DE3118502A1 - Overload protection arrangement in a device for applying ultrasound to liquids - Google Patents
Overload protection arrangement in a device for applying ultrasound to liquidsInfo
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Abstract
Description
Uberlastschutzanordnung in einem Gerät zur Ultra-Overload protection arrangement in a device for ultra-
schallbeaufschlagung von Flüssigkeiten.sound exposure of liquids.
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Sberlastschutzanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1e Es sind bereits Anordnungen der erwähnten Art für Inhalationsgeräte bekannt, bei denen der Schallgeber dazu dient, die Flüssigkeit in dem Behälter auf geringe Teilchengrößen zu zerschlagen und damit eine optimale Vernebelung herbeizuführen. Die hierbei meist verwendeten und aus gewissen Gründen günstigen Schallgeber aus Bariumtitanat sind sehr empfindlich gegenüber einem Trockengang und können bei normaler Beaufschlagung in einem solchen Fall bereits in einem Zeitintervall von mehr als 10-20 Millisekunden zerstört werden. Aus diesem Grund sind bei den bekannten Geräten auf das Absinken des Flüssigkeitspegels in dem Behälter unter einen vorgegebenen Wert ansprechende Meßwertgeber vorgesehen. Diese können entweder rein mechanisch aufgebaut sein und als wesentliches Bauelement einen Schwimmer umfassen, oder es können nach dem Prinzip der elaktrolytischen Zersetzung arbeitende Stromfühlerelektroden vorgesehen sein Bei Meßwertgebern mit Schwimmer ist eine Reinigung des Behälters schwierig. Außerdem besteht Korrosionsgefahr bei aggressiven Flüssigkeitszusätzen' wodurch die Gefahr von Fehlfunktionen besteht. Arbeitet hingegen der Meßwertgeber nach dem Prinzip der elektrolytischen Zersetzung mit Stromfühlerelektroden, so erfolgt an den Elektroden ebenfalls eine starke Korrosion, die mit der Zeit zu Fehlfunktionen führen kann, obgleich bei derartigen- Meßwertgebern die Reinigung etwas einfacher als bei den erstgenannten mechanischen Meßwertgebern ist.Description The invention relates to an overload protection arrangement according to the preamble of claim 1e There are already arrangements of the mentioned Kind of known for inhalation devices, in which the sound generator is used to convey the liquid to smash in the container to small particle sizes and thus an optimal Induce fogging. The most commonly used here and for certain reasons cheap sounders made of barium titanate are very sensitive to a drying cycle and can, with normal exposure, in such a case already in a time interval be destroyed by more than 10-20 milliseconds. For this reason, the known devices on the drop in the liquid level in the container below a predetermined value responsive transducer provided. These can be either be purely mechanical and include a float as an essential component, or there can be current sensor electrodes working on the principle of electrolytic decomposition The container must be cleaned in the case of transducers with a float difficult. In addition, there is a risk of corrosion with aggressive liquid additives' which creates the risk of malfunction. On the other hand, if the transmitter is working according to the principle of electrolytic decomposition with current sensor electrodes There is also severe corrosion on the electrodes, which can lead to malfunctions over time to lead can, although with such transducers cleaning is somewhat simpler than with the first-mentioned mechanical transducers.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer demgegenüber verbesserten Uberlastschutzanordnung, welche zuverlässiger als die bekannten Anordnungen arbeitet und darüber hinaus eine leichtere Reinigung des mit der Flüssigkeit zu füllenden Behälters ermöglicht.The object of the invention is to create a comparatively improved one Overload protection arrangement, which works more reliably than the known arrangements and, moreover, easier cleaning of the liquid to be filled Allows container.
Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.This is achieved through the characterizing features of the patent claim 1.
Obgleich gemäß den vorangehenden Ausführungen zum Stand der Technik Inhalationsgeräte abgehandelt wurden, ist eine Anwendung des Brfindungsgegenstandes hierauf nicht beschränkt. Vielmehr ist die erfindungsgemäße Überlastschutzanordnung ganz allgemein in Verbindung mit Geräten zur Ultraschallbeaufschlagung von Flüssigkeiten anwendbar. Es ist also insbesondere auch ein Einsatz in der präparativen Chemie zur Förderung intensiver Reaktionen zwischen zwei oder mehreren Reaktionsteilnehmern möglich.Although in accordance with the preceding statements on the prior art Inhalation devices were dealt with, is one application of the subject matter not limited to this. Rather, the overload protection arrangement according to the invention is in general in connection with devices for the application of ultrasound to liquids applicable. In particular, it is also used in preparative chemistry to encourage intense reactions between two or more respondents possible.
