DE4325789A1 - Verfahren zur Kalibrierung von Strömungsblenden sowie Strömungsmesser mit derartigen Strömungsblenden - Google Patents
Verfahren zur Kalibrierung von Strömungsblenden sowie Strömungsmesser mit derartigen StrömungsblendenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kalibrie
rung von Dickenschwankungen an Strömungsblenden im Rahmen
einer Strömungsmeßvorrichtung zur Differenzdruckmessung
insb. zur Messung des menschlichen Atemstroms im Rahmen der
medizinischen Lungendiagnostik, mit einem Rohr runden Quer
schnitts, bestehend aus zwei Rohrhälften gleichen Innen
durchmessers, zwischen denen eine Strömungsblende lösbar
fixiert ist, wobei die Strömungsblende zur Ausbildung vor
zugsweise unterschiedlich langer Lamellen Schnitte auf
weist, sowie eine Strömungsmeßvorrichtung mit derartigen
Strömungsblenden.
Bei der Herstellung der Strömungsblenden für Strömungsmeß
vorrichtungen zur Differenzdruckmessung ergibt sich unab
hängig vom Einsatzzweck der Strömungsmeßvorrichtungen das
Problem, daß die Folien, aus denen die Blenden gestanzt
werden, unvermeidlich unterschiedliche Dicken haben. Daraus
resultiert aber, daß dann auch unterschiedliche Elastizitä
ten und Federungseigenschaften vorliegen, so daß bei anson
sten gleicher Geometrie der Schnitte zur Bildung der Lamel
len unterschiedliche Werte bei der Differenzdruckmessung
angezeigt werden.
Im Stand der Technik wurde diesem Problem dadurch begegnet,
daß jeweils eine gesonderte elektronische Kalibrierung
durchgeführt wurde, die jedoch außerordentlich aufwendig
ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah
ren zur Kalibrierung der eingangs genannten Art so auszuge
stalten, daß eine einfache, mechanisch-geometrische Kali
brierung möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Biegemomente der einzelnen Lamellen in Abhängigkeit
der Abweichung der Dicke der Strömungsblende von einem
Soll-Wert geändert werden, wobei bevorzugt die Änderung der
Biegemomente durch Änderung der zu verbiegenden Länge der
Lamellen erfolgt, was wiederum in Ausgestaltung der Erfin
dung in besonders einfacher Weise dadurch realisierbar ist,
daß die Änderung der zu verbiegenden Länge der Lamellen
durch Änderung des Innendurchmessers der Rohrhälften wenig
stens im Bereich der die Strömungsblende fixierenden Enden
der Rohrhälften erfolgt, folglich beruht das erfindungsge
mäße Herstellungsverfahren kalibrierter Strömungsmeßvor
richtungen, wie sie im folgenden beschrieben werden, dar
auf, daß der Innendurchmesser der Rohrhälften wenigstens im
Bereich der Strömungsblende in Abhängigkeit einer Abwei
chung der Dicke der Strömungsblende von einem Soll-Wert an
gepaßt wird.
Die Abweichung der Dicke der Strömungsblende von dem Soll-
Wert wird dabei auf Basis einer Differenzdruckmessung bei
Beaufschlagung der Strömungsblende mit einer definierten
Strömung bestimmt.
Ein weiteres wesentliches Erfordernis derartiger Strömungs
blenden für Strömungsmesser, wie sie beispielsweise in der
Patentschrift 20 30 775 beschrieben sind, besteht in einer
möglichst exakten Linearität der Strömungsanzeige, derart,
daß sich jeweils eine Öffnung der Schlitzblende mit zuneh
mender Strömungsstärke ergibt, bei der die Differenzdrücke
streng proportional zur Strömungsstärke sind.
Um die selbstverständlich niemals völlig exakt erreichbare
Linearität möglichst in genauer Annäherung zu erzielen und
dabei insbesondere auch eine Verbesserung gegenüber der
Strömungsblendengeometrie der vorstehend erwähnten Deut
schen Patentschrift zu erzielen, ist bei einer Strömungs
blende aus einer dünnen, im wesentlichen kreisförmigen und
undurchlässigen Folie, vorzugsweise aus PVC, mit zur Lamel
lenbildung innerhalb einer Blendenberandung angebrachten
Schnitten, vorzugsweise zur Durchführung des vorbeschriebe
nen Kalibrierungsverfahrens gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung vorgesehen, daß die Schnitte derart angebracht
sind, daß die Strömungsblende in mehrere, vorzugsweise
vier, im wesentlichen gleichgroße, in Einzellamellen unter
teilte Segmente untergebracht sind, wobei bevorzugt die
einzelnen Segmente durch die Schnitte in einzelne Lamellen
unterschiedlicher Länge unterteilt werden, wobei die
Schnitte derart angeordnet sind, daß die Lamellen aller
Segmente punktsymmetrisch zum Mittelpunkt sind.
Diese punktsymmetrische Ausbildung ergibt, insbesondere
wenn darüber hinaus die Schnitte als vom Innenrand der Be
randung ins Innere verlaufende innerhalb der einzelnen Seg
mente parallele Längs- oder Querschnitte ausgebildet sind,
wobei die Schnitte von Segment zu Segment unter einem Win
kel von 90° zueinander verlaufen, eine Blendenkonfi
guration, die einerseits die bekannte Stufung der Lamellen
länge und damit die unterschiedliche Anregung von längeren
Lamellen zu den kürzeren Lamellen mit zunehmender Strö
mungsstärke mit einer rotationssymmetrischen Symmetrie ver
bindet, die letztendlich zu einer weiter verbesserten Li
nearität zwischen den gemessenen Differenzdrücken und der
zu ermittelnden Strömungsstärke führt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei
als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Lamellen nicht
im Mittelpunkt quasi fugenlos aneinanderstoßen, sondern der
Mittelpunkt der Strömungsblende als im wesentlichen kreis
förmige Ausnehmung realisiert ist, die somit eine minimale
Durchgangsöffnung darstellt, die von den längsten Lamellen
flankiert ist.
Dabei liegt es auch im Rahmen der angestrebten möglichst
weitgehenden Linearisierung, daß die Anordnung so getroffen
ist, daß die einzelnen Lamellen im wesentlichen die gleiche
Breite, etwa zwischen 2 und 4 mm, aufweisen, und daß die
Breite der Schnitte etwa 0,1 bis 0,3 mm beträgt.
Sowohl die Außenkontur der Strömungsblende als auch bevor
zugt die Schnitte im Inneren der Berandung sollen in einem
Stanzverfahren ausgestanzt werden, was in besonders einfa
cher Weise sowohl eine exakte gleiche geometrische Konfigu
ration, als auch ein sehr einfaches Herstellungsverfahren
gewährleistet.
