WO1982001123A1 - Unit for supplying with direct current a medical probe - Google Patents

Unit for supplying with direct current a medical probe Download PDF

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    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1468—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for feeding medical probes operated with direct current, in particular polarographic probes, the operating energy being provided by means of alternating current via a voltage-proof coupling from the device side to the probe side.
  • Devices of the type described must be connected ungrounded and with a dielectric strength of several KV to the probes attached to the living object in order to safely avoid lethal currents.
  • the previous method is not sufficient, particularly when measuring with polarographic probes, because the voltage of the polarographic probe should be monitored and also adjusted during the measurement.
  • the use of probes for pH2 measurement and for 02 measurement in alternation is not possible because the oxygen probe is operated, for example, at -700 mV, but the pH2 probe is operated between -100 mV and +100 mV.
  • the transmission on the device side can be regulated and the control display on the device side takes place.
  • the advantage is that the actual manipulation now takes place on the earthed device side, so that no special control lines have to be routed to the probe via the isolating threshold and that the probe side does not have to be loaded with display devices.
  • an AC / DC converter is provided on the probe side, which follows a DC / AC converter on the device side and that the DC voltage can be measured and regulated on the device side.
  • two channels can be provided, each with a connection of DC-AC converter, voltage-proof coupling, AC-DC converter, the DC inputs of the converters on the device side being connected to a DC voltage source via a bridge that can be set antisymmetrically Pole of the DC voltage outputs of the converter is connected on the probe side, the second poles are each connected to a load resistor via a protective diode and the probe is connected to the connections between the load resistor and the diode.
  • the radio frequency is limited to the voltage-proof transition and prefabricated electronic modules can be used for this.
  • the operating voltage for the probe can be changed from - to + and vice versa.
  • FIG. 1 an arrangement for regulation with a sign
  • FIG. 2 an arrangement with alternating signs
  • FIG. 3 a further arrangement for Regulation with changing sign.
  • 100 is a * direct current / alternating current converter / alternating current / direct current converter combination, coupled via a voltage-proof coupler 102, for example a toroidal transformer.
  • a voltage source V supplies a voltage which can be set by a regulator R and which can be measured by means of the display A.
  • the voltage set in this way is depicted on the probe side SS, so that the connected probe S can be adjusted on the device side GS without the need for measurement lines to be routed across the voltage-proof threshold, which, not shown, is arranged between the two converters.
  • a high-frequency generator 101 is set in frequency by a DC voltage at the input in FIG. It is therefore possible to use a conventional constant voltage to alternating voltage converter.
  • the high frequency is supplied to a pair of filters 201, 202, the filter frequencies of which are slightly below the center frequency and somewhat above the center frequency of the high voltage generator 101.
  • the voltage 0 is formed when the frequency of the generator 101 is exactly in the middle between the filter frequencies of the filters 201, 202, and has a negative sign when the frequency approaches the lower filter frequency, a positive sign Sign when it approaches the upper filter frequency.
  • a capacitor 204 filters out the radio frequency.
  • the paths 103, 104 and 105, 106 each represent a channel that corresponds to a DC-DC converter with a voltage-proof isolating threshold 102 Potentiometers between which the set voltage is also measured.
  • the grinders are connected in anti-parallel.
  • the output terminals are connected to combinations 300, 301 and 302, 303 of a load resistor and a protective diode, and the voltage is removed at the connection points 304, 305 and the probe S is thus operated.
  • the output voltages are also adjusted.
  • the relative voltage between switching points 304.305 is 0 if the wipers of potentiometers R1, R2 are in the middle. It changes its sign when the grinders are turned after one or the other stop.

Abstract

The unit allows the supply with direct current of a medical probe, and particularly a polarography probe. The supply from an alternating source of the probe is effected by means of a rectifier, the control and monitoring of the supply being effected from one side of the unit.

Description

ANORDNUNG ZUM SPEISEN VON MEDIZINISCHEN, MIT GLEICHSTROM BETRIEBENEN SONDEN. ARRANGEMENT FOR SUPPLYING MEDICAL PROCESSED PROBE.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Speisen von medizinischen, mit Gleichstrom betriebenen Sonden, insbesondere Polarografiesonden, wobei die Betriebsenergie mittels Wechselstrom über eine spannungsfeste Kopplung von der Geräteseite zur Sondenseite erfolgt.The invention relates to an arrangement for feeding medical probes operated with direct current, in particular polarographic probes, the operating energy being provided by means of alternating current via a voltage-proof coupling from the device side to the probe side.