Bei der erfindungsgemäßen tfo erlastschut ztanordnung spricht der Meßwertgeber auf das Ansteigen der Güte der Schwingschaltung an, wobei unter normalen Verhältnissen, wenn der Flüssigkeitsstand über dem Schallgeber erheblich ist, die Kreisgüte einen verhältnismäßig geringen Wert aufweist, der aber mit dem Sinken der Flüssigkeitssäule über dem Schallgeber stetig ansteigt und beim Trockengehen des Schallgebers einen sehr bohren Wert erreicht. Infolgedessen ist in jedem Fall ein sicheres Ansprechen des Meßwertgebers möglich, ohne daß Verunreinigungen oder Korrosionen zu Fehlfunktionen führen können. Da sich lediglich der Schallgeber in der Flüssigkeit befindet, ist der den Schallgeber aufnehmende und mit der Flüssigkeit zu füllende Behälter sehr leicht zu reinigen.In the case of the tfo protection arrangement according to the invention, the speaks Transmitter on the increase in the quality of the oscillating circuit, with under normal Conditions when the liquid level above the sounder is significant, the Circular quality has a relatively low value, but that with the decrease the column of liquid above the sounder increases steadily and when drying out of the sounder reaches a very boring value. As a result, it is in any case a reliable response of the transducer possible without contamination or Corrosion can lead to malfunctions. Since only the Sounder is located in the liquid, is the sounder receiving and Containers to be filled with the liquid are very easy to clean.
Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 2 wird auf verhältnismäßig einfache und günstige Weise eine Uberwachung der Kreisgüte ermöglicht.Due to the further development according to claim 2 is proportionate allows monitoring of the circular quality in a simple and inexpensive manner.
Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 3 wird eine sichere Abschaltung vor dem Erreichen einer unzulässig hohen Kreisgüte ermöglicht, wobei auch eine einfache Justiermöglichkeit gegeben ist.The development according to claim 3 is a safe one Shutdown before an impermissibly high circuit quality is reached, with a simple adjustment option is also given.
Durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 4 wird erreicht, daß nicht nur im normalen Betrieb, wenn also der Pegelstand der in dem Behälter enthaltenen Flüssig keit kontinuierlich abnimmt, eine zuverlässige Abschaltung erfolgt, sondern es wird darüber hinaus auch sichergestellt, daß dann, wenn vergessen wird, Flússigkeit in den Behälter einzufüllen und der Schallgeber von vornherein trockengeht, eine Abschaltung innerhalb eines sehr kurzen Zeitintervalls (etwa 10-20 Millisekunden) erfolgt, so daß auch in diesem extremen Fall der Schallgeber vor einer Zerstörung gesichert wird.Through the development according to claim 4 it is achieved that not only during normal operation, i.e. when the level is contained in the container Fluid decreases continuously, but a reliable shutdown occurs it is also ensured that when it is forgotten, liquid is used to fill into the container and the sounder goes dry from the start, a Shutdown within a very short time interval (around 10-20 milliseconds) takes place, so that even in this extreme case, the sounder from destruction is secured.
Durch die wahlweise Weiterbildung nach dem Patentanspruch 5 wird das gleiche Ergebnis wie durch die Weiterbildung nach dem Patentanspruch 4 erreicht, wobei allerdings das Gerät, welchem die erfindungsgemäße Uberlastschutzanordnung zugeordnet ist, einer gewissen Anlaufzeit bedarf, bis der Schallgeber seine volle. Amplitude erreicht hat. Diese Ausführungsform eignet sich demzufolge, weil sie einen geringeren Aufwand erfordert, besonders für private Anwendungszwecke (insbesondere für den Kausgebrauch bestimmte Inhalationsge-räte), während die Ausbildungsform nach dem Patentanspruch 4 mehr fur koniinerzielle.Anwendungs zwecke (beispielsweise in Arztpraxen) bestimmt ist, wo auf geringe Betriebsbereitschaftszeiten Wert gelegt wird.The optional development according to claim 5 is the same result as achieved by the development according to claim 4, However, the device, which the overload protection arrangement according to the invention is assigned, requires a certain start-up time until the sounder is full. Has reached amplitude. This embodiment is therefore suitable because it has a Requires less effort, especially for private purposes (especially Inhalation devices intended for chewing use), while the training form after the patent claim 4 more for Koniinerzielle.Anwendungs purposes (for example in doctor's offices) it is determined where on short standby times Value is placed.
