DE19536823C1

DE19536823C1 - Test device for determining the operating parameters of the drive of a metering pump

Info

Publication number: DE19536823C1
Application number: DE1995136823
Authority: DE
Inventors: Andreas Rex; Frank Discher
Original assignee: REX MES und SIMULATIONSTECHNIK
Current assignee: REX MES und SIMULATIONSTECHNIK
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2015-09-21
Also published as: WO1997010859A2; AU1854797A; WO1997010859A3

Abstract

The invention relates to a testing device (50) for detecting operational parameters of the drive of a dosing pump, in particular an injection pump (1), with a measuring device for a path-related measured variable and counter-force means which opposes the force produced by the delivery pressure of the pump and is provided with evaluation and display means. The counter-force means (3) is a controllable source of power.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung der im Ober begriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a test device in the upper Concept of claim 1 specified Art.

Für die kontinuierliche Zufuhr von flüssigen Arzneimitteln werden sogenannte Druckinfusionseinrichtungen eingesetzt, um eine exakt dosierte Verabreichung von Medikamenten zu erreichen. Druckinfusionseinrichtungen für relativ geringe Infusionsmengen werden als Spritzenpumpen bezeich net und gestatten ein direktes Einsetzen einer mit dem flüssigen Arzneimittel gefüllten Spritze. Bei der Injek tion wird die Spritze von der Antriebseinrichtung der Spritzenpumpe mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit ausgedrückt, so daß das flüssige Arzneimittel durch einen in einer Kanüle endenden Schlauch in stetiger Zufuhr, beispielsweise in den Blutkreislauf eines Patienten ge langt.For the continuous supply of liquid medicinal products so-called pressure infusion devices are used, for an exactly dosed administration of medication to reach. Pressure infusion devices for relative small amounts of infusion are referred to as syringe pumps net and allow a direct insertion of one with the liquid drug filled syringe. At the injek tion is the syringe from the drive device of the Syringe pump with a predeterminable speed expressed so that the liquid drug through a tube in a cannula ending in constant supply, for example, in the bloodstream of a patient reaches.

Es ist aus der DE-PS 40 00 873 eine Prüfvorrichtung für einen Druckinfusionsapparat, beispielsweise eine Spritzen pumpe, bekannt, die adapterförmig ausgebildet ist und an Stelle einer Spritze in die Spritzenpumpe eingesetzt wird. Der Adapter weist eine mechanische Kraft-Übertragungsein richtung in Form eines verschieblichen Kolbens auf, dessen Bewegung durch eine, vorzugsweise elektronische Wegmeß einrichtung erfaßt wird. In einem Auswertegerät werden der in einer vorbestimmten Zeitspanne erreichte Kolbenvor schub, die sich daraus ergebende Förderrate und der Abschaltdruck angezeigt. In der vorgeschlagenen Prüf vorrichtung ist eine Federeinrichtung vorgesehen, welche dem Vorschub des Kolbens - d. h. dem Pumpenantrieb - entge genwirkt und damit das organische Gewebe ersetzt, in welches ein Medikament unter Verwendung der Spritzenpumpe injiziert werden soll.It is from DE-PS 40 00 873 a test device for a pressure infusion apparatus, for example a syringe pump, known, which is designed in the form of an adapter and Place a syringe in the syringe pump. The adapter has mechanical power transmission direction in the form of a displaceable piston, the Movement through a, preferably electronic, measuring facility is detected. In an evaluation device piston reached in a predetermined period of time boost, the resulting funding rate and the Shutdown pressure is displayed. In the proposed test a spring device is provided, which the feed of the piston - d. H. the pump drive - opposite counteracted and thus replaced the organic tissue, in which is a medication using the syringe pump to be injected.

Weiterhin ist aus der DE-PS 42 20 831 eine Prüfvorrichtung für Druckinfusionspumpen bekannt, in welcher eine mecha nisch wirkende Kraft-Übertragungseinrichtung, die das För dervolumen der Pumpe in eine entsprechende Wegstrecke und den Förderdruck der Pumpe in eine entsprechende Kraft umsetzt, und der Einsatz einer Federeinrichtung mit min destens einer kalibrierten Meßfeder, welche der Bewegung der Übertragungseinrichtung entgegenwirkt, vorgesehen. Mit einem mechanisch-elektrischen Wandler wird entweder eine Wegstreckenmessung oder eine Messung der Federkraft vorge nommen.Furthermore, from DE-PS 42 20 831 is a test device known for pressure infusion pumps, in which a mecha nisch acting power transmission device, the För the volume of the pump in a corresponding distance and the delivery pressure of the pump into a corresponding force implements, and the use of a spring device with min least a calibrated measuring spring, which the movement counteracts the transmission device, provided. With a mechanical-electrical converter is either a Distance measurement or a measurement of the spring force taken.

Die bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß mit einer Federeinrichtung aufgrund der jeweils vorliegenden Federkennlinie keine konstanten Gegenkräfte realisierbar sind, wenn die Federlänge bei einem Meß- oder Prüfvorgang verändert wird. Dadurch kann von der Prüfvorrichtung keine definierte, für eine bestimmte Meßdauer konstante Gegen kraft bereitgestellt werden.The known solutions have the disadvantage that with a spring device based on the present Spring characteristic no constant counterforces can be realized are when the spring length during a measuring or testing process is changed. As a result, none of the test device defined, constant for a certain measuring period be provided by force.

