DE3220854A1 - Method and apparatus for determining gas concentrations - Google Patents

Method and apparatus for determining gas concentrations

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Abstract

The invention relates to a method and an apparatus for determining gas concentrations. The method utilises the interaction of gas molecules with elastic surface waves on piezoelectric solids. These transducers result in integrable microelectronic components which can be produced with conventional planar technologies. The measurement result can be evaluated in "on-line" operation using simple electronic modules of low weight and small dimensions. The novel method and the novel apparatus are used, for example, in determining the concentration of anaesthetic gases and in anaesthetic respiration to check, monitor and control the anaesthetic procedure.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Nachweis von GaskonzentrationenProcess and device for the detection of gas concentrations

Anwendungsgebiet der Erfindung: Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches den Nachweis von Gaskonzentrationen, vorzugsweise von Gasen mit hohen MolekElmassen, ermöglicht und eine Xinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die eine der Gaskonzentration proportionale elektrische Größe erzeugt.Field of application of the invention: The invention relates to a method which enables the detection of gas concentrations, preferably gases with high molecular weights, allows and a device for carrying out the method, one of the gas concentration proportional electrical quantity generated.

Das vorzugsweise Anwendungsgebiet ist die Bestimmung der Konzentration von Narkosegasen, wobei wesentliche Einsatzkriterien eine für den Routineeinsatz geeignete Einrichtung sind.The preferred area of application is the determination of the concentration of anesthetic gases, with one essential application criterion for routine use suitable facility.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße :6nrichtung finden Anwendung in der Narkosebeatmung zur Kontrolle, uberwachung und Steuerung der Narkosefiihrung und weiterhin überall dort, wo Konzentrationen von Gasen hoher Molekülmassen zu bestimmen, zu überwachen und zu kontrollieren sind.The method according to the invention and the device according to the invention are used in anesthetic ventilation for control, monitoring and control the anesthesia and further wherever concentrations of gases are higher Molecular masses are to be determined, monitored and controlled.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Die Messung von Gaskonzentrationen ist mit einer Vielzahl von chemischen und physikalischen Verfahren möglich.Characteristic of the known technical solutions: The measurement of Gas concentrations are made using a variety of chemical and physical processes possible.

Bin Teil der chemischen Verfahren basiert auf einer Reaktion mit dem Meßgas bei anschließender Bestimmung der durch die chemische Reaktion mit dem Meßgas hervorgerufenen konzentrationsproportionalen Velanderung. Diese Verfahren erlauben keine kontinuierliche Bestimmung.Part of the chemical process is based on a reaction with the Measurement gas with subsequent determination of the chemical reaction with the measurement gas evoked concentration-proportional migration. These procedures allow no continuous determination.

Chemische Verfahren zur direkten, kontinuierlichen Bestimmung von Gaskonzentrationen, wie z. B. die elektrolytische oder die Hochtemperatur-Galvanik-$elle werden zur Bestimmung der z. B. 02-Eonzentration genutzt.Chemical methods for the direct, continuous determination of Gas concentrations, such as B. the electrolytic or the high-temperature electroplating- $ el are used to determine the z. B. 02 concentration used.

Einrichtungen dieser Art sind für Narkosekonzentrationsbestimmungen nicht bekannt geworden.Devices of this type are for anesthetic concentration determinations not known.

Pyhsikalische Verfahren zur direkten, kontinuierlichen Bestimmung von Gaskonzentrationen nutzen z. B. die unterschiedliche Wärmekapazität bzw. Wärmeleitfähigkeit von Gasen und Gastemischen oder deren paramagnetischen Eigenschaften (siehe Us-Ps 3 616 6?9), sowie ihr gas- und konzentrationsspezifisches Absorptionsverhalten gegenüber Infrarotstrahlung oder Ultraschallstrahlung zur Gewinnung einer konzentrationsproprotionalen Meßgröße.Physical methods for direct, continuous determination of gas concentrations use z. B. the different heat capacity or thermal conductivity of gases and gas mixtures or their paramagnetic properties (see Us-Ps 3 616 6? 9), as well as their gas and concentration-specific absorption behavior Infrared radiation or ultrasonic radiation to obtain a concentration proportional Measurand.

Ebenso bekannt ist das Prinzip des Massenspektrometers, welches die unterschiedliche, gasspezifische Atom- bzw. Molekülmasse des Gases zur Gewinnung einer Meßgröße nützt (z B.The principle of the mass spectrometer, which the different, gas-specific atomic or molecular mass of the gas for extraction of a measured variable (e.g.

US-PS 4 178 919).U.S. Patent 4,178,919).

Allgemeine Merkmale und gleichzeitig Nachteile dieser Verf ahren sind: - Notwenaigkeit der Gasabsaugung aus der Meßstrecke, - Einschaltung von Filtern und Absorbern zur Trennung von den Meßeffekt verfälschenden Fremdgasen, von Feuchtigkeit tlnd anderen Gasverunreinigungen, - Abhängigkeit von der Gaströmung, - teilweiser kontinuielllicher Betrieb, - hohe Einstellzeiten und - hoher apparativer und ökonomischer Aufwand.General features and at the same time disadvantages of these methods are: - necessity of gas extraction from the measuring section, - switching on of filters and absorbers for the separation of the measuring effect falsifying foreign gases, from moisture tlnd other gas impurities, - depending on the gas flow, - partially Continuous operation, - long set-up times and - higher equipment and more economical Expenditure.

Weiterhin ist ein Verfahren und eine Sinrichtung zur Messung von Narkosegaskonzentrationen bekannt, welches auf der Verwendung eines speziell beschichteten Quarzschwingers basiert.Furthermore, there is a method and a device for measuring anesthetic gas concentrations known which is based on the use of a specially coated quartz oscillator based.

Durch die schichtspezifische Absorption von Narkosegasmolekülen wird der zur Volumenschwingung angeregte Quarzkristall zu einer konzentrationsproportionalen Veränderung seiner SchwingfrequenZ veranlaßt. Die auf diesem Verfahren basierende &nrichtung benutzt einen zweiten, unbeschichteten Quarzschwinger als Vergleichselement (z. 3. Gasanalysator "EMMA" Fa. Engström, Schweden). Die Nachteile der bisher bekannten ;inrichtungen und Verfahren werden damit zwar beseitigt, aber der hohe manuelle Aufwand bei der Herstellung und die beschränkte Miniaturisierbarkeit sind nachteilig für dieses Verfahren und diese Einrichtung.Due to the layer-specific absorption of anesthetic gas molecules the quartz crystal excited to volume oscillation to a concentration proportional Causes change of its oscillation frequency. The one based on this procedure & nrichtung uses a second, uncoated quartz oscillator as a reference element (e.g. 3. "EMMA" gas analyzer from Engström, Sweden). The disadvantages of the previously known ; facilities and procedures are eliminated, but the high manual Production costs and the limited ability to miniaturize are disadvantageous for this procedure and this facility.

Ziel der Erfindung: Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung, die die kontinuierliche Bestimmung von Gaskonzentrationen, insbesondere Narkosegaskonzentrationen, erlaubt, wobei ihre direkte Anordnung im Gasstrom eine spezifische Bestimmung bei vernachlässigbaren Störeinflüssen ermöglicht.Object of the invention: The object of the invention is a method and a Facility for the continuous determination of gas concentrations, in particular Anesthetic gas concentrations, allowed, their direct arrangement in the gas flow a specific determination in the case of negligible interference.

Es ist weiter Ziel der Erfindung, eine hohe Integrierbarkeit aller Strukturelemente der Einrichtung zu erreichen und insbesondere durch den einsatz der Technologie der Mikroelektronik den manuellen Fertigungsaufwand zu reduzieren.A further aim of the invention is to ensure that all of them can be integrated to a high degree To achieve structural elements of the facility and in particular through the use the technology of microelectronics to reduce the manual production effort.

Darlegung des Wesens der Erfindung: Bs ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Sinrichtung zu schaften, die zum Nachweis von Gaskonzentrationen die Wechselwirkung von Gasmolekülen mit elastischen Oberflächenwellen auf piezoelektrischen Festkörpern ausnützen.Statement of the essence of the invention: It is the object of the invention, to establish a method and a device for the detection of gas concentrations the interaction of gas molecules with elastic surface waves on piezoelectric ones Use solids.

Außerdem sollen diese Wandler gegenüber bereits bekannten Lösungen zu integrierfähigen mikroelektronischen Bauelementen führen, die mit bekannten Planartechnologien hergestellt werden können.In addition, these converters should be compared to already known solutions lead to integrable microelectronic components with known planar technologies can be produced.

Fernerhin soll die Erfindung eine Auswertung des Meßergebnisses im "on line" Betrieb mit einfachen elektronischen Baugruppen geringen Gewichts und kleiner Abmessungen ermöglichen.Furthermore, the invention is an evaluation of the measurement result in "on line" operation with simple electronic assemblies and low weight allow small dimensions.

