FR2458804A1 - Appts. to measure and control liq. flow rate - counts and measures drops released by dropper nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif étudié pour détecter le passage et mesurer le volume de corps liquides ou solides et délivrer les signaux correspondants. The present invention relates to a device studied for detecting the passage and measuring the volume of liquid or solid bodies and delivering the corresponding signals.
Bien que l'appareil de l'invention ne concerne pas exclusivement l'usage médical, car il peut servir notamment dans les industries chimiques et les laboratoires, il a été particulièrement conçu pour l'amélioration de la perfusion médicale. Although the apparatus of the invention does not exclusively concern medical use, since it can be used in particular in the chemical industries and laboratories, it has been particularly designed for improving medical perfusion.
Dans cette technique, il est connu d'utiliser, en plus du dispositif classique comportant un flacon renversé suspendu à une potence et relié -aux veines du malade par une tubulure à usage unique et une aiguille, un appareil de régulation du débit. In this technique, it is known to use, in addition to the conventional device comprising an inverted bottle suspended from a bracket and connected to the patient's veins by a single-use tubing and a needle, a device for regulating the flow.
En effet, on avait souvent constaté des incidents allant de la simple irrégularité dans le débit à de graves accidents de surcharge cardiaque ou d'hémorragies lors de l'administration d'une perfusion. Au point que l'administration par perfusion intraveineuse de médicaments dangereux tels les anticoagulants a pu être abandonnée au profit d'une administration discontinue intra-tubulaire, malgré les contraintes que cela impliquait.Indeed, incidents have often been observed ranging from simple irregularity in flow to serious accidents of cardiac overload or hemorrhage during the administration of an infusion. To the point that the administration by intravenous infusion of dangerous drugs such as anticoagulants could be abandoned in favor of discontinuous intra-tubular administration, despite the constraints that this implied.
Divers dispositifs de régulation ont déja été proposés. Various regulatory devices have already been proposed.
A côté des pompes, soit pompes à pistons avec ou sans clapets, soit pompes péristaltiques, toutes actionnées par un moteur, il existe divers systèmes de régulation du débit à l'aide d'un moyen modifiant les conditions d'écoulement naturel.Besides the pumps, either piston pumps with or without valves, or peristaltic pumps, all actuated by a motor, there are various systems for regulating the flow using a means modifying the natural flow conditions.
La plupart de ces dispositifs, pompes ou régulateurs, utilisent des boucles d'asservissement (Figure 1). Most of these devices, pumps or regulators, use servo loops (Figure 1).
Le moyen "X" sensible au passage des gouttes 2 du liquide 5 à perfuser s'écoulant par un ajutage 6 envoie l'information correspondante vers le moyen "Y". Celui-ci compare l'information reçue de "X" à l'information proportionnelle au débit qui a été affichée. The means "X" sensitive to the passage of the drops 2 of the liquid 5 to be perfused flowing through a nozzle 6 sends the corresponding information to the means "Y". This compares the information received from "X" with the information proportional to the bit rate that was displayed.
Le moyen "Y" élabore ainsi un signal de commande à destination du moyen "Z" de modification du débit, le dit signal étant variable et proportionnel à la différence entre débit réel et débit demandé. La modification du débit induite en 7 contrôle rétroactivement le rythme de passage des gouttes, bouclant ainsi la boucle d'asservissement. Quels que soient les moyens X,Y,Z, ce principe de base peut être retrouvé, notamment pour les pompes ou les régulateurs.The means "Y" thus elaborates a control signal intended for the means "Z" for modifying the flow, the said signal being variable and proportional to the difference between actual flow and requested flow. The modification of the flow rate induced in 7 retroactively controls the rate of passage of the drops, thus completing the control loop. Whatever the means X, Y, Z, this basic principle can be found, especially for pumps or regulators.
Nous avons nous-mêmes proposé un appareil régulateur de débit répondant à ce principe géneral.(Brevet Français du 22
Mai 197LI NO 2.272.435.)
Cet appareil était caractérisé, d'une part par le fait que le moyen "Y" était réalisé en deux parties, la première recevant les données de volume et de temps de perfusion, mais aussi les données de volume de la goutte calibrée et de nature du liquide perfusé, élaborant ainsi un signal plus adéquat pour le rythme de passage des gouttes, comparé dans la seconde partie avec le signal venant du moyen "X", d'autre part par le fait que le moyen "Y" comportait un dispositif sensible aux modifications I. We have ourselves proposed a flow regulating device meeting this general principle. (French patent of 22
May 197LI NO 2.272.435.)
This device was characterized, on the one hand, by the fact that the means "Y" was produced in two parts, the first receiving the data of volume and time of infusion, but also the data of volume of the calibrated drop and of nature of the perfused liquid, thus developing a more adequate signal for the rate of passage of the drops, compared in the second part with the signal coming from the means "X", on the other hand by the fact that the means "Y" included a sensitive device to modifications I.
Ainsi, nous avions tenté d'apporter une réponse aux différences entre le volume théorique et le volume réel des gouttes "calibrées". Ces différences sont dues pour une partie à l'erreur inévitable sur le diamètre de l'ajutage calibré, aux variations de la température ambiante, aux indices de viscosité variables avec la nature du liquide perfusé, et pour la plus grande partie aux divers débits qui conditionnent la plus ou moins grande vitesse de formation des gouttes: une goutte qui se constitue lentement est beaucoup plus grosse qu'une autre qui se serait constituée rapidement. Des expériences avec la même tubulure standard de 20 gouttes par centimètre cube montrent, toutes choses égales par ailleurs, que ce rapport peut varier entre 18 et 22 suivant le débit. L'appareil selon le brevet cité plus haut comportait une compensation établie selon cette moyenne. Thus, we tried to provide an answer to the differences between the theoretical volume and the actual volume of the "calibrated" drops. These differences are partly due to the inevitable error on the diameter of the calibrated nozzle, to variations in ambient temperature, to viscosity indices varying with the nature of the liquid infused, and for the most part to the various flow rates which condition the greater or lesser speed of formation of the drops: a drop which is formed slowly is much larger than another which would have formed quickly. Experiments with the same standard tubing of 20 drops per cubic centimeter show, all other things being equal, that this ratio can vary between 18 and 22 depending on the flow rate. The apparatus according to the patent cited above included compensation established according to this average.
L'apparition, sur un appareil réglant des perfusions, de ces divers moyens d'entrée des données conduisait à un réel progrès puisque l'on évitait à l'utilisateur des calculs déjà fastidieux quand il s'agit de transformer des litres par heures en gouttes par minute, calculs qui deviennent presque impossibles si l'on veut tenir compte des variations du volume des gouttes. The appearance, on a device regulating infusions, of these various means of data entry led to real progress since the user was already avoiding tedious calculations when it comes to converting liters per hour into drops per minute, calculations that become almost impossible if we want to take into account variations in the volume of the drops.
Il restait que cette compensation n'était pas toujours rigoureusement adaptée, et aussi surtout que le tableau de commande de l'appareil était encombré de touches correspondant aux divers liquides perfusés ainsi qu'aux divers standards de tubulures que l'on voulait pouvoir utiliser, soit 6 touches déjà pour: Sang, Sérum, Solutés, et 10, 20, 60 gouttes/cc ( en délaissant les compensations pour: Plasma, Culots, et tubulures au standard de 15 gouttes par cc). It remained that this compensation was not always rigorously adapted, and also especially that the control panel of the device was cluttered with keys corresponding to the various liquids infused as well as to the various standards of tubes which one wanted to be able to use, or 6 keys already for: Blood, Serum, Solutes, and 10, 20, 60 drops / cc (leaving aside the compensations for: Plasma, Caps, and tubing at the standard of 15 drops per cc).
