WO1997010859A2 - Testing device for a pressure infusion apparatus - Google Patents

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WO1997010859A2
WO1997010859A2 PCT/DE1996/001827 DE9601827W WO9710859A2 WO 1997010859 A2 WO1997010859 A2 WO 1997010859A2 DE 9601827 W DE9601827 W DE 9601827W WO 9710859 A2 WO9710859 A2 WO 9710859A2
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PCT/DE1996/001827
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Andreas Rex
Frank Discher
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Rex Mess-Und Simulationstechnik Gmbh
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2209/00Ancillary equipment
    • A61M2209/02Equipment for testing the apparatus

Definitions

  • the invention relates to a test device of the type specified in the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide a test device of the type mentioned at the beginning with which a simplified test can be carried out with greater accuracy for a large number of different types of syringe pumps and with a pump-specific delivery pressure / delivery rate characteristic a selectable delivery pressure setpoint profile can be determined.
  • the invention includes the knowledge that checking the delivery rate of a syringe pump by checking the speed of the transmission element of the force transmission device under the action of a predetermined or predeterminable variable counterforce advantageously allows a substantially more extensive test of syringe pumps.
  • the desired counterforce is not determined by mechanical components, for example calibrated spring elements, but by a time or path-dependent delivery pressure setpoint profile.
  • nically acting force transmission device which converts the delivery volume of the pump into a corresponding distance and the delivery pressure of the pump into a corresponding force, and the use of a spring device with at least one calibrated measuring spring, which counteracts the movement of the transmission device. With a mechanical-electrical converter, either a distance measurement or a measurement of the spring force is carried out.
  • the known solutions have the disadvantage that no constant counterforces can be achieved with a spring device due to the spring characteristic present in each case if the spring length is changed during a measuring or testing process. As a result, the test device cannot provide a defined counterforce that is constant for a specific measuring period.
  • this has the disadvantage that it cannot be checked whether the element of the mechanically acting transmission device moved by the syringe pump to be examined runs at the same distance within a predetermined tolerance range at constant counterforce in the same time periods, ie is moved at a substantially constant speed (checking the constancy of the delivery volume of the syringe pump with different back pressure) and that, on the other hand, it cannot be determined in which section of the syringe pump to be examined, for example, there is particularly high mechanical wear.
  • the movement of the power transmission means takes place deviating from a predetermined target behavior of the speed (corresponding to the delivery rate as delivery volume / time).
  • the behavior of the syringe pump drive can be determined precisely over the entire distance to be traveled, so that drive errors can be precisely localized by comparing the advancing feed rate with the respectively given counterforce.
  • a working diagram of the drive can be determined with precise location in the form of a family of characteristic curves.
  • the switch-off behavior of the drive with a correspondingly programmed increase in the counterforce can be determined precisely for all points on the way to work. This is in contrast to the prior art, in which in each case the behavior of the drive could only be averaged over longer processing paths.
  • the electronic control unit is assigned an input unit designed as a keyboard, by means of which the controller can call up the delivery rate setpoint profile, which can be freely selected in relation to the syringe pump type to be tested, using the memory before starting a measurement.
  • the delivery rate characteristic and the location of mechanical defects can be determined for the respective pump type, since all deviations that exceed a predetermined tolerance limit which can be specified via an electronic control unit in the form of a controllable power source.
  • the delivery rate corresponds essentially to the existing delivery pressure, which in turn is determined by the counterforce.
  • the test device for a syringe pump has a speed measuring device which has a force transmission means and converts the delivery volume of the pump into a distance or the delivery pressure of the pump into a force, a force measuring device, a counterforce device, which a generates the counteracting force corresponding to the delivery pressure of the pump, an electronic control unit and an evaluation and display device.
  • the counterforce device is designed according to the invention as a controllable power source, preferably as a constant power source.
  • the counterforce device is part of a control circuit provided in the test device according to the invention, in which the force measuring device is used as a measuring element, the electro-mechanical converter system in connection with the counterforce device as an actuator and the electronic control unit as a controller.
  • a certain force which counteracts the movement of the force transmission means of the speed measuring device is generated and constantly controlled by the control loop.
  • a selectable delivery pressure setpoint profile can be transmitted from the electronic control unit to the controlled system, which is formed by the force transmission means of the speed measuring device.
  • the display has two display units in order to display both the current measured values (direct display) and any deviations from the prescribed tolerances of the characteristic values of the respective syringe pump (alarm display).
  • a comparator unit is provided in the display, the inputs of which are connected via adaptation stages to an output of the input unit and the measured value output of the electronic control unit.
  • test device by specifying a steep increase in the counterforce and taking into account the previously determined delivery rate, conditions are created in order to determine the correct switch-off behavior of the syringe pump drive on the one hand and on the other hand by an adequate syringe feed during the measurement of the Switch-off pressure in connection with the measurement resolution of the speed measuring device to detect the exact volume of the drug (bolus) dispensed by the syringe.
  • the measuring accuracy can be specified differently depending on the test program.
  • For repairs of The speed of the force transmission means of the speed measuring device can be assigned a constant speed by ascertaining the distance in the syringe pump to be checked, which distance has previously been covered by the force transmission device.
  • the power transmission means of the speed measuring device is influenced in its displacement movement by the counterforce device driven by the electromechanical transducer system in such a way that the force transmission means moves at a constant speed if the syringe pump has no technical defects and the counterforce is constant in accordance with the selected delivery rate setpoint profile is regulated.
  • a constant speed means a constant volume delivery through the syringe pump. All deviations from this equilibrium state of the control circuit, which occur due to technical defects in the syringe pump to be tested and which lie outside the permissible tolerance ranges, lead to a change in speed and are shown by a display assigned to the electronic control unit.
  • the location of a technical defect can be precisely located within the syringe pump from the distance values determined via the measured values of the speed measuring device and made available via an analog / digital converter, at which the speed change occurred, which advantageously results in repair time and - Significantly reduce the effort required for a syringe pump.
  • test conditions for a wide variety of syringe pumps can also be conveniently adapted to the requirements of the manufacturers and / or users and can be updated at short notice if necessary.
  • the push rod of the speed measuring device is designed as a toothed rack and is connected to the electromechanical converter system via a worm wheel.
  • a push rod is likewise advantageous, which consists at least partially of a ferromagnetic material.
  • the electromechanical transducer system for driving the counterforce device is designed as an electromagnet, correspondingly adapted.
  • the converter system As a lifting magnet that can be activated by the electronic control device, the converter system generates a force acting on the push rod in the radial direction. The friction component of this force enables the braking effect on the axial movement of the push rod to be controlled.
  • Syringe pumps with subsequent rough calibration require low measuring accuracy.
  • the frequent repetition of the individual measurements requires a relatively short measurement time.
  • the measurement accuracy must be above the tolerance specified by the manufacturer. With even higher measuring accuracy, it is advantageously possible to recognize, locate defects at certain points of the drive spindle within a syringe feed or to make forward-looking statements regarding an expected failure of a syringe pump.
  • the electronic control unit of the test device calculates the necessary measurement path to achieve the measurement accuracy, which is dependent on the measurement resolution of the speed measurement device used.
  • the principle of the preselected measuring accuracy enables measurements which - in comparison to measurements when the measuring time is specified - can be carried out in a favorable manner independently of the delivery rate set on the respective syringe pump.
  • a measuring device 2 for measuring the feed speed.
  • This is in the form of an adapter which can be inserted into the syringe receiving trough of the syringe pump 1.
  • the force transmission means 10 of the measuring device 2 is in operative engagement with a counterforce device 3 and can thus be influenced in its displacement movement.
  • An electromechanical converter system 4, which can be activated by an electronic control unit 6, is provided for driving the counterforce device 3.
