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Detektor für elektrokapazitive Messungen, beziehungsweise für Eichung
von plethysmographischen Werten Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Detektor
für elektrokapazitive Messungen, beziehungsweise für Eichung von plethysmographischen
Werten. Dieser Detektor ist besonders für die plethysmographischen Untersuchungen
der in den Detektor eingeschobenen Objekte bestimmt; derartige Objekte sind vorzugsweise
die Finger der Hand.
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Hauptnachteil der bisher bekannten, derartigen Detektoren ist es,
daß für jede Fingergröße ein entsprechend großer Detektor nötig ist, so daß eine
ganze Garnitur von Detektoren verschiedener Größe zur VerfUgung gehalten werden
muß. Ein weiterer Nachteil der bekannten Geräte ist der Umstand, daß die Distanz
des Abachirmungsgehäuses von der eigentlichen Detektionselektrode verschiedenen
Veränderungen unterworfen ist, denn diese Abschirmung wurde meist aus leicht deformierbarem
Drahtflechtwerk hergestellt. Soweit die bisherigen Detektoren zentrierende Stützen
besaßen, wurden diese Stützen so ausgeführt, daß sie auf den in den Detektor eingelegten
Finger beträchtliche Drücke ausübten, wodurch natürlich der
Ablauf
der Messung beeinträchtigt wurde. Die bekannten Detektoren waren im Grunde aus Drahtfleohtwerk
in Form von Zylindern ausgeführt und unzerlegbar. Infolgedessen war ihre Desinfektion
und auch Sterilisation zur Vermeidung bakteriologischer Beanstandungen sehr beschwerlich.
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Eine wichtige Anforderung bei der plathysmographisehen Messung ist
die Möglichkeit der Eichung, d. h. die Festsetzung der Abhängigkeit zwischen den
Angaben des Meßapparates und der wirklichen Größe der luftlücke zwischen der eigentlichen
Detektionselektrode und der Oberfläche des untersuchten Objektes. Weiter wird berechtigt
gefordert, auf der Skala des Meßapparates ein direktes Abzählen (in MilimeterbrUchen)
der Veränderungen der Luftlücke und dadurch auch der Volumenveränderungen des in
den Detektor eingelegten Objektes zu ermöglichen.
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Der Detektor nach vorliegender Erfindung beseitigt nicht nur alle
oben angeführten Nachteile, sondern erfüllt auch in einem beträchtlichen Maße, die
eben hervorgehobenen Anforderungen, einschließlich der Eichungsmöglichkeit. Das
Wesentliche des erfindungsgemäßen Detektors ist darin zu erblicken, daß er durch
ein, aus zwei gleichachsigen Teilen zussmmengeset tes Außengehäuse gebildet wird.
Jedes dieser erwahnten Teile ist mit seinem Rand auf einen zugehörigen Isolationsring
aufgeschoben. Auf die innere Kante dieses Isolationsringes, welche mit einem leitenden
Aufring versehen ist, wird dann die eigentliche, hohle Detektionselektrode aufgeschoben.
Die innere Fläche des Isolatimisringes ist mit einer Metallfolie, welche die Abschirmung
bewirkt, bedeckt.
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Weitere besondere Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung der Ausführungsbeispiele einachließlich der Vervollstandigubgen und
Abänderungen angeführt.
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Ausführungsbeispiele, welche
auf den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
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Es zeigen: Pig. 1 den Detektor in Draufsicht und Teilschnitt, Fig.
2 eine Ansicht des Detektors in Achsrichtung, Fig. 3 ein Beispiel der zweiteiligen
Detektionselektrode, Fig. 4 ein Beispiel der einteiligen Detektionselektrode, welche
schraubenförmig geschnitten ist, Fig. 5 und Draufsicht und Seitenansicht der Meßsonde,
Fig. 6 Fig. 7 beide Teile des äußeren Detektorgehäuses in Darauf. sicht, und Fig.
8 einen vergrößerten Schnitt durch die drehbare Verbindung der beiden Teile des
äußeren Detektorgehäuses.
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Beide gleichachsigen Teile 30 und 40 des äußeren Detektorgehäuses
sind so ineinander eingeschoben, daß der verbreiterte Rand 45 des rechten Teiles
40 (siehe Fig. 1) auf den zylinderförmigen Rand des linken Teiles 30 aufgeschoben
werden kann.
