SE459714B - Syremaet- och -larmapparat, speciellt foer anestesi och intensivoevervakning - Google Patents

Description

459 714 10 15 20 25 30 35 2 svart triangel i sifferindikatorn.

Enligt sama mätprincip fungerar indikatorn i en annan syrelarmapparat, vilken larmar vid överskridande eller underskridande av inställbara gränsstorlekar (Oxygen Monitor OM-15 / Bechmann Instruments France, FR).

För signalering av gränsvärdespasseringen användes vid denna larmapparat vanliga signallampor.

Slutligen är en syremät- och -larmapparat känd, som mäter den totala syrekoncentrationen inuti en in- kubator för tidigt födda och nyfödda, ett syretält eller andra narkosrespiratorenheter samt kan upptäcka och varna för gasförluster respektive feleffekter i syre- tillförseln (Oxygen Monitor OMD - 100 / Aika Medical Corp., JP). Även här användes en polarografisk kännare för mätning av syrekoncentrationen, vilken indikeras digitalt medelst flytande kristaller (LCD). övre och undre gränser för syrekoncentrationen är separat in- ställbara och ett avvikande från gränsomràdet uppmärk- sammas genom larm såväl optiskt medelst en digital in- dikator som akustiskt genom avbrutna, hörbara toner.

Denna och de andra digitalt indikerande syremät- och -larmapparaterna garanterar visserligen noggranna syremätningar, men den optiska signaleringen av gräns- värdespasseringar har lösts antingen slarvigt eller enbart med extra kostnad och därmed ej optimalt.

Uppfinningens ändamål är att eliminera nämnda nackdelar och undvika en dyrbar kretskonstruktion.

Syftet består speciellt i att under bibehållande av förefintliga kopplingselement och den digitala siffer- indikatorn respektive symbolindikatorn vid sidan av en oantastlig syremätning också möjliggöra ett i ekono miskt och ergonomiskt avseende optimalt larm. Dessutom skall den optiska larmsignaleringen vara ljusstark och kunna upptäckas på relativt stort avstånd.

Till grund för uppfinningen ligger uppgiften att utveckla en syremät- och -larmapparat, vilken entydigt skiljer normaltillstànd (ingen gränspassering) från larmtillstànd (gränspassering) genom att antingen endast 10 15 20 25 30 35 4sa 714 3 den uppmätta syrekoncentrationen göres synlig på indika- torfältet eller detta bringas att i sin totala storlek blinka. Det är vidare önskvärt att en skiljaktig indi- kering kan göras vid avvikelse från det inställda gräns- området i beroende av ett överskridande eller under- skridande av detsamma.

Enligt uppfinningen löses uppgiften medelst ett signalledningssystem och en kretsnätsförbindelse på det sättet, att efter de båda för den övre gränsen och den undre gränsen separat inställbara gränsvärdesgivarna är kopplade två parallella, syrekoncentrationen via en analog-digitalomvandlare mätande och gränsvärdes- passeringen via en första och en andra baskrets signa- lerande kretsnät, vilka via knappströmställare och via en indíkatorenheten förkopplad transistorkrets å ena sidan avger en digital signal i binärkodat decimal form och via en avkodare åstadkommer en sjusegmentskod för styrning av indikatorn samt ä andra sidan åstadkommer en genomkopplings- eller spärrverkan under en gräns- passering.

Enligt uppfinningen skall man utgå fràn att den första gränsvärdesgivaren är ansluten till knappström- ställaren och till en för det övre gränsvärdet avsedd komparator, att den andra gränsvärdesgivaren är ansluten till knappströmställaren och till en för det undre gränsvärdet avsedd komparator samt att en mot syrets partialtryck proportionell spänning är påtryckt den andra knappströmställaren via den första knappströmstäl- laren och de båda komparatorerna av en syregivare via en mätförstärkare.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har det över de båda knappströmställarna bildade krets- nätet två till indikatorn förda och med mellankoppling av en diod med varandra förbundna signalförbindelser samt har detta kretsnät en ytterligare signalförbindelse till analog-digitalomvandlaren, vilken signalförbindelse à ena sidan är förbunden med avkodaren och via denna med indikatorn samt à andra sidan är förbunden med denna 459 714 f 10 15 20 25 30 35 4 via de förefintliga transistorerna för tidsmultiplex- styrning. Det enligt uppfinningen över de båda kompa- ratorerna bildade kretsnätet har två med komparatorerna signalmässigt förbundna logikkretsar, av vilka logik- kretsar den ena innehåller en av båda komparatorerna påverkad NAND-grind, som för det första är förbunden med avkodaren via en multivibrator och direkt med för- teckensindikatorn samt för det andra är förbunden med en NAND-grind till en akustisk signalgivare, och av vilka logikkretsar den andra består i en direkt anslut- ning av den för det undre gränsvärdet förefintliga kompa- ratorn till transistorn, som är inkopplad i de till förteckensindikatorn ledande signalförbindelserna i den första logikkretsen av det andra kretsnätet och i de i det första kretsnätet.

