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Die Erfindung betrifft eine medizinische Datenerfassungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Medizinische Datenerfassungseinrichtungen sind z. B. als sogenannte Patientenmonitore oder als Teile von Herzlungenmaschinen im Handel erhältlich. Ein System zum Überwachen eines Patienten ist z. B. in der
DE 197 36 480 A1 oder der
US 2002/0151771 A1 beschrieben.
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Viele bekannte medizinische Datenerfassungseinrichtungen haben den Nachteil, dass sie nicht sehr flexibel und universell einsetzbar sind. Bei einer Fehlfunktion oder einem Defekt in einem Erfassungskanal ist das komplette Gerät oder Modul auszutauschen oder zur Reparatur zu geben, was den Nachteil hat, dass in Krankenhäusern und anderen medizinischen Einrichtungen sicherheitshalber vollständige Ersatzgeräte bereitgehalten werden müssen. Auch die Flexibilität bekannter Geräte im Hinblick auf Änderungen der Konfiguration ist nicht optimal.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Datenerfassungseinrichtung anzugeben, die flexibel zur Erfassung unterschiedlicher Patientenparameter einsetzbar ist und bei der der aus Sicherheitsgründen zu betreibende Aufwand an Ersatzgeräten verringert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine medizinische Datenerfassungseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass bei einer Fehlfunktion oder einem Defekt an einem angeschlossenen Sensor oder an einem Erfassungskanal die medizinische Datenerfassungseinrichtung grundsätzlich weiter betrieben werden kann. Liegt der Defekt im Bereich des Sensors, muss nur ein Ersatzsensor bereitgehalten werden, der dann ersatzweise an den Erfassungskanal angesteckt wird. Liegt der Defekt an einem Erfassungskanal, stehen in der Datenerfassungseinrichtung noch einer oder mehrere weitere Erfassungskanäle mit gleichartigen Steckverbindern zur Verfügung. In diesem Fall ist der für die Erfassung der jeweiligen physikalischen Größe erforderliche Sensor nur an einen anderen Erfassungskanal zu stecken. Dieser passt sich dann infolge einer automatischen Erkennung des Sensortyps automatisch an den Sensortyp und die damit erfassten physikalischen Größen an. Durch eine automatische Anpassung der Visualisierung der Sensordaten je nach Sensortyp wird ein Benutzer von Anpassungsarbeiten entlastet. Die Anpassung erfolgt vielmehr automatisch. Sobald der Benutzer einen anderen Sensortyp an den Erfassungskanal gesteckt hat, erfolgt wiederum die korrekte visuelle Darstellung der Sensordaten zusammen mit der zugehörigen, korrekten physikalischen Einheit. Ein eventueller Fehler oder Defekt kann damit mit einem einfachen Handgriff behoben werden, indem nur der Sensor auf einen anderen Erfassungskanal gesteckt wird. Die erfindungsgemäße Datenerfassungseinrichtung zeichnet sich zudem durch eine verbesserte Flexibilität aus, so dass Konfigurationsänderungen schnell und einfach durchgeführt werden können.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass je nach Datenerfassungsbedarf in einem Fall z. B. mehrere Drucksensoren oder Temperatursensoren verwendet werden können und in einem anderen Fall keine oder weniger Drucksensoren oder Temperatursensoren und stattdessen z. B. ein Luftblasensensor oder ein Herzfrequenzsensor angeschlossen werden. Wie erkennbar ist, ist hierdurch die medizinische Datenerfassungseinrichtung besonders flexibel einsetzbar.
