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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zur dosierten Ausgabe einer Flüssigkeit, mit einem zwischen einer Förderpumpe und einer Ausgabeöffnung verlaufenden Dosierkanal und mit einer Luftblasen-Detektionseinrichtung zur Detektion von in der von der Förderpumpe durch den Dosierkanal hindurch geförderten Flüssigkeit enthaltenen Luftblasen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Dosiervorrichtung.
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Eine aus der
DE 33 34 804 A1 bekannte Dosiervorrichtung der vorgenannten Art wird in der Medizintechnik eingesetzt, um Flüssigkeiten in genau dosierten Mengen durch einen Dosierkanal hindurch zu fördern. Bei dem Förderprozess können in der Flüssigkeit enthaltene Luftblasen zu Ungenauigkeiten führen. Daher wird das Vorhandensein eventueller Luftblasen überwacht. Hierzu ist eine Detektionseinrichtung vorgesehen, die an einer Stelle im Dosierkanal mittels zweier sich gegenüberliegender Elektroden eine Widerstandsmessung vornimmt. Die Detektionseinrichtung prüft anhand der elektrischen Leitfähigkeit, der elektrischen Verschiebungsdichte, der Kapazität oder anderer elektrischer Kenngrößen, ob sich zwischen den Elektroden die Flüssigkeit oder aber eine Luftblase befindet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zutreffen, die auf einfache Weise eine zuverlässige Luftblasendetektion ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art Folgendes auf:
- (a) zwei in den Verlauf des Dosierkanals eingeschaltete, in fluidischer Parallelschaltung zwischen zwei in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit zueinander beabstandeten ersten und zweiten Verzweigungsstellen verlaufende Detektionskanäle, wobei die erste Verzweigungsstelle mit der Förderpumpe und die zweite Verzweigungsstelle mit der Ausgabeöffnung verbunden ist,
- (b) eine zur Erfassung einer zwischen den in den beiden Detektionskanälen herrschenden Drücken vorhandenen Druckdifferenz ausgebildete Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung, und
- (c) eine elektronische Auswerteeinrichtung zur Generierung eines elektrischen Informationssignals im Falle des Überschreitens eines vorgegebenen Druckdifferenz-Grenzwertes der durch die Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung erfassten Druckdifferenz.
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Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gelöst, bei dem mittels der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:
- (a) Erfassen einer zwischen den in den beiden Detektionskanälen herrschenden Drücken bestehenden Druckdifferenz mittels der Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung und
- (b) Generieren eines elektrischen Informationssignals mittels der elektronischen Auswerteeinrichtung, wenn die durch die Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung erfasste Druckdifferenz einen vorgegebenen Druckdifferenz-Grenzwert überschreitet.
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Es wurde erkannt, dass in zwei durch die gleiche Förderpumpe gespeisten Kanälen voneinander abweichende Drücke gemessen werden können, wenn sich in einem der beiden Kanäle eine Luftblase befindet. Eine Druckdifferenz zwischen den beiden Kanälen kann daher als Hinweis auf das Vorhandensein einer Luftblase in der Flüssigkeit gewertet werden. Die erfindungsgemäße Luftblasen-Detektionseinrichtung hat zwei im Verlauf des Detektionskanals liegende und fluidisch parallelgeschaltete Detektionskanäle, die an einer mit Bezug auf die Strömungsrichtung stromauf liegenden ersten Verzweigungsstelle und einer stromab liegenden zweiten Verzweigungsstelle miteinander verbunden sind, sodass die von der Förderpumpe durch den Dosierkanal hindurch geförderte Flüssigkeit zwischen den beiden Verzweigungsstellen in zwei Teilströme verzweigt ist. Eine von der Förderpumpe geförderte Luftblase wird sich an der ersten Verzweigungsstelle für einen der beiden Detektionskanäle entscheiden, sodass sich ein Strömungszustand einstellt, bei dem sich in einem der Detektionskanäle eine Luftblase befindet und in dem anderen nicht. Auf diese Weise können sich die