HU189957B - Circuit arrangement for electronic control and continuous inspection of breathing gas humidifier - Google Patents

Description

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés lélegeztetőgáz-nedvesítő elektronikus vezérlésére és folyamatos ellenőrzésére, amely lélegeztetőgáz-nedvesítő elektromos fűtőberendezése a beteg közelében elrendezett hőmérsékletérzé kelőn keresztül szabályozóval van vezérelve.

Lélegeztctőgáz-nedvesítők betegek mesterséges lélegeztetéséhez alkalmazhatók és olymódon vannak felépítve, hogy a lélegeztetőgázt vezető vezeték páciensoldali végén, azaz a páciensbemenetén a nedvesített és hőszabályozott lélegeztetőgáz relatív nedvességtartalma 96—100%.

A 24 45 677 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási iratból betegek nedves Jélegeztetőgázzal való ellátására ismert olyan berendezés, amelynél egy érzékelő jelével működtetett hőmérséklet szabályozó a fűtőelemtől a lélegeztetőgáz vezeték felé áradott hőmennyiséget oly módon vezérli, hogy a vezeték végén a hőmérséklet kisebb és a relatív nedvességtartalom nagyobb a párologtató kamrában uralkodó hőmérsékletnél és relatív nedvességtartalomnál.

A 25 12 607 lajstromszámú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírásból ismert buborékoltató rendszerű légnedvesítő a lélegeztetőgáz felmelegítését és nedvesítését oly módon valósítja meg, hogy a száraz lélegeztetőgázt fűthető vízfürdőbe befújják és a bevezetett fűtőteljesítményt a nedvesített és hőszabályozott gáz kimeneti hőmérsékletétől függően szabályozó elem hőmérsékletérzékelőjét a tömlő páciensoldali végén helyezik el.

A 27 02 674 lajstromszámú Német Szövetségi köztársaság-beli szabadalmi leírásból ismert lélegeztető-nedvcsítőnek házban elrendezett párologtatója van, amely a vízfelszín alatt elrendezett, a vizet forrásban tartó fűtőpatronnal és a vízfelszín felett elrendezett keverőkamrával van ellátva. A keverőkamrához a lélegeztetőgázt bevezető vezeték, valamint a lélegeztetőgázt elvezető vezeték van csatlakoztatva, amelyben a párologtató mögött túlhevítő van beépítve, amelynek fűtőelemét szintén hőmérsékletérzékelő vezérli, ahol a hőmérsékletérzékelő közvetlenül a csutora előtt van elhelyezve.

A 28 32 225 számú Német Szövetségi Köztársaságbeli közrebocsátási iratból ismert továbbá folyadéktartálytól eszigetelt fűtőelemmel ellátott párologtató nedvesítő, amelynek fűtőeleme elektronikusan vezérelhető. Ezen nedvesítő 100% relatív nedvességtartalmú és körülbelül 25—40 °C hőmérsékletű lélegeztetögáz előállítására alkalmas.

A folyamatos percenkénti áramlási mennyiség 1től körülbelül 60 literig és a maximális percenkénti belégzési áramlási mennyiség körülbelül lO-től 100 literig terjedhet, valamint percenkénti 30 literes folyamatos áramlási mennyiség esetén a nyomáscsökkentés a nedvesítőben körülbelül 0,1 cm vízoszlopot tesz kJ.

Ez a megoldás is abból indul ki, hogy a lélegeztetőgáz nedvesítők általában porlasztók vagy cseppeket szétporlasztó berendezés, buborékképző nedvesítők vagy párologtató nedvesítők, ahol az utóbbiak a bebizonyított előnyei következtében a legelterjedtebbek. Az előnyök különösen abban vannak, hogy térfogat egységként nagyobb nedvességtartalom érhető el anélkül, hogy vízcseppek keletkeznének. Ezt indokolva meg kell említeni, hogy a vízcseppek nemcsak traumás hatással vannak a betegekre, nanema lélegeztető készülék irányában mikroorganizmusok hordozójaként is szerepelnek.

A párologtató nedvesítők párologtató elemmel ellátott nedvesítőkamrát tartalmaznak, amelyek közül vagy a nedvesítőkamra fűtőelemmel van szorosan körülvéve, vagy a párologtató elem fűtőelemmel van ellátva, amely előnyösen elektronikus vezérléssel van kialakítva. Az elektronikus vezérlés hőátadó felület hőmérsékletét figyeli és kikapcsolja a párologtató nedvesítőt, ha a hőmérséklet egyelőre meghatározott szintet túllépi.

