SE438778B - Anordning for upptagning och behandling av elektriska signaler, bestaende av ett signaloverforingsdon och en signalbehandlingsdel - Google Patents

Description

'7ß11læ9ïfrÛ z grund av de mycket korta luft- och krypsträckor, som vid i övrigt miniatyriserad uppbyggnad är ofränkomliga, anslutningen högspän- ningsmässigt knappast är möjlig att isolera på ur säkerhetssyn- punkt erforderligt sätt. Detsamma gäller emellertid även för hjärtsignalövervaknings- resp. bearbetningsapparater, i enlighet med vad som framgår av tidskriften ELECTRONICS, sept. 1969, sid. 38. Vid denna anordning befinner sig visserligen kopplings- stället (även här med induktiva överföringsdon för nyttosignal- och energiöverföring) tillsammans med signalbehandlingsdelen i ett gemensamt apparathölje. De egentliga EKG-avkänningselektroderna är emellertid då direkt via apparathöljet anslutna till kopplings- stället, vilket sålunda vid detta genomföringsställe genom höljet _ger upphov till isolationsproblem.

Uppfinningen har till uppgift att undanröja denna nackdel hos de kända anordníngarna, dvs att åstadkomma en insticksanslutning som på förhand uppvisar speciellt goda isolatíonsegenskaper.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen vid en anordning av det inledningsvis nämnda slaget genom att för överföring av sig- nalerna från signalupptagare till en bearbetningsapparat apparat- höljet uppvisar en inbuktning, vilken utgör en på apparatsidan be- fintlig instickskontaktdel, till vilken en motkontaktdel passar, vilken såsom upptagnings-motkontaktdel genom en kabel är förbunden med upptagaren, varjämte insticks-inbuktningen i apparathöljet är utförd av omagnetiskt men elektriskt ledande material, företrädes- vis av aluminium, och varvid motkontaktdelen är ett företrädesvis långsträckt hölje med en mantel av isolationsmaterial med hög spänningshållfasthet, företrädesvis ett plastmaterial med inre metallisering.

Vid anordningen enligt uppfinningen med det enligt uppfinning- en utförda kopplingsstället kommer utjämningsströmmar, även sådana som förekommer speciellt vid högspänningsmässig belastning, ej längre att såsom tidigare uppträda mellan två tätt intill varandra befintliga kontaktställen; i stället ingår åtminstone ett av de båda kontaktställena såsom med godtyckligt stor yta utformbar stickkontakt i instickskontaktförbindningen. Därmed erhålles även, i enlighet med vad som är önskvärt, godtyckligt långa luft- gap ooh krypsträckor för möjligen uppkommande avledningsströmmar.

Spänningshâllfastheten ökas till en multipel av den tidigare vanliga, och isolatíonsproblem uppträder ej längre. 10 15 20 25 30 35 fl0 ?a1149a~o Vid en fördelaktig utföringsform av uppfinningen skall i signalöverföringens riktning kopplingsorganet på signalkällsidan överta primärfunktionen och kopplingsorganet på signalbehand- lingssidan skall överta sekundärfunktionen. Nan uppnår då att exempelvis vid överföring av fysiologiska signaler från en sig- nalupptagare till signalbehandlingsdelen i den egentliga appa- raten primärkopplingsorganet befinner sig i stickkontakten på upptagarsidan (elektrodsidan) och sekundärkopplingsorganet för signalöverföringen befinner sig i stickkontaktdelen på apparat- sidan. Om emellertid markeringssignaler, såsom exempelvis kalib- reringspulser eller igenkänningssignaler eller också speciella omkopplings- eller styrsignaler, skall överföras från apparatsi- dan i riktning mot kontaktanslutningen eller elektroderna, så övertar då på grund av riktningsomkastningen i kopplingsstället ett kopplingsorgan på apparatsidan primärfunktionen och ett kopp- lingsorgan på överföringsmotkontaktsidan sekundärfunktionen. I en ytterligare fördelaktig utföringsform skall kopplingsstället vara uppdelat i primär- och sekundärkopplingsorgan för en nytto- signalöverföring och i ytterligare primär- och sekundärkopplings- organ för energiöverföring i och för strömförsörjningen.

Ytterligare fördelar och anordningar avseende uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning av två utföringsexem- pel som åskådliggöres på bifogade ritning med fig. 1 och 2.

Pig. 1 visar en utföringsform av uppfinningen vid vilken hop- skjutning av primär- och sekundärkopplingsorgan sker medelst längs-insticksförfarande, och fig. 2 visar en utföringsform av uppfinningen vid vilken hopskjutningen av kopplingsorganen sker tvärs mot längsriktningen.

I fig. 1 visas upptill en längsgenomskärning av ett apparat- hölje 1, exempelvis av plåt. Apparathöljet 1 uppvisar en före- trädesvis cylindrisk inbuktning 2, vilken är utförd av icke-mag- netiskt men elektriskt ledande material. Som material för den exempelvis såsom cylinder utformade utbuktningen kan man använda aluminium. Utbuktningen 2 utgör en på apparatsidan befintlig stickkontaktdel. Den därtill passande motkontaktdelen 3 är i fig. 1 nedtill likaledes visad i längsgenomskärning. Denna mot- kontaktdel består av ett långsträckt (vid cylindriskt urtag 2 likaledes cylindriskt) hölje med en mantel 4 av isolerande ma- terial med hög spänningshållfasthet. Som isolationsmaterial kan man använda ett plastmaterial med invändig metallisering. Den 10 15 20 25 30 35 H0 7811498-0 inre metalliseringen är speciellt avsedd för högfrekvensavskärm- ning.

Mot-instickskontaktdelens 3 ändyta 5 består av ljusgenom- släppligt plastmaterial, exempelvis akrylglas. I Instickskontaktdelen 2 uppvisar i sin i apparatens inre be- fintliga ände 6 ett monteringsutrymme 7. I detta monteringsut- rymme befinner sig en spole 8 (företrädesvis ringformig) såsom i det föreliggande fallet primärkopplingselement för energiöver- föring till höljet 3 hos mot-instickskontaktdonet. Såsom sekun- därkopplingsorgan innehåller motkontaktorganet 3 i konsekvens därmed en sekundärspole 9 (företrädesvis likaledes ringformig) vid eller i närheten av instickskontaktens 3 ändyta 5.

Såsom det egentliga nyttosignalöverföringsdonet, speciellt för överföring av EKG-signaler, används en optokopplare. Denna optokopplare uppvisar en första ljusledaransats 10, som är an- ordnad i monteringsutrymmet 7 i kontakturtaget 2, i enlighet med vad som visas upptill i fig. 1. I det fall att nyttosignalöver- föringen sker från motkontaktdelen 3, övertar denna ljusledar- ansats 10 sekundärfunktionen. Såsom primäröverföringsdon används ett motsvarande mot-ansatsstycke 11 i motkontaktdelen 3. Ljusin- strålningen till primär-ansatsstycket 11 sker medelst lysdioden 12. På motsvarande sätt innefattar ljusledaransatsen 10 i appa- rathöljet 1 en fotocell 13 (exempelvis en kiseldiod).

På det i fig. 1 visade sättet är sålunda spolarna 8 resp. 9 samt ljusledaransatserna 10 resp. 11 med tillhörande ljuskäl- lor 12 och ljusmottagare 13 komponenter (primär- resp. sekundär- kopplingsorgan) av ett signalkopplingsställe för galvaniskt se- parerad överföring av nyttosignaler och strömförsörjningsenergi.

Dessa komponenter av ett kopplingsställe blir dock aktiva såsom kopplingsställe först i det ögonblick då hopskjutning sker, dvs då kontaktdelen 3 inskjutes i kontaktupptagningsdelen 2 så att de kommer intill varandra.

Först i detta fall, dvs vid inskjuten förbindning får man sålunda en gemensam signalväg 14 för nyttosignalerna och först då kommer även en energiväg 15 att upprättas för strömförsörj- ningen. Detta innebär beträffande nyttosignalöverföringen exem- pelvis att via en till kabelanslutningen 16 ansluten (dock ej visad) EKG-elektrod EKG-signaler från patienten via signalled- ningen IH tillföres till en förförstärkare 17 i instickskontakt- delen. Härifrån tillföras sedan de förstärkta signalerna efter 10 15 20 25 30 35 H0 7811h98*0 modulation i en modulator 18 (företrädesvis frekvens- eller puls- tidmodulator) och i förekommande fall påverkan i ett kopplinge- organ 19 till ett drivsteg 20. Från drivsteget 20 matas sedan lysdioden 12 direkt med de modulerade signalerna. Energiförsörj- ningaii instickkontaktdelen 3 övertar sekundärmatningsdelen 21, som är ansluten till sekundärspolen 5 för energiöverföringen.

I själva apparaten kommer de optiska signalerna efter om- vandling till elektriska signaler i optomottagaren 13 att till- föras till förförstärkaren 22 och att från denna tillföras till en demodulator 23 i och för demodulation. Från demodulatorn tillföres de sedan i förekommande fall efter ytterligare för- stärkning och filtrering till en slutförstärkare 24 i en indika- toranordning 25. Uttrycket indikatoranordning skall därvid upp- fattas i vidaste bemärkelse, dvs den kan utgöras av en registre- rande oscillograf eller ett oscilloskop eller t.ex. endast ett enkelt visarinstrument.

För primärenergiförsörjning i apparaten 1 används primärenergi- försörjningsdelen 26, vilket kan utgörassy en nätdel med lämplig yttre anslutning till distributionsnätet. Men man kan även an- vända ett enkelt batteri. Energiöverföringen för matning av pri- märspolen 8 sker medelst en oscillator 27. I fig. 1 uppvisar dessutom apparatens insticksanslutning 2 två mikroströmställare 28, 29, som kan omkopplas medelst ett spår 30 i motkontaktdelen 3. Omkopplingsförloppet utlöses emellertid endast när i det hop- skjutna tillståndet spåret 30 hos motkontaktdelen 3 kommer att ligga an mot mikroströmställarna 28, 29 i instickskontaktdelen 2.

Genom att anbringa olika spår på olika avstånd från ändytorna 5 kan olika motkontaktdelar 3 markeras på olika sätt. Härigenom kan exempelvis omkopplingsförlopp utlösas i beroende av motkon- taktdelarnas 3 typ. Insticksanslutningsdon med omkopplíngskon- takter på grundval av omkopplingsspår är oberoende av ansöknings- föremälet i och för sig kända genom exempelvis DE-AS 12 20 920.

På apparathöljets 1 framsida finns dessutom exempelvis yt- terligare tvâ tryckknappar 31, 32, vilka kan aktiveras genom manövrering via omkopplarna 33, 34, och spolarna 35 resp. 36.

Härigenom manövreras i motkontaktdelen 3 tungelementkontakten 37 eller 38. Genom manövrering av tungelementkontakterna 37 eller 38 kan omkopplingsförlopp hos omkopplaren 19 resp. i förstärka- ren 17 utlösas, exempelvis så att man kopplar om till införande av markeringar eller inställning av olika förstärkníngssteg. 10 15 20 30 40 7s11a9sfo Tungelementkontakterna 37 resp. 38 bildar tillsammans med sina magnetiseringsspolar 35 resp. 36 ytterligare komplement till kopplingsstället som helhet med tvâ ytterligare med varand- ra koordinerade enskilda kopplingselement.

I fig. 2 visas en modifiering av utföringsformen enligt fig. 1, varvid modifieringen innebär att hopskjutningen ej läng- re sker í längsriktningen utan i tvärríktningen. I detta fall är sålunda ekempelvís insticksurtaget 2' och motkontakten 3' anord- nade i rät vinkel. övergângsytorna för sekundärkopplingsspolen 9 och primärljusledaransatsen 11 befinner sig ej längre på insticks- kontaktens 3' ändyta 39. Den befinner sig nu på sidoytan vid ett ljusgenomsläppligt fönster MO vinkelrätt mot anordningen enligt fig. i. _ Såsom en ytterligare möjlig variant uppvisar utföringsform- en enligt fig. 2 dessutom ett färg-igenkänningsfält H1 och/eller ett magnetiskt igenkânningsfält H2. Dessa igenkänningsorgan kan tillsammans med lämpliga motstående avkännare på apparatsidan udösa kopplingsförlopp eller också förstärkaromkopplingar i en- lighet med det kännetecknande spåret vid utföringsformen enligt fig. 1.

Upptill i fig. 2 visas apparaten 1 och upptagnings-stick- kontakten 3' i infört tillstånd. I fig. 2 visas nedtill enbart upptagnings-stickkontakten 3' i längsgenomskärning.

Vid båda de i fig. 1 och 2 visade utföringsformerna av upp- finningen befinner sig apparathöljet 1 på stommens (resp. skydds- jordledarens) potential. Potentialen för upptagnings-stickkon- taktens 3' hölje är emellertid frisvävande. Man inser nu omedel- bart att avledníngsströmmar mellan höljet och upptagnings-stick- kontakten till följd av den mycket speciella kontakteringen en- ligt uppfinningen erbjuder godtyckligt långa luft- och krypsträc- kor för läckningsvägarna. Detta medför i sin tur den eftersträ- vade höga spänningshållfastheten med ett minimum av ísolations- problem.

De visade utföringsexemplen hänför sig till en apparat speciellt för medicinsk användning, dvs särskilt för överföring av fysiologiska signaler såsom EKG, blodtryck, temperatur, etc. från patienten till en signalbehandlingsutrustning. Uppfinningens användningsområde är dock på intet sätt begränsat till rent me- dicinska tillämpningar. Den kan självfallet användas generellt vid allmänna mättekniska anordningar. Ett speciellt användnings- ..~_v-_.._,-. ...aa 7811l§98~O område kan därvid även vara allmän mätdataöverföríng, där t.ax. data överföra: mellan tvâ räknare, varvid kopplingssïällen kan ínbyggas i över>fötoingsledni_ngarna i och för förebyggande av ut- jämningsströmmar på grund av störningar. ._ .___._..............._~.._.....__._.....__..., ____ ___..__,.........-_._.._...v._,...._._..__. ____ ...__ _.

Claims (10)

'78111ë-93-Û å. Patentkrav

1. Anordning för att upptaga och behandla elektriska signaler, vilken anordning består av signalöverföringsdon och signalbe- handlingsdel, vilka i sígnalvägen medelst en stickkontakt är anslutbara till varandra, och bestående av ett galvaniskt åt- skiljande kopplingsställe i signalvägen med primär- och sekun- därkopplingsorgan, varvid det ena (8;10) av tvâ till varandra hörande primär- och sekundärkopplingsorgan (8, 9; 10, 11] är anordnat i stíckkontaktdelen (2 resp. 2*) på sígnalbehandlíngs- dflluw II; .|dn nfh det andra 19; 11) i en till denna passande motkontaktdel (3 resp. 3') i signalöverföringsdonet (16), så att med åstadkommande av instickskontakten båda kopplingsorganen (8, 9; 10, 11) såsom primär- och sekundärkopplingsorgan i rums- mässigt grannskap sammanfogas med varandra till nämnda kopp- lingsställe, varvid stickkontaktdelen är utformad såsom in- buktning och motkontaktdelen är utformad så att den passar till ínbuktningen, k ä n n e t e c k n a d av att för överföring av signalerna från signalupptagare till en bearbetningsapparat apparat- höljet (1) uppvisar en inbuktning (2 resp. 2'), vilken utgör en på apparatsidan befintlig instickskontaktdel, till vilken en motkon- taktdel (3 resp. 3') passar, vilken såsom upptagnings-motkontaktdel genom en kabel (16) är förbunden med upptagaren, varjämte ínsticks- -inbuktningen (2 resp. 2') i apparathöljet (1) är utförd av omagne- tiskt men elektriskt ledande material, företrädesvis av aluminium, och varvid motkontaktdelen (3 resp. 3') är ett företrädesvis lång- sträckt hölje med en mantel (H) av isolationsmaterial med hög spän- ningshàllfasthet, företrädesvis ett plastmaterial med inre metalli- sering.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att i signalöverföringens riktning kopplingsorganet (8 resp. 11) på sig- nalkällans sida övertar primärfunktionen och kopplingsorganet (9 resp. 10) på signalbehandlingssidan övertar sekundärfunktionen.

3. Anordning enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att kopplingsstället är indelat i primär- och sekundärkopplings- organ (11; 10) för nyttosignalöverföring och i ytterligare primär- och sekundärkopplingsorgan (8; 9) för energíöverföring för strömför- sörjningen.

4. Anordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att såsom primär- och sekundärkopplingsorgan för nyttosignalöverföringen ljusledaransatser (11, 10) är anordnade, av vilka en första ansats . 7s1149s~o 10 är anordnad i stickkontaktdelen (2 resp. 2') på signalbehand- lingsdelens (1) sida och den andra ljusledaransatsen (11) befinner sig i signalöverföringsdonets (16) därtill passande motkontaktdel (3 resp. 3'), så att i det anslutna tillståndet ljusledaransatserna hos den ena och den andra sidan är ansättbara mot varandra så att en "sömlös" sígnalöverföring erhålles, samt att i och för energitill- försel kopplingsspolar (8, 9) används såsom kopplingscrgan, av vilka spolar åtminstone en befinner sig i stickkontaktdelen (2 resp. 2') på signalbehandlingens sida och åtminstone en annan befinner sig i signalöverföringsdonets (16) därtill passande motkontaktdel (3 resp. 3')-

5. Anordning enligt något av kraven 1 till U, k á n n e t e c k- n a d av att i stickkontakten (2, 3 resp. 2', 3') primär- och se- kundärkopplingsorganen valbart är pàstickbara på varandra antingen i längsled (fig. 1) eller i tvärled (fig. 2).

6. Anordning enligt kravet 5 k ä n n e t e o k n a d av att stíckkontaktinbuktningen (2 resp. 2') i apparathöljet (1) i sin i apparatens inre liggande ände (6) uppvisar ett monteringsutrymme (7) i vilket förutom en spole (8) såsom primärkopplingselement för energiöverföring en sekundärljusledaransats (10) är anordnad, samt att i den för instioksuttag (2 resp. 2') i apparathöljet (1) passan- de upptagnings-motkontaktdelen (3 resp- 3') sekundärspolen (9) för energiöverföringen och den andra ljusledaransatsen (11) för nytto- signalöverföringen är anordnade vid längsinsticksförbindningen på eller nära dennas ändyta (5) resp. vid tvärinsticksförbindning på en sidoyta.

7. Anordning enligt kravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att i fall av längsinsticksförbindning ändytan (5) resp. i fall av tvärinstioksförbindning genomsläppsstället (NO) hos en sidoyta av motkontaktdelen (3) består av transparent plast, exempelvis akryl- glas.

8. Anordning enligt något av kraven 1 till 7, k ä n n e - t e c k n a d av att ett kopplingsställe för nyttosignalöverföring- en och energiöverföringen är kompletterad med ett kopplingssignal- överföringsdon för vidareledning av bestämda styrsignaler mellan ett signalöverföringsdon och en signalbearbetningsdel, varvid tillkom- mande kopplingssígnalgívare såsom primärkopplingsorgan uppvisar permanentmagneter eller företrädesvis kopplingsspolar (35, 36) och såsom sekundärkopplingsorgan uppvisar magnetomkopplingskontakter (37, 38), företrädesvis tungelementkontaktdon, varvid av permanent- 7811498~0 lö magneterna eller magnetspolarna resp. magnetomkopplarna vidare en del befinner sig i sígnalöverföringsdonet och en del i signalbehand- lingsdelen, varjämte först i och med åstadkommande av en stickkon- taktanslutning mellan signalöverföringsdonet och signalbehandlings- delen båda kopplingsorganen (35 och 37 resp. 36 och 38) sammanfogas såsom primär- och sekundärkopplingsorgan i rumslig närhet så att de bildar kopplingsstället.

9. 29. Anordning enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k - n a d av att i eller på motkontaktdelen (3 resp. 3') av signalöver- föringsdonet (16) valbart är anordnade kontaktspår (30) eller färg- eller magnetkaraktäristikfält (41 eller H2) eller kombinatio- ner av sådana organ, med vilka i stickkontaktdelen (2 resp. 2') på signalbehandlingsdelsidan avkänningskontakter (t.ex. 28, 29) är anordnade för utlösning av förutbestämbara omkopplings- eller styr- ningsförlopp.

10. Anordning enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k - n a d av att i höljet förutom förförstärkaren (17) och modulatorn (18) även finns ett drivsteg (20) för att driva en lysdiod (12), att dessutom även finns ett omkopplíngsorgan (19) för utlösning av bestämda omkopplingsförlopp hos signalbehandlingsorgan, exempelvis förförstärkaren (17), i signalöverföringsdonets (16) motkontaktdels (3 resp. 3') hölje, att höljet till signalöverföringsdonets (16) motkontaktdel (3 resp. 3') för sekundärenergiförsörjning innehåller en med sekundärkopplingsorganet (9) förbunden sekundärmatningsdel (21), att nyttosígnalvägen (1H) på signalbehandlingsdelsidan i ett apparathölje (1) innefattar förförstärkare (22), demodulatorn (23) och i förekommande fall även drivsteg (ZH) resp. slutförstärkare för en indikatoranordníng (25), samt att energitillförselvägen (15) på signalbehandlingsdelsidan i ett apparathölje (1) innehåller primär- energitillförseldelen (26), exempelvis nätaggregat eller batteri, varvid energitillförseldelen (26) via en oscíllator (27) är förbun- den med primärkopplingsorganet (8) för energíöverföringen.