Daraus ergibt sich in nachteiliger Weise einerseits, daß nicht geprüft werden kann, ob das durch die zu untersu chende Spritzenpumpe bewegte Element der mechanisch wir kenden Übertragungseinrichtung bei einer konstanten Gegen kraft in gleichen Zeiträumen innerhalb eines vorgebenen Toleranzbereiches die gleiche Wegstrecke durchläuft, d. h. mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit bewegt wird (Prüfung der Konstanz des Fördervolumens der Spritzenpumpe bei unterschiedlichem Gegendruck) und daß andererseits nicht ermittelt werden kann, in welchem Abschnitt der zu untersuchende Spritzenpumpe beispielsweise ein besonders hoher mechanischer Verschleiß vorliegt. On the one hand, this has the disadvantage that It cannot be checked whether this is due to the The syringe pump moves the mechanical element kenden transmission device at a constant counter force in the same time period within a given Tolerance range runs the same distance, d. H. is moved at a substantially constant speed (Check the constancy of the delivery volume of the syringe pump with different back pressure) and that on the other hand cannot be determined in which section the to examining syringe pump, for example, a special one high mechanical wear.

Es ist desweiteren nachteilig, daß für unterschiedliche Typen von zu prüfenden Pumpen verschiedene, kalibrierte Meßfedern verwendet werden müssen und dadurch ein aufwen diger Prozeß für die Meßvorbereitung erforderlich ist. Es ist ebenso von Nachteil, daß die Meßmöglichkeiten für die Vielzahl unterschiedlicher Spritzenpumpen auf Grund der nur stufenweise in der Größe gestaffelten Meßfedern rela tiv stark eingeschränkt sind.It is also disadvantageous that for different Types of pumps to be tested different, calibrated Measuring springs have to be used and thus an expense process for the measurement preparation is required. It is also a disadvantage that the measurement options for the Many different syringe pumps due to the only gradually graduated measuring springs rela tiv are severely restricted.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit welcher eine vereinfachte Prüfung mit höherer Genauigkeit für eine Vielzahl verschiedener Typen von Spritzenpumpen durchführ bar und eine pumpenspezifische Förderdruck/Förderraten- Charakteristik bei einem wählbaren Förderdruck-Sollwert- Profil ermittelbar ist.Based on the shortcomings of the prior art the invention has for its object a test device of the genus mentioned at the beginning, with which a simplified testing with higher accuracy for a Perform a variety of different types of syringe pumps bar and a pump-specific delivery pressure / delivery rate Characteristic for a selectable delivery pressure setpoint Profile can be determined.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out with the characteristic features of the Claim 1 solved.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß eine Über prüfung der Förderrate einer Spritzenpumpe durch Kontroll messungen der Geschwindigkeit des Übertragungselements der Kraft-Übertragungseinrichtung unter Einwirkung einer vorgegebenen oder vorgebbar veränderlichen Gegenkraft in günstiger Weise eine wesentlich umfangreichere Prüfung von Spritzenpumpen zuläßt. Die gewünschte Gegenkraft wird nicht durch mechanische Bauteile, beispielsweise kali brierte Federelemente, sondern durch ein zeit- oder wegabhängiges Förderdruck-Sollwert-Profil bestimmt, welches über eine elektronische Steuereinheit in Form einer steuerbaren Kraftquelle vorgebbar ist. Die För derrate entspricht dabei im wesentlichen dem anstehende Förderdruck, der seinerseits wiederum durch die Gegenkraft vorgeben ist.The invention includes the finding that an over Checking the delivery rate of a syringe pump by checking measurements of the speed of the transmission element of the Force transmission device under the influence of a predetermined or predeterminable variable counterforce in a much more extensive examination of Syringe pumps allowed. The desired counterforce will not by mechanical components, for example kali burnished spring elements, but by a time or path-dependent delivery pressure setpoint profile determined, which is in the form of an electronic control unit a controllable power source can be specified. The För derrate essentially corresponds to the pending one Delivery pressure, which in turn is due to the counterforce is specified.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Prüfvorrichtung für eine Spritzenpumpe eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung, welche ein Kraftübertra gungsmittel aufweist und das Fördervolumen der Pumpe in eine Wegstrecke bzw. den Förderdruck der Pumpe in eine Kraft umsetzt, eine Kraftmeßeinrichtung, eine Gegenkraft einrichtung, welche eine der dem Förderdruck der Pumpe entsprechenden Kraft entgegenwirkende Kraft erzeugt, eine elektronische Steuereinheit und eine Auswerte- und Anzeigeeinrichtung auf. Die Gegenkrafteinrichtung ist erfindungsgemäß als steuerbare Kraftquelle, vorzugsweise als Konstantkraftquelle ausgebildet. Die Gegenkraftein richtung ist Teil eines in der erfindungsgemäßen Prüf vorrichtung vorgesehenen Regelkreises, in welchem die Kraftmeßeinrichtung als Meßglied, das elektro-mechanische Wandlersystem in Verbindung mit der Gegenkrafteinrichtung als Stellglied und die elektronische Steuereinheit als Regler eingesetzt sind. Durch den Regelkreis wird eine bestimmte, der Bewegung des Kraftübertragungsmittel der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung entgegenwirkende Kraft erzeugt und konstant geregelt. Von der elektronischen Steuereinheit ist dazu ein wählbares Förderdruck-Sollwert- Profil auf die Regelstrecke übertragbar, welche durch das Kraftübertragungsmittel der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung gebildet wird. Bei einer fehlerfreien Spritzenpumpe erfolgt dabei die Bewegung des Kraftübertragungsmittels abweichend von einem vorgegebenen Sollverhalten der (dem Förderrate als Fördervolumen/Zeit entsprechenden) Ge schwindigkeit.According to the preferred embodiment of the invention has the test device for a syringe pump Speed measuring device, which is a force transmission has and the delivery volume of the pump in a distance or the delivery pressure of the pump in a Converting force, a force measuring device, a counterforce device which is one of the delivery pressure of the pump corresponding force generates counteracting force, a electronic control unit and an evaluation and Display device on. The counterforce device is according to the invention as a controllable power source, preferably designed as a constant force source. The counterforce direction is part of one in the test according to the invention device provided control loop in which the Force measuring device as measuring element, the electro-mechanical Transducer system in connection with the counterforce device as an actuator and the electronic control unit as Controllers are used. Through the control loop one certain, the movement of the power transmission means Speed measuring device counteracting force generated and constantly regulated. From the electronic The control unit is a selectable delivery pressure setpoint Profile transferable to the controlled system, which by the Power transmission means of the speed measuring device is formed. With a faultless syringe pump the movement of the power transmission means takes place deviating from a predetermined target behavior of (the Funding rate corresponding to funding volume / time) Ge dizziness.

