DE2128726A1

DE2128726A1 - Elektronisches Alarmanzeigegerat

Info

Publication number: DE2128726A1
Application number: DE19712128726
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: American Optical Corp
Priority date: 1970-07-20
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1972-01-27
Also published as: US3678491A; GB1331878A

Description

Dr. phil. G. B. HAGEN

Patentanwalt

MUNCHEN-SOLLN
Franz-Hals-Straße 21

Telefon796213 Münohen, den 7. Juni 1971

AO 2926 ^Dr· H//

American Optical Corporation 14, Mechanic Street
Southbridge, Mass., U.S.A.

Elektronisches Alarmanzeigegerät

Priorität: 20. Juli 1970; U.S.A.; Nr. 56 295

D±e Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Alarmanzeigegerät zur Mitteilung eines nicht gewollten Zustandes eines medizinisch-elektronischen Instruments an sich in der Nähe oder auch an einem entfernten Platz befindliche Beobachtungspersonen.

In einigen Bereichen der Elektronik werden "Spannung-Aus* Systeme verwendet. Im Bereich der elektronischen Spannungsübertragung und Verteilung sind beispielsweise die mit einer Notbatterie betriebenen Beleuchtungssysteme bekannt. Sritt ein Fehler auf, dann werden automa tisch die batteriebetriebenen lämpchen bei einem unerwünschten Spannungsausfall angeschaltet.

Im Zusammenhang mit sehr kritischen Instrumenten im medizinischelektronischen Bereich gibt es aber keine Geräte, die

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Bayerische Vereinsbank München 820993

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automatisch das Auftreten einer irrtümlichen Instrumenten-Spannungsunterbrechung aufzeigen oder die eine solche Spannungsunterbrechung dem Personal mitteilen können.

Beispielsweise ist es im medizinischen Bereich ein typisches Problem, dasein einem Krankenzimmer ein bettlägeriger Patient durch eine kritische elektronische Apparatur überwacht wird, die ihre Spannung etwa von W einer äußeren 115 Volt-Spannungsquelle mit 60 Hz bezieht,

ieses elektronische Gerät wird normalerweise auf Eädern montiert, so daß es leicht von Patient zu Patien gefahren werden kann. Nun kann es passieren, daß ein solches Gerät versehentlich rollt oder so bewegt wird, daß die Verbindungsschnur vom Instrument zur Spannungsquelle aus der Steckdose herausgezogen wird, so daß das Instrument nicht mehr arbeitet. Ist der Patient nicht in der Lage, den Arzt oder die Schwester (beispielsweise aus dem benachbarten Raum) zu rufen, so besteht keine Möglichkeit, daß das Wartungspersonal bzw. die Beobachtungspersonen erfahren, daß das Instrument versehentlich nicht mehr arbeitet. Wird auf der anderen Seite ein Alarmsignal bei der Spannungeunterbrechung ausgelöst, dann kann leicht die geeignete Maßnahme getroffen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Mangel der Unterrichtung der Beobachtungspersonen bei Auftreten einer Unterbrechung der Spannungszuführung an das Instrument zu beseitigen. Dabei soll besonders Rücksicht auf Instrumente genommen werden, mit denen die Überwachung, Anzeige und Stimulierung von lebenswichtigen Funktionen vorgenommen wird.

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Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Alarmanzeigegerät gelöst, das zur Verwendung an einem Platz, in dessen Nähe sich Beobaehtungspersonen befinden, bestimmt ist, das sowohl mit elektronisch-physiologischen Analog-Eingangssignalen von als auch mit elektronischphysologischen Analog-Ausgangssignalen an einem Menschen arbeitet und das eine Verbindung zu einer äußeren elektronischen Spannungsquelle aufweist, das sich gemäß der Erfindung dadurch kennzeichnet, daß Anzeigemittel zum Anzeigen eines nicht gewollten Spannungs- bzw. Leistungsabfalles der Quelle und auf die Betätigung der Anzeigemittel antwortende Alarmmittel zum mitteilen des Spannungs- bzw. Leistungsabfalles an die in der Nähe befindlichen Personen vorgesehen sind.