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Als medizinische Parameter eines Lebewesens können z. B. Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffsättigung erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich können einer oder mehrere physikalische Parameter erfasst werden. Als physikalische Parameter können sonstige Parameter des Lebewesens und/oder von dessen Umgebung erfasst werden, wie z. B. Raumtemperatur, Luftdruck.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen zumindest die Erfassungskanäle mit gleichartigen Steckverbindern einen identischen Hardwareaufbau auf. Die Erfassungskanäle weisen damit eine identische elektronische Schaltung auf. Vorteilhafterweise kann dieser Hardwareaufbau dabei zur Auswertung von Sensordaten aller anschließbaren Sensortypen der Datenerfassungseinrichtung ausgebildet sein, auch wenn dadurch unterschiedliche physikalische Größen erfasst werden. Damit wird zusätzlich sichergestellt, dass auch beim Übergang von einem Erfassungskanal auf einen anderen Erfassungskanal die Sensordaten in gleicher Weise ausgewertet und bereitgestellt werden, sodass sich auch bei einem Wechsel des Erfassungskanals für den Benutzer kein Unterschied ergibt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest die Erfassungskanäle mit gleichartigen Steckverbindern als einzelne in einem Gehäuserahmen der Datenerfassungseinrichtung einsteckbare Erfassungsmodule ausgebildet, die auswechselbar sind. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Defekt oder einer Fehlfunktion eines Erfassungskanals die Datenerfassungseinrichtung auf einfache und schnelle Weise wieder in einen vollständig betriebsbereiten Zustand versetzt werden kann, indem nur das entsprechende Erfassungsmodul gegen ein Ersatz-Erfassungsmodul ausgetauscht wird. Für den Anwender ergibt sich der Vorteil, dass aus Sicherheitsgründen nur eines oder wenige Ersatz-Erfassungsmodule bereitgehalten werden müssen, statt einer oder mehrerer kompletter medizinischer Datenerfassungseinrichtungen. Die Erfassungsmodule können z. B. von vorne in den Gehäuserahmen eingesteckt werden und bilden mit ihrer Frontseite dann eine modular aufgebaute Frontplatte der Datenerfassungseinrichtung.
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Gemäß der Erfindung ist die Datenerfassungseinrichtung bzw. dessen jeweiliger Erfassungskanal zur automatischen Erkennung des Sensortyps anhand wenigstens eines elektrisch erfassbaren Parameters des Sensors eingerichtet. Als Sensor in diesem Sinne wird die gesamte Sensoreinheit mit allen ihren Teilen verstanden, d. h. mit dem eigentlichen Sensorbauteil, das die physikalische Größe erfasst, dem Anschlussstecker des Sensors und/oder, sofern vorhanden, sein Anschlusskabel und ggf. weitere Bauteile. So kann die Erkennung des Sensortyps durch elektrische Kodierung des Anschlusssteckers oder, sofern vorhanden, des Anschlusskabels des Sensors, durch ein elektronisches Kodierbauteil des Sensors, z. B. ein RFID-Tag, oder erfindungsgemäß durch einen am Sensor angeordneten Barcode oder ein anderen optisch auswertbaren Code, durch eine Wiederstandsmatrix des Sensors oder andere elektrisch auswertbare Bauteile des Sensors erfolgen. Dies erlaubt eine zuverlässige automatische Erkennung des Sensortyps mit geringem technischem Aufwand. Statt der Verwendung von Widerständen können andere elektrisch auswertbare Bauteile verwendet werden, wie z. B. Kondensatoren, Spulen, Batterien oder Akkumulatoren. Das elektronische Kodierbauteil kann auch ein Mikroprozessor oder sonstiger Mikrochip des Sensors sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Datenerfassungseinrichtung die Anzeigeeinrichtung zur Visualisierung der erfassten Daten auf. In diesem Fall kann die Datenerfassungseinrichtung auch als kombinierte Datenerfassungs- und Visualisierungseinrichtung bezeichnet werden, z. B. in Form eines Patientenmonitors. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenerfassungseinrichtung einen Datenausgabeanschluss zur Ausgabe von zu visualisierenden Sensordaten an eine externe Anzeigeeinrichtung aufweisen. Der Datenausgabeanschluss kann z. B. als Bilddatenausgabeanschluss ausgebildet sein, über den ein Videosignal an einen externen Monitor übertragen wird, oder als Computerschnittstelle, z. B. als drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle, über die die zu visualisierenden Sensordaten, ggf. mit zusätzlichen Informationen über die zu den Sensordaten zugehörige physikalische Einheit, übertragen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Datenerfassungseinrichtung dazu eingerichtet, die zu visualisierenden Sensordaten zusammen mit einer Angabe hinsichtlich der physikalischen Einheit, mit der die Sensordaten zu visualisieren sind, oder daraus bestimmte Daten der Anzeigeeinrichtung und/oder dem Datenausgabeanschluss bereitzustellen. Dies hat den Vorteil, dass eine angeschlossene Anzeigeeinrichtung relativ einfach aufgebaut sein kann, da die erforderliche Vorauswertung bereits in der Datenerfassungseinrichtung erfolgt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest die Erfassungskanäle mit gleichartigen Steckverbindern über ein Bussystem mit einer Auswerteeinheit der Datenerfassungseinrichtung verbunden. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen Erfassungskanäle über die Auswerteeinrichtung gezielt angesprochen und abgefragt werden können, ohne dass ein hoher Verkabelungssaufwand erforderlich ist. Zudem lässt sich das Bussystem als Datenübertragungsmedium gut mit der modularen Struktur der Datenerfassungseinrichtung kombinieren, wenn die Erfassungskanäle als Erfassungsmodule ausgebildet sind. So können die Erfassungsmodule auf jeweilige Steckplätze des Gehäuserahmens der Datenerfassungseinrichtung gesteckt werden. Die Steckplätze sind dann jeweils mit dem Bussystem verbunden.