Den akustiska signalgivaren kan lämpligen blockeras kortvarigt. Detta möjliggöres genom att signalgívarens NAND-grind pà ingångssidan även är förbunden med en tidgivare och via den med en larmàterställningsknapp samt på utgângssidan är förbunden med en multivibrator och via denna med en varningssirên. Den digitala sifferindikatorn är med fördel så dimensionerad, att en extra indikering kan ske av det första stället efter decimalkommat. Det_möjliggöres genom att en kalibre- ringsknapp är inkopplad i signalförbindelsen till in- dikatorns lägre sifferingång mellan denna och den där framför anordnade transistorn.

För tillförsel av en referensspänning Uref på gränsvärdesgivaren, en driftspänning UB pà de med indi- katorns sifferingångar förbundna transistorerna liksom på sifferförteckensingângen samt en motsvarande krets- anslutning till jord är ett tillförlitligt funktions- förlopp enligt utföringsexemplet framställbart, I det följande beskrives en föredragen utförings- form av uppfinningen under hänvisning till medföljande ritning. Denna åskådliggör den logiska kopplingen av den uppfinníngsenliga syremät- och -larmapparaten med integrerade kretsar, framför vilka en syregivare l oçh 10 15 20 25 30 35 459 714 5 två gränsvärdesgivare 2, 3 är kopplade. Med dessa är à ena sidan en mätvârdesförstärkare 4 och à andra sidan tvà komparatorer 5, 6 förbundna, vilka å sin sida är signalmässigt förbundna med två knappströmställare 7, 8.

De båda komparatorerna 5, 6 är förbundna med en NAND-grind 9 i en grundkrets, till vilken även hör en multivibrator 15 och en signalgivare med en larmäter- ställningsknapp 10, en multivibrator ll, en av denna och NAND-grinden 9 påverkad, andra NAND-grind 13, liksom en ytterligare multivibrator 16 och en larmsirên 18.

En ytterligare grundkrets är bildad av en transistor 24, som à ena sidan är förbunden med komparatorns 6 utgång och ä andra sidan är förbunden med multivibra- torns 15 utgång och en förteckensindikator 19 i en in- dikatorenhet. Båda grundkretsarna är beståndsdelar i- ett andra kretsnät.

De båda nämnda knappströmställarna 7, 8 möjliggör utförande av dubbla funktioner. För detta ändamål är knappströmställarens 7 ena utgång ansluten till en in- gång till knappströmställaren 8, medan dess andra utgång är signalmässigt förbunden med förteckensindikatorn 19. Hos knappströmställaren 8 är däremot den ena ut- gången ansluten till en analog-digitalomvandlare 14 och är den andra utgången à ena sidan via en diod l2 ansluten till den till förteckensindikatorn 19 dragna signalförbindelsen från knappströmställaren 7 och à andra sidan via en ytterligare signalförbindelse anslu- ten till förteckensindikatorn 19.

Den till det första kretsnätet hörande analoga, digitalomvandlaren 14, vilken består av en inom krets- tekniken under beteckningen C 520 D känd analog-digital- omvandlarkrets om tre siffror, är med sina utgångar ansluten till en avkodare l7 och via denna till indi- katorn 19, 20 liksom till transistorer 21-23, vilka i sin tur upprättar förbindelse med indikatorns 19, 20 sifferingàngar. Efter transistorn 23 är också en kalibreringsknapp 25 anordnad, så att därmed ett indi- keringsområde om tre siffror kan åstadkommas. vid denna enligt uppfinningen kopplade syremät- och 459 714 10 15 20 25 30 35 6 -larmapparaten lämnar syregivaren l en elektrisk spänning, som är proportionell mot syrets partialtryck. Denna förstärkas av mätförstärkaren 4, vilken består av ett operationsförstärkarsteg, till en enhetsnivà pà l V likspänning och matas via knappströmställarna 7, 8 (ej läsande) till analog-digitalomvandlarens 14 ingång.

