JP2011075529A - Liquid leakage detection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect surely and quickly the leakage of a specific liquid having a high ion concentration distinctively from a liquid having a low ion concentration. <P>SOLUTION: This device includes: a first electrode D1; a second electrode D2 provided at an interval of a prescribed distance from the first electrode D1; a voltage generation part 12 which is a voltage application means for applying a voltage having a step waveform through a current restriction resistor between the first electrode D1 and the second electrode D2; a detection part 13 which is a potential detection means for detecting potential between the first electrode D1 and the second electrode D2 with the passage of time; and a determination means 21 for determining the leakage of a specific liquid based on the potential detected by the detection part 13. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、イオン濃度の高い特定の液体の漏れをイオン濃度の低い液体と区別して検出する液体漏れ検出装置にかかり、特に医療分野において用いられるイオン濃度の高い液体、例えば、血液、生理食塩水、各種点滴薬液などの液体について、イオン濃度の低い水などと区別して漏れ検出を行うための液体漏れ検出装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid leak detection apparatus that detects a leak of a specific liquid having a high ion concentration separately from a liquid having a low ion concentration, and particularly a liquid having a high ion concentration used in the medical field, such as blood and physiological saline. In addition, the present invention relates to a liquid leak detection apparatus for performing leak detection on a liquid such as various infusion drug solutions while distinguishing it from water having a low ion concentration.

従来の液体漏れ検出装置としては、図10(a)に示すように一定の距離に二本の電極D1、D2を配置し、この電極D1、D2の間に直流電源Eにより直流電圧Vを印加し、電極D1、D2間のインピーダンスを測定するものが知られている(特許文献1参照)。上記直流電源Eによる直流電圧Vに代えて、波形電圧を与えて測定を行うものも知られている(特許文献2参照)。   As a conventional liquid leak detection device, as shown in FIG. 10A, two electrodes D1 and D2 are arranged at a fixed distance, and a DC voltage V is applied between the electrodes D1 and D2 by a DC power source E. And what measures the impedance between electrodes D1 and D2 is known (refer to patent documents 1). Instead of the DC voltage V from the DC power source E, there is also known one that performs measurement by giving a waveform voltage (see Patent Document 2).

上記の装置においては、図10(b)に示すように、電極D1、D2の間に検出対象である血液Bが僅かに付着した場合のインピーダンスと、図10(c)に示すように電極D1、D2の間に非検出対象である水滴Wが多量に付着した場合のインピーダンスとが区別できない。従って、電極D1、D2の部分が結露するような環境では誤検出となることがある。   In the above apparatus, as shown in FIG. 10 (b), the impedance when the blood B to be detected is slightly adhered between the electrodes D1 and D2, and the electrode D1 as shown in FIG. 10 (c). , D2 cannot be distinguished from the impedance when a large amount of water droplets W that are not detected are attached. Therefore, erroneous detection may occur in an environment where the portions of the electrodes D1 and D2 are condensed.

上記に対し、図11(a)に示されるように、血液の漏れを検出する場合、血液が最もよく吸収する赤色光の光源Rと光センサSとを対向して配置し、赤色光光源Rと光センサSとの間の光路を血液漏れが予想される場所に配置した装置が知られている。上記光路に図11(b)に示されるように検出対象である血液Bが存在する場合に漏れ発生の報知を行う。この装置によれば、血液と結露した水滴とを区別することが可能である。   On the other hand, as shown in FIG. 11 (a), when blood leakage is detected, the red light source R and the light sensor S, which are best absorbed by blood, are arranged to face each other, and the red light source R There is known an apparatus in which an optical path between the sensor and the optical sensor S is arranged at a place where blood leakage is expected. As shown in FIG. 11B, when the blood B to be detected exists in the optical path, the occurrence of leakage is notified. According to this apparatus, it is possible to distinguish between blood and condensed water droplets.

上記の光センサSを用いた装置は、赤色光光源Rと光センサSとの間の光路の監視であるから監視範囲が狭いという問題がある。これを解決するため、漏れが予想される広範囲な部位から上記光路へと続く液体流路を設けることも考えられるが、液体流路を介して光路へ液体が流れるまでにタイムラグがあり、素早い検出ができない虞がある。また、漏れが少量の場合、光路まで到達しない虞もある。   The apparatus using the above optical sensor S has a problem that the monitoring range is narrow because the optical path between the red light source R and the optical sensor S is monitored. In order to solve this, it is possible to provide a liquid flow path that leads from the wide range of areas where leakage is expected to the optical path, but there is a time lag before the liquid flows to the optical path through the liquid flow path, and quick detection is possible. There is a possibility of not being able to. Further, when the amount of leakage is small, there is a possibility that the optical path may not be reached.