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Die Datenerfassungseinrichtung kann als separates Gerät, d. h. als sogenanntes Stand-alone-Gerät, ausgebildet sein, oder als Herzlungenmaschine oder als Patientenmonitor. Die Datenerfassungseinrichtung kann auch als Teil einer solchen Einrichtung ausgebildet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest die Erfassungskanäle mit gleichartigen Steckverbindern jeweils zur Auswertung der Sensordaten von zwei, drei, vier oder mehr unterschiedlichen Sensortypen eingerichtet. Die Erfassungskanäle können damit auch zur Auswertung der Sensordaten aller zum Anschluss vorgesehenen unterschiedlichen Sensortypen eingerichtet sein. Hierdurch werden die flexible Einsetzbarkeit der medizinischen Datenerfassungseinrichtung sowie der geringe Aufwand beim Vorhalten von Ersatzteilen weiter gefördert.
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An die Datenerfassungseinrichtung können z. B. Sensoren von mehreren oder allen der nachfolgenden Sensortypen anschließbar sein: Drucksensor, Temperatursensor, Luftblasensensor, Levelsensor, Herzfrequenzsensor, Sauerstoffsättigungssensor, CO2-Sensor, Sauerstoffsensor, Atemluftsensor, Sensor zur Messung von Blutgasen, Blutflusssensor, Sensor oder Kabel zur Messung von EKG-Signalen, Sensor oder Kabel zur Messung von EEG-Signalen, Sensor zur Messung der Narkosemittel-Konzentration. Dementsprechend sind die Datenerfassungseinrichtung und deren Erfassungskanäle zur Auswertung der Sensordaten solcher Sensortypen ganz oder zum Teil eingerichtet.
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Zu erwähnen ist außerdem eine Adaptereinrichtung zur Adaption des Anschlusssteckers eines an die medizinische Datenerfassungseinrichtung anzuschließenden Sensors auf einen Steckverbinder der medizinischen Datenerfassungseinrichtung, wobei die Adaptereinrichtung wenigstens einen zum Anschlussstecker des Sensors kompatiblen Steckverbinder aufweist, der mit dem Anschlussstecker des Sensors verbindbar ist, und wenigstens einen mit dem Steckverbinder eines Erfassungskanals der medizinischen Datenerfassungseinrichtung kompatiblen Steckanschluss aufweist, der mit dem Steckverbinder des Erfassungskanals verbindbar ist. Hierdurch können die oftmals normierten Sensorstecker auf einfache Weise auf die gleichartigen, vorbestimmten Steckverbinder der Erfassungskanäle der medizinischen Datenerfassungseinrichtung adaptiert werden. Im Bereich der Sensorstecker sind z. B. bei einigen Sensoren 6,3 mm Klinkenstecker normiert. Insbesondere ist keine Umrüstung der Sensorstecker erforderlich. Vielmehr kann die Adaptereinrichtung dazwischengeschaltet werden. Die Adaptereinrichtung kann z. B. als Adapterkabel, Adapterbox oder als kabelloser Adapter, z. B. mit einem eigenen Gehäuse, ausgebildet sein. Die Adaptereinrichtung kann auch als Mehrfach-Adaptereinrichtung ausgebildet sein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie mehrere unterschiedliche Steckverbinder für unterschiedliche Arten von Sensorsteckern aufweist. Auf diese Weise kann eine Art Universaladapter für den Anschluss verschiedener Sensorstecker-Normen an einen Steckverbinder der medizinischen Datenerfassungseinrichtung geschaffen werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine medizinische Datenerfassungseinrichtung in isometrischer Ansicht und
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2 ein Erfassungsmodul mit einem Sensor in Seitenansicht und
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3 die medizinische Datenerfassungseinrichtung gemäß 1 im geöffneten Zustand in einer Ansicht von oben.
