NL8802670A - Elektrotherapie-inrichting. - Google Patents

Description

- Elektrotherapie-inrichting.-

De uitvinding heeft betrekking op een elektrotherapie-inrichting, waarmee gelijkstromen of wisselstromen kunnen worden opgewekt, die via elektroden toegevoerd kunnen worden aan een patiënt.

Dergelijke inrichtingen zijn bijvoorbeeld bekend uit EP 0 054 654, EP 0 026 034 en DE 3 701 473. In het bijzonder de laatstgenoemde publikatie beschrijft een beveiligingsschakeling, waarmee met behulp van een lichtgevoelige triacschakeling een kortsluiting tussen de elektroden kan worden gerealiseerd om te vermijden dat bij het in-of uitschakelen van het apparaat of bij netstoringen ongewenste hoge stroompieken in het uitgangscircuit optreden, die pijnlijk of gevaarlijk voor een patiënt kunnen zijn. De genoemde triacschakeling wordt gestuurd door een detectorschakeling, waarmee de voedingsspanning van de inrichting wordt bewaakt.

De uitvinding heeft nu ten doel een dergelijke elektrotherapie-inrichting te voorzien van een veel uitgebreidere beveiliging zodanig dat ook tijdens normaal bedrijf en ongeacht eventuele netspannings-variaties de stroom, die aan de patiënt wordt geleverd wordt bewaakt en zonodig wordt gereduceerd indien de stroom zou uitstijgen boven een vooraf bepaalde waarde.

In het kader van deze doelstelling verschaft de uitvinding nu een elektrotherapie-inrichting, omvattende: twee spanning-stroom-omvormers, elk voorzien van een stroomingang, een stroomuitgang en een stuurspanningsingang, welke omvormers elk met de stroomingang via een weerstand zijn verbonden met een eerste voedingsspanningsaansluiting en met de stuurspanningsingang zijn verbonden met een golfvormgenerator, een transformator met een primaire en een secundaire wikkeling, welke secundaire wikkeling via ten minste een relaiscontact is aangesloten op een uitgangscircuit dat met de genoemde elektroden kan worden verbonden en waarbij de beide uiteinden van de primaire wikkeling elk verbonden zijn met een stroomuitgang van één der genoemde omvormers, en een middenaftakking van de primaire wikkeling verbonden is met de tweede voedingsspanningsaansluiting, waarbij een beveiligingsschakeling is aangesloten op de beide genoemde weerstanden, waarmee tijdens bedrijf de stroom door deze weerstanden wordt bewaakt en waarmee, indien een vooraf bepaalde parameter van deze stroom wordt overschreden, een relais wordt geactiveerd waardoor het genoemde tenminste ene relaiscontact wordt omgeschakeld en de verbinding tussen het uitgangscircuit en de secundaire wikkeling van de transformator wordt verbroken. In de inrichting volgens de uitvinding vloeit de stroom, die door elke spanning/stroom-omvormer wordt geleverd aan de primaire wikkeling van de transformator, ook door de weerstand die aangesloten is tussen de stroomingang van de betreffende omvormer en de eerste voedingsspanningsaansluiting. Door nu de stroom door deze weerstand te bewaken, wordt ook de stroom door de primaire wikkeling van de transformator, en inherent daarmee ook de stroom door de secundaire wikkeling van de transformator, naar de elektroden bewaakt.

Dankzij de toepassing van een transformator wordt bovendien een directe galvanische koppeling tussen de voedingsspanningsaansluiting en van de inrichting en de patiënt vermeden. Door toepassing van een bruggelijkrichter, aangesloten op de secundaire zijde van de transformator is het mogelijk niet alleen wisselstromen maar ook gelijkstromen via de elektroden toe te voeren aan een patiënt.

De bewaking van de stroom door de genoemde weerstanden kan op diverse wijzen plaatsvinden. Volgens een eerste voorkeursuitvoeringsvorm is de beveiligingsschakeling voorzien van een eerste en een tweede comparator, elk met een ingang aangesloten op het knooppunt tussen één van de genoemde weerstanden en de daarmee verbonden stroomingang, en elk met de andere ingang aangesloten, dan wel aansluitbaar op een referent!espanningsbron zodanig dat tijdens bedrijf de spanning over elk der genoemde weerstanden in een comparator wordt vergeleken met een vooraf bepaalde referentiespanning en dat bij overschrijding van de referentiespanning door de betreffende comparator een bekrach-tigingssignaal voor het genoemde relais wordt gegenereerd. De referentiespanning wordt bij voorkeur afgeleid van instelmiddelen waarmee de gebruiker van de inrichting de gewenste uitgangsstroom kan instellen. De eerste en tweede comparator zorgen er nu voor dat de spanning over de genoemde weerstanden nooit groter wordt dan bijvoorbeeld 150% van de spanning, die erover staat als de ingestelde uitgangsstroom door deze weerstanden loopt.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting is de beveiligingsinrichting voorzien van een derde comparator, waarvan de ene ingang via een weerstandsnetwerk is aangesloten op de genoemde weerstanden en waarvan de andere ingang aangesloten dan wel aansluitbaar is op een limietspanningsbron, zodanig dat tijdens bedrijf de som van de spanningen over de genoemde weerstanden in de derde comparator wordt vergeleken met een vooraf bepaalde limietwaarde, waarbij de derde comparator bij overschrijden van de limietwaarde een bekrach-tigingssignaal voor het genoemde relais genereert. Deze derde comparator zorgt er derhalve voor dat de uitgangsstroom ongeacht de ingestelde referentiewaarde nooit groter wordt dan een voorafbepaalde limietwaarde die bijvoorbeeld op grond van beveiligingsvoorschriften, keuringseisen en dergelijke kan worden vastgesteld en door de fabrikant van de inrichting bijvoorbeeld vast kan worden ingesteld.

