DE4312432A1 - Verfahren zur Messung von Flüssigkeitspegeln, Flüssigkeitsständen und Durchflußraten bei niederkonzentrierten Elektrolyten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Flüs­ sigkeitspegeln, Flüssigkeitsständen und Durchflußraten bei niederkonzentrierten Elektrolyten, insbesondere Urin, die in einem mindestens ein Elektrodenpaar aufweisenden und als Meßzelle dienenden Behälter enthalten sind und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind kapazitive Füllstandssensoren bekannt (vgl. Fig. 1), bei denen das Meßgut 3 in einen Behälter 4 gefüllt wird. Im Innern des Behälters 4 befindet sich eine gegenüber dem Meßgut 3 isolierte Elektrode 1, die vorzugsweise parallel zur als Referezelektrode dienenden Behälterwandung ange­ ordnet ist. Bei dieser Meßzelle stellt die Veränderung der Kapazität durch die Dielektrizitätskonstante des Meßgutes 3 ein Maß für den Füllstand dar. Nachteiligerweise sind die Kapazitätsänderungen verhältnismäßig klein, so daß für ihre Messung eine aufwendige Elektronik erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, durch die es ermöglicht wird, das Erreichen eines Füllstandes eines niederkonzentrierten Elektrolyten in einem Behälter mit geringem elektronischen Aufwand zu detektieren und gegebenenfalls mit geringfügig vergrößertem elektronischen Aufwand die Füllhöhe als frequenzanaloge Meßgröße darzustellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung aus Behälter, Elektrolyt und zwei unisolierten in einem beliebigen Abstand voneinander getrennt angeord­ neten Elektroden als einem Akkumulator vergleichbare gal­ vanische Zelle verwendet wird, und daß die galvanische Zelle als akkumulierendes Element in einem Relaxationsos­ zillator, derart verwendet wird, daß die von der durch die elektrolytische Flüssigkeit bedeckten Elektrodenflä­ che abhängige Frequenz des Relaxationsoszillators bzw. die durch Änderung der Bedeckungsfläche der Elektroden hervorgerufenen Frequenzänderungen zur meßtechnischen Er­ mittlung der Flüssigkeitspegel, Flüssigkeitsstände und Durchflußraten herangezogen werden.

Durch die erfindungsgemäße meßtechnische Ausnutzung des funktionalen Zusammenhangs zwischen der Bedeckungsfläche der Elektroden bzw. der Füllstandshöhe als Eingangsgröße und der Frequenz bzw. von Frequenzänderungen als Ausgangs­ größe wird vorteilhafterweise eine verhältnismäßig große Empfindlichkeit erzielt, derart, daß bereits geringe Be­ deckungsänderungen zu erheblichen (technisch leicht zu detektierenden) Frequenzänderungen führen.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht dahin, daß die galvanische Zelle unterhalb der Polarisa­ tionsspannung des verwendeten Elektrodenmaterials in einem vom Abstand und von der Geometrie der Elektroden unabhän­ gigen Gleichstromwiderstandsbereich benutzt wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die galvanische Zelle aus einer oberhalb der Polarisations­ spannung des verwendeten Elektrodenmaterials liegenden Spannung über einen strombegrenzten Widerstand oder mit­ tels einer Konstantstromquelle aufgeladen wird. Hierbei ist die beim Aufladen der galvanischen Zelle auftretende Spannungsänderungsgeschwindigkeit von der durch die elek­ trolytische Flüssigkeit bedeckten Fläche der Elektroden abhängig.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß die galvanische Zelle bis zu einer unterhalb der Polari­ sationsspannung des verwendeten Elektrodenmaterials lie­ genden oberen Spannungsschwelle aufgeladen wird, daß die galvanische Zelle beim Erreichen dieser oberen Spannungs­ quelle entweder durch Kurzschluß entladen oder gegen die entgegengesetzte Polarität umgeladen wird, und daß der Entladungs- oder Umladungsvorgang durch eine vorgegebene Schwelle derart kontrolliert wird, daß sich eine Oszil­ lation einstellt, deren Frequenz von der durch die elek­ trolytische Flüssigkeit bedeckten Fläche der Elektroden abhängig ist.

Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens sind in den Unteransprüchen 6, 8, 10, 11 und 13 beansprucht.

Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen 7, 9, 12, 14, 15, 16, 17 und 18 be­ schrieben.

Anspruch 19 beansprucht die Verwendung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung als Füllstandssensor in einem Diumeter zur Erfassung und Kontrolle der Bilanz einer einem Inten­ sivpatienten zugeführten und von diesem ausgeschiedenen Flüssigkeitsmenge.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Er­ findung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau einer nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren arbeitenden Meßzelle als Füllstandsensor,

Fig. 3 eine als Schwellwertsensor verwendbare Vorrich­ tung,

Fig. 4 eine Vorrichtung als analog arbeitender Füll­ standssensor,

Fig. 5 die Verwendung eines Füllstandssensors in einem Diumeter zur Erfassung und Kontrolle der Bilanz von einem Intensivpatienten zugeführter und von diesem ausgeschiedener Flüssigkeit.

Fig. 6 den Einsatz eines Füllstandssensors mit analoger Auswertung in einem Diumeter, und

Fig. 7 ein Prinzipschaltbild des Relaxationsoszillators.

In Fig. 2 enthält ein mit 4 bezeichneter Behälter eine niederkonzentrierte elektrolytische Flüssigkeit 3, deren Temperatur unter 60°C liegt. Für die Ermittlung der Füll­ standshöhe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren reicht die Elektrolytkonzentration von Leitungswasser oder Kör­ perflüssigkeiten aus. In der Flüssigkeit 3 sind zwei un­ isolierte, getrennt voneinander, vorzugsweise parallel zur Wandung des Behälters 4 angeordnete Elektroden 1 und 2 eingetaucht. Diese Elektroden sind an jeweils einen Eingang einer einen Relaxationsoszillator enthaltenden Auswerteelektronik 12 zur meßtechnischen Ermittlung des Füllstandes durch Frequenzänderungen aufgrund von unter­ schiedlichen Bedeckungsflächen der Elektroden 1, 2 durch die elektrolytische Flüssigkeit 3 angeschlossen. Die An­ ordnung aus Behälter 4, elektrolytischer Flüssigkeit 3 und Elektroden 1 und 2 wird als eine, einem Akkumulator vergleichbare galvanische Zelle betrieben. Sie dient als akkumulierendes Element in einem Relaxationsoszillator, dessen Frequenz von der durch die elektrolytischen Flüs­ sigkeit 3 bedeckten Elektrodenfläche abhängig ist. Bedeckungs­ fläche bzw. Füllstandshöhe als Eingangsgröße und Fre­ quenz als Ausgangsgröße stehen in einem funktionalen Zu­ sammenhang der meßtechnisch ausgenutzt wird. Ein Prinzip­ schaltbild eines Relaxationsoszillators ist aus Fig. 7 ersichtlich, deren oberer Teil eine eine Sensorzelle 23, einen Operationsverstärker 24 und Widerstände 25 bis 27 aufweisende Schaltungsanordnung zeigt, während im unteren Teil eine graphische Darstellung der Zellenspannung in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt ist.

Das verwendete Elektrodenmaterial muß eine hinreichend hohe Polarisationsspannung (größer als die Schaltschwel­ le des im Oszillator benutzten Schmitt-Triggers) aufwei­ sen. Einsetzbar sind beispielsweise Edelstähle wie z. B. V2A, Neusilber, Messing, etc.; jedoch nicht Baustahl, Blei, Aluminium, Kupfer, Zinn, etc . . Der Gleichstromwi­ derstand der Zelle unterhalb der Polarisationsspannung ist hoch und nahezu unabhängig von Elektrodenabstand und Geometrie. Genau in diesem Bereich muß die Zelle als Sen­ sor benutzt werden. Die Zelle wird aus einer konstanten Spannung, größer als die Polarisationsspannung (typisch 5 V), über einen strombegrenzenden Widerstand oder mittels einer Konstantstromquelle aufgeladen. Die hierbei auftre­ tende Spannungsänderungsgeschwindigkeit ist u. a. abhängig von der Bedeckungsfläche der Elektroden. Wird eine obere Spannungsschwelle erreicht, die unterhalb der Polarisa­ tionsspannung der Elektroden liegen muß, wird die Zelle entweder durch Kurzschluß entladen oder gegen die entge­ gengesetzte Polarität umgeladen, wobei dieser Vorgang durch eine adäquate Schwelle kontrolliert wird. Hierdurch stellt sich eine Oszillation ein, deren Frequenz u. a. von der Bedeckungsfläche der Elektroden abhängig ist (vgl. Fig. 7).