Während bei der Strömungsmeßvorrichtung nach der Deutschen
Patentschrift 20 30 775 ein Blendenrohrsystem verwendet
wird mit einem Rohr runden Querschnitts, bestehend aus zwei
Rohrhälften gleichen Innendurchmessers, zwischen denen eine
Strömungsblende lösbar fixiert ist, wobei in den Rohrberei
chen vor und hinter der Strömungsblende je eine Meß- und
Übertragungseinrichtung für die dort herrschenden Drucke
angeordnet ist, insbesondere Abzweigstichleitungen zu außen
angeordneten Druckmeßeinrichtungen, ist gemäß einem weite
ren Teilbereich der vorliegenden Erfindung bei einer derar
tigen Strömungsmeßvorrichtung vorgesehen, daß eine Rohr
hälfte zur Bildung einer inwärtigen Anschlagschulter im
endseitigen Rohrbereich mit einer zylindrischen Ausnehmung
versehen ist und die andere Rohrhälfte einen derart ver
jüngten Außendurchmesser aufweist, daß beide Rohrlängen in
einandersteckbar sind. Durch diese Ausbildung läßt sich we
sentlich einfacher als durch eine Verschraubung ein rasches
Zusammenstecken des Blenden-Rohrsystems erzielen, was im
Hinblick auf die erfindungsgemäße Strömungsblendenkalibrie
rung von besonderer Bedeutung ist. Der Innendurchmesser der
Rohrhälften ist dabei, wie bereits erwähnt, erfindungsgemäß
entsprechend der Dickenabweichung der Blende von einem
Soll-Wert eingestellt.
Die Dickeabweichung der Strömungsblende wird nämlich
zunächst dadurch festgestellt, daß die Folie mit einer
Strömung definierten Werts beaufschlagt wird und dann der
Druckabfall an der erfindungsgemäßen Folie gemessen wird.
Anhand der so ermittelten Dickeabweichung wird nunmehr be
stimmt, welchen Innendurchmesser die Rohrabschnitte haben
sollen, die die Strömungsblende klemmend zwischen einander
aufnehmen, um auf diese Art und Weise über den Innendurch
messer des Rohrsystems die zu verbiegende Länge der Lamel
len einzustellen. Prinzipiell ließe sich das erfindungsge
mäße Kalibrierverfahren selbstverständlich auch mit der
miteinander zu verschraubende Flansche aufweisenden
Rohrausbildung der Deutschen Patentschrift 20 30 775 erzie
len, doch ist es bei der erfindungsgemäßen reinen Steck-
Klemmung sehr viel rascher durchführbar, was gerade im Hin
blick auf die Anwendung solcher Systeme beim Benutzer von
Vorteil ist. Dem Benutzer (Arzt) werden eine Vielzahl von
kompletten Systemen, also Strömungsblenden und Rohre, die
bereits fabrikseitig einander angepaßt und kalibriert sind,
geliefert. Nach Benutzung für einen Patienten muß ein
derartiges System jedesmal desinfiziert werden, wobei der
Arzt also entweder ein noch sauberes System verwenden kann,
wenn er entsprechend viele Stücke gekauft hat, oder aber er
dieses erst jedesmal neu desinfizieren muß, wobei in dieser
Zeit das Lungenströmungsmeßgerät nicht verfügbar ist. Die
ses Wechseln und das Auswechseln der Strömungsrohre macht
ja die eingangs angesprochene Kalibrierung nicht erforder
lich, die bisher nach dem Stand der Technik in Form einer
elektronischen Kalibrierung durchgeführt werden mußte.
Mit der erfindungsgemäßen gestanzten Folie in einzelne nach
innen gerichtete Lamellen in Verbindung mit der genannten
Variation des Innendurchmessers des Rohres kann nun eine
sehr einfache geometrisch-mechanische Kalibrierung erfol
gen. Die Dickeabweichung der Blende bzw. Folie wird bereits
bei der Herstellung im Werk festgestellt und dann entspre
chend der gemessenen Elastizität ein aus zwei steckbaren
Teilen bestehendes Rohr ausgewählt, welches jeweils durch
die Festlegung der Biegelänge die gewünschte Kalibrierung
sicherstellt. Dabei kann dies bereits werksseitig bei der
Herstellung des Blenden-Rohr-Systems erfolgen.
Man kann also somit den Proportionalitätsfaktor aus der Be
ziehung zwischen Druckdifferenz und Strömung vor einer
nachgeschalteten Auswerteelektronik unverändert bzw. kon
stant beibehalten und muß nicht mehr, wie vorher, eine
elektronische Kalibrierung durch entsprechende Variation
dieses Proportionalitätsfaktors (z. B. Drehen eines Poten
tiometers) vornehmen.
In Ausgestaltung der vorstehend angesprochenen Strömungs
meßvorrichtung aus zwei die Strömungsblende zwischen einan
der klemmend ausnehmenden Rohrabschnitten, bei denen durch
Auswahl der Rohrausschnitte aus einem Satz mit unterschied
lichen Innendurchmessern die Kalibrierung erfolgen kann,
ist vorgesehen, daß der Bereich des verjüngten Außendurch
messers von einer Begrenzungsschulter größeren Außendurch
messers begrenzt ist, wobei die Länge des Bereichs kleiner
oder gleich der Tiefe der Ausnehmung ist. Dabei liegt es
schließlich auch im Rahmen dieses Erfindungsteils, bei Aus
bildung der Druckübertragungseinrichtung als Durchbrechun
gen der Rohrwandung jeweils vor und hinter der Strömungs
blende mehrere jeweils entlang einer geschlossenen Mantel
linie angeordnete Durchbrechungen vorzusehen.
Im Rahmen einer weiteren Erfindungsalternative einer derar
tigen Strömungsmeßvorrichtung kann ein die Rohrhälften um
gebendes Außenrohr vorgesehen sein, in das die Rohrhälften
lösbar einsetzbar sind, wobei der Innendurchmesser des Au
ßenrohres im wesentlichen dem Außendurchmesser der Rohr
hälften entspricht und wobei an dem Außenrohr weitere Meß-
und/oder Übertragungseinrichtungen angeordnet sind, die bei
eingesetzten Rohrhälften mit deren Meß- und/oder
Übertragungseinrichtungen in Wirkungsverbindung sind, wobei
in weiterer Ausgestaltung zur Erleichterung der Justierung
der Meß- und/oder Übertragungseinrichtungen zueinander eine
an der Innenwandung des Außenrohres für eine der Rohrhälf
ten ausgebildete Anschlagschulter vorgesehen sein kann,
derart, daß bei daran anschlagend eingesetzter Rohrhälfte
die Meß- und/oder Übertragungseinrichtungen beider einge
setzter Rohrhälften mit den Meß- und/oder Übertragungsein
richtungen des Außenrohres in Wirkungsverbindung sind. Bei
dieser Ausführungsform erfolgt die Kalibrierung der Strö
mungsblende durch die in das Außenrohr einzusetzenden, zwi
schen sich die Blende halternden Rohrhälften, die dabei
hülsenförmig ausgebildet sind, wobei selbstverständlich,
wie es die erfindungsgemäße Kalibrierung vorsieht, ihr In
nendurchmesser entsprechend der Dickenschwankung der Blende
eingestellt ist. Da die jeweiligen Durchmesser sowohl der
Rohrhälften als auch des Außenrohres einander angepaßt
sind, ist mit besonderem Vorteil für eine ausreichend si
chere Halterung der Blende und der Rohrhälften im Außenrohr
gesorgt. Die Druckübertragungseinrichtungen sind auch hier
sowohl an den Rohrhälften als auch am Außenrohr als Durch
brechungen ausgebildet, die zur Erleichterung der Justie
rung der Durchbrechungen zueinander ebenfalls entlang einer
geschlossenen Mantellinie sowohl an den Rohrhälften als
auch am Außenrohr verlaufen können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine derartige
Strömungsmeßvorrichtung, wie sie insbesondere zur Messung
des menschlichen Atemstroms im Rahmen der medizinischen
Lungendiagnostik verwendet werden kann, gekennzeichnet
durch ein vorzugsweise von Hand zu haltendes Basisteil mit
einer Durchgangsöffnung, in die das vorstehend beschrie
bene, im wesentlichen aus dem zweiteiligen Rohr mit der da
zwischengeklemmten Strömungsblende oder aus den die Strö
mungsblenden haltenden Steckhülsen, die in einem Außenrohr
geführt werden, bestehende Meßteil einsteckbar ist, wobei
das Halteteil mit Meß- oder Übertragungseinrichtungen für
die herrschenden Drucke versehen ist, die bei eingestecktem
Rohr bzw. Außenrohr im wesentlichen deckungsgleich und kor
respondierend mit den am Rohr bzw. am Außenrohr ausgebilde
ten Meß- oder Übertragungseinrichtungen angeordnet sind.
