DE10032616A1 - Systemelemente zur Druckmessung in extrakorporalen Kreisläufen - Google Patents
Systemelemente zur Druckmessung in extrakorporalen KreisläufenInfo
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Abstract
Insbesondere zur Verringerung des Risikos von Hämolyse bei extrakorporalen Blutkreisläufen wird ein Systemelement zur lösbaren abgedichteten Verbindung eines Meßwertaufnehmers mit einem Fluidsystem, mit einer mit dem Fluidsystem durchströmbar verbindbaren Meßkammer (7), wobei die Meßkammer (7) in einem Gehäuse (10) gebildet ist und ein Teil der Wandung der Meßkammer (7) durch eine Membran (11) gebildet ist, die wesentlich nachgiebiger ist als der übrige Teil der Wandung (15) der Meßkammer (7), wobei die Membran (11) einen umlaufenden Wulst (20) aufweist, der sich auf der der Meßkammer (7) zugewandten Seite der Membran (11) befindet, wobei der Wulst (20) in eine in dem Gehäuse (10) gebildete Nut (19) eingreift, die um die Meßkammer (7) verläuft und die der Meßkammer (7) zugewandte Wandung (Innenwandung 16) der Nut (19) eine geringere Höhe aufweist als die von der Meßkammer (7) abgewandte Wandung (Außenwandung 17) der Nut (19), sowie ein Systemelement zur lösbaren abgedichteten Verbindung eines Meßwertaufnehmers mit einem Fluidsystem, enthaltend wenigstens einen Sensor zur Umwandlung von Drücken und Druckänderungen in elektrische Signale, wobei der Sensor in einem Gehäuse (26) angeordnet ist und zumindest ein Teil des Gehäuses (26) mit einem Druck übertragenden Fluid oder Gel gefüllt ist, und das Gehäuse (26) an einer Seite mit einer Transducermembran (23) abgeschlossen ist, wobei das Gehäuse (26) ferner im die Transducermembran (23) umgebenden Bereich (24) zur Anlage ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Systemelement zur lösbaren abgedichteten
Verbindung eines Meßwertaufnehmers mit einem Fluidsystem, mit
einer mit dem Fluidsystem durchströmbar verbindbaren Meßkammer, wobei
die Meßkammer in einem Gehäuse gebildet ist und ein Teil der Wandung der
Meßkammer durch eine Membran gebildet ist, die wesentlich nachgiebiger
ist, als der übrige Teil der Wandung der Meßkammer, sowie ein
Systemelement zur lösbaren abgedichteten Verbindung eines
Meßwertaufnehmers mit einem Fluidsystem, enthaltend wenigstens einen
Sensor zur Umwandlung von Drücken und Druckänderungen in elektrische
Signale, wobei der Sensor in einem Gehäuse angeordnet ist und zumindest
ein Teil des Gehäuses mit einem Druck übertragenden Fluid oder Gel
gefüllt ist, und das Gehäuse an einer Seite mit einer Transducermembran
abgeschlossen ist, wobei das Gehäuse ferner im die Transducermembran
umgebenden Bereich zur Anlage eines Systemelementes nach Anspruch 1
ausgebildet ist, wobei der umgebende Bereich die Transducermembran im
wesentlichen ringförmig umschließt, und ein Set aus solchen
Systemelementen.
Solche Verbindungselemente sind in der medizinischen Technik unter der
umgangssprachlichen Bezeichnung "Dom" oder "Druckdom" bekannt, was von
der kuppelförmigen Ausbildung der Meßkammer herrührt, bzw. unter der
Bezeichnung "Transducer", worunter ein Meßwandler in einem geeigneten
Gehäuse verstanden wird, der die üblicherweise über die Membran des
Druckdomes übertragenen Drücke und Druckänderungen in ein elektrisches
Signal umsetzt. Sie dienen dazu, die Messung von Drücken in
Flüssigkeiten bei der Untersuchung und Behandlung von Menschen und
Tieren vorzugsweise über elektronische Diagnose- und Überwachungsgeräte
zu ermöglichen.
Für die Drucküberwachung beim Spülen von Körperhöhlen ist beispielsweise
in DE 42 19 888 A1 ein Durchfluß-Druckwandler mit einem solchen
Verbindungselement beschrieben, der dem vorgesehenen Einsatzgebiet
entsprechend für einen großen Volumendurchsatz ausgebildet ist. Zugleich
soll der Durchfluß-Druckwandler als Überdruckventil ausgebildet sein,
durch das bei Überschreiten des durch die bauliche Auslegung des
Durchfluß-Druckwandlers vorbestimmten Differenzdrucks auf der Druckseite
einer Peristaltikpumpe zur Saugseite der Pumpe die Peristaltikpumpe
kurzgeschlossen wird.
Zur Überwachung der hämodynamischen Parameter eines Patienten,
insbesondere von Intensivpatienten, ist es heute üblich, neben der
Aufzeichnung eines EKG's auch die invasiven Drücke in das Patienten-
Monitoring, daß heißt, die Zustandsüberwachung der vitalen
Körperfunktionen des Patienten, aufzunehmen. Es werden je nach
Überwachungsgrad zwischen einem bis vier Drücken (arteriell, pulmonal
arteriell, LAP und venös) gemessen.
Hierzu wird ein Katheter mit einem eingebundenem Monitoring-Set benutzt.
Die Positionierung der Endöffnung des Katheters definiert den Meßpunkt
im Körper des Patienten. Als Monitoring-Set wird eine Zusammenstellung
derjenigen meist aus hygienischen Gründen zur Einmalverwendung
bestimmten Teile bezeichnet, die die Verbindungen zwischen dem Patienten
und dem sogenannten Monitor herstellen. Als Monitor bezeichnet man das
elektronische Überwachungs- und Aufzeichnungssystem, mit dem die
entsprechenden Meßdaten ausgewertet und angezeigt werden, und das im
Bedarfsfalle entsprechende Alarmsignale ausgibt, wenn Meßdaten
vorgegebene Sollbereiche verlassen.
Am Beispiel einer Einschwemmkatheteruntersuchung findet sich eine
allgemeine Beschreibung hierzu in Buchwalsky, Rainer:
Einschwemmkatheter: Technik, Auswertung u. prakt. Konsequenzen (Beiträge
zur Kardiologie, Bd. 29); Erlangen: perimed Fachbuch-Verlags
gesellschaft, 1985, Seiten 106-109.
