DE4100317C2

DE4100317C2 - Verfahren zur Bestimmung der Fördermenge von Pumpen

Info

Publication number: DE4100317C2
Application number: DE4100317A
Authority: DE
Original assignee: Medical Support GmbH
Current assignee: Medical Support GmbH
Priority date: 1991-01-08
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2011-01-09
Also published as: DE4100317A1; US5263367A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Förder menge von Pumpen, insbesondere für Spritzen- und Infusionspum pen.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Prüfung und Messung der Förderrate, Fördermenge, des Abschalt-Maximaldrucks und der Bolusmenge von Pumpgeräten, wobei die Bolusmenge eine zusätzli che Fördermenge ist, die bei Druckabfall infolge der Kompressi bilität des Gesamtpumpsystems gefördert wird. Diese Parameter sind vor allem bei Spritzenpumpen und Infusionspumpen in regel mäßigen Abständen zu überprüfen, da von der korrekten Größe dieser Parameter unter Umständen Gesundheit und Leben von Pa tienten abhängen.

Bisher wird die Förderrate von Spritzenpumpen indirekt über eine Wegmessung des Vorschubs des Spritzenkolbens ermittelt, wozu es bekannt ist, eine mechanische Meßuhr in die Spritzenaufnahmemul de der Spritzenpumpe einzuspannen und die Spritzenpumpe mittels einer Schaltuhr eine bestimmte Zeit lang zu betätigen. Nach Ablauf dieser Zeitspanne wird auf der Meßuhr der Weg abgelesen, den der von einer Gewindespindel der Spritzenpumpe vorgeschobene Spritzenkolben zurückgelegt hat. Diese Wegmessung hat den Nach teil, daß eine präzise Ablesung der Meßwerte sowie die exakte Einhaltung der ausgewählten Zeitspanne schwierig sind, so daß die Förderrate der Spritzenpumpe nicht zuverlässig mit der erforderlichen Genauigkeit ermittelt werden kann. Zudem ist diese indirekte Messung der Förderrate sehr umständlich und zeitaufwendig.

Aus der DE 32 45 148 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung der Mengen charakteristik von Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren bekannt. Die Prüfvorrichtung enthält einen mit Prüfflüssigkeit gefüllten Behälter, der über einen Hochdruckschlauch mit dem Pumpenausgang verbunden ist. Das bekannte Verfahren sieht vor, daß das gesamte Prüfsystem mit Prüfflüssigkeit gefüllt wird, woraufhin die Einspritzpumpe in Betrieb gesetzt und die Druck steigerung in dem mit Prüfflüssigkeit gefüllten Behälter gemes sen wird. Die Pumpenhubzahl wird als Maß für die pro Arbeits spiel geförderte Flüssigkeitsmenge ermittelt, die für eine vorgegebene Drucksteigerung benötigt wird. Dabei wird die geför derte Flüssigkeitsmenge pro Pumpenhubzahl als bekannt vorausge setzt, und es werden lediglich die Gesamtpumpenhübe gezählt, die eine bestimmte Drucksteigerung hervorrufen.

Die DE 32 08 602 A1 offenbart ein Meßverfahren, mit dem ein Drucksensor unterhalb einer Wasseroberfläche den Wasserdruck in einem kommunizierenden Meßrohr mißt, wobei der gemessene Druck die Tiefe des Drucksensors unter der Wasseroberfläche angibt. Um einen direkten Kontakt der Membran des Drucksensors mit dem Wasser zu vermeiden, wird vorgeschlagen, zwischen der Membran des Drucksensors und dem Wasser in dem Meßrohr eine Luftblase einzuschließen, die das Wasser von der Membran fernhält.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einfache Weise die eingangs genannten Parameter aller gängigen Arten von Pumpen, insbesonde re von Spritzenpumpen und Infusionspumpen, gemessen werden kön nen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge kennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Fördermenge einer zu prüfenden Pumpe dadurch bestimmt, daß eine luftgefüllte Meßlei tung an die zu prüfende Pumpe angeschlossen und mit einer Druck meßeinrichtung verbunden wird, wobei das Volumen des Meßsystems zwischen der Pumpe und der Druckmeß einrichtung, d. h. im wesentlichen der Meßleitung und der zugehörigen Anschlüsse, bekannt und im wesent lichen konstant ist, daß die Pumpe eingeschaltet wird und eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, mit konstanter Förderrate in die Meßleitung fördert, daß der Luftdruck anstieg in der geschlossenen Meßleitung gemessen wird und daß aus den gemessenen Druckwerten der nichtlinearen Druckanstiegskurve die Fördermenge der Pumpe errechnet wird.

Dabei wird die Fördermenge der Pumpe nach der folgenden Formel errechnet:

V = V0 · A/(A + P0) (1)

wobei
A = aktueller Druckmeßwert
P = aktueller absoluter Druck
P0 = absoluter Druck zu Testbeginn
V = aktuell gefülltes Meßleitungsvolumen
V0 = Meßleitungsvolumen insgesamt.

Die obige Bestimmungsgleichung ist folgendermaßen her geleitet:

P = PO · V0/(V0 - V) (2)

A = P - P0 = P0 · V/(V0 - V) (3)

A = P0 · V/(V0 - V) (4).

Außerdem wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zeit gemessen, so daß zu der jeweiligen Fördermenge der zu prüfenden Pumpe die Förderrate ermittelt wird.

Bei der Druckmessung wird auch der Abschaltdruck der Pumpe als Maximalwert erfaßt.