  • a force measuring device 5 coupled to the force transmission means 10 supplies a measured value resulting from the advancing movement of the measuring device 2 and from the action of the counterforce device 3 to the electronic control unit 6.
  • the counterforce device 3 forms a controllable constant force source in the control circuit 30.
  • the force transmission means of the measuring device designed as a push rod 10 represents the controlled system of the
  • Control loop 30 is in its displacement movement existing push rod as the core through a central opening of the electromagnet and its movement is directly influenced by the force of the magnetic field.
  • a modem is assigned to the electronic control unit.
  • Figure 2 shows a delivery pressure profile in the form of a pressure / displacement diagram
  • Figure 3 is a partial sectional view of a transducer used in the preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows the block diagram of a test device 50 for a syringe pump 1.
  • the state of equilibrium of the test device 50 is detected by the adaptation stage 8.2.
  • the signal outputs of the adaptation stages 8.1 and 8.2 are connected to the input of a comparator unit 8.3, the output signal of which may activate the alarm display 8.4.
  • the location of a possible technical defect which leads to a tolerance limit that can be determined by measurement on the pressure side can be located within the syringe pump.
  • the use of an analog / digital converter when recording the measured values of the measuring device 2 for the feed speed is particularly favorable.
  • the interface 9 ensures a direct connection to a computer in order to prepare the test results in terms of data technology.
  • a modem provided for remote data transmission via the telephone network is designated by 22.
  • the pressure / displacement diagram shown in FIG. 2 represents an example of a delivery pressure profile (pressure setpoint profile) 60 that can be implemented with the test device according to the invention for testing syringe pumps.
  • the delivery rate is measured at three different, constant delivery pressures. This part of the measurement provides information as to whether the syringe pump p- ⁇ even with different back pressures which are below the cut-off pressure . up to p 4 generates a delivery rate which is within the permissible tolerances. Allowed influenced by the counterforce device 3 driven by the electromechanical transducer system such that movement of the force transmission means 10 of the measuring device 2 occurs at a constant speed if the syringe pump 1 has no technical defects under the conditions of the selected rate-setpoint profile.
  • the counterforce device 3 forms a controllable constant force source in the control circuit 30. All deviations from this state of equilibrium, which occur due to technical defects in the syringe pump 1 to be tested and which lie outside the permissible tolerance ranges, are recorded by measurement technology and displayed by a display 8 assigned to the electronic control unit 6.
  • the input unit 7 which is designed as a keyboard, is connected to the syringe pump 1 to be tested via a control line 7.1 in order to be able to activate the syringe pump during the test cycle when the delivery rate setpoint profile is set.
  • the display 8 provided for the display of the current settings and measurement results has several display means 8.4, 8.5.
  • the direct display 8.5 of the measured values enables the individual steps of the test process to be tracked precisely.
  • the alarm display 8.4 signals a deviation from a permissible tolerance range. This different tolerance range for the different syringe pumps can be entered via the keyboard 7 into an adaptation stage 8.1. A deviation from the expected one at the given pressure setpoint - 16 -
  • the bearings 14 and 15 are attached to the base plate 18 of the transducer 40 and only allow the threaded sleeve 13 to rotate with little axial play. With the aid of a transition piece 16, this slight axial movement is transmitted to a force sensor 17 of the force measuring device (compare position 5 in FIG. 1).
  • the force sensor 17 is attached to a stop 18 connected to the base plate 21.
  • the syringe pump feed generates an axially directed driving force on the push rod 10, this is detected by the force sensor 17.
  • This measured value activates the motor 20 via the electronic control unit (compare position 6 in FIG. 1).
  • the threaded sleeve 13 screws onto the section of the push rod 10 designed as a threaded rod 12 and can thus be dependent of the speed 20 of the motor 20 of the push rod 10 oppose a greater or lesser mechanical resistance (braking effect).
  • the threaded sleeve 13 and the gear 19 form the counterforce device 3 of the transducer 40 driven by the motor 20.