実開昭63−26302号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-26302 特開平03−2652号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 03-2652

本発明は上記のような従来の液体漏れ検出装置が有している問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、イオン濃度の高い特定の液体の漏れをイオン濃度の低い液体と区別して確実にしかも素早く検出することが可能な液体漏れ検出装置を提供することである。本発明は、上記特許文献1、2に記載された装置の改良であって、これらの装置においては、総合的なインピーダンスのみを考慮しているため、上記のような誤検出が生じたものであるが、本発明は、液体自身の抵抗(溶液抵抗)及び電極と液体との接触部分の抵抗(電荷移動抵抗)の個々のインピーダンスを個別に考慮することによって、上記目的を達成するようにしたものである。   The present invention has been made as a solution to the problems of the conventional liquid leak detection apparatus as described above, and its purpose is to distinguish the leakage of a specific liquid having a high ion concentration from a liquid having a low ion concentration. Another object of the present invention is to provide a liquid leak detection device that can detect reliably and quickly. The present invention is an improvement of the devices described in Patent Documents 1 and 2 described above. In these devices, only the total impedance is taken into account, and thus the above-described erroneous detection occurs. However, the present invention achieves the above object by individually considering the individual impedances of the resistance of the liquid itself (solution resistance) and the resistance of the contact portion between the electrode and the liquid (charge transfer resistance). Is.

本発明に係る液体漏れ検出装置は、イオン濃度の高い特定の液体の漏れをイオン濃度の低い液体と区別して検出する液体漏れ検出装置であって、第1の電極と、前記第1の電極と所定距離の間隙をおいて設けられる第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電流制限抵抗器を介してステップ波形の電圧を印加する電圧印加手段と、前記第1の電極と前記第2の電極との間の電位を経時的に検出する電位検出手段と、前記電位検出手段により検出される電位に基づき前記特定の液体の漏れを判定する判定手段とを具備することを特徴とする。   A liquid leak detection apparatus according to the present invention is a liquid leak detection apparatus that detects a leak of a specific liquid having a high ion concentration by distinguishing it from a liquid having a low ion concentration, and includes a first electrode, the first electrode, A second electrode provided with a gap of a predetermined distance; a voltage applying means for applying a step waveform voltage between the first electrode and the second electrode via a current limiting resistor; A potential detecting means for detecting the potential between the first electrode and the second electrode over time; and a judging means for judging leakage of the specific liquid based on the potential detected by the potential detecting means. It is characterized by comprising.

本発明に係る液体漏れ検出装置では、前記判定手段には、前記イオン濃度の低い液体が前記第1の電極及び前記第2の電極全体に亘って付着したとき、前記ステップ波形の電圧を印加した初期の際の電位が基準初期電位として予め登録されており、前記ステップ波形の電圧を印加した初期の際の前記電位検出手段で検出された初期電位が、前記予め登録されている基準初期電位よりも低いときに、前記判定手段は前記特定の液体が漏れていると判定することを特徴とする。   In the liquid leak detection apparatus according to the present invention, the voltage of the step waveform is applied to the determination unit when the liquid having a low ion concentration adheres over the first electrode and the second electrode. The initial potential is registered in advance as a reference initial potential, and the initial potential detected by the potential detecting means at the initial stage when the voltage of the step waveform is applied is greater than the previously registered reference initial potential. When the value is lower, the determination means determines that the specific liquid is leaking.

本発明に係る液体漏検出装置では、前記初期電位が、前記予め登録されている基準初期電位よりも高いときに、前記判定手段は、前記初期電位及び前記ステップ波形の電圧を印加して定常状態となった際の前記電位検出手段で検出された定常電位に基づいて前記特定の液体の漏れの有無を判定することを特徴とする。   In the liquid leakage detection device according to the present invention, when the initial potential is higher than the pre-registered reference initial potential, the determination unit applies the initial potential and the voltage of the step waveform to a steady state. The presence or absence of leakage of the specific liquid is determined based on the steady potential detected by the potential detection means at that time.

本発明に係る液体漏れ検出装置は、第1の電極と第2の電極との間にステップ波形の電圧を印加し、それに伴う両電極間の電位を経時的に検出して、この経時的な電位に基づいて特定の液体の漏れを判定するようにしたため、経時的な電位の検出によって、液体自身の抵抗(溶液抵抗)及び電極と液体との接触部分の抵抗(電荷移動抵抗)の個々のインピーダンスが検出でき、検出された個々のインピーダンスを個別に考慮して液体の種類を判別することができるため、イオン濃度の高い特定の液体の漏れをイオン濃度の低い液体と区別して確実に素早く検出することができる。   The liquid leak detection device according to the present invention applies a step waveform voltage between the first electrode and the second electrode, detects the potential between the two electrodes over time, and detects this over time. Since the leakage of a specific liquid is determined based on the potential, by detecting the potential over time, the resistance of the liquid itself (solution resistance) and the resistance of the contact portion between the electrode and the liquid (charge transfer resistance) Impedance can be detected, and the type of liquid can be determined by taking into account each detected impedance individually, so that leaks of specific liquids with high ion concentration can be detected quickly and reliably from liquids with low ion concentration can do.

本発明に係る液体漏れ検出装置では、初期電位が基準初期電位よりも低いときに、判定手段がイオン濃度の高い特定の液体が漏れていると判定するので、結露等による水滴等のイオン濃度の低い液体の付着とは異なる血液等のイオン濃度の高い液体の液漏れを確実に素早く検出することができる。   In the liquid leak detection device according to the present invention, when the initial potential is lower than the reference initial potential, the determination unit determines that a specific liquid having a high ion concentration is leaking. A liquid leakage of a liquid having a high ion concentration, such as blood, which is different from the adhesion of a low liquid, can be detected quickly and reliably.

