DE19716977C2

DE19716977C2 - Device for heating and monitoring a flow medium

Info

Publication number: DE19716977C2
Application number: DE1997116977
Authority: DE
Inventors: Hartmut Schiefer; Bernhard Vondenbusch
Original assignee: BGM BUERK GES fur VERTRIEB UN
Current assignee: BGM BUERK GES fur VERTRIEB UN
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2017-04-24
Also published as: DE19716977A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a device according to the preamble of Claim 1.

Derartige Vorrichtungen kommen insbesondere in der Medizin zum Einsatz zur Zuführung eines Gases zu einem Patienten, beispielsweise zu dessen Beatmung. Hierbei strömt das Gas während seiner Zuführung entlang der Heizleitung, um sicherzustellen, daß es beim Patienten einen Temperatur-Sollwert, beispielsweise Körpertemperatur, aufweist.Such devices are used in particular in medicine Feeding a gas to a patient, for example for ventilation. Here, the gas flows around while it is being fed along the heating line ensure that there is a temperature setpoint in the patient, for example Body temperature.

Aus der DE 37 30 551 C2 ist ein Atembefeuchtungsgerät mit einem Beatmungsschlauch bekannt, der auf seiner Außenseite eine schraubenlinienförmig angeordnete Heizleitung trägt. Innerhalb die Beatmungsschlauches verläuft eine Meßleitung, die eine Meßsonde mit einer Überwachungseinheit elektrisch verbindet.DE 37 30 551 C2 describes a breathing humidifier with a Respiratory tube known, which is a helical on the outside arranged heating line carries. One runs inside the ventilation tube Measuring line that electrically connects a measuring probe to a monitoring unit.

Die DE 43 31 559 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erwärmung von strömenden Medien, die einen Innenschlauch aufweist, der von einer elektrischen Heizleitung in Form eines Drahtgeflechts umgeben ist, an der wiederum ein Meßwertaufnehmer anliegen kann.DE 43 31 559 A1 discloses a device for heating flowing Media that has an inner tube that is connected by an electrical heating cable Shape of a wire mesh is surrounded, in turn, a transducer can concern.

In der US-4,038,519 wird ein Schlauch für ein Strömungsmedium beschrieben, dessen Wandung mittels einer schraubenlinienförmigen in der Wandung angeordneten Heizleitung erwärmt werden kann. Zusätzlich kommt eine Temperaturmeßsonde zum Einsatz, die schraubenlinienförmig in der Schlauchwandung angeordnet sein kann.US Pat. No. 4,038,519 describes a hose for a flow medium, the Wall arranged by means of a helical in the wall Heating cable can be heated. In addition, a temperature probe is used Insert that can be arranged helically in the hose wall.

Allgemein kann mittels derartiger Vorrichtungen ein flüssiges oder gasförmiges Strömungsmedium (Fluid) erwärmt werden, und zusätzlich kann der Zustand des Strömungsmediums überwacht werden. Letzteres kann dadurch erfolgen, daß die Meßleitung einerseits an eine Überwachungseinheit und andererseits an eine Meßsonde angeschlossen wird, mit deren Hilfe beispielsweise die Temperatur oder die Feuchtigkeit des Strömungsmediums bestimmt werden kann. Eine Temperaturüberwachung kann auch dadurch erfolgen, daß die Meßleitung mit einer die Temperatur der Heizleitung bestimmenden Meßsonde verbunden wird. Das Signal der Meßsonde kann dann über die Meßleitung einer als Regeleinheit ausgestalteten Überwachungseinheit zugeführt werden zur Regelung der Temperatur der Heizleitung. In diesem Falle stellt die von der Meßsonde ermittelte Temperatur die Ist-Temperatur der Heizleitung dar, und mittels der Regeleinheit kann die Ist- Temperatur mit einer vorgebbaren Soll-Temperatur verglichen werden, so daß bei Abweichung der beiden Termperaturwerte ein Versorgungsgerät der elektrischen Heizleitung entsprechend angesteuert wird, um die Ist-Temperatur der vorgegebenen Soll-Temperatur anzunähern. Die Soll-Temperatur der Heizleitung entspricht hierbei der Temperatur, auf die das Strömungsmedium mittels der Vorrichtung erwärmt werden soll.In general, a liquid or gaseous one can be used by means of such devices Flow medium (fluid) are heated, and in addition, the state of the Flow medium are monitored. The latter can be done in that the Measuring line on the one hand to a monitoring unit and on the other hand to a Measuring probe is connected, for example, the temperature or the humidity of the flow medium can be determined. A Temperature monitoring can also take place in that the measuring line with a the temperature of the heating cable determining probe is connected. The signal the measuring probe can then be configured as a control unit via the measuring line Monitoring unit are supplied to regulate the temperature of the Heating cable. In this case, the temperature determined by the measuring probe represents the Is the actual temperature of the heating cable, and by means of the control unit the actual Temperature can be compared with a predetermined target temperature, so that at Deviation of the two temperature values a supply device of the electrical Heating line is controlled accordingly to the actual temperature of the predetermined Approach target temperature. The target temperature of the heating cable corresponds here the temperature to which the flow medium is heated by means of the device shall be.