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In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
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Die medizinische Datenerfassungseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf. In dem Gehäuse 2 sind z. B. sechs Erfassungskanäle 3 der Datenerfassungseinrichtung 1 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als einsteckbare Erfassungsmodule ausgebildet sind. Lediglich beispielhaft ist bei dem vierten Erfassungsmodul 3 von links dargestellt, dass dieses nicht vollständig eingesteckt ist und daher etwas von der Frontseite des Gehäuses 2 hervorsteht. Die Erfassungsmodule 3 können auf diese Weise leicht ausgewechselt werden. In dem Gehäuse 2 befindet sich als Teil der Datenerfassungseinrichtung ferner eine zentrale Auswerteeinheit 4 der Datenerfassungseinrichtung, die zur Ausführung zentraler Funktionen, wie z. B. der Erzeugung und Ausgabe von zu visualisierenden Bilddaten, dient. Die zentrale Auswerteeinheit 4 kann fest in dem Gehäuse 2 installiert sein oder ebenfalls als einsteckbares Modul ausgebildet sein. Im Falle der modularen Bauweise kann das Gehäuse 2 insbesondere als Gehäuserahmen ausgebildet sein.
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Die Erfassungsmodule 3 weisen jeweilige gleichartige Steckverbinder 5 auf, an die ein jeweiliger Sensor 8, 9, 10 über dessen Anschlussstecker 15 ansteckbar ist. Die Sensoren 8, 9, 10 sind über jeweilige Anschlusskabel 14 mit ihren jeweiligen Anschlusssteckern 15 verbunden. Mit den Sensoren 8, 9, 10 können medizinische Parameter eines Lebewesens 11, z. B. eines Menschen, erfasst werden. An die in 1 nicht belegten Steckverbinder 5 können weitere Sensoren angeschlossen werden. Da die Erfassungskanäle zur Erfassung von Sensordaten von Sensoren unterschiedlichen Sensortyps ausgebildet sind und die Steckverbinder 5 gleichartig sind, können die Sensoren 8, 9, 10 unterschiedlichen Sensortyps an beliebige Erfassungskanäle gesteckt werden. Die Zuordnung kann auch bei Bedarf getauscht werden.
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Die zentrale Auswerteeinheit 4 weist einen Datenausgabeanschluss 7 auf, an den über eine Leitung eine Visualisierungseinrichtung 12, z. B. ein Monitor, angeschlossen werden kann. Die Datenerfassungseinrichtung 1 gibt dann entsprechende zu visualisierende Daten an den Monitor 12, die auf diesem angezeigt werden. Über einen weiteren Anschluss 6 kann z. B. eine Tastatur 13 angeschlossen werden.
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Die 2 zeigt beispielhaft anhand eines in Seitenansicht ausschnittsweise dargestellten Erfassungsmoduls 3 den Anschluss des Anschlusssteckers 15 des Sensors 9 am Steckverbinder 5 des Erfassungsmoduls 3. Zur automatischen Erkennung des Sensortyps kann z. B. im Gehäuse des Anschlusssteckers 15 des Sensors 9 ein Kodierbauteil 16, z. B. ein Mikrochip, angeordnet sein, der vom Erfassungsmodul 3 oder der zentralen Auswerteeinheit 4 über den Steckverbinder 5 auslesbar ist. Durch Auslesen der charakteristischen Daten des Kodierbauteils 16 erkennt die Datenerfassungseinrichtung dann den Sensortyp des Sensors 9 und kann die erfassten Sensordaten des Sensors 9 einer korrekten physikalischen Einheit zuordnen bzw. eine entsprechende hierzu passende Auswertung der Sensordaten durchführen.
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Die 3 zeigt die Datenerfassungseinrichtung 1 in einer Ansicht von oben bei geöffnetem Gehäuse 2. Erkennbar ist, dass die steckbar ausgebildeten Erfassungsmodule 3 auf einen Träger aufgesteckt sind, der ein Bussystem 17 aufweist. Über das Bussystem 17 sind die Erfassungsmodule 3 mit der zentralen Auswerteeinheit 4 verbunden. Die zentrale Auswerteeinheit 4 kann damit wahlfrei jedes Erfassungsmodul 3 ansprechen, z. B. um Sensordaten oder Daten des Kodierbauteils auszulesen oder Einstellungen am Erfassungsmodul 3 vorzunehmen.
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Für die automatische Erkennung des Sensortyps sind die nachfolgend erläuterten weiteren Ausführungsformen ebenfalls vorteilhaft anwendbar.
