ITBO960143U1 - Dispositivo di misura della portata di un fluido all'interno di una tu bazione di una macchina per dialisi. - Google Patents

Description

del brevetto per modello industriale di utilità

La presente innovazione riguarda un dispositivo di misura della portata di un fluido all'interno di una tubazione di una macchina per dialisi.

Attualmente, in altri settori sono noti,dispositivi di misura della portata di un fluido che comprendono un condotto all'interno del quale fluisce il fluido di cui si vuole determinare la portata, un elemento riscaldante, il quale è fissato al citato condotto ed è atto a cedere calore al fluido, ed una coppia di sensori di temperatura che sono disposti a monte ed a valle dell'elemento riscaldante, e sono atti a misurare la temperatura -del fluido rispettivamente prima e dopo l'elemento riscaldante stesso.

Nei dispositivi di misura sopra descritti, a parità di -potenza termica ceduta al fluido dall'elemento riscaldante, la portata del fluido all'interno del condotto risulta sostanzialmente inversamente proporzionale alla differenza tra le temperature misurate rispettivamente monte valle dell'elemento di riscaldamento stesso.

In particolare, l'elemento riscaldante è generalmente costituito da un resistore fissato al citato condotto, ai capi del quale viene applicata una differenza di potenziale elettrico controllata tramite un transistore di potenza interposto tra una sorgente di energia elettrica ed il resistore stesso. Il sensore di temperatura è invece definito da un resistore termovariabile che varia il proprio valore di resistenza in funzione della temperatura, oppure da una termocoppia che rileva la differenza di temperatura esistente tra il fluido e l'ambiente esterno.

Il principale inconveniente dei dispositivi di misura sopra descritti è di non essere adatti ad un impiego nelle macchine per dialisi, in quanto realizzati con materiali metallici che possono rilasciare nel fluido sostanze pericolose per il paziente sottoposto a dialisi. Inoltre, nelle macchine per dialisi attualmente impiegate, il fluido ,dopo aver attraversato il dispositivo di misura, fluisce all'interno di un dializzatore dove viene a contatto con il sangue del paziente tramite l'interposizione di una membrana semipermeabile. Per evitare la coagulazione del sangue all'interno del citato dializzatore, il fluido deve necessariamente giungere all'interno del dializzatore stesso con una temperatura determinata, sconsigliando di fatto l'impiego di dispositivi di misura della portata che producano incrementi di temperatura variabili nel tempo .

Scopo della presente innovazione è quindi quello di realizzare un dispositivo di misura della portata di un fluido all'interno di un condotto, esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente innovazione viene realizzato un dispositivo di misura della portata di un fluido all'interno di una tubazione di una macchina per dialisi, il dispositivo comprendendo un condotto di rilevamento definente una porzione della detta tubazione, mezzi di riscaldamento del fluido che fluisce all'interno del detto condotto di rilevamento, mezzi di rilevamento della temperatura del fluido in ingresso ed in uscita dal detto condotto di rilevamento, e mezzi di comando e controllo collegati ai detti mezzi di rilevamento ed ai detti mezzi di riscaldamento; il detto dispositivo di misura essendo caratterizzato dal fatto che il detto condotto di rilevamento è realizzato in materiale plastico biocompatibile, ed i detti mezzi di riscaldamento comprendono un transistor, il quale è alloggiato nel detto condotto di rilevamento, ed è comandato dai detti mezzi di comando e controllo.

La presente innovazione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, un dispositivo di misura realizzato secondo i dettami della presente innovazione; e

la figura 2 è una vista prospettica, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, del dispositivo di figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo per la misurazione della portata di un fluido (soluzione di dialisi) che fluisce all'interno di una tubazione 2 di una macchina per dialisi.

Il dispositivo 1 comprende un condotto 3 di misura, il quale è realizzato in materiale plastico biocompatibile (per esempio LEXAN), e definisce una porzione della tubazione 2, una unità di riscaldamento 4, la quale è atta a riscaldare il fluido che fluisce nel condotto 3, ed una dispositivo di rilevamento 5 delle temperature del fluido in ingresso TI ed in uscita T2 dal condotto 3 stesso. Il dispositivo 1 comprende, inoltre, una unità di controllo 6 che comanda l'unità di riscaldamento 4 in funzione delle temperature rilevate dal dispositivo di rilevamento 5 al quale è collegata. Il condotto 3 di misura è definito da un corpo tubolare, di forma cilindrica nell'esempio illustrato, il quale è disposto lungo la tubazione 2, è collegato alla tubazione 2 stessa tramite una coppia di manicotti 8 di collegamento, e presenta internamente una camera 9 di riscaldamento nella quale l'unità dì riscaldamento 4 cede energia termica al fluido.