Druckverhältnisse in den beiden Detektionskanälen voneinander unterscheiden, was durch die Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung detektierbar ist. Insbesondere bei einer pulsierenden Fluidströmung, wie sie beispielsweise beim Einsatz von Membranpumpen oder Kolbenpumpen auftritt, ändern sich aufgrund der Kompressibilität der Luftblase die zeitlichen Druckverhältnisse in den beiden Detektionskanälen, sodass verglichen mit einem luftblasenlosen Idealzustand eine gut erfassbare Druckdifferenz auftritt. Die elektronische Auswerteeinrichtung vergleicht die erfasste Druckdifferenz mit einem vorgegebenen Grenzwert und generiert bei dessen Überschreitung ein elektrisches Informationssignal, auf dessen Grundlage zweckmäßige Konsequenzen getroffen werden können, beispielsweise die Ausgabe einer Fehlermeldung und/oder ein Anhalten des Fördervorgangs. Selbst wenn in beiden Detektionskanälen Luftblasen enthalten sind, ist vor allem bei kleinen Volumina davon auszugehen, dass die Luftblasen niemals simultan an den Druckmessstellen der beiden Detektionskanäle eintreffen, sodass auch bei solchen Konstellationen eine zuverlässige Luftblasendetektion gewährleistet ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Der Druckdifferenz-Grenzwert beträgt vorzugsweise Null, sodass die Luftblasen-Detektionseinrichtung ein sehr feinfühliges Ansprechverhalten hat. Zweckmäßigerweise ist die Auslegung jedoch so getroffen, dass toleranzbedingte Abweichungen berücksichtigt sind und erfasste minimale Druckdifferenzen noch kein Informationssignal zur Folge haben. Auf diese Weise lassen sich Fehlfunktionen wirksam vermeiden.
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Die Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung hat zweckmäßigerweise zwei jeweils an einer Messstelle an einem der beiden Detektionskanäle angeschlossene und den im jeweils angeschlossenen Detektionskanal herrschenden Druck detektierende Drucksensoren und verfügt ferner über eine Druckdifferenz-Ermittlungseinrichtung, die in der Lage ist, eine zwischen den beiden gemessenen Drücken bestehende Druckdifferenz zu ermitteln und an die an sie angeschlossene elektronische Auswerteeinrichtung weiterzugeben. Die Auswerteeinrichtung hat zweckmäßigerweise eine Vergleichereinrichtung, in der die erfasste Druckdifferenz mit dem vorgegebenen Druckdifferenz-Grenzwert verglichen wird, sodass abhängig vom Vergleichsergebnis entweder ein elektrisches Informationssignal generiert oder kein elektrisches Informationssignal generiert wird.
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Bevorzugt ist die elektronische Auswerteeinrichtung für eine variable Vorgabe des Druckdifferenz-Grenzwertes ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich die Empfindlichkeit des Systems nach Bedarf einstellen. Beispielsweise verfügt die elektronische Auswerteeinrichtung über eine Parametrierschnittstelle zur variablen Eingabe des Druckdifferenz-Grenzwertes. Zum Beispiel ist die elektronische Auswerteeinrichtung über die Parametrierschnittstelle an eine elektronische Steuereinrichtung angeschlossen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Parametrierschnittstelle auch für eine manuelle Grenzwerteingabe ausgebildet sein, beispielsweise mittels mindestens einer Eingabetaste.
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Die elektronische Auswerteeinrichtung ist zweckmäßigerweise mit einem Grenzwertspeicher ausgestattet, in dem der Druckdifferenz-Grenzwert dauerhaft und bei Bedarf überschreibbar abgespeichert ist. Ein über die Parametrierschnittstelle eingegebener Druckdifferenz-Grenzwert wird zweckmäßigerweise in dem Grenzwertspeicher abgespeichert.
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Als günstig wird es angesehen, wenn die elektronische Auswerteeinrichtung eine Anzeigeeinrichtung zur optischen Anzeige einer auf dem elektrischen Informationssignal basierenden Information aufweist. Beispielsweise gibt die optische Anzeige bei Detektion einer Luftblase einen alphanumerischen Fehlerhinweis aus oder bringt eine Leuchtanzeige mit einer Warnfarbe zum Leuchten. Die optische Anzeige ist zweckmäßigerweise an einer gut sichtbaren Stelle installiert.