Die Übertragungseinrichtungen können dabei am einfachsten
als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein.
Darüber hinaus kann das Halteteil eine Ausnehmung aufwei
sen, in der eine mit den Meß- oder Übertragungseinrichtun
gen gekoppelte elektronische Einrichtung zum Auswerten der
ermittelten Meßgrößen angeordnet ist, so daß insgesamt ein
handliches Gerät zur Verfügung steht, welches der Patient
in die Hand nehmen kann.
Die elektronische Einrichtung soll dabei wenigstens einen
mit den Durchgangsbohrungen gekoppelten Druckaufnehmer um
fassen, wobei bevorzugt an der Innenumrandung der Durch
gangsöffnung und/oder am Rohr bzw. Außenrohr des Rohr-Blen
densystems Dichtungsmittel angeordnet sind, die bei ausge
stecktem Rohr bzw. Außenrohr derart im Bereich der Durch
gangsbohrung des Halteteils und der Durchbrechungen des
Rohres bzw. des Außenrohrs positioniert sind, daß wenig
stens zwei voneinander abgedichtete getrennte Kammern ge
bildet sind. Die Dichtungsmittel sollen dabei bevorzugt
Gummi- oder Kunststoffringe, beispielsweise aus Silicon,
sein, die am Rohr oder am Außenrohr seitlich und zwischen
den Durchbrechungen angeordnet sind, wobei an der Außenwan
dung des Rohrs oder des Außenrohres und/oder der Innenwan
dung der Durchgangsöffnung des Halteteils Nuten zur Auf
nahme der Dichtungsringe ausgebildet sein können.
Um das Auswechseln des Blenden-Rohrsystems, das ja nach je
der Benutzung zur Desinfektion des Systems notwendig ist,
möglichst rasch und einfach durchführen zu können, kann in
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß am Auße
numfang des Rohres oder des Außenrohres des Blenden-Rohrsy
stems eine Anschlagschulter zur Begrenzung der Einschiebe
bewegung ausgebildet ist.
Schließlich kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
auch vorgesehen sein, daß die Haltevorrichtung gewinkelt
ausgebildet ist, was die Handhabung des Geräts weiter ver
einfacht.
Bei Strömungsmeßgeräten allgemein, insbesondere auch sol
chen für die Lungenfunktionsdiagnostik, ist es notwendig,
über eine Ventileinrichtung den Luftstrom, also speziell
den Atemstrom bei der Lungenfunktionsdiagnostik, außerhalb
des Menschen definiert zu unterbrechen bzw. umzuleiten. Da
alle wichtigen Teile dieser Systeme durch den Atem des Pa
tienten kontaminiert werden, sollte nach den aktuellen Hy
gienevorschriften eine komplette Desinfektion dieser Teile
nach jedem Patienten möglich sein. Kreuzinfektionen müssen
unbedingt ausgeschlossen werden.
Bei den bisherigen Systemen werden in Verbindung mit den
Ventilen u. a. Filter eingesetzt, was jedoch den Nachteil
hat, daß in dem dadurch entstehenden Totraum die Atmung des
Patienten negativ beeinflußt wird (Kurzatmigkeit). Darüber
hinaus müssen diese Filter als Einwegartikel verwendet wer
den und es wird damit unerwünschter Müll produziert.
Schließlich ist bei den bekannten Ventilsystemen zur
Atemstromunterbrechung in der Lungenfunktionsdiagnostik
auch nachteilig, daß dabei geführte bewegliche Teile ent
halten sind, an denen es durch Sputum und haftengebliebene
Desinfektionsmittel zu Ablagerungen und damit zu einer me
chanischen Hemmung dieser beweglichen Teile kommen kann.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist erfindungsgemäß
ein Magnetventil vorgesehen mit einem Strömungsrohr runden
Querschnitts und einem dieses verschließenden, in einem am
Strömungsrohr angeordneten zylindrischen und mit wenigstens
einer Ausgangsöffnung versehenen Führungskörper beweglich
geführten Verschlußelement, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß das Verschlußelement wenigstens teilweise aus ma
gnetischem, insbesondere permanentmagnetischem Material be
steht und mittels eines Erregerelements von einer öffnenden
Stellung in eine schließende Stellung überführt wird. Die
Ausgangsöffnungen sind dabei erfindungsgemäß an der zylin
drischen Wandung des Führungskörpers, eine Perforation bil
dend, angeordnet.
Bevorzugt ist dabei das Verschlußelement als Scheibe ausge
bildet, deren Außendurchmesser größer ist als der Innen
durchmesser der zu verschließenden Rohröffnung, an der be
vorzugt ein Dichtelement, vorzugsweise ein Dichtring, ange
ordnet sein kann, an welche das scheibenförmige Verschluße
lement, welches bevorzugt aus Kunststoff mit darin einge
bundenen Permanentmagneten bestehen kann, durch die Errege
relemente andrückbar bzw. davon wegbewegbar ist. Ohne Be
einträchtigung der Funktion kann das Verschlußelement nur
im randseitigen Bereich ringförmig aus kunststoffgebundenem
Permanentmagnetmaterial bestehen, der Innenbereich kann aus
unmagnetischem Kunststoff sein, so daß darüber hinaus die
Materialkasten gesenkt werden können.
Bevorzugt ist das Erregerelement eine am Strömungsrohr an
geordnete elektromagnetische Ringspule, der ggf. noch eine
zweite, an einem in Verlängerung des Strömungsrohres ausge
bildeten Ausgangsstutzen angeordnete elektromagnetische
Ringspule zugeordnet werden kann, die wechselweise das Ver
schlußelement abstoßen bzw. anziehen und sich dabei in ih
rer Wirkung überlagernd verstärken. Zur Verstärkung des das
Verschlußelement bewegenden Magnetfeldes können auch eine
Vielzahl von Einzelspulen, vorzugsweise in bzw. am Füh
rungskörper eingegossen, um den Umfang des Strömungsrohres
herum angeordnet sein, die vorzugsweise direkt und mit dem
Inneren des Führungskörpers in Verbindung stehen, so daß
das erzeugte Magnetfeld nicht vom Führungskörper abge
schirmt wird.
Zur Verhinderung, daß die Spulen mit Atemluft oder Sputum
kontaminiert werden, kann erfindungsgemäß an den Spulen
eine ringförmige dünne Folie aus Kunststoff angeordnet
sein, die die Spulen auch bei geöffnetem Verschlußelement
abdeckt.
