DE1622995A1 - Anzeigevorrichtung des Lichtundurchlaessigkeitsgrades von Fluessigkeit - Google Patents
Anzeigevorrichtung des Lichtundurchlaessigkeitsgrades von FluessigkeitInfo
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- DE1622995A1 DE1622995A1 DE19681622995 DE1622995A DE1622995A1 DE 1622995 A1 DE1622995 A1 DE 1622995A1 DE 19681622995 DE19681622995 DE 19681622995 DE 1622995 A DE1622995 A DE 1622995A DE 1622995 A1 DE1622995 A1 DE 1622995A1
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Description
"Anzeigevorrichtung des Liohtundurchlassigkeitsgrades
von Flüssigkeit11
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit großer
Konstanz und hoher Empfindlichkeit arbeitende Vorrichtung zur Anzeige des Lichtündurchlässigkeitsgrades von Flüssigkeiten und
anderer Medien. Insbesondere bezieht sich die Vorrichtung auf ein System der genannten Alt, mit welchem geringe Spuren von Blut
in einer aus einem Blutdialysator austretenden Dialyselösung angezeigt
werden können.
In den vergangenen Jahren wurden künstliche Nieren für Patienten mit akutem Nierenversagen geschaffen; dis künstlichen
Nieren dienen auch zur Heilung der Patienten, welche sonst an chronischer Uramie sterben würden. Ein wesentliches
Merkmal eines künstlichen Nierensystems besteht in einem Blut-.
1 ο 9811/η??ς
Potenlonwolte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl-Wirtsch -Ing. Axel Hansmorirt, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann
8 MÜNCHEN 2, THE R E S I E NS TRASSE 33 Telefon: 281202 · Tolmjramm-AdreMSi Lipatti / München
liii»-· /r ι -»ban. München £w«>g<t OsVar von Miller Ring, Klo Nr 882 491) PoslHhecfc Konlo- MOnchen Nr. 1633 V
BAD
c-.ialysator, bei welchem das Blut einas Patienten in C-egen-Gtrom
zu oiner Dialyselösung auf der gegenüberliegenden Seite
einer semipermeable Eembran geführt wird. Tie den gelösten
Stoff enthaltende Dialyselösung entfernt Fremdstoffe aus dem im Gogenstromverfahren geförderten Blutstrom; dies geschieht
mit Hilfe eines Fremdstoffaustauschvorganges. Die den Fremdstoff enthaltende Dialyselösung wird aus dem Blutdialysator
abgeleitet und entfernt.
Jino Schwierigkeit bei Verwendung von Blutdialysatoren der
genannten Art besteht darin, daß bei den semipennöablen
Lembranen bisweilen Leckageverluste auftreten, was bedeutet,
r'aß Teile des Blutes das Patienten mit der abgeleiten Dialyselösung
verloren gehen. Da eine... einzelne Dialysebehandlung
beträchtliche Zaitf gamnssaii in stunden8 beansprucht, um
das Blut des Patienten von Iromdatoffen au reinigen, kann
οine wesentliche, bisweilen kritische Menge an Blut verloren
/jenen, wenn ein Leckageverlust an der llembran nicht rechtzeitig
aufgedeckt wird.
Da 'chemische Testverfahren zur Entdeckung von Blut in
uum Blutdialystor eine konstante Wartung durch Bedienungspersonal
e rf öl'dorn j, um bei auftretendem Leckage verlust das
Gerät abzustellen, wurden in dor Vergangenheit sogenannte
optische "Blutlockago-AnaeigQfieräte" entwickelt, um automatisch die Lichtundurchlässigkeit der aus dem Dialysatorgerät
ausströmenden TDialysalösung au "kontrollieren und
damit Blu-t in der Losung aufzuspüren» Optische Systeme de ■
10801t/02Si "bad original
3 _ 1622935
■bekannter] Art haben jedoch einige !Fachteile. Zunächst
arbeiten optische Systeme der -bekannten Ausführungsart nicht nit genügender Zonstanz, sind nicht genügend empfindsam
unc. mit genügender Meß genau! gke it ausgestattet, um mehr als einen Blutdialysator genau zu überwachen. In
Krankenhäusern, welche mit einer Anzahl von Blutdialysatoren
arbeiten, war es deshalb erforderlich, gleichzeitig dieselbe
Anzahl optischer Blutleckage-Anzeigegeräte einzusetzen, was natürlich zusätzliche Investitions- und Überwachungskosten
bedeutete. Die bekannten optischen Blutleckage-Anzeigegeräte waren außerdem äußerst empfindlich gegenüber Luftblasen in
der abgeleiteten Dialyselösung, was bedeutete, daß Öfters falsche, blutverlustanzeigende Bedingungen angegeben wurden,
welche durch luftblasen in der Dialyselösung verursacht wurden,"obwohl eine Blütleckage selbst nicht auftrat. Da
gewöhnlich am Ausgang des Blutdialysators mit einem geringen
Unterdrück gearbeitet wird, um die Leckage von Dialyselösung in das Blut des Patienten zu vermeiden und
um die Strömung des Blutes !zwischen eng im Abstand zueinander
angebrachten Paaren dünner, feemipermeabler Dialysemembranen
zu -erleichtern, treten des öfteren spontan sich
entwickelnde Luftblasen in der abgeleiteten Dialyselösung
auf und geben^dadurch die Anzeige eines «falschen" Blutleckage-Alarms
. Dadurch Worden"--das Bedienungspersonal und
der Patient selbst irregeföiirt, uras zu unangebrachter, bisweilen
sogar gefährliöl^rEorrekttir durch das Bedienungspersonal
führen kann," Die optischen Bauteile bekannter opti—
101 § 1ii / Ö22 S
1622935
scher Biutleckage-Änzeigesysteme können außerdem nicht
genügend untersucht, gereinigt, repariert und getrocknet werden. Die meisten Dialysator-Wasserzuführungssy-steme enthalten
sich niederschlagende Mineralstoffe und Korrosionsprodukte, welche sich auf den optischen Öffnungen niederschlagen,
mit welchen die Strömungskammer der abströmenden
Dialysatlösung von der Lichtquelle und von der atofühlenäoii
Photozelle getrennt wird. Die abgeführte Dialysatlösung kann auch sich niederschlagende Sedimente, organische Körperfremdstoffe
oder Blutablagerungen aus Dialysatorblutleckageverlusten aufweisen,- Die Temperaturänderung der Kammer für die
Lichtundurehlässigkeit zwischen einem sogenannten Leerlaufzustand
und dem wärmeren Dialysezustand bzw. dem heißeren Sterilisierungszustand kann eine Feuchtigkeitskondensation
an den optischen'Teilen der Anzeigevorrichtung für die Lichtunddurchlässigkeit
hervorrufen, sofern nicht der Raum auf der Seite der Lichtquelle und auf der abfühlenden Photozelle
genügend getrocknet wird. Darüberhinaus sind optische Anzeigegeräte für Blutleekage-Fehlerquellen oder falschen
Blutleckagealarm ausgesetzt, welche durch die Undurchlässigkeit von Blasen, durch verfälschende"Blasenreflektionen,
durch trübe Turbulenz oder durch schwankende Reflektionon
an der Wandfläche der Kammer ausgelöst wird. Reflektionen
an "der Kammerwand und an den optischen Teilen sowie trübe
Turbulenzen und Brechungserscheinunge werden durch die sich
ändernden Strömungsbedingungen verursacht. Die Ursachen sind
BAD
109611/0225 ..
auch in optischen Bahn- bzw. Projektionsatörungen zu sehen,
welche durch eine zu große Empfindlichkeit auf thermische Veränderungen, durch Veränderungen der Sinbauspannungen,
durch Vibration, durch mechanische Stöße, durch Druckschwankungen,
durch Turbulenz und durch BrechungsVeränderungen
ausgelöst werden. Bei der hohen optischen Leitungsfähigkoit
bzw. Empfindlichkeit welche für die optischen Blutleckagoanzeigegeräte
der genannten Art erforderlich, ist, wird
die Stabilität und die zur Verfügung stehende Empfindlichkeit bekannter optischer Blutleckageanzeigegeräte durch die genannten
Störquellen erheblich beeinträchtigt.
Lit optischen Anzeigegeräten der genannten Art war es auch nicht möglich, innerhalb großer Änderungen des Leitungswiderstandes
von Photozelle und Antriebslampe der Photozelle zu arbeiten, um die Abfühleinheit für die Lichtundurchlassigkeit
entweder nahe oder im Abstand von etwa 300 Metern zum übrigen Teil des Anzeigekreislaufes aufzubauen, was bei
einem Krankenhaus ein zentralisiertes Anzeige- und Steuerungs
system rjmöglichen würde.
Optische Blutanzeigegeräte der genannten Art haben außerdem jeweils nur einen geeichten Abführbereich für die Iiichtundurchläaeigkeit,
was in Kombination mit dem Mangel an Anzeigukonstanz
und jmpfindlichkeit bedeutet, daß keine Möglichkeit
besteht, denselben Blutdlalyaator in einem Dialysesystem
für mehrere Patienten oder in einem Dttyseeyetem für
100*11/0225
einen einzelnen Patienten wahlweise zu verwenden.
Optische Blutanzeigegeräte "bekannter Art sind außerdem
.nicht genügend widerstandsfähig gegenüber Leitungs-Spannungsveränderungen,
gegenüber normalen Lastwechseln im Abfühlkreis und gegenüber Stromkreisschwingungen, um eine genaue Stabilisierung
bzw. Konstanz und Genauigkeit unter extremen Veränderungen zu ermöglichen^ die Verwendungsfähigkeit optischer
Anzeigegeräte bekannter Ausführungsform ist insbesondere beeinträchtigt bei extremen Veränderungen bzw. Belastungen welche bei Verwendung starker Stromquellen oder
durch nicht kontrollierbare EinOfie ausgelöst werden.
Optische Anzeigegeräte für den Leckageverlust von Blut sind außerdem nicht einfach und wirksam genug aufgebaut
bzw. sind' mit besonderen Vorrichturgai/ersehen, um in das
Innere des Gerätes, zu gelangen. Anzeigegeräte bekannter Art waren bzw. sind bisweilen so abgedichtet, daß teuere
Bestandteile des Anzeige sys-terns zur Überholung dem Hersteller
zugesandt werden mußten oder sogar bei geringen Fehlern weggeworfen
werden mußten. Das brachte eine äußerst große Ausfallzeit
mit sich, insbesondere da optische Anzeigevorrichtungen für. Blutleckage oft aus vielen, bzw. mit Fehlern
arbeitenden, beispielsweise hervorgerufen durch Sichabweichungen oder andere Fehlerquellen, wie zerstörte Dichtungen für
das Licht und für das Medium. Bei Anzaigevorrichtungen der genannten Art wurden auch optische Teile durch Kondensation
oder duroh Ablagerungen der in der Lösung befindlichen
BAD OR
fdifti 1/4*2.1
stoffe getrübt. Optische Anzeigevorrichtungen hatten auch
keine Bezugs-Bhotozelie'als Kompensierung für Stromkreisschwankungenund
Lampenwiderstandsveränderungen, um verfälschenden Sinflüßen der "Heß-Photozelle f ür die Lichtundurchlässigkeit
gegenzuwirken, oder sie arbeiteten axt einer zweiten Bezugs- und Kompensierungsphotozelle, um die frische,
in den Dialysator einströmende Lösung abzufüllen, wobei gleich-.zeitig
die Lichtundurchlässigkeit bzw. lichtdurchlässigkeit der mit 3?remdstoffen verunreinigten Dialysatorlösung abgetastet
wurde. Da Dialyse-Patienten als Folge von Infektionen
desöfteren behandelt, werden müssen und da Dialyse-Patienten gegenüber Infektionen eine verringerte Widerstandskraft aufweisen,
bringt das Abfühlen der gereinigten, einströmenden Dialyselösung in ."Verbindung mit der ausströmenden, verunreinigten
Dialyselösung die verstärkte Gefahr von Kreuz-Infektionen, zwischen verschiedenen Patienten, welche mit
derselben Dialysatoranlage behandelt werden, insbesondere,
wenn sowohl die Einlauf- als auch Auslaß-Dialysatorabfülleinheiten
für die Lichtundurchlässigkeit für Reparaturzwecke oder für periodische Reinigungsarbeiten geöffnet werden mußten.