Il convenait donc d'éviter à l'utilisateur ces surcots de touches, en conservant, ou mieux en améliorant la connaissance du volume réel des gouttes perfusées. It was therefore advisable to avoid the user these overloads of keys, by preserving, or better by improving knowledge of the real volume of the drops infused.
Le dispositif de la présente invention est donc destiné à remplacer, dans tous les systèmes d'amélioration de la perfusion, pompes ou régulateurs, le moyen "X" de la figure 1, pour ainsi améliorer les performances et la précision, et plus généralement à prendre place dans tous les systèmes de mesure ou tous les systèmes de régulation, pourvu qu'ils mettent en oeuvre des corps liquides ou solides sur lesquels une intervention de mesure directe n'est pas souhaitable ou pas possible. The device of the present invention is therefore intended to replace, in all perfusion improvement systems, pumps or regulators, the means "X" of FIG. 1, so as to improve performance and precision, and more generally to take place in all measurement systems or all regulation systems, provided that they use liquid or solid bodies on which a direct measurement intervention is not desirable or not possible.
Tel est le cas de la perfusion, où les gouttes de liquides sont stériles, et inaccessibles selon des moyens simples. Selon les tubulures employées, dont le nombre typique de gouttes par centimètre-cube est couramment de 20, mais peut varier selon les standards de 10 à 60, le volume théorique de la goutte calibrée peut varier depuis 100 jusqu'à 16,66 millimètres-cubes. Comme la goutte prend au cours de sa chute une forme grossièrement sphérique, la mesure de son diamètre donne une bonne approximation de son volume réel. Dans les cas cités plus haut, ce diamètre pourra varier respectivement de 5,75 à 3,17 millimètres. Such is the case with the infusion, where the drops of liquids are sterile, and inaccessible by simple means. Depending on the tubes used, whose typical number of drops per cubic centimeter is commonly 20, but can vary according to standards from 10 to 60, the theoretical volume of the calibrated drop can vary from 100 to 16.66 millimeters- cubes. As the drop takes a roughly spherical shape during its fall, the measurement of its diameter gives a good approximation of its real volume. In the cases mentioned above, this diameter may vary from 5.75 to 3.17 millimeters, respectively.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'on réalise une mesure du diamètre, donc du volume de la goutte lors de sa chute selon un principe qui consiste à ramener la dite mesure à celle d'un intervalle de temps lors d'un déplacement relatif d'une goutte et d'un faisceau lumineux, à disposer des moyens pour connaître ou contrôler la vitesse de ce déplacement relatif, en utilisant au moins un faisceau lumineux de faible épaisseur, encore qualifié d'étroit, modifié par le passage de la goutte, laquelle produit lors de son passage au moins deux modifications, et à mesurer l'intervalle de temps qui s'écoule entre les modifications pour fournir un signal variable avec le diamètre, donc le volume, des gouttes. The device according to the invention is characterized in that a measurement is made of the diameter, therefore of the volume of the drop during its fall according to a principle which consists in reducing said measurement to that of a time interval during '' a relative movement of a drop and a light beam, to have the means to know or control the speed of this relative movement, using at least one light beam of small thickness, still qualified as narrow, modified by the passage of the drop, which produces during its passage at least two modifications, and to measure the time interval which elapses between the modifications to provide a variable signal with the diameter, therefore the volume, of the drops.
Le dispositif selon l'invention fournit simultanément, par simple prélèvement d'une des modifications, un signal de passage. The device according to the invention simultaneously provides, by simple removal of one of the modifications, a pass signal.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après qui donne, pour illustrer le principe de mesure selon l'invention, deux modes de réalisation possibles, différant par la manière selon laquelle, pour obtenir le mouvement relatif décrit plus haut, on exploite simplement, selon le premier mode, le mouvement de chute de la goutte, vertical, par rapport à un ou plusieurs faisceaux lumineux étroits à grand axe horizontal disposé: pour être modifiés, ou même franchement interrompus d'une façon successive par le passage de la goutte, des moyens étant prévus pour préciser alors la vitesse de passage de la goutte, et par la manière selon laquelle, selon le second mode, on imprime à un faisceau lumineux étroit de grand axe vertical, un mouvement horizontal rapide de vitesse connue, des moyens étant prévus pour rendre le mouvement vertical de la goutte sans influence. The invention will be better understood using the description below which gives, to illustrate the measuring principle according to the invention, two possible embodiments, differing in the way in which, to obtain the relative movement described more top, one simply exploits, according to the first mode, the drop movement of the drop, vertical, with respect to one or more narrow light beams with large horizontal axis arranged: to be modified, or even frankly interrupted successively by the passage of the drop, means being provided to then specify the speed of passage of the drop, and by the manner in which, according to the second mode, a fast horizontal movement of a narrow light beam of large vertical axis is imparted known speed, means being provided to make the vertical movement of the drop without influence.
Ces deux modes de réalisation constituent des exemples de réalisation non limitatifs et seront mieux compris en se référant, aux dessins joints dans lesquels:
Les figures 2 et 6 représentent chacune un exemple de réalisation selon le premier mode, les figures 10 et 14 représentent chacune un exemple de réalisation selon le second mode, les figures 5 et 9 représentent des exemples de circuits pour traiter les signaux selon le premier mode, les figures 13 et 21 représentent des exemples de circuits pour traiter les signaux selon le second mode, et les figures 23 à 25 représentent des exemples de réalisation d'appareils pour règler les perfusions selon l'invention.These two embodiments constitute nonlimiting exemplary embodiments and will be better understood with reference to the accompanying drawings in which:
FIGS. 2 and 6 each represent an exemplary embodiment according to the first mode, FIGS. 10 and 14 each represent an exemplary embodiment according to the second mode, FIGS. 5 and 9 represent examples of circuits for processing the signals according to the first mode , Figures 13 and 21 show examples of circuits for processing signals according to the second mode, and Figures 23 to 25 show examples of embodiments of devices for adjusting the infusions according to the invention.
Sur les figures 2,3,6,7,10,11,14 et 15, seuls ont été figurés les moyens originaux du dispositif selon l'invention, les moyens associés connus de la technique, tels que lentilles, chambre à gouttes et un nécessaire moyen de centrage de celle-ci, n'ont pas été figurés ici pour plus de clarté. In Figures 2,3,6,7,10,11,14 and 15, only the original means of the device according to the invention have been shown, the associated means known in the art, such as lenses, drip chamber and a necessary means of centering thereof, have not been shown here for clarity.
