DE4006762C2

DE4006762C2 -

Info

Publication number: DE4006762C2
Application number: DE4006762A
Authority: DE
Inventors: Udo 8000 Muenchen De Maassen; Helmut 8031 Hochstadt De Esterer
Original assignee: Dornier Medizintechnik GmbH
Current assignee: Dornier Medizintechnik GmbH
Priority date: 1990-03-03
Filing date: 1990-03-03
Publication date: 1993-06-24
Also published as: DE4006762A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturbegrenzung und Tem peraturüberwachung einer mittels einer elektrischen Heizeinrichtung aufge heizten Flüssigkeit mit einem Temperatursensor und einer mit dem Tempera tursensor verbundenen Steuerelektronik für die Schaltfunktion der elektri schen Heizeinrichtung.

Aus der DE-OS 38 30 389 ist eine Anordnung zum Erkennen des Ausfalls eines Temperatursensors für eine temperaturgesteuerte Heizvorrichtung mit einem Heizelement und einer elektronischen Steuereinrichtung zum Steuern des von dem Heizelement aufgenommenen Leistungswertes bekannt. Dabei enthält die elektronische Steuereinrichtung einen Heizelement-Energiezähler, der mit Geschwindigkeiten inkrementiert und dekrementiert wird, welche eine Funktion der von dem Heizelement aufgenommenen Leistung sind, so daß der Zählerstand des Heizelement-Energiezählers der Temperatur des Heiz elements ungefähr folgt.

Bei der berührungsfreien Lithotripsie werden extrakorporal erzeugte Stoßwellen über ein Wasserkissen mit aufgeheizter Flüssigkeit und eine akusti sche Leitpaste in den menschlichen Körper eingeleitet. Um Verluste an Stoßwellenintensität zu vermeiden, muß die Ankopplung luftspaltfrei und großflächig erfolgen. Das bedeutet, daß auch eine sehr gute Wärmeleitung zwischen der Flüssigkeit und dem Patienten besteht.

Ein Teil der Patienten wird unter Teil- oder Vollnarkose behandelt. Bei diesen Patienten ist das Temperaturempfinden vermindert oder ausgeschaltet. Eine Übertemperatur oder Untertemperatur des Kissens wird nicht bemerkt und kann zu Schäden während einer Behandlung führen, die eine halbe Stunde, aber auch in Einzelfällen wesentlich länger dauert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Temperatur einer Flüssigkeit für den vorher beschriebenen Anwendungsfall in engen Grenzen zu halten und sicherzu stellen, daß eine Temperatur von z. B. 41°C nicht überschritten wird. Um kurze Inbetriebnahmezeiten des Gerätes zu verwirklichen, müssen Heizelemente für die Flüssigkeit im Kissen oder im Wasserkreislauf mit hoher Heizleistung installiert werden, die im Fehlerfall des Temperatursensors unbemerkt zur Überhitzung des Kissens und dadurch zu einer Schädigung des Patienten führen können. Die Funktionssicherheit des Temperatursensors und der Aus werteelektronik zur Regelung der Heizleistung muß ständig ge sichert sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptan spruchs gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß werden ein Heizwiderstand und ein Temperatursensor so angeordnet, daß der Heizwiderstand zur intermittierenden Aufheizung des Temperatursensors verwendet wird, wodurch in regelmäßigen Zeitintervallen die Funktionsfähigkeit des Temperatursensor für die Regelung der Kissen temperatur überwacht wird. Heizwiderstände und Temperatursensor stehen in gutem Wärmekontakt. Die Zeitintervalle werden so gewählt, daß sie kürzer sind als die Aufheizzeit der Flüssigkeit des Wasserkissens bei voller Heiz leistung über einen vorgegebenen Maximalwert hinaus, falls der Temperatur regelsensor ausfällt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Temperaturfühler,

Fig. 2 ein Blockschaltbild für die erfindungsgemäße Einrichtung,

Fig. 3 ein Diagramm.

Fig. 1 zeigt einen Temperaturfühler 2, der aus einem handelsüblichen Tempe ratursensor 4 besteht, der innerhalb einer Patrone 6 angeordnet ist. In der Patrone 6 befindet sich zusätzlich ein Heizwiderstand 7. Temperatur sensor 4 und Heizwiderstand 7 sind mittels Vergußmasse 10 wärmeleitend miteinander verbunden. Vom Temperatursensor 4 führen Leitungen 12 und vom Heizwiderstand 7 Leitungen 14 zu elektronischen Einrichtungen, die in Fig. 2 schematisch dargestellt sind.

In Fig. 2 ist ein Wasserbad 16 gezeigt, das sich innerhalb eines Behälters 18 befindet. Am oberen Ende des Wasserbads ist eine Membran 20 vorhanden, die am Körper 22 eines Patienten an liegt. Im Wasserzulauf 24 ist eine Heiz einrichtung 26 vorhanden, die über eine Regelelektronik 28 mit einer Span nungsquelle 30 in Verbindung steht. Die Leitungen 12 und 14 von der in einer Seitenwand 32 des Wasserbads 16 eingebauten Patrone 6, gelangen zu einer Auswerteelektronik 34, die über Leitung 36 mit der Regelelektronik 28 in Verbindung steht.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Regelelektronik 28 und der Auswerte elektronik 34 beschrieben.