Das am Katheter zu befestigende Monitoring-Set besteht dabei aus einem
unbelüfteten Infusionsgerät zur Zuführung von Infusionslösungen zu dem
Patienten, einem Spülsystem, welches eine kontinuierliche Spülrate von
üblicherweise 3 ml/h an der Katheterspitze zu Vermeidung von Okklusion .
durch Thromben gewährleistet, gegebenenfalls mit Schnellspülfunktion für
Sonderfälle und einem Druckdom. Der Druckdom überträgt über seine
flexible Membran das Drucksignal auf einen wiederverwendbaren Transducer
(Drucksensor). Ein solcher Druckdom wurde bisher mit einer Schraub- oder
Bajonettverbindung auf einem solchen Transducer befestigt (siehe dazu DE 42 19 888 A1,
Spalte 3, Zeilen 28 bis 30), oder mittels Schnapphaken
(vgl. WO 99/37983).
Beispiele solcher Druckdome finden sich auf einem Informationsblatt
"Disposable Transducer Domes" der Fa. SMP Specialty Medical Products,
Dallas, Texas, US, mit Bezug auf die Modelle 078 bis 082. Ein typischer
Transducer (Drucksensor) ist beispielsweise in einem Prospektblatt der
Fa. SensoNor a. s., Horten, N0, Edition 1/95, zu dem Produkt SensoNor 840
beschrieben.
Weitere Elemente eines Monitoring-Set's sind die Druckschläuche (farbig
gekennzeichnet) und eventuell ein Dreiwegehahn, um Medikamente zuführen
zu können, oder ein Blutentnahmesystem zur Entnahme von Blut für weitere
Untersuchungen.
Ein spezielles Problem besteht dabei darin, die mit dem Blutsystem in
Verbindung stehenden Teile des Monitoring-Sets zu entlüften. Die
Problematik des Entlüftens solcher Systeme ist den Anwendern allgemein
bekannt. Besonders leicht fangen sich Luftblasen beim Befüllen des
Systems (meist mit physiologischer Kochsalzlösung) im Dom, d. h. in
seiner kuppelartigen Meßkammer oberhalb der Membrane. Die dort
gefangenen Luftblasen sind wegen der den Gasen eigenen großen
Elastizität im Gegensatz zu den praktisch inkompressiblen Flüssigkeiten
eine Sperre bei der Übertragung von Druckfrequenzen von mehr als einigen
Hertz. Dadurch wird die Übertragung der Druckänderung auf die Membran
und damit den darunterliegenden Druckmeßaufnehmer und somit die
Darstellung der Druckkurven auf dem Monitor deutlich verfälscht.
Durch offenkundige Vorbenutzung der SMP Specialty Medical Products,
Dallas, Texas, US, ist unter der Typenbezeichnung 081 ein
Verbindungselement der eingangs erwähnten Art bekannt. Dieser "Dom" soll
zu dem Transducer Hewlett Packard 1290 Quartz passen und über eine
Bajonettverbindung an diesem befestigbar sein. Zur Verbindung von Ein-
und Austrittskanal mit den Schläuchen eines Monitoring-Sets dienen
verrriegelbare Luer-Lock-Verbindungen mit losem Gewindeteil bzw. mit
Außen-Vollgewinde, wie sie beispielsweise in DIN 13 090 Teil 2 angegeben
sind.
Das bekannte Verbindungselement ist aus einem glasklaren Kunststoff
hergestellt. Die Meßkammer dieses Verbindungselementes ist sehr groß und
hat insbesondere einen großen Durchmesser von ca. 23 mm. Dabei ist die
Decke der Meßkammer zugleich die Oberseite des Gehäuses. Diese Decke und
Oberseite des Gehäuses ist als Vergrößerungslinse plankonvex ausgebildet
Dadurch soll erreicht werden, daß auch kleine Luftblasen in der
Meßkammer möglichst von dem medizinischen Pflegepersonal sicher erkannt
werden.
Einmaltransducer, die den Druckmeßsensor in einem Durchflußgehäuse
enthalten, sind daher in der Durchflußkammer einfach röhrenförmig
gestaltet, um eben dieses Fangen von Luftblasen zu vermeiden. Sie haben
aber den Nachteil, daß die wertvolle Elektronik im Einmalartikel
integriert ist und daher bei jedem Wechseln des Monitoring-Set's
weggeworfen wird und mit zu entsorgen ist. Unter Beachtung der
Hygieneanforderungen muß ein solcher Austausch spätestens jeden zweiten
Tag erfolgen. Dies bringt nicht nur den Nachteil mit sich, daß die noch
funktionsfähige Elektronik mit jedem Wechsel ersetzt wird und
entsprechende Kosten mit sich bringt, sondern auch das Vorhandensein von
elektronischen Bauelementen eine zusätzliche besondere und damit
kostenintensive Behandlung als Elektronikschrott bei der Entsorgung
erfordert.
Aus diesem Grund sind zumindest in Europa wieder mehrfach verwendbare
Dom-Systeme auf dem Vormarsch. Die wertvolle Elektronik, insbesondere
der Drucksensor, befindet sich in einem speziellen Gehäuse. Ein solches
Teil wird üblicherweise als Transducer bezeichnet. Ein oder mehrere
Transducer werden in einer speziellen Halteplatte integriert. Die
Halteplatte wird mittels einer Klemm- oder Schraubvorrichtung z. B. an
einem Infusionsständer befestigt. Von den Transducern in der Halteplatte
werden die Druckmeßdaten über ein oder mehrere Kabel zum Monitor
übertragen.
Dieses Problem wird auch nicht gelöst durch ein Verbindungselement der
eingangs erwähnten Art, wie es in DE 35 25 536 A1 beschrieben ist. Dort
wird zur Vermeidung von Beschädigungen insbesondere der Membran des
Verbindungselementes eine Befestigung vorgeschlagen, bei der eine
gegenseitige Verdrehung von Verbindungselement und Transducer nicht
erforderlich ist. Dazu sollen an zwei Stellen des Umfangs des Gehäuses
des Verbindungselementes zusätzliche Befestigungselemente vorgesehen
werden, wie schwenkbar montierte Klammern oder nach Art von
Schließhaken.
Dort wird vorgeschlagen, diese Befestigungselemente oder Fortsätze zur
Handhabung der Befestigungselemente nach unten über die Membran
hinausragen zu lassen. Dadurch soll eine visuelle Kontrolle möglich
sein, daß eine Verriegelung der vorgesehenen Befestigungselement auch
durchgeführt wurde. Ferner soll dies die Handhabung beim Entfernen des
Verbindungselementes von dem Transducer vereinfachen. Eine Kombination
mit in Halteplatten befestigten Transducern ist dadurch jedoch praktisch
ausgeschlossen.
Weiterhin sollen gemäß der Lehre dieser Druckschrift die Gehäuse von
Druckdom und Transducer sich direkt berühren (siehe dort, Spalte 9/10),
wodurch zwar die Membranen von Druckdom und Transducer "satt
aufeinander" liegen sollen, eine Vorspannung der Membranen soll jedoch
nachteilig sein und vermieden werden (a. a. O., Spalte 4, Zeilen 21 ff.).
