DE3437595C1 - Atemstrommesser mit Richtungsbestimmung - Google Patents

Description

65 de Fühler in einer ungestörten Strömung liegen und in

beiden Strömungsrichtungen ein Diffcrcnzsignal immer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Atemstrom- den Wert Null haben würde,

messer mit Richtungsbestimmung entsprechend dem Gemäß dem bereits genannten EP-PS 00 24 327 sind

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die Radialebenen senkrecht zur Luftströmung angeord- Atemluft für beide Strömungsrichtungen aufgenommen net und einer der beiden Temperaturfühler liegt in einer werden, diese Kennlinien müßten für beide Strömungs-Radialebene von dem Luftwiderstandskörper, wogegen richtungen linearisiert werden und durch doppelte der andere Temperaturfühler in einer Radiaiebene hin- Kompensation, der sich bei beiden Strömungsrichtunter dem Luftwiderstandskörper liegt. Bei vorgegebener 5 gen ergebenden Unterschiede ließe sich die Summe der Größe des Meßkopfes folgt daraus, daß beide Radiale- Leckvolumina angenähert ermitteln, benen und Temperaturfühler relativ nahe dem Luftwi- Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, darstandskörper angeordnet sind und daß insbesondere daß sich ein relativ geringer Abstand des den Luftdurchder Temperaturfühler, der durch den Widersiandskör- sasz messenden Fühlers vom Widerstandskörper nachper nicht beeinflußt werden soll, ebenfalls relativ nahe 10 teilig auswirkt, und zwar auf den Meßfehler, auf die dem Widerstandskörper angeordnet ist Streuung des Meßfehlers und auf die Betriebssicherheit Genauere Untersuchungen haben ergeben, daß bei des Atemstrommessers; insbesondere beruht die Erfinder beschriebenen nahen Anordnung des einen Tempe- dung auf der Erkenntnis, daß sich der erwähnte Abstand raturfühlers doch mit Fehlern bei der Messung des Luft- nachteilig auswirkt im Zusammenhang mit der Messung durchsatzes zu rechnen ist Dies deshalb, weil der Luft- 15 der Leckvolumina.

widerstandskörper die Strömungsgeschwindigkeit auch Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

tm Bereich des Temperaturfühlers erhöht, der von der gründe, einen Atemstrommesser der eingangs genann-

Wirkung des Luftwiderstandskörpers nicht beeinflußt ten Gattung anzugeben, der eine genauere Ermittlung

werden soll. des Luftdurchsatzes ermöglicht und dessen Betriebssi-

Die relativ nahe Anordnung des den Luftdurchsatz 20 cherheh verbessert ist

messenden Fühlers in der beschriebenen geringen Ent- Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird fernung zum Luftwiderstandskörper hat auch den gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 anNachteil, daß vom Luftwiderstandskörper ausgelöste gegebenen Merkmale.