Die Handhabung der voranstehend erläuterten Vorrichtungen hat sich als verhältnismäßig schwierig erwiesen, außerdem ist für deren Herstellung ein nicht unbeachtlicher Fertigungsaufwand erforderlich, der mit beträchtlichen Kosten verbunden ist.The handling of the devices explained above has proven to be proven to be relatively difficult, and one is not for their manufacture insignificant manufacturing effort required, which with considerable cost connected is.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie eine einfachere Handhabung aufweist und kostengünstiger herstellbar ist.The object of the present invention is to provide a generic device of this type to further develop that it is easier to use and less expensive can be produced.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizleitung an der Meßleitung gehalten ist. Eine derartige definierte Ankopplung der Heizleitung an die Meßleitung hat den Vorteil, daß ein gesondertes Zugentlastungselement, wie zum Beispiel ein zentral angeordneter Glasfaserstrang, entfallen kann. Die Funktion des Zugentlastungselement wird vielmehr von der Meßleitung übernommen, an der die Heizleitung gehalten ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat außerdem den Vorteil, daß bei Verbindung der Meßleitung mit einer die Temperatur der Heizleitung ermittelnden Meßsonde ein Regelkreis, wie eingangs erläutert, ausgebildet werden kann, der sich durch geringe Regelüberschwingungen bzw. Regelabweichungen sowie durch eine geringe Systemträgheit auszeichnet. Da die Meßleitung von der Heizleitung umgeben ist, weist sie darüber hinaus eine beträchtliche Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störstrahlungen sowohl im hoch- als auch im niederfrequenten Bereich auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich somit durch eine gute elektromagnetische Verträglichkeit aus.This object is achieved in a device of the type mentioned solved according to the invention in that the heating line is held on the measuring line. Such a defined coupling of the heating line to the measuring line has the Advantage that a separate strain relief element, such as a central arranged glass fiber strand, can be omitted. The function of the Strain relief element is rather taken over by the measuring line on which the Heating line is held. The configuration according to the invention also has the Advantage that when the measuring line is connected to a the temperature of the heating line determining measuring probe a control loop, as explained at the outset can, which is characterized by low control overshoots or control deviations as well characterized by a low system inertia. Since the measuring line from the Heating cable is surrounded, it also exhibits considerable immunity to interference against electromagnetic interference radiation both in high and in low frequency range. The device according to the invention is thus distinguished good electromagnetic compatibility.

Insbesondere im Falle sehr störungsempfindlicher Meßsignale, die über die Meßleitung übertragen werden sollen, kann vorgesehen sein, daß zwischen der zentral angeordneten Meßleitung und der Heizleitung ein die Meßleitung gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung abschirmendes Abschirmelement angeordnet ist. In vielen Fällen kann allerdings ein derartiges Abschirmelement dadurch entfallen, daß die Meßleitung von der Heizleitung umflochten ist. In diesem Falle bildet die Heizleitung ein Heizgeflecht, das einen beachtlichen Abschirmeffekt auf die zentral angeordnete Meßleitung ausübt. Darüber hinaus weist das Heizgeflecht eine besonders große Oberfläche auf, die auch bei Einsatz von Strömungsmedien mit großem Wärmeübertragungswiderstand eine gute Wärmeübertragung gewähr leistet.Especially in the case of very interference-sensitive measurement signals, which over the Measuring line to be transmitted, it can be provided that between the central arranged measuring line and the heating line opposite the measuring line Shielding element shielding electromagnetic interference radiation is arranged. In In many cases, however, such a shielding element can be omitted in that the measuring cable is braided by the heating cable. In this case, the Heating cable a heating braid that has a considerable shielding effect on the central arranged measuring line exercises. In addition, the heating braid has a special large surface area, even when using flow media with high heat transfer resistance ensure good heat transfer accomplishes.