Der aus Fig. 3 ersichtliche Schwellwertsensor weist im Gegensatz zu dem Füllstandssensor gemäß Fig. 1 zwei nicht­ isolierte Elektroden 1 und 2 auf, die im oberen Behälter­ bereich parallel zur Bodenfläche des Behälters 4 angeord­ net und an jeweils einen Eingang eines Relaxationsoszil­ lators 7 angeschlossen sind. Solange die in dem Behälter 4 sich befindende über einen Zulauf 5 zugeführte elektroly­ tische Flüssigkeit 3 die obere Elektrode 1 noch nicht er­ reicht hat, arbeitet der Relaxationsoszillator 7 mit der Kapazität C_o und schwingt somit auf einer hohen Frequenz. Wird eine Bedeckung der oberen Elektrode 1 durch die elek­ trolytische Flüssigkeit erreicht, so wird die nun entstan­ dene galvanische Zelle für den Oszillator eine sehr große Kapazität annehmen und die Oszillatorfrequenz wird deut­ lich geringer werden. Dieser Frequenzsprung stellt ein Maß für das Erreichen des Füllstandes dar. Weil hier nur ein Merkmal, nämlich Schwelle erreicht, zu detektieren ist, und der Frequenzabstand zwischen den beiden Zuständen sehr groß ist, gestaltet sich die Auswerteelektronik als aus­ gesprochen simpel und robust. Frequenzänderung durch Kon­ zentrationsunterschiede, Temperaturunterschiede, etc. spielen hier keine Rolle.

Der Behälter 4 weist - ebenso wie der Behälter des in Fig. 4 dargestellten analog arbeitenden Füllstandssen­ sor - in seinem Bodenbereich einen Ablauf 6 zum Ablassen der elektrolytischen Flüssigkeit 3 auf. Dieser Ablauf wird beim Erreichen des vorgegebenen Füllstandes und sei­ ner meßtechnischen Erfassung mittels der oben beschriebe­ nen Meßzelle und nach Schließung des Zulaufes 5 zur voll­ ständigen Entleerung des Behälters 4 geöffnet. Die Anzahl der Entleerungsvorgänge wird zur Ermittlung von Durchfluß­ raten herangezogen.