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Bevorzugt sind die beiden Detektionskanäle so ausgebildet, dass sie sich mit einem linearen Längsverlauf parallel nebeneinander erstrecken.
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Bezogen auf die Strömungsrichtung der Flüssigkeit sind die Messstellen der beiden Drucksensoren zweckmäßigerweise so platziert, dass sie auf gleicher Höhe liegen. Grundsätzlich können sie allerdings auch in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit versetzt zueinander platziert sein.
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Zweckmäßig ist es ferner, wenn die Dosiervorrichtung im Betrieb so ausgerichtet ist, dass sich die Detektionskanäle parallel zur Richtung der Erdanziehungskraft erstrecken. Bevorzugt sind die Detektionskanäle vertikal ausgerichtet. Auf diese Weise ist der Problematik eines eventuellen Hängenbleibens von Luftblasen entgegengewirkt. Bei vertikaler Ausrichtung der Detektionskanäle wird das zu dosierende Fluid zweckmäßigerweise unten eingespeist und oben ausgegeben. Die Strömungsrichtung in den Dosierkanälen verläuft dann insbesondere vertikal nach oben.
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Bei der Förderpumpe handelt es sich zweckmäßigerweise um eine pulsierend fördernde Förderpumpe. Diese Art von Pumpe bewirkt, dass während des Fördervorganges innerhalb des Dosierkanals und somit auch innerhalb der beiden Detektionskanäle periodische Druckschwankungen auftreten. Diese Druckschwankungen sind innerhalb der beiden Detektionskanäle in Abwesenheit von Luftblasen identisch, sodass keine Druckdifferenz auftritt beziehungsweise gemessen wird. Sobald jedoch in einem der Detektionskanäle eine Luftblase auftritt oder ein größeres Luftblasenvolumen vorhanden ist als im anderen Detektionskanal, werden aufgrund der Kompressibilität der Luft unterschiedliche Drücke gemessen, woraus dann die Generierung des elektrischen Informationssignals resultiert.
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Als Förderpumpe wird zweckmäßigerweise eine Membranpumpe verwendet, die eine zuverlässige Abtrennung des Detektionskanals von der Umgebungsluft gewährleistet. Grundsätzlich wäre aber beispielsweise auch der Einsatz einer Kolbenpumpe denkbar, die zwar eine gewisse Leckageproblematik mit sich bringt, was aber aufgrund der erfindungsgemäßen Luftblasen-Detektionseinrichtung aufgrund der Erkennbarkeit von Lufteintritten tolerierbar wäre.
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Die Luftblasen-Detektionseinrichtung hat zweckmäßigerweise einen Detektionskanalkörper, in dem zumindest die beiden Detektionskanäle sowie die beiden Verzweigungsstellen ausgebildet sind. Die bevorzugt vorhandenen Drucksensoren sind zweckmäßigerweise getrennt voneinander an dem Detektionskanalkörper angeordnet. Möglich ist allerdings auch eine Realisierung der beiden Drucksensoren in einer Sensoreinheit, die an dem Detektionskanalkörper angebracht ist.
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Wenngleich es vorteilhaft erscheint, dass die Drucksensoren einerseits und die Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung andererseits räumlich voneinander getrennt sind, besteht durchaus die Möglichkeit, diese Komponenten in einer Baueinheit zusammenzufassen und beispielsweise direkt an einen Detektionskanalkörper anzubauen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit einem im Längsschnitt gezeigten Detektionskanalkörper, und
- 2 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II aus 1 durch den Detektionskanalkörper.
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Die in der Zeichnung insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Dosiervorrichtung dient zur dosierten Ausgabe einer Flüssigkeit 2 an einer Ausgabeöffnung 3 in ein nicht weiter abgebildetes Aufnahmebehältnis. Die Flüssigkeit 2 entstammt einer Flüssigkeitsquelle 4, bei der es sich beispielsweise um ein mit der Flüssigkeit 2 befülltes Behältnis oder einen sonstigen Flüssigkeitsspeicher handelt.
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Die Dosiervorrichtung 1 hat einen Dosierkanal 5, der zwischen der Ausgabeöffnung 3 und einer an die Flüssigkeitsquelle 4 angeschlossenen Förderpumpe 6 verläuft.
