DE2707676C2

DE2707676C2 - Schaltung und Verfahren zum Eichen eines der Messung von Bestandteilen einer Fluidprobe, insbesondere von gasförmigen Blutbestandteilen, dienenden Analysengerätes

Info

Publication number: DE2707676C2
Application number: DE2707676A
Authority: DE
Inventors: Byron L. Bedford Mass. Moran
Original assignee: Allied Corp Eine Ges ND Gesetzen D Staates New York Morris Township NJ; Allied Corp
Current assignee: Fisher Scientific Co LLC
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1985-04-18
Also published as: AT372791B; ATA183977A; DE2707676A1; DK130177A; GB1564981A; CA1066772A; BR7701799A; US4039933A; JPS5325491A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung und ein Verfahren zum Eichen eines der Messung von Bestandteilen einer Fiuidprobe, insbesondere von gasförmigen Blutbestandteilen, dienenden Analysengerätes, mit mindestens einem Meßfühler, mit einer elektrischen Meßsignalschaltung und mit einer Kompensationsschaltung zum Ausgleich von Abweichungen eines Eichmeßsignals von einem vorgegebenen Bezugssignal, die mindestens eine Vergleichsschaltung mit einer Bezugssignalquelle und mindestens eine Schaltung mit Abtast- und Haltefunktion aufweist.

Eine entsprechende Schaltung ist aus der DE-OS 11 609 bekannt, bei der ankommende Meßeingangssignale verstärkt und einem Blattschreiber zugeführt werden, um die Werte in verschiedenen Meßkanälen festzuhalten. In diesem Zusammenhang ist eine Grundlinieneichung -des Blattschreibers vorgesehen, während anschließend eine Standardeichung des Schreibers für erwartete Standartwerte in den jeweiligen Kanälen vorgenommen wird. Diese Grundlinien- und Standardeichungen werden unter Verwendung einer Vielzahl von

Potentiometern von Hand durchgeführt, wobei die Potentiometer so eingestellt werden, daß Puffer- und Schieberegister in den Eicheinrichtungen für jeden Kanal eine Stellung im mittleren Bereich erhalten, so daß eine Korrektur nach oben und unten möglich ist.

Mit der bekannten Anordnung erfolgt zunächst die Grundlinieneichung und dann die Standardeichung von Hand mittels der verschiedenen Potentiometer, anschließend können die zu untersuchenden Proben gemessen werden, wobei das Meßeingangssignal analog mit dem gespeicherten Standardwert in der Schaltung vergliche,! und das Meßsignal auf dem Schreiber aufgezeichnet wird, wobei sich aus dessen Lage gegenüber der Standardeichung eint Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung ersehen läßt Das bekannte Gerät arbeitet in der Praxis so, daß die Proben vor einem Meßfühler auf einem Drehtisch angeordnet werden, wobei jeweils Gruppen mit einer vorgegebenen Anzahl von zu untersuchenden Proben bereitsgestellt werden, zwischen denen Standardproben angeordnet sind, um nach Durchführung der vorgegebenen Anzahl von Untersuchungen jeweils eine Nacheichung des Gerätes vornehmen zu können.

Mit der bekannten Anordnung ist daher lediglich eine periodische Nacheichung des Gerätes vorgesehen, um etwaige Drifterscheinungen kompensieren zu können, was wiederum eine manuelle Einstellung der verschiedenen Potentiometer von Hand erfordert, um den jeweiligen Änderungen Rechnung zu tragen. Nachteilig ist in diesem Zusammenhang jedoch, wenn im Laufe eines Maßzyklus einer vorgegebenen Anzahl von Proben eine Meßelektrode defekt wird oder aus irgendwelchen Gründen langsamer anspricht, weil sich dies zwar bei dem von ihr gelieferten Meßsignal sowie auf dem Schreiber auswirkt, ohne daß beim Aufzeichnungsträger sofort ersichtlich ist, daß der Fehler oder die Abweichung gegenüber dem Standardwert von der Elektrode herrührt und nicht von der zu untersuchenden Probe selbst. Neben der nur periodischen und nicht kontinuierlichen Nacheicnung des bekannten Gerätes besteht eine weitere Unzulänglichkeit der Anordnung darin, daß die jeweilige Nacheichung von Hand aufwendig ist, um etwaige Veränderungen Rechnung zu tragen. Außerdem ist dort keinerlei Kompensation vorgesehen, um etwa ein langsameres Ansprechen der Elektrode auszugleichen, ohne daß ein entsprechender Meßwert als fehlerbehaftet angesehen wird.