Geräte der beschriebenen Art müssen erdfrei und mit einer Spannungsfestigkeit von mehreren KV mit den am lebenden Objekt angebrachten Sonden verbunden werden, um lethale Stromstärken mit Sicherheit zu vermeiden.Devices of the type described must be connected ungrounded and with a dielectric strength of several KV to the probes attached to the living object in order to safely avoid lethal currents.
Insbesondere bei der Messung mit po larograf ischen Sonden ist jedoch die bisherige Methode nicht ausreichend, weil die Spannung der Polarografiesonde während de r Messung überwacht und auch eingestellt werden sollte. Auch ist zum Beispiel die Verwendung von Sonden zur pH2-Messung und zur 02-Messung im Wechsel nicht möglich, weil die Sauerstoffsonde beispielsweise bei -700 mV, die pH2-Sonde jedoch zwischen -100 mV und +100 mV betrieben wird.However, the previous method is not sufficient, particularly when measuring with polarographic probes, because the voltage of the polarographic probe should be monitored and also adjusted during the measurement. Also, for example, the use of probes for pH2 measurement and for 02 measurement in alternation is not possible because the oxygen probe is operated, for example, at -700 mV, but the pH2 probe is operated between -100 mV and +100 mV.
Um die Überwachung solcher Kessonden zu verbessern, wird deshalb die Übertragung auf der Geräteseite regelbar und die Regelanzeige auf der Geräteseite erfolgend ausgebildet.To improve the monitoring of such Kessonde, will therefore the transmission on the device side can be regulated and the control display on the device side takes place.
Der Vorteil besteht darin, dass nunmehr die eigentliche Manipulation auf der geerdeten Geräteseite erfolgt, sodass nicht besondere Regelleitungen über die Trennschwelle zur Sonde geführt werden müssen und dass die Sondenseite nicht mit Anzeigegeräten belastet werden muss.The advantage is that the actual manipulation now takes place on the earthed device side, so that no special control lines have to be routed to the probe via the isolating threshold and that the probe side does not have to be loaded with display devices.
In einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung ist auf der Sondenseite ein Wechselstrom - Gleichstromkonverter vorgesehen, der auf einen Gleichstrom - Wechselstromkonverter auf der Geräteseite folgt und dass die Gleichspannung auf der Geräteseite messbar und regelbar ist.In a particularly simple embodiment of the invention, an AC / DC converter is provided on the probe side, which follows a DC / AC converter on the device side and that the DC voltage can be measured and regulated on the device side.
Während mit dem oben beschriebenen Gerat nur eine Spannung mit permanentem Vorzeichen geregelt werden kann, ist dann eine Vorzeichenumkehr ermöglicht, wenn ein frequenzvariabler Wechselstromgenerator auf der Geräteseite vorgesehen ist, der eine Ratiodetektoranordnung auf der Sondenseite speist, wobei die Sonde mit der Gleichspannungsseite des Ratiodetektors verbunden ist.While only a voltage with a permanent sign can be regulated with the device described above, a sign reversal is possible if a variable-frequency alternating current generator is provided on the device side, which feeds a ratio detector arrangement on the probe side, the probe being connected to the DC voltage side of the ratio detector .
Will man Hochfrequenz auf der Sondenseite vermeiden, können zwei Kanäle mit je einer Verbindung von Gleichspannungs - Wechselspannungskonverter, spannungfester Kopplung, Wechselspannungs - Gleichspannungskonveter vorgesehen sein, wobei die Gleichspannungseingänge der Wandler auf der Geräteseite über eine antisymmetrisch einstellbar Brücke mit einer Gleichspannungquelle verbunden sind, der eine Pol der Gleichspannungausgänge der Wandler auf der Sondenseite verbunden ist, die zweiten Pole über jeweils eine Schutzdiode mit einem Lastwiderstand verbunden sind und die Sonde mit den Verbindungen zwischen Lastwiderstand und Diode verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist die Hochfrequenz auf den spannungsfesten Übergang beschränkt und es können dafür vorgefertigte elektronische Module verwendet werden. Die Betriebsspannung für die Sonde lässt sich von - nach + und umgekehrt verändern.If you want to avoid high frequency on the probe side, two channels can be provided, each with a connection of DC-AC converter, voltage-proof coupling, AC-DC converter, the DC inputs of the converters on the device side being connected to a DC voltage source via a bridge that can be set antisymmetrically Pole of the DC voltage outputs of the converter is connected on the probe side, the second poles are each connected to a load resistor via a protective diode and the probe is connected to the connections between the load resistor and the diode. With this arrangement, the radio frequency is limited to the voltage-proof transition and prefabricated electronic modules can be used for this. The operating voltage for the probe can be changed from - to + and vice versa.
In der Zeichnung ,in der die Erfindung schematisch dargestellt ist und anhand derer diese erläutert wird, zeigt: Fig.1: eine Anordnung zur Regelung bei einem Vorzeichen, Fig.2: eine Anordnung mit wechselnden Vorzeichen, Fig.3: eine weitere Anordnung zur Regelung mit wechselnden Vorzeichen.In the drawing, in which the invention is shown schematically and on the basis of which it is explained, shows: FIG. 1: an arrangement for regulation with a sign, FIG. 2: an arrangement with alternating signs, FIG. 3: a further arrangement for Regulation with changing sign.
In Fig.1 ist 100 eine* Gleichstrom - Wechselstromkonverter / Wechselstrom - Gleichstromkonverter - kombination, über einen spannungsfesten Koppler 102, beispielsweise einen Ringkerntransformator, gekoppelt. Eine Spannungsquelle V liefert eine, durch einen Regler R einstellbare Spannung, die mittels der Anzeige A gemessen werden kann. Die derart eingestellte Spannung wird auf der Sondenseite SS abgebildet, sodass die angeschlossene Sonde S auf der Geräteseite GS eingestellt werden kann, ohne dass Messleitungen über die spannungsfeste Schwelle, die, nicht dargestellt, zwischen den beiden Konvertern angeordnet ist, geführt werden müssen.In FIG. 1, 100 is a * direct current / alternating current converter / alternating current / direct current converter combination, coupled via a voltage-proof coupler 102, for example a toroidal transformer. A voltage source V supplies a voltage which can be set by a regulator R and which can be measured by means of the display A. The voltage set in this way is depicted on the probe side SS, so that the connected probe S can be adjusted on the device side GS without the need for measurement lines to be routed across the voltage-proof threshold, which, not shown, is arranged between the two converters.
Die in Fig.1 dargestellte Anordnung kann nur mit einem Vorzeichen betrieben werden. Wenn also die Sonde S mit einer das Vorzeichen wechselnden Spannung betrieben werden soll, ist diese Anordnung nicht ausreichend.The arrangement shown in Figure 1 can only be operated with a sign. If the probe S is to be operated with a voltage changing the sign, this arrangement is not sufficient.
Dazu wird in Fig.2 ein Hochfrequenzgenerator 101 durch eine Gleichspannung am Eingang in seiner Frequenz eingestellt. Es lässt sich dazu also ein üblicher Glei chspannungs - Wechselspannungskonverter verwenden. über einen Wechselspannungskoppler mit hoher Spannungsfestigkeit 102 wird die Hochfrequenz einem Filterpaar 201,202 zugeführt, deren Filterfrequenzen etwas unter de r Mittenfrequenz und etwas über der Mittenfrequenz des Hochspannungsgenerators 101 liegen. Am Ausgang 205 der Dioden 200 und 203 bildet sich dann die Spannung 0, wenn die Frequenz des Generators 101 gerade in der Mitte zwischen den Filterfrequenzen der Filter 201,202 liegt, sie hat ein negatives Vorzeichen, wenn die Frequenz sich der unteren Filterfrequenz nähert, ein positives Vorzeichen, wenn sie sich der oberen Filterfrequenz nähert. Ein Kondensator 204 siebt die Hochfrequenz aus.For this purpose, a high-frequency generator 101 is set in frequency by a DC voltage at the input in FIG. It is therefore possible to use a conventional constant voltage to alternating voltage converter. about one AC coupler with high dielectric strength 102, the high frequency is supplied to a pair of filters 201, 202, the filter frequencies of which are slightly below the center frequency and somewhat above the center frequency of the high voltage generator 101. At the output 205 of the diodes 200 and 203, the voltage 0 is formed when the frequency of the generator 101 is exactly in the middle between the filter frequencies of the filters 201, 202, and has a negative sign when the frequency approaches the lower filter frequency, a positive sign Sign when it approaches the upper filter frequency. A capacitor 204 filters out the radio frequency.
In Fig.3 stellen die Strecken 103,104 und 105,106 je einen Kanal dar, der einem Gleichstrom - Gleichstromkonverter mit spannungsfester Trennschwelle 102 entspricht EinEingangsklemmenpaar beider Kanäle ist mit Potentiometern R1 und R2 und einem Pol der Steuerspannungquel Le V verbunden, das zweite Klemmenpaar mit den Schleifern der Potentiometer, zwischen denen auch die eingestellte Spannung gemessen wird. Die Schleifer sind dabei antiparallel geschaltet. Die Ausgangsklemmen sind mit Kombinationen 300,301 und 302,303 eines Lastwiderstandes und einer Schutzdiode verbunden und die Spannung wird an den Verbindungsstellen 304,305 abgenommen und damit die Sonde S betrieben.In FIG. 3, the paths 103, 104 and 105, 106 each represent a channel that corresponds to a DC-DC converter with a voltage-proof isolating threshold 102 Potentiometers between which the set voltage is also measured. The grinders are connected in anti-parallel. The output terminals are connected to combinations 300, 301 and 302, 303 of a load resistor and a protective diode, and the voltage is removed at the connection points 304, 305 and the probe S is thus operated.
Wird das Doppelpotentiometer R1,R2 verstellt, verstellen sich auch die Ausgangsspannungen. Die relative Spannung zwischen den Schaltpunkten 304.305 ist 0, wenn die Schleifer der Potentiometer R1,R2 in der Mitte stehen. Sie ändert ihr Vorzeichen, wenn die Schleifer nach dem einem oder dem anderen Anschlag verdreht werden. If the double potentiometer R1, R2 is adjusted, the output voltages are also adjusted. The relative voltage between switching points 304.305 is 0 if the wipers of potentiometers R1, R2 are in the middle. It changes its sign when the grinders are turned after one or the other stop.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Anordnung zum Speisen von medizinischen, mit Gleichstrom betriebenen Sonden, insbesondere von Polarografiesonden, wobei die Betriebsenergie mittels Wechselstrom über eine spannungsfeste Kopplung von der Geräteseite zur Sondenseite erfolgt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Übertragung (100) an de r Geräteseite (GS) regelbar (R) ist und dass die Regelanzeige (A) auf der Geräteseite (GS) erfolgt.1. Arrangement for feeding medical probes operated with direct current, in particular polarographic probes, the operating energy being provided by means of alternating current via a voltage-proof coupling from the device side to the probe side, characterized in that the transmission (100) on the device side (GS) can be regulated (R) and that the control display (A) is on the device side (GS).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sondenseite (SS) ein Wechselstrom Gleichstromkonverter (104,106) vorgesehen ist, der auf e i nen Gleichstrom - Wechselstromkonverter (103,105) auf der Geräteseite (GS) folgt und dass die Gleichspannung (V) auf der Geräteseite (GS) messbar (A) und regelbar (R1,R2) ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that an AC / DC converter (104, 106) is provided on the probe side (SS), which follows a DC / AC converter (103, 105) on the device side (GS) and that the DC voltage (V) is measurable (A) and controllable (R1, R2) on the device side (GS).
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein frequenzvariabler Wechselstromgenerator (101) auf der Geräteseite (GS) vorgesehen ist, der eine Ratiodetektoranordnung (200-208) auf der Sondenseote (SS) speist, wobei die Sonde (S) mit der Glei chspannungssei te (205) des Ratiodetektors (200-208) verbunden ist.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that a frequency-variable alternator (101) is provided on the device side (GS), the one Ratio detector arrangement (200-208) feeds on the probe (SS), the probe (S) being connected to the equilibrium side (205) of the ratio detector (200-208).
4. Anordung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kanäle (103-104), (105-106) mit je einer Verbindung von Gleichspannungs - Wechselspannungswandler (103,105), spannungs fester Kopplung (102), Wechselspannungs Gleichspannungswandler (104,106) vorgesehen sind, dass die Gleichspannungseingänge der Wandler auf der Gεräteseite (GS) über eine antisymmetrisch einstellbar Brücke (R1,R2) mit einer Gleichspannungsquelle (V) verbunden sind, dass der eine Pol der Glei chspannungsausgänge de r Wandler auf der Sondenseite verbunden ist, dass die zweiten Pole über jeweils eine Schutzdiode (301,303) mit einem Lastwiderstand (300,302) verbunden sind und die Sonde (S) mit den Verbindungen (304,305) zwischen Lastwiderstand und Diode verbunden ist. 4. Arrangement according to claim 1, characterized in that two channels (103-104), (105-106), each with a connection of DC-AC converter (103,105), voltage-proof coupling (102), AC-DC converter (104,106) are provided that the DC voltage inputs of the converters on the device side (GS) are connected to a DC voltage source (V) via an antisymmetrically adjustable bridge (R1, R2), that one pole of the DC voltage outputs of the converters is connected on the probe side, that the second Poles are connected via a protective diode (301,303) to a load resistor (300,302) and the probe (S) is connected to the connections (304,305) between the load resistor and the diode.
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