Das Alarmgerät kann in Verbindung mit jedem elektronischen Gerät verwendet werden, das seine Spannung von einer äußeren Spannungsquelle bezieht.

Das Alarmanzeigegerät verwendet eine Kapazität zur Speicherung der Energie als Antwort auf eine richtige Spannungsübertragung von einer äußeren Quelle zu dem elektronischen Instrument. Wird die S pannungs zuführung ^erbrochen, dann entlädt sich die Kapazität.

Wird die Spannungszuführung versehentlich unterbrochen, dann erfolgt die Kapazitätsentladung über einen ersten Weg durch eine Reihenanordnung eines Tonalarmsystems und normal geschlossener Kontakt eines Relais. Die Relaiskontakte werden offengehalten durch Strom von dem Instrument, Wenn die Spannung unterbrochen ist (absichtlich oder unabsichtlich), dann wird der Instrumentenstrom Null und die Relaiskontakte gehen in ihren normal geschlossenen

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Zustand. Das Tonalarmsystem enthält einen Tonfrequenzgenerator und liefert einen lauten Ton zur Mitteilung des Zustandes der Spannungsunterbrechung an jeden im Hörbereich. Dasselbe Alarmrelais kann auch eventuell einen anderen Kontaktsatz zur Auslösung eines entfernten Alarms verwenden.

Ist das Instrument nicht versehentlich von seiner Spannungsquelle abgeschaltet worden, sondern absichtlich, etwa durch Betätigung eines An-Aus-Sehalters, dann wird ein zweiter Entladungsweg ausgeführt. Dieser zweite Weg besteht aus einem Widerstand und einem von Hand betätigten Schalter zum lautlosen Verbrauchen der gespeicherten Energie. Die Entladung der Kapazität durch den zweiten Weg erfolgt hinreichend schnell, so daß der Alarm über den ersten Weg nicht ausgelöst wird«

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die im Krankenbett liegenden Patienten nicht unnötigerweise wegen des Nichterkennens der Spannungsunterbrechung für kritische elektro-medizinische Instrumente leiden oder sterben müesen. Das Bedienungspersonal kann den richtigen " Zustand dann wieder herstellen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Figur.

Die Figur zeigt teilweise schematisch, teilweise in Blockdij^agrammdarstellung eine Ausführungsform der Erfindung.

In der Zeichnung ist der Stecker 10 mit zwei Kontakt stiften gezeigt (es könnte natürlich auch ein solcher mit drei

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Kontaktstift en sein), der zur Aufnahme der Spannung von einer Wechselst«) mque lie mit beispielsweise 115 Volt und 60 Hz dient. Leiter 39 und 38 zusammen mit Schalter Sl (in geschlossenem Zustand) übertragen die Wechselspannung zu der Gleichstromspannungszuführung 14, die die Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt.

Das Schaltelement 11 ist von Hand betätigbar und kann in Kontakt mit Kontaktpunkt 13 (geschlossene Stellung) oder mit Kontaktpunkt 12 (offene Stellung) gebracht werden. Die Schaltelemente 11 und 40 bewegen sich zusammen. Befindet sich Element 11 in Kontakt mit Kontaktpunkt 12, dann schaltet Kontaktelement 40 in Kontakt mit Kontaktpunkt 31» wie es gezeigt ist.

Der Ausgang der GIeichstrom-Spannungsquelle 14 wird, als (+) and (-) bezeichnet und wird über Leitungen 15 und 34 entsprechend übertragen. Die Gleichspannung wird über diese Leitungen zur Schaltung 16 von einem zugeordneten Instrument übertragen. Die Instrumentenschaltung 16 umfaßt eine elektronische Schaltung zur Ausführung einer speziellen Funktion. In einem speziellen Fall kann sie die Messung, Anzeige oder Stimulierung von Körperfunktionen eines Menschen vornehmen. Beispielsweise ist ein sehr kritisches Stimulations ins trument ein Herzschrittmacher. Ein Fehler bei der Stimulation des Herzens kann gegebenenfalls eine Frage von Leben und Tod sein.