Bei den Analysegeräten der in Rede stehenden Art müssen jedoch die Meßfühler notwendigerweise äußerst empfindlich und genau geeicht sein, um auch kleinste Mengen an Bestandteilen in den zu untersuchenden Proben nachzuweisen und genaue Meßwerte der Bestandteile zu liefern. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese Informationen zu diagnostischen Zwecken oder zur Steuerung von Lebenserhaltungseinrichtungen bei kritisch Verletzten eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Unzulänglichkeiten vom bekannten Anordnungen eine Schaltung bzw. ein Verfahren zum Eichen eines Analysegerätes anzugeben, die in ebenso rascher wie einfacher Weise eine automatische, kontinuierliche und jederzeit mögliche Eichung ermöglichen, die in der Regel ohne Intervention von Bedienungspersonen erfolgt.

Die erfindungsgemä3e Lösung besteht darin, eine Schaltung der eingangs genannten Art gemäß den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 1 auszubilden bzw. ein Verfahren gemäß dem Kennzeichen des

Anspruchs 6 zu führen.

Weiterbildende Merkmale der erfindungsgemäßen Schaltung sind in den Ansprüchen 2 bis 5, des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Ansprüchen 7 bis 9 angegeben.

Mit der Schaltung und dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es in vorteilhafter Weise möglich, jederzeit zuverlässig Proben zu messen, ohne daß eine langwierige Einstellung des Analysegerätes erforderlich ist Die

ίο maßgeblichen Soll-Werte können nämlich in einfacher Weise in die Speichereinrichtung des Analysegerätes eingegeben werden, so daß die Vergleichsschaltung anschließend das Meßsignal mit dem Soll-Wert vergleicht und ggf. eine Korrektur über die entsprechenden Abis tast- und Halteschaltungen vornimmt Auf diese Weise kann ein langsames Ansprechen der Meßelektrode ausgeglichen werden, während bei erfolgloser Nacheichung des Analysengerätes automatisch eine Fehlermeldung abgegeben wird und damit gewährleistet, daß defekte Meßelektroden od. dgL recht7i;tig ausgewechselt werden können, ohne daß damit gtzsesssns Werte zu einer Fehlbeurteilung der zu untersuchenden Probe führen. Auf diese Weise ist mit Schaltung und dem Verfahren gemäß der Erfindung eine permanente Betriebsbereitscha^ft der Analysengeräte gegeben, da eine ständige Eichung der Meßeingangssignale durch Standardproben zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit stattfindet
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Be-Schreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Eichen eines der Messung von Bestandteilen einer Fluidprobe dienenden Analysengerätes, insbesondere von gasförmigen Blutbestandteilen zur Messung von pH-, PCO₂- und PO₂-Werten von Proben;

Fi g. 2a eine detailliertere schematische Schaltung einer in F i g. 1 gezeigten Abtast- und Halteschaltung;

Fig. 2b eine Tabelle mit verschiedenen repräsentativen V/erten für Bauelemente der Abtast- und Halteschaltungen, und zwar in Abhängigkeit davon, ob diese im pH- oder PCO₂- oder PO₂-Kanal verwendet werden; und in

F i g. 3 ein Zeitdiagramm zur näheren Erläuterung der Schaltung und des Verfahrens zum Eichen des Analysengerätes.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer speziellen Ausführungsform eines kontinuierlich arbeitenden automatischen Eichsystems, das in einem speziellen Gerät zur Untersuchung von gasförmigen Blutbestandteilen eingesetzt wird, wie es in der US-PS 36 72 843 beschrieben ist OiC-DS spezielle Gerät ist ein dreikanaliges Analysengerät, das so aufgebaut ist, daß die pH-, PCO₂- und PO₂-Werte des gesari.;en Blutes gemessen werden können.