Durch Einschalten der Heizeinrichtung 26 durch eine Bedienungsperson wird damit begonnen, das Wasserbad 16 aufzuheizen. Es soll eine Temperatur von maximal 41°C erreichen. Der Patient 22 spürt das Aufheizen in der Regel nicht, da er lokal anästhesiert ist. Da die Heizeinrichtung 26 mit hoher Energie arbeitet, um das Wasserbad in wenigen Minuten (z. B. 8 bis 10 Minuten) auf zuheizen, könnte es zu Verbrennungen kommen, wenn keine wirksame und ausfallsichere Temperaturbegrenzung vorhanden ist. Aus diesem Grund ist ein Temperatursensor 4 vorgesehen, der die Heizeinrichtung 26 über Steuerelektronik 28 abschaltet, wenn die Temperaturobergrenze 27 erreicht ist. Bei Ausfall des Temperatursensors 4 würde die Heizeinrichtung 26 weiter arbeiten und die gefährliche Grenztemperatur T_Grenz erreichen. Dies muß verhindert werden. Zu diesem Zweck ist in der Heizpatrone 6 der Heizwider stand 7 vorhanden, der mittels Steuerelektronik 34 den Temperatursensor 4 in Intervallen hochheizt.

Ein solcher Prüfzyklus wird zweckmäßigerweise beim Einschalten der Heiz einrichtung oder kurz danach durch die Elektronik 34 eingeleitet. Der Prüfzyklus dauert nur wenige Sekunden. Zuerst schaltet die Steuerelek tronik 34 die Verbindung zwischen Temperatursensor 4 und Heizeinrichtung 26 ab. Dann wird der Heizwiderstand 7 kurzzeitig bis auf T_Grenz aufgeheizt. Zeigt der Temperatursensor 4 innerhalb einiger Sekunden das Erreichen der Grenztemperatur T_Grenz an, so erkennt die Elektronik 34, daß der Tempera tursensor 4 funktionsfähig ist und stellt die Verbindung zwischen dem Tempe ratursensor 4 und der Heizeinrichtung 26 wieder her, wenn die Temperatur am Sensor 4 unter die Schalttemperatur abgesunken ist. (Der gesamte Prüf zyklus dauert nur ca. 5 Sekunden). Erreicht der Temperatursensor 4 während des Prüfzyklus die Grenztemperatur nicht, so meldet die Elektronik 34 eine Defekt und schaltet die Heizeinrichtung 26 ab.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm des Temperaturverlaufs über der Zeit. Bei richtiger Funktion aller Regeleinrichtungen, bewegt sich die Temperatur 40 des Was serbads um einen Temperatur-Sollwert T_Soll. Ist der Sensor defekt, so weist die Aufheizkurve den gestrichelten Verlauf 42 auf. Die obere Grenz-Tempera tur würde bei eingeschalteter Heizeinrichtung, ausgehend von der Soll-Tem peratur, in der Zeit t₀ erreicht. Werden nun in zeitlichen Abständen t₀ Prüfzyklen durchgeführt, die durch Pfeilspitzen symbolisiert sind, so ergibt sich, daß bei defektem Temperatursensor 4 die obere Grenz-Temperatur nicht überschritten werden kann, da der Prüfzyklus einen Defekt des Sensors recht zeitig meldet und die Heizeinrichtung 26 abschaltet. Durch die Prüfzyklen wird sichergestellt, daß eine für den Patienten gefährliche Grenztemperatur nicht erreicht werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zur Temperaturbegrenzung und Temperaturüberwachung einer mittels einer elektrischen Heizeinrichtung aufgeheizten Flüssigkeit mit einem Temperatursensor und einer mit dem Temperatursensor ver bundenen Steuerelektronik für die Schaltfunktion der elektrischen Heiz einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an eine weitere Steuer elektronik (34) ein Heizwiderstand (7) angeschlossen ist, der wärmeleitend mit dem Temperatursensor (4) verbunden ist, daß der Tempe ratursensor (4) in Prüfzyklen aufheizbar ist, die kürzer sind als die Zeit, die die Heizeinrichtung (26) für die Aufheizung der Flüssigkeit benöti gen würde, und daß in der Steuerelektronik (34) Mittel vorgesehen sind, die die Heizeinrichtung (26) für die Flüssigkeit abschalten, wenn ein Prüfzyklus ergibt, daß der Temperatursensor (4) in einem vorge gebenen Temperaturbereich nicht korrekt schaltet.

2. Vorrichtung zur Temperaturbegrenzung und Temperaturüberwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursen sor (4) während des Prüfzyklus von der Heizeinrichtung (26) der Flüs sigkeit getrennt ist.

3. Vorrichtung zur Temperaturbegrenzung und Temperaturüberwachung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur optischen und/oder akustischen Anzeige eines Defektes des Tempera tursensors (4) vorgesehen sind.