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Die Förderpumpe 6 kann die Flüssigkeit 2 in einer durch Pfeile angedeuteten Strömungsrichtung 7 zu der Ausgabeöffnung 3 fördern.
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Die Förderpumpe 6 ist von einer elektrisch betätigbaren Art. Sie ist zweckmäßigerweise an eine elektronische Steuereinrichtung 8 angeschlossen, die bevorzugt ein Bestandteil der Dosiervorrichtung 1 ist und durch die die Förderpumpe 6 derart betriebsmäßig angesteuert werden kann, dass eine gewünschte Flüssigkeitsmenge durch den Dosierkanal 5 hindurch zu der Ausgabeöffnung 3 gefördert wird. Bei 10 ist eine die Förderpumpe 6 mit der elektronischen Steuereinrichtung 8 verbindende elektrische Steuerleitung ersichtlich.
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Die Dosiervorrichtung 1 ist prinzipiell für jedwede Dosieraufgaben einsetzbar, findet ihre hauptsächliche Verwendung aber vorzugsweise im Bereich der Medizintechnik und/oder in chemischen oder biochemischen Anlagen. Bei der dosiert zu fördernden Flüssigkeit handelt es sich beispielsweise um ein flüssiges Arzneimittel oder Körperflüssigkeit eines menschlichen oder tierischen Körpers. Vor allem in Labors kann die Dosiervorrichtung 1 vorteilhaft genutzt werden.
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Die Förderpumpe 6 ist zweckmäßigerweise von einem pulsierend fördernden Typ. Exemplarisch ist sie als eine Membranpumpe ausgebildet. Die Flüssigkeit 2 wird also pulsierend durch den Dosierkanal 5 hindurchgedrückt, sodass innerhalb des Dosierkanals 5 der Pumpfrequenz entsprechende periodische Druckänderungen auftreten.
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Ein präzises Dosierergebnis lässt sich nur erzielen, wenn in der Flüssigkeit 2 keine Luftblasen enthalten sind. Normalerweise enthält die Flüssigkeit zwar keine Luftblasen, jedoch kann im Falle eines Defekts der Förderpumpe 6 oder einer Undichtigkeit des Dosierkanals 5 unerwünscht Luft in den Dosierkanal 5 eintreten und dort Luftblasen ausbilden. Da im Bereich der Luftblasen keine Flüssigkeit vorhanden ist, kann bei zeitgesteuerten Dosiervorgängen der Fall einer zu geringen Flüssigkeitsausgabe auftreten.
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Die Dosiervorrichtung 1 ist in vorteilhafter Weise mit einer Luftblasen-Detektionseinrichtung 9 ausgestattet, mit der sich in der Flüssigkeit 2 enthaltene Luftblasen detektieren lassen, sodass ein Dosiervorgang gegebenenfalls gestoppt und der die Luftblasen hervorrufende Fehler behoben werden kann.
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Zu der Luftblasen-Detektionseinrichtung 9 gehören zwei in fluidischer Parallelschaltung in den Verlauf des Dosierkanals 5 eingeschaltete Detektionskanäle 12, 13, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als erster und zweiter Detektionskanal 12, 13 bezeichnet werden. Beide Detektionskanäle 12, 13 erstrecken sich zwischen zwei ebenfalls zu der Luftblasen-Detektionseinrichtung 9 gehörenden ersten und zweiten Verzweigungsstellen 14, 15 des Dosierkanals 5, wobei mit Bezug zur Strömungsrichtung 7 die erste Verzweigungsstelle 14 stromauf der zweiten Verzweigungsstelle 15 angeordnet ist. Die erste Verzweigungsstelle 14 ist über einen Eingangs-Kanalabschnitt 16 des Dosierkanals 5 an den Förderausgang der Förderpumpe 6 angeschlossen, während die zweite Verzweigungsstelle 15 über einen Ausgangs-Kanalabschnitt 17 des Dosierkanals 5 an die Ausgabeöffnung 3 angeschlossen ist.