Durch Vergleich der sich einstellenden Vorschubgeschwin digkeit mit der jeweils vorgegebenen Gegenkraft, läßt sich das Verhalten des Spritzenpumpenantriebs über den gesamten zurückzulegenden Weg präzise ermitteln, so daß Antriebs fehler präzise lokalisierbar sind. Durch Variation der jeweils für einen bestimmten Wegpunkt anstehenden Gegenkraft läßt sich in Form einer Kennlinienschar ein Arbeitsdiagramm des Antriebs ortspräzise ermitteln. Auch das Abschaltverhalten des Antriebs bei einer entsprechend programmierten Erhöhung der Gegenkraft läßt sich für alle Punkte des Arbeitswegs genau feststellen. Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem jeweils das Verhalten des Antriebs jeweils nur über längere Verar beitungswege gemittelt werden konnte.By comparing the advancing feed speed ability with the given counterforce can be the behavior of the syringe pump drive over the entire Precisely determine the distance to be covered so that the drive errors can be precisely located. By varying the pending for a particular waypoint Counterforce can be in the form of a family of curves Determine the working diagram of the drive precisely. Also the shutdown behavior of the drive at a corresponding programmed increase in drag can be done for everyone Determine points on the way to work exactly. This is in Contrary to the prior art, in which each Behavior of the drive only over longer processes processing routes could be averaged.

Der elektronischen Steuereinheit ist eine als Tastatur ausgebildete Eingabeeinheit zugeordnet, über welche dem Regler das in Bezug auf den zu prüfenden Spritzenpumpen- Typ frei wählbare Förderraten-Sollwert-Profil unter Nutzung des Speichers vor Beginn einer Messung aufgerufen werden kann.The electronic control unit is a keyboard trained input unit assigned via which the Regulator that in relation to the syringe pump to be tested Type of freely selectable delivery rate setpoint profile under Use of memory called before starting a measurement can be.

Mit Anwendung eines derartigen Kraftprofils können für den jeweiligen Pumpen-Typ die Förderraten-Charakteristik und der Ort mechanischer Defekte ermittelt werden, da alle, eine vorgegebene Toleranzgrenze überschreitende Abwei chungen der Geschwindigkeit des Kraftübertragungsmittels der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung von einer konstanten Geschwindigkeit durch Ermittlung der bisher von der Kraft übertragungseinrichtung durchlaufenen Strecke in der zu überprüfenden Spritzenpumpe örtlich exakt zuordenbar sind.Using such a force profile can for the pump rate characteristics and the location of mechanical defects are determined because all a deviation exceeding a predetermined tolerance limit the speed of the transmission means the speed measuring device of a constant Speed by ascertaining the force previously transmission device traversed route in the to Checking syringe pump can be precisely assigned locally.

Das als Schubstange ausgebildete Kraftübertragungsmittel der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung wird in seiner Verschubbewegung durch die von dem elektromechanischen Wandlersystem angetriebene Gegenkrafteinrichtung derart beeinflußt, daß sich das Kraftübertragungsmittel mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, wenn die Spritzenpumpe keine technischen Mängel aufweist und die Gegenkraft entsprechend dem gewählten Förderraten-Sollwert-Profils konstant geregelt ist. Eine konstante Geschwindigkeit bedeutet eine konstante Volumenförderung durch die Sprit zenpumpe. Alle Abweichungen von diesem Gleichgewichts zustand des Regelkreises, welche aufgrund von technischen Mängeln der zu prüfenden Spritzenpumpe auftreten und außerhalb zulässiger Toleranzbereiche liegen, führen zu einer Geschwindigkeitsänderung und werden von einem der elektronischen Steuereinheit zugeordneten Display ange zeigt. Der Ort eines technischen Mangels ist aus den über die Meßwerte der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung ermittelten und über einen Analog/Digital-Wandler bereit gestellten Streckenwerten, bei denen die Geschwindigkeit sänderung eintrat, innerhalb der Spritzenpumpe exakt lokalisierbar, wodurch sich in vorteilhafter Weise Repara turzeit und -aufwand für eine Spritzenpumpe erheblich reduzieren. The power transmission means designed as a push rod the speed measuring device is in its Displacement movement by that of the electromechanical Transducer system driven counterforce device such influences that the power transmission means with constant speed moves when the syringe pump has no technical defects and the counterforce according to the selected delivery rate setpoint profile is constantly regulated. A constant speed means constant volume delivery through the fuel Zen pump. Any deviations from this balance state of the control loop, which is due to technical Defects of the syringe pump to be tested occur and are outside the permissible tolerance ranges a change in speed and are from one of the electronic control unit assigned display shows. The location of a technical defect is from the about the measured values of the speed measuring device determined and ready via an analog / digital converter set route values at which the speed change occurred, within the syringe pump exactly can be localized, which advantageously allows repair time and effort for a syringe pump considerably to reduce.