Bei einer besonders kostengünstig herstellbaren Ausführungs form ist vorgesehen, daß die Heizleitung die Meßleitung schraubenlinienförmig umgibt. Die Heizleitung bildet somit eine Heizspirale, die insbesondere bei flüssigen Strömungsme dien, die sich durch einen geringen Wärmeübertragungswider stand auszeichnen, vorteilhaft verwendet werden kann.In a particularly inexpensive to manufacture form is provided that the heating cable the measuring line helically surrounds. The heating line thus forms a heating coil, which is particularly useful for liquid flow measurements serve by a low heat transfer resistance stand out, can be used advantageously.

Günstig ist es, wenn die Heizleitung bifilar ausgebildet ist und eine Zuleitung sowie eine Rückleitung umfaßt. Die Zu- und Rückleitungen können hierbei im wesentlichen parallel zuein ander ausgerichtet sein.It is advantageous if the heating line is bifilar and comprises a supply line and a return line. The feed and Return lines can be essentially parallel to each other be aligned.

Bei einer aufgrund ihrer mechanischen Stabilität bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Zu- und Rückleitungen miteinander verdrillt sind.With a preferred because of its mechanical stability Design is provided that the supply and return lines are twisted together.

Wie bereits erläutert, kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Strömungsmedium erwärmt und zusätzlich über wacht werden. Hierbei können mehrere Meßsonden zum Einsatz kommen, die beispielsweise die Temperatur der Heizleitung und/oder des Strömungsmediums sowie den Feuchtigkeitsgehalt und/oder die Konzentration einzelner Bestandteile des Strö mungsmediums, beispielsweise einzelner Gasbestandteile, er mitteln. Alternativ und/oder ergänzend kann vorgesehen sein, daß mehrere identische Meßfühler zum Einsatz kommen, die längs der Heizleitung im Abstand zueinander angeordnet sind. Zur Erzielung einer besonders guten Handhabbarkeit und Über sichtlichkeit ist es bei Einsatz der Vorrichtung mit mehreren Meßsonden von Vorteil, wenn mehrere Meßleitungen gemeinsam zentral angeordnet und von der Heizleitung in Umfangsrichtung umgeben sind.As already explained, by means of the Device heated a flow medium and additionally over be watched over. Several measuring probes can be used here come, for example, the temperature of the heating cable and / or the flow medium and the moisture content and / or the concentration of individual components of the stream mungsmediums, for example individual gas components, he average. Alternatively and / or in addition, it can be provided that that several identical sensors are used, the are arranged at a distance from one another along the heating line. To achieve particularly good handling and over it is obvious when using the device with several Measuring probes are an advantage if several measuring lines are common centrally located and circumferentially from the heating cable are surrounded.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Meßleitung einen temperaturabhängigen elektrischen Leitungswiderstand aufweist. Dies hat den Vorteil, daß der Widerstandswert der mechanisch an die Heizleitung gekoppelten Meßleitung als Meßsonde zur Bestimmung der Temperatur der Heizleitung verwendet werden kann.In a particularly preferred embodiment, that the measuring line has a temperature-dependent electrical Has line resistance. This has the advantage that the Resistance value of those mechanically coupled to the heating cable Measuring line as measuring probe for determining the temperature of the Heating cable can be used.