Bei diesem Arbeitsvorgang wird nämlich die sterile Einlaßleitung
des Dialysators .mit verunreinigten Dialysatorniederschlagen
der Ausgangsleitung verschmutzt bzw. infiziert,. Optische Anzeigevorrichtungen für Blutleckage be-"kannter
Ausführungsform konnten nicht leicht naöh Gebrauch
auseinandergenommen und transportiert werden, um die Anlage vollkommen zu sterilisieren.
'' ' ' BAD
10981
Optische Anzeigevorrichtungen der genannten, "bekannten"
Ausführungsform haben außerdem keine automatisch rückete11-
bare zeitlich begrenzt wirksame Alarm-Ausschaltvorrichtung
und ein dazu gesLgentes Steuerungssj^stem, um den !Bedienungsmann das Kontrollieren und Verstellen des Blutdialysators
während der Dialyse zu ermöglichen oder um nach einerr. Blut—
leckage-Alarm Korrekttiren vornehmen zu können, ohne dabei
unnötigerweise den Patienten zu beunruhigen oder zur riskieren, daß der Bediemmgsmann vergißt, das Anzeigegerät
wiederum einzuschalten, nachdem der Alarmzustand geklärt wurde.
Die normale Fülleinstellung für den Lichtundurchlässigkeits-Meßbereich
des Dialysators und die Verstellung der M^ßeichung bei optischen Anzeigegeräten für Blutleckage
bekannter Ausführungsform wirken außerdem in gegenseitiger
Abhängigkeit, so daß die Kück-Nullstellung des Meßbereiches
bei normalen Anzeigegeräten vor jeder Behandlung Fehler auf dem vollen "Sichbereich hervorriefen.
Mit der vorliegenden Erfindung soll deshalb eine Abführvorrichtung
für die Lichtundurchlässigkeit eines Mediums geschaffen
werden, welche mit Blutdialysatoren verwendbar ist
und die obenerwähnten Nachteile nicht aufweist. Desweiteren soll ein System geschaffen werden, welches auf anderen G-ebieten
gleichfalls eingesetzt werden kann, wo eine suver-
lässire, staDils, empf in al ic he und genaue ATafülilung der
Lichten'urchlässiirkeit "bzw. Lichtdurchlässigkeit des Mediuins
orwünsclit ist.
BAD ORIGINAL
109811/0226
- ίο -
Figur 1 ist eine Seitenansicht im Querschnitt einer Ausführungsform
der Anzeigevorrichtung für die Lichtundurchlässigkeit von Flüssigkeit nach der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine äußere Perspektivansicht der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung.
Figur 3 ist ein elektrischer Stromkreis im Blockdiagramm zur Betätigung der in Figur 1-2 dargestellten Vorrichtung.
Figur 4 ist ein detailiertes SSromkreisschaltbild für die
eingeregelten Spannungsquellen 206 und 204 nach Figur 3·
Figur 5 ist eine detailiertere Stromkreisansicht für
die eingeregelte, konstante Stromquelle 218 nach Figur 3·
Figur 6 ist ein ausführlicher dargestellte Stromkreisansicht der auf Blasen ansprechenden Zeitverzögerung 228.
Figur 7 ist eine ausführlicher dargestellte Stromkreisansicht
für die manuelle, sich selbst' rückstellende Alarmabschaltung 224 nach Figur 3.
Figur 8 ist eine ausführlicher dargestellte Schaltansicht
für die Schutzschaltung bzw. den Schutzstromkreis 211 nach Figur 3 für den überboreich.
109811/022$
Die vorliegende Erfindung stellt ein leicht zu v/artendes,
im Fels kalibrierbares, äußerst stabiles und sehr empfindliches Abfühl- und Alarmsystem für die Anzeige der Lichtundurchlässigkeit
dar, welches insbesondere für die Auslaßleitung eines Blutdialysators geeignet ist, um Blut des Patienten
in der aus dem Blutdialysator ausströmenden Lösung aufzuzeigen.
Die Vorrichtung weist a) ein Paar langlebiger Photozellen mit lichtelektrischem-"Widerstand auf, von welchen eine als
elektrische und optische Bezugs-Photozelle für die Abweichungskompensierung Verwendung findet t während die andere Photozelle
als Abfühl-Photozelle für die Lichtundurchlässigkeitsänderungen des Mediums bzw. der Flüssigkeit eingesetzt wird,
b) eine Vorrichtung zur Herstellung bzw. zur Gewährleistung
einer blasenfreien, Strömungsbahn, frei von fluktuierenden Brechungen, in welcher ein Lichtstrahl von einer stabilisierten
Lichtquelle in Längsrichtung zur Abfühl-Photozelle für die Lichtundurchlässigkeitsveränderungen ausgestrahlt
wird, und c) einen sehr stabilen, leicht einstellbaren, sich selbst regelnden und ausgleichenden, elektrischen Stromkreis,
welcher durch die automatisch die Abweichung kompensierende Differentialimpedanz der zwei Photozellen betätigt wird, um
Veränderungen in der Lichtundurchlässigkeit.bzw. in der Durchlässigkeit
der abgefüllten Flüssigkeit aufzuzeigen und um einen Alarmkreis bzw. um eine Alarmschaltung auszulösen,
ohne dabei jedoch durch normale SpannurigsSchwankungen in
der Leitung, durch normale G-lühfadenwiderstandsänderungen
10dd11/Q22'6 BAD ORSQiMAL
der Photozellen-Antriebslampe, durch normale, geringe Ter.rperatur-Stromkreisänderuiigen
oder durch normale Veränderungen der angrenzenden Bauteile beeinflusst zu werden..
Bei'Verwendung zweier, einander gleicher, elektro-optisch
wirkender, äußerst empfindlicher Photozellen mit lichtelektiischem
Widerstand, welche in einem symmetrischen, fehlerausschließenden Stromkreis für eine nicht verstärkte, durch
Differentialimpedanz gesteuerte Spannung angeordnet sind,
bzw. einem Stromkreisausgang, werden in der Tat elektrische Stromkreisveränderungen bzw. Fehler, welche ein solches
Ableseergebnis zeitigen könnten, vermieden. !Durch 'Siiisats
langlebiger Bauelemente für den Abfühlkreis, welche mit geringer Stromzufuhr arbeiten, wird auf wirksame V/cise
jeglicher Einfluß störender Art auf das Ivießsystem auf ein
äußerstes Minimum reduziert. Bei Verwendung einer länglichen, gegenüber Reflektion mittels Leitbleeheii abgesicherten
und blasenfreien Strömungsbahn für die Abfüllvorrichtung
der Lichtundurchlässigkeit wird die 'inpfinclichkeit
und Stabilität und darüberhinaus die Genauigkeit auf wirksame- Weise gewährleistet. Dies wird dadurch ermöglicht,
daß der Abfühlbereich eine stabilere unc ΐ>:χΐ
größerer Empfindlichkeit arbeitende Licht- im ei. Plussigkoitsbahn
aufweist, innerhalb welcher Veränderung durch opt is ehe Bre chungs ers cheinungen, Bre climigs ers ehe iin
durch Strömungsturbulenz ausgeschieden, -l.h. v
werden, wodurch gleichzeitig eine längere Bahn für >"i
1098 1 1/022 S
&AD
- 13 -
Flüssigkeit und für das Licht geschaffen wurde, innerhalb
welcher geringere Wechsel der Lichtdurchlässigkeit "bzw. der Lichtundurchlässigkeit "bereits aufgezeigt werden können.
Die AlDfülilvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
weist einen lichtundurchlässigen, starren, gegen Korrosion
widerstandsfähigen, sowohl gegen !Temperatur als auch gegen Stoß v/iderstandsfähigen, länglichen und röhrenförmigen Körper
auf, -lessen Oberseite bzw. obere Wandung vom Flüssigkeitseinlaß
zum Flüssigkeitsauslaß nach oben schräg verläuft. Da der Einlaß überhalb der Lichtstrahl-Bahn für die Abfüllvorrichtung
angeordnet ist kann bei der vorliegenden Vorrichtung Luft in dem eingeleiten Medium zur Oberseite
des röhrenförmigen Körpers aufsteigen und in Richtung des Auslaßea weiterwandern, ohne dabei durch den Lichtstrahl
der Abführvorrichtung selbst hindurchzutreten. Die Geschwindigkeit des strömenden Mediums bzw. der Flüssigkeit
und die Querschnittsdimensionen sind zueinander proportioniert,
um die Flüssigkeit innerhalb des 3<trahlenbündels der Abfüllvorrichtung
im wesentlichen frei von großen Luftblasen zu halten; dies geschieht innerhalb aller G-eschwindigkeitsbereiohe
Ma3 zur Maximalgeschwindigkeit. Desweiteren ist der
bei tibors einreiben des Meßbereiches wirksame Atemkreislauf
mit einer auf Luftblasen ansprechenden Zeitverzögerungsachaltung
versehen, mit welcher kurze BlasßnzÜge durch den
Liohtatrahl hinritirohlaufon könn&nj ohne daß dabei das Alarm«
sys torn btja?oitB ausgelöst wirä* M© Liahtquöllo iefe an oin&m
Ende das röhrenförmigen Körpers befestigt, während die Ahfühlphotozelle
für die Lieht-Undurehlässigkeit "bzw. Lichtdur
ehläs si gke it an der gegenüberliegenden Seite des röhren-
t förmigen Körpers angeordnet ist. Sin Lichtstrahl aus der
Lichtquelle wird durch flache oder linsenähnliche, starre, helle, gegenüber der Dialyselösung und gegenüber Temperatur
widerstandsfähige, durchsichtige? optische Fenster hindurchgelassen,
welche im "Verlaufe der Beschreibung als optische Öffnungen bezeichnet werden. Diese sind gegenüber den gegenüberliegenden
Enden der röhrenförmigen. Strömungsbahn abgedichtet. Das Lichtbündel wird weiter durch im Innern angebrachte,
optische und zur Lichtführung dienende Öffnungen den Leitblechen geleitet. Diese Iseifrbleche sind lichtundurchlässig,
reflektionsfrei, dienen zur Führung des Lichtstrahles, d.h» grenzen diesen ein und blockieren Luftblasen-
und Wandreflektionen, welche sonst die Stabilität und Genauigkeit
der Meßanzeige beeinträchtigen würden. Die Lichtquelle, die Außenflächen der optischen Öffnungen, die Abfühl-
und die Bezugs-Photosellen des Ausgleich-Stromkreises sind innerhalb lichtdicht und hermetisch abgeschlossener,
jedoch leicht ]zu öffnender Kammern angeordnet, welche selbsttrocknend
undtfrei von Feuchtigkeit sind. In Kammern der
genannten Ausiführuugsfornt kann kein Licht eintreten, noch
Icami iteuohtig^aitsggelaclene Luft eine Kondensation auf den
optische» -Säiien witeenö der thermiaoften
^Heäiws octes1 der ©ngrasgssjaään j0
'"Esmev äieeeaj Amsflllaningsfosm ^ia?ä- άίϋ
ßÄD
Genauigkeit des Anzeigegerätes für- die Liclitdurchlässigkeit
bzw. Lichtundurehlässigkeit von Flüssigkeiten.gewährleistet.