Over het algemeen zal het wenselijk zijn dat de genoemde limietwaarde afhankelijk is van de momentane frequentie. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is derhalve de limiet spanningsbron voorzien van een frequentie-afhankelijk netwerk, zodanig dat de momentane limietwaarde afhankelijk is van de momentane frequentie van de som van de stromen door de genoemde weerstanden.

Niet alleen de amplitude van de stroompulsen die door de stroom/spanning-omvormers aan de transformator worden geleverd, hebben invloed op de totale stroomsterkte aan de secundaire zijde, ook de vorm van de stroompulsen kan van invloed zijn. In het bijzonder een toenemende breedte van de stroompulsen is in dat geval van belang.

In verband daarmee is in een verdere voorkeursuitvoeringsvorm de beveiligingsschakeling voorzien van een vierde comparator, waarvan de ene ingang via een intergrerend netwerk is verbonden met het knooppunt tussen één der genoemde weerstanden en de bijbehorende stroomingang en waarvan de andere ingang is verbonden met een vergelij-kingsspanningsbron, zodanig dat tijdens bedrijf de geïntregreerde spanning over de betreffende genoemde ene weerstand wordt vergeleken met de vergelijkingsspanning en dat bij overschrijden van de verge-lijkingsspanning door de vierde comparator een bekrachtigingssignaal voor het genoemde relais wordt gegenereerd.

De uitvinding zal in het volgende nader worden verklaard aan de hand van de bijgaande figuren.

Figuur 1 toont een blokschema van de elektrotherapie-inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont in blokschema hoe de stroom/spanning-omvormers in de inrichting uit Figuur 1 worden gevoed.

Figuur 3 toont een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 4 illustreert een gedetailleerde uitvoeringsvorm van de amplitude-instelschakeling in figuur 3.

Figuur 5 toont een verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

De elektrotherapie-inrichting die schematisch in Figuur 1 is getoond, omvat twee spanning/stroom-omvormers 1 en 2 elk voorzien van een stroomingang 1a, 2a, een stroomuitgang 1b, 2b en een stuur-spanningsingang 1c, 2c. De stroomuitgangen 1b en 2b zijn elk met een i uiteinde van een primaire wikkeling 3 van een uitgangstrans£ormator 4 verbonden. Deze primaire wikkeling 3 is verder voorzien van een middenaftakking, die is aangesloten op de ene (in dit geval de positieve) voedingsspanningsklem. De stroomingangen la en 2a zijn elk via een weerstand 5 respectievelijk 6 aangesloten op de andere (in dit geval de negatieve) voedingsspanningsklem. De weerstanden 5 en 6 hebben bij voorkeur een onderling gelijke ohmse waarde.

De uitgangswikkeling 7 van de transformator 4 is via twee relais-contacten 8 en 9 van het relais 10 verbonden met een uitgangscircuit bestaande uit een signaallamp 11, een kortsluitrelais 12 met kortsluitende relaiscontacten 12a, een bruggelijkriehter 14 en de onderling gekoppelde driestandenschakelaars 15a, 15b.

De stuurspanningsingangen 1c, 2c van de omvormers 1 en 2 zijn aangesloten op uitgangen van een golfvormgenerator 16, die aan de hand van stuursignalen afkomstig van een araplitude-instelcircuit 17 en een stroomvormkeuzecircuit 18 pulsspanningen opwekt voor het besturen van de beide omvormers 1 en 2. Informatie omtrent de werking en de instelling van de golfvormgenerator 16 kan zonodig zichtbaar worden gemaakt op een uitleeseenheid 19.

De pulsvormige stuurspanningen, geleverd door de golfvormgenerator 16, sturen de beide spanning/stroom-omvormers 1 en 2 afwisselend zodanig dat er in de primaire wikkeling 3 van de transformator 4 een wisselstroom van voorafbepaalde sterkte en voorafbepaalde frequentie, gerelateerd aan de sterkte en de frequentie van de pulsvormige stuurspanningen, gaat lopen. Als gevolg daarvan wordt in de uitgangswikkeling 7 eveneens een stroom geïnduceerd van voorafbepaalde sterkte (afhankelijk van de transformatieverhouding) en een frequentie corresponderend met de frequentie aan de primaire zijde. Indien de schakelaars 15a/15b in de onderste stand worden geplaatst dan kan deze uitgangsstroom vanaf de secundaire wikkeling 7 via de gesloten relaiscontacten 8 en 9 direct worden toegevoerd aan de uitgangsklemmen 39 en 40 waarop behandelingselektroden kunnen worden aangesloten. Is het gewenst om een gelijkgerichte stroom aan de uitgangsklemmen 39 en 40 toe te voeren dan worden de schakelaars 15a/15b in de getoonde positie geplaatst dan wel in de middenstand zodat ofwel een positieve ofwel een negative gelijkgerichte stroom aan de uitgangsklemmen 39 en 40 wordt aangeboden.

Het grootste deel van de tot nu toe nog niet besproken componenten in figuur 1 maakt deel uit van een beveilingsschakeling die ertoe dient om bij overschrijden van een voorafbepaalde stroomparameter een relais 10 te laten omklappen en daarmee de contacten 8 en 9 te openen, zodat het uitgangscircuit wordt ontkoppeld. Deze beveiligingsschakeling zal in het volgende in detail worden besproken.

Zoals in Figuur 1 is getoond wordt de spanning over de weerstand 5 in een comparator 20 vergeleken met de amplitude, die met een schematisch getoonde insteleenheid 17 door de gebruiker is vastgesteld. Deze insteleenheid bestaat in zijn eenvoudigste uitvoeringsvorm uit een potentiometer, waarvan de eigenlijke weerstand is aangesloten tussen een vaste spanning Vs en massa, terwijl de instelspanning via de loper wordt afgenomen. Wordt het verschil tussen de beide spanningen groter dan een vooraf bepaalde grenswaarde, dan geeft de comparator 20 een uitgangssignaal af via de leiding 21 aan het relais 10, waardoor dit relais zal worden geactiveerd en de normaal gesloten contacten 8 en 9 worden geopend.

Op soortgelijke wijze wordt de spanning over de weerstand 6 in de comparator 22 vergeleken de amplitude, ingesteld met behulp van de amplitude insteleenheid 17. Wordt ook hier het verschil tussen de beide spanningen groter dan een vooraf bepaalde grenswaarde, dan zal de comparator 22 een uitgangssignaal leveren via de leiding 21 aan het relais 10 waardoor dit relais wordt geactiveerd en de normaal gesloten contacten 8 en 9 worden geopend.

Met behulp van de amplitude-insteleenheid 17 wordt door de patiënt of door de gebruiker van de inrichting de sterkte ingesteld van de stroom die via de uitgangen 39 en 40 aan de patiënt moet worden toegevoerd. Afhankelijk van allerlei factoren zal deze stroomsterkte in het ene geval relatief laag moeten zijn en in het andere geval op relatief hoge waarde worden ingesteld. Onafhankelijk van de instelling zal echter deze stroomsterkte procentueel gezien niet boven een voorafbepaalde grenswaarde mogen uitstijgen. Deze bovengenoemde voorafbepaalde grenswaarde kan bijvoorbeeld gelijk zijn aan 150%. Dat wil zeggen dat indien de spanning over één der weerstanden 5 of 6 groter wordt dan 1,5 maal de amplitude die ingesteld is met behulp van de insteleenheid 17, dan wordt het relais 10 geactiveerd en wordt het uitgangscircuit ontkoppeld. Deze waarde van 150% kan, afhankelijk van de eisen, die aan de inrichting worden gesteld, natuurlijk op een andere waarde worden gekozen. De procentuele grenswaarde kan, zoals voor een deskundige bekend zal zijn, met behulp van geschikte instelmiddelen bij de comparatoren worden ingesteld. Deze instelling kan zowel vast zijn en fabrieksmatig uitgevoerd worden of ook binnen zekere grenzen door de gebruiker instelbaar zijn.

Niet alleen de spanningen over de weerstanden 5 en 6 afzonderlijk, en daarmee de stromen die door de omvormers 1 en 2 en daarmee ook door de primaire wikkeling 3 van de transformator 4 lopen, worden bewaakt, ook de som van de beide stromen wordt bewaakt om te voorkomen dat de totale uitgangsstroom groter wordt dan een voorafbepaalde limietwaarde die, ongeacht de instelling van de amplitude-insteleenheid onder geen beding mag worden overtreden. Deze bewaking gebeurt door middel van de weerstanden 23 en 24. Deze weerstanden hebben onderling gelijke waarden en zijn bij voorkeur relatief hoog-ohmig ten opzichte van de weerstanden 5 en 6. De weerstanden 23 en 24 zijn onderling in serie parallel geschakeld aan de serieschakeling van de weerstanden 5 en 6. Het knooppunt tussen de weerstanden 23 en 24 is verbonden met de ene ingang van een comparator 25 die op zijn andere ingang een vaste instelbare spanning ontvangt afkomstig van een bron 26. De comparator 25 vergelijkt de spanning op het knooppunt tussen de weerstanden 23 en 24, welke spanning representatief is voor de som van de stromen door de beide omvormers 1 en 2 met de spanning afkomstig van de referentiebron 26 en geeft een uitgangssignaal af aan de leiding 21 indien de spanning op het knooppunt tussen de weerstanden 23 en 24 groter wordt dan de spanning van de bron 26. Ook in dat geval wordt dus het relais 10 geactiveerd en wordt het uitgangscircuit ontkoppeld. Het zal duidelijk zijn, dat deze limietwaarde, die niet overschreden mag worden, bij voorkeur vast ingesteld wordt zodanig dat noch de gebruiker noch de patiënt daar enige invloed op uit kunnen oefenen.

Bij voorkeur heeft de comparator een instelbare frequentiekarak-teristiek zodanig dat momentane limietwaarde afhangt van de momentane frequentie van de stromen door de omvormers 1 en 2.

Tenslotte bevat de inrichting uit figuur 1 een comparator 27 waarmee de spanning op het knooppunt van een weerstand 28 en een condensator 29 wordt vergeleken met de spanning afkomstig van een referentiespanningsbron 30. Het zal duidelijk zijn dat de spanning over de condensator 29 zal stijgen naarmate de stroompulsen door de weerstand 6 breder worden. Worden de stroompulsen te breed dan zal de comparator 27 aanspreken en via de leiding 21 een uitgangssignaal afgeven aan het relais 10 waardoor het uitgangscircuit wordt ontkoppeld. Daarmee wordt voorkomen dat ondanks een gelijkblijvende primaire stroomsterkte, een verandering in de secundaire stroomsterkte ontstaat doordat de vorm van de primaire stroompulsen verandert-.

Eventueel kan een soortgelijke detectieschakeling ook aangesloten worden op weerstand 5, hetgeen echter in de figuur niet aangegeven is.

Alhoewel in het bovenstaande gesproken wordt over het "activeren" van het relais 10 verdient het de voorkeur om het relais 10 zodanig in de schakeling op te nemen dat het relais onder normale omstandigheden wordt bekrachtigd in welke toestand de contacten 8 en 9 gesloten zijn. Het "activeren" van het relais gebeurt dan door het afschakelen van de bekrachtigingsstroom waardoor het relais afvalt en de contacten 8 en 9 opengaan.

Een eventueel relaisactiveringssignaal op de leiding 21 wordt via de weerstand 31 ook toegevoerd aan de golfvormgenerator 16. Deze reageert daarop door een korsluitrelais 12 te bekrachtigen zodat de contacten 12a daarvan worden gesloten en de uitgangsspanning daadwerkelijk nul Volt wordt. Hierdoor worden eventuele stroompieken uit de transformator 7 kortgesloten, indien het relais 10 nog niet geactiveerd (afgevallen) is en de contacten 8 en 9 nog niet geopend zijn. Het relais zorgt verder voor kortsluiting van de uitgang ingeval onverhoopt de contacten 8 en 9 om de een of andere reden in de gesloten stand blijven hangen ook als het relais geactiveerd wordt (het relais wordt afgevallen).

De werking van de bovenbeschreven schakeling is als volgt.

Door de gebruiker van de schakeling, of door de patiënt, wordt met behulp van de insteleenheid 17 de gewenste stroomsterkte ingesteld.

Met behulp van de schakelaars 15a, 15b wordt gekozen tussen gelijkstroom of wisselstroom en met de insteleenheid 18 wordt de pulsvorm gekozen, dat wil zeggen de frequentie van de pulsen en de aan/uit-verhouding.

De resulterende instelsignalen van de amplitude-insteleenheid 17 en van de pulsvorminsteleenheid 18 worden via de leiding 37 waarin de weerstand 38 is opgenomen, respectievelijk via de leiding 36 toegevoerd aan de golfvormgenerator 16. Wordt gekozen voor een gelijkstroom dan verdient het de voorkeur dat de aan/uit-verhoudingen van de opgewekte pulsen gelijk is aan 50% zodat de rimpel in de gelijkgerichte stroom aan de secundaire zijde althans bij benadering gelijk is aan nul.

Om dat te bereiken zou een koppeling aangebracht kunnen worden tussen de schakelaars 15a/15b en de insteleenheid 18.

Onafhankelijk van de keuze tussen gelijkstroom of wisselstroom worden door de golfvormgenerator 16 pulsvormige stuursignalen opgewekt voor de spanning/stroom-omvormers 1 en 2. Moet aan de uitgangsklemmen 39 en 40 van de schakeling, die op hun beurt verbonden zijn net elektroden, die op vooraf bepaalde lichaamsdelen van een patiënt i kunnen worden geplaatst, gelijkstroom worden aangeboden dan worden onder besturing van de golfvormgenerator 16 weliswaar stroompulsen gegenereerd door de omvormers 1 en 2 die via de transformator 4 worden overgedragen naar het uitgangscircuit, maar deze stroompulsen worden in de gelijkrichter 14 gelijkgericht tot een gelijkstroom, welke gelijkstroom via de schakelaars 15a, 15b aan de uitgangsklemmen 39 en 40 wordt afgegeven.

Door een juiste keuze van de stand van de schakelaars 15a en 15b kan de polariteit van de af te leveren gelijkstroom worden gekozen.

Moeten wisselstroompulsen aan de uitgangsklemmen 39 en 40 worden af gegeven, dan worden de schakelaars 15a en 15b in de derde stand gebracht, waarin de leidingen 32 en 33 rechtstreeks met de klemmen 39 en 40 zijn verbonden.

Het behulp van de signaallamp 11 kan worden gecontroleerd of er inderdaad stroom door het uitgangscircuit en de erop aangesloten belasting (patient) loopt.

Wordt om welke reden dan ook de stroom door een van de weerstanden 5 en 6 (en daarmee ook de stroom die toegevoerd wordt aan de uitgangsklemmen 39 en 40) zo hoog dat de procentuele grenswaarde wordt overschreden dan zal tenminste één der comparatoren 20 of 22 in werking treden en zal het relais 10 worden geactiveerd. Wordt de som van de beide stromen hoger dan een absolute limietwaarde, dan zal de comparator 25 reageren en het relais 10 activeren. Wordt de pulsvorm om welke reden dan ook zodanig gewijzigd dat dit resulteert in een te hoge stroomsterkte, dan zal de comparator 27 reageren en het relais 10 bekrachtigen. In al deze gevallen zal tevens het kortsluit-relais 12 worden geactiveerd.

Figuur 2 toont op welke wijze de eindtrap bij voorkeur wordt gevoed. In figuur 2 is slechts een deel van de componenten uit figuur 1 getoond, te weten de beide omvormers 1 en 2 en de weerstanden 5 en 6. Verder zijn in figuur 2 getoond een bestuurbare voedingseenheid 42, waarvan de negatieve aansluiting in dit geval verbonden is met aarde, en waarvan de positieve aansluiting verbonden is met een middenaftakking van de primaire wikkeling 3 van de transformator 4.

De stuuraansluiting van de voedingseenheid 42 is verbonden met de uitgangen van twee comparatoren 43 en 44. De ene ingang van beide comparatoren 43 en 44 is verbonden met één pool van een referentie-spanningsbron 45, waarvan de andere pool geaard is. De andere ingangen van de beide comparatoren 43 en 44 zijn verbonden met de respectievelijke stroomuitgangen van de omvormers 1 en 2 op de in Figuur 2 getoonde wijze.

De comparatoren 43 en 44 leveren een stuursignaal af aan de spanningsregelaar 42 afhankelijk van de som van de spanning over de weerstand 5 en de referentiespanningsbron 45 respectievelijk de weerstand 6 en de referentiespanningsbron 45. Wordt de som van deze spanningen hoger dan moet door de betreffende omvormer dus een hogere stroom geleverd worden en moet bij voorkeur ook de spanning op de middenaftakking van de primaire wikkeling 3 hoger worden om het spanningsverlies van de weerstand 5 of 6 en eventuele interne span-ningsverliezen in de omvormers te compenseren. De uitgangsspanning van de regelaar 42, die toegevoerd wordt aan de middenaftakking van de wikkeling 3 wordt dus groter naarmate er meer stroom wordt gevraagd. Daarmee wordt bereikt dat de dissipatie in de beide omvormers 1 en 2 relatief klein en nagenoeg constant gehouden kan worden.

De transformator 4 wordt bij voorkeur zodanig uitgevoerd, dat deze transformator bij een voorafbepaalde stroomsterkte in verzadiging komt, waardoor een verdere stroomtoename wordt begrenst en daarmee een extra beveiliging wordt gecreeerd.

In figuur 3 wordt een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding getoond. Componenten die ook in de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 zijn toegepast zijn voorzien van dezelfde referentie-aanduidingen. Het belangrijkste verschil tussen de uitvoeringsvormen van de figuren 1 en 3 is te vinden in de schakeling rond de instel-eenheid 17. In figuur 3 is de insteleenheid 17 voorzien van een potentiometer 44 die in serie met een vaste weerstand 42 is aangesloten tussen een vaste spanningsaansluiting Vs en massa. Het knooppunt tussen de weerstanden 42 en de potentiometer 44 is verbonden met de ene ingang van een verdere comparator 41, waarvan de andere ingang verbonden is met een referentiespanningsbron 43.

Met behulp van de comparator 41 wordt gecontroleerd of de spanning op het knooppunt tussen de weerstand 42 en de potentiometer 44 een waarde heeft die ten minste een voorafbepaalde waarde lager is dan de vaste spanning Vs. In normale gevallen moet dit zo zijn.

Zou echter om welke reden dan ook de verbinding tussen massa en de potentiometer 44 losraken dan zou daardoor de spanning op de loper van de potentiometer 44 en daarmee de stuurspanning op de ene ingang van de comparatoren 20 en 22 op ongewenste wijze sterk toenemen zonder dat de beveiliging aanspreekt. De comparatoren 20 en 22 reageren immers alleen indien de stroom door de omvormers 1 en 2 groter wordt dan 150% (of een andere ingestelde waarde) van de instelstroom. i Veranderd echter de instelstroom zelf dan reageren de comparatoren 20 en 22 daar niet op. Door het toevoegen van de weerstand 42 in combinatie met de comparator 41 wordt dit probleem nu geëlimineerd.