In weiterer Ausgestaltung kann eine am Strömungsrohr ange
ordnete Kappe vorgesehen sein, die auf dem Führungskörper
aufsetz- oder -steckbar ist und diesen kapselt, so daß eine
Ringkammer hinter den Spulen gebildet wird, in der bei
spielsweise die Anschlußdrähte für die Einzelspulen ange
ordnet sind.
Das erfindungsgemäße Magnetventil hat eine ganze Vielzahl
von Vorteilen gegenüber den bislang bekannten Anordnungen,
wie sie für Strömungsmeßgeräte im Rahmen der Lungenfunkti
onsdiagnostik erforderlich sind. So benötigt man keine eng
tolerierten beweglichen oder geführten Bauteile, da ja in
geöffnetem Zustand die Luft an dem vom Strömungsrohrende
beabstandeten Verschlußelement außen seitlich vorbeistrei
chen kann. Man hat eine einfachste Adaption an Rohrsysteme
jeglicher Art, wobei nur sehr geringe Strömungswiderstände
aufgebaut werden. Von ganz besonderer Bedeutung ist, daß
eine Komplettdesinfektion möglich ist, selbst in der Form,
daß man das ganze Gerät in eine Desinfektionslösung wirft.
Ablagerungen von Sputum oder Desinfektionslösungen sind
ohne Einfluß auf die Funktion des Magnetventils. Schließ
lich sind durch die kleinen bewegten Massen durch Verwen
dung von kunststoffgebundenen Dauermagneten sehr kurze
Schaltzeiten möglich und man hat auch praktisch keinen me
chanischen Verschleiß.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zei
gen:
Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Strömungs
blende,
Fig. 2 ein aus zwei Teilen zusammensteckbares Rohr zum
Haltern der Strömungsblende nach Fig. 1,
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch ein Strö
mungsmeßgerät mit einem Handhalterungsteil zur
Aufnahme des Rohrblenden-Systems nach Fig. 2,
Fig. 4 einen vergrößerten auseinandergezogenen teil
weise abgebrochenen Schnitt längs der Linie IV-
IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt durch ein Blenden-Rohrsystem mit
in ein Außenrohr einzusetzend, der Blende hal
tende Rohrhälften,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Magnetven
tils als Shutter für ein Strömungsmeßsystem
gem. den Fig. 2 bis 5,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Magnetven
tils zur Verwendung für ein Strömungssystem
gem. den Fig. 2-5, und
Fig. 8 eine Vorderansicht gemäß Pfeil VIII aus Fig. 7.
Die Fig. 1 zeigt eine aus einer Folie gestanzte Blende für
ein Strömungsmeßsystem, bei welchem die Blende 1 mit einer
Vielzahl von Schlitzen in einzelne Lamellen unterteilt ist.
Dabei sind zunächst um 90° versetzte radiale Schlitze 2
vorgesehen, welche die Blende in vier Sektoren unterteilen.
In jedem dieser Sektoren sind durch zueinander parallele
Schlitze 3, die jeweils unter Winkeln von 45° zu den den
jeweiligen Sektor I bis IV begrenzenden Schnitten 2 verlau
fen. Dadurch entstehen jeweils gleich breite aber unter
schiedlich lange Lamellen, die demzufolge auch unterschied
liche Federungseigenschaften haben, wobei bei geringen
Durchsatzströmungen zunächst in erster Linie die längeren
Lamellen, die weniger biegesteif sind, ausgelenkt werden.
Die Schnitte enden in einem Abstand vom Außenrand 4 der
Strömungsblende 1.
Die Lamellen haben eine Breite von etwa 2 bis 4 mm, wobei
die Breite der Schnitte 2 und 3 bis 3′′′ etwa 0,1 bis
0,3 mm beträgt. In der Mitte ist eine im wesentlichen
kreisförmige Ausnehmung 5a angeordnet, so daß durch die
Strömung ein Drehmoment den einzelnen Lamellen 5 bis 5′′′,
erteilt wird.
Eine derartige Blende wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, be
vorzugt in einem Strömungsrohr 6 gehaltert, welches aus
zwei Rohrabschnitten 6a und 6b besteht, von denen der er
stere eine innenseitige Ringausnehmung 7 und der andere 6b
eine korrespondierende äußere Ringausnehmung 8 aufweist,
die dafür sorgen, daß die jeweils überstehenden Endbereiche
9 bzw. 10 der Rohrabschnitte 6a und 6b einander zum vollen
Rohrdurchmesser der Rohrabschnitte 6a und 6b beim Zusammen
stecken ergänzen und dabei klemmend ineinandergreifen. Zwi
schen der inneren Begrenzungsstirnwand 11, der Ringausneh
mung 7 und dem äußeren Stirnwandende 12 des Abschnitts 10
wird die Blende 1 beim Zusammenstecken eingeklemmt, wobei
ein der Tiefe d der Ringausnehmung 7 entsprechender Randab
schnitt der Blende 1 eingeklemmt wird, so daß in diesem
Randabschnitt - falls die Schnitte 2 und 3 bis 3′′′ weiter
nach außen reichen, eine Einschränkung und Begrenzung der
federnden Länge der Lamellen 5 bis 5′′′, gebildet ist. Bei
vorgegebenem gleichbleibendem Außendurchmesser Da des Strö
mungsrohrs kann durch Variation des Innendurchmessers Di
die Höhe der Anschlagstirnwände 11 und 12 und damit das
Ausmaß des Einspannrandes der Blende verändert werden, so
daß auf diese Art und Weise eine Kalibrierung der Strö
mungsblende erfolgen kann. Durch die unvermeidlichen Unter
schiede der Foliendicken, aus denen die Blenden 1 herge
stellt werden, muß eine derartige Kalibrierung zwangsläufig
erfolgen, wobei sie ja bislang im Stand der Technik in re
lativ komplizierter Weise durch eine elektronische Kali
brierung vorgenommen wurde.
Erfindungsgemäß wird zunächst die Dickeabweichung festge
stellt, indem man die Blende gemäß Fig. 1 mit einer Strö
mung definierten Werts beaufschlagt und dann den Druck
durch Abgreifen an Bohrungen 13 bzw. 14 vor bzw. hinter der
Blende 1 feststellt. Anhand der so ermittelten Dickenabwei
chung wird beispielsweise anhand einer Grafik, die von ver
schiedenen gemessenen Dickenwerten ausgegangen ist, nunmehr
bestimmt, welchen Innendurchmesser Di das Rohr 6 haben
soll.
Der Benutzer (Arzt) erhält beispielsweise zehn oder hundert
Blenden-Rohr-Systeme. Nach Benutzung für einen Patienten
muß das Rohr desinfiziert werden. Der Arzt kann dabei ent
weder ein noch sauberes Rohr verwenden, wenn er mehrere
Stücke gekauft hat, oder er kann nur ein Rohr gekauft haben
und muß dieses dann desinfizieren. So lange ist dann aller
dings das Lungen-Strömungsmeßgerät mit einem derartigen
Strömungsrohr und Druckabnahmeöffnungen 13 und 14 nicht
verfügbar. Nach dem Desinfizieren wird das Rohr wieder in
das Lungenmeßgerät montiert, wie es beispielsweise anhand
der Fig. 3 bis 4 nachfolgend noch näher beschrieben wer
den soll. Will der Arzt die Nichtverfügbarkeit bzw. das
Blockieren des Geräts wegen Desinfektion eines Rohrs ver
meiden, muß er ein anderes Rohr in der Zwischenzeit verwen
den.
