DE3020620A1

DE3020620A1 - Vorrichtung zur messung und anzeige des verbrauchten anteils der theoretisch zu erwartenden gesamtlebensdauer eines kondensators

Info

Publication number: DE3020620A1
Application number: DE19803020620
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Hellige GmbH
Current assignee: GE Medical Systems Information Technologies GmbH
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1981-12-03
Also published as: JPS5720275A; DE3020620C2

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, mit der sich der Anteil der noch zur Verfügung stehenden Lebensdauer eines in einem Gerät enthaltenen, hoch belasteten Kondensators erfassen und anzeigen läßt.
Vor allem in der Medizinelektronik gibt es Geräte, die hochbelastete Kondensatoren enthalten, von deren unbedingter Funktionstüchtigkeit unter Umständen das Leben eines Menschen abhängen kann. Ein bekanntes Gerät dieser Art ist der Defibrillator. Die in solchen Defibrillatoren zur Energiespeicherung verwendeten Kondensatoren mit großer Kapazität pro Volumen (µF/cm³) haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Verwendet man volumenmäßig große Kondensatoren, die eine größere Lebensdauer erwarten lassen, so wird das Gerät unhandlich und schwer, so daß auch der rasche mobile Einsatz,der bei Geräten dieser Art im Vordergrund steht, beeinträchtigt werden kann.
Die Betriebslebensdauer der Kondensatoren ist u. a.
von der Gesamtzeit, während der der Kondensator auf die Betriebsspannung U aufgeladen war, abhängig. In bekannten Defibrillatoren sind keine Maßnahmen oder Mittel vorgesehen, um diese Gesamtzeit zu messen.
Um Kondensatoren vorsorglich rechtzeitig vor Erreichen des Endes ihrer Lebensdauer auswechseln zu können, soll insbesondere für Defibrillatoren eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der sich die theoretisch noch zu erwartende Restlebensdauer bzw. die bisherige Beanspruchung des Kondensators erfassen läßt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Zur Lösung des zugrundeliegenden Problems wäre es optimal, das aufsummierte Produkt aus der Ladespannung und der Zeit, während der die Ladespannung am Kondensator lag, zu messen. Denkbar wäre es, hierfür elektronische Speicher wie RAMs zu verwenden und den Speicherinhalt mit einer vorgespeicherten Lebensdauererwartungskurve zu vergleichen. Diese elektronischen Speicher sind jedoch ungeeignet für eine aufsummierende Speicherung des genannten Produkts bzw. für eine Vergleichsmessung mit vorgespeicherten Lebenserwartungskurven, da der Speicherinhalt bei Ausfall der Stromversorgung gelöscht wird.
Es kommen also nur Speichermittel in Frage, die die eingeschriebene Information nicht flüchtig festzuhalten vermögen.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, in einer programmierbaren Einheit, beispielsweise in einem ROM, bestimmte Kenndaten des jeweils verwendeten Kondensators vorzugeben und über diese Einheit eine elektrolytische Zähl- und Anzeigevorrichtung, also etwa eine elektrolytische Speicherzelle anzusteuern.
Als auswertbare Kenngröße für den Kondensator kann einzeln oder in Kombination die Aufladespannung des Kondensators, die Anzahl der Aufladezyklen und/oder die Anzahl der Entladezyklen des Kondensators sowie die Gesamtzeit, während der der Kondensator auf die Betriebsspannung aufgeladen war, herangezogen werden.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter bezug auf ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Kondensator C, der von einer nicht dargestellten Aufladevorrichtung aufgeladen wird, um anschließend die gespeicherte Energie in einem kurzzeitigen Entladestoß in einen nicht dargestellten Verbraucherkreis abzugeben, der im Falle eines Defibrillators der Patientenstromkreis ist. Mittels eines Spannungsteilers R1, R2 wird die Aufladespannung des Kondensators abgefragt. Die geteilte Kondensatorspannung wird einer programmierbaren Einheit PE zugeführt, welche das Signal so aufbereitet, daß am Ausgang der programmierbaren Einheit PE ein unmittelbar zur Messung und Anzeige mittels einer elektrolytischen Zähl- und speichernden Anzeigeeinrichtung SZ geeignetes Signal zur Verfügung steht. Der programmierbaren Einheit PE wird als Eingangsgröße die durch den Spannungteiler R1, R2 geteilte Kondensatorspannung Uc zugeführt, denn nur diese steht zur Messung unmittelbar zur Verfügung. Je nach verwendetem Kondensator-Typ wird zur weiteren Verarbeitung die Aufladespannung oder daraus abgeleitet die Ladedauer, die Anzahl der Auf- bzw. Entladungen oder eine beliebige Kombination daraus herangezogen.
Die elektrolytische Zähl- und speichernde Anzeigeeinrichtung SZ arbeitet beispielsweise nach dem Prinzip von Betriebsstundenzählern wie sie etwa zur Betriebszeitüberwachung von elektrischen Geräten, etwa von Kopiergeräton verwendet werden. Bei einer elektrolytischen Speicherzelle für diesen Zweck wandert bei Zuführung eines definierten Gleichstroms eine elektrolytische Pille in einer Glaskapillare zwischen zwei Quecksilberfäden mit konstanter Geschwindigkeit von einem Ende der Kapillare (= Skalennullpunkt) zum anderen Ende (= Skalenendwert).
Innerhalb der zulässigen Stromgrenzwerte ist die Geschwindigkeit der elektrolytischen Pille linear abhängig von der Größe des fließenden Gleichstroms; bei doppeltem Strom wandert die Pille also mit doppelter Geschwindigkeit.
Die programmierbare Einheit PE ist das Bindeglied zwischen dem Kondensator C mit seiner in der Regel nichtlinearen Lebensdauer-Kennlinie und der elektrolytischen Speicherzelle SZ mit ihrem linearen Zusammenhang zwischen dem sie durchfließenden Strom und der Anzeige. Bei einem Austausch des Kondensators C gegen einen solchen mit unterschiedlicher Lebensdauer-Kennlinie ist der Speicherinhalt der programmierbaren Einheit beispielsweise entsprechend den Angaben des Kondensator-Herstellers zu ändern. Soll innerhalb der programmierbaren Einheit PE etwa ein integrierter Festwertspeicher (ROM) eingesetzt werden, so müßte dieses ROM bei Übergang auf einen anderen Kondensatortyp ebenfalls mindestens partiell ausgetauscht werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der Einsatz von ROMs möglich ist, da die programmierbare Einheit PE nur bei eingeschaltetem Gerät also beispielsweise des Defibrillators arbeitsfähig sein muß. Flüchtige Speicher, beispielsweise RAMs eignen sich für die programmierbare Einheit PE nicht, da diese ihren Speicherinhalt beim Abschalten der Betriebsspannung verlieren.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß bei Verwendung eines anderen Kondensator-Typs mit anders definierter Lebensdauer-Kennlinie nicht das gesamte Gerät geändert werden muß, sondern lediglich das Programm (Software).
Anhand eines beliebigen Beispiels soll die Funktion der programmierbaren Einheit PE beschrieben werden: Unter der Annahme, daß der Kondensator-Hersteller die Lebensdauer so angibt, daß die Höhe der Aufladespannung quadratisch und die Auf ladedauer linear in die Lebensdauer eingehen, hätte die programmierbare Einheit PE an ihrem Ausgang bei doppelter Aufladespannung den vierfachen Stromwert für die elektrolytische Speicherzelle SZ zu liefern. Wäre der Einfluß der Aufladespannung dagegen nicht quadratisch sondern beispielsweise kubisch, so müßte bei doppelter Spannuny der neunfache Strom zur Verfügung gestellt werden. Falls die Lebensdauer linear von der Anzahl der Entladezyklen und sonst von keiner weiteren Einflußgröße abhängig wäre, müßte die programmierbare Einheit PE unabhängig von der tatsächlichen Kondensatorspannung und der Aufladezeit einen definierten Stromwert für eine bestimmte, jeweils gleiche Dauer an die elektrolytische Speicherzelle abgeben.