Samtidigt sker medelst mätförstärkaren 4 en anpassning till syregivaren l (kalibrering).

Analog-digitalomvandlaren 14 omvandlar den digitala utsignalen från mätförstärkaren 4 till en digital signal i binärkodat decimal kod för att i det följande medelst den under beteckningen D 147 C kända, integrerade kret- sen för avkodaren 17 omvandlas till en sjusegmentskod.

Denna sjusegmentskod styr indikatorn 19, 20 och visar syrekoncentrationen digitalt i indikeringsomràdet 0-99 volym-%. medelst analog-digitalomvandlaren 14 sker dess- utom en tidsmultiplexstyrning av indikatorn 19, 20 via transistorerna 21-23.

Det övre gränsvärdet (maximum) och det undre gräns- värdet (minimum) är intällbara i omrâdet 20-99 volym-%.

Dessutom inställes medelst gränsvärdesgivarna 2, 3 jämförelsespänningar steglöst i området 0,2-l V och dessa påtryckes tillhörande komparatorer liksom valfritt genom påverkan av knappströmställaren 7 resp knappström- ställaren 8 på ingången av analog-digitalomvandlaren 14. På indikatorenheten framträder dä alltefter den av knappströmställarna 7, 8 som är påverkad det inställda övre respektive undre gränsvärdet. Så snart knappström- ställarna 7, 8 släppes upp sker en förnyad indikering av mätvärdet.

Påverkan av motsvarande knappströmställare 7, 8 har dessutom till följd att indikeringen av det övre gränsvärdet signaleras med förtecknet "plus" och det undre gränsvärdet med förtecknet "minus". Detta är möj- ligt genom de båda knappströmställarnas 7, 8 dubbel- funktion genom att vid det övre gränsvärdet alla an- slutningar går över dioden 12 och vid det undre gräns- värdet endast en anslutning är kopplad till jord. 10 15 20 25 30 35 459 7.14 7 Komparatorerna 5, 6 realiseras med fördel med hjälp av kända operationsförstärkarkretsar. Därvid pålägges mätvärdet för komparatorn 5 på den inverterande ingången, för komparatorn 6 på den icke-inverterande ingången hos ifrågavarande operationsförstärkarkrets, så att då de båda andra ingångarna tillföras tillhörande jäm- förelsespänningar en s k fönsterdiskriminator erhålles.

Så länge mätvärdet befinner sig inom det inställda gräns- värdesområdet ligger båda komparatorerna S, 6 på ut- gångssidan på hög nivå. Om mätvärdet överskrider eller underskrider de inställda jämförelsespänningarna för det övre respektive det undre gränsvärdet, så slår den motsvarande komparatorn om och får låg nivå på utgångs- sidan. Via den ena logiska kretsen respektive NAND- grinden 9 och NAND-grinden 13 sker en utstyrning av astabila multivibratorer 15, 16 och närmare bestämt multivibratorn lS för blinkfrekvens och multivibratorn 16 för akustisk signalavgivning. Dessa båda multivibra- torer 15 och 16, vilka vardera består av en grind i den kända TTL-kretsen D 110 D liksom vardera en trigg- krets A 302, börjar att efter upphörandet av blocke- ringen, utlöst av hög nivå på deras ingångar, att oscil- lera, så att omväxlande låg och hög nivå (fyrkantsspän- ning) uppträder på_utgångssidan i taktfrekvensrytmen.

Via multivibratorns l5 förbindelse med avkodarens 17 lljusintensitetsstyrning inledes ett larmtillstànd och mätvärdet indikeras blinkande i en rytm på 2 Hz. Sam- tidigt styres förteckensindikatorn 19 på sådant sätt, att exempelvis vid passerande av det övre gränsvärdet alla anslutningar för förtecknet av multivibratorn 15 rytmiskt kopplas genom till jord, varigenom en blinkande indikering av förtecknet "plusW, uppnås, medan vid ett passerande av det undre gränsvärdet genom låg nivå på komparatorns 6 utgång en spärrning sker av transistorn 24, vilket slutligen leder till en rytmisk blinkning hos symbolen "minus".