Die EP 0 701 830 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren
vorzugsweise zur Anwendung im Bereich der Druckmessung in blutführenden
Leitungen bei Dialyseeinrichtungen, bei der Hämofiltration und der
Hämodiafiltration. Dazu soll der Druck indirekt über eine Gassäule
(Luft) gemessen werden, die über eine in einem Gehäuse befindliche
elastische Membran mit der Flüssigkeitssäule in einer Leitung in
Verbindung steht. Der Druck der Gassäule wird über geeignete und übliche
Sensoren (Druckmeßdosen) erfaßt. Um den aufgrund der mechanisch
begrenzten Auslenkbarkeit der Membran und die Kompressibilität der
Gassäule bedingte Beschränkung des Meßbereiches zu erweitern, wird eine
Vorrichtung und ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem die Gasmenge in dem
gasführenden Teil der Meßeinrichtung in Abhängigkeit von dem zu
messenden Gasdruck erhöht oder erniedrigt wird und dadurch eine
Beweglichkeit der Membran und damit die Weitergabe von Druckänderungen
erhalten bleibt.
Die Veränderung der Gasmenge erfolgt über Pumpeinrichtungen in Form
einer über eine Steuerung betätigten peristaltischen Pumpe. Durch die
Kompressibilität des gemäß der EP-Anmeldung zwischenzuschaltenden
Gasvolumens wird eine Art akustischer Tiefpass gebildet, der schnelle
Druckänderungen oder höherfrequente Druckschwingungen dämpft bzw.
unterdrückt. Das System nach der Druckschrift ist praktisch nur für
Messung statischer Drücke geeignet oder zur Überwachung von
Mittelwerten, wobei die Bildung des Druckmittelwertes durch die
Dämpfungscharakteristik des Systems einstellbar ist, z. B. über das
zwischen Membran und Druckaufnehmer geschaltete Gasvolumen. Für
Anordnungen solcher Art ist durch Vorbenutzung eine obere Grenzfrequenz
von etwa 0,1 Hz für die Erfassung von Druckänderungen bekannt.
Die Schrift beschreibt ferner im Detail ein Verfahren mit Abwandlungen,
wie unter Verwendung einer elektronischen Steuerung durch sukzessive
Erhöhung und Erniedrigung der Gasmenge in dem gasgefüllten Teil des
Systems die gewünschte Einstellung der Lage der Membran und damit des
Meßbereiches erfolgen kann, ohne die Lage der Membran mechanisch zu
erfassen oder beobachten zu müssen.
In der Schrift ist offenbart eine Druckmeßeinrichtung mit einem für
Veränderungen eines Gasdruckes empfindlichen Druckaufnehmer (38), der
über eine luftgefüllte Leitung (37) mit einem Gehäuse (30) verbunden
ist. Letzteres ist durch eine biegsame Membran (33) unterteilt in zwei
Kammern (31, 32), wobei die erste Kammer (31) zumindest eine Öffnung zum
Zuführen von Flüssigkeiten aufweisen soll.
Die zweite Kammer (32) soll über einen Rohranschluß gasdicht mit der
Leitung (37) verbunden und damit an den Druckaufnehmer (38)
angeschlossen werden können.
In DE 29 30 869 C2 wird beschrieben eine Druckmeßkapsel für die
Befestigung an einem Meßwandler, die ein Gehäuse aufweist, in dem
innerhalb eines ringförmigen Wulstes ein Hohlraum gebildet ist, der
durch eine auf den ringförmigen Wulst geklebte Membran geschlossen ist.
Über zwei Anschlußröhren soll der Hohlraum mit einer Flüssigkeit oder
einem Gas gefüllt werden können.
Wesentlicher Gegenstand der Beschreibung ist die Ausbildung von
Fortsätzen eines zylindrischen Gehäusekörpers der Druckmeßkapsel zur
Bildung einer Renkverbindung mit entsprechend ausgebildeten Gegenstücken
an einem Meßwandler. Insbesondere wird hervorgehoben eine elastische
Ausbildung der Fortsätze zur Bildung definierter rastbarer Endstellungen
der Partner der Renkverbindung, wobei Druckaufnehmer und Druckmeßkapsel
zur Herstellung der mechanischen Verbindung gegeneinander verdreht
werden müssen. Durch die federelastische Ausbildung der
druckmeßkapselseitigen Teile der Renkverbindung sollen
Fertigungstoleranzen ausgleichbar und eine rastbare Endstellung von
Druckmeßkapsel zu Druckaufnehmer erreichbar sein.
Durch die Raststellung soll zugleich eine definierte Vorspannkraft auf
die Druckaufnehmer ausgeübt werden, wobei sich die Erfinder vorstellen,
daß diese so gleichbleibend reproduzierbar mit verschiedenen
Druckaufnehmern ausfallen soll, daß ein Nullpunktabgleich der
verwendeten Auswerteelektronik nicht mehr erforderlich sei.
Die zitierte Druckschrift beschreibt eine Renkverbindung als besonders
vorteilhaft, deren bekannte Nachteile insbesondere eine reibende
Relativbewegung zwischen den zu verbindenden Partnern der Renkverbindung
ist.
Das Europäische Patent EP 0 330 891 B1 beschreibt eine Anordnung zum
Übertragen des Druckes eines Fluides auf ein anderes Fluid. Dazu wird
ein längliches Gehäuse vorgeschlagen, dessen Innenraum in Form eines
Rotationsellipsoids durch eine flexible Membran in zwei Räume aufgeteilt
wird, wobei diese beiden Räume derart angeordnet sein können, daß sie
jeweils benachbarte Bereiche des Innenraums bilden, oder auch
konzentrisch. Einer der Räume soll mit jeweils einer Einlaß- und einer
Auslaßöffnung versehen sein, um mit einem ersten Fluid durchströmt zu
werden, wie beispielsweise Blut.
Der zweite Raum ist mit einer einzigen Öffnung versehen, über die ein in
dem zweiten Raum einbringbares Fluid mit z. B. einer externen
Druckmeßeinrichtung verbunden sein soll, um etwa den Druck des Blutes,
der durch den ersten Raum strömt, zu messen.
Als erfindungswesentlich wird beschrieben und beansprucht, die Membran
in einem ungespannten oder sogar gefalteten Zustand in das Gehäuse
einzubringen, wodurch sich die dortigen Erfinder eine Verbesserung der
Meßmöglichkeiten des Druckes und insbesondere der Messung auch negativer
Drücke erhoffen, ohne daß hierzu nähere Angaben gemacht werden.