Durch die-Weiterbildungen nach den Patentansprüchen 6 und 7, je entweder für sich oder in Verbindung miteinander, wird erreicht, daß beim Uberschreiten einer bestimmten noch als zulässig zu betrachtenden Ereisgüte die Schwingschaltung so eingestellt wird, daß mit Sicherheit eine Zerstörung des Schallgebers ausgeschlossen werden kann.Through the developments according to claims 6 and 7, either by itself or in conjunction with each other, it is achieved that when a determined the oscillating circuit that is still to be regarded as permissible is set so that destruction of the sounder is excluded with certainty can be.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Ub erlastschut zanordnung in Blocks chaltbilddarst ellung, Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 in Teildarstellung, wobei jedoch für gleiche Bauelemente gleiche Bezugsziffern verwendet sind.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The figures show: FIG. 1 a first exemplary embodiment of a load protection according to the invention z arrangement in block diagram representation, Fig. 2 shows a modification of the embodiment according to Fig. 1 in partial representation, but with the same reference numerals for the same components are used.
In einem mit Flüssigkeit 1 zu füllenden Behälter 2- ist ein Schallgeber 3 angeordnet, welcher gegen Grockengang zu schützen ist. Durch eine Schwingschaltung 4 wird der Schallgeber 3 beaufschlagt, so daß die Flüssigkeit 1 beânEschlagt wird, wobei z.B. bei Anwendung in Verbindung mit einem Inhalationsgerät eine Zerstäubung erfolgt und der entstehende Nebel entsprechend abgesaugt werden kann.A sounder is located in a container 2- to be filled with liquid 1 3 arranged, which is to be protected against Grockengang. By an oscillating circuit 4 the sounder 3 is acted upon so that the liquid 1 is acted upon, e.g. when used in conjunction with an inhalation device, an atomization takes place and the resulting mist can be extracted accordingly.
Die Schwingschaltung 4 wird über ein Netzteil 5 ver- sorgt, wobei der von der Schwingschaltung gezogene Strom an einem Meßwiderstand 6 abfällt.The oscillating circuit 4 is supplied via a power supply unit 5 cares, the current drawn by the oscillating circuit drops across a measuring resistor 6.
Der Schwingschaltung 4 ist ein Stromsteuerglied 7 zugeordnet, welches den von der Schwingschaltung 4 gezogenen Strom beim Ansteigen der Kreisgüte besonders stark anhebt, so daß die Steilheit einer an dem Meßwiderstand 6 abfallenden Signalspannung wesentlich gesteigert wird.The oscillating circuit 4 is assigned a current control element 7, which especially the current drawn by the oscillating circuit 4 when the circular quality rises increases sharply, so that the slope of a signal voltage drop across the measuring resistor 6 is increased significantly.
Die an dem Meßwiderstand 6 abgenommene Signalspannung gelangt über ein Eingangsstellglied 8 als gesiebte Gleichspannung zu einem Schwellwertdiskriminator 9 in Form eines Differonzverstärkers. Da in dem Netzteil 5 enthaltene Lade- und Siebkondensatoren (der besseren Übersicht halber nicht dargestellt) eine verhältnismäßig lange Aufladezeit haben, wird der Schwellwertdiskriminator 9 beim Einschalten anfänglich über das Eingangsstellglied 8 nicht beaufschlagt, so daß die gesamte Überlastschutzanordnung während der Aufladezeit des Netzteils 5 nicht funktionsfähig wäre. Da andererseits aber die Schwingschaltung 4, auch wenn sie mit verhältnismäßig geringer gesiebter Gleichspannung versorgt wird, bereits eine Schwingungsamplitude an den zu schützenden Schallgeber 3 abgibt, wäre die notwendige Narrensicherheft in Bezug auf den Schutz des Schallgebers 3 nicht gegeben, wenn von vornherein vergessen wird, Flüssigkeit 1 in den Behälter 2 einzufüllen und daher der Schallgeber 3 bereits anfänglich trockengeht. Um insoweit die notwendige Betriebssicherheit der Überlastschutzanordnung zu erreichen, wird die Signalspannung auf den Schwellwertdiskriminator 9 zusätzlich zu dem Eingangsstellglied 8 auch noch über ein weiteres Eingangsstellglied 10 unverzögert, jedoch auch weitgehend ungesiebt, übertragen. Infolgedessen ist der Schwellwertdiskriminator 9 beim-Einschalten des Netzteils 5 bzw. der Schwingschaltung 4 sofort betriebsbereit.The signal voltage picked up at the measuring resistor 6 passes over an input actuator 8 as a filtered DC voltage to a threshold value discriminator 9 in the form of a differential amplifier. Since in the power supply 5 included charging and Filter capacitors (not shown for the sake of clarity) a relatively have a long charging time, the threshold value discriminator 9 is initially switched on not acted upon via the input actuator 8, so that the entire overload protection arrangement would not be functional during the charging time of the power supply unit 5. There on the other hand but the oscillating circuit 4, even if it is screened with relatively less DC voltage is supplied, already an oscillation amplitude at the to be protected Sounder 3 emits, would be the necessary foolproof booklet in terms of protection of the sounder 3 is not given, if it is forgotten from the start, liquid 1 to be filled into the container 2 and therefore the sound generator 3 will already dry out initially. In order to achieve the necessary operational reliability of the overload protection arrangement, the signal voltage is applied to the threshold value discriminator 9 in addition to the input actuator 8 also without delay via a further input actuator 10, but also largely unscreened, transfer. As a result, it is the threshold discriminator 9 immediately operational when the power supply unit 5 or the oscillating circuit 4 is switched on.