In het normale geval zal de spanning op het knooppunt tussen de weerstand 42 en de potentiometer 44 nooit hoger worden dan een bepaalde waarde die samenhangt met de dimensionering van de weerstanden 42 en 44, de spanning Vs en de impedantie waarmee de loper van de potentiometer 44 wordt belast. Raakt echter de verbinding tussen de potentiometer 44 en de massa los, dan zal de potentiaal op het knooppunt tussen de weerstand 42 en de potentiometer 44 zodanig toenemen dat de comparator 41 een toename boven de ingestelde grenswaarde constateert. Als resultaat daarvan geeft de comparator 41 een signaal af, waarmee het relais 10 wordt geactiveerd, zodat de contacten 8 en 9 worden geopend.

Figuur 4 toont een meer gedetailleerde en verder ontwikkelde uitvoeringsvorm van de schakeling rond de potentiometer 44 in de amplitude-insteleenheid 17.

De schakeling in figuur 4 omvat weer de potentiometer 44 met de aansluitcontacten p1, p2 en p3, en de weerstand 42 die in serie met de potentiometer 44 is geschakeld tussen de vaste spanningsaan-sluiting Vs en massa. Verder is de loper van de potentiometer 44 belast door een loperbelastingsweerstand 45. De spanning op het knooppunt tussen de weerstand 42 en de potentiometer 44 wordt via een weerstand 46 toegevoerd aan de ene ingang van de comparator 41.

De referentiespanning die aan de andere ingang van de comparator 41 moet worden toegevoerd, wordt verkregen via een spanningsdeler bestaande uit de weerstanden 47 en 48, aangebracht tussen massa en een vaste referentiepotentiaal Vr. De genoemde eerste ingang van de comparator 41 is tenslotte nog via een condensator 49 ontkoppeld. Voor testdoeleinden is verder een schakelaar 50 aangebracht parallel aan de weerstand 42.

De schakeling uit figuur 4 biedt een hoge mate van veiligheid ook indien onverhoopt één van de aansluitingen pi, p2 of p3 van de potentiometer losraakt of eventuele andere fouten in de schakeling optreden, zoals blijkt uit de volgende analyse.

Indien de verbinding ter plaatse van de potentiometeraansluiting p1 los zou raken dan wordt als resultaat daarvan de regelspanning Vr die toegevoerd wordt zowel aan de golfvormgenerator 16 als aan de comparatoren 20 en 22 gelijk aan nul. Het enige resultaat daarvan is dat de uitgangsstroom eveneens naar nul daalt.

Indien de loperaansluiting losraakt dan zal door de aanwezigheid van de loper belastingsweerstand 45 de regelspanning eveneens naar nul gaan. Ook in dat geval onstaat er voor de patient geen gevaarlijke situatie.

Indien de massa-aansluiting p3 van de potentiometer los zou raken dan ontstaat daardoor, zoals reeds aan de hand van figuur 3 is verklaard, een bovenmatige spanningstoename op het knooppunt tussen de weerstanden 42 en 44 voldoende om de comparator naar de andere stand te laten omklappen, zodat een signaal wordt afgegeven aan het veiligheidsrelais 10.

De testschakelaar 50 kan worden gebruikt om de goede werking van de comparator 41 te controleren. Wordt de schakelaar 50 ingedrukt dan zal daardoor de spanning op het knooppunt tussen de weerstand 42 en de potentiometer 44 toenemen tot aan de potentiaal van de vaste spanningsaansluiting Vs. De comparator 41 moet daarop reageren door het veiligheidsrelais te activeren en de contacten 8 en 9 te openen, hetgeen op eenvoudige wijze kan worden gecontroleerd.

Figuur 5 toont tenslotte nog een andere, verder ontwikkelde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding. Het verschil tussen de uitvoeringsvormen van de figuren 3 en 5 is dat in figuur 5 een microprocessor is toegepast die enerzijds stuursignalen levert aan de golfvormgenerator 16, maar in hoofdzaak dienst doet voor testdoeleinden, zoals in het volgende nog kort zal worden besproken.

De componenten in figuur 5, die overeenstemmen met componenten uit figuur 3 zijn met dezelfde referentiecijfers aangeduid.

De golfvormgenerator 16 is inwendig voorzien van een chopper 51, een digitaal analoog omvormer 52 en een golfvormtabelgeheugen 53. Het amplitude-instelsignaal afkomstig van de insteleenheid 17 wordt door de omvormer 52 omgevormd tot een signaal van voorafbepaalde sterkte, bestemd voor sturing van de omvormers 1 en 2. Dit signaal wordt via de chopper 51 afwisselend aangeboden aan de omvormers 1 en 2. De gewenste golfvorm van het uitgangssignaal wordt ingesteld door een juiste keuze van één der golfvormen, opgeslagen in het geheugen 53. Deze keuze wordt gemaakt door middel van de insteleenheid 18, die via de microprocessor 54 een stuursignaal opwekt voor de golfvormgenerator 16. Aangezien de gedetailleerde functionering van de golfvormgenerator 16 in verband met de uitvinding niet relevant is, wordt een nadere beschrijving van de golfvormgenerator 16 overbodig geacht. Overigens wordt met betrekking tot een gedetailleerde invulling van deze generator verwezen naar de literatuur waaruit diverse golfvormgeneratoren, geconstrueerd met behulp van digitaal/analoog-omvormers en choppers bekend zijn.

Zoals reeds werd opgemerkt, heeft de microprocessor 54 als belangrijke taak het testen van de gehele inrichting. Een mogelijke testproce-dure zal in het volgende kort worden besproken.

Zodra de voedingsspanning zijn stabiele eindewaarde heeft bereikt, begint de zelftest van de inrichting. Na het opkomen van de voedingsspanning staat de inrichting in een veilige begintoestand. De gebruiker van de inrichting mag tijdens de zelftest geen van de instelorganen van de inrichting bedienen en bovendien moet de insteleenheid in de nulstand staan. De microprocessor 54 controleert dit regelmatig en beschouwt eventuele afwijkingen van deze voorwaarden als een fout waarop wordt gereageerd zoals in het onderstaande nog zal worden beschreven.

Achtereenvolgens worden allereerst door de microprocessor 54 onder besturing van een daartoe in de microprocessor 54 ingebracht geschikt programma de volgende handelingen uitgevoerd: 1. Gecontroleerd wordt of het veiligheidsrelais uitgeschakeld is.

2. De registers van de microprocessor worden intern gecontroleerd. Daartoe wordt een register gevuld met een bepaald bitpatroon, dit bitpatroon wordt weer teruggelezen uit het register en vervolgens vergeleken met het oorspronkelijke bitpatroon.

3. De reken-eenheid van de microprocessor wordt gecontroleerd door een aantal rekeninstructies uit te voeren en de berekende waarden te vergelijken met vastgelegde correcte waarden.

4. Het programmageheugen en daarmee ook de adres/databus van de processor worden gecontroleerd door een controle-som op het programmageheugen uit te voeren en deze te vergelijken met een opgeslagen correcte waarde.

5. Het datageheugen van de microprocessor wordt gecontroleerd door een voorafbepaald bitpatroon in het geheugen in te schrijven, dit bitpatroon weer uit te lezen en te vergelijken met het oorspronkelijke bitpatroon.

6. De tijdbepalings-eenheden in de microprocessor worden gecontroleerd door elke eenheid een voorafbepaalde periode te laten afmeten en deze periode te vergelijken met het resultaat, gegenereert met behulp van een vertragingslus die over dezelfde periode vertraagt.

7. De microprocessor 16 is voorzien van een analoog/digitaal-omvormer, waarmee in het bijzonder de instelwaarde uit de amplitude-insteleenheid 17 wordt gedigitaliseerd. Aan deze A/D-omvormer wordt als test een referentiespanning toegevoerd en het gedigitaliseerde resultaat wordt vergeleken met een verwachte correcte waarde.

8. Via de nu gecontroleerde A/D-omvormer worden op verschillende punten in de inrichting de spanningen gemeten en gecontroleerd met correcte opgeslagen .waarden.

Wordt ergens in deze testprocedure een afwijking geconstateerd, of wordt een bedieningsfout gedetecteerd dan stopt de testcyclus en wordt via de indicatie-eenheid 19 een fout-boodschap afgegeven. De inrichting kan dan niet verder worden geactiveerd en moet geheel uitgeschakeld worden voordat een nieuwe poging kan worden ondernomen.

Wordt de werking van de microprocessor 54 in orde bevonden, dan wordt vervolgens de werking van het veiligheidsrelais 10 en van het kortsluitcircuit 12 getest. Hierbij mag geen patiënt aahgesloten zijn. De test wordt uitgevoerd door een bekende spanning aan te bieden aan de ingang van de A/D-omvormer (corresponderend met een vooraf bepaalde instelling van de insteleenheid 17), waardoor, indien de uitgangsschakeling niet onderbroken is (de contacten 8 en 9 zijn gesloten) een voorafbepaalde stroom door de uitgangsschakeling gaan lopen. Vervolgens wordt de A/D-omvormer in een stand geplaatst die correspondeert met een waarde hoger dan de maximaal toegelaten uitgangsstroom. Het resultaat daarvan zal moeten zijn, dat het veiligheidsrelais schakelt. Bij het inschakelen van de inrichting moest immers de amplitude-insteleenheid 17 op nul staan, zodat direct bij het uitvoeren van deze test het veiligheidsrelais 10 in werking moet komen.

Op soortgelijke wijze kunnen de afzonderlijke comparatoren die in de beveiligingsschakeling opgenomen zijn, worden getest.

Claims (12)

1. Elektrotherapie-inrichting waarmee gelijkstromen of wisselstromen kunnen worden opgewekt, bestemd om via elektroden te worden toegevoerd aan een patiënt, omvattende: twee spanning-stroom-omvormers, elk voorzien van een stroomingang, een stroomuitgang en een stuurspanningsingang, welke omvormers elk met de stroomingang via een weerstand zijn verbonden met een eerste voedingsspanningsaansluiting en met de stuurspanningsingang zijn verbonden met een golfvormgenerator, - een transformator met een primaire en een secundaire wikkeling, welke secundaire wikkeling via ten minste een relaiscontact is aangesloten op een uitgangscircuit dat met de genoemde elektroden kan worden verbonden en waarbij de beide uiteinden van de primaire wikkeling elk verbonden zijn met een stroomuitgang van één der genoemde omvormers, en een middenaftakking van de primaire wikkeling verbonden is met de tweede voedingsspanningsaansluiting, waarbij een beveiligingsschakeling is aangesloten op de beide genoemde weerstanden, waarmee tijdens bedrijf de stroom door deze weerstanden wordt bewaakt en waarmee, indien een vooraf bepaalde parameter van deze stroom wordt overschreden, een relais wordt geactiveerd waardoor het genoemde tenminste ene relaiscontact wordt omgeschakeld en de verbinding tussen het uitgangscircuit en de secundaire wikkeling van de transformator wordt verbroken.

2. Elektrotherapie-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de beveiligingsschakeling is voorzien van een eerste en een tweede comparator, elk met een ingang aangesloten op het knooppunt tussen één van de genoemde weerstanden en de daarmee verbonden stroomingang, en elk met de andere ingang aangesloten, dan wel aansluitbaar op een referentiespanningsbron zodanig dat tijdens bedrijf de spanning over elk der genoemde weerstanden in een comparator wordt vergeleken met een vooraf bepaalde referentiespanning en dat bij overschrijding van de referentiespanning door de betreffende comparator een bekrach-tigingssignaal voor het genoemde relais wordt gegenereerd.

3. Elektrotherapie-inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is van instelmiddelen waarmee door de gebruiker van de inrichting de referentiespanning kan worden ingesteld.

4. Elektrotherapie-inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de instelmiddelen voorzien van een potentiometer waarvan het weerstandslichaam enerzijds verbonden is met massa en anderzijds via een weerstand verbonden is met een vaste spanningsaansluiting, waarbij de loper van de potentiometer is verbonden met de genoemde comparatoren, en waarbij het knooppunt tussen de potentiometer en de genoemde weerstand is verbonden met de ene ingang van een verdere comparator waarvan de andere ingang is verbonden met een voorafbepaalde vaste potentiaal en de verdere comparator, bij een stijging van de potentiaal op het knooppunt tussen de potentiometer en de weerstand tot boven een voorafbepaalde drempelwaarde een activeringssignaal voor het genoemde relais genereert.

5. Elektrotherapie-inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat tussen loper en massa een loperbelastingsweerstand is aangebracht.

6. Elektrotherapie-inrichting volgens conclusie 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat de instelmiddelen zodanig zijn uitgevoerd, dat de referentiespanning voor elke comparator afzonderlijk kan worden gevarieerd.

7. Elektrotherapie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de beveiligingsschakeling is voorzien van een derde comparator, waarvan de ene ingang via een weerstandsnetwerk is aangesloten op de genoemde weerstanden en waarvan de andere ingang aangesloten dan wel aansluitbaar is Op een limietspanningsbron, zodanig dat tijdens bedrijf de som van de spanningen over de genoemde weerstanden in de derde comparator wordt vergeleken met een vooraf bepaalde limietwaarde, waarbij de derde comparator bij overschrijden van de limietwaarde een activeringssignaal voor het genoemde relais genereert.

8. Elektrotherapie-inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de limietspanningsbron voorzien is van een frequentie-afhankelijk netwerk, zodanig dat de momentane limietwaarde afhankelijk is van de momentane frequentie van de som van de stromen door de genoemde weerstanden.

9. Elektrotherapie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de beveiligingsschakeling is voorzien van een vierde comparator, waarvan de ene ingang via een intergrerend netwerk is verbonden met het knooppunt tussen één der genoemde weerstanden en de bijbehorende stroomingang en waarvan de andere ingang is verbonden met een vergelijkingsspanningsbron, zodanig dat tijdens bedrijf de geïntregreerde spanning over de betreffende genoemde ene weerstand wordt vergeleken met de vergelijkingsspanning en dat bij overschrijden van de vergelijkingsspanning door de vierde comparator een activeringssignaal voor het genoemde relais wordt gegenereerd.

10. Elektrotherapie-inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de beveiligingsschakeling is voorzien van een vijfde comparator, waarvan de ene ingang via een intergrerend netwerk is verbonden met het kruispunt tussen de andere genoemde weerstand en de bijbehorende stroomingang en waarvan de andere ingang is verbonden met een verge-lijkingsspanningsbron, zodanig dat tijdens bedrijf de geïntergreerde spanning over de betreffende andere genoemde weerstand wordt vergeleken met de vergelijkingsspanning en dat bij overschrijden van de verge-lijkingsspanning door de vijfde comparator een activeringssignaal voor het genoemde relais wordt gegenereerd.

11. Elektrotherapie-inrichting volgens één der voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat de golfvormgenerator voorzien is van een ingang waarop een signaal kan worden aangeboden in respons waarop de golfvormgenerator de beide spanning-stroom-omvormers stuurt naar een toestand waarin er geen stroom aan de stroomuitgang wordt geleverd, welke ingang tijdens bedrijf eveneens door het activeringssignaal van de beveiligingsschakeling wordt aangestuurd.

12. Elektrotherapie-inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de transformator zodanig is uitgevoerd dat deze bij een voorafbepaalde, aan de veiligheidseisen gerelateerde stroom-sterkte, in verzadiging komt.