Die Leitungen 35 und 36 sind als stromführend von der Instrumentenschaltung 16 zum Strom-betätigten Schalter 17 gezeichnet. Das unterstreicht die Tatsache, daß die Instrumentenachaltung 16 selbst Spannung für Stromfluß empfangen muß,

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um eingestellt zu sein in Leitern 35 und 36.

Der Strom-aktivierte Schalter 17 weist einen Widerstand 18 und eine Relaisspule 19 mit Schalter S3 auf. Leiter ist verbunden mit einem Ende des Widerstandes 18, das andere Ende ist mit einem Ende der Spule 19 verbunden. Das andere Ende der Spule 19 ist verbunden mit einem Kontakt, der zum Schalter 23 und Leiter 36 führt.

Schalter S3 umfaßt ein bewegbares Element 22, den festgeschlossenen Kontaktpunkt 23 und den fest-offenen Kontaktpunkt 21. D_aB bewegbare Element 22 ist leitend verbunden über einen Leiter 24-mit einem Kontaktpunkt (_nicht gezeigt) eine^onalarmanlage 25; der andere nicht gezeigte Kontaktpunkt ist über Leiter 26 mit einem Kontaktpunkt 41 verbunden.(Das Alarmgerät 25 enthält einen nicht gezeigten Tongenerator.)

Kontaktpunkt 41 ist leitend verbunden mit der Anode einer Diode 28, dem positiven Pol eines Kondensators 27 und einem Ende eines Widerstandes 29« Die andere Seite des Kondensators 27 ist leitend verbunden mit dem (-)-Kontaktpunkt der GIeichspannungsquelle 14 und Kontaktpunkt 32 des Schalters S2 über Leiter 27. Die Anode der Diode ist leitend verbunden mit den ( + )-Kontakt der Gleichspannungsquelle 14. Das andere Ende des Widerstandes ist mit Kontaktpunkt 31 des Schalters S2 verbunden.

Im Betrieb soIj/ zunächst Schalter Sl und S2 in der gezeigten Stellung sein. Der Stecker 10 ist in eine W^chselstromspannungsquelle eingesteckt. Schalter Sl und S2, die miteinander verriegelt sind, ändern simultan ihren Schaltzustand und werden in diesem speziellen Fall von Hand

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geschaltet. Das bewegbare Element 11 erlaubt im Kontakt mit Kontaktpunkt 13 des Schalters Sl zusammen mit Leiter 38 den Stromfluß von einer äußeren nicht gezeigten Quelle zur GIeichspannungszuführung 14 und bewirkt dadurch, daß diese normal funktioniert.

Das bewegbare Element 40 stellt dann Kontakt her mit Kontaktpunkt 30 und ist daher elektrisch aus der Schaltung ausgeschaltet. Der Kondensator 27 wird dann auf einen Spannungswert nahe dem Ausgangswert der Gleichspannung 14 aufgeladen. Strom fließt von Kontaktpunkt 15 durch Diode 28 zum Kondensator 27· Kondensator 27 wird wegen seiner kleinen Ladezeitkonstanten in kurzer Zeit aufgeladen (Diode 28 hat eine kleine natürliche Widerstandsfähigkeit, die ein schnelles Aufladen des Kondensators 27 erlaubt). Die Instrument en sch alt ung wird so in Betrieb gesetzt durch Anliegen der Gleichspannung daran und arbeitet richtig unter normalen Bedingungen.

Leiter 36 bildet eine Fortführung der (-)-Seite der Gleichspannungszuführung. Leiter 35 kann eine (+)-Spannungshauptleitung repräsentieren, stellt aber noch geeigneter einen Spannungswert dar, der die richtige Operation der Instrumentenschaltung 16 repräsentiert. Dieser Spannungswert wird abgegriffen von einem nicht gezeigten Meßwideratand in der Instrumentenschaltung Es ist ein Wert, der die vollkommen normale Operation der Instrumentenschaltung 16 anzeigt.