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Die mittels der Förderpumpe 6 durch den Dosierkanal 5 hindurchgepumpte Flüssigkeit 2 teilt sich an der ersten Verzweigungsstelle 14 in zwei Teilströme auf, die jeweils durch einen der beiden Detektionskanäle 12, 13 hindurchströmen und die sich nach dem Verlassen der beiden Detektionskanäle 12, 13 an der zweiten Verzweigungsstelle 15 wieder vereinen, um im Anschluss daran mit einer neuerlich einheitlichen Strömung zu der Ausgabeöffnung 3 gefördert zu werden.
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In der Zeichnung sind bei 18 mehrere Luftblasen ersichtlich, die aufgrund eines Fehlers in der Flüssigkeit 2 enthalten sind und gemeinsam mit der Flüssigkeit 2 durch den Dosierkanal 5 hindurch fließen.
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An der ersten Verzweigungsstelle 14 ankommende Luftblasen 18 treten anschließend entweder in den ersten Detektionskanal 12 oder in den zweiten Detektionskanal 13 ein. In der Zeichnung ist ein Zustand gezeigt, bei dem sich eine Luftblase 18 im ersten Detektionskanal 12 befindet, während der zweite Detektionskanal 13 momentan luftblasenfrei ist. Gestrichelt ist in 1 eine weitere Position einer Luftblase 18 gezeigt, die näher bei der zweiten Verzweigungsstelle 15 liegt.
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Die Luftblasen-Detektionseinrichtung 9 enthält des Weiteren eine Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung 21, die dahingehend angeordnet und ausgebildet ist, dass sie eine Druckdifferenz erfassen kann, die zwischen den in den beiden Detektionskanälen 12, 13 herrschenden Drücken vorliegt.
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Zu der Druckdifferenz-Erfassungseinrichtung 21 gehören exemplarisch ein an einer ersten Messstelle 22 an den ersten Detektionskanal 12 angeschlossener erster Drucksensor 24 sowie ein an einer zweiten Messstelle 23 an den zweiten Detektionskanal 13 angeschlossener zweiter Drucksensor 25. Jeder Drucksensor 24, 25 ist in der Lage, den in dem ihm zugeordneten Detektionskanal 12, 13 herrschenden Druck kontinuierlich zu messen.
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Beide Drucksensoren 24, 25 sind an eine bevorzugt elektronische Druckdifferenz-Ermittlungseinrichtung 26 angeschlossen, die die beiden gemessenen Drücke miteinander vergleicht und feststellt, ob oder ob nicht momentan eine Druckdifferenz vorliegt, und die zweckmäßigerweise auch in der Lage ist, bei vorhandener Druckdifferenz die Höhe der Druckdifferenz quantitativ zu ermitteln.
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Die signaltechnische Verbindung zwischen der Druckdifferenz-Ermittlungseinrichtung 26 und den beiden Drucksensoren 24, 25 erfolgt beispielhaft über elektrische Leitungen 27, kann allerdings auch drahtlos erfolgen.
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Die Luftblasen-Detektionseinrichtung 9 verfügt des Weiteren über eine elektronische Auswerteeinrichtung 28, die das Ermittlungsergebnis der Druckdifferenz-Ermittlungseinrichtung 26 dahingehend auswertet, ob eine auf eingedrungene Luftblasen hinweisende Funktionsstörung vorliegt oder nicht. Dies geschieht durch einen Vergleich der ermittelten Druckdifferenz mit einem vorgegebenen Druckdifferenz-Grenzwert, was beispielhaft in einer als Bestandteil der elektronischen Auswerteeinrichtung 28 ausgeführten Vergleichereinrichtung 31 geschieht. Wird auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses festgestellt, dass eine über dem Druckdifferenz-Grenzwert liegende Druckdifferenz zwischen den beiden Detektionskanälen 12, 13 vorliegt, generiert die elektronische Auswerteeinrichtung 28 ein elektrisches Informationssignal 32, das in der Zeichnung durch einen Pfeil symbolisiert ist.
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Die elektronische Auswerteeinrichtung 28 ist zweckmäßigerweise signaltechnisch an die elektronische Steuereinrichtung 8 angeschlossen oder unmittelbar in diese elektronische Steuereinrichtung 8 integriert. Bei einer möglichen Ausgestaltung der Dosiervorrichtung 1 wird das elektrische Informationssignal 32 der elektronischen Steuereinrichtung 8 zugeführt und in dieser verarbeitet, beispielsweise dahingehend, dass der Betrieb der Förderpumpe 6 unverzüglich gestoppt wird, wenn eine Luftblase 18 detektiert wird.