Hat sich nach einer gewissen Anlaufzeit das Netzteil 5 aufgeladen, so wird das Eingangsstellglied 10 von dem Eingangsstellglied 8 ausgetastet, wobei während des weiteren Betriebes die an dem Meßwiderstand 6 abge nommene Signalspannung über das Eingangsstellglied 8 zu dem Schwellwertdiskriminator 9 gelangt. In jeder Betriebsphase ist also entweder nur das Eingangsstellglied 10 oder das Eingangsstellglied 8 in Betrieb.If the power supply unit 5 has been charged after a certain start-up time, so the input actuator 10 is blanked by the input actuator 8, wherein During further operation, the signal voltage removed from the measuring resistor 6 reaches the threshold value discriminator 9 via the input actuator 8. In each The operating phase is therefore either only the input actuator 10 or the input actuator 8 in operation.
Dem Schwellwertdiskriminator 9 ist ein die Schwingschaltung beaufschlagendes Steuerdämpfungsglied 11 zum Reduzieren der Schwingungsamplitude der Schwingschaltung 4 nachgeordnet. Ferner ist dem Schwellwertdiskriminator 9 bzw. (bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Steuerdämpfungsglied 11) ein Steuerkurzschlußglied 12 nachgeordnet, welches zum Kurzschließen des Schwingkreises der Schwingkreisschaltung 4 dient. Fällt also an dem Meßwiderstand 6 eine zu hohe Signalspannung ab und spricht infolgedessen der Schwellwertdiskriminator 9 an, so wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 nicht nur der Schwingkreis der Schwingschaltung 4 kurzgeschlossen, sondern es erfolgt auch eine wesentliche Reduzierung der Schwingungsamplitudee Dadurch wird sichergestellt, daß in dem geforderten kurzen Zeitintervall von 10-20 Millisekunden die Beaufschlagung des Schallgebers 3 derart reduziert wird, daß eine Zerstörung nicht mehr zu befürchten ist.The threshold value discriminator 9 acts on the oscillating circuit Control attenuator 11 for reducing the oscillation amplitude of the oscillating circuit 4 subordinate. Furthermore, the threshold value discriminator 9 or (in the case of the illustrated Embodiment downstream of the control attenuator 11) a control short-circuit element 12, which serves to short-circuit the resonant circuit of the resonant circuit 4. If too high a signal voltage drops across the measuring resistor 6 and consequently speaks if the threshold value discriminator 9 is on, in the exemplary embodiment shown of Fig. 1 not only short-circuited the resonant circuit of the resonant circuit 4, but there is also a significant reduction in the oscillation amplitude ensures that in the required short time interval of 10-20 milliseconds the application of the sound generator 3 is reduced in such a way that destruction is no longer to be feared.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Schwellwertdiskriminator 9 unmittelbar von dem Spannungsabfall an dem Meßwiderstand 6 beaufschlagt, so daß also die in Fig. 1 dargestellten Eingangsstell glieder 8 und 10 fehlen. Stattdessen ist eine die Schwingschaltung beeinflussende Amplitudensteuerschaltung 13 vorgesehen, welche zum allmählichen Erhöhen der Schwingungsamplitude der Schwingschaltung 4 nach erfolgter Einschaltung dient. Der Schwellwertdiskriminator 9 ist hierbei so eingestellt, daß er bereits bei einer verhältnismäßig geringen Schwingungsamplitude der Schwingschaltung 4 anspricht, sofern der Schallgeber 3 trockengeht. Die übrige Wirkungsweise entspricht grundsätzlich derjenigen der Anordnung von Fg, 1.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the threshold value discriminator is used 9 acted upon directly by the voltage drop across the measuring resistor 6, so that So the input actuator members 8 and 10 shown in Fig. 1 are missing. Instead of this an amplitude control circuit 13 influencing the oscillating circuit is provided, which for gradually increasing the oscillation amplitude of the oscillation circuit 4 is used after switching on. The threshold value discriminator 9 is like this here set that it is already at a relatively low oscillation amplitude the oscillating circuit 4 responds if the sounder 3 goes dry. The rest The mode of operation basically corresponds to that of the arrangement in Fg, 1.
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