Les figures 2 et 3 representent les moyens originaux de la mesure selon l'invention: une source de rayonnement 3 produit, par des moyens connus de la technique, comportant notamment une fente étroite horizontale 8, un faisceau étroit 1 disposé pour être modifié par le passage de la goutte 2 et être reçu par le moyen récepteur 4 sensible au rayonnement. La figure 4 représente les positions relatives successives du faisceau 1 et de la goutte 2 au cours de sa chute, avec en regard, les modifications obtenues en sortie du moyen 4: lorsque la goutte 2 au cours de sa chute vient à commencer de modifier le faisceau 1, elle y produit le début d'une modification figuré en 9, lequel prend ici le rôle et le nom de première modification.Lorsque la goutte,poursuivant sa chute, continue de modifier le faisceau 1, le sens de la modification produite ne change pas, et son amplitude dépend des dimensions relatives de la goutte et du faisceau. Lorsque la goutte poursuivant sa chute, vient à cesser de modifier le faisceau 1, le sens de la modification s'inverse, et la sortie de la goutte du faisceau produit la fin de la modification figuré en 10, laquelle prend ici le rôle et le nom de seconde modification. FIGS. 2 and 3 represent the original means of measurement according to the invention: a radiation source 3 produced, by means known in the art, comprising in particular a narrow horizontal slot 8, a narrow beam 1 arranged to be modified by the passage of the drop 2 and be received by the receiving means 4 sensitive to radiation. FIG. 4 represents the successive relative positions of the beam 1 and of the drop 2 during its fall, with facing, the modifications obtained at the outlet of the means 4: when the drop 2 during its fall begins to modify the bundle 1, it produces the beginning of a modification figured in 9, which here takes the role and name of first modification. When the drop, continuing its fall, continues to modify bundle 1, the direction of the modification produced does not not change, and its amplitude depends on the relative dimensions of the drop and the beam. When the drop continuing to fall, ceases to modify the beam 1, the direction of the modification is reversed, and the exit of the drop from the beam produces the end of the modification shown in 10, which here takes the role and second modification name.
Des moyens électroniques (figure 5) connus de l'homme de l'art sous le nom d'amplificateur et de trigger sont disposés (13) en sortie du moyen 4 pour traiter le signal et donner à la première et à la seconde modification un caractère de variation plus brutal figuré plus bas, pour déclencher par un moyen connu sous le nom de porte (14), un moyen de comptage de temps (17) pendant l'intervalle qui sépare la première de la seconde modification. Le contenu de ce moyen de comptage est figuré, ici sous forme d'une série d'impulsions, en bas de la figure 4, en regard des modifications 9 et 10. Le contenu de ce moyen de comptage est donc variable avec le temps pendant lequel la goutte a modifié le faisceau, c'est à dire au quotient de son diamètre par sa vitesse. Electronic means (FIG. 5) known to those skilled in the art under the name of amplifier and trigger are arranged (13) at the output of the means 4 for processing the signal and giving the first and second modifications a character of more brutal variation shown below, to trigger by a means known as the door (14), a time counting means (17) during the interval which separates the first from the second modification. The content of this counting means is shown, here in the form of a series of pulses, at the bottom of FIG. 4, opposite modifications 9 and 10. The content of this counting means is therefore variable over time during which the drop modified the beam, that is to say with the quotient of its diameter by its speed.
Dans ce premier exemple du premier mode de réalisation du principe de l'invention, la vitesse est maintenue à une valeur constante, en maintenant constante la distance verticale "d" qui sépare (figure 3 ), l'ajutage 6 du faisceau étroit 1 : un simple trait de repère peut permettre d'y parvenir si l'on croit pouvoir laisser cette manipulation à charge de l'utilisateur, ou une construction spéciale des chambres à gouttes et du bâti de l'appareil est nécessaire avec par exemple des moyens homologues mâle et femelle s'emboîtant pour assurer automatiquement la précision de mise en place. In this first example of the first embodiment of the principle of the invention, the speed is maintained at a constant value, while keeping constant the vertical distance "d" which separates (FIG. 3), the nozzle 6 from the narrow beam 1: a simple reference mark can make it possible to achieve this if it is believed that this manipulation can be left to the user, or a special construction of the drip chambers and of the apparatus frame is necessary with, for example, homologous means male and female interlocking to automatically ensure positioning accuracy.
Ainsi, avec une distance maintenue par exemple constante et égale à 15 mm, la chute libre des gouttes, compte tenu de leur diamètre moyen qui varie comme vu plus haut de 5,75 à 3,17 mm, commence 2,30 mm environ en dessous de l'ajutage 6, et la vitesse de la goutte est uniformément accélérée par la pesanteur sur une distance moyenne de 12,7 mm. C'est donc à une vitesse moyenne de 0,5 mètre par seconde que la goutte traverse pour le modifier comme vu plus haut le faisceau étroit 1. Thus, with a distance maintained for example constant and equal to 15 mm, the free fall of the drops, taking into account their average diameter which varies as seen above from 5.75 to 3.17 mm, begins approximately 2.30 mm in below the nozzle 6, and the speed of the drop is uniformly accelerated by gravity over an average distance of 12.7 mm. It is therefore at an average speed of 0.5 meters per second that the drop crosses to modify it as seen above the narrow beam 1.
Ainsi, l'intervalle de temps séparant la première 9 de la seconde 10 modification du faisceau variera selon le diamètre de la goutte considérée entre 11,5 et 6,34 millisecondes. Avec par exemple une fréquence du générateur 16 délivrant des impulsions à l'entrée de la porte 14 commandée comme vu plus haut par ra sortie du moyen sensible 4, égale à 1 Mégahertz, le contenu du moyen de comptage variera de 11.500 impulsions pour la plus grosse goutte, à 6.340 pour la plus petite. il est alors aisé, selon les buts de l'appareil où est monté le dispositif selon l'invention, de traiter (22) le dit contenu par des moyens connus, pour réaliser un affichage et/ou une régulation. Thus, the time interval separating the first 9 from the second modification of the beam will vary according to the diameter of the drop considered between 11.5 and 6.34 milliseconds. With for example a frequency of the generator 16 delivering pulses to the input of the gate 14 controlled as seen above by ra output of the sensitive means 4, equal to 1 Megahertz, the content of the counting means will vary from 11,500 pulses for the most big drop, at 6.340 for the smallest. it is then easy, according to the aims of the apparatus in which the device according to the invention is mounted, to process (22) said content by known means, in order to produce a display and / or regulation.
Enfin, un moyen connu de l'homme de l'art, (figure 5) tel qu'un cicuit monostable 20 est disposé pour être déclenché par l'une des deux modifications 9 ou 10, et fournir un signal de passage 21. Le moyen 23 est un classique circuit de remise à zéro et éventuellement de prépositionnement. Finally, a means known to those skilled in the art (FIG. 5) such as a monostable circuit 20 is arranged to be triggered by one of the two modifications 9 or 10, and to provide a pass signal 21. The means 23 is a classic reset and possibly prepositioning circuit.
il est important de noter que, dans le dispositif qui vient d'être décrit selon le principe de l'invention, les sources d'erreur provenant par exemple de l'épaisseur non nulle du faisceau étroit, de l'éventuel retard entre le début des modifications du faisceau et les variations correspondantes du signal de commande de la porte, ou des variations géographiques de l'accélération de la pesanteur, agissent dans un sens constant, et qu'on peut prévoir (figure 5) que le moyen de remise à zéro 23 serve de moyen de compensation ajustable, modifiant par exemple, avant le passage de chaque goutte, de manière constante le contenu du moyen de comptage, sans sortir du cadre de l'invention. it is important to note that, in the device which has just been described according to the principle of the invention, the sources of error originating for example from the non-zero thickness of the narrow beam, from the possible delay between the start modifications of the beam and the corresponding variations of the control signal of the door, or geographical variations of the acceleration of gravity, act in a constant direction, and that one can predict (figure 5) that the means of reset zero 23 serves as an adjustable compensation means, modifying for example, before the passage of each drop, constantly the content of the counting means, without departing from the scope of the invention.