Con particolare riferimento alla figura 2, il corpo tubolare presenta tre sedi, indicate rispettivamente con i numeri 10, 11 e 12, la prima delle quali è ricavata sulla parete del corpo tubolare in corrispondenza della camera 9, e sporge all'interno della camera 9 stessa, mentre la seconda e la terza sono ricavate sulla parete del corpo tubolare a monte ed a valle della camera 9, e sporgono a loro volta all'interno del condotto 3. Nell'esempio illustrato, in corrispondenza delle sedi 10, 11 e 12 la citata parete del corpo tubolare presenta un rivestimento 14 di materiale metallico ad elevata conducibilità termica.

A sua volta, l'unità di riscaldamento 4 comprende una sorgente 15 di energia elettrica presentante ai propri morsetti una differenza di potenziale elettrico Vs costante, un resistore 16, ed un transistor 17, di tipo MOS-FET nell'esempio illustrato, il quale è alloggiato all'interno della sede 10 presente nel citato corpo tubolare. In particolare, la sorgente 15 alimenta 11 resistore 16 tramite il transistor 17 che è pilotato dall'unità di controllo 6, ed è atto a controllare la differenza di potenziale elettrico Vr applicata al resistore 16 stesso.

Il dispositivo di rilevamento 5 è definito da una termocoppia 19 che presenta due estremità 20 e 21 sensibili alla temperatura, le quali sono alloggiate all'interno rispettivamente della sede 11 e della sede 12 del citato corpo tubolare. La termocoppia 19 è atta a rilevare direttamente la differenza ΔΤ tra la temperatura TI del fluido a monte della camera 9 e la temperatura T2 del fluido a valle della camera 9 stessa.

L'unità di controllo 4 comprende infine due dispositivi di elaborazione, indicati rispettivamente con i numeri 25 e 26, il primo dei quali è collegato alla termocoppia 19 e produce in uscita un segnale St funzione della differenza di temperatura ΔΤ=Τ2-Τ1 rilevata dalla termocoppia 19; il secondo dei quali è atto a comparare il segnale St prodotto dal primo dispositivo di elaborazione 25 con un segnale Sr di riferimento indicativo di un differenza di temperatura predefinita ATr, ed a pilotare il transistor 17 per aumentare, ovvero diminuire, la potenza termica ceduta dal transistor 17 stesso al fluido nel caso in cui il segnale Sr di riferimento sia maggiore, ovvero minore, del segnale St.

In uso, una volta stabilita la differenza di temperatura ATr tra le temperature del fluido in ingresso ed in uscita dal condotto 3, ed impostato il corrispondente segnale Sr, l'unità di controllo 6 pilota il transistor 17 in modo tale che la potenza ceduta al fluido sia tale da determinare una variazione della temperatura pari a ATr. La potenza termica ceduta è quindi proporzionale alla portata del fluido all'interno del condotto 3.

Visto che la portata del fluido e proporzionale alla potenza termica dissipata dal transistor 17, e dato che questa potenza termica è funzione della differenza di potenziale elettrico Vr applicata al resistore 16, ne consegue che la portata del fluido all'interno del condotto 3 è funzione della differenza di potenziale elettrico Vr applicata al resistore 16.

Secondo una variante non illustrata, nel dispositivo 1 l'unità di controllo 6 è sostituita da una unità di controllo che comanda il transistor 17 in modo tale che la potenza termica da esso ceduta al fluido sia costante nel tempo; in questo caso la differenza di temperatura ΔΤ rilevata dalla termocoppia 19 è funzione della portata del fluido nel condotto 3:

Risulta infine chiaro che al dispositivo 1 di misura qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente innovazione.