Der in Fig. 4 dargestellte analog arbeitende Füllstands­ sensor ist mit zwei voneinander unabhängigen Elektroden­ paaren 21 bzw. 22 ausgerüstet, die jeweils aus zwei ge­ trennt voneinander angeordneten unisolierten Elektroden 1 und 2 bestehen und an jeweils einen Eingang einer einen Relaxationsoszillator enthaltenden Auswerteelektronik 12 angeschlossen sind. Das erste Elektrodenpaar 21 ist im unteren Bereich des Behälters 4 parallel zu seiner Boden­ fläche angeordnet und ist als Referenz-Elektrodenpaar ständig von der elektrolytischen Flüssigkeit 3 benetzt. Das zweite Elektrodenpaar 22 dient als Meßsensor und ist parallel zur Wandung des Behälters 4 angeordnet. Durch die zusätzlichen Referenzelektroden, die ständig von der elektrolytischen Flüssigkeit 3 bedeckt sein müssen, wird erreicht, daß die bestehende Abhängigkeit der ermittelten Frequenzwerte von der Konzentration und Temperatur der Flüssigkeit durch Vergleichsmessungen herausgerechnet werden. Mittels der Auswerteelektronik 12 werden somit Frequenzänderungen, die durch unterschiedliche Bedeckungs­ flächen der Elektroden des zweiten Elektrodenpaares 22 hervorgerufen werden, unabhängig von der Konzentration, der Temperatur und anderer Parameter der elektrolytischen Flüssigkeit 3 meßtechnisch ermittelt.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 4 kann auch in abgewandelter Form als analog arbeitender Schwellwertsensor verwendet werden. Hierzu werden die parallel zur Behälterwandung angeordneten Elektroden des Meßsensors 22 aus Fig. 4 durch ein Elektrodenpaar ersetzt, dessen Elektroden im oberen Bereich des Behälters 4 parallel zu seiner Boden­ fläche angeordnet sind (wie dieses beispielsweise aus Fig. 3 ersichtlich ist). Die Auswerteelektronik 12 ermit­ telt dann den Füllstand in dem Behälter 4 allein aufgrund eines Frequenzsprunges bei der Bedeckung beider Elektro­ den des zweiten oberen Elektrodenpaares, und zwar infolge des ersten unteren Referenz-Elektrodenpaares unabhängig von der Konzentration, der Temperatur und anderen Parame­ tern der elektrolytischen Flüssigkeit 3.

Bei Intensivpatienten besteht die Notwendigkeit, die Bi­ lanz der zugeführten zur ausgeschiedenen Flüssigkeitsmen­ ge zu erfassen und zu kontrollieren. Hierfür wird bisher typischerweise die Menge des ausgeschiedenen Urins durch visuelles Ablesen an einer Auffangvorrichtung im Stunden­ turnus erfaßt und in der Patientenkartei verzeichnet. In der Hektik des Stationsalltags kann es leicht dazu kommen, daß das Ablesen vergessen oder nicht zum vorgesehenen Zeit­ punkt vorgenommen wird. Das automatische Erfassen der Bi­ lanz ist wünschenswert und wird durch die in Fig. 5 dar­ gestellte Vorrichtung unter Einsatz eines oben beschrie­ benen Schwellwertsensors ermöglicht.

In Fig. 5 weist ein aus drei Kammern bestehendes System eine Staukammer 16 zur Aufnahme des über ein Katheder 17 zugeführten Urins eines Patienten, eine Meßkammer 13 als Schwellwertsensor und ein Sammelgefäß 8 auf. Die Staukam­ mer 16 ist über eine ein Ventil 14 enthaltende Zuleitung mit der Meßkammer 4 verbunden, während die Meßkammer 4 über eine ein Ventil 15 enthaltende Zuleitung mit dem Sam­ melgefäß 8 verbunden ist. Es können beispielsweise elek­ tromechanisch betätigte Ventile verwendet werden, deren Eingänge an den Signalausgängen einer elektronischen Steu­ er- und Meßeinheit 9 angeschlossen sind.

Die Meßkammer 13 weist in ihrem unteren und oberen Kam­ merbereich jeweils ein parallel zu ihrer Bodenfläche an­ geordnetes unteres bzw. oberes Elektrodenpaar 18 bzw. 19 auf, die als Meßsensoren dienen. Die voneinander getrennt angeordneten unisolierten Elektroden beider Meßsensoren sind an Signaleingänge der elektronischen Steuer- und Meßeinheit 9 angeschlossen, die beispielsweise von einer Mikrorechnereinheit gesteuert wird. Der Steuer- und Meß­ einheit 9 ist eine Speicher- und/oder Anzeigeeinheit 10 nachgeordnet. Zudem können die Meßergebnisse durch einen mit der Steuer- und Meßeinheit 9 und/oder der Speicher- und/oder Anzeigeeinheit 10 zusammenwirkenden Zentralrech­ ner 11 abgerufen werden.