Die notwendige Kalibrierung läßt sich erfindungsgemäß geo
metrisch-mechanisch durchführen, indem zunächst die Dic
keabweichung der Blende bzw. Folie 1 bereits bei seiner
Herstellung festgestellt worden ist. Je nach Dickeabwei
chung wird ein Rohr unterschiedlichen Durchmessers einge
setzt. Hierdurch werden unterschiedliche Drehmomente (je
nach Foliendickeabweichung und entsprechendem Ausgleichs-
Innendurchmesser Di des Rohres) ermöglicht. Die unter
schiedlichen Drehmomente bei gleicher Strömung ergeben un
terschiedliche Strömungswiderstände, weil die Öffnung je
nach unterschiedlicher Auslenkung der Lamellen aus der Fo
lien-Kreisscheibenebene heraus variiert. Dadurch ist es
möglich, den Proportionalitätsfaktor aus der Beziehung zwi
schen Druckdifferenz und Strömung vor einer nachgeschalte
ten Auswerteelektronik unverändert bzw. konstant beizube
halten. Die besondere punktsymmetrische Ausbildung der La
mellen ermöglicht dabei eine besonders weitgehende Lineari
sierung der Strömungsanzeige, wie es bereits in der
Beschreibungseinleitung im einzelnen erläutert worden ist.
In Fig. 2 ist lediglich das eigentliche Blenden-Rohrsystem
dargestellt, wobei an die seitlichen Bohrungen 13, 14
Druckauswerteeinrichtungen angeschlossen sind, die aus den
gemessenen Druckdifferenzen vor und hinter der Strömungs
blende 1 die gewünschten Strömungswerte abgreifen.
In den Fig. 3 und 4 ist schematisch ein vollständiges
Strömungsmeßgerät für die Lungenfunktionsdiagnostik darge
stellt, bestehend aus einem Halteteil 15 mit zwei zueinan
der gewinkelten Abschnitten 16 und 17, von denen der er
stere zur Aufnahme der eigentlichen Auswerteeinrichtung für
die ermittelten Meßergebnisse dient, während der zweite
einen Haltegriff für die schematisch in Fig. 3 mit angedeu
tete Hand des Benutzers bildet und gleichzeitig eine Durch
gangsbohrung 18 aufweist, in welche das Blenden-Rohrsystem
gemäß Fig. 2 eingesteckt werden kann.
Die Rohrteile 6a und 6b sind dabei mit einer Bohrung oder
mit einer Vielzahl von rundum verteilten Bohrungen 13 bzw.
14 versehen, die von Gummidichtringen 19, 20 und 21 flan
kiert sind, die in leicht vertiefte Nuten 22, 23, 24 am
Rohraußendurchmesser eingreifen. Der Anschlagbund 25 am
vorderen Ende des Rohrs 6, an dem das Mundstück für den Be
nutzer ansetzt, stößt an der Stirnfläche 26 des Halteteil-
Abschnitts 17 an. In diesem Zustand kommunizieren die je
weils zwischen zwei Ringen 19, 20 bzw. 20, 21 liegenden
Kammern 27 bzw. 28, in welche die Öffnungen 13 bzw. 14 aus
münden und die durch die an der Innenwandung der Durchgangs
bohrung 18 im eingesetzten Zustand gequetschten Dichtringe
19, 20, 21 voneinander abgedichtet und getrennt werden, mit
jeweils zwei Abgangsstichbohrungen 29 und 30, welche zu
Druckmessern und deren Meßergebnisse auswertenden elektri
schen Schaltungen in einer Aufnahmeausnehmung 31 des Halte
teil-Abschnitts 16 führen.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Blenden-Rohr-Systemes 31. Das System 31 besteht aus
zwei ein Rohr 32 bildenden Rohrhälften 32a, 32b, die in ein
einstückiges Rohr 33 eingesetzt und dort geführt werden.
Zwischen den Rohrhälften 32a, 32b wird die Strömungsblende
34, wie sie bereits beschrieben worden ist, gehaltert. Die
Kalibrierung der Strömungsblende 34 erfolgt bei dieser Aus
führungsform durch die jeweilige, von der Dickenschwankung
abhängige Anpassung des Innendurchmessers Di der Rohrhälf
ten 32a, 32b, der Außendurchmesser Da der Rohrhälften 32a,
32b bleibt bei dieser Ausführungsform stets konstant, da es
zur sicheren Halterung der Rohrhälften 32a, 32b und der
Strömungsblende 34 erforderlich ist, daß der Außendurchmes
ser Da der hülsenförmigen Rohrhälften 32a, 32b dem Innen
durchmesser di des Außenrohres 33 entspricht. Ähnlich wie
aus Fig. 4 zu entnehmen, weist auch bei dem Blenden-Rohr-
System 31 das Außenrohr 33 Übertragungseinrichtungen in
Form von Durchbrechungen 35 auf, die auch hier beidseitig
der Strömungsblende 34 angebracht sind und vorzugsweise
entlang einer Mantellinie, das Außenrohr 33 quasi perforie
rend, angeordnet sind. Um nun die beidseitig der Strömungs
blende 34 herrschenden Drucke nach außen übertragen zu kön
nen, ist es selbstverständlich notwendig, daß auch die
Rohrhülsen 32a, 32b Übertragungseinrichtungen in Form von
Durchbrechungen 36 aufweisen, die im eingesetzten Zustand
der Rohrhälften 32a, 32b mit den Durchbrechungen 35 dec
kungsgleich sind, so daß ein Druckübertragungskanal gebil
det wird. Auch diese Durchbrechungen 36 können, ähnlich wie
die Durchbrechungen 35, entlang einer Mantellinie der Rohr
hülsen 32a, 32b verlaufend angebracht sein. Um bei einer
derartigen ringförmigen Perforation sowohl des Außenrohrs
33 als auch der Rohrhälften 32a, 32b sicher zu gehen, daß
wenigstens je ein Kanal beidseitig der Strömungsblende 34
durch Übereinanderliegen der Durchbrechungen 35 und 36 ge
bildet wird, können die umlaufend angebrachten Durchbre
chungen 35 und 36 jeweils derart versetzt angeordnet sein,
daß unabhängig von der jeweiligen radialen Einsetzstellung,
also unabhängig davon, ob eine der Rohrhälften 32a, 32b um
einen Winkel verdreht ist oder nicht, wenigstens ein Über
tragungskanal gebildet wird, der ja zur Druckübertragung
von innen nach außen an die jeweiligen Abgangsstichbohrun
gen 29 und 30 des Halteteilabschnitts 17 (s. Fig. 4) aus
reicht, da infolge der am Außenrohr 33 angeordneten Dicht
ringe 37, 38, 39 bei in den Halteteilabschnitt 17 einge
setztem Blenden-Rohr-System 31 zwei mit den Abgangsstich
bohrungen 29, 30 kommunizierende Ringkammern 40, 41 gebil
det werden, so daß eine Druckübertragung auch bei nur einem
ausgebildeten Übertragungskanal sichergestellt ist. Voraus
setzung dafür ist, daß die Dichtringe 37, 38, 39 an der In
nenwandung der Durchgangsbohrung 18 anliegen bzw. etwas ge
quetscht werden. Um die Anpassung bzw. Justierung der
Durchbrechungen 36 zu den Durchbrechungen 35 zu er
leichtern, ist an der Innenwandung des Außenrohres 37 eine
Anschlagschulter 42 ausgebildet, an die die hülsenartige
Rohrhälfte 32b beim Einschieben von links in Fig. 5 an
schlägt und somit ihre Endposition einnimmt. Da die Länge
der Rohrhälfte 32b stets konstant ist, sind folglich auch
die Durchbrechungen 36 der Rohrhälfte 32a, nachdem diese
eingeschoben worden ist, bezüglich der Durchbrechungen 35
des Außenrohres 33 justiert.