Ein solches Analj sengerät besitzt eine PO₂-Elektrode 10, welche den Meßfühler zur Messung des Sauerstoff-Partialdruckes im Blut bildet und mit einer aus Verstärkern 11, 13 und 15 bestehenden Schaltung verbunden ist Diese Schaltung ist so ausgelegt, daß sie ein ftr den Sauerstoff- PartiaMruck repräsentatives Signal erzeugt Die Schaltung weist ferner einen Analog-Digital-Wandler oder A/D-Wandle·· 100a auf, so daß das Signal in digitale Form umgewandelt und mit einer geeigneten Anzeigeeinrichtung 102a leicht lesbar angezeigt werden kann. Ein zweiter Kanal besitzt eine PCO₂-Elektrode 20, die eine Elektrodenanordnung haben kann, wie sie in

Fig. 1 der US-PS 36 94 734 beschrieben ist. Selbstverständlich ist jede solche Elektrodenanordnung einer Probenkammer zugeordnet, in welche die Proben eingeführt werden, wie es im einzelnen in der US-PS 36 94 734 und US-PS 36 72 843 beschrieben ist. Der zweite Kanal mit der PCO₂-Elektrode 20 ist außerdem mit einer Schaltung verbunden, die Verstärker 21, 23 und 27 sowie eine Anti-log oder Numerus-Schaltung 25 aufweist Ferner ist diese Schaltung mit eine A/D-Wandler 1006 und einer digitalen Anzeigeeinrichtung 1026 versehen.

Eine pH-Meßfühlereinrichtung bekannter Bauart, z. B. gemäß der US-PS 36 72 843, enthält im wesentlichen eine pH-Meßelektrode 30a und eine pH-Bezugselektrode 306, die in einer geeigneten, nich näher dargestellten Verbindungsanordnung herkömmlicher Bauart angeordnet ist, wie sie z. B. die US-PS 36 72 843 bedie Vergleichsschaltungen 50a, 506 und 50c. Die anderen Eingangssignale dieser Vergleichsschaltungen 50a. 506 und 50c sind mit dem Buchstaben »A« gekennzeichnet und stellen die Ausgangssignale auf den Leitungen 104a, 1046 und 104c der jeweiligen Kanäle des Analysengerätes dar, wobei diese Ausgangssignale jeweils von dem entsprechenden A/D-Wandler 100a, 1006 bzw. lOOcgeliefert werden.
Die Vergleichsschaltungen 50a, 506 und 50c sind so

ίο ausgelegt, daß sie die mit »A« und »B« bezeichneten Signale oder Werte vergleichen und in denjenigen Fällen, in denen »A« größer als »B« ist, ein entsprechendes Ausgangssignal auf den Leitungen 52a, 526 bzw. 52c erzeugen. Wenn andererseits die Vergleichsschaltungen 50a, 506 und 50c feststellen, daß der Wert oder das Signal »A« kleiner als »B« ist, werden sie ein Ausgangssignal auf den Leitungen 54a, 546 bzw. 54c erzeugen.

schreibt Diese pH-Mc2iüh!ercir;r:cht'j"g besitzt eben- Diese jeweiligen Signale werden auf ?in<?n F.ingang von

falls eine zugeordnete Schaltung, die Verstärker 31, 33 und 35, einen A/D-Wandler 100c sowie eine digitale Anzeigeeinrichtung 102c aufweist

Die vorstehend beschriebene Anordnung enthält die wesentlichen Elemente eines mit drei Kanälen ausgerüsteten Analysengerätes für gasförmige Blutbestandteile, wobei in der nachstehend näher beschriebenen Weise jedem dieser drei Kanäle die Schaltung zum kontinuierlichen und automatischen Eichen zugeordnet ist.

Die Eichschaltung enthält Speichereinrichtungen 40a, 406, die als 12-Bit Zwischenspeicherschaltungen oder Latch-Schaltungen ausgebildet sein können. Diese Speichereinrichtungen sind so ausgelegt, daß sie eine Bezugszahl aufnehmen und speichern, die über Signalleitungen 41a und 416 manuell eingelesen wird. Es darf darauf hingewiesen werden, daß der pH-Kanal keine derartige Speichereinrichtung erfordert, da zur Eichung dieses Kanals ein hoher Puffererlösungswert von 7334 als konstante Bezugszahl verwendet wird.

Bei dem Analysengerät für gasförmige Blutbestandteile, das mit der kontinuierlich und automatisch arbeitenden Eichschaltung versehen ist, ist es erforderlich, daß Standard-Eichgase und eine pH-Pufferlösung dauernd in den jeweiligen Meßkammern gehalten werden, ausgenommen dann, wenn eine Probe analysiert werden soll, und auch nach einer solchen Analyse, wenn die Meßkammern und die zugeordneten Rohre mit einer Spüllösung durchgespült und gereinigt werden. Um die Eichschaltung zu betätigen, gibt die Bedienungsperson zunächst über die Signalleitungen 41a und 416 die Bezugszahlen der Eichstandards oder Eichnormale, die ihr bekannt sind und i.ich in den jeweiligen Meßkammern befinden, in die Speichereinrichtungen 40a und 406 für die jeweiligen POr und POCrNormale ein. Dann aktiviert die Bedienungsperson diese Bezugszahlen durch Betätigung der Steuereinrichtung 42, so daß diese Bezugszahlen in den Speichereinrichtungen 40a, 406 gespeichert werden. In diesen Speichereinrichtungen 40a, 406 bleiber, die Bezugszahlen so lange eingeschrieben, bis die Bedienungsperson wieder manuell eingreift, um die Bezugszahlen zu verändern, wenn beispielsweise unterschiedliche Eichnormale in den Meßkammern verwendet werden.

Diese Speichereinrichtungen 40a und 406 sind außerdem so ausgebildet, daß an ihren jeweiliger. Ausgängen 44a und 446 ständig Bezugssignale erzeugt werden, die repräsentative für die in diese Speichereinrichtungen 40a und 406 eingelesenen Bezugszahlen sind

Diese Bezugssignale sind auch mit dem Buchstaben »B« bezeichnet und definieren die Eingangssignale für

UND-Gattern 53 gegeben, deren jeweiliger zweiter

Eingang über eine Leitung 274 mit einer Folgesteuerungseinrichtung 272 verbunden ist, um eine Selbsteichung in Gang zu setzen. Die Folgesteuerungseinrichtung 272 kann so ausgebildet sein, wie es im einzelnen in der US-PS 36 72 843 beschrieben ist.

Wenn die Vergleichsschaltung 50a, 506 bzw. 50c feststellt, daß das Signal »A« größer als das Signal »B« ist, wird das intsprechende UND-Gatter 53 bei Empfang eines Steuersignals über die Leitung 274 einen Schalter 55 einer mit /?C-Gliedern versehenen Abtast- und HaI-teschaltung 60a, 606 bzw. 60c schließen, um diese positiv aufzuladen. Andererseits wird in d?.n Fällen, in denen die Vergleichsschaltung 50a, 506 bzw. 50c feststellt, daß das Signal »A« kleiner als das Signal »B« ist, in ähnlicher Weise der andere Schalter 57 geschlossen, um die Abtast- und Halteschaltung 60a, 606 bzw. 60c negativ aufzuladen, und zwar über einen Eingang 58a, 586 bzw. 58c, die jeweils gemeinsam für die Schalter 55 und 57 vorgesehen sind.
Eine Abtast- und Halteschaltung dieser Art mit RC-Gliedern ist im einzelnen in Fig.2a dargestellt Die Schalter 55 und 57 sowie ein dritter Schalter 53 sind vorzugsweise Festkörperschalter und dem Fachmann durchaus geläufig. Der Schalter 55 verbindet einen Eingang eines Operationsverstärkers 64 über eine Leitung 58 und über einen Widerstand R 1 mit einer positiven Gleichspannung von +0,5 V, während der Schalter 57 denselben Eingang des Operationsverstärkers 64 über einen Widerstand R2 mit einer negativen Gleichspannung von —0,5 V verbindet Der andere Eingang des Operationsverstärkers 64 ist geerdet Außerden. darf darauf hingewiesen werden, daß die Abtast- und Halteschaltungen dieser Art mit ÄC-Gliedern über interne Versorgungsspannungen versorgt werden, welche die anderen beiden Eingänge des Operationsverstärkers 64 bilden, wobei diese Gleichspannungen jeweils +12V und —12 V betragen.