Zur Erfassung und Kontrolle der oben erwähnten Flüssig­ keitsbilanz eines Intensivpatienten führt der Katheder 17 den Urin des Patienten der Staukammer 16 zu. Das Ventil 14 ist jetzt geöffnet, wogegen das Ventil 15 geschlossen ist. Der Urin sammelt sich in der Meßkammer 13. Der Füll­ stand der Meßkammer 13 wird durch die beiden Sensoren 18, 19 überwacht. Spricht der Sensor 19 an, wird das Ventil 14 geschlossen. In der Meßkammer 13 befindet sich zwischen Sensor 19 und Sensor 18 ein definiertes und genau bekann­ tes Urinvolumen. Dieses Volumen wird durch Öffnen von Ven­ til 15 in den Sammelbehälter 8 entlassen. Wird die untere Schwelle, durch den Sensor 18 überwacht, unterschritten, so wird das Ventil 15 wieder geschlossen und das Ventil 14 geöffnet und der Bilanzsumme das bekannte Volumenele­ ment der Kammer 13 hinzuaddiert. Der während des Umfüll­ vorganges in der Staukammer 16 aufgestaute Urin kann nun in die Meßkammer 13 nachfließen.

Diese Vorgänge werden durch die Steuer- und Meßeinheit 9 mittels Schaltwerk oder vornehmlich durch eine Mikrorech­ nereinheit gesteuert. Durch Aufsummieren der Volumenin­ kremente wird das Gesamtvolumen und unter Berücksichti­ gung der Zeit der Volumenfluß berechnet. Die Ergebnisse werden gespeichert und können über die Anzeigeeinheit 10 oder durch einen Zentralrechner 11 abgerufen werden.

Der in Fig. 6 dargestellte Füllstandssensor mit analoger Auswertung unterscheidet sich von demjenigen aus Fig. 5 insbesondere durch die Verwendung eines weiteren Elektro­ denpaares 20. Die unisolierten Elektroden dieses Elektro­ denpaares sind in der Meßkammer 13 parallel zu ihrer Wan­ dung und senkrecht zu den im oberen bzw. unteren Behälter­ bereich parallel zu der Bodenfläche der Meßkammer 13 be­ findlichen Elektrodenpaaren 18 bzw. 19 angeordnet, wobei die zuletzt genannten Elektrodenpaare mit einer vorgege­ benen Länge in den Innenraum der Meßkammer 13 hineinragen.

Das Elektrodenpaar 20 dient als Meßelektrode für die ana­ loge Messung, wobei die Bedeckungshöhe bei geeigneter Kam­ mergeometrie proportional zum augenblicklichen Volumen in der Meßkammer 13 ist und frequenzanalog ausgewertet wird. Hingegen arbeitet das Elektrodenpaar 19 als Referenz, um Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeiten zu kompensie­ ren. Das Elektrodenpaar 18 wird als Grenzwertsensor ver­ wendet und dient zur Erhöhung der absoluten Genauigkeit.

Bei einem Ansprechen des Grenzwertsensors 18 ist der au­ genblickliche Füllstand durch die bekannte Kammergeome­ trie der Meßkammer 13 sehr genau bestimmt. Ventil 14 wird geschlossen und Ventil 15 wird geöffnet. Hierbei entleert sich die Kammer 13 bis der Sensor 19 anspricht und hier­ durch die Schließung von Ventil 15 und die Öffnung von Ventil 14 veranlaßt wird. Das bekannte Volumen zwischen Sensor 19 und Sensor 18 wird in der Steuer- und Meßein­ heit 9 aufsummiert. Insoweit handelt es sich um eine in­ krementale Volumenbestimmung, wie sie schon anhand von Fig. 5 gezeigt wurde. Im Gegensatz zu dieser Anordnung kann das momentane Gesamturinvolumen in der Anordnung nach Fig. 6 mit größerer Auflösung dadurch bestimmt wer­ den, daß zu dem inkremental bestimmten Volumen zu jeder Zeit das über Sensor 20 analog bestimmte Volumen hinzu­ addiert wird. Hierbei dient jetzt das Elektrodenpaar 19 als Referenz. Durch die Beibehaltung eines sehr genau ar­ beitenden Grenzwertsensors 18 wird ein Fortschleppen des Meßfehlers der Analogmessung vermieden.

