DE2907788A1 - Stroemungsmesser fuer die zufuehrung von gasstroemungsdaten und gasproben zu einem massenspektrometer - Google Patents
Stroemungsmesser fuer die zufuehrung von gasstroemungsdaten und gasproben zu einem massenspektrometerInfo
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Description
PAT | ENTANWÄLTE. | A. | GRUNECKER | SCHUMANN | H. JAKOB | BEZOLD |
DW_-ING. | DR. RERNAT-DIPL-PHyS | DtPt_-JNG | OR RERNAT- DIPL-CHEM | |||
H. DR-ΙΓ _ |
P. | S. | ||||
2907788 | KINKELDEY JG. |
|||||
W. STOCKMAIR DR-(NGl · AeE (CALTEO* |
||||||
K. | ||||||
8 MÜNCHEN 22
Strömungsmesser für die ^uführung von Gasströmungsdaten
und Gasproben zu einem Massenspektrometer
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die medizinische Gasanalysej
sie ist insbesondere auf die Bestimmung des prozentualen Anteils jedes Gases in der sich rasch ändernden Zusammensetzung
der Atemluft gerichtet.
Atmungsgase werden gern mit Hilfe eines medizinischen Massenspektrometer
analysiert, das kontinuierlich kleine Proben der Gaszusammensetsung empfängt, den Druck durch eine molekulare
Schleuse (leak) reduziert, so daß die kombinierten Gas-
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" %~ ■ .- 2307788
molelcüle durch Elektronenbeschuß ionisiert werden könnenj, und
dann die ionisierten Gasmoleküle einem Magnetfeld aussetzt, das die verschiedenen Gasmoleküle entsprechend ihrem Masse—Ladungsverhältnis
trennt» lonenstrom-Sammelschalen sind Tor gesehen,
um Sie Ionen der in dem Gemisch speziell interessierendes.
Sase aufzunehmen und Ströme zu erzeugen,, flie der dem System,
zugeführten Menge des betreffenden G-ases proportional
sind.
Der Ausgang i©s Spektrometers wird in eine Schaltung eingegeben.,
die Elektrometer enthält s welche die loaenströme empfangen
uiici individuell derart geeicht sind., daß äas" System für
ei© ϊοάβά jedes CS-ases gleich empfindlich ist imd gleiche Mengen
2@ü@T G-asart am Elektrometerausgang als Spannungssignale
mit gleicher Amplitude dargestellt werden= Jedes Elektroaeter-Aiisgaagssignal
wird an ein Schaltglied mit Terstärkungsregelimg
angelegt, und alle Schaltglieder werdea individuell mit einem
gleichen Faktor eingeregelt^ der aus der Summe aller Blektro—
seter-Aasgangssignale abgeleitet wird., um so eine ¥erstärkungs~
regelung alt gegenkopplung zu bild en v In der die Sraame aller
llsktrometer-imsgangssignale ein konstanter Wert ist.s ungeachtet
etwaiger unkoatrollierter-Yerstärloangssciwajalcuagen ia dem
Systesu Die Ausgangs spannung jedes Teretäicicungsglieöes. stellt
dann el&es, genauen Eros ent sat ζ seia.es sugeoräaeten ©ases ±n
der Ton flea Atemluft-Durchflußmesser eatnoiaaieaen Proibe öer 6aszusammensetzung
dar» - -.
Wenn verschiedene medizinische Parameters etwa die Sauers-toffaufnähme
eines J?atientenf bestimmt werden sollen» nuß öle
Atemluft strömung zeitlich synchron mit äer Atemluft zusammen™ ·
Setzung gemessen werden., so daß das Produkt dieser "beiden Yariablen
den Momentanwert der Teilströmung jeder Gas-kompouente
genau wiedergibt. In einem bisherigen System erhielt man die Strömungsdaten mittels eines Differenzdrackmessers, der über
äem Widerstandskern des Strömungsmessers lag, und das von ihm
erzeugte Signal wurde elektronisch derart verzögert, «laß es synchron mit dem Eintreffen der Gasprobe erschien. Aber die
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Gasströmung durch eine Kapillarrohre ist selten konstant,
selbst unter besten Arbeitsbedingungen nicht; sie ändert sich mit Gasen unterschiedlicher Viskosität, Temperatur und unterschiedlichem
Wassergehalt, der selbst so stark schwanken kann, daß er die Kapillarrohre teilweise blockiert, wenn Atemluft—
proben von einem Patienten der Intensivstation genommen werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung fließen die Gasströmungs—
daten zusammen mit den zugehörigen Atemluftproben kontinuierlich durch die Kapillarleitung zwischen dem probenehmenden.
