DE10301780B3 - Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Inkubatorhaube - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Inkubatorhaube. DOLLAR A Bei Inkubatorhauben tritt häufig das Problem auf, dass sie zu Wärmeverlusten bei den Früh- und Neugeborenen führen und dass sich an ihnen auf der Innenseite des Inkubators Kondenswasser niederschlägt, das die Sicht behindert und die Keimbildung im Inkubator begünstigt. Dem kann durch eine beheizte Inkubatorhaube entgegengewirkt werden. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Inkubatorhaube weist in ihrem Inneren Heizdrähte (1) auf, in denen temperaturabhängige elektrische Widerstände (3), vorzugsweise PTC-Widerstände mit einer Nennansprechtemperatur von ungefähr 37 DEG C, angeordnet sind. Durch den Anschluss der Heizdrähte (1) an eine Spannungsquelle (2) und mit Hilfe einer Auswerte- und Steuereinheit kann die Temperatur der Inkubatorhaube auf etwa 37 DEG C und somit in der Regel oberhalb des Werts der Taupunkttemperatur für die Luft im Inneren des Inkubators gehalten werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Inkubatorhaube.
• Früh- und Neugeborene, die in einem Inkubator gepflegt werden, sind besonders auf einen wirksamen Schutz vor Wärmeverlusten angewiesen. Die Ursachen für die Wärmeverluste lassen sich im Wesentlichen in vier verschiedene Kategorien einteilen, nämlich Konduktion, Konvektion, Evaporation und Radiation. Konduktion bedeutet die Wärmeleitung von der Körperoberfläche an die Liegefläche, auf der sich das Früh- oder Neugeborene befindet. Mit Konvektion ist die Wärmeabgabe von der Körperoberfläche an die das Früh- oder Neugeborene umgebende Luftströmung im Inkubator gemeint. Unter Evaporation ist die Verdampfungswärme zu verstehen, die an der Körperoberfläche des Früh- oder Neugeborenen durch die austrocknende Luftströmung im Inkubator entsteht. Radiation schließlich bedeutet die Wärmestrahlung von der Körperoberfläche des Früh- oder Neugeborenen an die kältere Oberfläche der Inkubatorhaube. Insbesondere der durch Radiation verursachte Wärmeverlust macht einen beträchtlichen Anteil am gesamten Wärmeverlust aus.
• In der US 5,119,467 A wird beschrieben, wie dieser durch Wärmestrahlung von der Körperoberfläche des Früh- oder Neugeborenen zur Oberfläche der Inkubatorhaube erzeugte Wärmeverlust vermindert werden kann. Dabei wird eine leitfähige Schicht als Wärmestrahlungsquelle in die Inkubatorhaube integriert, die an einen Temperaturregelkreis angeschlossen ist. Der Temperaturregelkreis umfasst Temperatursensoren, deren Signale zur Steuerung der an die leitfähige Schicht angeschlossenen elektrischen Stromquelle herangezogen werden.
• Als Nachteil der bekannten Inkubatorhaube mit leitfähiger Schicht erweist sich, dass eine aufwändige Temperaturregelung mit Temperatursensoren und Steuereinheit dafür erforderlich ist.
• Die in der US 3,858,570 beschriebene Inkubatorhaube weist Heizdrähte auf, welche die Inkubatorhaube durchziehen und mit einer Spannungsquelle verbunden sind.
• PTC-Widerstände als Heizelemente sind aus vielfältigen Anwendungen bekannt, wie beispielhaft aus den Schriften DE 69 10 69 89 T2 , DE 69 01 39 96 T2 und DE 29 27 954 C2 hervorgeht.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Inkubatorhaube anzugeben, bei dem mit einfachen und zuverlässigen Mitteln eine gewünschte Temperatur gehalten werden kann.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Bei dem erfindungsgemäß angegebenen Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Inkubatorhaube wird mit einer ersten Messeinrichtung die Lufttemperatur und mit einer zweiten Messeinrichtung die Luftfeuchtigkeit im Inneren des Inkubators gemessen und an eine Auswerte- und Steuereinheit weitergeleitet, die aus den gemessenen Werten auf der Grundlage physikalischer Gesetzmäßigkeiten einen Wert für die Taupunkttemperatur im Inkubator bildet. Durch die Auswerte- und Steuereinheit und eine entsprechend ausgelegte Schaltungsanordnung mit einer Spannungsquelle wird daraufhin die Temperatur der Inkubatorhaube mittels Heizdrähten, welche an die Spannungsquelle angeschlossen sind und die Inkubatorhaube durchziehen, auf einen Temperaturwert oberhalb der Taupunkttemperatur eingestellt.
• Zweckmäßigerweise sollte eine Temperaturregelung der Inkubatorhaube nur dann erfolgen, wenn die Inkubatorhaube geschlossen ist. Das läßt sich beispielsweise mit entsprechenden Sensoren überprüfen, und ein entsprechendes Signal wird dann an die Auswerte- und Steuereinheit weitergeleitet, so dass eine Temperaturregelung nur in dem Fall erfolgt, wenn die Inkubatorhaube geschlossen ist.
• Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Inkubatorhaube erweist sich neben dem verminderten Wärmeverlust bei dem im Inkubator befindlichen Früh- oder Neugeborenen, dass trotz hoher Luftfeuchtigkeit im Inneren des Inkubators kein Kondenswasser an der Inkubatorhaube auftritt. Kondenswasser ist stets unerwünscht, da es zum einen die Sicht von außen auf das Früh- oder Neugeborene im Inkubator behindert und zum anderen die Bildung von Keimen im Inneren des Inkubators begünstigt.
• Als ein bedeutender Vorteil der Inkubatorhaube erweist sich zudem, dass die Wärmeerzeugung im Inneren des Inkubators nicht mehr allein auf einem Warmluftstrom beruht. Strömungsgeschwindigkeit und Volumenstrom der Warmluft können vermindert werden, da als zusätzliche Wärmequelle die beheizte Inkubatorhaube zur Verfügung steht. Eine verminderte Strömungsgeschwindigkeit hat eine geringere Geräuschentwicklung im Inkubator zur Folge. Ein geringerer Volumenstrom führt zu einer geringeren Verdunstung an der Körperoberfläche des Früh- oder Neugeborenen. Beide Effekte sind erwünscht.
• Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die Inkubatorhaube für einen Inkubator für Früh- und Neugeborene ist mit Heiz drähten durchzogen, die mit einer Spannungsquelle verbunden sind. In den Heizdrähten sind temperaturabhängige elektrische Widerstände angeordnet. Die Heizdrähte sind dünn und schränken dadurch die Transparenz der Inkubatorhaube nur geringfügig ein, vergleichbar etwa den Heizdrähten, die für die Beheizung von Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen verwendet werden.
• Zweckmäßig ist es, die Heizdrähte parallel zu schalten.
• Eine räumlich weitgehend gleichmäßige Temperaturverteilung bezogen auf die Inkubatorhaube wird insbesondere dadurch gefördert, dass die Heizdrähte räumlich gleichmäßig über die Inkubatorhaube verteilt sind und in jedem der Heizdrähte jeweils einer der temperaturabhängigen elektrischen Widerstände angeordnet ist.
• Durch Anlegen einer Niederspannung in Höhe von einigen Volt, beispielsweise 30 Volt, an die Heizdrähte wird die Inkubatorhaube auf die gewünschte Temperatur erwärmt. Das von den Heizdrähten gebildete System wird im Folgenden als Flächenheizung bezeichnet. Die temperaturabhängigen elektrischen Widerstände sind vorzugsweise PTC-Widerstände (positive temperature coefficient), die aus vielfältigen technischen Anwendungen bekannt sind. Die hier verwendeten PTC-Widerstände sind beispielsweise gekennzeichnet durch eine Nennansprechtemperatur von ungefähr 37° C. Im darüber liegenden Temperaturbereich steigt der Widerstand sehr stark an, so dass bei einer vorgegebenen Spannung, die an der Spannungsquelle anliegt, der Stromfluss und somit die dadurch bedingte Heizwirkung sinken. Auf diese Weise wird eine Temperaturregelung der Inkubatorhaube auf ungefähr 37° C gewährleistet. Die Temperatur von 37 °C liegt dabei im Regelfall über der Taupunkttemperatur der Luft im Inneren des Inkubators. Die Heizwirkung der Heizdrähte in der Flächenheizung wird in geeigneter Weise auf die Temperaturcharakteristik der verwendeten PTC-Widerstände abgestimmt.
• Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Inkubatorhaube vertikale oder zur Horizontale geneigt verlaufende Begrenzungsflächen aufweist, so dass Tücher und Decken darübergehängt werden können, aber ein Ablegen von Gegenständen auf der Inkubatorhaube allgemein verhindert wird. Eine Abdeckung durch ein Tuch oder eine Decke ist nämlich oft von Nutzen, um dem Kind im Inkubator Ruhe und eine Abdunklung zu verschaffen. Die PTC-Widerstände sind so angeordnet, dass sie bei der Abdeckung durch ein Tuch oder eine Decke stets mitabgedeckt werden. Ist die Inkubatorhaube beispielsweise in Form eines Satteldachs ausgebildet, so werden die PTC-Widerstände zweckmäßigerweise im Dachfirst des Satteldachs angeordnet. Auf diese Weise wird ein Hitzestau im Inneren des Inkubators vermieden.
• Der Temperaturwert, auf den die Temperatur der Inkubatorhaube geregelt wird, liegt vorzugsweise etwa 1 bis 2 °C oberhalb des zuvor durch die Auswerte- und Steuereinheit gebildeten Werts für die Taupunkttemperatur.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine Inkubatorhaube mit Heizdrähten und temperaturabhängigen elektrischen Widerständen in einer Ansicht senkrecht von oben,
• 2 die Inkubatorhaube aus 1 im seitlichen Querschnitt entlang der Linie A-B.
• Die 1 zeigt eine Inkubatorhaube mit Heizdrähten 1 und temperaturabhängigen elektrischen Widerständen 3 in einer Ansicht von oben. Es sind insgesamt sieben Heizdrähte 1 parallel angeordnet. Sie winden sich jeweils in gleichmäßigen Schleifen durch die Inkubatorhaube. Die Heizdrähte 1 sind mit einer außerhalb der Inkubatorhaube angeordneten Spannungsquelle 2 verbunden. Auf der mittleren Weglänge jedes Heizdrahts 1 befindet sich jeweils ein temperaturabhängiger elektrischer Widerstand 3.
• Die 2 zeigt die Inkubatorhaube aus 1 im seitlichen Querschnitt entlang der Linie A – B. Es sind die senkrecht verlaufenden Begrenzungsflächen 5 und die um etwa 30° gegen die Horizontale in der Art eines Satteldachs geneigten Begrenzungsflächen 4 dargestellt. Auf dem Dachfirst des Satteldachs ist einer der temperaturabhängigen elektrischen Widerstände 3 dargestellt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung der Temperatur einer Inkubatorhaube, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – mit einer ersten Messeinrichtung wird die Lufttemperatur und mit einer zweiten Messeinrichtung die relative Luftfeuchtigkeit im Inneren des Inkubators gemessen und an eine Auswerte- und Steuereinheit, die aus den gemessenen Werten einen Wert für die Taupunkttemperatur im Inkubator bildet, weitergeleitet – durch die Auswerte- und Steuereinheit und eine entsprechend ausgelegte Schaltungsanordnung mit einer Spannungsquelle wird die Temperatur der Inkubatorhaube mittels Heizdrähten, welche an die Spannungsquelle angeschlossen sind und die Inkubatorhaube durchziehen, auf einen Temperaturwert oberhalb der Taupunkttemperatur eingestellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Heizdrähte, in welchen temperaturabhängige elektrische Widerstände angeordnet sind, verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Widerstände PTC-Widerstände verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizdrähte räumlich gleichmäßig verteilt in der Inkubatorhaube angeordnet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Inkubatorhaube auf einen Wert von 1 Grad Celsius bis 2 Grad Celsius oberhalb der Taupunkttemperatur eingestellt wird.