Les avantages du dispositif décrit selon l'invention tiennent à ce qu'il permet une mesure précise du volume des gouttes si la réalisation pratique est soigneuse, mais surtout à ce qu'il permet dans le cas d'une réalisation moins contraignante, d'apprécier avec assez de précision, les variations relatives du volume des gouttes, et de pouvoir être incorporé dans tous les dispositifs, pompes ou régulateurs, destinés à améliorer les conditions de mise en oeuvre et la précision de la perfusion médicale. The advantages of the device described according to the invention lie in that it allows an accurate measurement of the volume of the drops if the practical implementation is careful, but above all in that it allows, in the case of a less restrictive embodiment, to appreciate with sufficient precision the relative variations in the volume of the drops, and of being able to be incorporated into all the devices, pumps or regulators intended to improve the conditions of implementation and the precision of the medical infusion.
Les figures 6 et 7 représentent un second exemple d'organisation des moyens pour réaliser le principe de l'invention selon le même premier mode, où l'on voit que deux ensembles combinant les mêmes moyens 1, 3, et 4 sont superposés pour créer un écartement 12 connu entre les deux faisceaux et les faire successivement modifier par le passage des gouttes 2. Figures 6 and 7 show a second example of organization of the means for realizing the principle of the invention according to the same first mode, where it can be seen that two assemblies combining the same means 1, 3, and 4 are superimposed to create a known spacing 12 between the two beams and have them successively modified by the passage of the drops 2.
La figure 8 représente les positions relatives successives des faisceaux 1 et de la goutte 2 au cours de sa chute, avec en regard, les signaux obtenus en sortie des moyens 13. On voit que le passage de la goutte provoque les mêmes première et deuxième modifications de chacun des deux faisceaux. Soient 9 et 10 celles d'un des deux, et 11 l'une quelconque de celles de l'autre, que nous appellerons ici troisième modification. FIG. 8 represents the successive relative positions of the beams 1 and of the drop 2 during its fall, with opposite, the signals obtained at the output of the means 13. It can be seen that the passage of the drop causes the same first and second modifications of each of the two beams. Let 9 and 10 be those of one of the two, and 11 be any of those of the other, which we will call here third modification.
Comme dans l'exemple précédent, l'intervalle de temps séparant la première et la deuxième modification est variable avec le diamètre et la vitesse de la goutte. D'autre part, les intervalles de temps séparant respectivement la première 9 de la troisième 11 modifications (correspondant toutes deux au début des modifications des faisceaux respectifs par l'arrivée de la goutte), ou la deuxième 10 de la troisième 11 modifications (correspondant toutes deux à la fin des modifications des faisceaux respectifs par la fin du passage de la goutte), sont exclusivement variables avec la vitesse instantanée de la goutte entre ces moments respectifs, marqués 9 à il ou 10 à 11 sur la figure 8. As in the previous example, the time interval between the first and the second modification is variable with the diameter and the speed of the drop. On the other hand, the time intervals respectively separating the first 9 from the third 11 modifications (both corresponding to the start of the modifications of the respective beams by the arrival of the drop), or the second 10 from the third 11 modifications (corresponding both at the end of the modifications of the respective beams by the end of the passage of the drop), are exclusively variable with the instantaneous speed of the drop between these respective moments, marked 9 to it or 10 to 11 in FIG. 8.
On dispose donc de deux sources d'information variables avec le volume de la goutte (intervalle 9-10 et 11-11, sur la figure 8), et de deux sources d'information variables exclusivement avec la vitesse de la goutte (intervalle 9-11 ou 10-11 sur la figure 8). We therefore have two sources of variable information with the volume of the drop (interval 9-10 and 11-11, in Figure 8), and two sources of information variable exclusively with the speed of the drop (interval 9 -11 or 10-11 in Figure 8).
La figure 9 représente un exemple de réalisation d'une des nombreuses possibilités d'organisation des cicuits pour traiter les signaux de l'invention selon les figures 6 et 7. FIG. 9 represents an exemplary embodiment of one of the numerous possibilities for organizing the cicuits for processing the signals of the invention according to FIGS. 6 and 7.
On y voit que le récepteur supérieur 4 est connecté comme précédemment à travers 13 et 14 pour stocker dans un moyen 17 un certain nombre d'impulsions provenant d'un générateur 16, et à des moyens annexes 20 et 23 il est de plus connecté à un inverseur 15 pour transformer le créneau négatif sortant de 13 en un créneau positif. It can be seen there that the upper receiver 4 is connected as previously through 13 and 14 to store in a means 17 a certain number of pulses coming from a generator 16, and to additional means 20 and 23 it is moreover connected to an inverter 15 to transform the negative slot leaving 13 into a positive slot.
La porte logique 14' qui reçoit par 13 le créneau négatif du récepteur inférieur 4, et qui reçoit sur une autre entrée le créneau positif de l'inverseur 15, est ici du type connu sous le nom de Nand pour délivrer à sa sortie un créneau négatif qui commence avec la première 9 et finit avec la troisième 11 modifications. La largeur de ce créneau est donc inversement proportionnelle à la vitesse de la goutte entre 9 et 11. La sortie de cette porte 14' est connectée à l'entrée d'une seconde porte 14 pour stocker dans un second moyen de comptage 18 un nombre d'impulsions inversement proportionnel à la vitesse de la goutte. Les mêmes moyens 20 et 23 que précédemment assurent la remise à zéro ou un prépositionnement. Si on le souhaite, le contenu du moyen 18 peut fournir un signal de vitesse 24.Enfin, un moyen de calcul 19 reçoit le contenu des moyens 17 et 18 pour calculer le volume réel de la goutte et fournir le signal correspondant 22. The logic gate 14 ′ which receives by 13 the negative slot of the lower receiver 4, and which receives on another input the positive slot of the inverter 15, is here of the type known by the name of Nand for delivering at its output a slot negative that starts with the first 9 and ends with the third 11 changes. The width of this slot is therefore inversely proportional to the speed of the drop between 9 and 11. The output of this door 14 'is connected to the input of a second door 14 to store in a second counting means 18 a number of pulses inversely proportional to the speed of the drop. The same means 20 and 23 as above ensure the resetting to zero or a prepositioning. If desired, the content of the means 18 can provide a speed signal 24. Finally, a calculation means 19 receives the content of the means 17 and 18 to calculate the actual volume of the drop and provide the corresponding signal 22.
Les valeurs pratiques des dimensions et des intervalles de temps peuvent être semblables à celles de l'exemple précédent. The practical values of dimensions and time intervals may be similar to those in the previous example.
il a été trouvé commode de donner à l'écartement 12 des deux faisceaux une valeur inférieure à celle de la plus petite goutte que l'on veut pouvoir mesurer, pour limiter les dimensions du dispositif et les difficultés dues à une vitesse de goutte trop grande.it has been found convenient to give the spacing 12 of the two beams a value lower than that of the smallest drop which it is desired to be able to measure, in order to limit the dimensions of the device and the difficulties due to too high a drop speed. .