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Vorschlag 1:
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Die Erkennung des angeschlossenen Sensors erfolgt im Erfassungskanal 3 oder der zentralen Auswerteeinheit 4 durch die Kodierung in dem Anschlussstecker 15. Z. B. werden Kontakte des Anschlusssteckers 15 wie folgt belegt:
- – Kontakt 1: GND und Kontakt 2: GND = Sensor arbeitet als Temperatursensor
- – Kontakt 1: GND und Kontakt 2: + Betriebsspannung = Sensor arbeitet als Drucksensor
- – Kontakt 1: + 5 V und Kontakt 2: GND = Sensor arbeitet als Levelsensor
- – Kontakt 1: + 5 V und Kontakt 2: + 5 V = Sensor arbeitet als Luftblasensensor
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Dieser Vorschlag kann mit mehreren Kontakten um mehrere Sensortypen erweitert werden, z. B. Sensor für Herzfrequenz, Sensor für Sauerstoffsättigung, Sensor für pHO2, etc. Insbesondere können auch mehr als die genannten zwei Kontakte für die Kodierung verwendet werden.
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Vorschlag 2:
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Die Erkennung des angeschlossenen Sensors erfolgt im Erfassungskanal 3 oder der zentralen Auswerteeinheit 4 mit Hilfe eines Chips. Diesen könnte man entweder im Anschlussstecker 15 selbst integrieren oder entfernt im entsprechenden Sensorbauteil. Es wären hier verschiedene Formen der Identifizierung möglich. Im einfachsten Fall gibt der Chip abhängig vom Sensor ein einfaches serielles Signal aus, das der Erfassungskanal 3 oder die zentrale Auswerteeinheit 4 erkennt und entsprechend verarbeitet. Mit der richtigen Auswahl des Chips können so eine Vielzahl unterschiedlichster Sensortypen verwendet werden, z. B. Sensor für Herzfrequenz, Sensor für Sauerstoffsättigung, Sensor für pHO2, etc. Auch RFID-Chips sind hierfür geeignet.
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Vorschlag 3:
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Die Erkennung des angeschlossenen Sensors erfolgt mit Hilfe eines Barcodelesers. Abhängig vom Sensor wird ein unterschiedlicher Barcode verwendet, der von einer Leseeinheit im Erfassungskanal 3 oder der zentralen Auswerteeinheit 4 ausgewertet wird. Auch hiermit können so eine Vielzahl unterschiedlichster Sensortypen verwendet werden, z. B. Sensor für Herzfrequenz, Sensor für Sauerstoffsättigung, Sensor für pHO2, etc.
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Vorschlag 4:
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Die Erkennung des angeschlossenen Sensors erfolgt im Erfassungskanal 3 oder der zentralen Auswerteeinheit 4 durch eine Widerstandsmatrix des Sensors. Z. B. werden im Anschlussstecker 15 drei Kontakte benutzt. Kontakt 1: GND, Kontakt 2: Signal, Kontakt 3: + Betriebsspannung. Zusätzlich werden im Anschlussstecker 15 zwei Widerstände in Reihe geschaltet. Z. B. ergibt die Summe aus Widerstand 1 und Widerstand 2 immer 10 kOhm. Werden z. B.
- – Widerstand 1 = 1 kOhm und Widerstand 2 = 9 kOhm ausgewählt, ergibt sich am Kontakt 2 (Signal) eine Spannung von 1/10 der Betriebsspannung. Dieses würde dann z. B. bedeuten, dass der Sensor als Temperatursensor arbeitet.
- – Widerstand 1 = 2 kOhm und Widerstand 2 = 2 kOhm ausgewählt, ergibt sich am Kontakt 2 (Signal) eine Spannung von 2/10 der Betriebsspannung. Dieses würde dann z. B. bedeuten, dass der Sensor als Drucksensor arbeitet.
- – Widerstand 1 = 3 kOhm und Widerstand 2 = 7 kOhm ausgewählt, ergibt sich am Kontakt 2 (Signal) eine Spannung von 3/10 der Betriebsspannung. Diese würde dann z. B. bedeuten, dass der Sensor als Levelsensor arbeitet.
- – Widerstand 1 = 4 kOhm und Widerstand 2 = 6 kOhm ausgewählt, ergibt sich am Kontakt 2 (Signal) eine Spannung von 4/10 der Betriebsspannung. Dieses würde dann z. B. bedeuten, dass der Sensor als Luftblasensensor arbeitet.
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Dieser Vorschlag kann mit mehreren Kontakten um mehrere Sensortypen erweitert werden, z. B. Sensor für Herzfrequenz, Sensor für Sauerstoffsättigung, Sensor für pHO2, etc.
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Vorschlag 5:
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Die Erkennung des Sensors erfolgt im Erfassungskanal 3 oder der zentralen Auswerteeinheit 4 ähnlich wie in Vorschlag 4, jedoch können auch an Stelle von Widerständen z. B. Kondensatoren, Spulen, ja sogar Batterien oder Akkumulatoren verwendet werden.
