DE1959244B2

DE1959244B2 - Eichvorrichtung fuer elektromedizinische gasdruckmessgeraete

Info

Publication number: DE1959244B2
Application number: DE19691959244
Authority: DE
Priority date: 1969-11-26
Filing date: 1969-11-26
Publication date: 1973-02-22
Also published as: DE1959244A1; CH507702A; DE1959244C3

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Eichvorrichtung für elektromedizinische Gasdruckmeßgeräte, insbesondere für Lungenfunktionsgeräte mit einer Atemstromdüse und einem Druckwandler, der den Atemstrom in Form einer von der Düse erzeugten Druckdifferenz erfaßt und ein der Druckdifferenz äquivalentes elektrisches Signal liefert, bestehend aus einem Staudruckgeber, der während des Eichvorganges durch Umschaltventile an Stelle der Meßdüse od. dgl. auf den Druckwandler geschaltet wird.

Zur Erfassung der Atemstromgeschwindigkeit oder, wie in der Ganzkörperplethysmographie, einfacher Druckschwankungen kommen Druckwandler zum Einsatz, die abhängig vom Druck oder einer Druckdifferenz ein elektrisches Signal liefern, dessen Größe proportional den gemessenen Werten ist. Diese Druckwandler sind außerordentlich empfindlich und haben vor allem einen starken Temperaturgang. Aus diesen und verschiedenen anderen Gründen ist es erforderlich, diese Druckwandler häufiger, vorzugsweise vor jeder Messung, zu eichen, um damit immer gleiche, d.h. reproduzierbare Meßwerte unter gleichen Bedingungen zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eichvorrichtung anzugeben, die in einfacher Weise eine betriebsmäßige Eichung ermöglicht, wobei alle Einflußfaktoren, die die Mißergebnisse verfälschen könnten, Berücksichtigung finden sollten. Gemäß der Erfindung ■ ^;rd vorgeschlagen, eine Eichvorric^s.tung der beschriebenen Art mit einem Staudruckgeber auszurüsten, der aus einem von einem Synchronmotor angetriebenen, in einer weitgehend abgeschlossenen Kammer angeordneten Lüfterrad besteht.

Besonders vorteilhaft ist es, die vom Druckwandler gelieferte Signalspannung mit einer Referenzspannung zu vergleichen und die Signalspannung, z.B. an einem nachgeschalteten Verstärker, auf den Normalwert zu korrigieren.

An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

In F i g. 1 ist als Meßgerät eine Atemstromdüse 1 eingesetzt, die über die Leitungen 2 und 3 mit einem Druckwandler 4 verbunden ist. Der Druckwandler 4 liefert gegen Masse eine Signa'.spanr mg, die im Verstärker 5 verstärkt und auf die Ausgangsklemme 6 gegeben wird. In der Rückführung des Verstärkers S ist ein Eichpotentiometer 7 eingezeichnet, das selbstverständlich auch Bestandteil des Verstärkers 5 sein kann. In die Leitungen 2 und 3 sind Ventile 8 und 9 eingeschaltet, über die der eine Eingang des Druckwandlers 4 auf freie Atmosphäre und der andere auf einen Eichdruckgeber 10 geschaltet werden kann. Ein weiteres Vintil9a erlaubt auch diesen Eingang auf freie Atmosphäre zu legen. Der Eichdruckgeber 10 besteht aus einer weitgehend abgeschlossenen Kammer mit einem Lüfterrad 11, das von einem Synchronmotor 12 angetrieben wird. Bei hoher Frequenzstabilität der Stromversorgungsnetze ist es möglich, mit dieser Anordnung einen ausreichend konstanten Druck zu erzeugen, der als Eichdruck auf den Druckwandler 4 gegeben wird.

Da mit der Temperatur auch die Dichte der Luft schwankt, was eine Änderung des Staudruckes bei gleicher Drehzahl des Lüfterrades 11 zur Folge hätte, muß die Lufttemperatur bei der Eichung berücksichtigt werden. Dies kann durch einen temperaturabhängi3en Halbleiter, vorzugsweise aber, wie im Ausführungsbeispiel, durch eine Diode 13 erfolgen, die von der Klemme 14 über den Vorwiderstand 15 gegen Masse geschaltet ist. Legt man nun an die Klemme 14 eine Spannung, z. B. eine Batteriespannung, so wird diese Spannung über den Vorwiderstand 15 durch die Diode 13 stabilisiert, d. h. am Punkt 16 zu einer echten Referenzspannung, die zudem den Vorteil hat, daß sie die Temperaturände-

rung entsprechend berücksichtigt, denn der Temperaturgang von Germanium- oder Silizium-Dioden entspricht ziemlich genau der Änderung des Eichdruckes in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen.