Bei der im Verlaufe der Beschreibung dargestellten Ausführungsform
der Erfindung wurde eine Empfindlichkeit von
wenigstens einem Volumteil Blut pro 1 Million Volumteilen in einer Dialyselösung durch Meßanzeige erzielt. Dabei war
eine Meßstabilität von 16Stunden erreicht worde-n, was eine
Abweichung von plus oder minus 2 Volumteilen Blut pro 1 Million Volumteilen Dialyselösung entspricht. Eine Abweichung
pro Woche von weniger als plus oder minus 5 Volumteilen Blut pro 1 Million Volumteilen Dialyselösung wurde
auch erzielt.
In Figur 1 und 2 der Zeichnungen ist eine Aus-führungsform
der Anzeigevorrichtung für die Lichtundurehlässigkeit nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung
weist einen in einem Gehäuse 12 mittels Streben 14 und 16 befestigten Körper 10 auf. Der Fühler-Körper 10 besteht
aus einem röhrenförmigen Körper 18, welcher im Querschnitt trapezförmige G-estalt aufweist. Der Körper ist mit trapezförmig
aufeinanderzulauf enden Seitenwänden und mit einer
geneigten Oberseite versehen, -^ine Einlaßöffnung 20 für die
Flüssigkeit befindet sich am unteren Ende der oberen Seite bzw. der oberen Y/aiidung des röhrenförmigen Körpers 18 und
ist mit einer Einlaßleitung 22 in Verbindung. Eine Auslaß-
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öffnung 24 ist am oberen .ind.e der oberen Wand vorgesehen
und stent mit einer Auslaßleitun£ 26 in Verbindung. Zwei
Ablaßöffnungen 28 und 30 sind an den gegenüberliegenden
jinden der Unterseite angeordnet und stehen mit den Abzweigungen
einer Y-Leitung 32 in Verbindung. Zwei an der Innenseite des röhrenförmigen Körpers "angebrachte, feste
und reflektionsfreie Licht-Leitbleche 34 und 36 sind je
mit starr vorgesehenen, genau im Abstand zueinander angebrachten und in Längsrichtung zueinander ausgerichteten,
scharfkantigen Öffnungen 38 und 40 versahen, welche roflektionsfrei
sind und als optische Führung denen. "3ic
reflektionsfreien Licht- und Flüssigkeitslaitbleche 34 und 36 dienen zur Reduzierung nachteiliger Lichtreflektionen
von Wand und Luftblasen und gewährleisten einen Strömungsdurchgang in dem röhrenförmigen Körper 15 entlang
des in Längsrichtung ausgerichteten Lichtstrahles. Das Leitblech 34 erstreckt sich nicht bis zur Unterseite des röhrenförmigen
Körpers 18, so daß Medium bzw. Flüssigkeit nicht zwischen den Leitblechen eingefangen wird, wenn das Medium
durch 'die .Auslade 28 und 30 während des Abschaltens oder
während des periodischen Heinigens bzw. LOmeuerns der optischen
Öffnungen abgeleitet wird. Die starren, links und rechts angeordneten Endwände 42 und 44 des röhrenförmigen Körpers
18 sind mit hohlen, an der Außenseite mit Gewinde versehenen
oder auf andere Weise starr befestigten, nach außen sich
erstreckenden und die Flüssigkeit zurückhaltenden Stützen
109811/Ö22S
46 und 48 versehen« Die optischen Öffnungen 50 und 52 sind
entfernbar und unter Abdichttmg am Außenende jeweils der
Stützen "bzw. Streben 46 ,und 48 angeordnet. Die Abdichtung
geschieht mit gegenüber chemischer Behandlung Widerstands—
fähigen und gegenüber Temperatur widerstandsfähigen, ringförmigen
Abdichtungsringen 55 und 56 und mittels ringförmiger,
zusamiaeiiürückbarer Polsterringe 54 und 57 von geringem Reibungsbeiwsrt,
und ferner durch feste Befestigungsbüchsen
bzw. Bünde 58 und 60, welche auf die Streben 46 und 48 auf
herkömmliche Weise aufgeschraubt oder auf andere Weise, jedoch lösbar aufgesetzt sind. Die auf herkömmliche Weise wieder
lösbaren und festen Bünde 58 und 60 sind mit scharkantigen, optisohon öffnungen 62 und 64 versehen, welche miteinander
und mit den dazwischenliegendem, schai&antigen Öffnungen 38
und 40 fluchten.
Die starre, an der linken SeiteIbefindliche Wand 42 ist I
i -
mit einer schnell lösbaren, starre^, lichtdichten, optischen
Kammer 80 versehen. Diese ist frei; von Feuchtigkeit und mittels eines Abdichtungsringes 66 und Bolzen 68 hermetisch
an- der Wand 42 angeschlossen. Eine Btromkreisgesteuerte Kiotozelle-Antriebslampe 82 iot fest und entfernbar an der
Wand der Kammer 80 gegenüber der optischen öffnung 82
zentriert angeordnet, so daß ein Iiiohtstrom von der Lampe
82 axial ausgerichtet durch die op.tißohon Öffnungen und
optischen Durchgänge 62, 50, 38» 40, 52 und 64 in dieser
109011/0228 BAD ORIGINAL
Reihenfolge hindurchgehen kann. Die obere Wand der Kammer 80 ist mit einer Verlängerung 84 in Form einer s'tarren,
lichtundurchlässigen, röhrenförmigen und gegenüber Luft und Licht abgesicherten optischen Öffnung versehen und
mit zwei flachen, lichtdurchlässigen, optischen öffnungen 86 und 87 in Form von Lichtblenden, welche als neutrale
Dichtefilter wirken und luftdicht abgeschlossen sind. Die optischen Öffnungen 86 und 87 sind durch einen abnehmbaren,
ringförmigen Abdichtungsring 88 und durch einen strömungsfreien Druckring 90 von niederem Eeibungsbeiwert abnehmbar
befestigt. Der Druckring bzw. Dämpfungsring 90 befindet
sich zwischen der Verlängerung 84 und einem Befestigungsbund 92, welcher auf das obere Ende der Verlängerung 84
lösbar aufgeschraubt oder auf andere Weise aufgesetzt ist. Am Bund 92 ist starr, wieder abnehmbar und unter Abdichtung
eine Photozelle 94 mit lichtelektrischem Widerstand befestigt.
Diese ist axial mit dem Lichtstrahl aus der Lampe 82 ausgerichtet*
Optische Blenden, neutrale Dichtefilter oder Öffnungen können zwisohpn den Öffnungen 86 und 87 bei Bedarf ange-
■■I
ordnet werden^ um die Unterschiede in der Länge der Lieht-
ordnet werden^ um die Unterschiede in der Länge der Lieht-
■ji
bahnen zu den; Photozellen 94 und 102 auszugleichen und um
bahnen zu den; Photozellen 94 und 102 auszugleichen und um
normale Pertigungatoleranzan der einzelnen Bauteile zu egalisieren. Eine Verklemm- bzw. verriegelbare Verstellvorrichtung
92 ist mit einem Drehkopf ausgestattet und. am Bund 92 drehbar oder auf andere weise verstellbar angeordnet. Die
Verstellvorrichtung "bzw» der Veretell^Örper 93 kann in die
dey Ausgleichs- und Bezugaphotozelle 9Q einge-
schoben bzw. aus der Liehthahn herausgezogen werden, wenn notwendigerweise der Impedanzdifferenz-Ausgleich für einen
Meß-lullwert zur Anzeige der Lichtundurchlässigkeit-bzw.
Liehtdurchlässigkeit eingestellt werden soll. Auf diese Weise wird ein leichtbe dienbares, Aus^eich-Steuerungssystem
geschaffen, welches einen schnellen Nullabgleich der ziemlich große Systemunterschiede ermöglicht, welche von asymetrischer
Ablagerung "bzw. von gradueller, jedoch beständiger Abdeckung der optischen Öffnungen im Lichtstrahl bedingt sind. Der
der Untersuchung zugängliche untere Teil der Kammer 80 ist mit einer beträchtlichen Menge eines sofort austauschbaren,
aktiven und nicht klebenden Exsicoatoicfüllmittels aufgefüllt,
beispielsweise mit einer grob granulierten Siliciumoxyä-G-elmasse,
in welcher ein die Sättigung anzeigender Farbindikator vorhanden ist, um zuverlässig ]?euehtigkeitskondensation
während der Wärmeschwankungen anzuzeigen, im 3?alle daß die hermetischen Abdichtungen eine gewisse Leckageaufweisen
oder daß feuchtigkeit nach der periodischen Inspektion
bzw. nach der Beinigung eingefangen wurde. Die an der reehteii Seite befindliche Wand 44 ist mit einer
lichtundurehlässigen, entfernbaren und gegenüber Licht abgeschlossenen
Kammer 100 versehen, welche mittels eines Abdichtungsringes
70 und mittels Bolzen 72 hermetisch und wieder abnehmbar an der Wand 44 befestigt ist. Sine photoelektrische
Zelle 102 mit lichtelektrischem Widerstand ist fest tmd entfernbar an der Kammerwand gegenüber der scharfkantigen, optischen Öffnung 64 angeordnet und axial mit dieser.
1/Ö22S
in Fluchtung. Der zigängliche und zu inspizierende, untere
Bereich, der Kammer 100 ist mit einer "beträchtlichen Liengo
eines schnell wieder herausnehmbaren, aktiven, nicht klebrigen Exsiccatorfüllmitteis aufgefüllt, beispielsweise mit
einem grob granuliertem Siliciumoxyd-Gelmittel, welches
einen die Sättigung anzeigenden Farbindikator aufweist, um zuverlässig die Feuchtigkeitskondensation während dor
Wärmeschwankung aufzuzeigen, falls die hermetischen Abdichtungen leichte Leckageverluste aufweisen oder falls
Feuchtigkeit innerhalb der Kammer eingefangen wurde nachdem diese inspiziert.bzw. gereinigt wurde.
Licht von der sogenannten Antriebs- bzw. Photozellensendelampe
82 gerät in einem Strahl direkt zur Photozelle 94 und direkt durch die Kammer 18 hindurch; das Licht verläuft
dabei von links nach rechts durch die Kammer 18 und zur Photozelle 102. Die optischen Öffnungen 62, 38, 4-ö
und 64 sind in der dargestellten Richtung messerscharf gekantet, um variable, fälschende Lichtreflektionen zu
vermeiden. Um unechte bzw.. verfälschende, weitere Lichtreflektionen zu verhindern, welche die Wirkungsweise bzw.
das Ansprechen der Abfühl-Photozelle 102 "beeinträchtigen,
sind im genau bemessenen Abstand zu einander angeordnete Leitbleche 34 und-36 für das Licht entlang der Lichtbündelbalin
innerhalb der Kammer 18 für das Medium vorgesehen. Die Iiicht-Leitbleche 34 und 36 enden unterhalb der oberen
Wandung des röhrenförmigen Körpers 18, so daß aufsteigende
8AD
1Q9611/Ö22S
Luftbläschen innerhalb des durch den Einlaß des eintretenden Mediums entlang der oberen Wand wandern können,
wenn sie von der Einlaßöffnung 20 zur Auslaßöffnung 24
geraten, ohne dabei den Lichtstrahl zu beeinträchtigen, welcher durch die Antiiteflektions-Leitbleche und durch die
optischen Öffnungen durchgeleitet wird. Zusätzliche, scharfkantige optische Öffnungen 82, 83, 85 und 87 sind im Zusammenhang
mit den optischen öffnungen vorgesehen, um die Auswirkung verfälschender, innerer Reflektionen zwischen
der Oberfläche jeweils jeder optischen Öffnung zu verringern uni um weitere Wandroflexe auszuschalten. Um den
gewünschten Widerstand gegenüber Korrosion, gegenüber Druck,
gegen thermische Verwitterung, und gegenüber sogenannte thermische Hitzestöße zu erzielen, muß der Verwendung besonderer
Materialien besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden
flache, polierte, Hartglasscheiben al3 optische Öffnungen verwendet, ferner Abdichtungen aus Fluoro-Elastomeren und
ein starres, besonders gegenüber Korrosion widerstandsfähiges
Metall, wie der nicht rostende Stahl Nummer 316, welcher insbesondere für die intensiv korrodierende pialyselösung
geeignet ist.