Strömungsmesser und dem Spektrometer Auf diese Weise sind die bisherigen Mangel beseitigt und Änderungen oder Schwankungen
der Überführungszeit für die Gasproben zwischen dem Atemluft-Strömungsmesser
und dem medizinischen Massenspektrometer spielen keine Rolle mehr. .
Kurz gesagt, die Erfindung sieht ein System vor, in dem ein Gasströmungsmesser mit einem drosselnden Kern an der proximalen
oder Mundstück-Seite des Kerns mit einer Röhre zur Probenentnahme von Atemluft und an der äußeren oder distalen Seite des
Kerns mit einer zweiten Eingaberöhre versehen ist, wobei beide Probenröhren miteinander und mit der Einlaßöffnung eines medizinischen
Massenspektrometer verbunden sind. Die distale
Probenröhre ist mit einer Röhre gepaart, die ein Gas, ζ·Β· Helium,
abgibt, das für das Atmungssystem ein i'rsmägas ist, und
beide Röhren können derart lose mit einer Kappe abgedeckt sein,. daß die distale Probenröhre nur das Premdgas und zwar unter
dem auf der distalen Seite des Kerns herrschenden Druck empfängt. Wenn durch den Strömungsmesser keine Einatmung oder
Ausatmung stattfindet und der Druck an der proximalen und distalen Seite des Kerns gleich ist, saugt das Vakuumsystem des
Massenspektrometers eine repräsentative Probe der Atemgase aus der proximalen Probenröhre und eine kleine Probe von dem Eremdgas
durch die distale Röhre ein. Die Elektrometerausgangs-Spannungssignale
im Massenspektrometer können dann auf die nominelle Fremdgasmenge richtig geeicht werden. Während der Einatmung
und Ausatmung erzeugt der Strömungswiderstand des Strömungsmessers
Druckdifferenzen am Kern, wodurch verglichen mit
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der Atemluftprobe ein größerer oder kleinerer Eremdgasflttß angesaugt
wird. Die variierenden Fremdgasmengen werden in das System eingesaugt und analysiert, um daraus ein zur Strömung
proportionales Signal zu gewinnen. Demzufolge erscheinen die erzeugten Signale, die die Strömung bzw. die Saszusammensetzung
repräsentieren, zum gleichen Zeitpunkt und können zur Berechnung medizinischer Parameter verwendet werden, deren Richtigkeit
von der genauen Synchronisation der "beiden Datentypen
abhängt·
Ein bevorzugter Erfindungsgedanke liegt darin,, für die Analyse
mittels eines medizinischen Massenspektrometer strömungsdaten
äer Atemluft synchron mit kontinuierlichen Sasproben vorzusehen.