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Die gegenseitige Lage, sowie das Einstellen der beiden Teile 30 und
40 sind durch die Schraube 35 und durch die Mutter 36 gesichert. Die Schraube 35
ist in den linken Teil 30 eingesetzt und die Mutter 36 setzt sich mit ihrem unteren
Rand auf den verbreiterten Rand 45 des rechten Teiles 40 auf. Jeder Teil 30 bzw.
40 hat auf seinem äußeren Rand die Belegung 31 bzw. 41 von kleinerem Durchmesser
und liegt mit dieser Belegung auf dem zu ihm gehörenden Isolationsring. Der Detektor
hat also zwei Isolationeringe 20, und zwar je einen auf seinen beiden Enden.
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20 Jeder Isolationsring ist folgendermaßen ausgestattet: Er besitzt
zunächst an seiner inneren Kante einen leitenden Außenring 25, welcher in Richtung
auf die Außenseite in einen Stromanschluß 26 verlängert ist. Die innere Fläche des
Isolationsringes
20 hat einerseits eine Belegung 21, welche für
die Enden der Stützlamellen 50 bestimmt ist und andererseits ist diese innere Fläche
des Isolationeringes 20 mit einer leitenden Folie (auf Fig. 1 gestrichelt angedeutet)
überzogen, wobei diese leitende Folie die schon erwähnte elektrostatische Abschirmung
bewirkt.
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Die eigentliche Detektionselektrode ist in Form eines Metallgehäuses
10 mit verbreiterten Rändern 16 ausgeführt, mit welchen dieses Gehäuse 10 auf den
leitenden Außenring 25 auBgeschoben wird. Je nach Bedarf, kann man in die beiden
Teile 30 und 40 noch ein Hilfsabschirmungsgehäuse 80 einlegen, wobei die verbreiterten
Enden dieses Gehäuses 80 durch die inneren Sylindrischen Flächen beider Teile 30
und 40 gestützt werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann die eigentliche Detektionselektrode
auch aus zwei zylindrischen Teilen 11 und 12, welche ebenfalls verbreiterte Ränder
aufweisen, bestehen. Zwischen diesen zylindrischen Teilen 11 und 12 ist ein Isolationsring
13 vorgesehen, der eine separate elektrokapazitive Messung in beiden Hälften des
Detektors ermöglicht. Die Nischen 17 sichern die eigentliche Detektionselektrode
gegen willkürliches Verdrehen, wobei die gleichen Nischen und ihnen entsprechende
Vorsprünge des leitenden Außenringes 25 auch am Gehäuse 10 vorgesehen sind. Auf
der inneren zylindeförmigen Fläche der Teile 11 und 12 (zufälligerweise auch des
Gehäuses 10) können Isolationsvorsprünge 19 vorgesehen werden, welche den direkten
Kontakt des untersuchten Fingers mit der inneren Fläche der eigentlichen Detektionselektrode
verhindern.
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Zur Erreichung der notwendigen Ventilation der Oberfläche des in den
Detektor eingelegten Fingers, kann man je nach Bedarf, eine Perforierung aller den
eingelegten Finger umgebenden Teile (mit Ausnahme des Isolationeringes 20), welche
vom eingelegten Finger genügend distanziert sind, durchführen. Eine solche Perforierung
- welche zur Vereinfachung der Zeichnungen in diesen nicht dargestellt ist - wird
z. B. durch regelmäßig angeordnete
ringförmige Öffnungen, wie in
der eigentlichen Detektionselektrode 10 (oder in beiden Teilen 11 und 12 der zweiteiligen
Elektrode nach Fig. 5), so auch in dem Hilfaabschirmungsgehäuse 80 und endlich auch
in beiden Teilen 30 und 40 erreicht. Zur Bewirkung einer ausreichenden Ventilation
genügt eine relativ kleine Anzahl der Ventilationsöffnungen, so daß keine schädliche
Herabsetzung der mechanischen Festigkeit aller Teile, in denen diese Ventilationsöffnungen
durchgeführt sind, auftritt.
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Die Lage des untersuchten Fingers im Inneren der eigentlichen Detektionselektrode
wird weiterhin (auf beiden Enden des Detektors) durch drei Stützlamellen der angedeuteten
Form gesichert. Diese Stützlamellen sind mit ihrem einen Ende 52 in die Belegung
21 des Isolationeringes 20 und mit ihrem zweiten umgebogenen Ende 58 in die zutreffenden
Lücken 38 bzw. 48 der beiden Teile 30 bsw. 40 eingeschlingt. Die Stützlamellen 50
besitzen eine entrßrechende Vorspannung und ihre Freigabe wird durch Verschieben
des einen oder anderen Stellringes 60 in Richtung der Detektorachse bewirkt. Durch
Verschieben des Stellringes 60 in Richtung zum Detektorrand werden die Lamellen
50 eingeklemmt, durch Verschieben in der umgekehrten Richtung werden sie freigegeben.
Die Lamellen 50 sind auf deDetektorumfang so angeordnet, daß der Stromanschluß 26
stets zugänglich bleibt. Da beide gleichachsigen Teile 30 und 40 des äußeren Gehäuses
eine Erdableitung aufweisen, sind in der Nähe der Stromanschlüsse 26 an den erwähnten
Teilen die Nischen 42 vorgesehen, und zwar derart, daß ein leitender Kurzschluß
der Stromanschlüsse 26 auf die Erdableitung ausgeschlossen ist.
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Mit Rücksicht darauf, daß ebenso wie die eigentliche Detektionselektrode
10 auch beide Teile 30 und 40 des äußeren Gehäuses und auch das Hilfsabschirmungsgehäuse
80, mechanisch genügend starr aind, ist es möglich, an ihnen einige Reihen von Ventilationeöffnungen
ansubringen, wie dies schon oben erwähnt wurde.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die eigentliche
Detektionselektrode 15 (siehe Fig. 4) schraubenförmig geschnitten ist. Nach ihrem
Einsetzen inden Detektor, wo sie mit ihren verbreiterten Rändern 16 auf die Leitaußenringe
25 aufsitzt und wobei die Nische 17 die Möglichkeit ihrer relativen Verschiebung
mit Rücksicht auf die Isolationsringe 20 beseitigt, ist es möglich, eine Verdrehung
der eigentlichen Detektionselektrode 15 und dadurch auch ihre sehr genaue Annäherung
zu der äußeren Oberfläche des untersuchten, in sie eingelegten Objektes (z. B. Fingers)
zu erzielen. Nachdem beide Isolationsringe 20 mit beiden Teilen 30 und 40 fest verbunden
sind, kann man mittels eines gegenseitigen Andrehens dieser Teile die notwendige
Verdrehung der eigentlichen Detektionselektrode 15 erzielen, ohne daß ein Zerlegen
des Detektors notwendig wird. Um dabei die Entfernung der Oberfläche des untersuchten
Objektes von der inneren Fläche der Elektrode 15 kontrollieren zu können, benützt
man die Sonde 70, welche z. B. durch die Isolationsstange und die Metallspitze 72,
welche die zuständige Ableitung 71 besitzt, gegeben ist. Der Abstand der Spitze
72 von dem unteren Ende der Isolationsstange bildet ein Maß. Bei dem in den Detektor
eingelegten untersuchten Objekt (Finger) wird von außen die Sonde in die achraubenförmige
Lücke der Elektrode 1-5 (unter Ausnützung der schon erwähnten Ventilationsöffnungen)
so tief eingeschoben, bis der Rand der Stange auf den äußeren Kanten der Lücke aufsitzt.
Durch entsprechenden Kontakt der Spitze 72 mit der Oberfläche des untersuchten Objektes
wird der Signalisationsschaltungskreis abgeschlossen und auf diese Weise wird angezeigt,
daß die Oberfläche des Objektes der inneren Fläche der Elektrode (15) zu nahe ist.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen ein Beispiel für eine Ausführung zur Sicherstellung
sowie auch Bewertung des relativen Aufdrehens der beiden Teile 30 und 40 des äußeren
Gehäuses und dadurch auch die Größe des Verdrehens der eigentlichen Detektionselektrode
15. Auf dem verbreiterten Rand des Teiles 40 ist eine
federnde Zunge
411 vorgesehen, welche die halbkugelige Einfallechnalle 422 trägt. Diese Einfallschnalle
422 springt bei einem relativen Aufdrehen der beiden Teile 30 und 40 in die in der
Vertiefung 311 des zweiten Teiles 30 vorgesehenen Öffnungen 322 ein. Dadurch sind
die einzelnen Lagen des relativen Andrehens der beiden Teile 30 und 40 begrenzt.
Die Größe dieses Aufdrehens kann zum Beispiel auf dem einen Teil 40 durch den Zeiger
400 und auf dem zweiten Teil 30 durch die Skala 300 abgelesen werden.
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