- BAD ORIGiNAt.
109911/0226
Die in Pig. 3 veranschaulichte stabile, selbstregelnde, selbstkompensierende symmetrische elektrische Schaltung für
die in Pig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen, umfasst einen
Wechselspannungs-Regeltransformator 200, der einen sekundären Abwärtstransformator 202 mit Mittelanzapfung betätigt, der
seinerseits zwei sehr stabile, präzisionsgeregelte Wechselspannungsgeber 204 und 206 betätigt, die als Ausgangsgrö'sse
gleiche und einander entgegengeseizte Spannungen um die Mittelanzapfung
des Transformators 202 liefern. Widerstandsphotozellen 94 und 102 mit langer Lebensdauer und hohem Ansprechvermögen
sind init den symmetrischen gleichen und entgegengesetzten
Ausgangsspannungen der Spannungsgeber 204 bzw. 206 sowie
mit einem Widerstand 208 verbunden, der eine veränderliche Mess-Peinnulleinstellungs-Anzapfung aufweist und die anderen
Enden der Photozellen in Reihe miteinander verbindet. Ein Anzeige-Messrelais 210 mit hohem Anspreohvermögen und hoher
Impedanz und verstellbaren Über- und Unterbereioha-Alarmeinsteilungen
iat mit der Mittelanzapfung des Transformators sowie mit einem Wählschalter 212 mit drei oder mehr Schaltatellungen
für den gesamten Atispreohbereioh über einem von
mehreren Eiohwiderständen wie 214 uad 216 verbunden, und von
dort mit der Mass-Peinnulleinstellungsaneapfung des Widerstandes
208. Ein schalterbetätigter Eichwiderstand-Nebensohluss- und
EiohprUf-Endauaschlagsatromkreia 219 und 217 iat parallel mit
der oelbatkompQusierenden Bezugiphotozello 94 gesahaltet, um
Bohnelle Betriebs- und Eiohprüfungen des Instrumente während
1098H/023S
seines Betriebes zu. ermöglichen. Der gemeinsame Kontakt des
Wählschalters 212 ist mit der verstellbaren Mess-Peinnulleinstellungs-Anzapfung
des Widerstandes 208 verbunden, so dass
das Anzeige-Messrelais 210 nur den durch die Änderung der Lichtundurchlässigkeit hervorgerufenen Unterschied der Ausgangsgrössen
der Bezugsphotozelle und der Messphotozelle anzeigte
Ein präzisionsgeregelter hochstabiler Netzanschluss 218 mit konstantem Strom ist mit dem■Transformator 202 verbunden, um
die Betätigungslampe 82 für die Photozellen mit Strom zu versorgen
und diesen Ström zu stabilisieren. Ein Messrelais-Alarmstromkreis
mit Unterbereichs- und Überbereichs-Einstellungen, der betätigt wird, wenn ein verstellbarer, bestimmter Unterbereichs-
oder üb erbereiehs-Alarmeinstellpunkt erreicht wird,
umfasst eine Tochtersehaltvorrichtung 222, die über einen Alarmanlagen-Bereitschaftsausschalter 221 mit der Netzspannung
verbunden ist, der einen auf Luftblasen ansprechenden Zeitverzögerungsstromkreis
228 betätigt, der seinerseits eine automatische Sicherheitsrückstellsehaltung 224 betätigt, die ihrerseits
die Alarmschaltung 220 betätigt.
Um die hohe Stabilität und das hohe Ansprechvermögen zu
erzielen, die für die in Fig. 3 gezeigte Schä-tung erforderlich
ist, um die Vorteile der potentiellen Präzision der in den Hg.
1 und 2 gezeigten Vorrichtung voll auszunutzen, müssen die 'Bestandteile der in Pig. 3 gezeigten Schaltung gewisse Voraussetzungen
erfüllen. Der Spannungsregeltransformator 200 sollte
100011/022S
in der Lage sein, seine Ausgangsspannung bei SpannungsSchwankungen
des Stromnetzes von + oder - 20 $ um den Sollwert auf einen
Wert von + oder - 1 # oder weniger zu stabilisieren, um die
Verwendung von wirkungsvolleren anschliessenden Grleichstromreglern
in den Spannungsgebern 204, 206 und 218 zu ermöglichen, deren Spannung und Strom geregelt sind. Die erhaltenen geregelten
Ausgangsgrössen der spannungs- und stromgeregelten Spannungsgeber
204, 206 und 218 sollten vorzugsweise so geregelt sein,
dass sie auf + oder - 0,02 f* oder weniger stabilisiert sind,
und zwar unter den ungünstigsten Bedingungen, d.h., den ungünstigsten Kombinationen zwischen den Ijaständerungen bei
vollbelastetem Messgerät und vollbelasteter Photozelle des Geräts und Spannungs Schwankungen von + oder — 20 ?S um. die
Sollnetzspannung. Die Hiederspannungs-Gleichstrommessvorrichtung
210 sollte vorzugsweise einen hohen Spulenwiderstand, wie z.B. 5000 0hm oder mehr, und eine hohe Ansprechempfindlichkeit,
wie z.B. 100 000 0hm pro Volt, zusammen mit einer Spulen-Spannband
auf hängung für minimale Reibungs-flysterisisfehler
und für die Immunität gegenüber Überbereichs-Überlastungsansteuerungen
aufy/eisen, die bei übermässigen Änderungen der
Lichtundurchlässigkeit infolge schwerer Blutverluste, bei Einschaltung und Abschaltung des Flüssigkeitsstromes und
bei bestimmten Einstellungs- und Aufrechterhaitungsvorgängen.
auftreten können. Die Photozellen 94 und 102 sollten vorzugsweise grossflächige Oadmiumsulfid-Widerstandsphotozellen. der linearen
Art mit hoher Streuung, geringer Sättigungsimpedanz, niederem
BAD ORIGINAL
109811/022$
Temperaturkosffizienten sein, die verhältnismäasig geringe
Blaulicht- und Infrarotstrahlung-Ansprechempfindlichkeiten haben. Die Betätigungslampe 82 für die Photozellen sollte
vorzugsweise eine lampe mit geringem Stromverbrauch, sehr langer Lebensdauer, geringer Spannung und stabiler Emission
sein, beispielsweise eine unter der USA-Typenbezeiohnung 755
bekannte lampe, über einer Sollspannung von 6,3 Volt eine Solllobensdauer von 50 000 Stunden hat, und sollte eine ausreichende
Emissionsstärke haben, um die Widerstandsphotozellen
94- und 102 auf die gewünschte Impedanz anzustrahlen, beispielsweise
auf 10 000 Ohm, die nötig ist, um gleichzeitig in einem
im wesentlichen linearen Ansprechbereich der Photozelle zu
arbeiten, unerwünschte Erwärmung der Photazelle zu vermeiden
und eine ausreichend geringe Steuerimpedanz für das Messgerät 210 und cliü Gtesamtbereichseichwiderstände 214 und 216 hervorzurufen,
sodass ein im wesentlichen lineares Opazitäts-Mes3ansproohen
für das Ansprechen auf Opazitätaänderungen auf reori bemalten wird. "Die Betätigungalampe 82 für die
Photozol Um sollte vorzugsweise mit einor geringeren Spannung
als mit der von dom Hersteller angegebenen Sollspannung betrieben
worden, beispielsweise mit einor Spannung, die 80 $ der von
dem H-ix-ntellor angegebenen Sollspannung beträgt, um die Blaulicht-.uj;
j truhlumj verhältni:3mä3si-2; zu verringern und dadurch
dj.-j Uno UtbiLitfitaeffukte zu verringern, die auf durch die
rJrübu.; - n-.-r ;'jmf:ijn-irion Fluaai^kuib .hervorgerufene Otiaaitätama.ik.
„'.-.a-; und Xrul jrun>; d^r 3LrfihlGnbrtichun^. beruhen. Der
BAD ORIGINS.
109811/022S
Betrieb der Lampe 82 bei derartig verringerten Spannungen
dient auch dazu, die Lebensdauer der Lampe zu verlängern und damit auch die Eichstabilitäten entsprechend zu verlängern.
Der Nullpunktkompensationswiderstand 208 mit veränderlicher
Anzapfung, der die beiden Widerstandsphotozellen 94 und 102 miteinander verbindet, sollte einen Widerstandswert haben,
der 10 $ des normalen Widerstandes der Photozellen nicht
üb erschautet, beispielsweise 1000 0hm, und zwar sowohl für
eine gute Feinnulleinstellung und die Erhaltung einer guten Ansprechempfindliohkeit der Kiotozellen. Unter Verwendung
eines Messgerätes 210 von einer derartig hohen Messspulenimpedanz, können die Gesamtbereichs-Eiohwiderstände 214 und
216 für den Ansprechempfindlichkeitsbereich, hohe Widerstandswerte
haben, wie z.B. 25 000 0hm oder mehr, wodurch der Xasteffekt
der Messvorrichtung 210 auf dl» Differenz-Impedanz-Ausgangsleitungen
der Wideratandsphotozellen verringert wird, was seinerseits Fehler von Lastän&erungen an den 0pannungsgeregelten
Spannungsgebern 204 und 206 verringert und die Stabilität des
Ansprechens der Photozellen und Linearität der Messung verbessert.
In der in Hg, 3 gezeigten Schaltung sind Verstärker zwischen den Ihotozellen und der Anzeigemessvorrichtung vermieden
und der Opazitäts-Mess-ffullabgleich wird bei einer
Verstellung des Abgreifpunkts des Widerstandes 208 erhalten, der genau der Nullspannung entspricht. Dadurch wird in wirksamer
Weioe eine Weofcaβ!wirkung zwischen der Qpazitäts-Mess-Nullab-
109811/O22S
-27 - 1822995
gleichung und der Gresamtbereichs-Eieheinstellung an dem Opazitäts-Hess-Nullpunkt verhindert und die vereinfachte
und freie Verwendung mehrerer Bereichseichwiderstände wie z.B. der Widerstände 214 und 216 ermöglicht.
Während die Ziele der in Fig. 3 gezeigten Schaltung hinsichtlich der Stabilität, Ansprechempfindliohkeit und
Genauigkeit erreicht werden" können, wie zuvor "beschrieben, erfordern die weiteren Ziele der vorliegenden Erfindung hinsichtlich
einer sehr langen Lebensdauer, einer sehr hohen Zuverlässigkeit, einer schnellen, leichten und billigen
Überprüfung, einer schnellen und leichten Fehlerfindung,
einer schnellen und leichten Wartung und Instandsetzungsmöglichkeit, einer schnellen und leichten und auf ein
Mindestmass verringerten Eichung, einer geringen Ausfallzeit, einer Immunität gegenüber dem Ausfall einzelner Bestandteile,
der langsamen Eichdrift, und der praktischen, periodisch vorzunehmenden präventiven Wartung Schaltungsbestandteile,
die die Erreichung all dieser Ziele gleichzeitig und vorzugsweise in einer wirtschaftlichen und im wesentlichen gedrängten Bauweise
ermöglichen. Die gegenwärtig bevorzugten besonderen Schaltungseinzelheiten und -Teile, die die Erreichung all
dieser Ziele gleichzeitig "ermöglichen, sind in den Fig. 4 bis dargestellt«, Unter Bezugnahme auf Fig. 4 weisij die gegenwärtig
bevorzugte Schaltung für zwei Spannungsgeber 204 und 206, die auf Abweichungen von + oder - 0,02 $ stabilisiert sind,
Gleichrichterdioden 230, 232» 234 und 236 mit langer lebensdauer
BAD ORIOINAL
und geringem Vorwärtsabfall auf, beispielsweise Dioden mit der USA-Typenbezeichnung 1 Ή 2864 A, um in Verbindung mit
dem "-Hai te merkmal der 'Anzeige schaltung die Vermeidung von.