Claims (19)

1. Verfahren zur Messung von Flüssigkeitspegeln, Flüs­ sigkeitsständen und Durchflußraten bei niederkonzentrier­ ten Elektrolyten, insbesondere Urin, die in einem min­ destens ein Elektrodenpaar aufweisenden und als Meßzelle dienenden Behälter enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus Behälter, Elektrolyt und zwei un­ isolierten in einem beliebigen Abstand voneinander ge­ trennt angeordneten Elektroden als einem Akkumulator ver­ gleichbare galvanische Zelle verwendet wird, und daß die galvanische Zelle als akkumulierendes Element in einem Relaxationsoszillator, derart verwendet wird, daß die von durch die elektrolytische Flüssigkeit bedeckten Elektro­ denfläche abhängige Frequenz des Relaxationsoszillators bzw. die durch Änderung der Bedeckungsfläche der Elektro­ den hervorgerufenen Frequenzänderungen zur meßtechnischen Ermittlung der Flüssigkeitspegel, Flüssigkeitsstände und Durchflußraten herangezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Zelle unterhalb der Polarisationsspan­ nung des verwendeten Elektrodenmaterials in einem vom Ab­ stand und von der Geometrie der Elektroden unabhängigen Gleichstromwiderstandsbereich benutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die galvanische Zelle aus einer oberhalb der Po­ larisationsspannung des verwendeten Elektrodenmaterials liegenden Spannung über einen strombegrenzten Widerstand oder mittels einer Konstantstromquelle aufgeladen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufladen der galvanischen Zelle die auftretende Spannungsänderungsgeschwindigkeit von der durch die elek­ trolytische Flüssigkeit bedeckten Fläche der Elektroden abhängig ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die galvanische Zelle bis zu einer unterhalb der Polarisationsspannung des verwendeten Elektrodenmaterials liegenden oberen Spannungsquelle aufgeladen wird, daß die galvanische Zelle beim Erreichen dieser oberen Spannungs­ quelle entweder durch Kurzschluß entladen oder gegen die entgegengesetzte Polarität umgeladen wird, und daß der Entladungs- oder Umladungsvorgang durch eine vorgegebene Schwelle derart kontrolliert wird, daß sich eine Oszil­ lation einstellt, deren Frequenz von der durch die elek­ trolytische Flüssigkeit bedeckten Fläche der Elektroden abhängig ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer elektrolytischen Flüssigkeit (3) auffüllbarer Behälter (4) zwei unisolierte, getrennt voneinander ange­ ordnete Elektroden (1, 2) aufweist, und daß die Elektro­ den (1, 2) an jeweils einen Eingang einer einen Relaxa­ tionsoszillator enthaltenden Auswerteelektronik (12) zur meßtechnischen Ermittlung des Füllstandes durch Frequenz­ änderungen, die aufgrund von unterschiedlichen Bedeckungs­ flächen der Elektroden durch die elektrolytische Flüssig­ keit hervorgerufen werden, angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch pa­ rallel zu der Wandung des Behälters (4) angeordnete Elek­ troden (1, 2).

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verwendung als Schwellwert­ sensor, dadurch gekennzeichnet, daß ein über einen Zu­ lauf (5) mit einer elektrolytischen Flüssigkeit (3) auf­ füllbarer Behälter (4) zwei parallel zur Bodenfläche des Behälters (4) angeordnete nichtisolierte Elektroden (1, 2) aufweist, daß die Elektroden (1, 2) an jeweils einen Eingang eines Relaxationsoszillators (7) angeschlossen sind, daß der Relaxationsoszillator (7) bis zum Erreichen der oberen Elektrode (1) durch die elektrolytische Flüs­ sigkeit (3) mit einer vorgegebenen Kapazität (C_o) arbei­ tet und mit einer vorgegebenen hohen Frequenz schwingt, und daß nach dem Bedecken der oberen Elektrode (1) durch die elektrolytische Flüssigkeit (3) und Elektroden (1, 2) bestehende galvanische Zelle für den Relaxationsoszilla­ tor (7) eine große Kapazität annimmt, durch die sich die vorgegebene hohe Oszillatorfrequenz deutlich verringert, und daß der entstandene Frequenzsprung ein Maß für das Erreichen eines vorgegebenen Füllstandes der elektrolyti­ schen Flüssigkeit (3) in dem Behälter (4) darstellt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch im oberen Wandungsbereich des Behälters (4) angeordnete Elek­ troden (1, 2).

