重单元由于线圈而经受的力的变化曲线。

因此，所述经过滤波的信号4是如下在时间上的力，称重单元由于线圈被加载电流而经受所述力。

因此，所述信号4能够考虑用于可信度检验。

因为穿过线圈的电流强度与由线圈或柱塞施加到称重单元上力之间的关联是已知的，所以能够确定：根据曲线4的所测量的力是否对应于所期望的值或是否至少处于公差范围中。所述评估能够在幅度方面，即在力的大小方面，和/或在频率方面进行。

如果所测量的力变化曲线相应于所期望的力变化曲线，那么推断出完好的称重系统。

图5中的变化曲线被划分成三个部段A、B和C。在此，在部段A中尚未有测试信号，也就是说，还未给线圈加载电流，在部段B中，线圈已经被加载电流，然而有效配重，即处于秤中的袋的重量是恒定的或秤是空的。在部段C中，有效配重增大，也就是说处于秤托盘中的袋由溶液填充。

如从图5中所看到的那样，所描述的可信度检验也能够在治疗期间执行，这在所述实例中表现在如下方面：在部段C中给袋输送溶液。所述溶液例如能够是已使用过的透析溶液，所述透析溶液在腹膜治疗的过程内中从患者的腹腔抽出并且容纳在袋中。

在根据图5的实例中，通过填充袋实现重量增加。当袋被清空时，也就是说，当存在重量减少时，显然同样能够执行所描述的可信度检验。

Claims (15)

1.一种用于检验血液治疗设备的，尤其透析设备的称重系统的装置，其中所述称重系统具有至少一个称重单元，其特征在于，所述装置包括至少一个柱塞、至少一个线圈以及至少一个电流源，所述线圈具有至少一个空腔，所述柱塞能运动地容纳在所述空腔中，所述电流源至少暂时给所述线圈加载电流，其中所述线圈或所述柱塞设置在所述称重系统处，以便当所述线圈由电流穿流时，将限定的力施加到所述称重单元上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流源构成为，使得给所述线圈加载在时间上可变的电流，其中优选提出，电流强度的变化曲线是正弦形的。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述线圈和所述柱塞弯曲地构成，和/或所述柱塞或所述线圈以固定地或能运动地支承的方式设置在所述称重系统处。

4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述电流源构成为，使得连续地给所述线圈加载电流。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述电流源构成为，使得在所述血液治疗设备运行期间，即在血液治疗期间，给所述线圈加载电流。

6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个评估单元，所述评估单元构成用于：与加载给所述线圈的电流强度相关地设置由所述称重单元测量的信号。

7.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少一个评估单元，所述评估单元构成用于，从由所述称重单元测量的信号中减去有效信号并且与加载给所述线圈的电流强度相关地设置这两个信号的差。

8.一种血液治疗设备，尤其透析设备，其具有至少一个称重系统，所述称重系统优选确定用于确定至少一种溶液的，尤其透析溶液的重量，其中所述称重系统具有至少一个称重单元，所述称重单元发出表征处于所述称重系统上的重量的至少一个信号，其特征在于，所述血液治疗设备构成有根据权利要求1至7中任一项所述的至少一个装置。

9.一种用于检验血液治疗设备的，尤其透析设备的称重系统的方法，其中所述称重系统具有至少一个称重单元，其特征在于，设有至少一个柱塞以及至少一个线圈，所述线圈具有至少一个空腔，所述柱塞能运动地容纳在所述空腔中，其中所述线圈或所述柱塞设置在所述称重系统处，其中所述方法包括：给所述线圈加载电流并且检测由所述称重单元发出的信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，给所述线圈加载在时间上可变的电流。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，加载给所述线圈的电流强度的变化曲线在时间上是正弦形的。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，连续地给所述线圈加载电流。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，在所述血液治疗设备运行期间，即在血液治疗期间，给所述线圈加载电流。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，与加载给所述线圈的电流强度相关地设置由所述称重单元测量的信号。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，从自所述称重单元测量的信号中减去有效信号，并且与加载给所述线圈的电流强度相关地设置这两个信号的差。