Ladungsstoss-Anschaltwiderständen für Kondensatoren zu ermöglichen,
wodurch die Kompensatorwelligkeit verringert und die Regelung verbessert wird. Ferner weist die Schaltung
Weiligkeitsintegrierkompensatoren 240 und 242 mit langer
lebensdauer und hoher Kapazität, beispielsweise 500 Mikrofarad, für die Integrierung der Welligkeit des zweiweggleichgerichteten
Ausgangswertes der Gleichrichterdioden 230, 232, 234 und 236,
die mit dem Transformator 202 verbunden sind, der beispielsvfeise
einen Ausgangswert von 36 Volt/eff. bei Mittelabzapfung hat. ·
Ferner umfasst die Schaltung einen Kondensatorentladewiderstand 238 von langer Lebensdauer, mit einem Widerstandswert von beispielsweise
5000 Ohm, für die schnelle Entladung der Kondensatoren 24Ο und 242 in den Fällen, in denen der "Haltestromkreis"
der Opazitätsmessanlage aus irgendeinem Grund abgeschaltet wird. Dadurch wird die Spule der Messvorrichtung
210 vor ubermässigen Überlastungen aufgrund von Abschalt-Einsohwingvorgangen
geschützt. Ferner wird dadurch das Wartungspersonal vor Bränden und Kondensatorexplosionen geschützt, die
auftreten könnten, wenn einer der beiden Kondensatoren 240 oder 242 während der Wartung zufällig kurzgeschlossen wird. Ferner
weist die Schaltung Spannungsabfallwiderstände 244 und 246 mit
langer Lebensdauer für die ersten Kaskaden-Regelstufen mit einem
eAD
109811/022S
'Jiderstandsv/ert von "beispielsweise 500 Ohm auf, um den gewünschtsn
Strom, "bei dem gewünschten Spannungsabfall den ersten Kaskadenregelstufen zuzuführen, die aus Zener-Dioden-Heglern
248 und 250 bestehen. Ferner weist die Schaltung
Zener-Diöden Spannungsregler 248 und 250 der ersten Kaskadenregelstufen
mit langer Lebensdauer auf, mit geeigneter Nebenschluss
streuung (shunting-dissipation) bei veränderlichem
Strom, geringer dynamischen Impedanz und geeigneter Regelspannun^abemessung,
beispielsweise Lawinen-Regeldiaden mit einer Streuung von 1 Watt, 12 Volt und einem dynamischen
Impodanz-,7ort von 24 Ohm, durch die ein hoher Grad der Welligkeitsverringerung
der ersten Stufe und der Regelstabilisierung erzielt wird. Ferner weist die Schaltung zuverlässige Spannungsabfallv/iderstände
252 und 254 der zweiten Kaskadenregelstufen mit lanrer Lebensdauer auf, beispielsweise mit einem Widerstandswert
von 500 Ohm, mit denen der gewünschte Strom bei dem gewünschten Spannungsabfall den Zener-Dioden-Spannungsreglern
256 und 258 der zweiten Kaskadenstufen zugeführt wird. Ferner weist die Schaltung zuverlässige Zener-Dioden-Spannungsregler
256 unü 258 der zweiten Kaskadenstufen mit langer Lebensdauer auf, die eine geeignete Strom-Nebenschlussstreuung, geringe
dynamische Impedanz und eine geeignete Regelspannungsbemessung
haben, beispielsweise Lawinen-Regeldiodon mit einer Streuung
vuri 1 V/-ittf 6 Volt und einem dynamischen Impedanzwert von 9 Ohm,
urn Ίοη hohen Endgrud dor Spannun^oregelstabiiität zu den
Piioto:;·-· i Len cj4 und 102 zu orziolon, wiu z.B. eine Wetz- und
109811/0225
Lastregelstabilität von + oder - O,02 $.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf Pig. 5 weist die ausführlich dargestellte und "beschriebene Schaltung für einen
konstanten Stromgeber 218 mit einer Stabilisierung von + oder - 0,02 $ langlebige, zuverlässige Stromgleichriohterdioden
und 262 mit geringem Vorwärtsabfall auf, beispielsweise Dioden mit der Typenbezeichnung 1 Ή 2864 A mit hohen Stromstossfähigkeiten,
um in Verbindung mit dem "Haitemerkmal" der
Anzeigeschaltung die Vermeidung von Kondensatoranschalt-Ladestosswiderständen
zu ermöglichen, wodurch die Kondensatorwelligkeit verringert und die Regelung verbessert wird, Perner weist
die in Pig. 5 gezeigte Schaltung einen zuverlässigen, langlebigen, welligkeitsintegrierenden Kondensator 268 mit hoher
Kapazität auf, beispielsweise einer Kapazität von 500 Mikrofarad, der dazu dient, die Welligkeit des zweiweggleichgeriehteten
Ausgangswertes der Grloichrichterdioden 260 und 262 zu integrieren,
die mit dem Transformator 202 verbunden sind, der beispielsweise eine Ausgangsspannung von 36 Volt/eff. bei Mittelabzäpfung
aufweist. Perner umfasst die Schaltung der Pig. 5 einen zuverlässigen} langlebigen Kondenaator-Entladungswiderstand 264,
beispielsweise mit einem Widerstandswert von 2500 0hm, um den Kondensator 268 schnell zu entladen, falls der Haltestromkreis
der Opazitätsmessanlage aus irgendeinem Grund abgeschaltet wird. !Dadurch wird die Messvorrichtung 210 vor längeren Abschalt-Ein
Schwingvorgänge η geschützt und das Wartungspersonal
BAD ORIGINAL
aas
1822995
vor zufälligen Bränden und Kondensatorexplosionen geschützt, die auftreten könnten, wenn der Kondensator 268 zufällig
während der Wartung kurzgeschlossen wird. Ferner weist die in Hg. 5 gezeigte Schaltung einen zuverlässigen, langlebigen
stromanzeigenden Negativspannungs-Bezugsregler auf, der "beispielsweise
auf + oder - 0,02 $ stabilisiert ist und aus Widerständen 270 und 278 Und Zener-Dioden 274 und 282 "besteht
und dem. Negativspannungsregler gemäss Pig. 4 im. Prinzip ähnlich,
oder sogar identisch mit diesem ist, der aus den Widerständen 246 und 254 und den Zener-Dioden 250 und 258 besteht. Ferner
weist die in Fig. 5 gezeigte Schaltung einen zuverlässigen, langlebigen Steuerstrom-Positivspannungs-Bezugsregler mit einer
Stabilität von beispielsweise + oder - 0,02 fo auf, der aus
Widerständen 272 und 285 und Zener-Dioden 276 und 284 besteht und dem Positivspannungsregler gemäss Figo4 oder sogar in
allen Gesichtspunkten gleich ist, der aus den Widerständen
244 und 252 und den Zener-Dioden 248 und 256 besteht„
Ferner weist die in Fig» 5 gezeigte Schaltung einen langlebigen, zuverlässigen Positiv-Bezugsspannungs-Folgetransistor
288 mit hohem Sleichstrom-lTerstärkungsfaktor auf, beispielsweise
einen unter der Typenbezeichnung NPN-type 2 N 1308 bekannten
Transistor, der der stabilen positiven Bezugsspannung der Bezugsspannungsregel-Zener-Diode 284 folgt, um einen ähnlichen
stabilen Spannungsabfall durch den stabilen Widerstand 286 herzustellen und dadurch ein in hohem G-rad stabilen entsprechenden
Kollektorstrom in dem Transistor 288 herzustellen, der als ein
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ausserordentlich konstanter Steueransehaltstrom für Transistoren
300 und 302 wirkt. Ferner weist die in Pig. 5 gezeigte Schaltung einen langlebigen, zuverlässigen, in hohem Masse stabilen
Widerstand 286 auf, der einen Widerstandswert von beispielsweise 50 000 Ohm hat und in Verbindung mit dem· Transistor 288 und
der Zener-Diode 284 aufgrund seines konstanten Widerstandes
und des Spannungsabfalls einen in hohem Hasse konstanten Ansehaltstrom von dem Kollektor des Transistors 288 zu dem
Transistor 300 einstellt. Ferner weist die in. 'Kg. 5 gezeigte
Schaltung einen zuverlässigen, langlebigen Kondensator 290 mit geringer Ableitung für die Umgehung von Einschwingvorgängen
auf, beispielsweise einen Kondensator mit einer Kapazität von 0,1 Mikrofarad, der dazu dient, die Stromregelung der Schaltung
zu stabilisieren, indem Einschwingvorgänge in dem Erreger-Gleichstrom
zu dem Transistor 300 umgangen werden. Ferner weist die in Fig. .5 gezeigte Schaltung einen zuverlässigen und langlebigen
Bezugsunterschied-Impedanzverringerungs-PNP-Erreger-Transistor
3OO mit hohem G-leichstromverstärkungsgrad auf, beispielsweise
einen Transistor mit der Typenbezeichnung 2 N 1309, der dazu dient, den gemessenen Bezugsunterschiedsstrom der Basis-zu-Emitter-Impedanz
eines Lampenstromregeltransistors 302 mit veränderlicher Impedanz anzupassen. Ferner weist die in Fig» 5 gezeigte Schaltung
einen zuverlässigen, langlebigen Spannungsunterschieds-Fühl-PNP-Transistor
292 mit hohem Gleichstromverstärkungswert und hoher Eingangaimpedanz auf, beispielsweise einen Transistor mit
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der Typenbeseichnung 2 IT 1309, der den Spannungsurrtersoliied
zwischen der in hohem Masse stabilen negativen Bezugsspannung
durch die Bezugsspannungs-Zener-Diode 282 und dem durch den Lampenstrοm hervorgerufenen Spannungsabfall durch einen Lampenstromfühlwiderstand
308, dessen Widerstandswert ausserordentlich stabil ist, fühlt, und der demzufolge den erforderlichen Teil
des in hohem Masse stabilisierten konstanten Steuer-Aaschaltstroms
von dem Kollektor des Transistors 288 zu der Basis des Transistors 300 ableitet, so dass automatisch ein konstanter
Spannungsabfall und dadurch ein konstanter Lampenstrom durch
den Stromwiderstand 308 mit stabilem Widers tandswert aufrechterhalten
wird.
!Ferner v/eist die in Pig. 5 gezeigte Schaltung einen zuverläijfjigen,
langlebigen V/ider3tand 298- für den Schutz der
Basin vor überlasungserregung auf, der beispielsweise ein
Widerstandswert von 1000 Ohm hat und dazu dient, den Transistor
292 vor B.'isis-Järregungs Überlastungen während des Einschal tens
una Au33chal1iöns und unter anderen normalen Ein3chwingvor-
£;änjen zu schützen, Ferner weist die in Fig. 5 gezeigte Schaltung
oin Notjivvsrk für die Umgehung von Einachwingvorgängen auf,
das aus 'luta V/iderstand 296 und dem Kondensator 294 besteht,
Mio b iiüoieluv/eiae ein«η iViderstandswort von 1000 0^m bzw. eine
Kapazität von 0,1 LÜkrοfarad aufweisen und dazu dienen, Ein-
gv;^ und V/oohüelströme bei der Basisorrdgung deo
ij tora 2j2 isu um^ihen. Ferner v/oio t clic Schultung einen
iun.jlübl.^nn 3panrmni3sabfaLl-3tromwiderstattd 30b
1-09811 /Q22S
mit hoher Warmeableitung auf, der beispielsweise einen Widerstaridswert
von 20 Ohm hat und dazu dient, den Stromfühlwiderstand
308 während Einschalt-Einschwingvorgängen oder während
'Ausfällen der Schaltung zu schützen, bei denen der Lampenstromregeltransistor
302 einen unzureichenden Spannungsabfall von dem Emitter zu dem Kollektor aufweist. Der Widerstand 306
dient ferner dazu, den Betrag des normalen Spannungsabfalls durch die Transistoren 300 und 302 und den Betrag der in den
Transistoren 300 und 302 verbrauchten Energie zu verringern. Die Schaltung gemäss Fig. 5 weist ferner einen zuverlässigen
und langlebigen PHP-Transistor 302 mit hohem Gleichstromverstärkungswert
und hohem Stromverbrauch auf, beispielsweise einen Transistor mit der Typenbezeichnung 2ΪΓ2869, der der
Führung des apannungsvergleichenden Transistors 292 folgend als eine veränderliche Spannungsabfallimpedanz dient, um
den genauen Betrag des Spannungsabfalls zu absorbieren, so dass der Strom zu der die Photozellen betätigenden Lampe
konstant bleibt. Ferner weist die Spannung einen zuverlässigen langlebigen Widerstand 3.03 mit einem Widerstandswert von beispielsweise
100 Ohm auf, der dazu dient, den grössten Teil des Stroms zu der die Photozellen betätigenden Lampe zu führen
und dadurch den Transistor 302 von der Augabe zu entlasten, so viel Energie au verbrauchen, und dadurch dessen Lebensdauer
zu verlängern und seine Innigkeit zur Aufnahme von Einschwingvorgön&en
und Überlastungen zu erhöhen. Sohliesslich v/eist
diq'iri Fig. 5 geaeite Schaltung einen zuverlässigen und langlebigen
VA:« v, .- BAD OWQlNAL
Präzisions-Stromfühlwiderstand 308 mit geringem Temperaturkoeffizienten
auf, der einen Widerstandswert hat,der erforderlich ist, um den geregelten Strompegel zu der die Photozellen
betätigenden lampe 82 einzustellen, so dass die Photozellen 94 und 102 zur Erzielung des gewünschten Impedanzgrades
angestrahlt werden» Beispielsweise könnte der Widerstand
308 einen Widerstandswert von 55 Ohm, einen geringen Temperaturkoeffizienten von 20 Teilen pro Million pro ß-rad Temperaturänderung,
und eine Stabilität von + oder - 0,02 $ haben.
Um geringe Wartung, hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer,
Immunität gegenüber Kurzschluss der Ausgangsgrössen der geregelten Spannungs- und Stromgeber 2Q4-» 206 und 218 und
Immunität gegenüber Ausfällen von Einzelteilen, sollte der
Netzspannungsregeltransformator 200 ein Transformator mit Selbstschutz sein, der automatisch seine Ausgangsspannung
auf einen sicheren selbstschützenden Pegel senkt, falls ein
Schaltungsbestandteil in einem abhängigen Stromkreis ausfällt, so dass er den Transformator 200 über seine normale Strombemessung
überlastet, was andererseits absichtlich für kleine Überschreitungen der Stromleistung von beispielsweise 15.Watt
vorgesehen ist. Der Transformator 202 sollte mit genügendem Stromverbrauch und Stromleistungen gewählt werden, sodass
Ausfälle in den Strom- bzw. Spannungsgebern.zurück gu dem
selbstschützenden Transformator 200 reflektiert werden, ohne den Transformator 202 zu beschädigen, wodurch der Transformafor
200 veranlasst wird, seine Ausgangsspannung zu senken, um sowohl
109811/022fi
dass unbefugte Personen sich an diesen Betätigungseinrichtungen
zu schaffen machen. Wie es aus der gegenwärtig bevorzugten elektrischen Schaltung hervorgeht, sind alle Schaltungsparameter, dia für eine schnelle Wartung erforderlich sind,
messbare Spannungen oder Widerstandswerte, um die Prüfung und Wartung mit einfachen hochempfindlichen Voltmetern und
Ohmmetern au erleichtern. Dort, wo die Regelspannungsstabilitäten
über die Ansprechempfindlichkeit oder Genauigkeit derartiger einfacher Voltmeter und Ohmmeter hinausgeht, ist
die Schaltung so ausgelegt, dass, wenn alle genauen Sollspannungen und Sollv/iderstände vorliegen, die genauen Schaltungsstabilitäten
ebenfalls vorliegen sollten. Da3 Tochterschaltaggregat für den Überboreich3einstellpunkt sollte vorzugsweise ein Feststoffteil
sein, dass ein eingeschlossenes Relais mit hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer und Unterdrückung des
Kontaktbogens· zwischen Widerstand und Kondensator sein,
um die Zuverlässigkeit des Alarmstromlcrοi3es zu erhöhen, das
Messrelais 210 sollte vorzugsweise ein optisches Messrelais sein, um die lebensdauer für das Fühlen des Überbereichs-Alarmeinatellpunkts
zu erhöhen, da die Einstellpunkte für gewöhnlich die am wenigsten verlässlichen Merkmale anderer
Messrelaia wi-j z.B. elektrischer Kontaktmessrelais sind.
Die Stromrogelschultung gemäso Fig. 5 kann auch mit
entgegengesetzter Polurität ausgeführt werden, indem die
Klemmonpolaritäten der Dioden unter Verwendung von PWP-Transistoren
BA!--' νi- .--J-u-
die Transformatoren 200 und 202 als auch die Spannungsund Stromgeber 204, 206 und 218 zu schützen und dadurch die
Möglichkeit von Kettenausfällen in diesen zu verringern. Alle Widerstands-Stromverbrauchswerte, Zener-Dioden-Stromverbrauchswerte,
GleichrichterDioden-Stromleistungen, Photozellen-
Stromverbrauchswer te, Kondensatorspannungen, Transistorspannungen, Transistor-Stromverbrauchswerte, Nebenschlussdioden-Stromleistungen,
Schaltkontakt-Stromleistungen und Spulen-Verbrauchswerte der. in diesen optischen Blutdetektor-Opazitätsänderungs-
und Überbereichs-Alarmstromkreise verwendeten
Einzelteile sollten in sehr konservativer Weise mit ausreichendem.
Stromverbrauch und ausreichender Spannungsverminderung verwendet
werden, um zu gewährleisten, dass das Einschalten, das Ausschalten und andere normale Einschwingvorgänge nicht den
Ausfall von Einzelteilen hervorrufen können und Ausfälle anderer
Bestandteile nicht einen kettenartigen Ausfall dieses Einzelteils hervorrufen können. Ferner wird durch diese Verminderung
die Lebensdauer der Bestandteile erhöht, Temperaturdrifts verringert, die Änderung der Eigenschaften der Bestandteile
aufgrund von Altersversohlechterungen verringert, Ausfallzeiten verringert und praktische Präventivwartungsprogramme erleichtert.
Alle Betätigungsvorrichtungen für die Widerstandseichung und' den Opazitäts-Mullabgleich sollten schnell zugänglich sein aber
dabei eingelassen und mit einer Verstellsperrung versehen sein, um eine maximale Stabilität zu gewährleisten und zu verhindern,
1 0 9 8 1 1 / 0 2 2 S
anstelle der in Pig. 5 gezeigten NPN-Transistoren und unter
Verwendung von NPN-Transistoren anstelle der in Mg. 5 ge-• zeigten PNP-TraiELstoren umgekehrt werden.
Die auf luftblasen ansprechende Zeitverzögerungsschaltung
kann sowohl einfach als auch zuverlässig sein, wie «in S1Ig.
gezeigt. Die Verzögerungsleitung umfasst lediglich einen normalerweise offenen duroh eine Heizvorrichtung betätigten
Schalterkontakt 312, der nur dann geschlossen wird, wenn ein zeitverzögerndes, durch Wider standserwärmung erwärmtes
Birnetall-Betatigungselement 310 ausreichend erwärmt worden
ist. Durch Auswahl des genauen Erwärmuttgawiderstandes des
Heizelements und des Bimetall-Betätigungselementes kann diese Verzögerungssohaltung eine geeignete Verzögerung im Bereich
zwischen wenigen Sekunden und wenigen Minuten hervorrufen. Bei der gegenwärtig "bevorzugten Schaltung ist eine Zeitverzögerung
im Bereioh von 5 Sekunden als zufriedenstellend erachtet worden. Grössere Strömungskammern und längere Strömungswege können längere Verzögerungszeitspannen erfordern.
Da Zeitverzögerungsvorrichtungen dieser Art die Neigung haben, die öffnung des -Schalters 312 zu verlangsamen uncjf'dadurch die
Bogenbildung und das Verbrennen seiner Kontakte zu erhöhen, ist es wünschenswert, die lebensdauer des Schalters 312 mit
einem Widerstands-Kapazitäts-Bogenunterdrüokungs-Netzwerk 318,
bzw. 316 zu verlängern, wenn die Alarmsohaltungslast 220
induktiv ist. Der Kondensator 316 sollte ausreichende Kapazitäten haben, um alle induktive Laatenergle des Alarmstromkraiaes
BAD
10li1t/Q22S
zu speichern, so dass eine Spannung "besteht, die gering genug
ist, um die unerwünschte Bogenbildung an den Kontakten der Schalter 312 zu verhindern« Der Widerstand 318 sollte einen
ausreichend hohen Widerstandswert haben, so dass die Kontakte des Schalters 312 durch die Entladung des Kondensators 316 "bei
schnell wiederholter Schliessung des Schalters 312 nicht überlastet werden, und der Widerstandswert des Widerstandes 318
muss auch hoch genug sein, um zu verhindern, dass die We&selstromstreuung
durch das die Bogenbildung unierdrückende Widerstands-Kondensator-Netzwerk
318-316 die Alarmvorrichtung "betätigt. Die RC-Zeitkonstante der Bogenunterdrückungssehaltung
318-316 sollte kleiner gehalten werden, als die L-E-Zeitkonstante
der induktiven Alarmschaltung, so dass die induktive Antriebsenergie
der Alarmschaltung in wirkungsvoller Weise durch die Unterdrückerschaltung 318-316 absorbiert werden kann, um die
Beschädigung der Kontakte durch Bogenbildung so gering wie möglich zu haltenβ Da es die gleichzeitige Erfüllung der Bedingungen
hinsichtlich der Zeitkonstanten und der Widerstandswerte erfordern mag, als Kompromisslösung einen kleineren
Kapazitätswert"für den Kondensator 316 und einen grösseren
KontaktrSpannungs-irennwert für den Schalter 312-zu verwenden,
sollte die Lastinduktanz der Alarmvorrichtung gering gehalten
warden und die. Spannungsbemessung des Kondensators 316 muss
dabei hoch gehalten warden, so dass der Kondensator die notwendige induktive Energie ohne ein Durchschlagen des Dielektrikums
109811/0225
des Kondensators speichern kann.
Die gegenwärtig "bevorzugte Sicherheitsschaltung 224 gemäss
Pig. 7, die sich selbst zurückstellt und vorübergehend die Alarmauslösung verhindert, umfasst einen Schalter 32Of der
die vorübergehende Abschaltung einleitet, und ein zuverlässiges, langlebiges, vorzugsweise schnellwirkendes einpoliges Umschaltkontaktrelais,
bei dem die Lebensdauer der Kontakte vorzugsweise durch Widerstands-Kondensator-Bogenunterdrückungsschaltungen
verlängert ist, die. im Prinzip der in Pig. 6 gezeigten Schaltung für den luftblasen-Zeitverzögerungsschalter 312
ähnlich ist. Der Einleitschalter 320 erregt bei vorübergehender Schließung die Relaisspule 321, die dann die normalerweise geschlossenen
Kontakte der Relaisschaltkontakte 322 öffnet, um die Alarmschaltung 220 abzustellen, und schließt ferner die normalerweise offenen Kontakte der Helaisschaltkontakte 322, um die .Relaisspule
321 elektrisch zu sperren und dadurch die Alarmschaltung solange abgestellt zu halten, wie das Überbereichs-Alarmsignal
von dem Meßrelais 210 anhält. Sobald dieser Alarmzustand vorübergehend unterbrochen wird, trennt das Tochteraggregat 222 die
Stromzufuhr zu dem normalerweise offenen Sperrkontakt der Helaisschaltkontakte 322 für die vorübergehende Abstellung des Alarm-Stromkreises",
die Relaisspule 321 wird entregt, und-die normalerweise
geschlossenen Kontakte 322 werden wieder geschlossen, um die Alarmschaltung 220 wieder anzustellen, unter der Steuerung
des Alarmstromabschaltschalters 226, des Messrelais-Tochter-
BAD ORiQlNAL 109811/0225
schal ta^regats 222 und der auf Luftblasen ansprechenden
Zoitvara.ügerungs schaltung 224.
Die Liessspule des Relais 210 muss gegen Überlastungen geschützt
werden, die bei schwerwiegenden Überbereichs-Opazitätsänderungen, Einschalt- und Ausschalteinschwingvorgängen, Eichverstellungen
unci Y/artungsvorgängen auftreten können, die durchgeführt werden,
während das "Halte"-Schaltungsstabilisierungsmerkmal wirkt. Die einfache bipolare Überstrom-Nebenschlussschaltung 211
£omass Ας. 7 umfasst zwei Germanium-Instrumenten-Dioden mit
noh'jr 3tr or;: leistung und niedrigem Vorwärtsabfall, die mit
onx.jo;jor.t';o setz ten Polaritäten parallel geschaltet sind, bei-
;jpifj !.sv/'iißu Dioden mit "dor Typenbezeichnung 1 N 91.
"IJr:, aie Onazittitaanzoigoschaltung betriebszuverlässiger
ia ä'iU Sinn zu rarichen, dass Die automatisch den Überbereichs-
• Jj-.π.;: IrovAzvuia be? tätigt, wenn schwerwiegende Fehler oder
Auoi.';i L.1 ·,· t}i}V Bou tuncl toilo auftreten, die normalerv/eise bei
jiri'iR. ;;i'jh^ran Pr.üventiv-Wartun^sprogramm nicht ausgetauscht
worden ;;iad, so Lite das Meuurolais 210 i'orner mit einem zweiten
Al urin«1 in» L u.U. pun kl versehen rjein, der bei umgekehrten odox%
j...·,cs.' -■ ι.. iirjv:.ii<.l".a fluvl liu^imdon Oijuzitjitsanzeigen. auf dor
unt'ji· .·. jx'rria-Lf-ja Ί·>;ι/Λ Lii büücjito iXo-n Moo;jriul.lpunkta Alarm auslösen.
Lii; .,f.. 1 Ί'.χι '/·>η Ausfall b'ulrohlon. TciLc, die diu Alarmvorrichtung
niet*·-" iji· Uiti.jon, .,!'; «;,JJ. nie üio Photo:;ull.üii bo tliti^ondo lampe
{j2, 'ix.- f)ptif3cnuri Üffnunxjen und die A!l.armtichaltuntjBrolu.ia mit
bf}f::''ntii'':>-ii(lnri Koa l.rtktfsn uollLua nchnol 1 auuv/^chtiuLbar soJii, um
109 811/0225
die Ausfallzeit des Gerätes in dringenden IUllen abzukürzen,
und sollten periodiscli in einem sicheren periodischen Wartungsprogramm
ausgeweßhselt werden, um eine höchstmögliche Zuverlässigkeit des Gerätes zu gewährleisten.
Die oben beschriebene Anlage kann von dem Hersteller
eingestellt, an Ort und Stelle geeicht werden und wirkt wie folgt:
Bei der ursprünglichen Herstellung wählt der Hersteller den Widerstandswert des Widerstands 308, der den Lamp ens tr oni
regelt, um die Lichtstärke der die Photozellen betätigenden Lampe auf das genaue Mass zu stabilisieren, und wählt eine
optische Öffnung, Maske oder einen Filter mit neutraler Dichte für die Einführung in den Lichtstrahlweg zu der Bezugsphotozolle
94 in Verbindung mit der optischen Öffnung 86, um unausgeglichene Lichtstrahlwege auszugleichen und normale
Herstellungstoleranzen der Bestandteile des optischen Opazitätsänderungsdetektor3
auszugleichen. Die am Einsatzort des Geräts
vorgenommene Eichung, der Betrieb des Geräts und seine Wartung sollten normalerweise keine weiter Veränderung dieser von
dem Hersteller vorgenommenen Einstellungen erfordern. Das aus einem Dialysator normalerweise ausströmende Medium wird durch
das Teil 18 von der Einlassöffnung 20 zu der Auslassöffnung 24 geschickt. Das AtEfM-usamedium hat eine normale Lichtundurchlässigkeit
von einem im wesentlichen konstanten Wert oder von
BAD 109811/0225
einem Wert, der sich von. lag zu lag oder von einem Dialysevorgang
zu dem nächsten änderto Der im gesamten Messbereich
umfassende Wählerschalter 212 für den Ansprechempfindlichkextsbereieh
wird geschlossen, um einen Überwachungsstromkreis durch den entsprechenden, vorzugsweise empfindlichsten Eichwiderstand
für den gesamten Anspre chemp findlichkeitsla er eich, wie z.B. den Widerstand 214- und 216, zu schliessen. Die Feinmess-Hullahgleich-Abzapfung
des Widerstandes 208 wird zunächst zentriert, so^.dann wird die zuvor zentrierte Roh-Nullabgleichschraube
93 verstellt, um den Betrag des zu der Photozelle gelangenden Lichts zu ändern und dadurch die Impedanz der Photozelle
94 zu ändern, bis das Messrelais 210 annähernd eine Opazitätsänderung von Null anzeigt«, Sodann wird die 3?ein~
Nulleinstellungs-Abzapfung des Widerstandes 208 eingestellt,
um den genauen Nullabgleich des M°ssrelr>is 210 zu erhalten.
Nunmehr ist die Anlage für die normale Betriebsopazität des
durch das Teil 18 geschickten Mediums auf Null abgeglichen. Diese Art und Weise des Nullabgleichs der Messvorrichtung für
eine normale Lichtundurchlässigkeit des Mediums kann schnell zu Beginn jedes Betriebslaufes vorgenommen werden, ohne dadurch
die voreingestellten Eichungen der Gesamtbereichs-Ansprechempfindlichkeit-Eich-
und Prüfwiderstände 214, 216 und 219
zu stören, und kann schnell durch ungelerntes Personal durchgeführt
werden, da das Endergebnis, d„h„, eine Nullablesung des Anzeigemessgerätes ohne weiteres festgestellt werden kann
und da die Einstellung keine besonderen V/erkzeuge oder Instrumente
• erfordert. Die Gesamtbereichs-Ansprechempfindlichkeits-Eichwiderstände
214 oder 216 können ohne weiteres am Einsatzort des Gerätes"
10981 1/022-5 bad original
geeicht werden, indem das Dialysat, das die für den Endausschlag
des Messgerätes erforderliche Blutmenge enthält, durch das Teil 18 geschickt wird, bis der Ablesewert des Messinstruments
sich auf einem stabilen Höchstwert befindet, und dann der entsprechende Eichwiderstand 214 oder 216 für einen genauen
Gesamtbereichsablesewert eingestellt wird.
BAD
109811/0226
- 45 - · k "
Wenn diese Gesamtbereiehs-Ansprachempfindliehlceitsbereieheichungen
erst einmal eingestellt und gesperrt sind, sind sie in hohem Maße stabil und "brauchen nicht mehr geändert
oclsr häufig überprüft au werden, es sei. denn, Patienten
mit weitgehend verschiedenen Blut-Opazitäten werden mit
üemsülben G-erät behandelt. Nachdem die smpfindlichkeitsbereiehwiderstände
214 und 216 für den Sndausscjilag geeicht wor,Ien sind, wobei ein Dialysat mit der entsprechenden
Blutmenge durch das Seil 18 strömt, sollte dann ein normales ausfließendes Dialysat ohne Blutverunreinigung
in stabiler Y/eise wieder hergestellt werden, woraufhin
der Schalter 217 geschlossen gehalten und d@r Sndausschlagsuncl
iiich-PrUfungswiderstand 219 für den ISndausschlag eingestellt
worden kann, während der Schalter 212 auf den empfindlichsten
Anspreohempfindlichlceitsbereich eingestellt
wir α. nachdem dies vorgenommen worden ist, ist diese Eichung
solange stabil, bis die Schaltung erheblich altert oder bis
die Uichwidarstände 214 odor 216 neu geeicht werden müssen.
.jer vor/{fieichte Widerstand 219 kann jederzeit durch den
Schalter 217 vorübergehend in Hebenschluß au der Schaltung
^obracht woruon, wenn die Bedienungsperson vermutet, daß
-iio Schaltung nicht genau arbeitet oder daß womöglich ;Jernaii'J.
an rtiö ^Lohv/i'leretUnd« 214 oder 216 gestoßen iat.
"iann Λα ^enamto Anlage in Ordnung ist, v/ird die genano
Frliiuii",iulaf3.oviUJ· fxlu -ior erwartete Auriachlafi tiuf flor Meßvcrr'1
\:JrrL.iri# 21 υ b'iübacHtet. So-'Uuin werden rtio Üborbereicha-Alarfru;
Ί.πί;β11ραηκΙ;β ίοο MoßroiaiH für diu t f;;uriuuen oberen
Ua- r.i-i "ΉΙ rU".inzviiivKi.! üiritiotstollt, an .'Union der Alansia-iiü1'
.-· . n. \f *, ι ,i f,i.j. που. )dv οίχϊΓί) Tiii/irOniJun^iiWur b «ollfce
r-:ar\:... ·<:χΐ hi-'/au (I -/Or. HlubUrUuii pro LiLLi υη T»-"ilan --ton ^ __
a 10 9 811/02 2 S ßAD
.46- fB 22 995
durch das Teil 18 strömenden Dialysatausflußes entsprechen,
die eine Korrektur durch das Bedienungspersonal erf ordert t beispielsweise 10 Teile Blut pro Million in dem
Dialysatausfluß. Der untere Grenzwert sollte demjenigen Betrag
der Yerringerung der lichtundurchlässigkeit des Dialysats
entsprachen, der toleriert werden kann, ohne einen neuen Nullabgleich des Opazitäts-Meßinstrumentes 210 mit der Feinnulleinstellungs-Abzapfung
des Widerstandes 208 erforderlich zu machen. Die verstellbaren Widerstände 214 und 216 haben
verschiedene Widerstandswerte, um eine Auswahl von Gesamtbereiehs-Meßempfindlichkeitsbereichen
zu· ermöglichen. Die Widerstandswerte der Widerstände 214 und 216 betragen bei-
- spielsweiect 50 000 bzw. 250 000 0hm um Gesamtbereichs-Anspreehampfindlichkeitsbereiche
für beispielsweise 50 Teile Blut bzw. 200 Teile Blut pro Million in dem Dialysatausfluß
zu ermöglichen. Wenn ein Blutverlust auftritt, der
die bestimmten Alarmainstellpunkte überschreitet, wird die Alarmschaltung 220 nach einer angemessenen Verzögerung durch
die auf die Luftblasenbildung ansprechende Zeitverzögorungsschaltung
228 ausgelöst. Die Zeitverzögerungssehaltung 228 verzögert die Auslösung des Alarmsignales für einige Sekunden
um zu gewährleisten, daß die Gegenwart kurzer Folgen von luftblasen oder andere vorübergehende Störungen des Mediums
nicht den Alarm auslösen. Nachdem ein Alarm ausgelöst worden ist, kann die automatische Sieherheitsrückstellschaltung
224 aur vorttbergehmcten Alarraabs te llung betätigt
BAD
109811/022S
1122995
werden, um die Alarmschaltung 220 abzustellen, während die
Korrektur vorgenommen wird. Sobald der Alarmzustand "beendet
*orden ist, wirkt die automatische Rückstellung und stellt
uie Alarmschaltung 220 automatisch wieder an, so daß sie bei Auftreten neuer Alarmzustände ansprechen kann»
Wenn gerade kein Dialysevorgang stattfindet, können die
Schalter 212 und 226 geöffnet werden, um die Meßspule und"
das Meßstrom-Schalt-Tochteraggregat und die damit verbundenen
Alarmschaltungen auszuschalten, um die Auslösung von !Pehlal-arm zu verhindern und die !Lebensdauer dieser !Teile
zu verlängern. Gleichzeitig werden jedoch die langlebigen trittempf indiichen Bestandteile der Öpazitäts-Anderungs-Meßsehaltung
eingeschaltet und stabilisiert gehalten und befinden sich in Bereitschaft für eine ,. „©rtige Einschaltung
und den sofortigen Öebrauch der gesamten optischen
Opazitäts-Xnderungs-Detektoranlage nach kurzfristiger Ansetzung ohne weitere Yorbereitung.
Wenn die optischen Öffnung 50 und 52 für eine preventive Wartung entfernt werden müssen und wenn korrosionsfordernder
Oialysatausfluß aus der Strömungskammer 18 entfernt werden
muß, kann das Medium in dem Teil 18 durch die Leitung 32 aus ■laufen.
Die hier beispielsweise angeführten Parameter für die
Schaltungsbestandteile stellen eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform einer differenzierten Schaltung dar. die
109811/0225 bad
- 48 die Erfordernisse der Grundschaltung gemäß Figur 3 erfüllt.
Es wird angenommen, daß die Erfindung aus der obigen Beschreibung
der gegenwärtig "bevorzugten veranschaulichten Ausführungsform
der jljrfindung klar hervorgeht. Änderungen der ISinzelheiten der- Ausbildung können vorgenommen werden, ohne
deswegen den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, und demzufolge soll die Erfindung in keiner Weise durch die
vorgehende Beschreibung begrenzt sein und den beigefügten
Patentansprüchen soll die weitestmö'gliche Auslegung gegeben werden, die die verwendeten Ausdrücke und Bezeichnungen zulassen.
Patentansprüchen soll die weitestmö'gliche Auslegung gegeben werden, die die verwendeten Ausdrücke und Bezeichnungen zulassen.
10 9 8 11/0225
Claims (10)
1. AnzoitrovorrichtHng für den Lichtundurchlässiglceits-
rra- ij.!..xos Llodiiuns mit einer Lichtquollo und einer im. Abatan.i
vor. dor Lichtquelle angeordnetem, anfühlenden Photozollo,
:1a-{·.iroh gekennzeichnet, daß eine längliche "Strömuiigsbahn
i'fir oars Medimn zwischen der Lichtquelle und der Photezoll!
i-.ngoor Inot ist, daß das Medium begrenzende, optische
üxTiiUii/'fjn £5ο angeordnet uind, daß Licht von der Lichtquelle
durch .\io Strömungsbahn zur Photozello gelangen kann, daß
•jjno li'jzugo-pholiozollü im Abn band von. dur Lichtquelle an-
CMf-v "i>:\ i£j-|;, und daß eine auf den aLfforential-lmpedanzann.er
beiden Photozellcm anaprochende Vorrichtung vor-
Ci'-! \.ti\,t uui V/oohnol im ijIchtundur-ohläaaigkeihEigrafl das
:: .<! SKrüui\iii;;ubahn π ich bnwogen'Um Mediiunu anzuaoigen.
109811/0225
Fotentonwö!»· Dipl.-infl· Martin Licht« Dipi.-Wirtich.-!n(j. ΑκβΙ Hanimann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann
I MÖNCHEN 7, THEREtIENITRASSI Il · Telefon■ »1202 · Teiegramm-Adre<»i Upalll/MCnefcsm
Bayer. Vereintbank München, Zweigt!. Oikor-von-Mfller-ltlng, Klo.-Nr. ItJ «5 · Po>lich«iKonloi MOncjiin Nr. !ÖS »7
OppeiMucr SSroi PATENTANWALT DB. REINHOLD SCHMSDT
RAD
2. AnzeigeVorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsbahn aus einem röhrenförmigen Körper (18) "besteht, an welchem eine Sinlaßöffnung (20)
und eine Auslaßöffnung (24) vorgesehen sind, daß eine obere Wandung des röhrenförmigen Körpers vom 3inlaß (20) schräg
nach oben zum Auslaß (24) verläuft, und daß lösbare und unter Abdichtung befestigbare Vorrichtungen in Form optischer
Öffmangen (50, 52) an den gegenüberliegenden JL'nden
des röhrenförmigen Körpers (18) angeordnet sind.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Innenseite des röhrenförmigen Körpers angeordnete, reflektionsfreie und die Strömung führende
leitbleche (34, 36, 38, 40) vorgesehen sind, daß die Leitbleche quer zum röhrenförmigen Körper und in diesen ausgerichtet
sind, daß die leitbleche offene, die Strömung des Mediums führende und zur optischen Führung des Lichtstrahles
dienende Öffnungen aufweisen, daß die Öffnungen in Fluchtung
mit den das Medium begrenzenden, optischen Öffnungen stehen,
daß die oberen Kanten dor .leitbleche unterhalb der oberen
Wandung des röhrenförmigen Körpers so enden, daß die Innenfläche der oberen Wandung vom .UnIaB (20) sum Auslaß (24)
frei liegt, um Luftblasen im durch den -,'inlaß (20) einströmenden
Medium so zum Auslaß (24) strömen zu lassen, daß 3ie nicht ilio Strömung des Mediums, welche mit dom Lichtstrahl
fluchtut, beeinträchtigen,;
10 98T1/0225
4· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, -dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste, dehydrierbare, optischeKammer
entfernbar und unter hermetischer Abdichtung "bef estigbar
an dem die optische Öffnung enthaltenden Ende des röhrenförmigen Körpers vorgesehen ist, um die Lichtquelle gegenüber
der die Strömung "begrenzenden, optischen Öffnung (50) "befestigen zu können, und um .lösbar die Bezugs-Photozelle
so "befestigen zu können, daß geringe Lichtint ens itätsuntersehieüG
dor Lampe kompensierbar sind, daß eine zweite, dehydrierbare,
optische Kammer entfernbar und unter hermetischer Ablichtung "befestigbar am gegenüberliegenden, die optische
öffnung aufweisenden Snde der röhrenförmigen Kammer angeordnet
ist, um die Abfühl-Photozelle für den Lichtundurehlässigkaitsgrad
dos Mediums gegenüber der das Medium "begrenz eii-lon optischen Öffnung (52) "bef es-H-<r<3n zu können.
5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
..!.aß die Photozellen durch symetrische, fehlerkompensierende
Spannungsquellen entgegengesetzter Polaritat
erregt werden, daß die auf den Differentialausgang der Photozellen ansi)reeilende Vorrichtung eine Meßanzeige aufweist
und einen Widerstand, welcher in Serie mit den Ausgangsenden der Photozellen geschaltet ist und einen kontinuierlich variablen
Abnehmer aufweist, und daß der Abnehmer an den Meßeingang
angeschlossen ist , um die genaue Hullsteilung des Meßanzeigers
für die normale lichtundurchlässigkeit des strömen-.
" den Mediums zu erzielen."
* ■
109811/0225 m
si
6. Anzeigevorriclrtamg nach ,Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der SpannungsStromkreis für die Photozellen
G-leichrichterdioden aufweist, welche zwischen den positiven
und negativen Seiten des Stromkreises quer verbunden sind, um den zweiweggleichgerichteten Ausgang der G-Ieichrichtevdioden
zu integrieren, daß eine erste Kaskadenregelvor-= richtung positivseitige und negativseitige Spannungsrbfall-widerstände
aufweist, und Zener-Diodenspannungsreglcr,
welche zwischen üen positiven und negativen Seiten des Schaltkreises verbunden sind, daß eine zweite Easkaäenregelvorrichtung
positivseitige und negativseitige Spannuiifcsabf
allwiderstände aufweist, und Zener-Diodenspannuiigsregler,'
welche zwischen den positiven und negativen Seiten des Schaltkreises verbunden sind, daß ein negativer Ausgang
der zweiten Kaskadenre gärvorrichtung elektrisch an eine
Photozelle angeschlossen ist, und daß ein positiver Ausgang der zweiten Kaskadenregelvorrichtung elektrisch an die andere
Photozelle angeschlossen ist.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Lichtquelle bildende Yorricntung eine
konstante Stromquelle aufweist einschließlich eines den Strom abfühlenden Spannungsbezugsreglers einer ersten Polarität,
ferner einen den konstanten Strom abfü' ^nden Spannungsbezugsregler
einer zweiten und entgegengesetzten Polarität, einen die Impedanz reduzierenden Erregertransistor, einen
Bezugsspannungs-Polgetransistor zweiter Polarität, welcher
IQ98 11/0225 8AD OR»©inal
elektrisch an den Spannungsbozugsregler der zweiten, entgegengesetzten Polarität und an die Basis des erregten
Transistors angeschlossen ist, um einen stabilen Eollektors tr or. ilarin als konstanten Steuaranschaltstrom für den Srrejortransistor
zu schaffen, daß ein Spannungsdifferenz-Fühltrannistor
elektrisch εαι -.Ten Sppjiiiun;;obezugsre£lor
erotor Polarität angeschlossen ist, ferner an einen Abfühlv/i,.'«irstanJ
in Serie mit der Lichtquelle und an die Basic ';O3 Hrrerertransistors, um den konstanten SteueranochaltctroL:
an die Basis Des 3rregertransistors abzuleiter,,
un<i 'laß ein Transistor elektrisch an den ürregertransistor
und in Serie an der Lichtquelle angeschlossen ist, un gGiiüf-ond Spannungsabfall aufzufangen und dadurch eine
konstante Strönun^ zur Lichtquelle aufrechtzuerhalten.
8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
?-iaß wenigstens eine elektrisch augenblicklich, arbeit'in'ie
Testschaltung vorgesehen ist, um den Stromkreis zu
prüfen un., ^egen' einen "beetehendaiBezug zu wirken.
9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Alarmvorrichtung flir die Iiichtuniiurchfj
i -'Jteit im überboreiuh v/irknam lot, um oine Alariii-Ver-
urii'nvorrichtunir zu erröten, so rtaü die Betätigung dor
Alru'iftvorrichturu' boi Ariwono.ihoi fc von Binnen-in der Ströinunga
bahii vijrLin**f-rt wir u
109311/0225
■162239-5
- «. -
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatisch rücksteilbare, im Überbereich
wirksame AlarSpi-Ausschaltvorrichtung vorgesehen ist, um eine
einem Alarmzustand folgende Korrektur zu ermöglichen und um nach Korrektur des Alarmzustandes die Alarmvorrichtung
wieder betriebsbereit zu schalten.
BA0
109811/0225
rs e tie
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