Soll das von einer Meßsonde bereitgestellte Meßsignal vom Be trieb der Heizleitung möglichst nicht beeinflußt werden, so ist es von Vorteil, wenn der elektrische Gesamtwiderstand der Meßleitung im wesentlichen temperaturunabhängig ist. Dies hat zur Folge, daß eine Temperaturänderung der Heizleitung prak tisch keine Auswirkungen auf die elektrischen Übertragungsei genschaften der Meßleitung hat.If the measuring signal provided by a measuring probe from the Be drive the heating cable should not be influenced, so it is beneficial if the total electrical resistance of the Measuring line is essentially independent of temperature. this has as a result that a change in temperature of the heating cable prak no impact on the electrical transmission egg properties of the measuring line.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Meßleitung abschnittsweise aus einem Kaltleiter und einem Heißleiter ge bildet ist. Die Meßleitung weist bei einer derartigen Ausfüh rungsform Bereiche unterschiedlicher Materialeigenschaften auf. Ein Kaltleiter zeichnet sich hierbei dadurch aus, daß sich sein elektrischer Widerstand erhöht, wenn der Kaltleiter erwärmt wird. Diese Eigenschaft weisen insbesondere Metalle, zum Beispiel Kupfer, auf. Heißleiter weisen demgegenüber eine umgekehrte Temperaturabhängigkeit auf, d. h. deren elektri scher Widerstand verringert sich bei einer Temperaturerhö hung. Eine derartige Eigenschaft weisen verschiedene, dem Fachmann bekannte Legierungen auf sowie Halbleiter. Wird ein Kaltleiter mit einem Heißleiter kombiniert, so hat dies zur Folge, daß sich bei Wahl geeigneter Längen für die beiden Leiter insgesamt ein temperaturunabhängiger Gesamtwiderstand ergibt, da sich eine Widerstandserhöhung des Kaltleiters durch eine Widerstandsverminderung des Heißleiters ausglei chen läßt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Meßleitung eine Zu- und eine Rückleitung umfaßt, wobei eine der beiden Leitungen als Heißleiter und die andere Leitung als Kaltleiter ausgebildet ist.For example, it can be provided that the measuring line in sections from a PTC thermistor and a thermistor forms is. The measuring line has such an execution Form areas of different material properties on. A PTC thermistor is characterized in that its electrical resistance increases when the PTC thermistor is heated. Metals in particular have this property, for example copper. In contrast, thermistors have one reverse temperature dependence on, d. H. their electri resistance decreases when the temperature rises hung. Such a property have different, the Alloys known to those skilled in the art as well as semiconductors. Becomes a PTC thermistor combined with a thermistor, so this has Consequence that when choosing suitable lengths for the two Overall, the conductor has a temperature-independent total resistance results because there is an increase in resistance of the PTC thermistor compensate by reducing the resistance of the thermistor lets. It can be provided, for example, that the Measuring line includes a supply and a return line, one of the two lines as a thermistor and the other line is designed as a PTC thermistor.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Meßleitung aus einem Material mit im wesentlichen temperaturunabhängigem elektrischen Widerstand gefertigt ist. Derartige Materialien zeichnen sich durch den sogenannten "K"-Zustand aus. Inner halb eines gewissen Temperaturbereichs weisen diese Materia lien einen elektrischen Widerstandswert auf, der sich bei ei ner Temperaturänderung praktisch nicht verändert. Eine derar tige Eigenschaft zeigen zum Beispiel Kupfer-Mangan- Legierungen.Alternatively, it can also be provided that the measuring line is off a material with essentially temperature-independent electrical resistance is made. Such materials are characterized by the so-called "K" state. Inner these materia show within a certain temperature range lien an electrical resistance value, which is at ei ner temperature change practically not changed. A derar properties show for example copper-manganese Alloys.

Wie bereits eingangs erläutert, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise zur Zuführung von Gasen in der Me dizin zum Einsatz kommen. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, ein angefeuchtetes und erwärmtes Atemgas unter Zuhilfe nahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einem zu beatmen den Patienten zu führen. Außerdem kann die Vorrichtung bei minimal-invasiven Eingriffen verwendet werden, bei denen bei spielsweise ein Endoskop durch eine enge Körperöffnung hin durch in eine Körperhöhle eingeführt und/oder durch eine enge Körperöffnung hindurch operiert werden soll, wobei hierbei die Körperhöhle mit erwärmtem Stickstoff- oder Kohlendioxyd- Gas aufgefüllt und expandiert wird. Hierzu kann vorgesehen sein, daß die voranstehend erläuterte Vorrichtung innerhalb eines flexiblen Gaszuführungsschlauchs, vorzugsweise im Ab stand zur Schlauchwand, angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet somit eine gegebenenfalls auswechselbare und autoklavierbare Einheit einer beheizbaren Leitung zur Zuführung eines Gases zu einem Patienten, wobei mittels der Vorrichtung sichergestellt wird, daß sich das Gas während der Zuführung nicht abkühlt und kondensiert, sondern beim Patienten einen Temperatur-Sollwert, beispielsweise Körpertemperatur aufweist.As already explained at the beginning, the invention can Device for example for supplying gases in the me medicine are used. For example, can be provided be a humidified and warmed breathing gas with the help took the device according to the invention to ventilate to guide the patient. In addition, the device can minimally invasive interventions are used, in which for example, an endoscope through a narrow body opening inserted into a body cavity and / or through a narrow one Body opening to be operated through, with this the body cavity with heated nitrogen or carbon dioxide Gas is filled up and expanded. This can be provided be that the device explained above within a flexible gas supply hose, preferably in the Ab stood against the hose wall, is arranged. The invention The device thus forms a possibly replaceable one and autoclavable unit to a heatable line for supplying a gas a patient, whereby the device ensures that the gas does not cool and condense during the delivery, but one in the patient Temperature setpoint, for example body temperature.

Weitere Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich beispielsweise bei Bioreaktoren, deren biologisch aktive Substanz häufig sehr termperatur- und/oder feuchtigkeitsempfindlich ist, wobei der biologischen Substanz ein erwärmtes flüssiges oder gasförmiges Medium zugeführt wird. Auch hierbei kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung sichergestellt werden, daß sich die Temperatur des Strömungsmediums während der Zuführung praktisch nicht ändert und daß zusätzlich der Zustand des Strömungsmediums mittels Meßsensoren festgestellt werden kann, wobei die Meßsensoren über eine von der Heizleitung umgebene Meßleitung mit einer entsprechenden Überwachungseinheit verbunden werden können.Further possible uses of the device according to the invention result for example in bioreactors, whose biologically active substance is often very is sensitive to temperature and / or moisture, the biological substance a heated liquid or gaseous medium is supplied. Here too can be ensured by means of the device according to the invention that the Temperature of the flow medium practically does not change during the supply and that in addition the state of the flow medium by means of measuring sensors can be determined, the measuring sensors via one of the heating line Surrounded measuring line connected to a corresponding monitoring unit can be.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im. Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments of the invention serves in the. Connection with the drawing of the detailed explanation. Show it:

Fig. 1 schematisch, teilweise aufgebrochen dargestellt, eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 1 shows schematically shown partially broken away, a perspective view of a first embodiment of a device according to the invention;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Gaszuführungsschlauch weggelassen ist, und Fig. 2 is a schematic longitudinal section through a second embodiment of a device according to the invention, wherein the gas supply hose is omitted, and

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei ebenfalls der Gaszuführungsschlauch weggelassen ist. Fig. 3 is a schematic longitudinal section through a third embodiment of a device according to the invention, wherein the gas supply hose is also omitted.

In Fig. 1 ist ausschnittsweise ein Gaszuführungsschlauch 10 dargestellt, der insbesondere in der Medizin zur Zuführung von erwärmtem Gas zu einem Patienten, beispielsweise zu dessen Beatmung oder auch zur Expansion einer Körperhöhle bei einem mikrochirurgischen Eingriff, zum Einsatz kommen kann. Hierbei wird ein mittels eines an sich bekannten Befeuchtungsgeräts befeuchtetes und erwärmtes Gas durch den Gaszuführungsschlauch 10 hindurch zum Patienten geleitet.In Fig. 1, a gas supply tube 10 is partial illustrated, in particular in the medical field for supplying heated gas to a patient, for example for its ventilation or for the expansion of a body cavity during a microsurgical procedure, can be used. In this case, a gas humidified and heated by means of a humidification device known per se is passed through the gas supply tube 10 to the patient.

Innerhalb des eine Kunststoffumwandung 11 aufweisenden Gaszuführungsschlauch 10 ist kollinear zu dessen Längsachse eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 zum Erwärmen und Überwachen des Gases geführt. Diese umfaßt eine zentrale Meßleitung 13, die in eine erste Isolation 14, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen, eingebettet ist, die von einem elektrischen Abschirmelement in Form eines Drahtgeflechts 15 umhüllt ist. Die Meßleitung 13 bildet somit in Kombination mit der ersten Isolation 14 und dem Drahtgeflecht 15 ein an sich bekanntes Koaxialkabel 16. Dieses wiederum ist von einer zweiten Isolation 17, die ebenfalls aus Polytetraflourethylen gefertigt sein kann, umgeben. An die zweite Isolation 17 schließt sich in radialer Richtung eine Heizleitung 19 an, die in Form eines Heizgeflechts ausgebildet ist und die Meßleitung 13 in Umfangsrichtung umhüllt. Die Heizleitung 19 ist somit über die erste und die zweite Isolation 14 bzw. 17 und das Drahtgeflecht 15 an der Meßleitung 13 festgelegt, die als Zugentlastungselement für die mechanisch empfindliche Heizleitung 19 dient.Within the gas supply hose 10 having a plastic wall 11 , a device 12 according to the invention for heating and monitoring the gas is guided collinearly to the longitudinal axis thereof. This comprises a central measuring line 13 which is embedded in a first insulation 14 , for example made of polytetrafluoroethylene, which is encased by an electrical shielding element in the form of a wire mesh 15 . In combination with the first insulation 14 and the wire mesh 15, the measuring line 13 thus forms a coaxial cable 16 known per se. This in turn is surrounded by a second insulation 17 , which can also be made of polytetrafluoroethylene. The second insulation 17 is adjoined in the radial direction by a heating line 19 which is in the form of a heating braid and envelops the measuring line 13 in the circumferential direction. The heating line 19 is thus fixed to the measuring line 13 via the first and second insulation 14 or 17 and the wire mesh 15 , which serves as a strain relief element for the mechanically sensitive heating line 19 .

Die Ausrichtung der Meßleitung 13 und der an ihr festgelegten Heizleitung 19 innerhalb des Gaszuführungsschlauchs 10 erfolgt mittels in Längsrichtung der Heizleitung 19 im Abstand zueinander angeordneter Abstandshalter 20, 21. Diese sind jeweils identisch ausgebildet und umfassen drei in einem Winkelabstand von jeweils 120° zueinander versetzt angeordnete, radial von der Heizleitung 19 abstehende Stege, wobei in Fig. 1 lediglich zwei Stege 22 uns 23 sichtbar sind. Die Stege sind jeweils flügelartig ausgestaltet und weisen in Längsrichtung der Heizleitung 19 eine im wesentlichen halbkreisförmige Gestalt auf, d. h. sie verjüngen sich in radialer Richtung, so daß sie im wesentlichen lediglich punktförmig an der Kunststoffumwandung 11 des Gaszuführungsschlauchs 10 anliegen und in Querrichtung des Gaszuführungsschlauchs 10 eine geringe Querschnittsfläche aufweisen verglichen mit der Strömungsquerschnittsfläche, die dem Gas zur Verfügung steht. Die Abstandshalter 20, 21 zeichnen sich somit durch einen geringen Strömungswiderstand aus.The alignment of the measuring line 13 and the heating line 19 attached to it within the gas supply hose 10 is carried out by means of spacers 20 , 21 arranged in the longitudinal direction of the heating line 19 . These are each of identical design and comprise three webs which are arranged at an angular distance of 120 ° from one another and project radially from the heating line 19 , only two webs 22 and 23 being visible in FIG. 1. The webs are each wing-shaped and have a substantially semicircular shape in the longitudinal direction of the heating line 19 , that is to say they taper in the radial direction, so that they rest essentially only in a punctiform manner on the plastic wall 11 of the gas supply hose 10 and in the transverse direction of the gas supply hose 10 one have a small cross-sectional area compared to the flow cross-sectional area available to the gas. The spacers 20 , 21 are thus characterized by a low flow resistance.

Mittels der Heizleitung 19 kann das durch den Gaszuführungsschlauch 10 hindurchströmende Gas erwärmt werden, und an die Meßleitung 13 ist eine Meßsonde anschließbar, mit deren Hilfe beispielsweise die Temperatur des Gases bestimmt werden kann.The gas flowing through the gas supply hose 10 can be heated by means of the heating line 19 , and a measuring probe can be connected to the measuring line 13 , with the aid of which the temperature of the gas can be determined, for example.

Eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ebenfalls den in Fig. 1 dargestellten Gaszuführungsschlauch aufweisen kann, ist in Fig. 2 dargestellt. Diese weist ebenfalls eine in eine erste Isolation 27 eingebettete Meßleitung 28 auf. Die Meßleitung 28 ist hierbei zweiadrig ausgestaltet und weist eine Zu- und Rückleitung 29 bzw. 30 auf, die an ihrem freien Ende elektrisch miteinander verbunden sind.An alternative embodiment of a device according to the invention, which can also have the gas supply hose shown in FIG. 1, is shown in FIG. 2. This also has a measuring line 28 embedded in a first insulation 27 . The measuring line 28 is in this case configured with two wires and has a supply and return line 29 or 30 which are electrically connected to one another at their free end.