本発明に係る液体漏れ検出装置では、初期電位が、予め登録されている基準初期電位よりも高いときに、判定手段が、初期電位及び定常電位に基づいて特定の液体の漏れの有無を判定するので、初期電位により液体が有する固有の抵抗(溶液抵抗)を検出し、定常電位により電荷移動抵抗を検出して、それらの抵抗の値に基づいて液体の種類を判別することができるため、特定の液体の漏れを確実に素早く検出することができる。   In the liquid leak detection apparatus according to the present invention, when the initial potential is higher than the reference initial potential registered in advance, the determination unit determines whether or not a specific liquid leaks based on the initial potential and the steady potential. Therefore, it is possible to detect the inherent resistance (solution resistance) of the liquid with the initial potential, detect the charge transfer resistance with the steady potential, and determine the type of the liquid based on the value of those resistances. The liquid leakage can be detected quickly and reliably.

本発明に係る液漏れ検出装置の実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of embodiment of the liquid leak detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る液漏れ検出装置の実施形態における要部の概略構成及び液体の等価回路を示す図。The figure which shows schematic structure of the principal part in the embodiment of the liquid leak detection apparatus which concerns on this invention, and the equivalent circuit of a liquid. 本発明に係る液漏れ検出装置の実施形態によってステップ波形の電圧を印加した場合の応答電位の変化と、電圧発生部と液体を含む等価回路を示す図。The figure which shows the equivalent circuit containing the change of the response potential at the time of applying the voltage of a step waveform by embodiment of the liquid leak detection apparatus based on this invention, and a voltage generation part and a liquid. 本発明に係る液漏れ検出装置の実施形態において二電極間に血液が付着した状態を示す図及びこの場合にステップ波形の電圧を印加した場合の応答電位の変化を示す図。The figure which shows the state which the blood adhered between two electrodes in embodiment of the liquid leak detection apparatus which concerns on this invention, and the figure which shows the change of the response potential at the time of applying the voltage of a step waveform in this case. 本発明に係る液漏れ検出装置の実施形態において二電極間に水滴が付着した状態を示す図及びこの場合にステップ波形の電圧を印加した場合の応答電位の変化を示す図。The figure which shows the state which the water droplet adhered between two electrodes in embodiment of the liquid leak detection apparatus which concerns on this invention, and the figure which shows the change of the response potential at the time of applying the voltage of a step waveform in this case. 本発明に係る液漏れ検出装置の実施形態において付着した液体が血液であるか水であるかを表す二次元マップを示す図。The figure which shows the two-dimensional map showing whether the liquid adhering in embodiment of the liquid leak detection apparatus which concerns on this invention is blood or water. 本発明に係る液漏れ検出装置の実施形態を適用した血液温度制御装置の構成例を示す構成図。The block diagram which shows the structural example of the blood temperature control apparatus to which embodiment of the liquid leak detection apparatus which concerns on this invention is applied. 図7におけるA−A断面図。AA sectional drawing in FIG. 図7におけるB−B断面図。BB sectional drawing in FIG. 直流印加による従来の液漏れ検出装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the conventional liquid leak detection apparatus by a direct current application. 赤色光による従来の液漏れ検出装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the conventional liquid leak detection apparatus by red light.

以下添付図面を参照して、本発明に係る液体漏れ検出装置を説明する。本実施の形態は、検出対象は血液で、水滴と区別して検出するものとする。本発明に係る液体漏れ検出装置は図1に示すように、液漏れセンサ部11、電圧発生部12、検出部13及び処理部14を主な構成要素としている。処理部14は、演算処理部15、表示部16及びアラーム発生部17を備えている。液漏れセンサ部11は、図2(a)に示すように、それぞれプリント基板上に印刷されたプリント配線で構成された第1の電極D1と、第1の電極D1と所定距離の間隙dをおいて設けられる第2の電極D2とを備えており、両電極D1、D2間に亘って一体的に付着する検出対象とする特定の液体F(血液)を検出するようになっている。第1の電極D1及び第2の電極D2は、血液を検出対象の液体とする場合は、一例として間隙dが1mm、電極の長さが130mm、その幅が1mmに設定することができる。   Hereinafter, a liquid leak detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the detection target is blood and is detected separately from water droplets. As shown in FIG. 1, the liquid leakage detection apparatus according to the present invention includes a liquid leakage sensor unit 11, a voltage generation unit 12, a detection unit 13, and a processing unit 14 as main components. The processing unit 14 includes an arithmetic processing unit 15, a display unit 16, and an alarm generation unit 17. As shown in FIG. 2A, the liquid leakage sensor unit 11 includes a first electrode D1 composed of a printed wiring printed on a printed circuit board, and a gap d of a predetermined distance from the first electrode D1. The second electrode D2 provided in the first electrode D2 is provided to detect a specific liquid F (blood) to be detected that adheres integrally between the two electrodes D1 and D2. As an example, the first electrode D1 and the second electrode D2 can be set such that the gap d is 1 mm, the electrode length is 130 mm, and the width is 1 mm when blood is a liquid to be detected.

