DD266168A1

DD266168A1 - SCHLAUCHVISKOSIMETER

Info

Publication number: DD266168A1
Application number: DD30883987A
Authority: DD
Inventors: Paul Reitnauer
Original assignee: Ardenne Forschungsinst
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1989-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schlauchviskosimeter, vorzugsweise zur Messung der Viskositaet von Blut. Erfindungsgemaess ist ein Kapillarschlauch vorzugsweise kreisfoermig, waagerecht in ein Formelement eingelegt und an ein Reservoir angeschlossen. Im Bereich des Kapillarschlauches ist mindestens ein Fotosensor so angeordnet, dass zwei Messpunkte entstehen. Ueber ein Absperrventil ist an das Reservoir ein Druckgefaess angeschlossen. FigurThe invention relates to a tube viscometer, preferably for measuring the viscosity of blood. According to the invention, a capillary tube is preferably circular, inserted horizontally into a mold element and connected to a reservoir. In the area of the capillary tube, at least one photosensor is arranged so that two measuring points are formed. A pressure vessel is connected to the reservoir via a shut-off valve. figure

Description

Application of the invention The invention serves to measure the viscosity of Newtonian and Newtonian fluids, in particular blood. Characteristic of the known technical solutions

Die Viskosität des Blutes, als elnu Nlcht-Nowtonscho Flüssigkeit, wird von strömungsbedlngton Faktorei; (Schorgrad, Schubspnnnung) stark modelliert. Das ist dadurch bedingt, daß Infolge der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten in einem natürlichen oder künstlichen Rlutgefäß die korpuskularen Blutbostandteile Scherkräften ausgesetzt sind, die diese in strömungsgünstigere Formen zwingen, so daß sich die Viskosität veri lindert. Dabei wird die Viskosität im wesentlichen durch das Verhalton der Erythrozyten bestimmt. Man spricht aus dleeon Grinden von einer scheinbaren Viskosität des Blutes. Zur Mensung der Viskosität sind verschiedene Methoden bekannt und hauptsächlich Kapillar-, Fall- und Rotationsviskosimeter gebräuchlich. Für die Messung von Blut werden meistens rotationsviskosimeter eingesetzt, die aus oinom Platto-Kogol-Systom bestohen, welches einen einheitlichen Schergrad in der gesamten Meßprobo gewährleistet. Will man mit olnem derartigem Gerät das Verhalten der scheinbaren Viskosität boi verschiedenen Schergraden messen, muß die Rotatlonsgoschwindigkoit odor der Abstand zwischen Platte und Kegel verändern werden.The viscosity of the blood, as an ordinary Newtonian fluid, is governed by the flow-rate factor; (Schorgrad, Schubspnnnung) strongly modeled. This is due to the fact that due to the different flow velocities in a natural or artificial Rlutgefäß the corpuscular Blutbostandteile shear forces are exposed, forcing them into aerodynamic forms, so that the viscosity veri alleviates. The viscosity is essentially determined by the behavior of the erythrocytes. One speaks of dleeon Grinden of an apparent viscosity of the blood. To maning the viscosity of various methods are known and mainly capillary, fall and rotational viscometer in use. For the measurement of blood, rotary viscometers are usually used, which are made of oyom Platto-Kogol-Systom, which ensures a uniform degree of shear in the entire Meßprobo. If you want to measure with olnem such device the behavior of the apparent viscosity boi different shear rates, the Rotatlonsgoschwindigkoit odor the distance between the plate and cone must be changed.

Es Ist weiterhin ein Viskosimeter bekannt, bei welchem ein Kapillarschlauch so in eine vorgegebeho Nut oingolegt ist, daß ir in der Form eines offenen, senkrecht stehenden Rechteckes golagert ist. (F. Jung u. a, Das Kapillarschlauch-Plasmaviskosimotor, Biomed. Technik 28,11,1983, S.249-252). Nach Eingabe des Plasmabolus von 250mm Lh'ngo wandert diosor Bolus Infolge des hydrostatischen Druckec den senkrechten Schenkel hinab und danach durch den unteren waagerechten Schenkel mit dor Meßstrecke. Während der Messung mit ils Fotosensoren füllt derails dom oberen waagerechten Schonkel nachflioßondo Bolus den senkrechten Schenkel ständig gam aus. DIo gesamte Messung erfolgt daher bei einem konstanten Druck entsprechend der Höhe des senkrechten Schenkols.There is also known a viscometer in which a capillary tube is inserted into a predetermined groove such that it is gapped in the form of an open, vertical rectangle. (F. Jung et al., The Capillary Tubing Plasma Discosimotor, Biomed., 28, 11, 1983, pp. 249-252). After entering the Plasmabolus of 250mm Lh'ngo diosor Bolus moves down the vertical leg as a result of the hydrostatic pressure and then through the lower horizontal leg with the measuring section. During the measurement with the photosensors, the vertical thigh nachflioßondo bolus constantly fill in the vertical thigh gam. The entire measurement is therefore carried out at a constant pressure corresponding to the height of the vertical leg.

Nachteilig ist bei dieser Einrichtung, daS die Messung der Viskosität von Blut nicht möglich ist, da der troibondo Druck zu gering' ist, so daß das Blut nicht oder nur unphysiologlich langsam fließt und dadurch eine unnatürlich hohe Viskosität gemessen wird. Es besteht auch die Gefahr, daß auf Koston der Exaktheit der Messung Teile dos Bolus im Kapillarschlauch hängen bloiben. Es Ist ferner nachteilig, daß das Füllen des Kapillarschlauches mit einer Spritze erfolgt, so daß trotz nominell kleiner Probenmengen (Bolusvolumen ·« 130μιη) eine weit größere Menge Blut zum Entlüften der Doslerspritzo erforderlich ist. Vor allem aber ermöglicht das Gorät nur die Messung unter einer olnzigon, gerätotochnisch festgelegten Theologischen Bedingung, was es ebenfalls für die Anwendung bei Blut ungeeignet macht.A disadvantage of this device, that the measurement of the viscosity of blood is not possible because the troibondo pressure is too low ', so that the blood does not flow or only slowly unphysiologlich and thereby an unnatural high viscosity is measured. There is also the danger that the exactness of the measurement on Koston parts of the bolus hang in the capillary tube bloiben. It is also disadvantageous that the filling of the capillary tube is carried out with a syringe, so that despite nominally small amounts of sample (bolus volume .times.130 .mu.m) a far greater amount of blood is required to vent the dosler syringe. Above all, however, the goret only makes it possible to measure under an olnzigon, gerontothenically determined theological condition, which also makes it unsuitable for use in blood.

ZIe. the invention

Es Ist ein Viskosimeter, vorzugsweise zur Messung der Viskosität von Blut, zu schaffen, welches die Mängel der bokannten Einrichtungen weitergehend vermeidet. Die Einrichtung soll apparativ einfach sein.It is a viscometer, preferably for measuring the viscosity of blood to create, which further avoids the shortcomings of the bokannten institutions. The device should be simple in terms of apparatus.

Declaration of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Viskosimeter zur Messung von Blut zu schaffen, in welches die Blutprobe direkt eingegeben werden kann, ohne eine Spritze zu verwenden. Das reale Probonvolumen soll klein sein und das Blut nicht in Form olnes Rolus fließen. Es soll eine Veränderung des Druckes oder von Goräteparametern möglich sein, die scheinbare Viskosität bei verschieden großem Volumenstrom, d. h. verschieden großen im Blut wirksamen Scherkräften (Schubspannung) zu messen. Es sollen keine mechanisch wirksamen Präzisionselemente verwendet werden.The invention has for its object to provide a viscometer for measuring blood, in which the blood sample can be entered directly without using a syringe. The real sample volume should be small and the blood should not flow in the form of Olnes Rolus. It should be possible to change the pressure or Gorete parameters, the apparent viscosity at different flow rates, d. H. different in the blood effective shear forces (shear stress) to measure. It should not be used mechanically effective precision elements.

Erfindungsgemäß wird did Aufgabe .nit einom Kapillarschlauch, der z.T. eine Meßstrecke bildet, dadurch gelöst, daß der Kapillarschicht an ein kleines Proben-Roservoir angeschlossen ist und die Moßstrocke aus dem kreisförmig waagerecht angeordneten Kapillarschlauch gebildet ist, in dessen Bereich mindestens ein Fotosensor angeordnet ist. Der Kapillarschlauch ist in ein entsprechend ai.cgebil Mes Formelemont eingelegt. Bei der Vorwondung nur eines Fotosensors ist dieser so angeordnet, daß der Kapillarschlauch an ihm zwoimal vorbeigeführt ist. Die Fotosensoren sind in bekannter Weiso an einen Rechner angeschlossen, um aus den gewonnenen elektrischen Signalen die Meßergebnisse zu erhalten. Zur Erzougung des für den Durchfluß desBlutes erforderlichen Druckes ist an dem Reservoir ein Druckgefäß angeschlossen. Der Druck in diosem Gefäß wird auf beliebige Weiso erzeugt, z, B. mittels einer Pumpo, die über ein Rückschlagventil angeschlossen ist. Zwischen dem Druckgefäß und dem Reservoir befindet sich ein Absperrventil.According to the invention, did task is .nit einom capillary tube, the z.T. forms a test section, achieved in that the capillary is connected to a small sample Roservoir and Moßstrocke from the circular horizontally arranged capillary tube is formed in the area at least one photosensor is arranged. The capillary tube is inserted in a corresponding ai.cgebil Mes formula empt. When prewounding only a photo sensor, this is arranged so that the capillary hose is passed past him twice. The photosensors are connected in a known manner to a computer in order to obtain the measurement results from the electrical signals obtained. To increase the pressure required for the flow of blood, a pressure vessel is connected to the reservoir. The pressure in the diosem vessel is generated in any way, for example by means of a pump connected via a check valve. Between the pressure vessel and the reservoir is a shut-off valve.

In der Zeichnung ist ein Schlauchvlskoslmeter Im Prinzip dargestellt. (Der krol tförmlg gelegte Kaplllarchlauch Ist der Darstellung wegen um 90° geschwenkt gezeichnet).In the drawing, a Schlauchvlskoslmeter is shown in principle. (The krol tförmlg laid Kaplllarchlauch is drawn for the sake of illustration rotated by 90 °).

Ein Kapillarschlauch 1 von 0,4mm Innendurchmesser und 450mm Unge (Volumen ϋβμΙ) ist kreisförmig (Krolsdurchmesdor 95,6mm) horizontal in ein Formelement 2?¹ jelegt. Er kann nach jeder Messung vt>rworfon und durch einen neuen ersotzt werden. Der Kaplliarschlauch 1 ist an einem auswechselbaren Probe-Reservoir 3 angeschlossen, das mit 100μΙ Blut gefüllt wird. Auf das Reservoir 3 ist ein Stutzen 4 mit einem Absperrventil 5 aufsteckbar, der zugleich Austrittsstutzen des Druckgefäßes 6 ist. Diesus Druckgefäß 6 besitzt einen Inhalt von 21 und wird von einem Druckerzeuger 7 über ein Rückschlagvantil Sauf einen Druck von 500mm Wassersäule »5kPa gebracht. Der Druckerzeuger 7 kann aus oinor Kleinstmotorpumpe oder einem von Hand bedienbaren Gummiball bostohon. Der Druck wird an einem Manomotor 9 abgelesen und kann an einem Ventil 10 von Hand oder automatisch eingestellt bzw. reguliert wi'den.A capillary tube 1 of 0.4mm inner diameter and 450mm Unge (volume ϋβμΙ) is circular (Krolsdurchmesdor 95,6mm) horizontally in a mold element 2? ^{1 is} laying. It can be replaced after each measurement with a new one. The Kaplliarschlauch 1 is connected to a replaceable sample reservoir 3, which is filled with 100μΙ blood. On the reservoir 3, a nozzle 4 with a shut-off valve 5 can be plugged, which is at the same time outlet nozzle of the pressure vessel 6. Diesus pressure vessel 6 has a content of 21 and is brought by a pressure generator 7 via a Rückschlagvantil Sauf a pressure of 500mm water column »5kPa. The pressure generator 7 can be made of oinor micro motor pump or a hand-operated rubber ball bostohon. The pressure is read on a mano motor 9 and can be adjusted or regulated on a valve 10 by hand or automatically.