Das Display weist entsprechend einer günstigen Weiterbil dung der Erfindung in zwei Anzeigeeinheiten auf, um sowohl die aktuellen Meßwerte (Direktanzeige) als auch sich ergebende Abweichungen von den vorgeschriebenen Toleranzen der Kennwerte der jeweiligen Spritzenpumpe (Alarmanzeige) anzuzeigen. Zwecks Anzeige des Überschreitens einer vorge gebenen Toleranz ist in dem Display eine Vergleicher einheit vorgesehen, deren Eingänge über Anpaßstufen mit einem Ausgang der Eingabeeinheit und dem Meßwertausgang der elektronischen Steuereinheit verbunden sind.The display shows a favorable further development extension of the invention in two display units to both the current measured values (direct display) as well resulting deviations from the prescribed tolerances the characteristic values of the respective syringe pump (alarm display) display. To indicate the exceeding of a pre tolerance given in the display is a comparator unit provided, the inputs of which with adjustment stages an output of the input unit and the measured value output are connected to the electronic control unit.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Prüfvorrich tung besteht darin, daß durch Vorgabe eines steilen Anstiegs der Gegenkraft und bei Berücksichtigung der zuvor ermittelten Förderrate Bedingungen geschaffen werden, um einerseits das korrekte Abschaltverhalten des Spritzenpum penantriebs zu ermitteln und andererseits durch einen ausreichenden Spritzenvorschub während der Messung des Abschaltdrucks in Verbindung mit der Meßauflösung der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung das genaue Volumen des durch die Spritze abgegebenen Medikaments (Bolus) zu erfassen.A particular advantage of the test device according to the invention tion is that by specifying a steep Increase in drag and taking into account the previous determined funding rate conditions are created to on the one hand the correct switch-off behavior of the syringe pump to determine the pen drive and on the other hand by a sufficient syringe feed during the measurement of the Cut-off pressure in connection with the measurement resolution of the Speed measuring device the exact volume of the medication (bolus) delivered by the syringe capture.

Gleichermaßen günstig ist die Möglichkeit einer Reduzie rung der Meßzeit für die Ermittlung der Förderrate. Dies ergibt sich dadurch, daß nicht - wie allgemein bei anderen Meß- oder Prüfvorrichtungen üblich - eine Vorgabe der Meßzeit vorgesehen ist, sondern es wird die Meßgenauigkeit vorgegeben.The possibility of a reduction is equally cheap measurement time for determining the delivery rate. This arises from the fact that not - as is generally the case with others Measuring or testing devices common - a requirement of Measuring time is provided, but it is the measuring accuracy given.

Die Meßgenauigkeit ist in Abhängigkeit von dem Prüfpro gramm unterschiedlich vorgebbar. Bei Reparaturen von Spritzenpumpen mit nachfolgender Grobkalibrierung sind geringe Meßgenauigkeiten erforderlich. Die häufige Wieder holung der einzelnen Messungen verlangt jedoch eine rela tiv kurze Meßzeit. Bei sicherheitstechnischen Kontrollen muß die Meßgenauigkeit über der vom Hersteller vorgegebe nen Toleranz liegen. Bei noch höherer Meßgenauigkeit ist es in vorteilhafter Weise möglich, innerhalb eines Sprit zenvorschubs Defekte an bestimmten Stellen der Antriebs spindel zu erkennen, zu lokalisieren oder vorausschauend Aussagen betreffs eines zu erwartenden Ausfalls einer Spritzenpumpe zu machen.The measuring accuracy depends on the test spec grams can be specified differently. For repairs of Syringe pumps with subsequent rough calibration are low measuring accuracy required. The frequent re fetching the individual measurements, however, requires a rela tiv short measuring time. For security checks The measurement accuracy must be above that specified by the manufacturer tolerance. With even higher measuring accuracy it advantageously possible within one fuel Defects at certain points in the drive recognize, locate or anticipate spindle Statements regarding an expected failure of one To make syringe pump.

Aus der vorgewählten Meßgenauigkeit errechnet die elektro nische Steuereinheit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung den notwendigen Meßweg zum Erreichen der Meßgenauigkeit, welcher von der Meßauflösung der verwendeten Geschwindig keitsmeßeinrichtung abhängig ist. Das Prinzip der vorgewählten Meßgenauigkeit ermöglicht Messungen, welche - im Vergleich zu Messungen bei einer Vorgabe der Meßzeit - in günstiger Weise unabhängig von der an der jeweiligen Spritzenpumpe eingestellten Förderrate durchgeführt werden können.The electro calculates from the preselected measuring accuracy African control unit of the test device according to the invention the necessary measuring path to achieve the measuring accuracy, which depends on the measurement resolution of the speed used keitsmeßeinrichtung is dependent. The principle of preselected measurement accuracy enables measurements which - compared to measurements with a specified measurement time - in a favorable manner regardless of which at the respective Syringe pump set delivery rate can be performed can.

Es ist gleichermaßen günstig, daß eine Messung jederzeit abgebrochen werden kann, um sie an einer beliebigen Stelle innerhalb des Spritzenvorschubs mit identischer Gegenkraft erneut zu starten. Dies ist möglich, weil der Zusammenhang zwischen Förderdruck und Förderweg nicht durch mechanische Komponenten, beispielsweise kalibrierte Federelemente, festgelegt sind, sondern durch ein Förderdruck-Sollwert- Profil über die elektronischen Steuereinheit der erfin dungsgemäßen Prüfvorrichtung vorgebbar ist. It is equally convenient to have a measurement at any time can be canceled at any point within the syringe feed with identical counterforce start again. This is possible because of the context between delivery pressure and delivery path not by mechanical Components, for example calibrated spring elements, are defined, but by a delivery pressure setpoint Profile via the electronic control unit of the inventor tester according to the invention can be specified.

Die Messung der Förderrate in Verbindung bei einem im wesentlichen frei wählbaren Förderdruckprofil gestattet eine erheblich umfangreichere Prüfung einer Spritzenpumpe, so daß bestehende oder sich anbahnende Mängel zuverlässig erkannt werden.The measurement of the delivery rate in connection with an im essential freely selectable discharge pressure profile allowed a considerably more extensive test of a syringe pump, so that existing or impending defects reliably be recognized.