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Unabhängig davon, ob das elektrische Informationssignal 32 der optionalen elektronischen Steuereinrichtung 8 zugeführt wird oder nicht, ist es zweckmäßig, wenn die elektronische Auswerteeinrichtung 28 über eine Anzeigeeinrichtung 33 verfügt, an der optisch eine auf dem elektrischen Informationssignal 32 basierende Information angezeigt wird, die dem Nutzer der Dosiervorrichtung 1 einen möglichen Störstatus visualisiert. Exemplarisch ist eine solche Anzeigeeinrichtung 33 für eine alphanumerische Anzeige ausgebildet, an der im Störfall, also wenn aufgrund einer entsprechenden Druckdifferenz eine Luftblase 18 detektiert wurde, eine Fehlermeldung erscheint. Zusätzlich oder alternativ kann eine Fehlermeldung farblich visualisiert werden.
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Im optimalen Fall wird die Dosiervorrichtung 1 so ausgelegt, dass der Druckdifferenz-Grenzwert bei Null liegt, was bedeutet, dass enthaltene Lufteinschlüsse mit hoher Genauigkeit und sehr feinfühlig detektierbar sind. Bevorzugt wird die Empfindlichkeit allerdings so eingestellt, dass toleranzbedingte Abweichungen berücksichtigt werden, die insbesondere durch die Messgenauigkeit der verwendeten Bauteile bedingt sind.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Nutzer der Dosiervorrichtung 1 die Möglichkeit hat, den Druckdifferenz-Grenzwert zu verändern, um das System unter Berücksichtigung der vorhandenen Toleranzen auf die optimale Empfindlichkeit zu justieren. Die illustrierte Dosiervorrichtung 1 bietet eine solche Möglichkeit zur variablen Vorgabe des Druckdifferenz-Grenzwertes, zu welchem Zweck die elektronische Auswerteeinrichtung 28 mit einer Parametrierschnittstelle 34 ausgestattet ist, an der sich der gewünschte Druckdifferenz-Grenzwert variabel eingeben lässt. Die Parametrierschnittstelle 34 ist beispielsweise für eine Tasteneingabe ausgelegt und/oder mit der Möglichkeit des Anschlusses eines elektronischen Eingabegerätes versehen. Selbst eine berührungslose Eingabemöglichkeit kann realisiert sein, beispielsweise unter Anwendung eines Funkstandards.
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Bevorzugt enthält die elektronische Auswerteeinrichtung 28 einen Grenzwertspeicher 35 für die dauerhafte Abspeicherung des variabel eingebbaren Druckdifferenz-Grenzwertes. Im Betrieb der Luftblasen-Detektionseinrichtung 9 vergleicht dann die elektronische Auswerteeinrichtung 28 die von der Druckdifferenz-Ermittlungseinrichtung 26 gelieferte Druckdifferenz mit dem aus dem Grenzwertspeicher 35 ausgelesenen Druckdifferenz-Grenzwert.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Dosiervorrichtung 1 enthält die Luftblasen-Detektionseinrichtung 9 einen beispielsweise plattenförmig ausgebildeten Körper, der zur besseren Unterscheidung als Detektionskanalkörper 36 bezeichnet wird und in dem zumindest die beiden Detektionskanäle 12, 13 und die beiden Verzweigungsstellen 14, 15 ausgebildet sind. Exemplarisch erstreckt sich in dem Detektionskanalkörper 36 auch noch jeweils ein sich an die betreffende Verzweigungsstelle 14, 15 anschließender Längenabschnitt des der jeweiligen Verzweigungsstelle 14, 15 zugeordneten Eingangs-Kanalabschnittes 16 oder Ausgangs-Kanalabschnittes 17. Die beiden besagten Längenabschnitte des Eingangs-Kanalabschnittes 16 und des Ausgangs-Kanalabschnittes 17 münden zweckmäßigerweise jeweils mit einer Kanalmündung 37 zu einer Außenfläche des Detektionskanalkörpers 36 aus, wobei die jeweilige Kanalmündung 37 zweckmäßigerweise über Schnittstellenmittel verfügt, die den Anschluss eines weiterführenden Kanalabschnittes des betreffenden Eingangs-Kanalabschnittes 16 oder Ausgangs-Kanalabschnittes 17 ermöglichen. Auf diese Weise lässt sich der Detektionskanalkörper 36 sehr einfach auch als Nachrüstkomponente in bestehende Dosiervorrichtungen 1 integrieren.