Ezen, az elektronikus vezérlés által megoldandó feladat szükségessé teszi, hogy a hőmérsékJetérzékelő közvetlenül a fűtőelemen legyen rögzítve, hogy a szabályozó a fűtőelem elektromos bemenetét ciklikusan rövid időintervallumok alatt ki- és bekapcsolhassa és ily módon a hőmérsékletet szűk határon belül szabályozhassa.

Ezen hőmérsékletérzékelő elrendezés viszont nem zárja ki, hogy a lélegeztetőgáz hőmérsékletének a beteg közelében történő mérésére további érzékelő, például termisztor szükséges, amely egyidejűleg ellenőrzési funkciót is végez és az előre beállított hőmérséklet túllépése esetén a fűtőelemet kikapcsolja. A kikapcsolással egyidejűleg akusztikai és optikai riasztóberendezés lép működésbe.

A fűtőelemen rögzített hőmérsékletérzékelői és a beteg közelében elrendezett érzékelőn kívül további védőeszközként hőbiztosíték van elhelyezve, amely a megnegedettnél nagyobb hőmérséklet emelkedés esetén működésbe lép és a párologtató nedvesítő áramellátását megszakítja.

A páciens védelmét szolgáló biztosítékokat más fűthető lélegeztetőgáz-nedvesítő esetén is alkalmaznak, ahol a túlfűtés a rendszerben optikai és akusztikai riasztást vált ki és a riasztással a lélegeztetőgáz-nedvesítőt automatikusan kikapcsolják. Dy módon működik a 3M Deutschland GmbH-cél 32 04 típusú lélegeztetőgáz-nedvesítő is, amelynek további előnye, hogy a légút hozzávetőleges hőmérsékletének optikai kijelzését digitális kijelzéssel biztosítják. Ennek ellenére az eddig kifejlesztett lélegeztetőgáz-nedvesítők csak akkor megfelelőek, ha a lélegeztetögáz a megfelelő tartományban váló fokozatos beállításán és a páciensoldali bemeneten levő lélegeztetőgáz hőmérsékletének optikailag áttekinthető kijelzésén kívül azt is kijelzik, ha a lélegeztetőgáz hőmérséklete az üzemi tartomány fölé emelkedik vagy alá csökken, ha üzemhibák vagy hibás kezelés - csatlakoztatott lélegeztető készülék esetén is - kijelezhető.

A találmány célja, hogy ezen hiányzó funkciókat is megvalósíthatóvá tegye, jobb hőmérsékletinformációt nyeljünk és a páciens közelében levő lélegeztetőgáz hőmérsékletének ellenőrzését optimálissá tegyük.

A találmány feladata, hogy lélegeztetőgáz-nedvesítő elektronikus vezérlésére és folyamatos ellenőrzésére olyan kapcsolási elrendezést hozzunk létre, amellyel lélegeztetőgáz hőmérséklete elektronikusan beállítható és annak előírt szintiéről közvetlenül információ nyerhető, hogy ezen nőmérsékletinformáció fényszalagos kijelzéssel történik, valamint határérték figyelésére, illetve alá csökkenés színes jelzéssel kijelezhető, továbbá a hőátadó felületnél levő párologtatóhőmérséklet folyamatos megfigyelése oly módon biztosítható, hogy a megengedett határérték fölé emelkedésnek felismerhető kijelzése és másrészt optikai és akusztikai riasztás történik.

A találmány szerint a feladatot oly módon oldot

189.957 tűk meg. hogy az elektromos fűtőberendezéssel összekötött hőmérsékletszabályozó feszültségosztóval ellátott többszörös komparátoregységet tartalmaz, amely első erősítőn és állandó árammal táplált mérőhídon keresztül a páciens közelében elrendezett hőmérsékletérzékelővel, valamint második erősítőn és állandó árammal táplált, második nrérőhidon keresztül a fűtés közelében elrendezett hőmérsékletérzékelővel van összekötve, továbbá a többszörös komparátoegység fényt kibocsátó diódákkal kialakított diódasorrai van kapcsolatban, amely hőmérséklet átkapcsolom, első tranzisztoros áramkörre és második tranzisztoros áramkörre van csatlakoztatva, amelyek egyrészt a nrérőhidakon keresztül a hőmérsékletérzékelőkkel és más részt a fűtőberendezéssel összekötött optocsatoló kimeneti tranzisztorával, villogtató generátorral, valamint riasztó generátorral jelátviteli kapcsolatban vannak.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyös kivitele esetén a többszörös komparátoregység egyrészt a villogtató generátorral, valamint tranzisztorral és másrészt ezen tranzisztorral jelátviteli kapcsolatban levő fényt kibocsátó diódával van összekötve, ahol az utóbbi a második mérőhíddal és a második erősítővel van kapcsolatban. Ebben az esetben különösen előnyös, ha a fényt kibocsátó diódák ismert LED diódák, amelyeknek soros elrendezésükké’ különböző színű fényszalagok alakíthatók ki.

Előnyös továbbá, ha a többszörös komparátoregység tranzisztorral van jelátviteli kapcsolatban, amelyen kérésziül egyrészt a villogtató generátorral összekötött kapuáramkörrel és másrészt diódákkal és ezeken keresztül az egyik fényt kibocsátó diódával csatlakozás van kiképezve.

A fűtőberendezés lekapcsolására további jelátviteli kapcsolat van kialakítva, ahol az egyik tranzisztoros áramkörrel összekötött riasztó generátor bemeneti oldalán diódával van összekötve.

A fűtőberendezés továbbá vezetéken keresztül lekapcsolható, amely az első erősítőt azzal a tranzisztoros áramkörrel köti össze, amely az utána kapcsolt tranzisztorral és az optocsatolóval jelátviteli kapcsolatban van.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezést előnyös kiviteli példa kapcsán rajz segítségével ismertetjük, ahol a rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolást elrendezés egy előnyös kiviteli példáját ismerteti.

A lélegeztetőgáz-nedvesíto elektronikus vezérlésére és folyamatos ellenőrzésére szolgáló kapcsolási elrendezés (1, ábra) első 1 erősítővel, második 2 erősítővel, az 1, 2 erősítővel összekötött 3 többszörös kompardtoregységgel, valamint két, az 1,2 erősítő elé kapcsolt 4, 6 hídellenállással és a 3 többszörös komparátoregységre csatlakoztatott 5 feszültségosztóval van ellátva. A 3 többszörös komparátoregység kimeneti oldalán 7/1,7/2, 8/1,8/2 tranzisztoros áramkörök, valamint a 3 többszörös komparátoregységgcl összekötött 9 tranzisztor van elhelyezve. A 3 többszörös komparátoregység továbbá 10 villogtató generátorral és a 8/1 tranzisztoros áramkörön keresztül 11 riasztó generátorral van összekötve. Ezenfelül a 3 többszörös komparátoregység 304 315, 318 kimenetéivel fényt kibocsátó 12/1 diódára és fényt kibocsátó 12/2, 12/3 diódákkal kialakított diódasorra van csatlakoztatva, amelyek együtt diódasort alkotnak. A fényt kibocsátó 12/1, 2/3 diódák, a 8/1 tranzisztoros áramkörrel és 17 hőmérséklet átkapcsolón keresztül a 7/1 tranzisztoros áramkörrel jelátviteli kapcsolatban van. Az utóbbi a 7/2 tranzisztoros áramkörrel van összeköttetésben, amely J4 optocsatoló kimeneti tranzisztorára van csatlakoztatva. A kapcsolási elrendezés továbbá a lélegeztetőgáz hőmérsékletét érzékelő 15 hőmérsékletérzékelővel és a fűtéshőrnérsékletet érzékelő 16 hőinérsékletérzékelővel van ellátva, amelyek a 4, 6 hídellenállásokkal meghatározott hőmérsékletértékre, illetve feszültségértékre beállítandók.

A 3 többszörös komparátoregység 304 kimenete a 8/1 tranzisztoros áramkörrel és azon keresztül a 8/2 tranzisztoros áramkörrel van összeköttetésben, amely 13 relével és 18 diódával van jelátviteli ka|Ksolatban. Továbbá 19 dióda, valamint két 20 dióda az állandó árammal táplált 23 inérőhíddal van összeköttetében, amely a 15 hőmérsékletérzékelővel van ellátva és amelynek kimeneti feszültségét az I erősítő erősíti. A 24 mérőhíd 16 hőmérsékletérzékelővel van ellátva, amelynek kimeneti feszültségét a 2 erősítő erősít. Az 1 erősítő 22 csatolótagon keresztül a 7/1 tranzisztoros áramkörre van csatlakoztatva, továbbá a 3 többszörös komparátoregység 302 kimenetével a 10 villogtató generátorral, valamint 21 tranzisztorral van kapcsolatban, amely a fényt kibocsátó 12/1 diódával van összekötve. A 10 villogtató generátort 25 kapuáramkör működteti abban az esetben, ha referenciafeszültség fölé emelkedés vagy alá csökkenés lép fel. Erre a célra a felső határérték (OGW) számára kialakított bemenet a 8/2 tranzisztoros áramkörrel míg a másik, az alsó határérték számára kialakított bemenet a 9 tranzisztorral van jelátviteli kapcsolatban.

A 12/1, 12/2 és 12/3 diódákkal kialakított diódasorok, valamint a 19 dióda előnyösen úgynevezett LED-díódákkal vannak kialakítva, ahol a 12/1, 12/2 és 12/3 diódák fényszalagként alakíthatók ki, amelynek színe például a 12/1 dióda esetében sárga, a 12/2 dióda esetében zöld és a 12/3 diódák esetében piros.

A találmány további tulajdonságait és előnyeit valamint a kapcsolási elrendezés jelátviteli kapcsolatait az alábbi működés ismertetés tartalmazza:

A 15 hőmérsékletérzékelő 23 mérőhídban van elhelyezve, amelynek kimeneti feszültségét a 3 többszörös komparátoregység 317 bemenetére vezetjük. Az 5 feszültségosztó a 3 többszörös komparátoregység k-m párát órai számára referenciafeszültség értékeket állít elő, amelyek a 3 többszörös komparátoregység 303, 316 bemenetére kerülnek.

Mint már említettük, a 3 többszörös komparátoregység 304-315 kimenetei a 12/2, 12/3 diódákra vannak vezetve és a 17 hőmérséklet átkapcsolóval vannak összeköttetésben.

A 17 hőmérséklet átkapcsolóval beállított hőmérséklet elérésekor a megfelelő komparátor átbillen és a 17 hőmérséklet átkapcsolón keresztül elektromos áram folyik a 7/1 tranzisztoros áramkörre, amely a 7/2 tranzisztoros áramkörön keresztül a 14 optocsatoló kimeneti tranzisztorát vezérli, aminek következtében a csatlakoztatott fűtőberendezés (az ábrán, nincs ábrázolva) lekapcsol és ezzel a 19 dióda a fűtéstizemet jelző fénykibocsátása is megszűnik.

Meghatározott potenciálnak a 3 többszörös komparátoregység 31, 315 kimenetére való kapcsolásával szalagüzemet állítunk be, amivel a fényt kibocsátó 12/1, - 2/2, 12/3 diódák fényszalagot alakítóan vannak elrendezve.

Az üzemi hőmérséklettartományban elektromos

189.95 7 áram folyik a 20 diódákon és a 1 2/2 diódákon keresztül a 3 többszörös komparátoregységbe még nem átbillent fokozat kimenetéig, aminek következtében a zöld színű fényszalag világít és a lélegeztetőgáz hőmérsékleté* kijelzi. Amennyiben a feszültség az alsó határértéknek referenciafeszültsége alá csökken, a 3 többszörös komparátoregység 315 kimenetétől kiindulva a 9 tranzisztoron és a 25 kapuáramkörön keresztül a 10 villogtató generátor aktivizálódik, amely kimeneti jelével a 21 tranzisztort vezérli és ezáltal a 20 diódákon és a 12/1 diódákon keresztül azokat szaggatott árammal villogtatja.

Amennyiben a feszültség a felső határértékhez tartozó referenciafeszültség fölé emelkedik, a 3 többszörös komparátoregység 304 kimenetéből kiindulva a 8/1 tranzisztoros áramkörön keresztül az alábbi folyamatokat indítja:

- a 8/2 tranzisztoros áramkör a 25 kapuáramkörön keresztül a 10 villogtató generátort aktiválja, amely a 3 többszörös komparátoregység 2 kimenetén az összes 12/2, 12/3 diódát villogtatja,

- a 11 riasztógenerátor a jelzőberendezésével együtt közvetlenül aktivizálódik a 7/2 tranzisztoros áramkör a 18 diódán keresztül zár és lekapcsolja a fűtőberendezést

- a 13 relé átkapcsol, amely feszültségmentes érintkezőjével külső megfigyelés Télé irányuló jeladást tesz lehetővé.

A fűtéshőmérséklet számára alkalmazott 16 bőmérsékietérzékelő a 6 hídellenallásSal meghatározott hőmérsékletre illetve feszültségre van beállítva, amelynek túllépése esetén a 2 erősítőtől a 8/1 tranzisztoros áramkörhöz elektromos áram folyik és azon keresztül azonos jeleket állít elő mint a felső határérték átlépése esetén.

A 23 mérőhíd nem csatlakoztatott 15 hőmérsékletérzékelő esetén olymódon van elhangolva, hogy a kimeneti jel az 1 erősítőtől a 22 csatolótagon át adott esetben vezetéken keresztül közvetlenül — a 7/1 tranzisztoros áramkört vezérli és a 7/2 tranzisztoros áramkörön és a ]4 optocsatolón keresztül a fűtőberendezést lekapcsolja. Ezen kapcsolási elrendezéssel, a 3 többszörös komparátoregységgel és annak 304-315, 318 kimeneteire csatlakoztatott 12/1, 12/2, 12/3 diódák alkalmazásával a léiegeztetőgáz. hőmérsékletét beállító 17 hőmérséklet átkapcsoló közvetlen csatlakozása, valamint a lélegeztetőgáz hőmérsékletéről közvetlen információ lehetséges.

Továbbá a 3 többszörös komparátoregység szalagüzembe való beállításával az egyes fényt kibocsátó diódák fényszalagként való elrendezése adott és a fényszaiagok színkülönbségével a liatárértékátlépés esetén áttekinthető hőmérsékletinformáció állítható elő.

A 12/2, 12/3 diódák villogó diódasorával az információ minősége még optimálisabbá válik. További előny a 6 hídeUenállás és a 16 hőmérsékletérzékelő kapcsolatával van biztosítva, amellyel a fűtőberendezés határhőmérsékletének átlépése esetén például a lélegc/tetőgáz-nedvesítő párologtató köpenyén gyors jelzés biztosítható.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel következésképpen a lélegeztetőgáz hőmérsékletének szabályos kijelzése és annak fiziológiailag megfelelő hőmérséklettartományban való beállítása, és a lélegeztelőgáz üzemi tartományának túllépése (fölé emelke-; dés vagy alá csökkenés) esetén - függetlenül attól.

hogy azt üzemzavar vagy lűbás kezelés idézte elő megbízható jelzés és riasztás biztosítható. Meghatározott hőrnérséklethatár túllépése esetén optikai és akusztikai figyelmeztetés következik és a lélegeztető gáz számára alkalmazott hőméreékletérzékelő csatlakoztatásának hiányában vagy vezetékszakadás esetén üzembe helyezés akadályozva van.

Claims (6)

Szabadalmi igénypontok

1. Kapcsolási elrendezés lélegeztetőgáz-nedvesítő elektronikus vezérlésére és folyamatos ellenőrzésére, amelynek elektromos fűtőberendezése hőmérsékletszabályozón keresztül két hőmérsékletérzékelővel van összekötve, ahol az. egyik hőmérsékletérzékelő a beteg közelében és a másik bőmérsékietértékelő a fűtés közelében van elrendezve, azzal jellemezv e , hogy a hőmérsékletszabályozónak feszültségosztóval (5) ellátott, többszörös komparátoregysége (3) van, amely első erősítőn (1), valamint állandó árammal táplált, mérőhídon (23) keresztül a beteg közelében elrendezett bőmérsékíetérzékelövel (15), valamint második erősítőn (2) és állandó árammal táplált, második mérőhídon (24) keresztül a fűtés közelében elrendezett bőmérsékíetérzékelövel (16) van összekötve, továbbá fényt kibocsátó diódákkal (12/1, 12/2, 12/3) kialakított diódasorraJ van kapcsolatban, amely hőmérséklet átkapcsoJóra (17), első tranzisztoros áramkörre (7/1, 7/2) és második tranzisztoros áramkörre (8/1, 8/2) van csatlakoztatva, amelyek egyrészt a mérőhjdakon (23, 24) keresztül a hőmérsékletérzékelőkkcl (15, 16) és másrészt fűtőberendezéssel összekötött optocsatoló (14) kimeneti tranzisztorával, villogtató generátorral (10), valamint riasztó generátorral (11) jelátviteli összeköttetésben vannak.

2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a többszörös komparátoregység (3) egyrészt a villogtató generátorral (10) és tranzisztorral (21) és másrészt ezen tranzisztorral (21) jelátviteli! kapcsolatban levő diódával (12/1) van összekötve, amely a mérőhíddai (24) és az erősítővel (2) van kapcsolatban,

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a dióda (12/1) és a diődasort alakító fényt kibocsátó diódák (12/2, 12/3) ismert LED-diódák, amelyek különböző színű fényszalagot képezően sorban vannak elrendezve.

4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a többszörös komparátoregység (3) tranzisztorral (9) jelátviteli kapcsolatban van, amelyen keresztül egyrészt villogtató generátorral (10) összekötött kapuáramkörrel (25) és másrészt diódákkal (20) és ezeken kresztül diódával (12/1) csatlakozás van kialakítva.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a tranzisztoros áramkörrel (8/1, 8/2) összekötött riasztó generátor (11) bemeneti oldalán diódával (18) van jelátviteli kapcsolatban.

6. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az erősítő (7/1) van vezetve, amely a tranzisztoros áramkörrel (7/2) és az optocsatolóval (14) jelátviteli kapcsolatban van.