In WO 97/39679 ist eine Kopplung einer Art Druckdom mit einem Transducer
beschrieben, wobei die Meßkammer des "Druckdomes" jedoch nicht durch
eine Membran gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist, sondern durch ein
isolierendes Gel. Bei der Montage von Druckdom und Transducer soll die
Fließfähigkeit des Gels das Herausdrücken von Luft zwischen Druckdom und
Transducer durch Entlüftungskanäle ermöglichen.
In US 4,562,845 ist eine Verschraubung beschrieben, die zu einer dichten
Koppelung eines Druckdomes mit einem Transducer führt. Da die dort
beschriebene Vorrichtung Teil des ebenfalls dort beschriebenen Systems
zur Überwachung von anderen Transducern auf Fehlfunktion sowie zur
Erfassung von Luftblasen in Blutdrucküberwachungssystemen sein soll,
weist der dort beschriebene Druckdom keine Membran zur sterilen
Abdichtung des Fluidsystems gegenüber der Umgebung und dem Transducer
auf.
Aus US 4,462,409 ist ein Druckdom bekannt, der allerdings nicht zum
Einschleifen in einen extrakorporalen Kreislauf oder zur Durchströmung
mit einer Infusionslösung vorgesehen ist, sondern als Abschluss einer
Stichleitung, die hydraulisch über ein Infusionssystem mit dem Kreislauf
eines Patienten zur Druckübertragung gekoppelt werden kann. Die
Meßkammer dieses Druckdoms ist über eine Membran von einem Transducer
getrennt. Der Transducer umfaßt ein zweiteiliges Gehäuse, wobei ein
erstes Gehäuseteil (dort 53) eine Verbindungsfläche zur Anlage der
Membran des Druckdomes aufweist. Auf dieser Verbindungsfläche des
Gehäuseteils ist eine Rippe (63a) vorgesehen, die einen festen Sitz
einer Wulst der Membran in einer Nut in dem Gehäuse und damit eine
sichere Abdichtung der Meßkammer sicherstellen soll.
Allerdings ist der Druckdom mit dem Gehäuseteil des Transducers durch
Schweißen fest verbunden (a. a. O., Spalte 4, Zeilen 60-67), so daß eine
Anordnung mit einem Einwegdom und einem wiederverwendbaren Transducer
nicht möglich ist.
Die US 4,9200,972 beschreibt ein System aus einem Einmaldom und einem
wiederverwendbaren Transducer, bei der die Meßkammer im Dom sowie der
Transducer jeweils über eine Membran abgeschlossen sind. Im übrigen
beschäftigt sich die Lehre dieser Druckschrift mit dem Ersatz von Öl zur
Druckübertragung innerhalb des Transducers durch ein Gel, daß erst nach
Einbringen in flüssiger Form in das Transducergehäuse durch Aufheizen
des Transducers auf 65°C für vier Stunden zu der gewünschten Gelform
aushärtet. Durch diese Anordnung soll die oberer Grenzfrequenz eines
Transducers vergrößert werden.
Aus US 5,551,300 ist ein Set aus einem Einweg-Druckdom und einem
wiederverwendbaren Transducer bekannt, bei dem sowohl die Meßkammer des
Druckdoms, als auch ein flüssigkeitsgefüllter Meßraum des Transducers
durch eine flache, auf die jeweiligen Gehäuse aufgeklebte Membran
abgeschlossen sind. Dabei ist bei dem Transducer ein Druckausgleich des
flüssigkeitsgefüllten Meßraumes des Transducers vorgesehen derart, daß
der Meßraum in Strömungsverbindung mit einem Ausgleichsgefäß steht, das
über eine elastische Membran gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.
Das Flüssigkeitssystem soll dabei mit einem leichten Überdruck befüllt
sein, um einen Kontakt der beiden druckübertragenden Membranen und damit
die Einsatzfähigkeit des Systems sicherzustellen. Um während der Messung
einen Druckausgleich im Flüssigkeitssystem des Transducers zu
verhindern, was Voraussetzung für eine Druckmessung ist, wird
vorgeschlagen, die Transducermembran etwas abstehen zu lassen und eine
Verbindung der flüssigkeitsgefüllten Meßkammer des Transducers mit dem
Druckausgleichsbehälter über ein Loch auf der Stirnseite des Transducers
vorzusehen, das ebenfalls von der Transducermembran überdeckt wird.
Durch Verbindung mit dem Druckdom wird die Membran an das Gehäuse des
Transducers mechanisch angelegt und dadurch die Ausgleichsöffnung
verschlossen, so daß lediglich die in der Meßkammer des Transducers
verbleibende Flüssigkeit eine Signalübertragung auf einen Piezosensor
dämpfen kann.
Aus WO 99/37983 ist schließlich ein Druckdom bekannt, der besonders
ausgebildet und geeignet ist zum Einsatz in extrakorporalen
Blutkreisläufen, z. B. bei der Blutwäsche, der ferner besonders gut
handhabbar ist durch eine lösbare Schnappverbindung zur Befestigung an
einem Transducer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement
der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, das hinsichtlich seiner auf
die Anwendung bezogenen Zuverlässigkeit einerseits und seiner Handhabung
andererseits verbesserte Eigenschaften aufweist, sowie eine sicherere
und kostengünstigere Behandlung von Patienten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Systemelement der
eingangs erwähnten Art, bei dem die Membran einen umlaufenden Wulst
aufweist, der sich auf der der Meßkammer zugewandten Seite der Membran
befindet, wobei der Wulst in eine in dem Gehäuse gebildete Nut
eingreift, die um die Meßkammer verläuft und die der Meßkammer
zugewandte Wandung (Innenwandung) der Nut eine geringere Höhe aufweist,
als die von der Meßkammer abgewandte Wandung (Außenwandung) der Nut.
Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein Systemelement
der eingangs erwähnten Art, bei dem der Meßbereich des Sensors
wenigstens Differenzdrücke gegenüber der Umgebung von -250 mm Hg bis
+1000 mm Hg umfaßt.
Die Aufgabe wird schließlich gelöst durch ein Set von erfindungsgemäßen
Systemelementen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird es erstmals möglich,
Unterdrücke in Blutkreisläufen in größerem Umfang zu messen, als diese
allein durch die Pumpleistung des Herzens entstehen können. Weiterhin
ist es erstmals möglich, Unterdrücke direkt in Blutkreisläufen zu
messen, die größer sind, als derjenige, bei dem rote Blutkörperchen in
menschlichem Blut bei längerer Einwirkung platzen (Hämolyse). Weiterhin
ist es erstmals möglich, so hohe Druckanstiegsgeschwindigkeiten zu
erfassen, daß eine hinreichend schnelle Regelung von in Reihe
geschalteten Peristaltikpumpen möglich ist, so daß die Dauer einer
Unterdruckwirkung auf rote Blutkörperchen unter einer kritischen Grenze
gehalten werden kann.
In der Medizintechnik werden in stark wachsendem Umfang zur
lebenserhaltenden Funktion in kritischen Bereichen, wie Operationen am
offenen Herzen, Multiorganversagen bei Infektionen oder Unfällen,
Entgiftung durch Hämofiltration, zur Behandlung bei chronischer
Niereninsuffizienz (Hämodialyse) sowie zur Gewinnung von Blutpräparaten
durch Zellseparation extrakorporale Kreisläufe eingesetzt. Diese
extrakoproralen Kreisläufe werden von üblicherweise bis zu 4 Pumpen,
meist Peristaltikpumpen betrieben, wobei die Pumpen oft paarweise in
Reihe geschaltet eingesetzt werden.
Die Pumpenköpfe von Maschinen von extrakorporalen Kreisläufen können die
Pumpenschlauchsegmente nicht gleichmäßig genug bedienen, so daß es zu
Über- und Unterdrücken im Schlauchsystem kommt, insbesondere wenn die
stromabwärts angeordnete Pumpe schneller anläuft als die vorgeschaltete
Pumpe. Dadurch entsteht unter Umständen nur für Sekundenbruchteile ein
Unterdruck im Leitungsbereich zwischen den Pumpen. Gegen Unterdrücke
sind die Blutbestandteile sehr empfindlich, die roten Blutkörperchen
können platzen, es kommt zur Hämolyse. Um kritische Druckbereiche zu
vermeiden, werden heute T-Stücke eingeschleift und über Stichleitungen
und hydrophobierte Filter mit angeschlossenen Luftleitungen
Drucktransducer auf PC-Boards eingesetzt. Diese Lösung ist aufgrund der
elastischen Puffervolumina so langsam, daß die kritischen Druckbereiche
zumindest kurzfristig nicht vermieden werden und so Unterdrücke bis
-300 mm Hg doch als Druckspitzen im Bereich von wenigen Sekunden
auftreten.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich Druckänderungen im
Unterdruckbereich bis -400 mm Hg bis zur Grenzfrequenz fG von ca. 60 Hz
erfassen. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, daß die Membran des
Druckdomes hinreichend luftfrei an die Transducermembran ankoppelbar ist
und durch die erfindungsgemäße Ausbildung ein Eindringen von
Umgebungsluft zwischen die gekoppelten Membranen hinreichend verhindert
wird, so daß die Druckübertragung auf den Transducer auch im
Unterdruckbereich hinreichend genau erfolgt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße
Systemelement dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenunterschied der
Außenwandung gegenüber der Innenwandung der Nut geringer ist als die
durchschnittliche Dicke der Membran im Bereich außerhalb des umlaufenden
Wulstes. Dadurch wird eine besonders gute Dichtwirkung mit dem
Transducergehäuse erreicht, insbesondere, wenn die Membran im Bereich
des Wulstes nach Einsetzen des Wulstes in die Nut wenigstens etwa 0,1 mm,
vorzugsweise zumindest etwa 0,3 mm über die Wandungen der Nut
herausragt.
Zweckmäßigerweise ist die Membran aus einem EPDM hergestellt. Es kann
aber auch besonders im Hinblick auf die Dichteigenschaften vorteilhaft
sein, wenn die Membran aus einem TPE hergestellt ist, insbesondere, wenn
die Membran aus einem TPE der Klasse SEBS hergestellt ist.
Für den erfindungsgemäßen Einsatz ist es besonders zweckmäßig, wenn die
Membran bei einem Anpressdruck von 60 N gegen eine feingedrehte
stählerne Oberfläche einen Unterdruck von 530 hPa gegen Luft dichtet.
Verfälschungen der Messung durch die Membransteifigkeit können
weitgehend vernachlässigt werden, wenn die Membran innerhalb des Wulstes
einen Durchmesser von wenigstens 12 mm aufweist.
Eine besonders gute Befestigung der Membran läßt sich erhalten, wenn der
Wulst eine Breite von ca. 2 mm in Längserstreckung der Membran aufweist.
Einen guten Kompromiß zwischen Übertragungseigenschaften und
Herstellungsaufwand sowie gute mechanische Haltbarkeit der Membran
erhält man, wenn die Membran innerhalb des Wulstes eine Dicke von etwa
0,4 mm bis etwa 0,5 mm aufweist.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung reicht der
Meßbereich des Sensors wenigstens bis zu Differenzdrücken gegenüber der
Umgebung von -350 mm Hg, bevorzugt umfaßt der Meßbereich des Sensors
wenigstens Differenzdrücke gegenüber der Umgebung von -400 mm Hg bis
+3000 mm Hg.
Die für die Messung negativer Drücke erforderliche Dichtheit läßt sich
erhalten, wenn der umgebende Bereich annähernd technisch eben und die
Oberfläche des umgebenden Bereiches im wesentlichen kratzerfrei
geschlichtet, vorzugsweise feingedreht, geschliffen oder poliert ist,
insbesondere, wenn die Oberfläche des umgebenden Bereiches eine
gemittelte Rauhtiefe RZ von nicht mehr als 20 µm (z. B. nach DIN 4768 T 1)
und/oder die Oberfläche des umgebenden Bereiches eine maximale Rauhtiefe
Rmax von nicht mehr als 30 µm, vorzugsweise nicht mehr als etwa 20 µm
aufweist.
Beim Zusammensetzen von Druckdom und Transducer läßt sich der Einschluß
auch kleinster Luftpolster weitgehend vermeiden, wenn die
Transducermembran gegenüber dem sie umgebenden Bereich geringfügig
vorgewölbt ist, insbesondere, wenn die Transducermembran gegenüber dem
sie umgebenden Bereich nicht mehr als 1 mm, vorzugsweise nicht mehr als
0,6 mm vorgewölbt ist.
Besonders gute Messeigenschaften lassen sich erhalten, wenn die
Transducermembran aus einem RTV-Silicon gebildet ist. Es kann zur
Verbesserung der Langzeitstabilität aber auch vorteilhaft sein, wenn die
Transducermembran aus einem Polyurethan, vorzugsweise einem TPE-
Polyurethan gebildet ist.
Die für die Messung negativer Drücke erforderliche Dichtheit läßt sich
besonders sicher erhalten, wenn der umgebende Bereich eine Breite von
wenigstens 2 mm aufweist.