Ainsi, l'écartement 12 sera environ égal à 3 millimètres, et la distance entre l'ajutage 6 et les faisceaux pourra varier entre 10 et 20 millimètres. Dans ce cas, la vitesse de la goutte au moment de la mesure sera environ de 0,5 mètre par seconde, l'intervalle de temps 9-11 sera environ de 6 millisecondes.Thus, the spacing 12 will be approximately equal to 3 millimeters, and the distance between the nozzle 6 and the beams may vary between 10 and 20 millimeters. In this case, the speed of the drop at the time of measurement will be approximately 0.5 meters per second, the time interval 9-11 will be approximately 6 milliseconds.
Les avantages de ce dispositif découlent de la mesure précise du volume qui est réalisée: en effet, comme précédemment, les causes d'erreur agissent dans un sens constant et peuvent être compensées de la même manière. Le dispositif est particulièrement adapté à l'intégration dans des systèmes de perfusion sur batteries, étant entièrement statique donc robuste et pouvant être à faible consommation, réalisé par exemple en circuits intégrés du type connu sous le nom de C.MOS, celà d'autant que l'ensemble des moyens mis en oeuvre, à l'exception du générateur 16, ne voient leur signaux varier que lors du passage des gouttes. The advantages of this device derive from the precise measurement of the volume which is carried out: in fact, as before, the causes of error act in a constant direction and can be compensated in the same way. The device is particularly suitable for integration into battery perfusion systems, being entirely static and therefore robust and able to be of low consumption, produced for example in integrated circuits of the type known under the name of C.MOS, all the more so. that all of the means used, with the exception of the generator 16, see their signals varying only during the passage of the drops.
Le premier exemple d'organisation des moyens pour réaliser le principe de l'invention selon le second mode qui consiste à créer le déplacement relatif du faisceau de toutes pièces pour mieux le contrôler est représenté figures 10,11 et 13. On y voit que le faisceau étroit 1 est créé par une fente 8 verticale portée par un cylindre tournant 25. L'ensemble émetteur 3 est ici constitué de ce cylindre tournant 25 porteur des fentes 8, associé à un moteur 24 qui l'entraîne en rotation, et à la source de rayonnement proprement dite 3, située à l'intérieur du cylindre.Un moyen récepteur 26, similaire aux moyens 4 déjà décrits, mais dont la raison d'être est différente, est disposé pour recevoir les faisceaux 1 annexes et contrôler, par la boucle d'asservisssement 24-25-26-13-27-24, dont le moyen 27 est un comparateur entre les impulsions reçues de 13 et les impulsions de référence reçues du générateur 16, la vitesse de rotation du cylindre 25. The first example of organization of the means for implementing the principle of the invention according to the second mode which consists in creating the relative displacement of the beam from scratch to better control it is represented in FIGS. 10, 11 and 13. It can be seen therein that the narrow beam 1 is created by a vertical slot 8 carried by a rotating cylinder 25. The emitter assembly 3 here consists of this rotating cylinder 25 carrying the slots 8, associated with a motor 24 which drives it in rotation, and with the actual radiation source 3, located inside the cylinder. A receiving means 26, similar to the means 4 already described, but the reason for which is different, is arranged to receive the additional beams 1 and control, by the control loop 24-25-26-13-27-24, the means 27 of which is a comparator between the pulses received from 13 and the reference pulses received from the generator 16, the speed of rotation of the cylinder 25.
Enfin, d'une part (figure 11), l'écartement des fentes 8 sur le cylindre 25 est tel que le faisceau 1 puisse parcourir une distance, (par exemple ici de 9 millimètres) figurée ici par les deux positions extrèmes, supérieure au diamètre de la plus grosse goutte que l'on veut pouvoir mesurer, augmentée d'une certaine marge de sécurité, et tel qu'il y ait toujours au moins un faisceau qui parvienne au récepteur 4. Finally, on the one hand (FIG. 11), the spacing of the slots 8 on the cylinder 25 is such that the beam 1 can travel a distance, (for example here 9 millimeters) shown here by the two extreme positions, greater than diameter of the largest drop that we want to be able to measure, increased by a certain safety margin, and such that there is always at least one beam which reaches the receiver 4.
D'autre part, (figures 10 et 12) la hauteur des fentes 8 est telle que le faisceau 1 au cours de son déplacement horizontal, puisse être modifié sur toute la hauteur de la chute de la goutte la plus grosse que l'on veut pouvoir mesurer.Ainsi, si la vitesse de rotation du cylindre 25 et l'écartement des fentes à sa périphérie sont tels que le faisceau 1 (figure 11) passe de l'une à l'autre de ses deux positions extrèmes en 4 millisecondes, une goutte de 5,75 mm tombant à 0,5 m/s parcourra 2 millimètres et la hauteur du faisceau 1 sera d'environ 7 à 8 milimètres. On the other hand, (Figures 10 and 12) the height of the slots 8 is such that the beam 1 during its horizontal displacement can be modified over the entire height of the fall of the largest drop that one wants. be able to measure. Thus, if the speed of rotation of the cylinder 25 and the spacing of the slots at its periphery are such that the beam 1 (FIG. 11) passes from one of its two extreme positions to the other in 4 milliseconds, a 5.75 mm drop falling at 0.5 m / s will travel 2 millimeters and the height of the beam 1 will be approximately 7 to 8 millimeters.
Le diagramme des temps (figure 12) montre les positions relatives du faisceau 1 au cours de son déplacement, horizontal, et de la goutte 2, au cours de sa chute, verticale. On retrouve les mêmes première 9 et deuxième 10 modifications reçues par les moyens 4 et 13 qui permettent de stocker dans le moyen de comptage 17 un nombre d'impulsions inversement proportionnel au diamètre de la goutte. Avec les valeurs pratiques citées plus haut, le signal 22 sera environ de 2560 pour la goutte la plus grosse, et de 1410 pour la plus petite. On retrouve de même le signal de passage 21. The time diagram (Figure 12) shows the relative positions of the beam 1 during its horizontal displacement and of the drop 2 during its vertical fall. We find the same first 9 and second 10 modifications received by the means 4 and 13 which make it possible to store in the counting means 17 a number of pulses inversely proportional to the diameter of the drop. With the practical values cited above, the signal 22 will be approximately 2560 for the largest drop, and 1410 for the smallest. We also find the passing signal 21.
Cependant, d'autres circuits de contrôle sont utiles pour éliminer les modifications du faisceau 1 survenant si la goutte le modifie avant et après son passage dans la zone de mesure qui vient d'être décrite: le nombre d'impulsions stockées en 17 ne représente alors qu'un diamètre partiel. Un circuit détecteur de valeurs de crète peut par exemple être connecté en 22. However, other control circuits are useful for eliminating the modifications of the beam 1 occurring if the drop modifies it before and after its passage in the measurement zone which has just been described: the number of pulses stored at 17 does not represent while a partial diameter. A peak value detector circuit can for example be connected at 22.