Die Gasströmungsdaten werden mittels der Druckdifferenz
über einem Widerstandskern in einem probennehmenden Strömungsmesser
bestimmt und der Strömungswert in einem bestimmten Augenblick wird dadurch registriert, daß ein ungiftiges Gass
das für die normalen Atmungsgase ein Premdgas ist» proportioniert in einer durch die Druckdifferenz bestimmten Menge in
den Probeneinlaß eingeführt wird» Die Menge des Iremdgases repräsentiert daher die Strömung und wird durch die Einlaßröhre
in genauem Synchronismus mit der zugehörigen Atemluftprobe eingesaugt,
um von dem Spektrometer analysiert zn werdea« Das erzeugte
Signal, das die Menge des Premdgases und damit die Strömung
wiedergibt, kann dann zusammen mit den die Konzentration der verschiedenen Gase in der zugeordneten Atemluftprobe repräsentierenden. Signalen dazu benutzt werden, verschiedene ie~
diziaiselie Parameter, etwa die Sauer stoff auf nähme, zu berechnen,
wenn die exakte Synchronität dieser Signale "bedeutungsvoll
ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile äer Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines AusfüJarungsTaei»--
spiels anhand äer beigefügten Zeichnung» Sarin zeigt €ie einsinge !ig. ein Blockschaltbild, das die Anordnung eines Atemluft-Strömungsmessers,
verbunden mit einem typischen medizin!sehen
Massenspektrometer, veranschaulicht„
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In der Pig. ist ein typisches medizinisches Massenspektrometer gezeigt, wie es "beispielsweise in der Ungarischen PS Kr.
3 824 390 beschrieben ist. Das Gerät weist eine evakuierte Ionisationskammer 10 auf, durch die ein Elektronenstrahl 12 geschickt
wird, um die Gasmoleküle zu ionisieren, die in die Kammer 10 von einem Probeneinlaß 14, etwa einer üblichen Molekülschleuse,
eingeführt werden, die ohne die Zusammensetzung einer Gasprobe zu stören, den Druck des Gases auf eine an das
in der Kammer 10 herrschende Vakuum angepaßte Höhe senkt. Die auf diese Weise ionisierten Gasproben werden durch eine Elektrode
16 fokussiert und in eine Analysenkammer 18 beschleunigt, wo die ionisierten Gasmoleküle einem Magnetfeld ausgesetzt
werden, das die Bahn der Ionen zu gekrümmten Bahnen nach
Maßgabe der. betreffenden Masse-ladungsverhältnisse der verschiedenen
vorhandenen Gasmoleküle ablenkt. Sammelschalen 20, die in der Analysenkammer 18 an passenden Stellen angebracht
sind, um die abgelenkten Ionen jedes interessierenden Gases aufzufangen, erzeugen Ströme, die zu der Menge der gesammelten
Gasionen proportional sind.
Das Spektrometer ist mit einer Schaltung verbunden, die Elektrometer
22 enthält, welche die lonenströme empfangen und Spannungssignale erzeugen, die die Höhe dieser Ströme repräsentieren.
Wie in der oben erwähnten Ungarischen PS 3 824 390 beschrieben, werden die Spannungssignale dann in Spannungsverstärker
24 mit Verstärkungsregelung eingegeben, die in der oben beschriebenen Weise geeicht sind, um Ausgangssignale zu
erzeugen, die mit einer Bezugsspannung summiert werden, welche
von einem Druckmeßwertwandler erzeugt wird, der eine zum Druck der Gase in der Gasleitungsröhre 26 proportionale Bezugsspannung
liefert, um so eine Regelspannung zum Regeln der Verstärker 24 zu gewinnen.
Gemäß der Erfindung erhält man das die Atemluftströmung wiedergebende
Drucksignal durch Messung der Fremd gasmenge, die
durch den Druckunterschied über dem Widerstandskern im Strömungsmesser
in den Einlaß eingesaugt wird. Da das JPremdgas zu—
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sammen mit seiner zugehörigen Gasprobe in das Spektrometer eintritt, sind beide Daten, die der Gasprobe und die der Gasströmung
stets synchronisiert ungeachtet der tjberführungszeit zwischen dem probennehmenden Strömungsmesser und dem Spektrometer.