Neben der bisherigen Verwendung der zusammensteckbaren
Rohrhälften bzw. der in einem Außenrohr geführten Rohrhälf
ten zur Kalibrierung von Dickeschwankungen der Strömungs
blende kann insbesondere die Ausführungsform nach Fig. 5
auch zur Veränderung des Strömungsverhaltens verwendet wer
den, indem beispielsweise die eine Rohrhälfte einen anderen
Innendurchmesser als die andere Rohrhälfte aufweist. Mit
einer derartigen Anordnung wird folgendem Problem begegnet:
Bei der Fertigung der Blende mit Einzellamellen, wie sie in
Fig. 1 gezeigt ist, haben naturgemäß die Einzellamellen un
terschiedliche Biegesteifigkeiten. Die Biegesteifigkeit
kann je nach Dicke bzw. Strömungsrichtung unterschiedlich
sein. Infolgedessen ist es vorteilhaft, aufgrund unter
schiedlicher Innendurchmesser der beiden die Blende zwi
schen sich einklemmenden Rohrhälften eine Unsymmetrie für
das gesamte Strömungsrohr beiderseits der Strömungsblende
zu schaffen, so daß die Unterschiede der Dickesteifigkeit
der Einzellamellen je nach Strömungsrichtung, d. h., je
nachdem, ob der Patient ein- oder ausatmet, ausgeglichen
werden können.
Die Fig. 6 zeigt ein verschließbares desinfizierbares Ma
gnetventil als Shutter, insbesondere für eine Strömungsmeß
vorrichtung im Bereich der Lungendiagnostik gemäß Fig. 3
bis 5, das in dieser Funktion beispielsweise an geeigneter
Stelle an das Rohr 6 ansteckbar ist.
Das Magnetventil 43 umfaßt ein Strömungsrohr 44, dem ein
Führungskörper 45, indem ein bewegliches und lose geführtes
Verschlußelement 46 angeordnet ist, nachgeschaltet ist. Das
Verschlußelement 46 dient zum Verschließen der Öffnung 47
des Strömungsrohres 44, in deren Bereich ein umlaufender
Dichtring 47a angeordnet ist. Um das Verschlußelement 46,
das aus permanentmagnetischem Material, insbesondere aus
kunststoffgebundenen Permanentmagneten besteht, von einer
die Öffnung 47 schließenden Stellung in eine öffnende Stel
lung überführen zu können, ist am Strömungsrohr 44 eine
ringförmige Spule 48 und wahlweise zur Verstärkung des von
der Ringspule 48 erzeugten Magnetfeldes, wenn diese von
Gleichstrom durchflossen ist, eine an einem am Führungskör
per 45 vorzugsweise in Verlängerung des Strömungsrohres 44
angeordneten Anschlußstutzen 49 angeordnete weitere
Ringspule 50 vorgesehen. Je nachdem, wie das von der/den
Spulen 48, 50 erzeugte Magnetfeld gerichtet ist, wird das
Verschlußelement 46 in Richtung des Doppelpfeils A in Fig.
6 in dem Führungskörper 45 verschoben. An der Zy
linderwandung des Führungskörpers 45 sind eine Vielzahl von
Durchbrechungen 51 angebracht, durch welche der Patient,
wenn das Magnetventil 46 einem vorher beschriebenen Blen
den-Rohr-System nachgeschaltet ist, Luft holen kann, wenn
das Verschlußelement 46 die Öffnung 47 freigibt. Gleiches
gilt für den Ausatmungsvorgang des Patienten, d. h., die
Atemluft kann aus den Löchern 51 entweichen. Durch Verwen
dung eines derartigen Magnetventiles in Verbindung mit ei
nem Blenden-Rohr-System ist es somit möglich, daß durch de
finiertes Schließen der Öffnung des Strömungsrohres der
statische Druck aus der Lunge nach außen geführt und gemes
sen werden kann.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform eines
zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Blenden-Rohr-Sy
stem geeigneten Magnetventils 52. Das Magnetventil 52 be
sitzt ein Strömungsrohr 53 das, ebenso wie das Strömungs
rohr 44 aus Fig. 6, mit einem Blenden-Rohr-System koppelbar
ist. Am Strömungsrohr 53 ist ein Führungskörper 54 für ein
darin verschiebbares (vgl. Fig. 6, Pfeil A) Verschlußele
ment 55 angeordnet, der auf der dem Strömungsrohr 53 abge
wandten Seite von einer Platte 65 verschlossen ist. Das
Verschlußelement 55 besteht lediglich in seinem randseiti
gen Bereich 56 aus permanentmagnetischem Material, vorzugs
weise kunststoffgebundenen Permanentmagneten, in seinem
mittleren Bereich 57 weist das Verschlußelement 55 einen
einfachen Kunststoffkörper auf. Eine derartige, Ma
gnetmaterial sparende Ausbildung des Verschlußelementes 55
ist aufgrund der ringförmigen Anordnung mehrerer Spulen 58
um den Umfang bzw. die Längsachse des Strömungsrohres 53
herum von Vorteil (s. Fig. 8). Die Spulen 58, die an dem
Führungskörper 54 eingegossen sind, stehen vorzugsweise in
direkter Verbindung mit dem Inneren des Führungskörpers 54,
so daß das von den Spulen 58 erzeugte Magnetfeld nicht
durch den Führungskörper 54 abgeschirmt bzw. abgeschwächt
werden kann. Zur Verhinderung der Kontermination der dem
Inneren des Führungskörpers 54 zugewandten Seite 59 der
Spulen 58 einerseits direkt durch Atemluft des Patienten
bzw. indirekt durch das Verschlußelement 55, das in Ver
schlußstellung direkt an der Seite 59 der Spulen 58 an
liegt, ist auf der Spulenseite 59 eine sehr dünne Kunst
stoffolie 60, die ringförmig ausgebildet ist, um die Öff
nung des Strömungsrohres nicht abzudecken, angeordnet. Um
den Austritt der ausgestoßenen Atemluft des Patienten bzw.
Eintritt von Frischluft bei Einatmen des Patienten in bzw.
durch den Führungskörper 54 zu ermöglichen, sind an der zy
lindrischen Wandung des Führungskörpers 54 Durchbrechungen
61 angebracht, die die Zylinderwand quasi ringförmig perfo
rieren und den Luftdurchtritt ermöglichen. Ferner ist am
Strömungsrohr 53 eine den Führungskörper 54 an der Seite,
an der die Spulen 58 eingegossen sind, kapselnde Kappe 62
angeordnet, die, wenn sie aufgesetzt ist, einen umlaufenden
Ringraum 64 bildet, in welchem beispielsweise die Anschluß
drähte der Spulen 58 untergebracht sind.