Le second exemple de réalisation du principe de l'invention selon le second mode est illustré par les figures 14 et 15 pour ce qui est de l'organisation des moyens. On y voit que les moyens émetteur 3 et récepteur 4 sont tous deux réalisés par la juxtaposition d'un grand nombre de moyens élémentaires de petites dimensions. Chacun des systèmes 3 et 4 comporte le même nombre de moyens élémentaires qui peuvent prendre deux états: activé et non activé.Des moyens de traitement du signal sont associés pour faire que, parmi les "n" éléments que comporte l'émetteur 3, un seul "p" se trouve dans un état différent des "n-p" restants, pour faire qu'il en soit de même au niveau du récepteur #, faire que le numéro d'ordre des moyens "p" respectifs soit à tout moment le même pour l'émetteur 3 que pour le récepteur 4, et pour faire que ce numéro d'ordre "p" subisse au cours du temps une variation linéaire connue. The second embodiment of the principle of the invention according to the second mode is illustrated by Figures 14 and 15 with regard to the organization of the means. It can be seen there that the transmitter 3 and receiver 4 means are both produced by the juxtaposition of a large number of elementary means of small dimensions. Each of the systems 3 and 4 comprises the same number of elementary means which can take two states: activated and not activated. Signal processing means are associated so that, among the "n" elements that the transmitter 3 comprises, a only "p" is in a different state from the remaining "np", to make it the same at the receiver #, make the serial number of the respective means "p" be the same at all times for the transmitter 3 than for the receiver 4, and to cause this sequence number "p" to undergo a known linear variation over time.
Avantageusement, les moyens émetteurs 3 seront du type connu sous le nom de diode électroluminescente, les moyens 4 seront du type connu sous le nom de phototransistor. Le principe de cette mesure étant applicable à des corps solides de toutes dimensions, la figure 16 représente un exemple de réalisation adaptée au calibrage d'agrumes: on y a figuré une tomate 2 qui passe sur un tapis convoyeur entre un émetteur 3 et un récepteur 4 tous deux constitués par la juxtaposition d'un certain nombre des éléments ci-dessus décrits. Pour mesurer des gouttes, tous deux seront réalisés ainsi qu'il est maintenant fréquent par les techniques de l'intégration à grande échelle, en regroupant éventuellement les circuits de traitement du signal décrits ci-après sur le même substrat pour prendre la forme de "cicuits intégrés" dont la figure 17 représente un exemple pratique.Cet exemple est applicable, bien sûr aux perfusions pour lesquelles il a été conçu, mais aussi par exemple en météorologie. Advantageously, the emitting means 3 will be of the type known under the name of light-emitting diode, the means 4 will be of the type known under the name of phototransistor. The principle of this measurement being applicable to solid bodies of all dimensions, FIG. 16 represents an exemplary embodiment adapted to the calibration of citrus fruits: a tomato 2 has been shown there which passes on a conveyor belt between a transmitter 3 and a receiver 4 both constituted by the juxtaposition of a number of the elements described above. To measure drops, both will be produced as is now common by large-scale integration techniques, possibly grouping together the signal processing circuits described below on the same substrate to take the form of " integrated cicuits "whose figure 17 represents a practical example. This example is applicable, of course to the infusions for which it was designed, but also for example in meteorology.
S'il est connu que les diodes électroluminescentes assurent en l'absence de moyens optiques une émission multidirectionnelle, et qu'il en est de même pour la réception par les phototransistors, le principe réalisé ici permet de s'affranchir des contraintes de précision mécanique et de tout moyen optique supplémentaire puisque la correspondance émetteur 3 -récepteur 4 limite à une seule
p p droite 3p-4p la zone active du faisceau 1. On réalise ainsi à bon compte un ensemble de faisceaux parallèles dont la précision peut être très grande.If it is known that light-emitting diodes ensure multidirectional emission in the absence of optical means, and that the same is true for reception by phototransistors, the principle implemented here makes it possible to overcome the constraints of mechanical precision and any additional optical means since the transmitter 3-receiver 4 correspondence limits to a single
pp right 3p-4p the active area of the beam 1. This produces a set of parallel beams, the accuracy of which can be very high.
La résolution du dispositif représenté figures 14 et 15 est en principe égale à la distance "r" séparant deux moyens élémentaires juxtaposés. Elle peut être augmentée comme l'indiquent les figures 18 à 20. On peut ainsi doubler la résolution en provoquant un décalage (figure 18) dans la correspondance émetteur-récepteur: si à un moment donné, l'émetteur 3m est associé au récepteur 4m le temps suivant mettra en association l'émetteur 3m et le récepteur 4m+1 le temps suivant mettra en association l'émetteur 3m 1 et le récepteur 4m+1 et ainsi de suite. On peut de même doubler la résolution en superposant (figure 19) deux dispositifs identiques décalés de la moitié de la largeur d'un moyen élémentaire. The resolution of the device shown in Figures 14 and 15 is in principle equal to the distance "r" separating two elementary means juxtaposed. It can be increased as shown in Figures 18 to 20. It is thus possible to double the resolution by causing a shift (Figure 18) in the transmitter-receiver correspondence: if at a given moment, the 3m transmitter is associated with the 4m receiver the following time will associate the 3m transmitter and the 4m + 1 receiver the next time will associate the 3m 1 transmitter and the 4m + 1 receiver and so on. We can similarly double the resolution by superimposing (Figure 19) two identical devices offset by half the width of an elementary means.
On peut enfin augmenter cette résolution en disposant comme l'indique la figure 20, un dispositif optique fait de lentilles 28 convergentes et divergentes, au détriment de l'avantage décrit plus haut, et de la capacité totale de mesure; un tel dispositif est plus adapté par exemple à la mesure du diamètre des hématies.Finally, this resolution can be increased by arranging, as indicated in FIG. 20, an optical device made of converging and diverging lenses 28, to the detriment of the advantage described above, and of the total measurement capacity; such a device is more suitable for example for measuring the diameter of red blood cells.
Enfin, la combinaison de ces procédés permet encore d'augmenter la résolution. Ainsi, si l'état de la technique à un moment donné, permet de réaliser les dispositifs de la figure 17 avec un écart entre moyens élémentaires égal à 0,1 millimètre, l'utilisation des procédés 18 et 19 permet de ramener la résolution à environ le quart soit 25 microns, sans précautions de précision optique ou mécanique lors de la mise en oeuvre.Finally, the combination of these methods further increases the resolution. Thus, if the state of the art at a given time makes it possible to produce the devices of FIG. 17 with a difference between elementary means equal to 0.1 millimeter, the use of methods 18 and 19 makes it possible to reduce the resolution to about a quarter or 25 microns, without precautions of optical or mechanical precision during the implementation.
Le traitement des signaux nécessaire à la mise en oeuvre de ce dispositif peut être réalisé de multiples façons: on peut ainsi faire en sorte de retrouver les conditions décrites figures 10 et 11, en provoquant l'incrémentation au cours du temps des moyens élémentaires, de 30 à 3n en même temps que 40 à 4n ,par un signal
o en "dents de scie". Mais les mêmes précautions seraient nécessaires pour éliminer les mesures partielles. De plus, le système serait en état d'activation permanente, préjudiciable aux performances de faible consommation.The processing of the signals necessary for the implementation of this device can be carried out in multiple ways: one can thus make sure to find the conditions described in FIGS. 10 and 11, by causing the incremental over time of the elementary means, 30 to 3n at the same time as 40 to 4n, by a signal
o "sawtooth". But the same precautions would be necessary to eliminate the partial measures. In addition, the system would be in a state of permanent activation, detrimental to low consumption performance.