Wie in der Fig. gezeigt, ist die Gasleitungsröhre 26, die vorzugsweise
eine sehr enge Kapillarrohre ist, durch die Wand 28
in den Prob ennahmeb er eich 30 im Luftstrom eines Atemströmungsmessers
32 eingeführt. Der in der Pig. dargestellte Strömungsmesser
ist ein Pneumotaehograph-Strömungsmesserteil einer Iiungenmaschine
nach "Fleisch", der am proximalen Ende eines Gehäuses, das einen Iiaminarströmungskern 36 enthält, mit einem
Mundstück 34 versehen ist. Der Kern 36 besteht vorzugsweise aus einem Stück einer gerieften Metallfolie, die passend angeordnet
ist, um eine laminare Gasströmung vorbei an Drucköffnungen 38 hervorzurufen, die normalerweise an einen Druckgeber
angeschlossen sind, in Ausübung der Erfindung jedoch nicht verwendet werden.
Durch die Wand 38 ist distal vom Kern.36 noch eine Kapillarrohre
in den Strömungsmesser 32 eingeführt, die als Differenzröh— re 40 bezeichnet wird. Eine Gaszuführröhre 42, die an einen
Gasvorrat 44 angeschlossen ist, wobei es sich um ein Fremdgas für die Atmungsgase, etwa Helium, handelt, ist mit der Differenzröhre
40 gekuppelt, so daß beide in einer Gassammelschale 46 endigen. Die Schale 46 kann einfach eine umgedrehte Halbkugel
aus Kunststoff sein, die das leichte Fremdgas einfängt,
um sicherzustellen, daß die Differenzröhre 40 ausschließlich Fremdgas empfängt. Zudem muß die Schale 46 am Boden offen
sein, damit das von der Differenzröhre 40 aufgenommene Fremd—
gas den Druck hat, der im distalen Ende des probennehmenden
Strömungsmessers herrscht.
Das System arbeitet folgendermaßen: Vom Vorrat 44 wird das
Fremdgas durch die Gaszuführröhre 42 mit einer Rate von annähernd 0,02 ml/s zugeführt, während keine Gasströmung durch den
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Strömungsmesser 32 geht und das Mundstück 34 offen ist, so daß
am Kern 36 des Strömungsmeasers keine Druckdifferenz vorhanden
ist. Die dem medizinischen Massenspektrometer zugehörige Vakuumpumpe 48 saugt Atmosphärenluft aus dem Bereich 30 und ausserdem
Fremdgas durch die Differenzröhre 40 ein. Es ist erfindungswesentlich, daß die !Fremdgasprobe gleichzeitig mit dem
Einsaugen von Gas aus dem Bereich 30 eingesaugt wird und daß die beiden Proben miteinander gemischt werden, so daß die im
Spektrometer aufgenommenen vereinigten Gase die zu analysierende Gasprobe zusammen mit dem Gas, das den Druck der Gasprobe
repräsentiert, enthalten. Deshalb muß die Fremdgasprobe aus der Schale 46 die Verbindungsstelle der Differenzröhre 40 mit
der Gasleitungsröhre 26 zum gleichen Zeitpunkt erreichen wie die aus dem Probennahmebereieh 30 herkommende Gasprobe. Dies
kann dadurch erreicht werden, daß man die beiden Röhren zwischen ihren Enden und der Verbindungsstelle gleich lang macht
oder ihnen entsprechend unterschiedliche lichte Weiten gibt.
Die Gase, die somit synchron vereinigt werden, werden von einer nicht dargestellten Vakuumpumpe, die dem Probeneinlaß
zugeordnet ist, durch die Leitungsröhre in den Probeneinlaß gesaugt, von wo eine sehr kleine Probe in die Ionisationskammer
10 eingespeist wird, in der die Moleküle der verschiedenen Gase ionisiert und in die Analysenkammer 18 beschleunigt werden.
Die Gasionen der Atemluft werden dann beschleunigt, abgelenkt und von passend angeordneten Sammelschalen 20 aufgenommen,
während die Fremdgasionen ausschließlich in der geeignet angebrachten Sammelschale 50 aufgefangen werden. Die Ströme
von den Schalen 20 und 50 werden jeweils an die vorgeeichten Elektrometer 22 angelegt, welche die Ströme in entsprechende
genormte Spannungshöhen umwandeln, wie oben beschrieben· Diese Signale, die die von den Sammelschalen 20 aufgenommenen Ionen
wiedergeben, werden an Spannungsverstärker 24 mit geregelter Verstärkung angelegt, deren Ausgangsklemmen mit einer passenden
Sichtanzeige 52 gekuppelt sind, auf welcher die prozentualen Anteile jedes Gases in der Atemluftprobe erscheinen. Die Ausgangssignale
der Verstärker werden außerdem über gleiche Wi-
903840/^47
-*'- '907788
ΛΛ
α erstände 54 einer Summierungs schaltung miteinander verbunden.