In einer bevorzugten Ausführung ist das erfindungsgemäße Set dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Koppeleinrichtung zur mechanischen
Verbindung des Druckdomes und des Transducers vorgesehen ist und die
Membran des Druckdomes im Bereich des Wulstes gegen den die
Transducermembran umgebenden Bereich gedrückt wird, so daß eine
luftdichte Abdichtung zwischen der Membran des Druckdomes und dem
Transducer erfolgt, wenn Druckdom und Transducer gekoppelt sind,
insbesondere, wenn bei erfolgter Koppelung die Membran des Druckdomes im
Bereich der Wulst mit wenigstens 50 N, vorzugsweise um 90-110 N gegen
den die Transducermembran umgebenden Bereich gedrückt wird, und/oder
nach erfolgter Koppelung die Membran des Druckdomes im Bereich der Wulst
etwa um 0,1 mm bis etwa 0,3 mm zusammengedrückt ist.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1a-1e einen erfindungsgemäßen Druckdom in verschiedenen Ansichten;
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Transducer in Seitenansicht;
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Set aus einem Druckdom und einem
Transducer in teilweiser Schnittansicht; und
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung gemäß Fig. 3
als Schnittansicht.
Das in Fig. 1a bis 1e dargestellte Systemelement zur lösbaren
abgedichteten Verbindung eines Meßwertaufnehmers mit einem Fluidsystem
in Form eines Druckdomes 1 weist zwei Anschlüsse 2, 3 zur Verbindung mit
einem Infusionsgerät und mit einem Patienten, z. B. über einen
eingeklebten Dreiwegehahn auf, oder zum Einschleifen in einen
extrakorporalen Blutkreislauf, z. B. einem Dialyseapparat, einer Herz-
Lungenmaschine oder einem Zellseparator. Die Anschlüsse 2, 3 weisen
jeweils einen Kanal 4, 5 vorzugsweise mit einem Kegeldichtsitz, einer
Einklebnut oder einem anderen in der Medizintechnik üblichen dichten
Anschlußsystem 6 auf. Die Dimensionierung der Anschlüsse 2, 3 kann z. B.
DIN 13090 entsprechen.
Mit dem Eintrittskanal 4 und dem Austrittskanal 5 ist eine Meßkammer 7
über eine Eintrittsöffnung 8 und eine Austrittsöffnung 9 verbunden, so
daß sich ein Strömungsweg von dem Eintrittskanal 4 durch die Meßkammer 7
in den Austrittskanal 5 ergibt.
Die Meßkammer 7 ist in einem Gehäuse 10 gebildet, daß als einstückiges
Spritzgußteil vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff, z. B.
einem Polycarbonat, hergestellt ist. Ein Teil der Wandung der Meßkammer
7 ist durch eine elastische Membran 11 (in Fig. 1 weggelassen) gebildet,
z. B. aus einem EPDM, einem TPE, vorzugsweise aus einem TPE der Klasse
SEBS oder sonst einem anderen geeigneten, gegen Blut und/oder
Infusionslösung beständigen und physiologisch unbedenklichen Material.
Somit besteht das Verbindungsteil vorzugsweise lediglich aus der Membran
11 und einem einstückigen Kunststoffspritzgußteil.
Der Werkstoff der Membran sowie dessen Verarbeitung, z. B. Spritzgießen,
bei der Herstellung sollte eine Membran ergeben, die bei einem
Anpressdruck von 60 N gegen eine feingedrehte stählerne Oberfläche einen
Unterdruck von 530 hPa gegen Luft dichtet.
In Höhe der Membran 11 ist ferner eine Einrichtung zur mechanischen
Kopplung des Verbindungselementes mit dem Meßwertaufnehmer (Transducer
12) vorgesehen, die Teil einer lösbaren Einspreizverbindung ist, die
gebildet wird durch krallenförmige Halteelemente in Form von Haken 13
zum Eingriff in eine entsprechende Nut oder Hinterschneidung 14 des
Meßwertaufnehmers 12 bzw. einer zugehörigen Befestigungseinrichtung.
Die Haken 12 sind durch federelastische Fortsätze des Gehäuses 10
gebildet und vorzugsweise sechs Stück gleichmäßig über den Umfang des
Druckdomes 1 verteilt. Dabei ist die federelastische Verbindung von
Haken 12 mit dem Gehäuse 10 so ausgebildet, daß eine Vorspannkraft von
wenigstens etwa 60 N gehalten werden kann.
Wie in Fig. 3 gut zu erkennen ist, kann der Druckdom 1 durch einfaches
Aufdrücken auf den Transducer 12 in einer Richtung annähernd senkrecht
zu einer Ebene, die durch die Membran 11 aufgespannt wird, auf den
Meßwertaufnehmer 12 aufgesetzt werden.
Die Meßkammer 7 ist radial außen durch einen Rand 15 bildenden Teil
ihrer Wandung begrenzt, wobei Eintrittsöffnung 8 und Austrittsöffnung 9
an diesen Rand 15 anstoßen. Dazwischen und der Membran 11
gegenüberliegend ist eine Decke (nicht dargestellt) der Meßkammer 7
durch einen Teil der Wandung gebildet.
Der Rand 15 wird nahe der Membran 11 durch eine Innenwand 16 gebildet,
die zusammen mit einer etwa 0,5 mm höheren von der Meßkammer abgewandten
Wandung (Außenwandung 17) und einem Boden 18 eine Nut 19 bildet, die um
die Meßkammer 7 herum verläuft.
Zur Befestigung der Membran 11 wird ein am Rand der Membran 11
umlaufende Wulst 20, der sich auf der der Meßkammer 7 zugewandten Seite
der Membran 11 befindet, in die Nut 19 gedrückt. Der Wulst 20 der
Membran 11 kann eine Breite von ca. 2 mm gemessen in Längserstreckung
der Membran 11 aufweisen. Zweckmäßig weist der ebene Bereich der Membran
11 innerhalb des Wulstrandes 20 einen Durchmesser von wenigstens 12 mm
auf, bei einer geeigneten Dicke in diesem Bereich von etwa 0,4 mm bis
etwa 0,5 mm.
Die Dimensionierung der Innenwand 16 bezogen auf die Tiefe der Nut 19
wird dabei so vorgenommen, daß sich nach Eindrücken des Wulstes 20 in
die Nut 19 der flache Bereich 21 der Membran durch einen minimalen Spalt
von der Innenwand 16 abhebt. Bei der Koppelung des Druckdomes 1 mit dem
Transducer 12 schließt sich der Spalt ohne die Membran 11 nennenswert zu
deformieren, wodurch ein Aufwölben der Membran 11 vermieden wird.
Der Höhenunterschied der Außenwand 17 gegenüber der Innenwand 16 ist
geringer als die durchschnittliche Dicke des flachen Bereiches 21 der
Membran. Die Höhe der Außenwandung 17 wird dabei zweckmäßig so
festgelegt, daß die Membran 11 im Bereich des Wulstes 20 nach Einsetzen
des Wulstes 20 in die Nut 19 wenigstens etwa 0,1 mm, vorzugsweise
zumindest etwa 0,3 mm über die Außenwandung 17 der Nut 19 herausragt.