Das Wesen der Srfindun; besteht darin, daß das zu untersuchende Gas auf die Oberfläche eines piezoelektrischen Materials geleitet wird, auf dem sich eine akustische Oberflächenwelle ausbreitet und durch Masseanlagerung von Gasmolekeilen im Ajusbreitungsgebiet der akustischen Oberflächenwelle diese in ihren Wellenparametern Amplitude und Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. Frequenz und Phase selektiv beeinflußt wird. Diese selektive Beeinflussung kann durch eine Schicht auf der piezoelektrischen Substratoberfläche, z. B. eine modifizierte PTC- oder eine modifizierte Polyäthylenschicht erfolgen, indem zwischen Narkosegas und Schicht eine selektive Wechselwirkung vorliegt, die insbesondere eine selektive Massebelastung darstellt und somit die akustische Oberflächenwelle in ihren Wellenparametern beeinflußt.The essence of the Srfindun; is that the gas to be examined is conducted onto the surface of a piezoelectric material on which a surface acoustic wave propagates and by mass accumulation of gas molecules in the area of propagation of the acoustic surface wave, these in their wave parameters Selectively influenced amplitude and speed of propagation or frequency and phase will. This selective influencing can be achieved through a layer on the piezoelectric Substrate surface, e.g. B. a modified PTC or a modified polyethylene layer take place in that there is a selective interaction between the anesthetic gas and the shift, which in particular represents a selective mass load and thus the acoustic one Surface wave influenced in their wave parameters.

Die Oberflächenwellen werden mit bekannten Prinzipien der Interdigitalwandler (Elektrodenstruktunen) mittels reziprokem piezoelektrischen effekt erzeugt und mit Interdigitalwandlern piezoelektrisch in elektrische Signale zurückge wandelt. Damit läßt sich die mechanische Veränderung der Oberflächenwelle durch Gaseinwirkung entlang der Verzöge rungsleitung zwischen Eingangs- und Ausgangs-Int erd igit alwandler elektrisch nachweisen und auswerten.The surface waves are generated with known principles of the interdigital transducer (Electrode structures) generated by means of a reciprocal piezoelectric effect and with Interdigital converters piezoelectrically converted back into electrical signals. In order to the mechanical change of the surface wave due to the action of gas can be traced along of the delay line between the input and output int igit al converters verify and evaluate electrically.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit, mittels unterschiedlich gestalteten Interdigitalwandlern Oberflächenwellen im Frequenzbereich von 106 bis 109 Hertz und verschiedenen Wcllenformen zu erzeugen und damit an verachiedene Gaseigenschaften anzupassen. Außerdem wird durch die geringe Eindringtiefe von Oberflächenwellen in das Substrat (nur einige Wellenlängen) bei Massebelastung durch Gasanlagerung eine hohe Empfindlichkeit auf Gaskonzentrationen erzielt.Another advantage of the invention is the possibility of using different designed interdigital transducers surface waves in the frequency range from 106 to 109 Hertz and different wave shapes and thus different gas properties adapt. In addition, the low penetration depth of surface waves into the substrate (only a few wavelengths) in the event of a mass load due to gas accumulation achieved a high sensitivity to gas concentrations.