Um die erste Isolation 27 ist schraubenlinienförmig eine bifilar ausgestaltete Heizleitung 32 gewickelt, die zwei elektrisch isolierte Heizdrähte 33 und 34 umfaßt, die miteinander verzwirbelt sind. Die beiden Heizdrähte 33 und 34 bilden eine Zu- bzw. eine Rückleitung der Heizleitung 32, die von einem Silikonschlauch 35 ummantelt ist. Ein derartiger Silikonschlauch kann auch bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform verwendet werden. A bifilar heating line 32 is wound helically around the first insulation 27 and comprises two electrically insulated heating wires 33 and 34 which are twisted together. The two heating wires 33 and 34 form a supply line or a return line of the heating line 32 , which is covered by a silicone tube 35 . Such a silicone tube can also be used in the first embodiment shown in FIG. 1.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung können ebenfalls Abstandshalter verwendet werden, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Spacers such as are shown in FIG. 1 can also be used in the device shown in FIG. 2.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Meßleitung 28 aus einem Werkstoff mit temperaturabhängigem elektrischen Widerstand gefertigt, so daß die Meßleitung 28 selbst eine Meßsonde ausbildet zur Bestimmung der Temperatur der sie umgebenden Heizleitung.In the embodiment shown in Fig. 2, the measuring line 28 is made of a material with temperature-dependent electrical resistance, so that the measuring line 28 itself forms a measuring probe for determining the temperature of the heating line surrounding it.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Diese umfaßt ebenfalls eine in eine erste Isolation 37 eingebettete Meßleitung 38, die eine Zu- und eine Rückleitung 39 bzw. 40 aufweist. Um die erste Isolation 37 ist wiederum eine bifilar ausgestaltete Heizleitung 42 mit einem ersten Heizdraht 43 und einem zweiten Heizdraht 44 schraubenlinienförmig herumgewickelt, wobei die beiden Heizdrähte 43 und 44 eine Zu- bzw. ein Rückleitung für die an ein elektrisches Spannungsversorgungsgerät anschließbare Heizleitung 43 ausbilden. Die Heizleitung 42 wird ebenfalls von einem Silikonschlauch 45 ummantelt.Another embodiment of a device according to the invention is shown in FIG. 3. This also comprises a measuring line 38 embedded in a first insulation 37 , which has a supply and a return line 39 and 40 , respectively. A bifilar heating line 42 with a first heating wire 43 and a second heating wire 44 is wound around the first insulation 37 in a helical manner, the two heating wires 43 and 44 forming a supply line and a return line for the heating line 43 which can be connected to an electrical voltage supply device. The heating line 42 is also covered by a silicone hose 45 .

Im Gegensatz zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist die Meßleitung 38 der in Fig. 3 in dargestellten Ausführungsform einen im wesentlichen temperaturunempfindlichen elektrischen Gesamtwiderstand auf. Zu diesem Zweck ist die Zuleitung 39 aus einem Kaltleiter gefertigt, d. h. einem Mate rial, dessen elektrischer Widerstand sich bei Erwärmung er höht, während die Rückleitung 40 aus einem Heißleiter gefer tigt ist, d. h. einem Material, dessen elektrischer Widerstand sich bei Erwärmung absenkt. Die in Reihe geschalteten Kalt- und Heißleiter haben insgesamt zur Folge, daß sich der Ge samtwiderstand der Meßleitung 38 bei einer Änderung der Tem peratur der Heizleitung 42 praktisch nicht ändert.In contrast to the embodiment shown in FIG. 2, the measuring line 38 of the embodiment shown in FIG. 3 has an overall temperature-insensitive electrical resistance. For this purpose, the supply line 39 is made of a PTC thermistor, ie a material whose electrical resistance increases when heated, while the return line 40 is made from a thermistor, ie a material whose electrical resistance lowers when heated. The series connected PTC and thermistor have the overall result that the total resistance of the measuring line 38 practically does not change when the temperature of the heating line 42 changes.