Under en gränspassering kan multivibratorn 16 bloc- keras under en tid på 60 s. Denna blockering uppnås 459 714 8 genom att den företrädesvis av en-känd triggkrets A 302 och en likaså känd TTL-NAND-grind bestående tidgivaren ll genom påverkan av larmáterställningsknappen 10 får låg nivå på sin utgång. Detta har i sin tur till följd 5 att under tiden 60 s larmsirênen 18, dvs den akustiska signalen, är bortkopplad, medan gränspasseringen fort- farande signaleras optiskt genom blinkning hos indika- torn, inbegripet förtecknet..

Såsom redan tidigare förklarats kan genom påverkan av kalibreringsknappen 25 en ytterligare indikering av det första värdestället efter kommat ske, vilket är nödvändigt för noggrann kalibrering av mätförstär- karen 4 och syregivaren 1. 10

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 1 459, 714 PATENTKRAV

1. l. Syremät- och -larmapparat med två oberoende av varandra inställbara gränsvärdesgivare och en digital sifferindikator, vilka är förbundna med varandra via ett kretsnät, k ä n n e t e c k n a d därav, att efter de båda, för den övre gränsen och den undre gränsen separat inställbara gränsvärdesgivarna (2, 3) är kopp- lade två parallella, syrekoncentrationen via en analog- digitalomvandlare (14) mätande och gränsvärdespasseringen via en första och en andra grundkrets (med 5, 6) signale- rande kretsnät, vilka via knappströmställare (7, 8) och via en indikatorenheten (19, 20) förkopplad transis- torkrets (21-24) á ena sidan avger en digital signal i binärkodat decimal form och via en avkodare (17) åstad- kommer en sjusegmentskod för styrning av indíkatorn (19, 20) samt à andra sidan åstadkommer en genomkopp- lings- eller spärrverkan under en gränspassering.

2. Apparat enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att den första gränsvärdesgivaren (2) är ansluten till knappströmställaren (7) och till en för det övre gränsvärdet avsedd komparator (5), att den andra gränsvärdesgivaren (3)'är ansluten till knappströmställaren (8) och till en för det undre gräns- värdet avsedd komparator (6) samt att en mot syrets partialtryck proportionell spänning är pâtryckt den andra knappströmställaren (8) via den första knappström- ställaren (7) och de båda komparatorerna (5, 6) av en syregivare (l) via en mätförstärkare (4).

3. Apparat enligt patentkraven l och 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att det över de båda knapp- strömställarna (7, 8) bildade kretsnätet har tvà till indikatorn (19) förda och med mellankoppling av en diod (12) med varandra förbundna signalförbindelser samt en ytterligare signalförbindelse till analog-digital- omvandlaren (14), vilken signalförbindelse à ena sidan är förbunden med avkodaren (17) och via denna med indi- 459 714 10 15 20 25 10 katorn (l9, 20) samt à andra sidan är förbunden med denna via transistorerna (21-23).

4. Apparat enligt patentkraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det över de båda komparato- rerna (S, 6) bildade kretsnätet har tvâ med komparato- rerna signalmässigt förbundna logikkretsar, av vilka logikkretsar den ena innehåller en av båda komparato- rerna (5, 6) påverkad NANB-grind (9), som för det första är förbunden med avkodaren (17) via en multivibrator (15) och direkt med indikatorn (19) samt för det andra är förbunden med en NAND-grind (13) till en akustisk signalgivare, och av vilka logikkretsar den andra består i en direkt anslutning av den för det undre gränsvärdet förefintliga komparatofn (6) till transistorn (24), som är inkopplad i de till förteckensindikatorn (19) ledande signalförbindelserna i den första logikkretsen av det andra kretsnätet och i de i det första krets- nätet. '

5. S. Apparat enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k - n a d därav, att signalgivarens NAND-grind (13) på ingångssidan även är förbunden med en tidgivare (ll) och via den med en larmàterställningsknapp samt på utgàngssidan är förbunden med en multivibrator (16) och via denna med en varningssirên.

6. Apparat enligt patentkraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att en kalibreringsknapp (25) är inkopplad i signalförbindelsen till indikatorns (20) lägre sifferingàng mellan denna och transistorn (23). i: