-
Die Erfindung betrifft einen kapazitiven Meßwertumfomier für plethysmographische
Messungen bei Lebewesen, bestehend aus einer in einem ringförmigen Gehäuse konzentrisch
angeordneten ringförmigen Elektrode veränderbaren Durchmessers, die an das ringförmige
Gehäuse in radialer Richtung durchsetzenden, in ihrer Längsrichtung verschiebbaren,
stiftförmigen Abstandshaltern befestigt ist.
-
Plethysmographen im klassischen Sinne sind mit Flüssigkeit gefüllte,
meist zylinderförmige, mit einer Registriervorrichtung verbundene Gefäße zum Aufzeichnen
der von der Durchblutung abhängigen Volumenänderung völlig dicht eingeführter menschlicher
Glieder oder freigelegter Organe.
-
Diese klassischen Meßgeräte der Medizin wurden inzwischen dahingehend
verbessert, daß die Volumenänderungen der untersuchten Glieder dadurch gemessen
werden, daß den Gliedern gegenüber Elektroden angeordnet werden und die auftretenden
Volumenänderungen elektrokapazitiv festgestellt werden.
-
Es ist bekannt, schraubenförmig gewundene Elektroden anzuwenden,
deren innerer Durchmesser durch das Vordrehen der beiden Enden relativ zueinander
geändert werden kann. Hierzu ist jedoch eine bestimmte Länge der schraubenförmig
gewundenen Elektrode erforderlich, da die beiden Enden in zwei zueinander parallelen
Ebenen liegen, die senkrecht zur Längsachse der Elektrode sind.
-
Derartige Elektroden weisen eine oft unerwünschte Achsenlänge auf.
Denn oft müssen elektrokapazitive plethysmographische Messungen nur über sehr kleine
Längen des zu messenden Objektes ausgeführt werden, und oftmals ist es sogar unerwünscht,
die ganze Länge des Objektes zu messen, da solche langen schraubenförmig gewundenen
Elektroden die Volumenänderungen entlang der ganzen eingebrachten Fingerlänge integrieren,
wenn beispielsweise ein Finger gemessen wird, und kleine Zonen damit nicht gemessen
werden können.
-
Ferner sind Elektroden für elektrokapazitive plethysmographische
Messungen, und zwar zur Feststellung der Volumenänderungen in einzelnen engen Partien
des Objektes bekannt, welche aus mehreren leitenden, axial geteilten Segmenten zusammengesetzt
sind, die in einem gemeinsamen Ring befestigt sind. An der äußeren Fläche der Segmente
setzen Stellschrauben zur Einstellung der Segmente an.
-
Diese Elektroden dienen zur feinen, jedoch nur qualitativen Feststellung
sogar sehr geringer Änderungen, das heißt zur Feststellung, ob und in welcher Richtung
eine Änderung vorkommt oder nicht. Diese Elektroden sind jedoch nicht für eine quantitative
Bestimmung der Änderungsgröße bestimmt, da dies eine mit Änderungen des Durchmessers
des Elektrodenrings selbst simultane Verschiebung der Segmente erfordern würde,
was wegen der Stellschrauben praktisch unmöglich ist. Bei dieser Lösung können die
gemessenen kapazitiven Änderungen nicht eindeutig auf die Änderungen des Volumens
des Objektes überführt werden. Ferner ist die Einstellung der Segmente sehr zeitraubend,
da jedes Segment über entsprechende Stellschrauben einzeln justiert werden muß.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kapazitiven Meßwertumformer für
plethysmographische Messungen zu schaffen, welcher in relativ engen, auch unabhängig
voneinander gleichzeitig auszumessenden
Zonen geeignet und relativ einfach feinfühlig
einstellbar ist.
-
Dies wird für einen Meßwertumformer der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Elektrode aus einem dünnen, bandförmigen Metallstreifen
mit federnden Eigenschaften besteht, der zu einem Ring mit sich über einen Bruchteil
seines Umfanges gegenseitig überlappenden Enden zusammengerollt ist und dessen Enden
in je einem Abstandshalter eingespannt sind, von denen wenigstens einer zwecks Veränderung
des Durchmessers der ringförmigen Elektrode im ringförmigen Gehäuse in Umfangsrichtung
verschiebbar gelagert ist.
-
Mit der Erfindung ist ein Meßwertumformer für den angegebenen Zweck
geschaffen, welcher lediglich durch umfangsmäßiges Verschieben des verschiebbaren
Abstandshalters sehr genau eingestellt und damit geeicht oder nachgeeicht werden
kann, da aus einer umfangsmäßigen Verschiebung eines Endes der bandförmigen Elektrode
eine entsprechende Änderung des Durchmessers über die gesamte Länge der Elektrode
resultiert, wobei sich der Durchmesser lediglich um einen bekannten Bruchteil ändert.
-
Weitere Merkmale der Erfindung sind aus dem nachstehend, an Hand
der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Es zeigt Fig. 1 den
Aufriß eines Meßwertumformers im Teilschnitt und in Sicht in Achsenrichtung und
F i g. 2 den Seitenriß eines Meßwertumformers.
-
Die Elektrode 10 ist aus einem bandförmigen Metallstreifen zu einem
sich mit seinen Enden über einen Bruchteil des Umfangs überlappenden Ring aufgerollt.
Das eine Endel2 ist im Bügel 30 befestigt, durch dessen Öffnung der Anfang des sich
überlappenden Teils der flachen Elektrode 10 hindurchgeht. Ihr zweites Ende 11 ist
in einem von einem Abstandshalter 41 getragenen Schnapper 42 verankert. Der Abstandshalter
41 ist an seinem anderen Ende mit einem Knopf 40 versehen. Der Bügel 30 ist an einem
Ende des als Schraubenspindel ausgeführten Abstandshalters 31 befestigt, dessen
anderes Ende eine Stellmutter 32 trägt.
-
Die bereits beschriebene Stelleinrichtung ist in einem ringförmigen
Gehäuse 20 gelagert, welches durch eine Säule 24 auf der Grundplatte 25 befestigt
ist. In dem mit einem Führungsflansch 23 für die Stellmutter32 versehenen Gehäuse
20 ist eine Öffnun 21 für den Abstandshalter 41 vorgesehen, in welcher dieser bewegt
werden kann. Auf den Außenkanten dieser Öffnung 21 ist eine Verzahnung 28 vorgesehen,
in welche die Verzahnung der auf dem Abstandshalter 41 aufgeschobenen Stellunterlage
44 eingreift. Auf demselben Abstandshalter 41 ist auch eine auf die Innenwand des
Gehäuses 20 sich stützende Andrückunterlage 45 aufgeschoben. An der Durchgangsstelle
des Abstandshalters 31 ist in der Wand des Gehäuses 20 eine nicht eingezeichnete
Ausnehmung für eine Führungsfeder 33 vorgesehen, die an dem Abstandshalter 31 befestigt
ist und die das Drehen des Abstandshalters 31 bei der Betätigung der Stellmutter
32 verhindert.
-
In der Wandung des ringförmigen Gehäuses 20 sind Gewinde22 für Stellschrauben
26 vorgesehen, welche je nach Bedarf das Einstellen der Form der ringförmigen Elektrode
10 auf die gewünschte Krümmung, entsprechend der Form der Außenoberfläche des untersuchten
Objektes, ermöglichen. Entsprechend
dem Durchmesser des untersuchten
Objektes wird die flache Elektrode durch die Verstellung des Abstandshalters 41
nach Lösen des Knopfes 40 verdreht bzw. zusammengewickelt oder abgewickelt, so daß
die Stellunterlage 44 aus der Verzahnung 28 ausgerückt werden kann. Nach wieder
erfolgtem Einschrauben des Knopfes 40 ist die eingestellte Verdrehung der flachen
Elektrode 10 fixiert, denn die Stellunterlage 44 samt Andrückunterlage 4S wirkt
dann als Arretiervorrichtung.
-
Um geringe Korrekturen der Form der flachen Elektrode 10 auch während
der Messung mit Hilfe der Verstelischrauben 26 durchführen zu können, werden diese
Verstellschrauben 26 mit aufgezogenen flexiblen Isolierschläuchen 27 versehen, durch
deren Verdrehung die Stellschrauben fembedient werden können. Eine elektrisch leitende
Verbindung der Elektrode 10 kann auf mehrere Weisen erfolgen.
-
Wenn die Enden 11 und 12 der Elektrode 10 unter Verwendung von (nicht
gezeichneten) Isoliereinlagen gehaltert werden, dann ist nur die Elektrode 10 leitend,
während das ringförmige Gehäuse 20 geerdet wird. Falls die erwähnten Isoliereinlagen
aber nicht verwendet werden, dann muß die Tragesäule 24 aus Isoliermaterial gefertigt
werden; in diesem Fall hat das Gehäuse 20 direkt einen elektrisch leitenden Anschluß.
In der Regel ist es aber notwendig, daß die Elektrode 10 mindestens an ihrer inneren
Oberfläche mit einer elektrisch nichtleitenden Schicht versehen ist, um eine etwaige
leitende Verbindung zwischen dem untersuchten Objekt und der Elektrode 10 zu verhindern.
-
In F i g. 2 ist eine Anordnung mit zwei weiteren verstellbaren, gestrichelt
gezeichneten Meßwertumformern dargestellt, die hier durch zwei an einer gemeinsamen
Grundplatte 25 befestigte ringförmige Gehäuse 20' und 20" dargestellt werden. Diese
Grundplatte 25 ist auch mit einer Stütze 29 für das zu untersuchende Objekt versehen.
Aus Fig.2 ist gut ersichtlich, daß durch die Verwendung von mehreren erfindungsgemäß
ausgeführten, verstellbaren Meßwertumformern mehrere, voneinander unabhängige, plethysmographische
Untersuchungen an einem einzigen Objekt durchgeführt werden können.