Bei don angegebenen Dimonslonon und einem Totvolumen über der Probe von 0,5 ml verringert sich — bei nicht automatischer Druckkonstanthaltung— der Druck boi 10 Mossungen nur um etwa 0,25%, kann also auch in diesem Fall für mindestens 10 Messungen als konstant eogesehon worden, Die Auslösung der Mossung beginnt durch öffnen des Absperrventils 5 von Hand über den kombiniert mechanisch-elektrischen Schaltor 11. Das jotzt in don Kapillarschlauch 1 eintrotondo Blut löst nacheinander durch die Fotosonsoren 12 elektrische Impulse aus. Dor Fotosensor 12' wird zweimnl vom Blut passiert. Es genügt auch ein einziger Fotosensor 12', an dem das Blut durch dio kreisförmige Bahn dos Kapillarschlauchos 1 zweimal vorüber strömt. Sobald das Blut den letzten Fotosonsor 12 erreicht hat, wird das Abspori ventil 5 automatisch geschlossen, so daß dio Moßprobe den Kaplliarschlauch nicht veiläßt und mit diesem vorworfon wordon kann. Außerdem wird dadurch ein unnötiger weiterer Druckabfall im Druckgefäß C vermiodon. Ein nicht dargestellter Rechner mißt die jeweiligen Durchlaufzeiton der Strecken zwischen den Fotosensoren 12 und errechnot die dazugehörigen Werte auf der Basis der für jede Teilstrecke geltenden Daten. Im Ergebnis werden bei einer Newtonschon Flüssigkeit alle Werte Identisch sein, was das Gerät durch die Anzeige eines Wortes oder von sochs gleichen Werten anzeigt. Bei Nicht-Nowtonschon Flüssigkeiten, insbesondere Blut, ermittelt der Rechner verschiedene, d.h. ansteigende Viskositätswerte.For donated dimonslonone and a dead volume over the sample of 0.5 ml, 10 mosses are reduced by only about 0.25% - with non-automatic pressure maintenance - and thus can be considered as constant for at least 10 measurements The triggering of the massage begins by opening the shut-off valve 5 by hand via the combined mechanical-electrical switch 11. The jotzt in don capillary 1 eintrotondo blood triggers successively through the photo-sponsors 12 electrical impulses. Dor photosensor 12 'is passed by the blood twice. It is also sufficient, a single photo sensor 12 ', where the blood flows through dio circular path dos Kapillarschlauchos 1 twice past. Once the blood has reached the last Fotosonsor 12, the Abspori valve 5 is automatically closed, so that the dio sample does not veilässt the Kaplliarschlauch and can with this vorworfon wordon. In addition, an unnecessary further pressure drop in the pressure vessel C vermiodon. An unillustrated computer measures the respective transit time of the links between the photosensors 12 and computes the associated values based on the data applicable to each leg. As a result, for a Newtonian liquid, all values will be identical, which indicates the device by displaying a word or so of the same values. For non-Nowtonian fluids, especially blood, the computer determines various, i. increasing viscosity values.

Claims

Schlauchviskoslmetor, consisting of a capillary tube, which is wholly or partially formed as a measuring section, characterized in that the capillary tube (1) with a reservoir (3) is connected and in a Formolement (2) circular or shaped differently held in a plane leading in that a photosensor (12) is arranged in the region of the Kapili irschlauchs (I) in a circular course n.indostens and in this case two measuring points are formed, but preferably a multiplicity of measuring points are set up, which cause a number of measuring paths and that via a shut-off valve (5) a pressure vessel (6) cn the reservoir (Z) is connected.

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