Bei dem Aufsetzen des Druckdomes 1 auf den Transducer 12 wird die
Membran 11 im Bereich des Wulstes 20 leicht gequetscht, wodurch sich im
Bereich des Spaltes 22, der zwischen der Außenwandung 17 und dem
entsprechenden Widerlager an dem Transducer 12, dem die
Transducermembran 23 umgebenden Bereich 24, entsteht, eine Art
Dichtlippe 25 gegen von außen eindringende Luft bildet (Fig. 4).
Für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verbindungselementes in
blutführenden Systemen, z. B. bei der Dialyse, ist der Eintrittskanal
und/oder der Austrittskanal 5 zu einer zur Membran 11 parallelen Ebene
geneigt angeordnet. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Neigung des
Eintrittskanals 3 und/oder des Austrittskanals 5 zu einer zur Membran 11
parallelen Ebene etwa 15° bis 45°, vorzugsweise 15° bis 30°, besonders
bevorzugt etwa 20° beträgt. Dadurch können die Kräfte auf in der
Flüssigkeit vorhandenen Zellen beim Durchströmen des
Verbindungselementes minimiert werden. So läßt sich das Risiko einer
Hämolyse, das heißt, ein Platzen der roten Blutkörperchen, allein durch
die Strömung in dem Druckdom weitestgehend vermeiden.
Das in Fig. 2 dargestellte Systemelement zur lösbaren abgedichteten
Verbindung eines Meßwertaufnehmers mit einem Fluidsystem in Form eines
Transducers 12 enthält wenigstens einen nicht dargestellten Sensor zur
Umwandlung von Drücken und Druckänderungen in elektrische Signale, wobei
der Sensor in einem Gehäuse 26 angeordnet ist und zumindest ein Teil des
Gehäuses 26 mit einem Druck übertragenden Fluid oder Gel gefüllt ist,
und das Gehäuse 26 an einer Seite mit einer Transducermembran 23
abgeschlossen ist, wobei das Gehäuse 26 ferner im die Transducermembran
23 umgebenden Bereich 24 zur Anlage eines weiter oben beschriebenen
Druckdomes 1 ausgebildet ist, wobei der umgebende Bereich 24 die
Transducermembran 23 im wesentlichen ringförmig umschließt, und der
Meßbereich des Sensors wenigstens Differenzdrücke gegenüber der Umgebung
von -250 mm Hg bis +1000 mm Hg umfaßt, möglichst bis zu Differenzdrücken
gegenüber der Umgebung von -350 mm Hg. Bevorzugt umfaßt der Meßbereich
des Sensors wenigstens Differenzdrücke gegenüber der Umgebung von -400 mm
Hg bis +3000 mm Hg.
Der umgebende Bereich 24 ist annähernd technisch eben und die Oberfläche
des umgebenden Bereiches 24 ist im wesentlichen kratzerfrei
geschlichtet, vorzugsweise feingedreht, geschliffen oder poliert. Die
Oberfläche des umgebenden Bereiches 24 sollte eine gemittelte Rauhtiefe
RZ von nicht mehr als 20 µm (z. B. nach DIN 4768 T 1) und/oder eine
maximale Rauhtiefe Rmax von nicht mehr als 30 µm, vorzugsweise nicht mehr
als etwa 20 µm aufweisen.
Die für die Messung negativer Drücke erforderliche Dichtwirkung läßt
sich besonders sicher erhalten, wenn der umgebende Bereich 24 eine
Breite von wenigstens 2 mm aufweist.
Beim Zusammensetzen von Druckdom 1 und Transducer 12 (Fig. 3) läßt sich
der Einschluß auch kleinster Luftpolster weitgehend vermeiden, da die
Transducermembran 23 gegenüber dem sie umgebenden Bereich 24 geringfügig
vorgewölbt ist, z. B. nicht mehr als 1 mm, vorzugsweise nicht mehr als
0,6 mm.
Die Transducermembran 23 kann aus einem RTV-Silicon gebildet sein. Es
kann zur Verbesserung der Langzeitstabilität aber auch vorteilhaft sein,
wenn die Transducermembran 23 aus einem Polyurethan, vorzugsweise einem
TPE-Polyurethan gebildet ist.
Eine Koppeleinrichtung zur mechanischen Verbindung des Druckdomes 1 und
des Transducers 12 kann durch die Haken 13 und eine korrespondierende
Hinterschneidung 14 am Transducer 12 gebildet sein. Es kommen aber auch
andere bekannte Koppelmechanismen in Frage, wobei jedoch eine rotierende
Bewegung zwischen Membran 11 und Transducermembran 23 vermieden werden
sollte. Dazu können beispielsweise Haken und Hinterschneidung vertauscht
werden. Auch kann eine andere Schnappverbindung vorgesehen werden, z. B.
wie in WO 99/37983 vorgeschlagen. Weiterhin kommen Bajonettverbindungen
(Renkverbindungen) vorzugsweise mit einem Überwurfring in Frage, auch
entsprechend als Verschraubung, wenn ein übermäßiges Anziehen der
Verbindung durch geeignete Abstandhalter oder dergleichen verhindert
wird. Schließlich können noch schwenkbar montierte Klammern oder
Kniehebelverschlüsse nach Art von Schließhaken vorgesehen werden.
Bei erfolgter Koppelung (vgl. Fig. 4) wird die Membran 11 des Druckdomes
1 im Bereich des Wulstes 20 gegen den die Transducermembran 23
umgebenden Bereich 24 gedrückt, so daß eine luftdichte Abdichtung
zwischen der Membran 11 des Druckdomes 1 und dem Transducer 12 erfolgt,
wobei bei erfolgter Koppelung die Membran 11 des Druckdomes 1 im Bereich
der Wulst 20 mit wenigstens 50 N, vorzugsweise um 90-110 N gegen den die
Transducermembran 23 umgebenden Bereich 24 gedrückt wird, und/oder nach
erfolgter Koppelung die Membran 11 des Druckdomes 1 im Bereich der Wulst
20 etwa um 0,1 mm bis etwa 0,3 mm zusammengedrückt ist.