Durch eine Änderung der Software-Komponenten der elektro nischen Steuereinheit können in vorteilhafter Weise auch die Prüfbedingungen für die unterschiedlichsten Spritzen pumpen bequem an die Forderungen der Hersteller und/oder Anwender angepaßt und bei Bedarf kurzfristig aktualisiert werden.By changing the software components of the elektro African control unit can also advantageously the test conditions for a wide variety of syringes pump comfortably to the requirements of the manufacturer and / or User adapted and updated at short notice if necessary will.

Entsprechend einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist die Schubstange der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung als Zahnstange ausgebildet und über ein Schneckenrad mit dem elektromechanischen Wandlersystem verbunden.According to a favorable development of the invention is the push rod of the speed measuring device as Rack formed and a worm gear with the connected electromechanical transducer system.

Ebenso vorteilhaft ist nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung eine Schubstange, welche zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht. Das elek tromechanische Wandlersystem zum Antrieb der Gegenkraft einrichtung ist - entsprechend angepaßt - als Elektro magnet ausgebildet. Das Wandlersystem erzeugt als durch die elektronische Steuereinrichtung aktivierbarer Hub magnet eine in Radialrichtung auf die Schubstange wirkende Kraft. Die Reibungskomponente dieser Kraft ermöglicht eine Steuerung der Bremswirkung auf die Axialbewegung der Schubstange.Another embodiment is equally advantageous the invention a push rod, which at least partially consists of a ferromagnetic material. The elec tromechanical converter system to drive the counterforce Furnishing is - adapted accordingly - as electrical magnet trained. The converter system generates as by the electronic control device activatable stroke magnet acting on the push rod in the radial direction Force. The friction component of this force enables one Control of the braking effect on the axial movement of the Push rod.

Nach einer anderen günstigen Weiterbildung der Erfindung ist die teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehende Schubstange als Kern durch eine zentrische Öffnung des Elektromagneten geführt und wird in ihrer Bewegung durch die Kraft des magnetischen Feldes direkt beeinflußt.According to another inexpensive development of the invention is partially made of a ferromagnetic material existing push rod as the core by a centric Opening the electromagnet and is guided in their Movement by the force of the magnetic field directly influenced.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ist der elektronischen Steuereinheit ein Modem zugeordnet. Dadurch besteht in günstiger Weise die Möglichkeit, zwischen dem Hersteller von Spritzenpumpen bzw. einem Service-Unter nehmen und dem Spritzenpumpen-Anwender eine Fernüber tragung der Meßdaten und Prüfergebnisse über das Fernmeldenetz vornehmen zu können, um den Austausch defekter Spritzenpumpen zeitlich zu optimieren.According to an advantageous development, the assigned a modem to the electronic control unit. Thereby there is a favorable way between the Manufacturer of syringe pumps or a service company and the syringe pump user remotely transfer of measurement data and test results via the Telecommunications network to be able to make the exchange to optimize defective syringe pumps in terms of time.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are in the subclaims or are identified below along with the description of the preferred embodiment the invention with reference to the figures. It demonstrate:

Fig. 1 die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Blockschaltbildes, Fig. 1, the preferred embodiment of the invention in the form of a block diagram,

Fig. 2 die Darstellung eines Förderdruckprofils in Form eines Druck/Weg-Diagramms, sowie Fig. 2 shows a delivery pressure profile in the form of a pressure / displacement diagram, and

Fig. 3 die Teilschnitt-Darstellung eines in der bevor zugten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Meßwert aufnehmers. Fig. 3 is a partial sectional view of a transducer used in the preferred embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Prüfvorrichtung 50 für eine Spritzenpumpe 1. Die zu prüfende Spritzenpumpe 1 ist mit einer Meßeinrichtung 2 zum Messen der Vorschub geschwindigkeit verbunden. Diese ist in Form eines in die Spritzenaufnahmemulde der Spritzenpumpe 1 einlegbaren Adapters ausgebildet. Das Kraftübertragungsmittel 10 der Meßeinrichtung 2 befindet sich in Wirkungseingriff mit einer Gegenkrafteinrichtung 3 und ist dadurch in ihrer Verschubbewegung beeinflußbar. Zum Antrieb der Gegenkraf teinrichtung 3 ist ein elektromechanisches Wandlersystem 4 vorgesehen, welches durch eine elektronische Steuereinheit 6 aktivierbar ist. Eine mit dem Kraftübertragungsmittel 10 gekoppelte Kraftmeßeinrichtung 5 liefert ein aus der Vorschubbewegung der Meßeinrichtung 2 und aus der Wirkung der Gegenkrafteinrichtung 3 resultierenden Meßwert an die elektronische Steuereinheit 6. Fig. 1 is a block diagram showing a test apparatus 50 for a syringe pump 1. The syringe pump 1 to be tested is connected to a measuring device 2 for measuring the feed speed. This is in the form of an adapter which can be inserted into the syringe receiving trough of the syringe pump 1 . The force transmission means 10 of the measuring device 2 is in operative engagement with a counterforce device 3 and can thus be influenced in its displacement movement. To drive the counter-force device 3 , an electromechanical converter system 4 is provided, which can be activated by an electronic control unit 6 . A force measuring device 5 coupled to the force transmission means 10 supplies a measured value resulting from the advancing movement of the measuring device 2 and from the action of the counterforce device 3 to the electronic control unit 6 .