Die Meßleitung 38 ist an einen an sich bekannten und deshalb in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Meßsensor 46 angeschlossen. Hierbei kann beispielsweise ein Temperatur-, ein Feuchtigkeitssensor oder auch ein die Konzentration eines Gasbestandteils ermittelnder Meßfühler zum Einsatz kommen. Durch die Temperaturunabhängigkeit des Widerstandswerts der Meßleitung 38 wird sichergestellt, daß das vom Meßsensor 46 bereitgestellte Meßsignal von einer Temperaturänderung der Heizleitung 42 unbeeinflußt an eine an sich bekannte und des halb in der Zeichnung nicht dargestellte Überwachungseinheit übertragen werden kann, an die die Meßleitung 38 anschließbar ist.The measuring line 38 is connected to a measuring sensor 46 which is known per se and is therefore only shown schematically in the drawing. In this case, for example, a temperature sensor, a humidity sensor or a sensor that determines the concentration of a gas component can be used. The temperature independence of the resistance value of the measuring line 38 ensures that the measuring signal provided by the measuring sensor 46 can be transmitted unaffected by a change in the temperature of the heating line 42 to a monitoring unit known per se and not shown in the drawing, to which the measuring line 38 can be connected .

Wie bereits erläutert, kommt auch bei der in Fig. 3 darge stellten Ausführungsform eine bifilar ausgebildete Heizlei tung 42 mit einem ersten Heizdraht 43 und einem zweiten Heizdraht 44 zum Einsatz. Im Gegensatz zu der in Fig. 2 dar gestellten Ausführungsform sind jedoch die beiden Heizdrähte 43, 44 im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.As already explained, a bifilar heating line 42 with a first heating wire 43 and a second heating wire 44 is also used in the embodiment shown in FIG. 3 Darge. In contrast to the embodiment shown in FIG. 2, however, the two heating wires 43 , 44 are aligned essentially parallel to one another.

Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich ist, sind die er findungsgemäßen Vorrichtungen jeweils sehr kompakt ausgebildet und zeichnen sich durch eine besonders gute Handhabbar keit aus. Das Umwickeln bzw. Umflechten der Meßleitungen 13, 28 und 38 mit Hilfe der Heizleitungen 19, 32 bzw. 42 bewirkt eine definierte Ankopplung der Meßleitung an die Heizleitung und hat eine besonders geringe Systemträgheit zur Folge. Re gelüberschwingungen und Regelabweichungen werden vermieden, wobei gleichzeitig der fertigungstechnische Aufwand und die damit verbundenen Herstellungskosten geringgehalten werden.As can be seen from FIGS. 1, 2 and 3, the devices according to the invention are each of a very compact design and are characterized by a particularly good handling speed. Wrapping or braiding the measuring lines 13 , 28 and 38 with the help of the heating lines 19 , 32 and 42 results in a defined coupling of the measuring line to the heating line and results in a particularly low system inertia. Control overshoots and control deviations are avoided, while at the same time the manufacturing outlay and the associated manufacturing costs are kept low.

Claims

1. Device for supplying a flow medium with a supply line for the flow medium and with an electrical heating line ( 19 ; 32 ; 42 ) and at least one measuring line ( 13 ; 28 ; 38 ) connectable to a monitoring unit for heating and monitoring the flow medium, the heating line ( 19 ; 32 ; 42 ) surrounds the measuring line ( 13 ; 28 ; 38 ) in the circumferential direction, characterized in that the heating line ( 19 ; 32 ; 42 ) is held on the measuring line ( 13 ; 28 ; 38 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring line ( 13 ) is braided by the heating line ( 19 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the heating line ( 32 ; 42 ) surrounds the measuring line ( 28 ; 38 ) helically.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the heating line ( 32 ; 42 ) is formed bifilar and comprises a supply line ( 33 ; 43 ) and a return line ( 34 ; 44 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that the supply and return lines ( 43 , 44 ) are aligned substantially parallel to each other.

6. The device according to claim 4, characterized in that the supply and return lines ( 33 , 34 ) are drilled together ver.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that several measuring lines zen tral arranged and surrounded by the heating cable.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring line ( 28 ) has a temperature-dependent electrical line resistance.

9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the total electrical resistance of the measuring line ( 38 ) is substantially temperature independent.

10. The device according to claim 9, characterized in that the measuring line ( 38 ) is formed in sections from a PTC thermistor ( 39 ) and a thermistor ( 40 ).

11. The device according to claim 9, characterized in that the measuring line made of a material with essentially Chen temperature-independent electrical resistance is finished.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply line comprises a hose ( 10 ) and the heating line ( 19 ) and the measuring line ( 13 ) are held at a distance from the hose wall.