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 5 und nach Anspruch 6 oder 7 zur Anwendung als analog arbeitender Füllstandssensor, da­ durch gekennzeichnet, daß ein über einen Zulauf (5) mit einer elektrolytischen Flüssigkeit (3) auffüllbarer Be­ hälter (4) zwei voneinander unabhängige Elektrodenpaare (21, 22) aufweist, die jeweils aus zwei getrennt vonein­ ander angeordneten unisolierten Elektroden (1, 2) bestehen und an jeweils einen Eingang einer einen Relaxationsos­ zillator enthaltenden Auswerteelektronik (12) angeschlos­ sen sind, daß das erste Elektrodenpaar (21) im unteren Bereich des Behälters parallel zu seiner Bodenfläche an­ geordnet ist und als Referenz-Elektrodenpaar ständig von der elektrolytischen Flüssigkeit (3) benetzt ist, daß das zweite als Meßsensor dienende Elektrodenpaar (22) paral­ lel zur Wandung des Behälters (4) angeordnet ist, und daß die Auswerteelektronik (12) unabhängig von der Konzentra­ tion, der Temperatur und anderen Parametern der elektro­ lytischen Flüssigkeit (3) den Füllstand in dem Behälter (4) allein aufgrund von Frequenzänderungen, die durch un­ terschiedliche Bedeckungsflächen der Elektroden (1, 2) des zweiten Elektrodenpaares (22) hervorgerufen werden, meßtechnisch ermittelt.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 5 und nach Anspruch 8 oder 9 zur Anwendung als analog arbeitender Schwellwertsensor, da­ durch gekennzeichnet, daß ein über einen Zulauf (5) mit einer elektrolytischen Flüssigkeit (3) auffüllbarer Behäl­ ter (4) zwei voneinander unabhängige Elektrodenpaare auf­ weist, die jeweils aus zwei getrennt voneinander angeord­ neten unisolierten Elektroden (1, 2) bestehen und an je­ weils einen Eingang einer einem Relaxationsoszillator ent­ haltenden Auswerteelektronik (12) angeschlossen sind, daß das erste Elektrodenpaar im unteren Behälterbereich und das zweite Elektrodenpaar im oberen Behälterbereich paral­ lel zur Bodenfläche des Behälters (4) angeordnet sind, daß das erste untere Elektrodenpaar ständig von der elek­ trolytischen Flüssigkeit (3) benetzt ist, daß das zweite obere Elektrodenpaar als Meßsensor dient, und daß die Aus­ werteelektronik (12) unabhängig von der Konzentration, der Temperatur und anderen Parametern der elektrolyti­ schen Flüssigkeit (3) den Füllstand in dem Behälter (4) allein aufgrund eines Frequenzsprunges bei der Bedeckung des zweiten oberen Elektrodenpaares durch die elektroly­ tische Flüssigkeit (3) meßtechnisch ermittelt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) in seinem Bodenbereich einen Ablauf (6) zum Ablassen der elektrolytischen Flüssigkeit (3) aus dem Behälter (4) auf­ weist, daß der Ablauf (6) bei Erreichen eines vorgegebe­ nen Füllstandes der elektrolytischen Flüssigkeit (3) und nach Schließung des Zulaufes (5) zur vollständigen Entlee­ rung der elektrolytischen Flüssigkeit (3) aus dem Behälter (4) geöffnet wird, und daß die Anzahl der Entleerungsvor­ gänge zur Ermittlung von Durchflußraten herangezogen wird.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 5 und nach Anspruch 11 zur Anwen­ dung als Füllstandssensor in einem Diumeter, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein aus drei Kammern bestehendes System eine Staukammer (16) zur Aufnahme des über ein Katheder (17) zugeführten Urins eines Patienten, eine Meßkammer (13) als Schwellwertsensor, und ein Sammelgefäß (8) auf­ weist, daß die Staukammer (16) über eine ein Ventil (14) enthaltende Zuleitung mit der Meßkammer (4) und die Meß­ kammer (13) über eine ein Ventil (15) enthaltende Zulei­ tung mit dem Sammelgefäß (8) verbunden sind, daß die Meß­ kammer (13) in ihrem unteren und oberen Kammerbereich je­ weils ein parallel zur Bodenfläche der Meßkammer (13) an­ geordnetes unteres bzw. oberes Elektrodenpaar (18 bzw. 19) als Sensor aufweist, und daß die voneinander getrennt angeordneten unisolierten Elektroden der Elektrodenpaare (18, 19) an die Signaleingänge einer elektronischen Steu­ er- und Meßeinheit (9) angeschlossen sind, deren Signal­ ausgänge mit Eingängen von mit den Ventilen (14, 15) zu­ sammenwirkenden Stellgliedern verbunden sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des unteren bzw. oberen Elektrodenpaa­ res (18, 19) mit einer vorgegebenen Länge in den Innenraum der Meßkammer (13) hineinragen, daß die Meßkammer (13) ein weiteres als Meßelektrode für analoge Messungen dienendes Elektrodenpaar (20) aufweist, dessen unisolierte Elektroden nahezu parallel zur Wandung der Meßkammer (13) und nahezu senkrecht zu den beiden anderen Elektrodenpaaren (18, 19) angeordnet und an einen weiteren Signaleingang der elektro­ nischen Steuer- und Meßeinheit (9) angeschlossen sind, und daß das untere Elektrodenpaar (19) auch als Referenz zu dem hierzu senkrechten Elektrodenpaar (20) dient, während das obere Elektrodenpaar (18) als Grenzwertsensor verwendet wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch eine von einer Mikrorechnereinheit gesteuerte Steuer- und Meßeinheit (9).

16. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch elektromechanisch betätigte Ventile (14, 15).

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- und Meßeinheit (9) eine Speicher- und/oder Anzeigeeinheit (10) nachgeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13, 14, 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse durch einen mit der Steuer- und Meßeinheit (9) oder der Speicher- und/oder Anzeigeeinheit (10) zusammenwirkenden Zentralrechner (11) abrufbar sind.

19. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18 zur Erfassung und Kontrolle der Bilanz einer einem Intensivpatienten zugeführten und von diesem aus­ geschiedenen Flüssigkeitsmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Meßeinheit (9) derart gesteuert wird, daß nach einer Zufuhr des Urins des Patienten über den Ka­ theder (17) in die Staukammer (16) das zwischen dem Sam­ melgefäß (8) und der Meßkammer (13) befindliche Ventil (14) geöffnet wird, daß der Füllstand des in der Meßkam­ mer (13) gesammelten Urins von den als Sensoren wirkenden Elektrodenpaaren (18, 19) derart überwacht werden, daß beim Bedecken des oberen Elektrodenpaares (19) durch den Urin das sich zwischen Staukammer (16) und Meßkammer (13) befindliche Ventil (14) schließt und sich zwischen dem unteren und oberen Elektrodenpaar (18 bzw. 19) ein defi­ niertes Urinvolumen befindet, daß zur Abfuhr des definier­ ten Urinvolumens aus der Meßkammer (13) in den Sammelbe­ hälter (8) das zwischen diesen Kammern angeordnete Ventil (15) zunächst geöffnet und beim Unterschreiten des unteren Elektrodenpaares (18) durch den Urinpegel wieder geschlos­ sen wird, und daß die vorstehenden Vorgänge zur Ermittlung des Gesamtvolumens, zur Berechnung des zeitabhängigen Vo­ lumenflusses und zur Berechnung der Bilanz von zugeführter und abgeführter Flüssigkeit wiederholt werden.