On a jugé préférable de réaliser les cicuits de traitement de signaux comme l'indiquent les figures 21 et 22 où l'on a divisé les moyens émetteurs et récepteurs en deux groupes symétriques 3',3" et 4',4", de part et d'autre d'un élément central
La même structure est retrouvée pour les moyens de commutation 30, qui commutent le signal d'une source d'alimentation 29 vers les émetteurs 3, et les moyens de commutation 31 qui commutent le signal des récepteurs 4 vers les amplificateurs 13, 13', et 13".It was considered preferable to make the signal processing circuits as indicated in FIGS. 21 and 22 where the transmitting and receiving means were divided into two symmetrical groups 3 ', 3 "and 4', 4", on the other hand. and other of a central element
The same structure is found for the switching means 30, which switch the signal from a power source 29 to the transmitters 3, and the switching means 31 which switch the signal from the receivers 4 to the amplifiers 13, 13 ′, and 13 ".
Les commutations effectuées par ces moyens sont commandées ici par deux registres à décalage 32 et33 organisés eux aussi symétriquement par rapport à l'élément central 0. Le circuit 20 est comme plus haut un monostable; 14, 14', et 14" sont des portes logiques. Tous les éléments décrits comme symétriques comportent un nombre identique de moyens élémentaires dont seuls les moyens extrèmes ont ici été figurés et notés: XO, X
n
Le fonctionnement est le suivant: au départ, seuls les moyens notés 0 sont dans un état actif. Ainsi, par exemple, la case 0 des registres se trouve dans l'état logique 1, et l'émetteur 30 est en fonction et envoie un faisceau vers le récepteur 4 . La mémoire
o transfert 34 est passante, livrant ainsi le résultat de la mesure précédente.La goutte (ou le corps de volume inconnu dans les autres applications) lors de sa chute commence à modifier le faisceau: cela entraîne le déclenchement du monostable 20, qui délivre le signal de passage 21, et active le décalage de l'information logique dans les registres vers les cases 1: le faisceau 3 -# devient alors inactif et est remplacé par les deux faisceaux immédiatement adjacents 3'1-4'1 et 3" 1##" 1 Aux temps suivants, la goutte poursuivant sa progression modifie ces faisceaux qui à leur tour activent par les amplificateurs 13' et 13" et les portes logiques 14' et 14" le décalage dans le registres 32 et 33 et dans les voies de commutation et les moyens photoélectriques 3 et 4.The switches effected by these means are controlled here by two shift registers 32 and 33 also organized symmetrically with respect to the central element 0. The circuit 20 is, as above, a monostable; 14, 14 ', and 14 "are logic gates. All the elements described as symmetrical include an identical number of elementary means of which only the extreme means have been shown and noted here: XO, X
not
The operation is as follows: at the start, only the means marked 0 are in an active state. Thus, for example, box 0 of the registers is in logic state 1, and the transmitter 30 is in operation and sends a beam to the receiver 4. Memory
o transfer 34 is busy, thus delivering the result of the previous measurement. The drop (or the body of volume unknown in other applications) during its fall begins to modify the beam: this causes the triggering of the monostable 20, which delivers the pass signal 21, and activates the shift of the logical information in the registers to boxes 1: the beam 3 - # then becomes inactive and is replaced by the two immediately adjacent beams 3'1-4'1 and 3 "1 ## "1 At the following times, the drop continuing to modify these beams which in turn activate by amplifiers 13 'and 13" and logic gates 14' and 14 "the shift in registers 32 and 33 and in the channels switching and photoelectric means 3 and 4.
On voit donc se créer devant le passage de la goutte une sorte de fenêtre s'ouvrant progressivement par décalages successifs; les impulsions de sortie des moyens 13' et 13" qui les provoquent sont additionnés dans la porte logique 14 pour produire dans le moyen de comptage 17 un nombre d'impulsions proportionnel au diamètre de la goutte. On note que l'indépendance des voies marquées en X' et en X" commandées par les registres 32 et 33 permet un décalage assymétrique, et donc une grande tolérance dans les impératifs de centrage de la chambre à goutte. We therefore see creating before the passage of the drop a kind of window opening gradually by successive shifts; the output pulses of the means 13 ′ and 13 ″ which cause them are added in the logic gate 14 to produce in the counting means 17 a number of pulses proportional to the diameter of the drop. It is noted that the independence of the marked channels in X 'and X "controlled by the registers 32 and 33 allows an asymmetric shift, and therefore a great tolerance in the imperatives of centering of the drip chamber.
Enfin, une fois les décalages provoqués par la goutte amenés à leur valeur maximale, le monostable 35 connecté à la porte 14 détecte l'absence d'impulsions en 13' et 13" et commute à l'entrée des registres les impulsions du générateur 16, par les portes 14, 14', et 14", pour achever le décalage vers les voies marquées en Xn: 32net 33n le monostable 36 connecté à ces voies est alors activé pour remettre à zéro l'ensemble du dispositif: case O dans l'état logique 1, prêt à recommencer un nouveau cycle. Finally, once the shifts caused by the drop brought to their maximum value, the monostable 35 connected to the door 14 detects the absence of pulses in 13 ′ and 13 "and switches the pulses of the generator 16 at the input of the registers , through doors 14, 14 ', and 14 ", to complete the shift towards the channels marked in Xn: 32net 33n the monostable 36 connected to these channels is then activated to reset the entire device: box O in l logic 1, ready to start a new cycle.
Les avantages de ce mode de réalisation sont importants: dès lors que la construction pratique fait appel à des circuits modernes du type C-Mos, la consommation à l'état de veille, c'est à dire entre le passage des gouttes se réduit à celle d'une diode électromuminescente de faibles dimensions puisque l'ensemble des circuits est alors au repos. La résolution, avec les chiffres cités plus haut qui peuvent sans doute être dépassés, et un simple -entre- laçage comme indiqué figure 18, permet d'apprécier une variation du nombre typique des tubulures inférieure à 1 goutte par centimètre cube (tubulures à 20 gouttes/cc), soit, sans précautions spéciales d'ordre mécanique ou optique, une précision de 5%. The advantages of this embodiment are important: as soon as the practical construction calls on modern circuits of the C-Mos type, the consumption in the standby state, that is to say between the passage of the drops is reduced to that of a light emitting diode of small dimensions since all the circuits are then at rest. The resolution, with the figures cited above which can undoubtedly be exceeded, and a simple lacing as indicated in Figure 18, allows to appreciate a variation in the typical number of tubing less than 1 drop per cubic centimeter (tubing at 20 drops / cc), i.e., without special mechanical or optical precautions, an accuracy of 5%.
Le progrès est donc appréciable. Progress is therefore appreciable.
Le champ d'apllications de ce dispositif étudié pour prendre place dans les systèmes de régulation des perfusions, ne se limite pas à ceux-ci. On a représenté figure 16 un exemple d'application au calibrage industriel de denrées fragiles. On peut aussi envisager des applications à la météorologie, pour la mesure précise des gouttes de pluie, qui peut présenter un certain intérêt par exemple pour une meilleure connaissance de la structure des nuages et l'amélioration des prévisions. Le dispositif (figure 17), associé aux moyens d'augmentation de la résolution décrits notamment à la figure 20 peut enfin être intéressant en laboratoire pour par exemple la mesure automatique des dimensions des globules sanguins, et ainsi améliorer le diagnostic des anémies. The field of applications of this device, studied to take place in perfusion regulation systems, is not limited to these. FIG. 16 shows an example of application to the industrial calibration of fragile foodstuffs. We can also consider applications to meteorology, for the precise measurement of raindrops, which can be of some interest for example for a better understanding of the structure of clouds and the improvement of forecasts. The device (FIG. 17), associated with the means for increasing the resolution described in particular in FIG. 20 may finally be advantageous in the laboratory for, for example, the automatic measurement of the dimensions of the blood cells, and thus improve the diagnosis of anemias.