Die so am Punkt 16 gegen Masse gewonnene Referenzspannuag wird über einen Verstärker 17 auf einen Nullindikator 18 ebenso wie die von der Klemme 6 über die Leitung 19 und den während des Eichvorganges geschlossenen Schalter 20 gegebene Messpannung geschaltet. Da der Druck des Gebers 10 nicht nur mit der Temperatur, sondern auch mit dem barometrischen Luftdruck schwankt, ist es notwendig, die Referenzspannung zusätzlich noch in Abhängigkeit des barometrischen Luftdruckes zu korrigieren. Hierfür ist ein Potentiometer 21 vorgesehen, dessen Abgriff von einer Druckmeßdose 22 nachgesteuert wird. Selbstverständlich kann an Stelle des Potentiometers auch jedes andere Korn kturglied in geeigneter Weise auf die Referenzspannung bzw. den Verstärker 17 einwirken.

Die F i g. 2 zeigt den Eichdruckgeber 10 mit dem Synchronmotor 12 und dem Lüfterrad 11 in seinen Einzelteilen. Der Eichdruckgeber 10 besteht aus einem Gehäuse 25, das auf der einen Seite von der Antriebswelle 26 des Synchronmotors 12 und auf der gegenüberliegenden Seite vom Anschlußstutzen 27 durchsetzt ist. Wird der Synchronmotor eingeschaltet, so saugt das Lüfierrad 11 über die Öffnung 28 und die Durchbriiche 29 im Bereich der Welle 26 Luft an und drückt sie radial über den Spalt 30 zwischen Lüfterrad 11 und Gehäusewandlung 25 in die Kammer 31. Die Kammer 31 ist durch eine Trennwand 32 und einen Verbindungsstutzen 33 von der Kammer 34 abgetrennt. Die vom Lüfterrad 11 in die Kammer 31 gedrückte Luft beruhigt sich in dieser Kammer und wird von dort über den Verbindungsstu'izen 33, der zusammen mit den Kammern einen pneumatischen Tiefpaß bildet, in die Kammer 34 geleitet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß über den Anschlußstutzen 27 auf den Druckwandler 4 ein von Turbulenzen und anderen Druckstörungen unabhängiger konstanter Eichdmck geliefert wird.

Zum Abgleich des Nullindikator 18 wird mit Vorteil eine optische Anzeigevorrichtung, bestehend aus den Glimm- oder Glühlampen 40 und einem nicht gezeichneten Komparator, eingesetzt. Der Komparator hat die Eigenschaft, daß je nach angelegtem Eingangspotential der eine oder andere Ausgang voll durchgesteuert wird, so daß hieran angeschlossene Leuchtanzeigen aufleuchten. Nur im Nullbereich, d. h. bei Vorliegen gleicher Eingangsspannungen an den beiden Eingangskbmmen, gibt der Komparator kein Signal ab, so daß die beiden Lampen 40 erlöschen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Eichvorrichtung für elektromedizinische Gasdruckmeßgeräte, insbesondere für Lungenfunktionsgeräte mit einer Atemstromdüse und einem Druckwandler, der den Atemstrom in Form einer von der Düse erzeugten Druckdifferenz erfaßt und ein der Druckdifferenz proportionales elektrisches Signal liefert, bestehend aus einem Staudruckgeber, der während des Eichvorganges durch Umschaltventile an Stelle der Meßdüse od. dgl. auf den Druckwandler geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruckgeber (10) aus einem von einem Synchronmotor (12) angetriebenen, in einer weitgehend abgeschlossenen Kammer angeordneten Lüfterrad (11) besteht.

2. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Druckwandler (4) gelieferte Signalspannung gegen eine Referenzspannung geeicht wird.

3. Eichvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da3 das Referenzspannungssignal durch ein temperaturabhängiges EIement (13) und vorzugsweise auch durch ein vom barometrischen Luftdruck abhängiges Stellglied (21) nachgesteuert wird.

4. Eichvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als tnperaturabhängiges Element (13) und zurr Abgriff einer festen Referenzspannung im Bereich d r Staudruckkammer ein an eine Spannungsquelle gelegter Halbleiter, vorzugsweise eine Diode, eingesetzt ist.

5. Eich vorrichtung nach Anspruch 1 bis I, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalspannung des Druckwandlers (4) und die hinsichtlich Temperatur und gegebenenfalls auch Luftdruck korrigierte Referenzspannung auf einen Nullindikator (18) geschaltet sind.

6. Eichvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Nullindikator (18) ein Komparator mit je einem in den beiden Ausgängen eingeschalteten Leuchtfeld eingesetzt ist und der Komparator so abgestimmt ist, daß er nur in einem kleinen Bereich bei unterschiedlichen Eingangsspannungen kein Signal auf die Leuchtfelder gibt.

7. Eichvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer des Staudruckgebers (10) zwischen Lüfterrad (11) und Verbindungsöffnung (27) zum Druckwandler durch eine Zwischenwand (32) unterteilt ist, die eine Öffnung (33) mit hohem Strömungswiderstand aufweist.