Stromfluß durch Leiter 36 und 35 und durch den Strombetätigten Schalter 17 erhält den Schalter 17 in seinem "Kein-Alarm"-Zustand. Strom fließt in den Schalter 17

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am Widerstand 18, der zur Anpassung der Spannung an der Spule des Relais 19 auf den richtigen Wert verwendet wird. Der richtige Stromfluß durch die Spule regt ihn an, das bewegliche Element 22 in Kontakt mit dem Aus-Ein-Schaltkontaktpunkt 22 zu halten. Dieser magnetische Effekt ist durch die gestrichelte linie 20 gezeigt.

In diesem Zustand ist der Kondensator 27 geladen und hat keinen Entladungsweg. Das bewegliche Element 40 liegt am Kontaktpunkt 30 und das bewegliche Element 22 am Kontaktpunkt 21. Es fließt kein Strom durch das Alarmgerät 25, so daß dieses nicht aktiviert ist.

Zum Vergleich der Entladewege soll zuerst das richtige und absichtliche Abschalten der Spannung von der Schaltung betrachtet werden. Die Betätigung der miteinander verkoppelten Schalter Sl und S2 bewirkt die Bewegung von Element 11 zur Herstellung von Kontakt mit Element 12, wodurch die Spannung von der Gleichstromquelle 14 abgeschnitten wird; simultan wird das bewegbare Element in Kontakt mt Kontaktpunkt 31 bewegt. Dadurch wird ein zweiter Entladungsweg für den Kondensator 27 eingerichtet. Der Kondensator 27 kann sich üb er die Reihenanordnung aus Widerstand 29» bewegbarem Element 40 und Leiter 37 entladen. Diese Entladung geschieht schnell, so daß das Alarmgerät 25 nicht ausgelöst wird.

Wenn die Spannung von der G-Ieichspannungsquelle 14 abgeschaltet ist (auch absichtlich), dann hört der Stromfluß in der Relaisspüle 19 auf. Auf Beendigung des Stromflusses in der Eelalsspule 19 springt das bewegbare Element 22

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in seine normalerweise geschlossene Stellung in Kontakt mit Kontaktpunkt 23 zurück. Auf diese Weise wird ein erster Entladeweg für den Kondensator 27 über Alarmgerät 25 über Leiter 26 und 24» Kontakt 23 und Leiter 36 zu der negativ geladenen Elektrode des Kondensators 27 festgelegt. Um einen Fehlalarm zu vermeiden, muß eine "zweite Entladung" über den Widerstand 29 schnell genug sein, um eine "erste Entladung" über das Alarmgerät zu vermeiden. Ein Weg zum Sicherstellen einer richtigen zweiten Entladung ist die Verwendung eines Relais, das eine eingebaute kleine Hysterese (in der Größenordnung von Millisekunden) hat, zum Erhalten eines Kontaktes in einer festgelegten Stellung über eine hinreichend lange Zeit, so daß sich der Kondensator 27 ohne Schaden entladen kann.

Es soll nun der andere spannungslose Zustand betrachtet werden, in dem die Unterbrechung der Spannungszufuhr versehentlich oder zufällig auftritt. In diesem Fall bleibt das bewegbare Element 11 in der Stellung mit Kontakt 13, und das bewegbare Element 40 bleibt in K_ontakt mit Kontaktpunkt 30. Wenn also der Stecker 10 aus der Steckdose oder einer anderen Spannungöquelle herausgezogen worden ist, ist der zweite Entladungsweg für den Kondensator 27 über den Widerstand 29 nicht erreichbar. Der dnzige Entladungsweg für den Kondensator 27 (umgekehrt liefert Widerstand von Diode 28 einen Stromfluß dadurch) ist der erste Entladungsweg durch das Alarmgerät 25 und den normal geschlossenen Kontakt 22 des Schalters S3· Der Alarm wird ausgelöst (ein Tongenerator im Alarmgerät 25 wird ausgelöst) für eine Zeitdauer, während der sich der Kondensator 27 Über den Widerstand des Alarmgirätee

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entlädt. Das dauert typischerweise 10 bis 20 -Sekunden.

Es ist für den Fachmann klar, daß andere Speie hermit tel neben Kondensatoren für diese Punktion verwendet werden. Beispielsweise kann eine Spule die Energie in ihrem magnetischen Feld speichern, die über ein Alarmsystem ent]a den werden kann. Auch kann eine Batterie zur Verwendung anstelle von Kondensator 27 verwendet werden, aber die Batterie würde sich kontinuierlich entladen, ) bis sie über einen zusätzlichen Handschalter abgeschaltet

werden würde.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß auch andere Alarmgeräte anstelle von !Eonalarmanlagen verwendet werden können. Diese Alarmanlagen können nahe dem Instrument oder von diesem entfernt angeordnet sein. Es können ein Alarm oder mehrere an verschiedenen wichtigen Stellen angeordnete Alarme ausgelöst werden (ein Alarm kann beispielsweise im Zimmer der Schwester ausgelöst werden). Der Alarm kann von jeder wahrnehmbaren Art sein, also als sichtbares Zeichen oder als hörbares Signal ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein mit " dem öerät durch Leitungsdrähte verbundenes Blitzlicht

verwendet werden, oder es kann ein Übertrager aktiviert werden zur Aussendung von elektromagnetischen Wellen zu verschiedenen Empfängern, die an verschiedenen Stellen des Krankenhauses oder auch außerhalb desselben angeordnet sind.

Auch muß der Strom-be tätigte Schalter nicht notwendig ein Relais seinj sondern kann etwa ein transistorisierter

< Schalter sein.

Patentansprüche: 109885/1181

Claims

Patentansprüche

\1. !Elektronisches Alarmanzeigegerät zur Verwendung an einem Platz, in dessen Nähe sich Beobachtungspersonen befinden,

das sowohl mit elektrisch-physiologischen Analog-Eingangssignalen von als auch mit elektrisch-physiologischen Analog-Ausgangssignalen an einen Menschen arbeitet und das eine Verbindung zu einer äußeren elektrischen Spannungsquelle aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß

Anzeigemittel zum Anzeigen eines nicht gewollten Spannungs- bzw. Leistungsabfalles der Quelle und auf die Betätigung der Anzeigemittel antwortende Alarmmittel (25) zum Mitteilen des Spannungs- bzw. Leistungsabfalles an die in der Nähe befindlichen Personen vorgesehen sind.

2. Elektronisches Alarmanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der stromaktivierte Schalter so ausgebildet ist, daß er als Antwort auf eine Spannungsübertragung zu dem Instrument offen ist und schließt als Antwort auf ein Abschalten der Spannungsquelle.

3. Elektronisches Alarmanzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicherkapazität (27) vorgesehen, die auf eine nahe einer vorbestimmten Spannung liegende Spannung als Antwort auf die normale Operation des Instrumentes aufgeladen wird,

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daß primäre Entladungsmittel mit einen durch die Entladung der Spannungder Kapazität (27) über den Strom-betätigten Schalter zur Mitteilung des Spannungsabfalles ausgelösten Alarmgerät (25) und zweite Entladungsmittel zur nicht bemerkbaren Entladung des Kondensators (27) als Antwort auf ein normales Abschalten der Spannung vom Instrument vorgesehen sind.

4. !elektronisches Alarmanzeigegerät nach Anspruch 3» ^ dadurch gekennzeichnet, daß

das Alarmgerät (25) ein Tongenerator ist.

5· Elektronisches Alarmanzeigegerät nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmgerät (25) ein visuell arbeitendes Alarmgerät ist.

6. Elektronisches Alarmanzeigegerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Alarm über Radiofrequenzen übertragen und empfangen wird.

w 7· Elektronisches Alarmanzeigegerät nach Anspruch 3»

dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmgerät (25) aus einer Mehrzahl von an verschiedenen Stellen angebrachten individuellen Alarmanlagen besteht.

8. Elektronisches Alarmanzeigegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der individuellen Alarmanlagen an einem entfernten Ort angeordnet ist.

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