Im Rückkopplnngskreis des Operationsverstärkers 64 ist ein Kondensator C1 und parallel zu diesem ein Widerstand R 3 sowie der obenerwähnte dritte Schalter 53 angeordnet Der Schalter 53 ist normalerweise offen und kann durch ein zweites Bezugssteuersignal, das über eine Leitung 43 aufgegeben wird, geschlossen werden, wie es nachstehend naher erläutert ist Das Ausgangssignal einer solchen Abtast- und Halteschaltung liegt am Ausgangswiderstand R 4 und ist mit dem Bezugszeichen 62 bezeichnet

Die jeweiligen Werte für die Bauelemente dieser Widerstände ändern sich in Abhängigkeit davon, in wel-

chem Kanal die Eichung durchgeführt wird, Einzelheiten ergeben sich aus der Tabelle in F i g. 2b.

Wie sich aus F i g. 1 ergibt, ist der Ausgang 62a der Abtast- und Halteschaltung 60a mit dem Verstärker 13 verbunden, um dessen Verstärkung, d. h. seine »Steilheit« zu steuern, da es sich um den PO₂-Kanal handelt. In den beiden anderen Kanälen sind die Ausgänge 626 und 62c cer Abtast- und Halteschaltungen 606 bzw. 60c jeweils an die Verstärker 23 bzw. 33 angeschlossen, insbesondere an ihren Abgleicheingang, d. h. als Offset-Steuerung.

Unter Bezugnahme auf F i g. 4 der bereits angesprochenen US-PS 36 72 843 darf darauf hingewiesen werden, daß der Ausgang 62a der Abtast- und Halteschaltung 60a mit dem Steilheits-Anschluß im PCVKanal zu verbinden wäre. Der Ausgang 626 wäre mit dem Abgleich-Anschluß zu verbinden, während der Ausgang 62c im pH-Kanal mit dem Abgleich-Anschluß zu verbinden wäre. Die jeweiligen Eifigsngsäigriäle liA« von den A/D-Wandlern 100a, 1006 bzw. 100c für die Vergleichsschaltungen 50a, 506 bzw. 50c würden von den jeweiligen digitalen Anzeigeeinrichtungen abgeleitet, die in F i g. 4 der bereits erwähnten US-PS 36 72 843 dargestellt sind.

Bei einem anderen Beispiel gemäß F i g. 1 in der US-PS 36 94 734 wäre das Signal »A« vom Analog/Digital-Wandler abzunehmen, während das Ausgangssignal 626 der Abtast- und Halteschaltung der hier beschriebenen Eichschaltung dort an der Verbindung zwischen einem Kondensator und einem Widerstand einzugeben wäre, um dei. Eingang eines Operationsverstärkers zu beaufschlagen.

Die am häufigsten auftretenden Abweichungen bei Instrumentenablesungen, die durch kleine Verschiebungen beim Ablesen, langsames Ansprechen oder Systemrauschen verursacht werden, können durch die Verwen-HiincT von E!n^<Tän°ssi^crnäi6n sus dersrt^en Abtust- und Halteschaltungen korrigiert werden, die in der oben beschriebenen Weise an entsprechende Verstärker 13, 23 bzw. 33 der jeweiligen Kanäle angeschlossen sind. Es können jedoch Fälle auftreten, in denen aus dem einen oder anderen Grunde ein Fehler eine solche Größe besitzt, daß er außerhalb des größten möglichen Korrekturbereiches der Abtast- und Halteschaltung liegt.

In diesen Fällen wird die Vergleichsschaltung 50a, 506 bzw. 50c weiterhin die Differenzen zwischen den Signalen »A« und »B« feststellen und ein weiteres Ausgangssignal auf den Ausgangsleitungen 56a, 5156 bzw. 56c erzeugen. Diese Signale werden einer geeigneten Verzögerungseinrichtung 66a, 666 bzw. 66c, die z. B. eine Verzögerung von einer Sekunde hervorrufen, sowie über UND-Gatter 68a, 686 bzw. 68c einer Fehleranzeigeeinrichtung 70a, 706 bzw. 70c zugeführt

Die Folgesteuerungseinrichtung 272 taktet zu geeigneter Zeit diese Fehleranzeigeeinrichtungen 70a, 706 und 70c über eine Leitung 276. Wenn dies geschieht, wird der jeweilige Meßkanal des Analysengerätes durch eine nicht näher dargestellten, an sich bekannte Einrichtung abgeschaltet Eine solche Einrichtung kann so arbeiten, daß die jeweilige Anzeigeeinrichtung 102a, 1026 oder 112c zu blinken beginnt damit den Fehler zur Anzeige bringt und die Bedienungsperson auffordert zur Korrektur einzugreifen. Ein derartiger Fehler kann z. B. durch eine defekte Elektrode oder eine gebrochene Membran für eine solche Elektrode oder durch großes, anhaltendes Systemrauschen oder durch relativ langsames Ansprechen des Gerätes hervorgerufen werden.

Eine Begrenzung des Korrekturbereiches der Abtast-

und Halteschaltungen 60a, 606 und 60c wird durch die internen Versorgungsspannungen von +12V und —12 V gegeben, welche die Abtast- und Halteschaltungen 60a, 606 und 60c treiben, wie es in F i g. 2a darge-

s stellt ist. Die zweite Begrenzung ergibt sich aus den RC-Zeitkonstanten mit R 1-Cl bzw. R 2—Cl der Abtast- und Halteschaltungen und selbstverständlich aus den speziellen Werten der Widerstände gemäß F i g. 2b in Abhängigkeit davon, in welchem Kanal die Widerstände eingebaut sind.

Nach einer größeren Störung in dem Analysengerät, die z. B. das Auswechseln einer defekten Elektrode erfordert, kann die Bedienungsperson wünschen, neue Bezugszahlen in die Speichereinrichtungen 40a und 406 einzugeben. Zu diesem Zweck muß das Gerät auf Null zurückgestellt werden. Dies wird durch Schließen des dritten Schalters 53 erreicht, der im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers 64 der jeweiligen Abisst- und Ksitcschaltungcn gemäß Γ ί g. 2a vorgesehen ist, und zwar über ein Signal auf der Leitung 43. Zur gleichen Zeit wird die Steuereinrichtung 42 der Speichereinrichtungen 40a, 406 (vgL 1) abgeschaltet Nach Beheben der Störung z. B. durch Ersetzen der defekten Elektrode, wird ein Eichnormal in die Meßkammer in Kontakt mit der neuen Elektrode gebracht und die neue Bezugszahl dieses Eichnormals noch einmal manuell in die jeweiligen Speichereinrichtungen 40a, 406 über die Signalleitungen 41a und 41 b eingegeben. Wenn die neuen Bezugszahlen in die Speichereinrichtung eingegeben sind, werden sie durch Aktivieren der Steuereinrichtung 42 abgespeichert, während zur gleichen Zeit der Schalter 53 wieder in seine normalerweise offene Stellung gebracht wird.

In F i g. 3 ist das Zeitdiagramm einer derartigen konti-

nuierlich und automatisch arbeitenden Eichschaltung dargestellt In der obersten horizontale Zeile ist der Wert der Bezugszahl »B« eingetragen, die auf der Ausgangsleitung 44a oder 446 der jeweiligen Speichereinrichtung 40a bzw. 406 auftritt oder die die konstante

Bezugszahl darstellt, die auf der Leitung 44c erscheint.

Unter dieser Linie erscheint für eine kürzere Periode eine weitere horizontale Linie, welche das Geräteausgangssignal eines speziellen Meßkanals darstellt und mit dem Buchstaben »A« bezeichnet ist Der Abstand zwischen diesen beiden Linien stellt die Differenz zwischen den beiden Werten »A« und »B« dar, wie sie die spezielle Vergleichsschaltung 50a, 506 bzw. 50c sieht

Unter der Voraussetzung, daß das Analysengerät gerade eine vorausgegangene Analyse beendet hat, gefolgt von einem Waschen der Meßkammern und Rohre durch eine Spüllösung, führt das Gerät automatisch die jeweiligen Eichnormale in die Meßkammern ein, was mit der Zeit I in F i g. 3 angedeutet ist Danach wird dem Anaiysengerät für eine bestimmte Zeitspanne durch die Folgesteuerungseinrichtung 272 die Möglichkeit gegeben, ein Gleichgewicht mit dem gerade eingeführten Eichnormal zu erreichen. Diese Zeitspanne ist in F i g. 3 durch die Zeit II angedeutet
Ein normal arbeitendes Analysengerät wird während dieser Zeitspanne das Ausgangssignal seines Analog/ Digital-Wandlers 100a, 1006 bzw. 100c derart einstellen, daß genau der gleiche Wert wie die Bezugszahl angezeigt wird, wobei keinerlei Eingriff durch die automatisch arbeitende Eichschaltung erforderlich ist Dieser Vorgang ist mit einer Kurve dargestellt, die mit dsm Vermerk »Normales Ansprechen« bezeichnet ist

Wenn der Meßkanalausgang »A« während dieser Ausgleichsperiode aus irgendeinem Grunde nicht den

gewünschten Pegel erreicht, z. B. die Situation »langsames Ansprechen aufgrund einer Elektrodenfunktionsstörung« gemäß F i g. 3 eintritt, dann wird bei Ablauf dieser Ausgleichszeitperiode (Zeit II) die Folgesteuerungseinrichtung 272 über die Leitung 274 das Selbsteichsystem in Funktion setzen, um einen Versuch zur Korrektur der Λ nzeige zu ermöglichen, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf F i g. 1 erläutert worden ist. Diese Selbsteichung erfolgt während einer Zeitspanne, die in Fig.3 mit Zeit III bezeichnet ist. Wenn der zu korrigierende Fehler innerhalb der Möglichkeiten und innerhalb des maximalen Korrekturbereiches der jeweiligen Abtast- und Halteschaltung liegt, dann wird das Ausgangssignal des Gerätes am jeweiligen A/D-Wandler 100a, 1006 bzw. 100c wieder gleich der jeweiligen Bezugszahl sein.

Wenn jedoch die Funktionsstörung eine solche Größe aufweist, daß sie außerhalb der Fähigkeit des Systems liegt, diese zu korrigieren, wird die Folgesteuerungseinrichtung 172 die Fehleranzeigeeinrichtungen 70a, 70b bzw. 70c über die Leitung 276 beaufschlagen, wie es oben beschrieben worden ist, und diese Fehleranzeigeeinrichtungen 70a, 70b und 70c während einer Zeitspanne, die in F i g. 3 mit Zeit IV bezeichnet ist, in diesem aktivierten Zustand halten. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal »Α« des Analysengerätes immer noch nich gleich dem Bezugssignal »B« ist, wie es von der Vergleichsschaltung 50a, 506 bzw. 50c gesehen wird, so wird ein Signal, das die Differenz zwischen diesen beiden Signalen »A« und »B« darstellt, durch eine geeignete Verzögerungseinrichtung 66a, 666 bzw. 66c, die z. B. eine Verzögerung von 1 Sek. hervorrufen, geleitet und in einem UND-Gatter 68a, 686 bzw. 68c mit dem verzögerten Signal aus der Verzögerungseinrichtung 66a, 666 bzw. 66c verknüpft, so daß die Fehleran-Zeigeeinrichtung 70a, 706 bzw. 70c betätigt wird. Auf diese Weise wird dann ein Blinken der Anzeigeeinrichtung 102a, 1026 bzw. 102c des Analysengerätes hervorgerufen und damit die Bedienungsperson vor der Funktionsstörung des Gerätes gewarnt und zum Eingreifen aufgefordert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Eichen eines der Messung von Bestandteilen eiuer Fiuidprobe, insbesondere von gasförmigen Blutbestandteilen, dienenden Analysengerätes, mit mindestens einem Meßfühler, mit einer elektrischen Meßsignalschaltung und mit einer Kompensationsschaltung zum Ausgleich von Abweichungen eines Eichmeßsignals von einem vorgegebenen Bezugssignal, die mindestens eine Vergleichsschaltung mit einer Bezugssignalquelle und mindestens eine Schaltung mit Abtast- und Haltefunktion aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltungen (50a, 506, 50c) mit ihren Eingängen jeweils an einen A/D-Wandler (100a, 100ύ, iOOc) für das Meßeingangssignal sowie eine Speiebereinrichtung (40a, 406, 40c) für digital einstellbare "Vorgabestandardwerte und mit ihren Ausgängen an Abtast- und Halteschaltungen (60a, 606, 60c) sowie Fehleranzeigeeinrichtungen (70a, 70b, 70c) für die jeweils aktuellen Signale angeschlossen sind,

daß die Eingänge (58,5Sb, 5Sc) der Abtast- und Haiteschaltungen (60a, 60 b, 60c) aber eine Logikschaltung (53, 55, 57) an zwei Ausgänge (52A 54a; 526, 546; 52c; 54c) der Vergleichsschaltungen (50a, 506, 50c) angeschlossen sind und bei Abweichungen von den Soll-Werten Korrektursignale erhalten, während die Ausgänge (62a, 626, 62c; der Abtast- und Halteschaltungen (60a, S06, 6C .) mit den Eingangskreisen (13,23,33) der Nießsignalschaltung verbunden sind und diese zur kontinut glichen Eichung in einer vorgegebenen ersten Zeitspanne und innerhalb vorgegebener Grenzen mit Steuersignalen versorgen, um Übereinstimmung von Ist-Wert und Soll-Wert zu erreichen, und daß die Fehleranzeigeeinrichtungen (70a, 706, 70c) jeweils an einen dritten Ausgang (56a, 566, 56c; der Vergleichsschaltungen (50a, 506,50c) angeschlossen sind und bei Fortbestehen der Abweichungen vom Soll-Wert nach Ablauf einer vorgegebenen zweiten, an die erste anschließenden Zeitspanne eine Fehlermeldung abgeben.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzte Korrekturbereich der Abtast- und Halteschaltungen (60a, 606,60cJmit RC-Gliedern (R 1, R 2, R 3, C1) einstellbar ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast· und Halteschaltungen (60a, 606,60c) mit ihren Ausgängen (62a, 626,62c) an Verstärker (13, 23,33) in den Eingangsleitungen für das Meßsignal angeschlossen sind und deren Verstärkung steuern.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltungen (50a, 506, 50c; mit den Abtast- und Halteschaltungen (60a, 606, 60c; jeweils über zwei Ausgänge mittels UND-Gattern (53) verbunden sind, deren jeweils anderer Eingang an eine Folgesteuerungseinrichtung (272) angeschlossen ist, die den Betrieb der Abtast- und Halteschaltungen (60a, 606, 60c,)sowie der Fehleranzeigeeinrichtungen (70a, 706, 70c; taktet.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehleranzeigeeinrichtungen (70a, 706,70c·; über ein U N D-Gatter (68a, 686. 68c) sowie einerseits direkt und andererseits über eine Verzögerungseinrichtung (66a, 666, 66c) an einen Ausgang (56a, 5§6\ 56c) der Vergleichsschaltungen (50a, 506,50c; angeschlossen sind.

6. Verfahren zum Eichen eines der Messung von Bestandteilen einer Fiuidprobe, insbesondere von gasförmigen Blutbestandteilen, dienenden Analysengerätes, bei dem Meßeingangssignale mit eingehenden Standardwerten verglichen und Abweichungen vom Sollwert angegeben werden, dadurch gekennzeichnet,

daß das kontinuierlich anliegende, analoge Meßeingangssignal digitalisiert und mit einem einstellbaren digitalen Sollwertsignal in einer Vergleichseinrichtung ständig verglichen und bei Koinzidenz im Toleranzbereich das Sollwertsignal angezeigt wird,
daß bei nicht vorhandener Koinzidenz der beiden Signale nach einer vorgegebenen ersten Zeitspanne die Vergleichseinrichtung ein erstes Steuersignal liefert, mit dem das Meßeingangssignal innerhalb vorgegebener Grenzen kontinuierlich nachgeeicht wird, und daß bei fehlender Koinzidenz der zu vergleichenden Signale ein zweites Steuersignal geliefert wird, mit dem nach Ablauf einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne eine Fehleranzeigeeinrichtung beaufschlagt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuersignal ständig an eine Abtast- und Halteschaltung angelegt und diese in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Differenz der beiden Vergleichsignale entladen bzw. geladen wird und daß mit dem dort erzeugten Ausgangssignal die Verstärkung im Eingangskreis zur Nacheichung kontinuierlich gesteuert werden wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspannen für die verschiedenen Arbeitsvorgänge, in denen die Steuersignale wirksam sind, von einer Folgesteuereinrichtung vorgegeben werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine ständige Eichung der Meßeingangssignale mit Ausnahme der Zeitspanne erfolgt, in der eine Fiuidprobe gemessen wird.