Claims (25)
1. Systemelement zur lösbaren abgedichteten Verbindung eines
Meßwertaufnehmers mit einem Fluidsystem, mit
einer mit dem Fluidsystem durchströmbar verbindbaren Meßkammer (7), wobei die Meßkammer (7) in einem Gehäuse (10) gebildet ist und ein Teil der Wandung der Meßkammer (7) durch eine Membran (11) gebildet ist, die wesentlich nachgiebiger ist, als der übrige Teil der Wandung (15) der Meßkammer (7),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) einen umlaufenden Wulst (20) aufweist, der sich auf der der Meßkammer (7) zugewandten Seite der Membran (11) befindet, wobei der Wulst (20) in eine in dem Gehäuse (10) gebildete Nut (19) eingreift, die um die Meßkammer (7) verläuft und die der Meßkammer (7) zugewandte Wandung (Innenwandung 16) der Nut (19) eine geringere Höhe aufweist, als die von der Meßkammer (7) abgewandte Wandung (Außenwandung 17) der Nut (19).
einer mit dem Fluidsystem durchströmbar verbindbaren Meßkammer (7), wobei die Meßkammer (7) in einem Gehäuse (10) gebildet ist und ein Teil der Wandung der Meßkammer (7) durch eine Membran (11) gebildet ist, die wesentlich nachgiebiger ist, als der übrige Teil der Wandung (15) der Meßkammer (7),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) einen umlaufenden Wulst (20) aufweist, der sich auf der der Meßkammer (7) zugewandten Seite der Membran (11) befindet, wobei der Wulst (20) in eine in dem Gehäuse (10) gebildete Nut (19) eingreift, die um die Meßkammer (7) verläuft und die der Meßkammer (7) zugewandte Wandung (Innenwandung 16) der Nut (19) eine geringere Höhe aufweist, als die von der Meßkammer (7) abgewandte Wandung (Außenwandung 17) der Nut (19).
2. Systemelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Höhenunterschied der Außenwandung (17) gegenüber der
Innenwandung (16) der Nut (19) geringer ist als die
durchschnittliche Dicke der Membran (11) im Bereich (21) außerhalb
des umlaufenden Wulstes (20).
3. Systemelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) im Bereich des Wulstes (20) nach Einsetzen des
Wulstes (20) in die Nut (19) wenigstens etwa 0,1 mm, vorzugsweise
zumindest etwa 0,3 mm über die Wandungen (16, 17) der Nut (19)
herausragt.
4. Systemelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, .
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) aus einem EPDM hergestellt ist.
5. Systemelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) aus einem TPE hergestellt ist.
6. Systemelement nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) aus einem TPE der Klasse SEBS hergestellt ist.
7. Systemelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) bei einem Anpressdruck von 60 N gegen eine
feingedrehte stählerne Oberfläche einen Unterdruck von 530 hPa
gegen Luft dichtet.
8. Systemelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) innerhalb des Wulstes (20) einen Durchmesser von
wenigstens 12 mm aufweist.
9. Systemelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wulst (20) eine Breite von ca. 2 mm in Längserstreckung der
Membran (11) aufweist.
10. Systemelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (11) innerhalb des Wulstes (20) eine Dicke von etwa
0,4 mm bis etwa 0,5 mm aufweist.
11. Systemelement zur lösbaren abgedichteten Verbindung eines
Meßwertaufnehmers (12) mit einem Fluidsystem, enthaltend
wenigstens einen Sensor zur Umwandlung von Drücken und
Druckänderungen in elektrische Signale, wobei der Sensor in einem
Gehäuse (26) angeordnet ist und zumindest ein Teil des Gehäuses
(26) mit einem Druck übertragenden Fluid oder Gel gefüllt ist, und
das Gehäuse (26) an einer Seite mit einer Transducermembran (23)
abgeschlossen ist, wobei das Gehäuse (26) ferner im die
Transducermembran (23) umgebenden Bereich (24) zur Anlage eines
Systemelementes nach einem der vorhergehenden Ansprüche
ausgebildet ist, wobei der umgebende Bereich (24) die
Transducermembran (23) im wesentlichen ringförmig umschließt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Meßbereich des Sensors wenigstens Differenzdrücke gegenüber
der Umgebung von -250 mm Hg bis +1000 mm Hg umfaßt.
12. Systemelement nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Meßbereich des Sensors wenigstens bis zu Differenzdrücken
gegenüber der Umgebung von -350 mm Hg reicht.
13. Systemelement nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Meßbereich des Sensors wenigstens Differenzdrücke gegenüber
der Umgebung von -400 mm Hg bis +3000 mm Hg umfaßt.
14. Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
der umgebende Bereich (24) annähernd technisch eben und die
Oberfläche des umgebenden Bereiches (24) im wesentlichen
kratzerfrei geschlichtet, vorzugsweise feingedreht, geschliffen
oder poliert ist.
15. Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche des umgebenden Bereiches (24) eine gemittelte
Rauhtiefe RZ von nicht mehr als 20 µm aufweist.
16. Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche des umgebenden Bereiches (24) eine maximale
Rauhtiefe Rmax von nicht mehr als 30 µm, vorzugsweise nicht mehr als
etwa 20 µm aufweist.
17. Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Transducermembran (23) gegenüber dem sie umgebenden Bereich
(24) geringfügig vorgewölbt ist.
18. Systemelement nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Transducermembran (23) gegenüber dem sie umgebenden Bereich
nicht mehr als 1 mm, vorzugsweise nicht mehr als 0,6 mm vorgewölbt
ist.
19. Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Transducermembran (23) aus einem RTV-Silicon gebildet ist.
20. Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Transducermembran (23) aus einem Polyurethan, vorzugsweise
einem TPE-Polyurethan gebildet ist.
21. Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
der umgebende Bereich (24) eine Breite von wenigstens 2 mm
aufweist.
22. Set aus einem Systemelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und
einem Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Systemelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Druckdom
(1) und das Systemelement nach einem der Ansprüche 11 bis 21 als
Transducer (12) ausgebildet ist.
23. Set nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine Koppeleinrichtung (13, 14) zur mechanischen
Verbindung des Druckdomes (1) und des Transducers (12) vorgesehen
ist und die Membran (11) des Druckdomes (1) im Bereich des Wulstes
(20) gegen den die Transducermembran (23) umgebenden Bereich (24)
gedrückt wird, so daß eine luftdichte Abdichtung zwischen der
Membran (11) des Druckdomes (1) und dem Transducer (12) erfolgt,
wenn Druckdom (1) und Transducer (12) gekoppelt sind.
24. Set nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei erfolgter Koppelung die Membran (11) des Druckdomes (1) im
Bereich der Wulst (20) mit wenigstens 50 N, vorzugsweise um 90-110 N
gegen den die Transducermembran (23) umgebenden Bereich (24)
gedrückt wird.
25. Set nach einem der Ansprüche 22 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
nach erfolgter Koppelung die Membran (11) des Druckdomes (1) im
Bereich der Wulst (20) etwa um 0,1 mm bis etwa 0,3 mm
zusammengedrückt ist.
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