Turbulenzen die Streuung der Meßgröße verhindern. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß — bei Wie bei allen genaueren Messungen ist die Meßgröße 25 vorgegebenen Meßkopfdimensionen — die Entfernung mit einer Zufallskomponente behaftet, deren Varianz im des vom Luftwiderstandskörper nicht beeinflußten Fühvorliegenden Fall umso größer ist, je näher der Tempe- lers vom Luftwiderstandskörper größer bemessen werraturfühler bei dem Widerstandskörper angeordnet ist den kann als bei bekannten Atemstrommessern, weil bei Diese größere Varianz bewirkt eine relativ große Streu- der Erfindung der Widerstandskörper nicht zwischen ung der Meßgröße, das heißt, des Luftdurchsatzes. 30 den beiden Fühlern angeordnet ist und der eine Fühler Auch wenn zwischen dem Patienten und dem Meß- noch zwischen dem Widerstandskörper und dem nicht kopf ein Sieb in der Atemluftleitung angeordnet ist, kön- zu beeinflussenden Fühler angeordnet ist, was einen renen sich gelegentlich Sekrete des Patienten am Luftwi- lativ großen Abstand dieses Fühlers vom Widerstandsderstandskörper festsetzen, so daß bei zunehmender körper ergibt Diese Maßnahme ist besonders zu würdi-Verdickung des Luftwiderstandskörpers mit einer Ver- 35 gen, weil die Dimensionen des Meßkopfes kritisch sind fälschung der Messung zu rechnen ist und im Falle einer und weil ein größerer Meßkopf erhebliche Nachteile im elektrischen Verbindung des Luftwiderstandskörpers Zusammenhang mit dem Totvolumen hat. Unter Totvomit dem Fühler eine Messung sogar vereitelt wird. Der- lumen versteht man jenes Atemluftvolumen an verartige Komplikationen sind umso häufiger zu erwarten, brauchter Atemluft das nach dem Ausatmen wieder je näher der den Luftdurchsatz messende Fühler beim 40 eingeatmet wird. Dabei wird unterstellt, daß die Mund-Luftwiderstandskörper angeordnet ist öffnung oder eine Nasenöffnung des Patienten über den Die erwähnten genaueren Untersuchungen haben Atemkanal, über den Meßkopf und über ein Verzweiauch ergeben, daß sich bei Messungen der Luftdurchsät- gungsstück einerseits an das Beatmungsgerät und andeze mit einer Anordnung gemäß dem EP-PS 00 24 327 rerseits an ein Auslaßventil angeschlossen ist Je größer doch verschiedene Werte bei unterschiedlichen Strö- 45 der Meßkopf ist, desto größer ist der Totraum innerhalb mungsrichtungen ergeben. Dieser Umstand erwies sich des Atemluftkanals zwischen dem Patienten und dem umso bedeutsamer, als man durch klinische Erfahrun- Verzweigungsstück und desto größer ist das Totvolugen erkannte, daß die Messung der Leckvolumina in men. Es ist klar, daß das Totvolumen möglichst klein vielen Fällen, insbesondere bei der künstlichen Beat- sein soll, um das Rückatmen verbrauchter Atemluft zu mung von Kleinkindern, lebensentscheidend sein kann. 50 minimieren; in diesem Zusammenhang sind alle Bestre-Dabei versteht man unter Leckvolumina jene Luftvolu- bungen zu verstehen, die Dimensionen der Meßköpfe mina, die einerseits bei der Beatmung den Meßkopf pas- zu verringern. Das gilt insbesondere für Meßköpfe für sieren, aber unkontrolliert entweichen und die Lunge Kleinkinder. Die Erfindung ermöglicht also eine Vernicht erreichen, und die andererseits beim Ausatmen besserung der Meßköpfe bei gleicher Dimensionierung von der Lunge abgegeben werden, aber vor Erreichen 55 oder eine Verringerung des Totvolumens bei gleichen des Meßkopfes entweichen. In extremen Fällen kann Meßkopfeigenschaften.

der Anteil der Leckvolumina sogar wesentlich größer Die Erfindung ermöglicht eine vergleichsweise ge-

sein als der Anteil jener Luftvolumina, die einerseits den nauere Messung des Luftdurchsatzes, weil der nicht zu

Meßkopf passieren und die Lunge erreichen und die beeinflussende Fühler relativ weit vom Widerstands-

andererseits von der Lunge abgegeben werden und 60 körper in einem Luftkanalbereich angeordnet ist wo die

auch den Meßkopf passieren. Strömungsgeschwindigkeit nicht erhöht ist auf Grund

Unter Verwendung der Anordnung gemäß dem EP- des Widerstandskörpers.

PS 00 24 327 wäre es nun grundsätzlich denkbar die Bei der relativ großen Entfernung des Fühlers zum

Summe der bei beiden Strömungsrichtungen auftreten- Widersundskörper verringern sich die Turbulenzen

den Leckvolumina zu ermitteln; dies allerdings nur mit 65 und damit die Streuung der Meßgröße,

großem instrumentellen Aufwand und auch dann nur Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,

wenig genau. Dazu müßten die Kennlinien der Meßsi- daß eine Verfälschung der Meßwerte durch Sekrete

gnale in bezug auf die Strömungsgeschwindigkeiten der nicht zu befürchten ist, weil der Abstand des betreffen-

den Fühlers vom Widerstandskörper keine falschen Meßwerte ermöglicht Umso weniger ist zu befürchten, daß der betreffende Fühler durch Sekretbildung elektrisch mit dem Widerstandskörper verbunden wird, so daß eine Vereitelung der Messung in diesem Zustand s ausgeschlossen ist

Schließlich zeichnet sich die Erfindung auch noch darin aus, daß die Kennlinien bei der Messung des Luftdurchsatzes beim Ausatmen und bei der Beatmung gleich sind. Dies ermöglicht eine relativ genaue Ermittlung der Leckvolumina, ohne daß ein erhöhter Aufwand für die Aufnahme und Linearisierung mehrerei Kennlinien erforderlich wären. Die Bedeutung dieser Maßnahme liegt darin, daß erwachsenen Patienten üblicherweise ein Atemschlauch in die Luftröhre eingeführt wird, is der oberhalb der Bronchien und unterhalb des Kehlkopfes mit Hilfe eines aufblasbaren Ballons gegenüber der Luftröhre abgedichtet wird. Nach mehrwöchiger Beatmung erschlafft das Gewebe der Luftröhre und da auch der Ballon nicht unbegrenzt weiter aufblasbar ist, entweicht Atemluft im Bereich des Ballons; die Folge sind Leckvolumina, die die Messung verfälschen. Aus diesem Grund ist die Ermittlung der Leckvolumina auch bei Erwachsenen bedeutsam, weil dadurch eine Korrektur der Luftdurchsatz-Meßwerte möglich ist. Eine noch größere Bedeutung hat die Ermittlung der Leckvolumina bei der Behandlung von Kleinkindern, weil bei diesen die Beatmung über die Nasenöffnungen erfolgt, weil immer mit Leckvolumina zu rechnen ist und weil die Methode mit dem Ballon nicht anwendbar ist

Im allgemeinen ist es zweckmäßig, daß der Meßkopf einen sich verengenden konischen Abschnitt, einen Mittelabschnitt mit gleichbleibendem Querschnitt und einen sich erweiternden konischen Abschnitt besitzt Um einen relativ großen Abstand des den Luftdurchsatz messenden Fühlers zum Widerstandskörper zu erzielen ist es günstig, die beiden Fühler wie bisher im Bereich des Mittelabschnittes anzuordnen, aber den Widerstandskörper in den Bereich einer der konischen Abschnitte zu verlegen. Ein besonders großer Abstand ist dann erzielbar, wenn nur der den Luftdurchsatz messende Fühler im Bereich des Mittelabschnittes angeordnet ist wogegen der Widerstandskörper und der vom ihm beeinflußte Fühler im Bereich eines konischen Abschnittes angeordnet sind.

Der vom Widerstandskörper zu beeinflussende Fühler soll möglichst im Windschatten des Widerstandskörpers liegen, was zu gelegentlichen Schwierigkeiten führen kann, wenn optimale Ergebnisse angstrebt werden. Dies deshalb, weil einerseits der Widerstandskörper so dünn wie möglich sein soll., um keine vermeidbaren Turbulenzen zu verursachen; andererseits wird als Fühler meist ein auf rund 400 Grad Celsius erhitzter Platindraht verwendet, der sich bei dieser Temperatur in wenig kontrollierbarer Weise verformt und der auch von einem dünnen Widerstandskörper noch wirksam beeinflußt werden soll. Es ist unter diesen Voraussetzungen schwierig, unter Berücksichtigung der Toleranzabweichungen die erwünschten gegenseitigen Lagebeziehungen und Toleranzmaße bei der Herstellung, bei der Montage und im Betrieb einzuhalten. Zur Lösung dieser Aufgaben hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Luftwiderstandskörper innerhalb einer Vertikalebene derart schräg zum im Strömungsbeeinflussungsbereich liegenden Fühler angeordnet ist, daß ein in axialer Riehtung auf den Widerstandskörper projiziertes Bild dieses Fühlers gegenüber der Mittellinie des Widerstandskörpers verdreht ist — vorzugsweise soweit daß die den Enden des Fühlers entsprechenden Bildpunkte auf die Umrisse des Widerstandskörpers fallen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfin- ' dung anhand der F i g. 1 bis 8 beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Achse eines Meßkopfes senkrecht durch Temperaturfühler-Drähte,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Achse des Meßkopfes parallel zu den Temperaturfühler- Drähten,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Meßkopf senkrecht zu dessen Achse,

Fig.4 eine Projektion eines Fühler-Bildes auf die Mittellinie des Widerstandskörpers, :

F i g. 5 eine Projektion eines Fühler-Bildes auf einen schräg gestellten Widerstandskörper,

F i g, 6 zwei Diagramme gemäß dem Stand der Tech- ; nik,

F i g. 7 zwei Diagramme bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 8 zwei weitere Diagramme bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Meßkopf 10 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Gehäuse und aus einer Steckereinrichtung. Das Gehäuse mit seiner Achse 20 gliedert sich in einem konischen Abschnitt 21, einem Mittelabschnitt 22 und einem weiteren konischen Abschnitt 23 und ist ein Teilstück des nicht vollständig dargestellten Atemluftkanals. Die obere Stirnseite 24 ist über einen Schlauch an die Luftröhre eines Patienten anschüeßbar. Die untere Stirnseite 25 ist über ein nicht dargestelltes Verzweigungsstück einerseits an _f ein Beatmungsgerät und andererseits an ein Auslaßven- , til anschließbar. Unter diesen Voraussetzungen wird die vom Patienten ausgeatmete Luft in Richtung des Pfeiles 26 durch den Meßkopf zum Auslaßventil geleitet Bei der Beatmung gelangt Luft des Beatmungsgerätes in Richtung des Pfeiles 27 durch den Meßkopf zum Patienten. Der Meßkopf könnte auch derart betrieben werden, daß die Stirnseite 25 an die Luftröhre des Patienten angeschlossen ist und daß die Stirnseite 24 über ein Verzweigungsstück an das Beatmungsgerät bzw. an das Auslaßventil angeschlossen ist

Die Steckereinrichtung besteht aus dem Gehäuse 28, dem Isolierkörper 29, aus mehreren Stiften 30, 32, 34, ferner aus den Stäben 31,33,36,38, aus den Platindrähten 35,40 und aus dem Widerstandskörper 42 Der Stift 30 dient als Kodierstift, um die restlichen Stifte eindeutig an eine nicht dargestellte Leitung anzuschließen. Der Stift 32 und ein darunterliegender Stift sind über die Stifte 31 und 33 und über den Draht 35 elektrisch leitend verbunden. Der Stift 34 und ein darunterliegender Stift sind über die Stäbe 36, 38 und den Draht 40 elektrisch verbunden.

Die beiden Platindrähte 35,40 liegen in Radialebenen, die senkrecht zur Achse 20 zu denken sind. Sie dienen als Temperaturfühler und sind an eine elektronische Meßschaltungsanordnung angeschlossen, welche für jeden Fühler einen elektronischen Regelkreis umfaßt der ihre Temperatur von etwa 400 Grad Celsius konstant hält Wenn Luft in Richtung 27 vom Beatmungsgerät zugeführt wird, dann ist elektrische Energie erforderlich, um die beiden Fühler 35, 40 auf der konstanten Temperatur zu halten. Da der Fühler 40 im Windschatten des Widerstandskörpers 42 angeordnet ist muß zur Konstanthaltung seiner Temperatur weniger Energie aufgewendet werden als zur Konstanthaltung der Temperatur des Fühlers 35, weil dieser strömungsmäßig nicht vom Widerstandskörper 42 beeinflußt wird. Die zur Temperaturkonstanthaltung notwendigen Energie-

mengen beider Fühler werden mittels bekannter elektronischer Regelkreise getrennt gemessen, linearisiert und verstärkt.

Die zur Konstanthaltung der Temperatur des Fühlers 35 erforderliche Energie dient zur Ermittlung des Luftdurchsatzes, wobei sich unter gleichen Voraussetzungen gleiche Werte bei der Beatmung bzw. beim Ausatmen ergeben. Es ist somit experimentell nachweisbar, daß der Fühler 35 strömungsmäßig nicht von Widerstandskörper 42 beeinflußt wird.

Wenn die Beatmung in Richtung 27 vorgenommen wird, dann ist zur Temperaturkonstanthaltung des Fühlers 40 beim Einatmen weniger Energie erforderlich als beim Ausatmen. Aus der Differenz der Energiewerte ist die Strömungsrichtung ermittelbar. Würde die Beatmung in Richtung 26 vorgenommen werden, dann wäre zur Temperaturkonstanthaltung des Fühlers 40 beim Einatmen mehr Energie erforderlich als beim Ausatmen und daraus wäre wieder die Strömungsrichtung ableitbar. Die F i g. 6,7 und 8 zeigen die Energieerfordernisse übersichtlicher.

Fig.6 zeigt den zeitlichen Verlauf zweier Signale s 135 und s 140 wie sie sich unter Verwendung der bekannten Anordnung gemäß dem EP-PS 00 24 327 ergeben könnten. Die Abszissenrichtung bezieht sich auf Einheiten der Zeit t. Die Ordinatenrichtung bezieht sich auf Werte s 1, welche jene Energie kennzeichnen, die zur Konstanthaltung der Temperatur der Fühler 35 und 40 erforderlich ist Das Signal 4· 135 bzw. s 140 bezieht sich auf die Fühler 35 bzw. 40. Während der Dauer te wird eingeatmet, während der Dauer ta wird ausgeatmet, die Dauer 11 bezeichnet eine erste Totzeit und die Dauer f 2 bezeichnet eine zweite Totzeit

Bei den Diagrammen nach Fig.6 wird unterstellt, daß die Atemluft beim Einatmen während der Dauer te zuerst den Fühler 40 erreicht, dann den Widerstandskörper 42 und schließlich den Fühler 35. Beim Ausatmen während der Dauer ta ergibt sich tie umgekehrte Reihenfolge.

Die Amplituden der Signale s 140 sind während der Zeiten te und ta immer kleiner als jene des Signals s 135; dies deshalb, weil der Energiebedarf des Fühlers 40, der vom Widerstandskörper 42 stark beeinflußt wird, kleiner ist als der Energiebedarf des Fühlers 35, der senkrecht zum Widerstandskörper versetzt im Atemkanal angeordnet ist Die Differenzen d\ und d2 sind aber verschieden, und daraus läßt sich die jeweilige Strömungsrichtung ermitteln. Die Amplituden des Signals s 135 sind aber nicht gleich während der Zeiten te und ta, wie genauere Messungen einwandfrei ergeben haben. Der Fühler 35 wird also doch strömungsmäßig vom Widerstandskörper 42 beeinflußt, weil der Widerstandskörper 42 zwischen beiden Fühlern angeordnet ist Dieser Verlauf des Signals s 135 hat entscheidende Nachteile zur Folge, wenn die Leckvolumha ermittelt werden sollen, wie bereits ausführlicher dargestellt wurde.

Fig.7 zeigt den zeitlichen Verlauf der Signale s235 und 5 240, wie sie sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung beispielsweise ergeben könntea Die Ordinatenrichtung bezieht sich nun auf Werte s2, welche jene Energie kennzeichnen, die zur Temperaturkonstanthaltung erforderlich ist Das Signal 5 235 bzw. s 240 bezieht sich auf die Fühler 35 bzw. 40. Beim Einatmen und damit bei der Beatmung erreicht der Atemstrom zuerst den Widerstandskörper 42, dann den Fühler 40 und zuletzt den Ffr ler 35. Beim Ausatmen gilt die umgekehrte Reihenfolpe. Während der Zeit te ist das Signal s240 kleiner als aas Signal s235, weil der Fühler 40 im Windschatten des Widerstandskörpers 42 angeordnet ist. Es ergibt sich die Differenz d3 mittels der die Strömungsrichtung ermittelbar ist, weil während der Zeit ta die Signale s 235 und s 240 gleich sind. Die Amplituden des Signals s 235 sind aber gleich groß während der Zeiten te und ta, woran erkennbar ist, daß der Fühler 35 tatsächlich nicht strömungsmäßig vom Widerstandskörper 42 beeinflußt wird, weil die Entfernung dieses Fühlers vom Widerstandskörper relativ groß ist.

Die gleichen Amplituden des Signals 5 235 während te und ta ermöglichen eine relativ einfache und doch genaue Ermittlung der Leckvolumina, worauf bereits eingegangen wurde.
Fig.8 zeigt den zeitlichen Verlauf der Signale s335 und 5 340 bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ordinatenrichtung bezieht sich auf Werte s 3, welche die zur Temperaturkonstanthaltung erforderliche Energie kennzeichnen. Im Gegensatz zu den Voraussetzungen nach Fig.7 erreicht die Luft beim Einatmen zuerst den Fühler 35, dann den Fühler 40 und zuletzt den Widerstandskörper 42. Nun ist die Strömungsrichtung aus der Differenz c/4 ermittelbar, wobei sich die Signale s 335 bzw. s 340 auf die Fühler 35 bzw. 40 beziehen. Das Signal s335 hat wieder gleiche Amplituden während te und ta.

Die F i g. 1 und 2 zeigen deutlich, daß der Fühler 40 zwischen dem Widerstandskörper 42 und dem Fühler 35 im Atemkanal angeordnet ist. Daraus resultiert der relativ große Abstand des Widerstandskörpers 42 vom Fühler 35, der auf diese Weise strömungsmäßig nicht vom Widerstandskörper 42 beeinflußt wird. Der Fühler 35 liegt zwar im Bereich des Mittelabschnittes 22, wo die Strömungsgeschwindigkeit im Vergleich zu den Geschwindigkeiten im Bereich der konischen Abschnitte 21,23 erhöht ist; im Mittelabschnitt 22 bewirkt aber der Widerstandskörper 42 eine zusätzliche Geschwindigkeitserhöhung, die den Fühler 35 nicht erfaßt. Daraus folgt eine relativ genaue Ermittlung des Luftdurchsatzes. Der Widerstandskörper 42 bewirkt auch Turbulenzen, die aber den Fühler 35 nicht erreichen, wie den Oszillographensignalen zu entnehmen ist Daraus resultiert eine geringe Streuung der Meßgröße. Die Turbulenzen erfassen zwar den Fühler 40, was belanglos ist, weil dieser nur zur Richtungsbestimmung dient. Auch Sekretabsonderungen am Widerstandskörper 42 können den weit entfernten Fühler 35 nicht beeinflussen.

Der Fühler 35 sollte im Bereich des Mittelabschnittes 22 angeordnet sein, weil dort eine erhöhte laminare Strömung eine genaue Ermittlung des Luftdurchsatzes ermöglicht Dagegen ist es zweckmäßig, den Widerstandskörper im Bereich des konischen Abschnittes 23 anzuordnen, weil dadurch der Abstand zum Fühler 35 noch vergrößert wird. Zu weit darf der Widerstandskörper aber nicht vom Fühler 35 entfernt werden, weil der Fühler 40 im Einflußbereich sein soll. In diesem Zusammenhang kann es zweckmäßig sein, den Fühler 40 auch im Bereich des konischen Abschnittes 23 anzuordnen.

Fig.3 zeigt den Widerstandskörper 42 parallel zu den Fühlern 35 und 40. Wenn der Fühler 40 in Richtung der Achse 20 auf den Widerstandskörper 42 abgebildet wird, dann liegt das Bild 640 des Fühlers 40 gemäß F ii g. 4 in der Mitte des Widerstandskörpers 42. Bei der erhöhten Arbeitstemperatur des Fühlers 40 verformt sich der Fühler, so daß ein verformtes Bild entsteht, das in F i g. 4 in übertriebener Darstellung gestrichelt eingezeichnet ist Dies ist nachteilig, weil Teile des Fühlers außerhalb des Wirkungsbereiches des Körpers 42 kommen können.

ii Bei den geringen Abmessungen der einzelnen Teile

(■: können sich auch Schwierigkeiten bei der Einhaltung

;.^; der Toleranzen — im Zuge der Fertigung und beim

g Betrieb — ergeben. Zur Vermeidung derartiger Schwie-

|:i rigkeiten kann der Widerstandskörper 42 gegenüber

[i| dem Fühler 40 verdreht werden.

ψ. F i g. 5 zeigt deutlich die vorgenommene Verdrehung

I des Fühlers 40 — beispielsweise soweit, daß die Bilder

|; b 43, b 44 der Enden des Fühlers 40, auf die Umrisse des

κ Widerstandskörpers 42 abgebildet werden. Da die Ver-

'J formungen des Fühlers 40 im mittleren Bereich größer

I sind als an den Enden — wo der Fühler an den Stäben

36, 38 befestigt ist — ist die Abbildung des Fühlers auf den Körper 42 gemäß F i g. 5 wahrscheinlicher als gemäß F i g. 4. Dies deshalb, weil die Länge η 2 größer ist als die Längen 1.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Fühler 35 im Bereich des Mittelabschnittes 22 angeordnet, der Fühler 40 liegt knapp außerhalb des Mittelabschnittes, der Wider-Standskörper 42 liegt im Bereich eines konischen Abschnittes und ist außerdem gemäß Fig.5 gegenüber dem Fühler 40 verdreht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

50

55

65

Claims (4)

1 2 Oberbegriff des Anspruchs 1. Patentansprüche: Gemäß der DE-AS 23 17 431 und der US 40 83 244 sind Atemstrommesser mit Richtungsbestimmung be-

1. Atemstrommesser mit Richtungsbestimmung, kannt Danach liegen die Fühier in derselben Strömit einem in die Atemluftleitung eingebauten Meß- 5 mungsebene, und zwischen ihnen in geringem Abstand kopf (10), der einen im Luftströmungsweg angeord- befindet sich der Luftwiderstandskörper. Die beiden neten Luftwiderstandskörper (42) sowie zwei recht- Fühler werden vom Luftwiderstandskörper unterwinklig zur Luftströmung liegenden und einen ge- schiedlich stark gekühlt Die zugeführte Energie ist wissen Abstand voneinander aufweisenden Radiale- beim einen Fühler geringer als beim anderen. Das Diffebenen angeordnete Temperaturfühler (35, 40) auf- io renzsignal der Energiezufuhrwerte beider Fühler ist bei weist, von denen einer (40) im Strömungsbeeinflus- Strömung in einer Richtung positiv und in der entgegensungsbereich des Luftwiderstandskörpers (42) liegt, gesetzten Richtung negativ. Auf diese Weise ist eine wogegen der andere Fühler (35) außerhalb des Strö- einwandfreie Richtungsbestimmung des Atemstromes mungsbeeinflussungsbereichs des Luftwiderstands- möglich.

körpers (42) liegt und unabhängig von der Strö- 15 Bei beiden Vorschlägen wird die Energiezufuhr des mungsrichtung zur Messung des Luftdurchsatzes luvseitigen Temperaturfühlers als Maß für den Luftdient und wobei beide Fühler (35, 40) mittels ge- durchsatz benutzt Vor dem Luftwiderstandskörper trennter elektronischer Temperatur-Konstanthal- wird jedoch die Strömung ebenfalls mehr oder weniger tungskreise auf einer konstanten, gegenüber der beeinflußt und zwar in Abhängigkeit vom Abstand des Atemlufttemperatur erhöhten Arbeitstemperatur 20 Temperaturfühlers vom Widerstandskörper und von gehalten werden, mit einem Meßgerät, das die elek- der Strömungsgeschwindigkeit Der luvseitige Tempetrische Energie mißt die zur Konstanthaltung der raturfühler kann also in einer Zone liegen, in der die Fühlertemperaturen bei der Atmung oder Beat- Strömungsgeschwindigkeit Null ist In den meisten Fälmung erforderlich ist und durch Differenzbildung len ist sie jedoch kleiner als die Geschwindigkeit der der Energiezufuhrwerte zur Bestimmung der Strö- 25 ungestörten Strömung. Bei der Bestimmung des Luftmungsrichtungdient dadurch gekennzeich- durchsatzes wird also in den meisten Fällen ein zu klein e t, daß der im Strömungsbeeinflussungsbereich ner Wert ermittelt Der Fehler ist nicht kompensierbar, liegende Fühler (40) in axialer Richtung zwischen da er vcn der Strömungsgeschwindigkeit abhängig ist.
dem nicht im Strömungsbeeinflussungsbereich lie- Das EP-PS 00 24 327 offenbart einen Aicir^trommesgendem Fühler (35) und dem Luftwiderstandskörper 30 ser mit Richtungsbestimmung mit einem in die Atem-(42) angeordnet ist (F i g. 1 —3). luftleitung eingebauten Meßkopf, der einen im Luftströ-