電圧発生部12は、図3(a)に示すようなステップ波形の電圧Vinを発生して、上記第1の電極D1と第2の電極D2との間に印加する電圧印加手段を構成するものである。ここで、ステップ波形の電圧Vinは、矩形パルスを繰り返し印加するものであり、そのパルス幅は、後述する第1の電極D1と第2の電極D2との間に電圧Vinを印加してから端子Tの電位Vが一定(定常状態)となる(電気二重層容量Cwが十分に充電される)までの時間以上とし、また相隣る矩形パルス間の時間は、電気二重層容量Cwの電荷が十分に放電されて端子Tの電位Vが一定となる時間以上とする。本実施の形態においては、血液を検出対象の液体とするため、例えば、大きさが5Vでパルス幅が500msec、相隣る矩形パルス間の時間を500msec、すなわち周波数が1Hzの矩形波を発生するように電圧発生部12を設定することができる。   The voltage generator 12 forms a voltage Vin having a step waveform as shown in FIG. 3 (a) and applied between the first electrode D1 and the second electrode D2. It is. Here, the step waveform voltage Vin applies a rectangular pulse repeatedly, and the pulse width of the step waveform is a terminal after the voltage Vin is applied between a first electrode D1 and a second electrode D2, which will be described later. More than the time until the potential V of T becomes constant (steady state) (the electric double layer capacitance Cw is sufficiently charged), and the time between the adjacent rectangular pulses is the charge of the electric double layer capacitance Cw. More than the time when the battery is sufficiently discharged and the potential V of the terminal T becomes constant. In this embodiment, in order to use blood as a liquid to be detected, for example, a rectangular wave having a magnitude of 5 V, a pulse width of 500 msec, and a time between adjacent rectangular pulses of 500 msec, that is, a frequency of 1 Hz is generated. Thus, the voltage generator 12 can be set.

また、上記定常状態となるまでの時間よりもはるかに短いパルス幅を有する、例えば、大きさが5Vで周波数が10kHzの矩形波(デューティ比50%)を発生するように設定しても良い。この場合は、端子Tで観測される電圧のAC成分の大きさ(p−p値)が溶液抵抗を、DC成分の大きさが電荷移動抵抗を反映している。   Further, it may be set so as to generate a rectangular wave (duty ratio 50%) having a pulse width much shorter than the time until the steady state is reached, for example, a magnitude of 5 V and a frequency of 10 kHz. In this case, the magnitude (pp value) of the AC component of the voltage observed at the terminal T reflects the solution resistance, and the magnitude of the DC component reflects the charge transfer resistance.

検出部13は、上記第1の電極D1と第2の電極D2との間に生じる電位を検出する。この実施形態では、検出部13にはA/D変換器が備えられ、所定のサンプリングレートによってサンプリングした電圧値が演算処理部15へ送られる構成を採用している。   The detection unit 13 detects a potential generated between the first electrode D1 and the second electrode D2. In this embodiment, the detection unit 13 is provided with an A / D converter, and a voltage value sampled at a predetermined sampling rate is sent to the arithmetic processing unit 15.

第1の電極D1と第2の電極D2との間に、図2(a)に示されるように電解液Fが付着した場合の等価回路は、図2(b)に示されるように溶液抵抗Rlと電荷移動抵抗Rtとを直列に接続し、電荷移動抵抗Rtに電気二重層容量Cwを並列接続したものとなる。また、電圧発生部12は、図3(b)に示すように、電圧Vinの電源と電流制限抵抗器Rrとが直列接続された回路である。   As shown in FIG. 2 (b), an equivalent circuit in the case where the electrolytic solution F adheres between the first electrode D1 and the second electrode D2 is shown in FIG. 2 (b). Rl and the charge transfer resistor Rt are connected in series, and the electric double layer capacitance Cw is connected in parallel to the charge transfer resistor Rt. Further, the voltage generator 12 is a circuit in which a power source of the voltage Vin and a current limiting resistor Rr are connected in series as shown in FIG.

検出部13では、上記図3(b)に示される等価回路における端子Tの電位Vを検出する。このように、検出部13は、第1の電極D1と第2の電極D2との間の電位を経時的に検出する電位検出手段を構成している。演算処理部15は、検出部13から送られる電位に基づき液体漏れを判定する判定手段21を備えている。   The detection unit 13 detects the potential V of the terminal T in the equivalent circuit shown in FIG. In this manner, the detection unit 13 constitutes a potential detection unit that detects the potential between the first electrode D1 and the second electrode D2 over time. The arithmetic processing unit 15 includes determination means 21 that determines liquid leakage based on the potential sent from the detection unit 13.

判定手段21は、ステップ波形の電圧を印加した初期に、検出部13によって検出される電位と、ステップ波形の電圧を印加して端子Tの電位Vが一定(定常状態)となった際に、検出部13によって検出される電位とに基づき液体漏れを判定する。   The determination means 21 applies the potential detected by the detection unit 13 and the potential V of the terminal T when the voltage of the terminal T becomes constant (steady state) at the initial stage of applying the voltage of the step waveform. Liquid leakage is determined based on the potential detected by the detection unit 13.

判定手段21に関する処理をより詳細に説明する。第1の電極D1と第2の電極D2との間に、図2(a)に示されるように電解液Fが付着した場合には、図3(b)に示される等価回路における端子Tの電位Vは、図3(a)に示されるように変化する。ここで、ステップ波形の電圧Vinを印加した初期における端子Tの電位Vは、ΔV1(ΔV1=Vin×Rl/(Rr+Rl))であり、これは溶液抵抗Rlにおける電圧降下を表す。   The process regarding the determination means 21 is demonstrated in detail. When the electrolytic solution F adheres between the first electrode D1 and the second electrode D2 as shown in FIG. 2A, the terminal T of the equivalent circuit shown in FIG. The potential V changes as shown in FIG. Here, the potential V of the terminal T at the initial stage when the step waveform voltage Vin is applied is ΔV1 (ΔV1 = Vin × Rl / (Rr + Rl)), which represents a voltage drop in the solution resistance Rl.

また、端子Tの電位Vは、図3(a)に示されるように徐々に上昇し、ステップ波形の電圧Vinを印加して定常状態となった際における端子Tの電位Vは、上記ΔV1にΔV2(ΔV2=Vin×Rt/(Rr+Rl+Rt))を加えた電位となる。ここで、電位ΔV2は電荷移動抵抗Rtにおける電圧降下を表す。ステップ波形の電圧Vinまでの差分に係る電位ΔV3は、電流制限抵抗器Rrにおける電圧降下を表し、ΔV3=Vin×Rr/(Rr+Rl+Rt)である。   Further, the potential V of the terminal T gradually increases as shown in FIG. 3A, and the potential V of the terminal T when the step waveform voltage Vin is applied and becomes a steady state becomes the above ΔV1. A potential obtained by adding ΔV2 (ΔV2 = Vin × Rt / (Rr + Rl + Rt)). Here, the potential ΔV2 represents a voltage drop in the charge transfer resistance Rt. The potential ΔV3 related to the difference of the step waveform up to the voltage Vin represents a voltage drop in the current limiting resistor Rr, and ΔV3 = Vin × Rr / (Rr + Rl + Rt).

そして、第1の電極D1と第2の電極D2との間に図4(a)に示されるように少量の血液Bが付着した場合、ステップ波形の電圧Vinに対する端子Tの電位Vの経時的な変化は、図4(b)に示されるようであり、また、第1の電極D1と第2の電極D2との間に図5(a)に示されるように結露等により水滴Wが多量に付着した場合における、ステップ波形の電圧Vinに対する端子Tの電位Vの経時的な変化は、図5(b)に示されるようである。図4(b)及び図5(b)からわかるように、少量の血液と多量の水滴とが電極に付着した場合において、端子Tの電位が一定になったときの電位の差は顕著には現れていない。したがって、端子Tの電位が一定になったときの電位のみを検出して漏れを検出している従来の装置においては、少量の血液と多量の水滴とを区別して検出することは困難である。   When a small amount of blood B adheres between the first electrode D1 and the second electrode D2 as shown in FIG. 4A, the potential V of the terminal T with respect to the voltage Vin of the step waveform over time. 4B, and a large amount of water droplets W are formed between the first electrode D1 and the second electrode D2 due to condensation as shown in FIG. 5A. The change with time of the potential V of the terminal T with respect to the voltage Vin of the step waveform when adhering to is as shown in FIG. 5B. As can be seen from FIGS. 4B and 5B, when a small amount of blood and a large amount of water droplets adhere to the electrode, the difference in potential when the potential of the terminal T becomes constant is notable. Not appearing. Accordingly, it is difficult to distinguish and detect a small amount of blood and a large amount of water droplets in a conventional apparatus that detects leakage only by detecting the potential when the potential at the terminal T becomes constant.

本実施の形態では、判定手段21には、水滴Wが第1の電極D1及び第2の電極D2全体に亘って付着したとき、ステップ波形の電圧Vinを印加した初期の際の電位が基準初期電位として予め登録されている。血液B及び水滴Wの溶液抵抗は、量が同じ場合、血液Bが水滴Wよりも小さい。また、水滴Wの溶液抵抗は、上述の、水滴Wが第1の電極D1及び第2の電極D2全体に亘って付着したときが最も小さく、この場合、水滴Wの溶液抵抗が血液Bの溶液抵抗より小さくなる場合がある。したがって、前記基準初期電位は、第1の電極D1及び第2の電極D2間に付着する水滴Wの溶液抵抗における電圧降下の最小値に相当する値に設定してある。   In the present embodiment, when the water droplet W adheres to the entire first electrode D1 and the second electrode D2, the initial potential when the step waveform voltage Vin is applied is determined as the reference initial value. It is registered in advance as a potential. The solution resistance of the blood B and the water droplet W is smaller than that of the water droplet W when the amount is the same. The solution resistance of the water droplet W is the smallest when the water droplet W adheres over the first electrode D1 and the second electrode D2 as described above. In this case, the solution resistance of the water droplet W is the solution of the blood B. May be less than resistance. Therefore, the reference initial potential is set to a value corresponding to the minimum value of the voltage drop in the solution resistance of the water droplet W attached between the first electrode D1 and the second electrode D2.

血液または水滴の付着により、ステップ波形の電圧Vinを印加したときの端子Tの電位Vが、図3(a)のように変化したとする。判定手段21は、電位ΔV1を基準初期電位と比較し、電位ΔV1が基準初期電位よりも低いならば、付着した液体は血液であると判定する。電位ΔV1が基準初期電位以上であるならば、次のようにΔV2も考慮して、付着した液体が血液であるか水滴であるかを判定する。   It is assumed that the potential V of the terminal T when the voltage Vin having the step waveform is applied changes as shown in FIG. The determination unit 21 compares the potential ΔV1 with the reference initial potential, and determines that the attached liquid is blood if the potential ΔV1 is lower than the reference initial potential. If the potential ΔV1 is equal to or higher than the reference initial potential, whether the attached liquid is blood or water droplets is determined in consideration of ΔV2 as follows.

判定手段21にはまた、図6に示す二次元マップが登録されている。図6は、電位ΔV1とΔV2とをパラメータとして、付着した液体が血液であるか水であるかを表すマップである。このマップの作成基準は、電位ΔV1か基準初期電位よりも低い場合は付着した液体は血液であり、電位ΔV1が低く電位ΔV2が高い場合は血液であり、電位ΔV1が高く電位ΔV2が低い場合は水である。不明確な領域は、安全サイド、即ちこの場合は血液に設定されている。 The determination means 21 also registers a two-dimensional map shown in FIG. FIG. 6 is a map representing whether the attached liquid is blood or water using the potentials ΔV1 and ΔV2 as parameters. When the potential ΔV1 is lower than the reference initial potential, the adhering liquid is blood. When the potential ΔV1 is low and the potential ΔV2 is high, the map is created. When the potential ΔV1 is high and the potential ΔV2 is low. It is water. The unclear area is set on the safe side, in this case blood.

例えば、電位ΔV1と電位ΔV2とで決定されるポイントが点Aであるとすると、検出された液体は水であると判定される。これは、電位ΔV1が比較的低く(溶液抵抗が比較的小さく)、電位ΔV2も低い(電荷移動抵抗も小さい)ので、多量の水がセンサに付着していると判定される。また、電位ΔV1と電位ΔV2とで決定されるポイントが点Bであるとすると、電位ΔV1が比較的低く(溶液抵抗が比較的小さく)、電位ΔV2が高い(電荷移動抵抗が大きい)ので、検出された液体は血液であると判定される。   For example, if the point determined by the potential ΔV1 and the potential ΔV2 is the point A, it is determined that the detected liquid is water. This is because the potential ΔV1 is relatively low (solution resistance is relatively small) and the potential ΔV2 is also low (charge transfer resistance is small), so it is determined that a large amount of water is attached to the sensor. If the point determined by the potential ΔV1 and the potential ΔV2 is point B, the potential ΔV1 is relatively low (solution resistance is relatively small) and the potential ΔV2 is high (charge transfer resistance is large). It is determined that the applied liquid is blood.

本実施の形態では電位ΔV1と電位ΔV2とに基づいて血液か水かを判定したが、血液が付着した場合のステップ波形に対する端子Tの電位V(図4(b)、図5(b)等)の波形を記憶しておき、実測の波形と比較して類似度に基づき血液の付着の有無を判定するようにしてもよい。なお、検出対象の液体が異なる場合は、基準初期電位及び二次元マップを検出対象の液体に応じて設定する必要がある。   In this embodiment, whether the blood is water or water is determined based on the potential ΔV1 and the potential ΔV2, but the potential V of the terminal T with respect to the step waveform when blood is attached (FIG. 4B, FIG. 5B, etc.) ) May be stored and the presence or absence of blood adhesion may be determined based on the similarity compared to the actually measured waveform. If the liquid to be detected is different, it is necessary to set the reference initial potential and the two-dimensional map according to the liquid to be detected.

図1に示した表示部16は、判定手段21による判定結果に基づいて演算処理部15による「血液漏れ発生」や「結露発生」などのメッセージが表示される構成である。また、アラーム発生部17は、スピーカなどから構成され、アラーム音などを発生させるものであり、判定手段21による判定結果が「血液漏れ発生」である場合に、演算処理部15はアラーム発生部17を制御してアラーム音を発生させる。   The display unit 16 shown in FIG. 1 is configured to display messages such as “blood leakage occurrence” and “condensation occurrence” by the arithmetic processing unit 15 based on the determination result by the determination unit 21. The alarm generation unit 17 includes a speaker and generates an alarm sound. When the determination result by the determination unit 21 is “blood leak occurrence”, the arithmetic processing unit 15 is configured to generate the alarm sound. To generate an alarm sound.

図7には、本発明に係る液体漏れ検出装置を適用した血液温度制御装置の構成例が示されている。血液温度調整装置は、後述する冷却/加温手段51が貼着される箇所を除いて、例えば、プラスチック等の熱を伝えにくい材料により構成される筐体30内に、図8などに示される熱媒体31を封入したものである。熱媒体31としては、水や不凍液などを用いることができる。   FIG. 7 shows a configuration example of a blood temperature control apparatus to which the liquid leak detection apparatus according to the present invention is applied. The blood temperature adjusting device is shown in FIG. 8 or the like in a housing 30 made of a material that is difficult to transfer heat, such as plastic, except for a place where a cooling / heating means 51 to be described later is attached. The heat medium 31 is enclosed. As the heat medium 31, water, antifreeze, or the like can be used.

筐体30の一壁面には、血液を輸液する輸液回路41が挿抜可能に、横長の開口32が形成されている。図7のように立設された筐体30の底壁は銅、ステンレスなどの良熱伝導素材である金属などにより構成され、ペルチェ素子により構成される冷却/加温手段51が貼着されて取り付けられており、冷却/加温手段51によって筐体30内の熱媒体31を冷却/加温するように構成されている。   A laterally long opening 32 is formed on one wall surface of the housing 30 so that an infusion circuit 41 for transfusing blood can be inserted and removed. The bottom wall of the casing 30 erected as shown in FIG. 7 is made of a metal such as copper or stainless steel, which is a good heat conducting material, and has a cooling / heating means 51 made up of Peltier elements attached thereto. The heat medium 31 in the housing 30 is cooled / warmed by the cooling / warming means 51.

図7についてのA−A断面図を図8に示し、B−B断面図を図9に示す。図8、図9共に輸液回路41を開口32から収納室33に挿入した収納状態を示している。開口32につながる収納室33は、良熱伝導素材である金属或いは金属合金などにより構成され、熱媒体31から水密に構成されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 7, and FIG. FIGS. 8 and 9 both show the storage state in which the infusion circuit 41 is inserted into the storage chamber 33 from the opening 32. The storage chamber 33 connected to the opening 32 is made of a metal or metal alloy that is a good heat conductive material, and is watertight from the heat medium 31.

収納室33は、筐体30の高さのほぼ中間位置に設けられ、輸液回路41の所要部分を収納可能な大きさを有している。ここで、所要部分とは、輸液回路41を構成するチューブ42が葛折りされた部分や、特開平9−602号公報に示される内部に蛇行する血液通路が形成された袋体とされた部分を指す。そして、好ましくは収納室33の全ての壁に輸液回路41が接触し、収納室33を囲繞している熱媒体31と輸液回路41内の液体の熱交換が行われるように構成されている。   The storage chamber 33 is provided at a substantially middle position of the height of the housing 30 and has a size capable of storing a required portion of the infusion circuit 41. Here, the required part is a part in which the tube 42 constituting the infusion circuit 41 is folded or a bag body in which a meandering blood passage is formed as disclosed in JP-A-9-602. Point to. Preferably, the infusion circuit 41 is in contact with all the walls of the storage chamber 33 so that heat exchange between the heat medium 31 surrounding the storage chamber 33 and the liquid in the infusion circuit 41 is performed.

筐体30内には、熱媒体31を攪拌するための、例えばポンプにより構成される攪拌手段34が備えられている。この実施例において攪拌手段34の配置位置は、開口32が形成された壁面と対向する壁面の下端底面とされ、収納室33の上下の熱媒体31を含めて全てが良好な攪拌を受け得るように配置されている。   In the housing 30, an agitation unit 34 configured by, for example, a pump for agitating the heat medium 31 is provided. In this embodiment, the arrangement position of the stirring means 34 is the bottom bottom surface of the wall surface facing the wall surface in which the opening 32 is formed, and everything including the heat medium 31 above and below the storage chamber 33 can receive good stirring. Is arranged.

輸液回路41内の液体は、図示しない輸液ポンプなどにより送り出され、図8の矢印S1、S2の方向へ流れる。冷却/加温手段51による温度調整のために、開口32付近のチューブ42には温度センサ52が設けられる。ここでは、収納室33に液体が流れ込む側のチューブ42と、収納室33から液体が流れ出す側のチューブ42に、それぞれ温度センサ52が設けられる。   The liquid in the infusion circuit 41 is sent out by an infusion pump or the like (not shown) and flows in the directions of arrows S1 and S2 in FIG. A temperature sensor 52 is provided in the tube 42 near the opening 32 for temperature adjustment by the cooling / warming means 51. Here, the temperature sensor 52 is provided in each of the tube 42 on the side where the liquid flows into the storage chamber 33 and the tube 42 on the side where the liquid flows out of the storage chamber 33.

温度センサ52によって検出された信号は、制御部60に取り込まれて温度データとされる。制御部60には設定温度情報が与えられ、制御部60は、この設定温度情報と上記により得られる温度データとの差に応じた電力制御を冷却/加温手段51に対して行うことにより温度調整を行う。   The signal detected by the temperature sensor 52 is taken into the control unit 60 and used as temperature data. The control unit 60 is provided with set temperature information, and the control unit 60 performs power control on the cooling / heating unit 51 according to the difference between the set temperature information and the temperature data obtained as described above. Make adjustments.

筐体30の収納室33における開口32を囲繞する部位の下部表面位置には、第1の電極D1と第2の電極D2とが互いに絶縁状態で且つ筐体30とも絶縁状態で埋設されている。筐体30の天板には、装置ケース70が図示しない断熱部材を介して配置される。   The first electrode D1 and the second electrode D2 are embedded in the lower surface position of the portion surrounding the opening 32 in the storage chamber 33 of the housing 30 in an insulated state and the housing 30 in an insulated state. . A device case 70 is disposed on the top plate of the housing 30 via a heat insulating member (not shown).

装置ケース70内には、第1の電極D1と第2の電極D2以外の図1に示した各構成要素が備えられている。この例では、装置ケース70の表面に表示部16とアラーム発生部17が設けられている。   In the apparatus case 70, each component shown in FIG. 1 other than the first electrode D1 and the second electrode D2 is provided. In this example, the display unit 16 and the alarm generation unit 17 are provided on the surface of the device case 70.

装置ケース70内の図示しない電圧発生部12からはコード71を介して第1の電極D1と第2の電極D2とにステップ波形の電圧が供給される。また、第1の電極D1と第2の電極D2からは信号線72が装置ケース70内の図示しない検出部13へ延びており、検出部13は信号線72を介して電位を検出する。   A voltage having a step waveform is supplied from a voltage generator 12 (not shown) in the device case 70 to the first electrode D1 and the second electrode D2 via the cord 71. Further, a signal line 72 extends from the first electrode D 1 and the second electrode D 2 to a detection unit 13 (not shown) in the apparatus case 70, and the detection unit 13 detects a potential via the signal line 72.

係る構成によれば、収納室33内に収納されたチューブ42等の輸液部分が損傷し血液が漏れ出すと、開口32から流れ出た血液が第1の電極D1と第2の電極D2間に付着する。装置ケース70内の液体漏れ検出装置では、電圧発生部12がステップ波形の電圧Vinを供給しており、検出部13が電位検出を行い、処理部14の演算処理部15における判定手段21が前述の通りの判定を行っている。   According to such a configuration, when an infusion part such as the tube 42 stored in the storage chamber 33 is damaged and blood leaks, the blood flowing out from the opening 32 adheres between the first electrode D1 and the second electrode D2. To do. In the liquid leak detection device in the device case 70, the voltage generation unit 12 supplies the voltage Vin having a step waveform, the detection unit 13 detects a potential, and the determination means 21 in the arithmetic processing unit 15 of the processing unit 14 is described above. Judgment is made as follows.

従って、第1の電極D1と第2の電極D2との間に結露による水滴が付着した場合と、第1の電極D1と第2の電極D2間に血液が付着した場合とを適切に峻別して血液漏れが知らされることになる。   Therefore, the case where water droplets due to condensation adhere between the first electrode D1 and the second electrode D2 is properly distinguished from the case where blood adheres between the first electrode D1 and the second electrode D2. You will be informed of a blood leak.

以上説明した例では、漏れの検出対象を血液とし、水滴と区別して検出するようにしたが、本発明はこれに限定されず、イオン濃度の高い特定の液体の漏れをイオン濃度の低い液体と区別して検出することに適用できるものである。   In the example described above, the detection target of leakage is blood and is detected separately from water droplets. However, the present invention is not limited to this, and leakage of a specific liquid having a high ion concentration is regarded as a liquid having a low ion concentration. It can be applied to distinguish and detect.

11 液漏れセンサ部 12 電圧発生部
13 検出部 14 処理部
15 演算処理部 16 表示部
17 アラーム発生部 21 判定手段
30 筐体 31 熱媒体
32 開口 33 収納室
34 攪拌手段 41 輸液回路
42 チューブ 51 加温手段
52 温度センサ 60 制御部
70 装置ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Liquid leak sensor part 12 Voltage generation part 13 Detection part 14 Processing part 15 Operation processing part 16 Display part 17 Alarm generation part 21 Determination means 30 Case 31 Heat medium 32 Opening 33 Storage chamber 34 Stirring means 41 Infusion circuit 42 Tube 51 Addition Temperature means 52 Temperature sensor 60 Control unit 70 Device case

Claims (3)

イオン濃度の高い特定の液体の漏れをイオン濃度の低い液体と区別して検出する液体漏れ検出装置であって、
第1の電極と、
前記第1の電極と所定距離の間隙をおいて設けられる第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電流制限抵抗器を介してステップ波形の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間の電位を経時的に検出する電位検出手段と、
前記電位検出手段により検出される電位に基づき前記特定の液体の漏れを判定する判定手段と
を具備することを特徴とする液体漏れ検出装置。
A liquid leak detection device that detects a leak of a specific liquid having a high ion concentration separately from a liquid having a low ion concentration,
A first electrode;
A second electrode provided at a predetermined distance from the first electrode;
A voltage applying means for applying a step waveform voltage between the first electrode and the second electrode via a current limiting resistor;
A potential detecting means for detecting a potential between the first electrode and the second electrode over time;
A liquid leakage detection apparatus comprising: determination means for determining leakage of the specific liquid based on a potential detected by the potential detection means.
前記判定手段には、前記イオン濃度の低い液体が前記第1の電極及び前記第2の電極全体に亘って付着したとき、前記ステップ波形の電圧を印加した初期の際の電位が基準初期電位として予め登録されており、前記ステップ波形の電圧を印加した初期の際の前記電位検出手段で検出された初期電位が、前記予め登録されている基準初期電位よりも低いときに、前記判定手段は前記特定の液体が漏れていると判定することを特徴とする請求項1に記載の液体漏れ検出装置。 When the liquid having a low ion concentration adheres over the first electrode and the second electrode, the determination unit uses the initial potential applied with the step waveform voltage as a reference initial potential. When the initial potential that is registered in advance and detected by the potential detection means at the initial stage of applying the voltage of the step waveform is lower than the pre-registered reference initial potential, the determination means 2. The liquid leak detection apparatus according to claim 1, wherein it is determined that a specific liquid is leaking. 前記初期電位が、前記予め登録されている基準初期電位よりも高いときに、前記判定手段は、前記初期電位及び前記ステップ波形の電圧を印加して定常状態となった際の前記電位検出手段で検出された定常電位に基づいて前記特定の液体の漏れの有無を判定することを特徴とする請求項2に記載の液体漏れ検出装置。 When the initial potential is higher than the pre-registered reference initial potential, the determination means is the potential detection means when the initial potential and the voltage of the step waveform are applied to reach a steady state. The liquid leakage detection device according to claim 2, wherein presence or absence of leakage of the specific liquid is determined based on the detected steady potential.
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