Claims

Vorrichtung zur Messung und Anzeige des verbrauchten Anteils der theoretisch zu erwartenden Gesamtlebensdauer eines Kondensators.

PATENTANSPRUCHE 29 Vorrichtung zur Messung und Anzeige des verbrauchten Anteils der theoretisch zu erwartenden Gesamtlebensdauer von Kondensatoren, insbesondere der Kondensatorbank eines Defibrillators, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h - eine mit den Kenndaten für die theoretisch zu erwartende Gesamtlebensdauer des betreffenden Kondensators variabel programmierbare Einheit (PE),der eingangsseitig eine elektrische Größe zuführbar ist, die proportional zu mindestens einem für die Lebensdauer des Kondensators maßgeblichen Kennwert ist, und - eine vom Ausgang der programmierbaren Einheit mit einem Meßsignal gespeiste elektrolytische Zähl- und Anzeigevorrichtung zur Messung und nicht flüchtigen Anzeige des jeweils verbrauchten Anteils der Gesamtlebensdauer des Kondensators.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der maßgebliche Kennwert zur Messung und Anzeige des verbrauchten Anteils der theoretisch zu erwartenden Gesamtlebensdauer des Kondensators die jeweilige Aufladespannung des Kondensators ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der maßgebliche Kennwert zur Messung und Anzeige des verbrauchten Anteils der theoretisch zu erwartenden Gesamtlebensdauer des Kondensators die Anzahl der Aufladezyklen des Kondensators ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der maßgebliche Kennwert zur Messung und Anzeige des verbrauchten Anteils der theoretisch zu erwartenden Gesamtlebensdauer des Kondensators die Anzahl der Entladezyklen des Kondensators ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der maßgebliche Kennwert zur Messung und Anzeige des verbauchten Anteils der theoretisch zu erwartenden Gesamtlebensdauer des Kondensators die Gesamtzeit, während der der Kondensator auf die Betriebsspannung aufgeladen war, ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Einheit (PE) ein entsprechend den maßgeblichen Kenndaten des verwendeten Kondensators fest programmierter Festwertspeicher (ROM) ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Zähl- und Anzeigevorrichtung eine elektrolytische Speicherzelle ist und daß die programmierbare Einheit (PE) eingangsseitig mit der Kondensatorladespannung bzw.-entladespannung proportionalen Spannungswerten beaufschlagt ist und am Ausgang einen in Abhängigkeit vom eingangsseitigen Spannungswert entsprechend dem Festprogramm der programmierbaren Einheit modifizierten Ausgangsstrom für die elektrische Speicherzelle (SZ) abgibt.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zähl- und Anzeigevorrichtung ein elektrischer Betriebsstundenzähler ist, dem das Meßsignal als definierter Gleichstrom zuführbar ist.