2. Atemstrommesser nach Anspruch 1, dadurch mungsweg angeordneten Luftwiderstandskörper sowie gekennzeichnet daß der Meßkopf (10) einen sich zwei in rechtwinklig zur Luftströmung liegenden Raverengenden konischen Abschnitt (21), einen Mittel- dialebenen vor und hinter dem Luftwiderstandskörper abschnitt (22) mit gleichbleibendem Querschnitt und 35 angeordnete Temperaturfühler aufweist Einer dieser einen sich erweiternden konischen Abschnitt (23) Temperaturfühler liegt im Strömungsbeeinflussungsbeaufweist und daß die Fühler (35,40) im Bereich des reich des Luftwiderstandskörpers und liegt mit diesem Mittelabschnittes (22) und der Widerstandskörper in derselben Axialebene. Beide Temperaturfühler wer-(42) im Bereich eines konischen Abschnittes (21) an- den mittels getrennter elektrischer oder elektronischer geordnet sind (F i g. 1 —3). 40 Temperatur-Konstanthaltungskreise auf einer konstan-

3. Atemstrommesser nach Anspruch 1, dadurch ten gegenüber der Atemlufttemperatur erhöhten Argekennzeichnet, daß der Meßkopf (10) einen sich beitstemperatur gehalten. Mit einem Meßgerät wird die verengenden konischen Abschnitt (21), einen Mittel- elektrische Energie zur Kompensation der bei der Atabschnitt (22) mit gleichbleibendem Querschnitt und mung oder Beatmung erfolgenden Abkühlung jeweils einen sich erweiternden konischen Abschnitt (23) 45 eines Fühlers als Wert für den Luftdurchsatz gemessen, aufweist, daß der außerhalb des Strömungsbeein- Durch Differenzbildung der Energie-Zufuhrwerte wird flussungsbereichs liegende Fühler (35) im Bereich die Strömungsrichtung bestimmt. Dieser Atemstromdes Mittelabschnittes (22) liegt und daß der im Strö- messer ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der mungsbeeinflussungsbereich liegende Fühler (40) andere Fühler von der den ersten Fühler und den Luft- und Widerstandskörper (42) im Bereich eines koni- 50 widerstandskörper enthaltenden Axialebene einen Rasehen Abschnittes (21, 23) angeordnet sind dialabstand hat, der ausreicht, um ihn aus dem Bereich (Fig. 1—3). der Strömungsbeeinflussung durch den Widerstands-

4. Atemstrommesser nach Anspruch 1, dadurch körper herauszuhalten, wobei dieser Fühler unabhängig gekennzeichnet, daß der Luftwiderstandskörper (42) von der Strömungsrichtung zur Messung des Luftdurchinnerhalb einer Vertikalebene derart schräg zum im 55 satzes dient.

Strömungsbeeinflussungsbereich liegenden Fühler Gemäß der US 36 45 133 ist ebenfalls ein Atemstrom-

(40) angeordnet ist, daß ein in axialer Richtung (20) messer bekannt, bei dem zwei Fühler in unterschiedli-

auf den Widerstandskörper (42) projiziertes Bild chem Radialabstand verwendet werden, allerdings fehlt

(b 40) dieses Fühlers (40) gegenüber der Mittellinie ein Luftwiderstandskörper. Ein Fühler dient zur Bestim-

des Widerstandskörpers verdreht ist — vorzugswei- 60 mung des Luftdurchsatzes und der andere radialversetz-

se soweit, daß die den Enden des Fühlers (40) ent- te Fühler dient nur der Temperaturkompensation bei

sprechenden Bildpunkte (ft 43, 644) auf die Umrisse unterschiedlichen Umgebungstemperaturen. Eine Rich-

des Widerstandskörpers (42) fallen (F i g. 4,5). tungsbestimmung durch Bildung eines Differenzsignals

ist mit diesem Atemstrommesser nicht möglich, weil bei-