In einem anschließenden zweiten erfindungsgemäßen Prüf schritt wird die Messung mit der Abwandlung wiederholt, daß Meßsystem zwischen Pumpe und Druckmeßeinrichtung blasenfrei mit Wasser gefüllt wird. Danach wird wiederum die zu prüfende Pumpe eingeschaltet, die eine Flüssigkeit (Wasser) mit konstanter Förderrate in die Meßleitung fördert, wobei wiederum der Druckanstieg in dem ge schlossenen Meßsystem sowie die Zeit gemessen wird. Hieraus wird nun die Kompressibilität des Pumpsystems als Druckfunktion ermittelt.

Aus den so ermittelten Meßkurven der beiden Prüfschritte ergibt sich die wirkliche Pumpleistung des Systems bei konstanten Drücken sowie die dazuhörigen Bolusmengen bei einem eventuellen Druckabfall. Im Ergebnis wird exakt bestimmt, welches Fördervolumen die zu prüfende Pumpe bei allen möglichen variablen Druckverhältnissen tatsächlich liefert.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich schnell und einfach die relevanten Parameter von Infusionspumpen und Spritzenpumpen ermitteln, so daß diese Werte ohne großen Zeitaufwand regelmäßig überwacht werden können.

Ein Prüfgerät zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt die einzige Figur eine rein schematische Darstellung des Prüfgeräts.

Das Prüfgerät enthält in einem Taschenrechner-ähnlichen Gehäuse 1 einen Druckmeßwandler 2, der mit einer Rechner- und Auswerteeinrichtung 3 verbunden ist. Die Rechner- und Auswerteeinrichtung weist einen Einchip-Mikrorechner auf, der über ein spezielles integrierendes Analog-Digi tai-Interface mit dem Druckmeßwandler gekoppelt ist.

Die Rechner- und Auswerteeinrichtung ist mit zwei Bedienungstasten 4, 5 und mit einer Graphik-Anzeige 6 verbunden.

Der Druckmeßwandler 2 ist über ein T-Verbindungsstück 7 mit einem Luer-Lock-Schlauchanschluß 8 und einem AUF-ZU-Ventil 9 verbunden, wobei das Ventil 9 entweder mittels eines Betätigungsorgans 10 von Hand geöffnet bzw. geschlossen werden kann oder aber elektrisch betätigbar ist.

Mit dem Luerlock-Anschluß 8 ist die Meßleitung 11 verbindbar, der anderenends an eine zu prüfende Pumpe 12 anschließbar ist.

Das Volumen des Meßsystems zwischen der Pumpe 12 und dem Druckmeßwandler 2, d. h. das Volumen der Meßleitung 11 einschließlich des Pumpenanschlusses, des Luer-Lock- Anschlusses 8 und des T-Verbindungsstücks 7 ist bekannt und infolge der verwendeten starren Materialien im wesentlichen konstant.

Vor einem Prüfvorgang werden mit den Bedienungstasten 4, 5 die der zu prüfenden Pumpe entsprechenden Parameter ausgewählt. Die Graphikanzeige 6 zeigt die ermittelten Meßkurven bzw. Druckkurven an.

Vor dem zweiten Meßschritt, bei dem das Meßsystem zwischen der Pumpe 12 und dem Druckmeßwandler 2 mit Wasser gefüllt wird, wird zunächst das Ventil 9 geöffnet, damit sämtliche in dem Meßsystem befindliche Luft austreten kann, worauf hin bei blasenfreier Füllung selbstverständlich das Ventil 9 geschlossen wird, bevor die Pumpe zum zweiten Meßvor gang in Betrieb gesetzt wird.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Fördermenge von Pumpen insbesondere für Spritzen- und Infusionspumpen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) eine luftgefüllte Meßleitung wird an eine zu prüfende Pumpe angeschlossen und mit einer Druckmeßeinrichtung verbunden, wobei das Volumen des Meßsystems zwischen Pumpe und Druckmeßeinrichtung bekannt und im wesentlichen konstant ist;
b) die Pumpe wird eingeschaltet und fördert eine Flüssigkeit in die Meßleitung;
c) die Druckmeßeinrichtung mißt den Luftdruck in der ge schlossenen Meßleitung, wobei ferner die Zeit gemessen wird;
d) aus den gemessenen Druckwerten wird die Fördermenge der Pumpe nach der folgenden Formel errechnet: V = V0 × A/(A + P0)wobei
A = aktueller Druckmeßwert
P0 = absoluter Druck zu Testbeginn
V = aktuell gefülltes Meßleitungsvolumen,
V0 = Meßleitungsvolumen insgesamt
e) zu der jeweiligen Fördermenge wird die zugehörige Förderrate ermittelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltdruck der Pumpe erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen weiteren Prüfvorgang mit folgenden Schritten:

a) eine mit Flüssigkeit gefüllte Meßleitung wird an eine zu prüfende Pumpe angeschlossen und mit einer Druckmeßein richtung verbunden, wobei das gesamte Meßsystem zwischen Pumpe und Druckmeßeinrichtung blasenfrei gefüllt wird und sein Volumen vorbekannt ist;
b) die Pumpe wird eingeschaltet und fördert eine Flüssigkeit mit konstanter Förderrate in die Meßleitung,
c) der Druck in der geschlossenen Meßleitung wird gemessen, wobei fortlaufend die Zeit gemessen wird, und
e) die Kompressibilität des Pumpsystems bzw. die Bolusmenge wird als Druckfunktion ermittelt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus den beiden Meßkurven die tatsächliche Förderrate und/oder Fördermenge des Pumpsystems und die zugehörige Bolusmenge bei einem eventuellen Druckabfall bestimmt werden.