Claims (47)
1. Verfahren zur Kalibrierung von Dickenschwankungen an
Strömungsblenden im Rahmen einer Strömungsmeßvorrich
tung zur Differenzdruckmessung, insb. zur Messung des
menschlichen Atemstroms im Rahmen der medizinischen
Lungendiagnostik, mit einem Rohr runden Querschnitts,
bestehend aus zwei Rohrhälften gleichen Innendurchmes
sers, zwischen denen eine Strömungsblende lösbar fi
xiert ist, wobei die Strömungsblende zur Ausbildung
vorzugsweise unterschiedlich langer Lamellen Schnitte
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegemomente
der einzelnen Lamellen in Abhängigkeit von einem Soll-
Wert geändert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderung der Biegemomente durch Änderung der zu
verbiegenden Länge der Lamellen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderung der zu verbiegenden Länge der Lamellen
durch Änderung des Innendurchmessers der Rohrhälften
wenigstens im Bereich der die Strömungsblende fixie
renden Enden der Rohrhälften erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Abweichung der Dicke der
Strömungsblende von dem Soll-Wert auf Basis einer Dif
ferenzdruckmessung bei Beaufschlagen der Strömungs
blende mit einer definierten Strömung bestimmt wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer kalibrierten Strö
mungsmeßvorrichtung, bestehend aus zwei Rohrhälften,
die ineinander steckbar sind und/oder von einem Außen
rohr geführt werden, zwischen denen eine Strömungs
blende lösbar fixiert ist, wobei in den Bereichen der
Rohrhälften und/oder des Außenrohres vor und hinter
der Strömungsblende je eine Meß- und/oder
Übertragungseinrichtung für die herrschenden Drucke
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen
durchmesser der Rohrhälften wenigstens im Bereich der
Strömungsblende in Abhängigkeit einer Abweichung der
Dicke der Strömungsblende von einem Soll-Wert angepaßt
wird.
6. Strömungsblende aus einer dünnen, im wesentlichen
kreisförmigen und undurchlässigen Folie, vorzugsweise
aus PVC, mit zur Lamellenbildung innerhalb der Blen
denberandung angebrachten Schnitten, insb. zur Durch
führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitte (2, 3, 3′,
3′′, 3′′′) derart angebracht sind, daß die Strömungs
blende 1 in mehrere, vorzugsweise vier, im we
sentlichen gleichgroße, in Einzellamellen (5, 5′, 5′′,
5′′′) unterteilte Segmente (I, II, III, IV) unterteilt
ist.
7. Strömungsblende nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die einzelnen Segmente (I, II, III, IV) durch
die Schnitte (2, 3, 3′, 3′′, 3′′′) in einzelne Lamel
len (5, 5′, 5′′, 5′′′) unterschiedlicher Länge unter
teilt werden, wobei die Schnitte derart angeordnet
sind, daß die Lamellen (5, 5′, 5′′, 5′′′) aller Seg
mente (I, II, III, IV) punktsymmetrisch zum Mit
telpunkt sind.
8. Strömungsblende nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Schnitte (2, 3, 3′, 3′′,
3′′′) als vom Innenrand der Berandung ins Innere ver
laufende, innerhalb der einzelnen Segmente (I, II,
III, IV) parallele Längs- (3′, 3′′′) oder Querschnitte
(3, 3′′) ausgebildet sind, wobei die Schnitte (2, 3,
3′, 3′′, 3′′′) von Segment zu Segment unter einem Win
kel von 90° zueinander verlaufen.
9. Strömungsblende nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der Strö
mungsblende (1) als im wesentlichen kreisförmige
Ausnehmung (5a) realisiert ist.
10. Strömungsblende nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lamellen (5,
5′, 5′′, 5′′′) im wesentlichen die gleiche Breite auf
weisen.
11. Strömungsblende nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Breite der Lamellen (5, 5′, 5′′, 5′′′) 2
bis 4 mm beträgt.
12. Strömungsblende nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß die Breite der Schnitte (2,
3, 3′, 3′′, 3′′′) 0,1 bis 0,3 mm beträgt.
13. Strömungsblende nach einem der Ansprüche 6 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der Strö
mungsblende (1) in einem Stanzverfahren ausgestanzt
ist.
14. Strömungsblende nach einem der Ansprüche 6 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß die Schnitte (2, 3, 3′, 3′′,
3′′′) im Inneren der Berandung in einem Stanzverfahren
angebracht sind.
15. Strömungsmeßvorrichtung mit einem Rohr runden Quer
schnitts, bestehend aus zwei Rohrhälften gleichen In
nendurchmessers, zwischen denen eine Strömungsblende,
insb. eine Strömungsblende nach einem der Ansprüche 6
bis 14, lösbar fixiert ist, wobei in den Rohrbereichen
vor und hinter der Strömungsblende je eine Meß-
und/oder Übertragungseinrichtung für die herrschenden
Drucke angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Rohrhälfte (6a) zur Bildung einer inwärtigen
Anschlagschulter (11) im endseitigen Rohrbereich mit
einer zylindrischen Ausnehmung (7) versehen ist und
die andere Rohrhälfte (6b) einen derart verjüngten Au
ßendurchmesser aufweist, daß beide Rohrhälften (6a,
6b) ineinandersteckbar sind.
16. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Bereich des verjüngten Außen
durchmessers (8) von einer Begrenzungsschulter größe
ren Außendurchmessers begrenzt ist, wobei die Länge
des Bereiches (8) kleiner oder gleich der Tiefe der
Ausnehmung (7) ist.
17. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Strömungsblende (1) im
Bereich zwischen der Anschlagschulter (11) und der
Stirnkante (12) der eingeschobenen Rohrhälfte (6b) ge
haltert ist.
18. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Durchmesser der Ausnehmung (7)
im wesentlichen dem Außendurchmesser der Strömungs
blende (1) entspricht.
19. Strömungsmeßvorrichtung mit einem Rohr runden Quer
schnitts, bestehend aus zwei Rohrhälften gleichen In
nendurchmessers, zwischen denen eine Strömungsblende,
insbesondere eine Strömungsblende nach einem der An
sprüche 6 bis 14, lösbar fixiert ist, wobei in den
Rohrbereichen vor und hinter der Strömungsblende je
eine Meß- und/oder Übertragungseinrichtung für die
herrschenden Drucke angeordnet ist, gekennzeichnet
durch ein die Rohrhälften (32a, 32b) umgebendes Außen
rohr (33), in das die Rohrhälften (32a, 32b) lösbar
einsetzbar sind, dessen Innendurchmesser (di) im we
sentlichen dem Außendurchmesser (Da) der Rohrhälften
(32a, 32b) entspricht und an dem weitere Meß- und/oder
Übertragungseinrichtungen angeordnet sind, die bei
eingesetzten Rohrhälften (32a, 32b) mit deren Meß-
und/oder Übertragungseinrichtungen in Wirkungsverbin
dung sind.
20. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß an der Innenwandung des Rohres (33)
eine Anschlagschulter (42) für eine der Rohrhälften
(32a, 32b) ausgebildet ist, derart, daß bei daran an
schlagend eingesetzter Rohrhälfte (32b) die Meß-
und/oder Übertragungseinrichtungen beider eingesetzten
Rohrhälften (32a, 32b) mit den Meß- und/oder Übertra
gungseinrichtungen des Außenrohres (33) in
Wirkungsverbindung sind.
21. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 15-18
oder 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß der In
nendurchmesser (Di) wenigstens im Bereich der Strö
mungsblende (1, 34) in Abhängigkeit der Abweichung der
Dicke der Strömungsblende (1, 34) von einem Soll-Wert
eingestellt ist.
22. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 15
bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs
einrichtungen und die weiteren Übertragungseinrichtun
gen als Durchbrechungen (13, 14, 35, 36) zur Bildung
von Druckübertragungskanälen ausgebildet sind.
23. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß mehrere Durchbrechungen (13, 14, 35,
36) jeweils entlang einer geschlossenen Mantellinie
angeordnet sind.
24. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 15
bis 23, insb. zur Messung des menschlichen Atemstroms
im Rahmen der medizinischen Lungendiagnostik, gekenn
zeichnet durch ein vorzugsweise von Hand zu haltendes
Halteteil (15) mit einer Durchgangsöffnung (18), in
die das Außenrohr (33) und/oder das Rohr (6, 32) mit
der Strömungsblende (1, 34) einsteckbar ist, wobei das
Halteteil (15) mit Meß- und/oder Übertragungseinrich
tungen für die herrschenden Drucke versehen ist, die
bei eingestecktem Außenrohr (33) und/oder Rohr (6, 32)
im wesentlichen deckungsgleich und korrespondierend
mit den am Außenrohr (33) und/oder Rohr (6, 32)
ausgebildeten Meß- und/oder Übertragungseinrichtungen
angeordnet sind.
25. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtungen als
Durchgangsbohrungen (29, 30) ausgebildet sind.
26. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, da
durch gekennzeichnet, daß das Halteteil (15) eine
Ausnehmung (31) aufweist, in der eine mit den Meß-
und/oder Übertragungseinrichtungen gekoppelte
elektronische Einrichtung zum Auswerten der ermittel
ten Meßgrößen angeordnet ist.
27. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 25 und 26, da
durch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrich
tung wenigstens einen mit den Durchgangsbohrungen ge
koppelten Druckaufnehmer umfaßt.
28. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 15
bis 23 oder 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß an
der Innenwandung der Durchgangsöffnung (18) und/oder
an der Strömungsmeßvorrichtung Dichtungsmittel ange
ordnet sind, die derart im Bereich der Durchgangsboh
rungen (13, 14, 35, 36) des Halteteils (15) und der
Durchbrechungen (29, 30) des Außenrohres (33) und/oder
des Rohres (6, 32) positioniert sind, daß wenigstens
zwei voneinander abgedichtete, getrennte Kammern (27,
28, 40, 41) gebildet sind.
29. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Dichtungsmittel Gummi- oder
Kunststoffringe (19, 20, 21, 37, 38, 39) sind.
30. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, da
durch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel am Rohr
(6) oder am Außenrohr (33) seitlich und zwischen den
Durchbrechungen (13, 14, 35) angeordnet sind.
31. Strömungsmeßvorrichtung nach Anspruch 29 und 30, da
durch gekennzeichnet, daß an der Außenwandung des Roh
res (6) oder des Außenrohres (33) Nuten (22, 23, 24)
zur Aufnahme der Dichtungsmittel ausgebildet sind.
32. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 15
bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des
Rohres (6) oder des Außenrohres (33) der Strömungsmeß
vorrichtung eine Anschlagschulter (25) zur Begrenzung
der Einschiebebewegung ausgebildet ist.
33. Strömungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 24
bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrich
tung (15) gewinkelt ausgebildet ist.
34. Ventil, insb. für die Medizintechnik zum Regulieren
des Atemstromes im Rahmen der Lungendiagnostik, mit
einem Strömungsrohr runden Querschnitts und einem die
ses verschließenden, in einem am Strömungsrohr ange
ordneten zylindrischen, mit wenigstens einer Ausgangs
öffnung versehenen, Führungskörper beweglich geführten
Verschlußelement, insb. für eine Strömungsmeßvorrich
tung nach einem der Ansprüche 15 bis 33, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Verschlußelement (46, 55) wenig
stens teilweise aus magnetischem, insb.
permanentmagnetischem Material besteht und mittels ei
nes Erregerelements von einer öffnenden Stellung in
eine schließende Stellung überführbar ist.
35. Ventil nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß
das Erregerelement eine am Strömungsrohr (44, 53) an
geordnete elektromagnetische Spule (44, 50, 58) ist.
36. Ventil nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Spulen (58) am Umfang des Strömungsrohres (53)
derart angeordnet sind, daß sie mit dem Inneren des
Führungskörpers (54) in Verbindung stehen.
37. Ventil nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spulen (58) am Führungskörper (54) eingegossen
sind.
38. Ventil nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (46, 55) die
Form einer Scheibe aufweist, deren Außendurchmesser
größer als der Innendurchmesser der zu verschließenden
Rohröffnung (47) ist.
39. Ventil nach einem der Ansprüche 34 bis 38, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Verschlußelement (46, 55) aus
Kunststoff mit darin eingebundenen Permanentmagneten
besteht.
40. Ventil nach Anspruch 36 oder 37 und 38 und 39, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (55) nur im
randseitigen Bereich (56) ringförmig aus magnetischem,
insbesondere permanentmagnetischem Material besteht.
41. Ventil nach einem der Ansprüche 34 bis 40, dadurch ge
kennzeichnet, daß an der Rohröffnung (47) ein Dichte
lement, vorzugsweise ein Dichtring (47a), angeordnet
ist.
42. Ventil nach Anspruch 36 bis 41, dadurch gekennzeich
net, daß an den Spulen (58) auf der dem Führungskörper
(54) zugewandten Seite (59) eine ringförmige, vorzugs
weise dünnwandige Folie (60), vorzugsweise eine Kunst
stoffolie, angeordnet ist.
43. Ventil nach einem der Ansprüche 34 bis 42, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Ausgangsöffnungen (51, 61) an
der Zylinderwand des Führungskörpers (45, 54), eine
Perforation bildend, angeordnet sind.
44. Ventil nach einem der Ansprüche 34 bis 43, dadurch ge
kennzeichnet, daß am Führungskörper (45) in Verlänge
rung des Strömungsrohres (44) ein Ausgangsstutzen (49)
angeordnet ist.
45. Ventil nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
am Ausgangsstutzen (49) ein weiteres Erregerelement,
vorzugsweise eine elektromagnetische Ringspule (50),
angeordnet ist.
46. Ventil nach einem der Ansprüche 34 bis 45, gekenn
zeichnet durch eine am Strömungsrohr (53) angeordnete,
den Führungskörper (54) kapselnde, eine Ringkammer
(64) bildende Kappe (63).
47. Ventil nach einem der Ansprüche 34 bis 46, gekenn
zeichnet durch die Verwendung zur Regulierung des men
schlichen Atemstromes in Verbindung mit einer Strö
mungsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis
33.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934325789 DE4325789C2 (de) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | Verfahren zur Kalibrierung von Strömungsblenden sowie Strömungsmesser mit derartigen Strömungsblenden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934325789 DE4325789C2 (de) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | Verfahren zur Kalibrierung von Strömungsblenden sowie Strömungsmesser mit derartigen Strömungsblenden |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4325789A1 true DE4325789A1 (de) | 1995-02-02 |
DE4325789C2 DE4325789C2 (de) | 1997-10-30 |
Family
ID=6494198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934325789 Expired - Lifetime DE4325789C2 (de) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | Verfahren zur Kalibrierung von Strömungsblenden sowie Strömungsmesser mit derartigen Strömungsblenden |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE4325789C2 (de) |
Cited By (5)
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