Claims (8)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo (1) di misura della portata di un fluido all'interno di una tubazione (2) di una macchina per dialisi, il dispositivo (1) comprendendo un condotto (3) di rilevamento definente una porzione della detta tubazione (2), mezzi di riscaldamento (4) del fluido che fluisce all'interno del detto condotto (3) di rilevamento, mezzi di rilevamento (5) della temperatura del fluido in ingresso (Tl) ed in uscita (T2) dal detto condotto (3) di rilevamento, e mezzi di comando e controllo (6) collegati ai detti mezzi di rilevamento (5) ed ai detti mezzi di riscaldamento (4); il detto dispositivo (1) di misura essendo caratterizzato dal fatto che il detto condotto (3) di rilevamento è realizzato in materiale plastico biocompatibile, ed i detti mezzi di riscaldamento (4) comprendono un transistor (17), il quale è alloggiato nel detto condotto (3) di rilevamento, ed è comandato dai detti mezzi di comando e controllo (6).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di riscaldamento (4) comprendono un resistore (16) ed una sorgente di energia elettrica (15) che alimenta il detto resistore (16) tramite l'interposizione del detto transistor (17); il detto transistor (17) essendo atto a controllare contemporaneamente la differenza di potenziale elettrico (Vr) applicata al detto resistore (16), e la potenza termica ceduta dal transistor (17) stesso al fluido all'interno del detto condotto (3) di rilevamento; la potenza termica ceduta dal transistor (17) al fluido essendo funzione della differenza di potenziale elettrico (Vr) applicata al resistore (16).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto 'che i detti mezzi di rilevamento (5) comprendono una termocoppia (19) presentante due estremità (20, 21) sensibili alla temperatura, le quali sono disposte sostanzialmente in corrispondenza di un rispettivo ingresso e di una rispettiva uscita del detto condotto (3) di rilevamento; la termocoppia (19) essendo atta a determinare direttamente la variazione di temperatura (ΔΤ) del fluido indotta dai detti mezzi di riscaldamento (4) nel passaggio all'interno del detto condotto (3) di rilevamento .
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di riscaldamento (4) comprendono un resistore (16) ed una sorgente di energia elettrica (15), la quale alimenta il detto resistore (16) tramite l'interposizione del detto transistor (17), ed i detti mezzi di rilevamento (5) comprendono una termocoppia (19) presentante due estremità (20, 21) sensibili alla temperatura, le quali sono disposte sostanzialmente in corrispondenza di un rispettivo ingresso e di una rispettiva uscita del detto condotto (3) di rilevamento; la termocoppia (19) essendo atta a determinare direttamente la variazione di temperatura (ΔΤ) del fluido indotta dai detti mezzi di riscaldamento (4) nel passaggio all'interno del detto condotto (3) di rilevamento; il detto transistor (17) essendo atto a controllare contemporaneamente la differenza di potenziale elettrico (Vr) applicata al detto resistore (16), e la potenza termica ceduta dal transistor (17) stesso al fluido all'interno del detto condotto (3) di rilevamento; la potenza termica ceduta dal transistor (17) al fluido essendo funzione della differenza di potenziale elettrico (Vr) applicata al resistore (16).
5. 5. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di comando e controllo (6) comprendono un primo dispositivo di controllo (25), il quale è collegato ai detti mezzi di rilevamento (5) della temperatura, e fornisce in uscita un segnale di temperatura (St) funzione della variazione di temperatura (ΔΤ) tra le temperature del fluido in ingresso (Tl) ed in uscita (T2) dal detto condotto (3) di rilevamento, ed un secondo dispositivo di controllo (26), il quale è collegato al primo dispositivo di controllo (25), confronta il segnale di temperatura (St) del primo dispositivo di controllo (25) con un segnale di riferimento (Sr), e controlla il detto transistor (17) per eguagliare il segnale di temperatura (St) al detto segnale di riferimento (Sr).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto transistor (17) è alloggiato all'interno di una prima sede (10) ricavata nel detto condotto (3) di rilevamento.
7. 7. Dispositivo secondo le rivendicazioni 3, 4 e 6, caratterizzato dal fatto che il detto condotto (3) di rilevamento comprende una seconda (11) ed una terza sede (12), che sono disposte da bande opposte della detta prima sede (10) e alloggiano, ciascuna, una rispettiva estremità (20, 21) sensibile alla temperatura della detta termocoppia (19).
8. 8. Dispositivo secondo le rivendicazioni 6 e 7, caratterizzato dal fatto che le dette prima (10), seconda (11), e terza sede (12) sono provviste ciascuna di un rispettivo rivestimento (14) interno di materiale metallico .