Faute de trouver commercialisés des dispositifs intégrés conformes à la figure 17, l'invention à l'heure actuelle ne peut être réalisée que préférentiellement selon le mode décrit figure 6. La figure 23 représente un exemple de réalisation d'un moyen mobile noté X sur la figure 1 et la description qui s'y rapporte. In the absence of finding integrated devices sold in accordance with FIG. 17 on the market, the invention at present can only be carried out preferentially according to the mode described in FIG. 6. FIG. 23 represents an exemplary embodiment of a mobile means denoted X on Figure 1 and the description relating thereto.
Ce moyen X, s'il a une forme similaire à celle de ceux antérieurement mis en oeuvre, diffère par sa structure conforme à celle décrite figure 6 (ou 15), et l'on retrouve les deux faisceaux étroits 1 qui permettent de mesurer le diamètre de la goutte en éliminant l'influence de sa vitesse. Ce dispositif est adaptable sur toutes les pompes, péristaltiques ou à pistons, poUrvu qu'elles mettent en oeuvre des tubulures classiques avec chambre à gouttes, et il permet dans ce cas d'améliorer sensiblement la précision du débit effectif et une plus juste coincidence entre débit réel et débit demandé. (les circuits de traitement de signal,par exemple ceux de la figure 9, seront bien entendu, incorporés aux circuits déjà existants).This means X, if it has a shape similar to that of those previously implemented, differs by its structure conforming to that described in FIG. 6 (or 15), and we find the two narrow beams 1 which make it possible to measure the diameter of the drop by eliminating the influence of its speed. This device is adaptable to all pumps, peristaltic or piston, provided that they use conventional tubing with drop chamber, and it allows in this case to significantly improve the accuracy of the effective flow and a fairer coincidence between actual flow and requested flow. (the signal processing circuits, for example those of FIG. 9, will of course be incorporated into the already existing circuits).
Les figures 24 et 25 représentent un appareil pour régler des perfusions réalisé selon notre brevet Français n0 2.272.435, et selon la présente invention. Figures 24 and 25 show an apparatus for adjusting perfusions produced according to our French patent No. 2,272,435, and according to the present invention.
Le boitier 36 de l'appareil ne comporte plus maintenant sur ses faces que les réglages de temps et de volume, et les accessoires 38 indispensables à la mise en oeuvre (mors de potence, mors de centrage de la chambre à gouttes, voyants, interrupteurs). The unit 36 of the apparatus now no longer comprises on its faces any time and volume adjustments, and the accessories 38 essential for the implementation (jaws of the gallows, jaws of centering of the drip chamber, indicators, switches ).
Les dits réglages 35 de temps et de volume commandent par les diviseurs 37 correspondants une division de rapport variable de la fréquence des impulsions du générateur 16.Said time and volume settings 35 control by the corresponding dividers 37 a variable ratio division of the frequency of the pulses of the generator 16.
Le dispositif de la présente invention avec ses moyens 3 et 4 associés aux circuits de la figure 9 fournit ici le signal de passage 21 et le signal de volume de goutte 22; ce dernier, grâce au monostable 20 et à la mémoire 34, commande en permanence le rapport de division d'un dernier diviseur 37. Ainsi est élaboré un signal 39 de référence, variable avec le temps de perfusion demandé, le volume total à perfuser, et le volume réel des gouttes fournies par la tubulure quelconque utilisée. The device of the present invention with its means 3 and 4 associated with the circuits of Figure 9 here provides the pass signal 21 and the drop volume signal 22; the latter, thanks to the monostable 20 and to the memory 34, permanently controls the division ratio of a last divider 37. Thus is produced a reference signal 39, variable with the requested infusion time, the total volume to be infused, and the actual volume of drops provided by any tubing used.
Ce signal de référence est appliqué comme antérieurement à l'une des entrées d'un comparateur 40 qui reçoit sur l'autre le signal de passage 21, et qui élabore un signal de commande pour la pince de tubulure 7. Celle-ci, par le dispositif 41 sensible à l'écartement de ses mors, élabore un signal 42 variable reflétant bien la pression en aval de la tubulure de pince et appliqué à l'une des entrées du comparateur 40' qui reçoit sur l'autre, le signal de référence 39, éventuellement transformé, par exemple par un intégrateur si le signal 42 est un signal analogique. Ce comparateur élabore donc un signal de position anormale des mors de la pince pour actionner le circuit d'alarme 43. This reference signal is applied as before to one of the inputs of a comparator 40 which receives the pass signal 21 on the other, and which generates a control signal for the tubing clamp 7. The latter, by the device 41 sensitive to the spacing of its jaws, produces a variable signal 42 reflecting well the pressure downstream of the clamp tubing and applied to one of the inputs of the comparator 40 'which receives on the other, the signal of reference 39, possibly transformed, for example by an integrator if the signal 42 is an analog signal. This comparator therefore produces an abnormal position signal from the jaws of the clamp to activate the alarm circuit 43.
Ce dispositif, apparamment imprécis, est pourtant fondamental car en son absence, tous les appareils de régulation de perfusion antérieurement décrits, finissent en cas d'anomalie progressive comme par exemple une thrombose veineuse, par #compenser la diminution du débit qui en résulte grâce à une ouverture progressivement croissante des mors de leur pince de tubulure, et alors la pression au niveau du cathéter Qu de l'aiguille devient égale à la pression hydrostatique, avec tous les risques que cela comporte: de la simple effraction vasculaire avec oedème local aux embolies par migration de caillots, ou aux épanchements pleuraux. La littérature médicale est riche en ce domaine. This device, apparently imprecise, is however fundamental because in its absence, all the perfusion control devices previously described, end in the event of progressive anomaly such as for example a venous thrombosis, by #compensating for the reduction in flow which results thanks to a gradually increasing opening of the jaws of their tubing clamp, and then the pressure at the level of the catheter Qu of the needle becomes equal to the hydrostatic pressure, with all the risks that this entails: from simple vascular breach with local edema to embolism by migration of clots, or pleural effusions. The medical literature is rich in this area.
Ainsi, aux avantages antérieurs décrits: disparition des calculs fastidieux et sécurité, s'ajoute une amélioration de la précision et une simplification de la mise en oeuvre puisque le type de tubulure devient indifférent, et que les variations du volume des gouttes sont maintenant compensées automatiquement. Thus, to the previous advantages described: disappearance of tedious calculations and security, is added an improvement of the precision and a simplification of the implementation since the type of tubing becomes indifferent, and that the variations of the volume of the drops are now compensated automatically .
Enfin, les divers modes de réalisation du principe selon l'invention permettent de mesurer et de détecter le passage de corps de toutes natures, avec des applications dans l'industrie, la météorologie et la biologie. Finally, the various embodiments of the principle according to the invention make it possible to measure and detect the passage of bodies of all kinds, with applications in industry, meteorology and biology.
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