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Bevorzugt erstrecken sich die beiden Detektionskanäle 12, 13 zwischen den beiden Verzweigungsstellen 14, 15 mit jeweils einem linearen Längsverlauf unter paralleler Ausrichtung.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die beiden Detektionskanäle 12, 13, was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft, untereinander die gleiche Länge haben und untereinander auch den gleichen Querschnitt haben. Dadurch ist sichergestellt, dass bei angenommen luftblasenlosen Detektionskanälen 12, 13 jegliche durch einen pulsierenden Betrieb der Förderpumpe 6 hervorgerufene Druckschwankungen keine voneinander abweichenden Druckänderungen innerhalb der beiden Detektionskanäle 12, 13 hervorrufen.
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Die Messstellen 22, 23 für die Drucksensoren 24, 25 sind bevorzugt so platziert, dass sie bezogen auf die Strömungsrichtung 7 der Flüssigkeit 2 auf gleicher Höhe der beiden Detektionskanäle 12, 13 liegen. Mit anderen Worten liegen die beiden Messstellen 22, 23 in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zu den Längsachsen der linearen Kanalabschnitte der beiden Detektionskanäle 12, 13 verläuft.
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Zweckmäßigerweise sind die beiden Drucksensoren 24, 25 unmittelbar im Bereich der Messstellen 22, 23 an dem Detektionskanalkörper 36 angebracht. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel sind die Drucksensoren 24, 25 in das Material des Detektionskanalkörpers 36 integriert, was insbesondere dadurch realisiert wird, dass die Drucksensoren 24, 25 bei einer Spritzgießherstellung des Detektionskanalkörpers 36 vom Kunststoffmaterial des Detektionskanalkörpers 36 umspritzt werden. Selbstverständlich sind auch andere Anbringungsarten für die Drucksensoren 24, 25 möglich, so beispielsweise das jeweilige Einsetzen in eine seitlich in den betreffenden Detektionskanal 12, 13 einmündende Bohrung.
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Mit der Dosiervorrichtung 1 lassen sich vorhandene Luftblasen 18 nicht nur dann detektieren, wenn die Luftblasen 18 ausschließlich in einem der beiden Detektionskanäle 12 oder 13 vorhanden sind, sondern auch im Falle des gleichzeitigen Auftretens von Luftblasen 18 in beiden Detektionskanälen 12, 13. Da davon auszugehen ist, dass zu keiner Zeit ein Zustand vorliegt, in dem die durch Lufteinschlüsse hervorgerufene Kompressibilität in den beiden Detektionskanälen 12, 13 identisch ist, wird sich auch beim gleichzeitigen Auftreten von Luftblasen 18 in beiden Detektionskanälen 12, 13 stets eine auf einen Lufteinschluss hinweisende Druckdifferenz messen lassen. Zudem ist davon auszugehen, dass die Luftblasen 18 niemals simultan an den Messstellen 22, 23 beiden Drucksensoren 24, 25 ankommen werden. In der 1 ist gestrichelt eine Luftblasenposition unmittelbar im Bereich der ersten Messstelle 22 illustriert.
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Wenn auch hier die Rede von Drucksignalen als Momentaufnahme ist, so wird bei der Signalverarbeitung zweckmäßigerweise der zeitliche Verlauf der Drücke über mindestens eine Periode des Fördervorganges des Fluides verglichen bzw. ausgewertet. Die Einbindung des zeitlichen Verlaufes erlaubt es in vorteilhafter Weise auch, zu erkennen, wenn sich nur noch Luft in den beiden Detektionskanälen 12, 13 befindet.
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KI-basierte Algorithmen (KI = künstliche Intelligenz) können zum Einlernen des Systems und insbesondere auch der benutzerdefinierten Toleranzen zum Einsatz kommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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