Die Spannung vom Elektrometer, die den von der Sammelschale
50 für das Premdgas empfangenen Strom repräsentiert, wird
über einen Regelwiderstand 56 in die Summierungsschaltung
eingegeben, deren Ausgang mit der Eingangsklemme eines Summierverstärkers 58 mit hoher Verstärkung verbunden ist. Der Ausgang
des Verstärkers 58 ist an eine Modulationsschaltung 60
für den Arbeitszyklus gelegt, die den Gleichstromausgang des Verstärkers 58 in Recht eckwell en-Ausgangs signale umwandelt,,
die sich in Übereinstimmung mit Änderungen im Verhältnis zwi—·
sehen der Bezugsspannung, die durch die Anwesenheit des von der Sammelschale 50 aufgefangenen Premdgases erzeugt wird,- und
der Gesamtspannung von den Verstärkern 24 ändern. Dieses Rechteckwellen-Spannungssignal
wird dann an jeden Verstärker 24 angelegt, um auf diese Weise einen geschlossenen Regelkreis
oder eine Verstärkung mit Gegenkoppelung zu. erhalten. Die vollständige
Beschreibung des Modulators 60 für den Arbeitszyklus und die Verstärkungsregelung ist in der oben erwähnten Ungarischen
SS 3 824 390 enthalten.
Während der Eichung des Systems wird der Regelwiderstand 56
so justiert, daß die auf der Sichtanzeige 52 erscheinenden Gassusammensetzungen insgesamt 100 $ ergeben« Die geeichten
Verstärker korrigieren dann alle etwaigen unkontrollierten Verstärkungsänäerungen
des Systems und das Spektrometersystem ist nunmehr richtig eingestellt, um die Atmungsgase zu. analysieren»
Wenn ein Patient einatmet, wird von den eingeatmeten G-a—
sen in dem Probenentnahmebereich 30 durch die Gasleitragsr'öh™
re 26 eine Probe entnommen. Die Gasströmung durch den Kern 36
senkt den Druck im Bereich 30 unter den im äistalen Ende Jaerr«
sehenden, so daß die Differenzröhre 40 eine größere Menge
Iremdgas, flas durch die Gaszuführröhre 42 in die Sammelschale
46 eingespeist vjorden ist, absaugt. Da die Sammelschale 46
•vorzugsweise nahe einer Wand des Strömungsmessers 32 angeordnet
ist j während der Einlaß der Gasleitungsröhre- 26 nahe der
Mitte des laftstromes im Bereich 30 liegtt wird ein etwaiger
L 0
tibersohuß an Fremdgas, der aus der Schale 46 entweicht, durch
die Laminarströmungswirkung des Kerns 36 vom Einlaß der Gasleitungsröhre 26 weggeführt, so daß die Röhre 26 genau nur
die Gase im Bereich 30 erfaßt, während die durch die Differenzröhre
40 abgeleitete Fremdgasmenge eine direkte Anzeige
für die Druckdifferenz am Kern 36 und damit für die Strömung durch den Strömungsmesser ist.