Die Nachweisempfindlichkeit wird u. a. dadurch erhöht, daß die Veränderung der Phase der akustischen Oberflächenwelle durch Gasanlagerung im Rickkopplungssweig eines elektronischen Oszillators wirksam wird. Durch den integrierfreundlichen Aufbau von Oberflächenwellenbauelementen und die verwendeten Substratmaterialien, beispielsweise Quarz oder liithiumniobat oder PZT-Keramik ist die Anordnung des gesamten Oszillators auf dem Basis-Lay-out möglich geworden und damit eine weitere Mikrominiaturisierung der einrichtung erreichbar.The detection sensitivity is inter alia. increased by the fact that the change the phase of the surface acoustic wave due to gas accumulation in the Rick coupling branch an electronic oscillator takes effect. Thanks to the easy-to-integrate structure of surface acoustic wave components and the substrate materials used, for example Quartz or liithium niobate or PZT ceramic is the arrangement of the entire oscillator on the basis layout became possible and thus a further micro-miniaturization accessible from the facility.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durchführbar mit einer Sinrichtung, bei der zur Erzeugung und zum Empf eng von akustischen Oberflächenwellen Elektrodenstrukturen auf einem piezoelektrischen Wellenleiter angeordnet sind, dessen eine von Slektroden freie Oberfläche zum Zwecke der Anlagerung von Gasmolekülen sich im Ausbreitungsweg der akustischen Oberflächenwelle befindet. Dabei wird der Gasanlagerungseffekt mittels jener aus beispielsweise PVC-Polyäthylen bestehenden Schicht erhöht, welche die vorher genannte freie Oberfläche bedeckt. Es ist auch zweckdienlich, die Elektrodenstrukturen im Riickkopplungszweig eines Oszillators anzuordnen und auch vorteilhaft, wenn zwei gleichartige Strukturen hermetisch von einander getrennt auf dem piezoelektrischen Wellenleiter angeordnet sind. Dabei können diese Slektrodenstrukturen auf entgegengesetzten Seiten des Substrats und es können auch die aktiven Bauelemente des Oszillators direkt oder mittelbar auf dem Wellenleiter angeordnet sein.The method according to the invention can be carried out with a device in the electrode structures for generating and receiving surface acoustic waves are arranged on a piezoelectric waveguide, one of which is slectrodes free surface for the purpose of the accumulation of gas molecules in the path of propagation the surface acoustic wave is located. The gas accumulation effect is achieved by means of that of, for example, PVC-polyethylene layer that increases the previously mentioned free surface covered. It is also useful to have the electrode structures to be arranged in the feedback branch of an oscillator and also advantageous if two similar structures hermetically separated from each other on the piezoelectric Waveguides are arranged. These slectrode structures can be placed on opposite sides Sides of the substrate and there can also be the active components of the oscillator be arranged directly or indirectly on the waveguide.

Ausführungsbeispiel: Die erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die Einrichtung zur Gaskonzentrationsbestimmung besteht aus einem Gehäuse 4, einem Deckel 2, in dem mittels der Dichtungen 7 ein piezoelektrisches Substrat 1 (Wellenleiter) druckdicht eingespannt ist. Dabei entstehen swei Kammern 3, die über die Bohrungen 6 mit Gasgemisch oder Außenluft beaufschlagt werden können. Innerhalb der Kammern 3 sind auf dem piezoelektrischen Substrat 1 Jeweils zwei Interdigitalwandler 5 so aufgebracht, daß eine Verzögerungsleitung auf der Basis der akustischen Oberflächenwelle entsteht. Auf der freien Oberfläche zwischen den Interdigitalwandlern ist eine Schicht 9 auf z. B. PVC-Basis aufgebracht, die die Anlagerung von Gasmolekülen selektiv ermöglicht. Die Verzögerungsleitun gen befinden sich im Rückkopplungszweig der Verstärker 8 und bilden mit diesen zwei Oszillatoren, deren Ausgangssignale auf den Mischer 10 gegeben werden. Dort wird eine modulierte HF-Schwingung erzeugt, deren Modulationsfrequenz der DiSferenz zwischen den Frequenzen der beiden Oszillatoren entspricht.Exemplary embodiment: The invention is intended to be based on an exemplary embodiment explained. The device for determining the gas concentration consists of one Housing 4, a cover 2, in which by means of the seals 7 a piezoelectric Substrate 1 (waveguide) is clamped in a pressure-tight manner. This creates two chambers 3, which is acted upon via the bores 6 with a gas mixture or outside air will can. Inside the chambers 3 are on the piezoelectric substrate 1 each two interdigital transducers 5 applied so that a delay line on the The basis of the surface acoustic wave is created. On the free surface between the interdigital transducers is a layer 9 on z. B. PVC base applied, the selectively enables the accumulation of gas molecules. The delay lines are located in the feedback branch of the amplifier 8 and form two with these Oscillators, the output signals of which are fed to the mixer 10. There will a modulated RF oscillation is generated, the modulation frequency of which is the difference between corresponds to the frequencies of the two oscillators.

Atn Demodulator 11 wird diese Frequenzdifferenz als niederfrequente Schwingung abgenommen.Atn demodulator 11, this frequency difference is called low frequency Vibration decreased.

Die Oszillatoren sind so bemessen, daß ihre Frequenzen bei gleicher Gaskonzentration in beiden Kammern 3 ebenfalls gleich sind. Wird die Gaskonzentration in einer der Kammern 3 verändert, ändert sich die Frequenz des entsprechenden Oszillators.The oscillators are dimensioned so that their frequencies are the same Gas concentration in both chambers 3 are also the same. Will the gas concentration changed in one of the chambers 3, the frequency of the corresponding oscillator changes.

Die dabei am Ausgang des Demodulators 11 auftretende Wiederfrequenz ist ein Maß für die Konzentrationsdifferenz in beidon Kammern 3 und kann über nachgeschaltete Digitalzähler direkt als Konzentrationswert angezeigt werden.The repetition frequency occurring at the output of the demodulator 11 is a measure of the concentration difference in both chambers 3 and can be used via downstream Digital counter can be displayed directly as a concentration value.

3ezugszeichen: 1 piezoelektrischer Wellenleiter (Substrat) 2 Deckel 3 Kammer 4 Gehäuse 5 Interdigitalwandler 6 Bohrungen 7 Dichtungen 8 Oszillator 9 Schicht 10 Mischer 11 Demodulator LeerseiteReference symbols: 1 piezoelectric waveguide (substrate) 2 cover 3 chamber 4 housing 5 interdigital transducer 6 holes 7 seals 8 oscillator 9 Layer 10 mixer 11 demodulator Blank page

Claims (8)

Erfindungsanspruch: 1. Verfahren zum Nachweis von Gaskonzentrationen, vorzugsweise Narkosegas, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter der Ausbreitung akustischer Oberflächenwellen auf einem entsprechenden piezoelektrischen Wellenleiter (1) durch Anlagerung von Gasmolekülen auf der Oberfläche selektiv verändert werden.Invention claim: 1. Method for the detection of gas concentrations, preferably anesthetic gas, characterized in that the parameters of the spread surface acoustic waves on a corresponding piezoelectric waveguide (1) Can be selectively changed by the accumulation of gas molecules on the surface. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Wellenleiter (1) mit einer Schicht (9) belegt wird, die eine gasspezifische Anlagerung ermöglicht.2. The method according to item 1, characterized in that the piezoelectric Waveguide (1) is covered with a layer (9) which has a gas-specific attachment enables. 3. Einrichtung zur Realisierung des Verfahrens nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, oaß auf einem piezoelektrischen Wellenleiter (1) zur Erzeugung und zum Empfang von akustischen Oberflächenwellen Elektrodenstrukturen angeordnet sind und zur Anlagerung von Gasmolekülen eine von Elektroden freie Oberfläche im Ausbreitungsweg der akustischen Oberflächenwelle sich befindet.3. Facility for the implementation of the procedure according to points 1 and 2, characterized in that it is generated on a piezoelectric waveguide (1) and electrode structures are arranged for receiving surface acoustic waves and for the accumulation of gas molecules a surface free of electrodes in the The path of propagation of the surface acoustic wave is located. 4. Einrichtung nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von Elektroden freien Oberfläche im Ausbreitungsweg der akustischen Oberflächenwelle eine Schicht (9) zur gas spezifischen Anlagerung von Gasmolekülen angeordnet ist.4. Device according to item 3, characterized in that on the of Electrode-free surface in the propagation path of the surface acoustic wave a layer (9) is arranged for the gas-specific attachment of gas molecules. 5. Sinrichtung nach Punkt 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenstrukturen zur zu sa Erzeugung und zulil Empfang von akustischen Oberflächenwellen im Rückkopplungszweig eines Oszillators (8) angeordnet sind. 5. Sinrichtung according to point 3 and 4, characterized in that the Electrode structures for the generation and reception of surface acoustic waves are arranged in the feedback branch of an oscillator (8). 6. Einrichtung nach Punkt 3 bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von Konzentrationsdifferenzen zwei gleichartige Strukturen auf einem piezoelektrischen Wellenleiter (1) hermetisch voneinander getrennt angeordnet sind. 6. Device according to items 3 to 5, characterized in that for Detection of concentration differences between two similar structures on one piezoelectric Waveguides (1) are arranged hermetically separated from one another. 7. Einrichtung nach Punkt 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichartigen Strukturen auf entgegengesetzten Seiten des Wellenleiters (1) angeordnet sind.7. Device according to item 3 to 6, characterized in that the similar structures are arranged on opposite sides of the waveguide (1) are. 8. Sinrichtung nach Punkt 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Bauelemente des Oszillators (8) auf dem Wellenleiter (1) angeordnet sind.8. Sinrichtung according to item 3 to 7, characterized in that the active components of the oscillator (8) are arranged on the waveguide (1).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001067078A2 (en) * 2000-03-06 2001-09-13 General Electric Company Method and apparatus for determining chemical properties
WO2001067078A3 (en) * 2000-03-06 2002-02-21 Gen Electric Method and apparatus for determining chemical properties
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