Der auf diese Weise gebildete Regelkreis 30, bestehend aus Kraftmeßeinrichtung 5 (Meßglied), elektronischer Steuereinheit 6 (Regler) und elektromechanischem Wandler system 4 in Verbindung mit der Gegenkrafteinrichtung 3 (Stellglied), ist in günstiger Weise geeignet, ein in die elektronischen Steuereinheit 6 über eine Eingabeeinheit 7 eingebbares Förderraten-Sollwert-Profil umzusetzen und damit definierte, auf das Kraftübertragungsmittel 10 der Meßeinrichtung 2 wirkende Gegenkräfte für die Förder raten-Messung zu erzeugen. Die Gegenkrafteinrichtung 3 bildet in dem Regelkreis 30 eine steuerbare Konstantkraft quelle.The control circuit 30 formed in this way, consisting of force measuring device 5 (measuring element), electronic control unit 6 (controller) and electromechanical converter system 4 in conjunction with the counterforce device 3 (actuator), is suitable in a favorable manner, one in the electronic control unit 6 via to implement an input unit 7 of a feed rate setpoint profile that can be input and thus to generate defined counter forces acting on the force transmission means 10 of the measuring device 2 for the feed rate measurement. The counterforce device 3 forms a controllable constant force source in the control circuit 30 .

Das als Schubstange 10 ausgebildete Kraftübertragungsmit tel der Meßeinrichtung 2 stellt die Regelstrecke des Regelkreises 30 dar und wird in seiner Verschubbewegung durch die von dem elektromechanischen Wandlersystem angetriebene Gegenkrafteinrichtung 3 derart beeinflußt, daß eine Bewegung des Kraftübertragungsmittels 10 der Meßeinrichtung 2 mit konstanter Geschwindigkeit eintritt, wenn die Spritzenpumpe 1 unter den Bedingungen des gewählten Raten-Sollwert-Profils keine technischen Mängel aufweist. Die Gegenkrafteinrichtung 3 bildet in dem Regelkreis 30 eine steuerbare Konstantkraftquelle. Alle Abweichungen von diesem Gleichgewichtszustand, die aufgrund von technischen Mängeln der zu prüfenden Sprit zenpumpe 1 auftreten und außerhalb zulässiger Toleranz bereiche liegen, werden meßtechnisch erfaßt und von einem der elektronischen Steuereinheit 6 zugeordneten Display 8 angezeigt.The trained as a push rod 10 power transmission means tel of the measuring device 2 represents the controlled system of the control circuit 30 and is influenced in its displacement movement by the counterforce device 3 driven by the electromechanical transducer system such that movement of the force transmission means 10 of the measuring device 2 occurs at a constant speed when the Syringe pump 1 has no technical defects under the conditions of the selected rate-setpoint profile. The counterforce device 3 forms a controllable constant force source in the control circuit 30 . All deviations from this state of equilibrium, which occur due to technical defects in the fuel pump 1 to be tested and are outside the permissible tolerance ranges, are measured and recorded by a display 8 assigned to the electronic control unit 6 .

Über eine Steuerleitung 7.1 ist die als Tastatur ausge bildete Eingabeeinheit 7 mit der zu prüfenden Spritzen pumpe 1 verbunden, um die Spritzenpumpe bei eingestelltem Förderraten-Sollwert-Profil während des Prüfzyklus akti vieren zu können.Via a control line 7.1 , the input unit 7 formed as a keyboard is connected to the syringe pump 1 to be tested in order to be able to activate the syringe pump with the delivery rate setpoint profile set during the test cycle.

Das für die Anzeige der aktuellen Einstellungen und Meßergebnisse vorgesehene Display 8 weist mehrere Anzeige mittel 8.4, 8.5 auf. Die Direktanzeige 8.5 der Meßwerte ermöglicht ein genaues Verfolgen der einzelnen Schritte des Prüfvorgangs. Die Alarmanzeige 8.4 signalisiert ein Abweichen von einem zulässigen Toleranz-Bereich. Dieser für die verschiedenen Spritzenpumpen unterschiedliche Toleranzbereich ist über die Tastatur 7 in eine Anpaßstufe 8.1 eingebbar. Eine sich bei dem jeweils vorgegebenen Drucksollwert ergebende Abweichung von dem zu erwartenden Gleichgewichtszustand der Prüfvorrichtung 50 wird durch die Anpaßstufe 8.2 erfaßt. Die Signalausgänge der Anpaßstufen 8.1 und 8.2 sind mit dem Eingang einer Vergleichereinheit 8.3 verbunden, dessen Ausgangssignal gegebenenfalls die Alarmanzeige 8.4 aktiviert.The display 8 provided for the display of the current settings and measurement results has several display means 8.4 , 8.5 . The direct display 8.5 of the measured values enables the individual steps of the test process to be tracked precisely. The alarm display 8.4 signals a deviation from a permissible tolerance range. This different tolerance range for the different syringe pumps can be entered via the keyboard 7 into an adaptation stage 8.1 . A deviation from the expected equilibrium state of the test device 50 which results at the respectively predetermined pressure setpoint is detected by the adaptation stage 8.2 . The signal outputs of the adaptation stages 8.1 and 8.2 are connected to the input of a comparator unit 8.3 , the output signal of which may activate the alarm display 8.4 .

Durch die bei der Prüfung der Spritzenpumpe 1 stets er folgende Wegmessung ist der Ort eines möglichen tech nischen Mangels, welcher druckseitig zu einer meßtechnisch ermittelbaren Toleranzüberschreitung führt, innerhalb der Spritzenpumpe lokalisierbar. Für eine exakte Ermittlung der Verschiebung des Kraftübertragungsmittels 10 ist die Verwendung eines Analog/Digital-Wandlers bei der Erfassung der Meßwerte der Meßeinrichtung 2 für die Vorschubge schwindigkeit besonders günstig.Because of the distance measurement that always follows when testing the syringe pump 1 , the location of a possible technical defect, which leads on the pressure side to a tolerance that can be determined by measurement, can be localized within the syringe pump. For an exact determination of the displacement of the power transmission means 10 , the use of an analog / digital converter in the detection of the measured values of the measuring device 2 for the feed speed is particularly favorable.

Die Schnittstelle 9 sichert eine direkte Verbindung mit einem Computer, um die Prüfergebnisse datentechnisch auf zubereiten. Ein für die Datenfernübertragung über das Fernsprechnetz vorgesehenes Modem ist mit 22 bezeichnet.The interface 9 ensures a direct connection to a computer in order to prepare the test results in terms of data technology. A modem provided for remote data transmission via the telephone network is designated by 22 .

Das in Fig. 2 gezeigte Druck/Weg-Diagramm stellt ein Beispiel für ein mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung realisierbares Förderdruckprofil (Druck-Sollwert-Profil) 60 zum Prüfen von Spritzenpumpen dar. Die Förderrate wird dabei bei drei unterschiedlich großen, konstanten För derdrücken gemessen. Dieser Teil der Messung gibt darüber Aufschluß, ob die Spritzenpumpe auch bei unterschied lichen, jedoch unterhalb des Abschaltdruckes liegenden Gegendrücken p₁ bis p₄ eine Förderrate erzeugt, welche innerhalb der zulässigen Toleranzen liegt. Dabei erlaubt die Prüfvorrichtung das Generieren eines konstanten Druckes, eines linearen oder aber auch eines mit einer beliebigen Funktion vorgebbaren, nichtlinearen Druck anstiegs, wie er beispielsweise für den von der Schubstan ge der Meßeinrichtung für die Vorschubgeschwindigkeit (vergleiche die Positionen 10 und 2 in Fig. 3) durch laufenen Streckenabschnitt s₃ bis s₄ in dem Diagramm dargestellt ist. Die Form des Förderdruckprofils 60 ist für jeden Spritzenpumpen-Typ unterschiedlich.The pressure / displacement diagram shown in FIG. 2 represents an example of a delivery pressure profile (pressure setpoint profile) 60 that can be implemented with the test device according to the invention for testing syringe pumps. The delivery rate is measured at three different, constant delivery pressures. This part of the measurement provides information as to whether the syringe pump generates a delivery rate which is within the permissible tolerances even when the back pressures p 1 to p ₄ are below the cut-off pressure. The test device allows the generation of a constant pressure, a linear or also a non-linear pressure increase that can be specified with any function, such as that for the ge of the push rod of the measuring device for the feed speed (compare positions 10 and 2 in Fig. 3) is shown by the current route section s₃ to s₄ in the diagram. The shape of the delivery pressure profile 60 is different for each type of syringe pump.

Der in Fig. 3 dargestellte Meßwertaufnehmer 40 der Prüf vorrichtung für eine Spritzenpumpe ist in Form eines in die Spritzenaufnahmemulde der Pumpe einspannbaren Adapters ausgebildet. Auf die Darstellung der Pumpe und des Regelkreises sowie der dazugehörigen Leitungsverbindungen (vergleiche die entsprechenden Positionen in Fig. 1) wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.The transducer 40 shown in FIG. 3 of the test device for a syringe pump is designed in the form of an adapter that can be clamped into the syringe receiving trough of the pump. The pump and the control circuit and the associated line connections (compare the corresponding positions in FIG. 1) have been omitted for reasons of clarity.

Beim Einspannen des Meßwertaufnehmers 40 in die Spritzen pumpe wird deren zum Antrieb des Spritzenkolbens vorgese hene Knebel auf die Druckplatte 11 der Meßeinrichtung 2 für die Vorschubgeschwindigkeit geschwenkt. Die Druck platte 11 ist an einem Ende einer Schubstange 10 angeord net, welche als Kraftübertragungsmittel in der zylindrisch ausgebildeten Meßeinrichtung 2 axial verschieblich gela gert ist. Das der Druckplatte 11 gegenüberliegende Ende der Schubstange 10 ist als Gewindestange 12 ausgebildet und trägt eine Gewindehülse 13. An der Peripherie der Gewindehülse 13 ist einseitig ein Zahnrad 19.1 vorgesehen, welches in ein weiteres, an der Abtriebswelle eines als Motors 20 ausgebildeten elektro-mechanischen Wandlers (vergleiche Position 4 in Fig. 1) befestigten Zahnrades 19.2 eingreift. Über das aus den Zahnrädern 19.1 und 19.2 gebildete Getriebe 19 wird die Drehbewegung des Motors 20 auf die in den Lagern 14 und 15 gehaltene Gewindehülse 13 übertragen.When clamping the transducer 40 in the syringes whose foreseen to drive the syringe plunger gag is pivoted onto the pressure plate 11 of the measuring device 2 for the feed rate. The pressure plate 11 is net angeord at one end of a push rod 10 , which is axially displaceable gela as a force transmission means in the cylindrical measuring device 2 . The end of the push rod 10 opposite the pressure plate 11 is designed as a threaded rod 12 and carries a threaded sleeve 13 . On the periphery of the threaded sleeve 13 , a gear 19.1 is provided on one side, which meshes with a further gear 19.2 attached to the output shaft of an electro-mechanical converter designed as a motor 20 (compare position 4 in FIG. 1). The rotary motion of the motor 20 is transmitted to the threaded sleeve 13 held in the bearings 14 and 15 via the gear 19 formed from the gear wheels 19.1 and 19.2 .

Die Lager 14 und 15 sind an der Grundplatte 18 des Meß wertaufnehmers 40 befestigt und ermöglichen der Gewin dehülse 13 lediglich eine Drehbewegung mit geringem axialen Spiel. Mit Hilfe eines Übergangsstückes 16 wird diese geringe axiale Bewegung auf einen Kraft-Sensor 17 der Kraftmeßeinrichtung (vergleich die Position 5 in Fig. 1) übertragen. Der Kraft-Sensor 17 ist an einem mit der Grundplatte 21 verbundenen Anschlag 18 befestigt.The bearings 14 and 15 are attached to the base plate 18 of the transducer 40 and allow the threaded sleeve 13 only a rotary movement with little axial play. With the help of a transition piece 16 , this slight axial movement is transmitted to a force sensor 17 of the force measuring device (compare position 5 in FIG. 1). The force sensor 17 is attached to a stop 18 connected to the base plate 21 .

Erzeugt der Spritzenpumpenvorschub eine axial gerichtete Antriebskraft auf die Schubstange 10, so wird dies von dem Kraft-Sensor 17 erfaßt. Dieser Meßwert aktiviert über die elektronische Steuereinheit (vergleiche die Position 6 in Fig. 1) den Motor 20. Durch die von dem Motor 20 übertra gene Drehbewegung schraubt sich die Gewindehülse 13 auf den als Gewindestange 12 ausgebildeten Abschnitt der Schubstange 10 und kann so in Abhängigkeit von der Dreh zahl des Motors 20 der Schubstange 10 einen mehr oder we niger großen mechanischen Widerstand (Bremswirkung) ent gegensetzen. Die Gewindehülse 13 und das Getriebe 19 bil den die durch den Motor 20 angetriebene Gegenkraft einrichtung 3 des Meßwertaufnehmers 40.If the syringe pump feed generates an axially directed driving force on the push rod 10 , this is detected by the force sensor 17 . This measured value activates the motor 20 via the electronic control unit (compare position 6 in FIG. 1). Due to the rotary motion transmitted by the motor 20 , the threaded sleeve 13 screws onto the section of the push rod 10 designed as a threaded rod 12 and can, depending on the speed of the motor 20 of the push rod 10, a more or less mechanical resistance (braking effect) oppose. The threaded sleeve 13 and the gear 19 bil the driven by the motor 20 counterforce device 3 of the transducer 40th

Die Größe der durch die Gegenkrafteinrichtung 3 erzeugten, auf die Schubstange wirkende Kraft ist regelbar und gestattet im Gleichgewichtszustand des Regelkreises (vergleiche die Position 30 in Fig. 1) und bei technisch fehlerfreier Spritzenpumpe durch die in Richtung der Längsachse der Gewindehülse 13 wirkenden, den definierten Förderdruck der Spritzenpumpe (vergleiche das Druck-Soll- Wert-Profil 60 in Fig. 2) erzeugenden Kraft eine Drehbe wegung der Schubstange 10 mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung der Längsachse.The size of the force generated by the counterforce device 3 and acting on the push rod can be regulated and allows the defined in the equilibrium state of the control circuit (compare position 30 in Fig. 1) and in the case of a technically error-free syringe pump by those acting in the direction of the longitudinal axis of the threaded sleeve 13 Delivery pressure of the syringe pump (compare the pressure-target-value profile 60 in FIG. 2) generating force, a rotary movement of the push rod 10 at a constant speed in the direction of the longitudinal axis.

Claims

1. Test device ( 50 ) for determining operating parameters of the drive of a metering pump, in particular a syringe pump ( 1 ), with a measuring device for a path-related measured variable and a counterforce device which counteracts the force caused by the delivery pressure of the pump and with an evaluation and display device is provided, characterized in that the counterforce device ( 3 ) is designed as a controllable power source.

2. Testing device according to claim 1, characterized in that that the controllable power source is designed as a constant power source.

3. Testing device according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring device ( 2 ) for a path-related measured variable, in particular for the feed speed, is designed.

4. Testing device according to one of the preceding claims, characterized in that the counterforce device ( 3 ) with an electromechanical, in particular designed as an electromotive drive transducer system ( 4 , 20 ), with a force measuring device ( 5 ) and an electronic control unit ( 6 ) a control circuit ( 30 ) forms, wherein a fixed setpoint or a selectable time or path-dependent delivery pressure setpoint profile can be specified via the electronic control unit ( 6 ).

5. Testing device according to claim 4, characterized in that the electronic control unit ( 6 ) is programmable and has a memory for the pressure setpoint profiles that can be used for testing.

6. Testing device according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the electromechanical transducer system ( 4 , 20 ) is designed as an electric motor or as an electric magnet.

7. Testing device according to one of the preceding claims, characterized in that the counterforce device ( 3 ) has a screw sleeve ( 13 ) which can be screwed onto the force transmission means ( 10 ) and is arranged so as to be rotatable and which has a transmission ( 19 ) with the electromechanical one Transducer system ( 4 , 20 ) is connected.

8. Test device according to claim 7, characterized in that the transmission ( 19 ) is designed as a gear transmission.

9. Testing device according to claim 7 or 8, characterized in that the push rod ( 10 ) is at least partially designed as a rack and is connected via a worm wheel to the electromechanical transducer system ( 4 , 20 ).

10. Testing device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the push rod ( 10 ) consists at least partially of a ferromagnetic material.

11. Test device according to one of the preceding claims, characterized in that a specification of linear, non-linear or non-term pressure profiles is provided without changing mechanical devices of the test device ( 50 ).

12. Test device according to one of the preceding claims, characterized in that several test cycles with identical delivery pressure profiles can be carried out within a syringe feed movement of the syringe pump ( 1 ).

13. Testing device according to one of the preceding claims, characterized in that a duration of the measuring time can be set by specifying the measuring accuracy of the conveying rate as a function of the measuring accuracy or the measuring resolution of the measuring device ( 2 ) and the size of the conveying rate.

14. Test device according to one of the preceding claims, characterized by a modem ( 22 ) connected to the electronic control device ( 6 ) for the remote transmission of measurement and test data.