Wenn der Patient ausatmet, erzeugt die durch den Xern 36 strömende
ausgeatmete Atemluft einen Druckanstieg im Probenentnahmebereich 30 über den Druck im distalen Ende, wodurch eine
proportionale Drucksteigerung an der Verbindungsstelle der Differenzröhre 40 mit der Gasleitungsröhre 26 entsteht. Dieser
Druckanstieg an der Verbindungsstelle bewirkt eine Abnahme der Premdgasströmung in das System, so daß, wenn die Atemluftprobe
am Massenspektrometer ankommt, gleichzeitig die Gasdruekinformation
in der Porm einer verminderten Menge an Iremdgas—
molekülen empfangen wird« Die variierenden Fremdgasmengen, die
im Spektrometer empfangen werden, ergeben dann Signale, die die an die Summierungsschaltung über den Leiter 62 angelegte
Beζugsspannung ändern und damit auch entsprechend die Steuersignale
für die Verstärker 24 ändern, so daß während der Pro— benprüfung in jedem Augenblick genaue Anzeigen des Atemluftgehaltes
in prozentualen Anteilen für jedes Gas erzeugt werden.
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Claims (6)
- PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKERDlPt- INCiH. KINKELDEYOFt-ING.W. STOCKMAlRDU .ING-AoE(CaTECH)2907 1 88 Κ· SCHUMANNη ""** DR REa NAT- OtFL-PHYSP. H. JAKOBDlPt_-lNaG. BEZOLDDH. RERWAT-- DIFt-OiEfW8 MÜNCHEN 22MAXIMILI&NSTRASSE -SS28THE PERKIH-EIMER CORPORATIONEorwalk, Connecticut 06856, USA P,; Strömungsmesser für die Zuführung synchronisierter ßasstro«= mungsäatea gleichseitig mit Gasproben zu einem Massenspektrometer gekennzeichnet äurehein rohrförmiges Strömungsraesserelement mit einem ersten 3SiIOe1, einem sweiten Snäe und einer zwischen dem ersten unä zweiten lade liegenden strömungsdrosselnden Anordnung (36) δeine Gasleitungsröhre (26), die das erste Ende des Strö=> areuagaiae es er elemente s mit der Einlaßöffnung eines Massenspektrometer verbindet§eine Einrichtung (44g 42) aum Zuführen eines zweiten Gases9 Sas für die zu prüfenden Gase ein Fremdgas ist 9 ia äas sv/eite Ende ü@s Strömungsmesser element es | " eine Leitung (40), die zwischen dem zweiten Ende and äer G-asleitungsröhre (26) liegt und deren eines Ende derart in dem zweiten Enäe angeordnet ist» daß die leitung ausschließlich öas aweite Gas abzieht, und deren anderes Ende in die G-asleitusgsröhre an einer Stelle mund et 9 %$o eine Gaspro "be sich mit dem zweiten Gas vereinigt, das praktisch im gleichen Augenblick wie die Probe abgezogen worden ist* .undeine Einrichtung im Massenspektrometer sum Messen der Menge des zweiten Gases in der dem Massenspektrometer züge-909840/05^7(O30) 22 28 62 ΤΕΙ_ΕΪ< OB-Q©3S0 TELEGRAMME MONAPAT TeLEKOPIEIREiR^907788führten kombinierten Probe, wobei diese Menge proportional zur !Druckdifferenz über der strömungsdrosselnden Anordnung (36) ist und eine Anzeige für die Gasströmung durch den Strömungsmesser darstellt„
- 2. Strömungsmesser nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas in eine Gassammelschale (46) eingespcx»t wird, die zum zweiten Ende des Strömungsmessers hin offen ist, und daß die Leitung (40) sich in die Schale (46) öffnet, so daß sie nur das zweite Gas mit dem im zweiten Ende des Strömungsmesserelementes herrschenden Druck abzieht.
- 3· Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gas Helium ist und daß die Gassammelschale (46) umgekehrt ist, um das Helium zu sammeln.
- 4. Strömungsmesser nach Anspruch 2 oder 3* dadurch gekennzeieh-■ net, daß die leitung (40) und die Gasleitungsröhre (26) Kapillarröhren sind.
- 5. Strömungsmesser nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmesaerelement ein Pneumotachograph-Strömungsmesser ist, bei dem das erste Ende an ein Mundstück für den Patienten angeschlossen, ist.
- 6. "Verfahren zum Übermitteln von Druckdaten eines strömenden Gases gleichzeitig mit Proben dieses Gases, dadurch gekennzeichnet, daß ein probennehmendes Element vorgesehen wird, durch das das Gas strömt, das ein erstes Ende hat, welches an eine den Druck verändernde Quelle des Gases angeschlossen wird, ferner ein zweites Ende und ein strömungsärosselndes Mittel in dem Element zwischen, dem ersten und zweiten Ende zum Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Ende, die proportional zur Gasströmung durch das drosselnde Mittel ist,daß mittels einer Probennahmeröhre, die in dem ersten Ende909 3 40/05472307788des Elementes angeordnet ist, Proben, des Gases abgezogen werden,,daß in das zweite Ende des Elementes ein zweites G-as eingespeist wird, das von dem zu prüfenden Gas uixterscheidbar ist,daß in dem zweiten Ende nahe der Stelle, wo das zweite G-as eingespeist wird, eine Röhre angebracht wird, laxa Proben des zweiten Gases allein und unter dem im. zweiten Ende herrschenden Druck abzuziehen,daß die Probennahmeröhre und die das zweite G-as abziehende Röhre an einem Ort nahe dem prob annehmend en Element miteinander verbunden sind und zwar an Stellen in den "beiden Röhren, wo eine Probe des entnommenen &ases gleichzeitig mit einer Probe des zweiten Gases, die aus dem proibennehmenäen Element zum gleichen Zeitpunkt entnommen voTäen. ±si;3 eintrifft und sich mit dieser vereinigt, und daß die Menge des zweiten Gases in der Kombination aus Probengas und zweitem Gas bestimmt wird, wobei fliese Menge proportional zu der zwischen dem ersten waä zweiten Ende des probennehmenden Elementes zum Zeitpunkt der Entnahme der Gasprobe herrschenden Druckdifferenz ist.
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GB (1) | GB2017935B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0295575A1 (de) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Institut Po Technitscheska Kibernetika I Robotika | Durchflussumformer, insbesondere für die Diagnostik von Lungenerkrankungen |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2436395A1 (fr) * | 1978-09-14 | 1980-04-11 | Grouyellec Andre Le | Testeur de gaz ou de liquide ou capsule test |
US4440177A (en) * | 1980-07-03 | 1984-04-03 | Medical Graphics Corporation | Respiratory analyzer system |
US4448058A (en) * | 1982-07-02 | 1984-05-15 | Sensormedics Corporation | Respiratory gas analysis instrument having improved volume calibration method and apparatus |
US4485822A (en) * | 1983-01-28 | 1984-12-04 | G & R Instrument Company, Inc. | Multi-phase interfacing system and method |
US4635468A (en) * | 1985-06-10 | 1987-01-13 | Westinghouse Electric Corp. | Gas monitoring method and device |
US4907166A (en) * | 1986-10-17 | 1990-03-06 | Nellcor, Inc. | Multichannel gas analyzer and method of use |
US4817013A (en) * | 1986-10-17 | 1989-03-28 | Nellcor, Inc. | Multichannel gas analyzer and method of use |
US4805450A (en) * | 1988-02-01 | 1989-02-21 | Columbia Gas System Service Corporation | Method of locating hydrocarbon producing strata and the instrument therefor |
US5022406A (en) * | 1988-08-01 | 1991-06-11 | Tomlinson Harold W | Module for determining diffusing capacity of the lungs for carbon monoxide and method |
US5072737A (en) * | 1989-04-12 | 1991-12-17 | Puritan-Bennett Corporation | Method and apparatus for metabolic monitoring |
US5287851A (en) * | 1991-09-11 | 1994-02-22 | Beran Anthony V | Endotracheal tube connector with integral pneumotach transducer |
DE4200830A1 (de) * | 1992-01-15 | 1993-07-22 | Draegerwerk Ag | Verfahren zur quantitativen bestimmung einer komponente eines gasstromes |
CA2097363A1 (en) * | 1992-06-03 | 1993-12-04 | Hideo Ueda | Expired air examination device and method for clinical purpose |
US5357972A (en) * | 1993-05-17 | 1994-10-25 | Medical Graphics Corporation | Disposable pneumotachograph flowmeter |
US5479815A (en) * | 1994-02-24 | 1996-01-02 | Kraft Foods, Inc. | Method and apparatus for measuring volatiles released from food products |
US5594179A (en) * | 1995-11-06 | 1997-01-14 | Marsh-Mcbirney, Inc. | Tracer type flowmeter and method using two or more injected trace materials |
US5869344A (en) * | 1996-07-19 | 1999-02-09 | Micromass Uk Limited | Apparatus and methods for the analysis of trace constituents in gases |
US6017315A (en) | 1998-02-25 | 2000-01-25 | Respironics, Inc. | Patient monitor and method of using same |
US20050121033A1 (en) * | 1998-02-25 | 2005-06-09 | Ric Investments, Llc. | Respiratory monitoring during gas delivery |
US6544192B2 (en) | 1998-02-25 | 2003-04-08 | Respironics, Inc. | Patient monitor and method of using same |
US6050953A (en) * | 1998-04-03 | 2000-04-18 | Warwick; Warren J. | Device and method for measuring a spirogram |
US6915705B1 (en) | 2002-04-03 | 2005-07-12 | Ric Investments, Inc. | Flow sensor and flow resistive element |
US11963757B2 (en) * | 2016-06-28 | 2024-04-23 | Treymed, Inc. | Side-stream respiratory gas monitoring system |
US20180192912A1 (en) * | 2017-01-11 | 2018-07-12 | Treymed, Inc. | System and method for determining calorimetric performance and requirements |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1211423B (de) * | 1964-03-13 | 1966-02-24 | Fenyves & Gut Dr | Vorrichtung zur Steuerung der Zufuhr der Atemgase zu einem Gasanalysegeraet |
DE2204473A1 (de) * | 1972-01-31 | 1973-08-16 | Siemens Ag | Vorrichtung zum bestimmen zeitlicher mittelwerte des stromes und/oder der konzentration von gaskomponenten in einem messgas |
US3824390A (en) * | 1971-10-18 | 1974-07-16 | Perkin Elmer Corp | Multichannel mass spectrometer |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3896792A (en) * | 1974-05-15 | 1975-07-29 | Us Navy | Real-time cyclic pulmonary function test system |
-
1978
- 1978-04-03 US US05/893,033 patent/US4178919A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-02-28 FR FR7905219A patent/FR2422163A1/fr active Granted
- 1979-02-28 DE DE19792907788 patent/DE2907788A1/de active Granted
- 1979-03-15 GB GB7909180A patent/GB2017935B/en not_active Expired
- 1979-03-21 CH CH263479A patent/CH640347A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-03-29 CA CA324,408A patent/CA1133279A/en not_active Expired
- 1979-04-02 JP JP54038468A patent/JPS6236177B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1211423B (de) * | 1964-03-13 | 1966-02-24 | Fenyves & Gut Dr | Vorrichtung zur Steuerung der Zufuhr der Atemgase zu einem Gasanalysegeraet |
US3824390A (en) * | 1971-10-18 | 1974-07-16 | Perkin Elmer Corp | Multichannel mass spectrometer |
DE2204473A1 (de) * | 1972-01-31 | 1973-08-16 | Siemens Ag | Vorrichtung zum bestimmen zeitlicher mittelwerte des stromes und/oder der konzentration von gaskomponenten in einem messgas |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
In Betracht gezogene ältere Anmeldung: DE-AS 27 10 783 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0295575A1 (de) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Institut Po Technitscheska Kibernetika I Robotika | Durchflussumformer, insbesondere für die Diagnostik von Lungenerkrankungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2422163B1 (de) | 1984-01-20 |
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US4178919A (en) | 1979-12-18 |
FR2422163A1 (fr) | 1979-11-02 |
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DE2907788C2 (de) | 1989-03-09 |
GB2017935B (en) | 1982-07-28 |
GB2017935A (en) | 1979-10-10 |
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CA1133279A (en) | 1982-10-12 |
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