  • the size of the force generated by the counterforce device 3 and acting on the push rod can be regulated and the test device generates a constant pressure, a linear or else a non-linear pressure increase that can be predetermined with any function, such as that for the feed speed of the push rod of the measuring device (compare positions 10 and 2 in FIG. 3 ) through the route section s 3 to s 4 in which D i agrarri m is shown.
  • the shape of the delivery pressure profile 60 is different for each type of syringe pump.
  • the sensor 40 of the test device for a syringe pump shown in FIG. 3 is designed in the form of an adapter which can be clamped into the syringe receiving trough of the pump.
  • the pump and the control circuit as well as the associated line connections have been omitted for reasons of clarity.
  • the toggle provided for driving the syringe plunger is pivoted onto the pressure plate 11 of the measuring device 2 for the feed rate.
  • the pressure plate 11 is arranged at one end of a push rod 10, which is axially displaceably mounted as a force transmission means in the cylindrical measuring device 2.
  • the end of the push rod 10 opposite the pressure plate 11 is designed as a threaded rod 12 and carries a threaded sleeve 13.
  • a gear 19.1 is provided on one side, which is in another, on the output shaft of an electromechanical converter designed as a motor 20 - 18 -
  • Test device (50) for determining operating characteristics of the drive of a metering pump, in particular a syringe pump (1), with a measuring device for a path-related measured variable and a counterforce device which counteracts the force caused by the delivery pressure of the pump and with an evaluation and display - facility is provided,
  • the counterforce device (3) is designed as a controllable power source.
  • Test device d a d u r c h g e ⁇ k e n n z e i c h n e t that the controllable power source is designed as a constant power source.
  • Test device ie, that the measuring device (2) is designed for a path-related measured variable, in particular for the feed rate.
  • Counterforce device (3) with an electromechanical, permits in the equilibrium state of the control circuit (compare position 30 in FIG. 1) and in the case of a technically fault-free syringe pump by the defined delivery pressure of the syringe pump acting in the direction of the longitudinal axis of the threaded sleeve 13 (compare the pressure setpoint profile 60 in FIG. 2) generating force a rotary movement of the push rod 10 at a constant speed in the direction of the longitudinal axis.

Abstract

The invention relates to a testing device (50) for detecting operational parameters of the drive of a dosing pump, in particular an injection pump (1), with a measuring device for a path-related measured variable and counter-force means which opposes the force produced by the delivery pressure of the pump and is provided with evaluation and display means. The counter-force means (3) is a controllable source of power.

Description

PRUFVORRICHTUNG FÜR EINEN DRUCKINFUSIONSAPPARAT TEST DEVICE FOR A PRESSURE INFUSION APPARATUS
B e s c h r e i b u nB e s c h r e i b u n
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung der im Ober¬ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a test device of the type specified in the preamble of claim 1.
Für die kontinuierliche Zufuhr von flüssigen Arzneimitteln werden sogenannte Druckinfusionseinrichtungen eingesetzt, - 4So-called pressure infusion devices are used for the continuous supply of liquid medicinal products, - 4th
Es ist desweiteren nachteilig, daß für unterschiedliche Typen von zu prüfenden Pumpen verschiedene, kalibrierte Meßfedern verwendet werden müssen und dadurch ein aufwen¬ diger Prozeß für die Meßvorbereitung erforderlich ist. Es ist ebenso von Nachteil, daß die Meßmöglichkeiten für die Vielzahl unterschiedlicher Spritzenpumpen auf Grund der nur stufenweise in der Größe gestaffelten Meßfedern rela¬ tiv stark eingeschränkt sind.It is also disadvantageous that different, calibrated measuring springs have to be used for different types of pumps to be tested, and therefore a complex process for the preparation of the measurement is required. It is also disadvantageous that the measuring options for the large number of different syringe pumps are relatively severely limited due to the measuring springs which are only staggered in size.
Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine PrüfVorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit welcher eine vereinfachte Prüfung mit höherer Genauigkeit für eine Vielzahl verschiedener Typen von Spritzenpumpen durchführ- bar und eine pumpenspezifische Förderdruck/Förderraten- Charakteristik bei einem wählbaren Förderdruck-Sollwert- Profil ermittelbar ist.Based on the shortcomings of the prior art, the object of the invention is to provide a test device of the type mentioned at the beginning with which a simplified test can be carried out with greater accuracy for a large number of different types of syringe pumps and with a pump-specific delivery pressure / delivery rate characteristic a selectable delivery pressure setpoint profile can be determined.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the characterizing features of claim 1.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß eine Über¬ prüfung der Förderrate einer Spritzenpumpe durch Kontroll¬ messungen der Geschwindigkeit des Übertragungselements der Kraft-Übertragungseinrichtung unter Einwirkung einer vorgegebenen oder vorgebbar veränderlichen Gegenkraft in günstiger Weise eine wesentlich umfangreichere Prüfung von Spritzenpumpen zuläßt. Die gewünschte Gegenkraft wird nicht durch mechanische Bauteile, beispielsweise kali- brierte Federelemente, sondern durch ein zeit- oder wegabhängiges Förderdruck-Sollwert-Profil bestimmt, nisch wirkende Kraft-Übertragungseinrichtung, die das För¬ dervolumen der Pumpe in eine entsprechende Wegstrecke und den Förderdruck der Pumpe in eine entsprechende Kraft umsetzt, und der Einsatz einer Federeinrichtung mit min¬ destens einer kalibrierten Meßfeder, welche der Bewegung der Übertragungseinrichtung entgegenwirkt, vorgesehen. Mit einem mechanisch-elektrischen Wandler wird entweder eine Wegstreckenmessung oder eine Messung der Federkraft vorge¬ nommen.The invention includes the knowledge that checking the delivery rate of a syringe pump by checking the speed of the transmission element of the force transmission device under the action of a predetermined or predeterminable variable counterforce advantageously allows a substantially more extensive test of syringe pumps. The desired counterforce is not determined by mechanical components, for example calibrated spring elements, but by a time or path-dependent delivery pressure setpoint profile. nically acting force transmission device, which converts the delivery volume of the pump into a corresponding distance and the delivery pressure of the pump into a corresponding force, and the use of a spring device with at least one calibrated measuring spring, which counteracts the movement of the transmission device. With a mechanical-electrical converter, either a distance measurement or a measurement of the spring force is carried out.
Die bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß mit einer Federeinrichtung aufgrund der jeweils vorliegenden Federkennlinie keine konstanten Gegenkräfte realisierbar sind, wenn die Federlänge bei einem Meß- oder Prüfvorgang verändert wird. Dadurch kann von der Prüfvorrichtung keine definierte, für eine bestimmte Meßdauer konstante Gegen¬ kraft bereitgestellt werden.The known solutions have the disadvantage that no constant counterforces can be achieved with a spring device due to the spring characteristic present in each case if the spring length is changed during a measuring or testing process. As a result, the test device cannot provide a defined counterforce that is constant for a specific measuring period.
Daraus ergibt sich in nachteiliger Weise einerseits, daß nicht geprüft werden kann, ob das durch die zu untersu¬ chende Spritzenpumpe bewegte Element der mechanisch wir¬ kenden Übertragungseinrichtung bei einer konstanten Gegen¬ kraft in gleichen Zeiträumen innerhalb eines vorgebenen Toleranzbereiches die gleiche Wegstrecke durchläuft, d.h. mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit bewegt wird (Prüfung der Konstanz des Fördervolumens der Spritzenpumpe bei unterschiedlichem Gegendruck) und daß andererseits nicht ermittelt werden kann, in welchem Abschnitt der zu untersuchende Spritzenpumpe beispielsweise ein besonders hoher mechanischer Verschleiß vorliegt. - 6 -On the one hand, this has the disadvantage that it cannot be checked whether the element of the mechanically acting transmission device moved by the syringe pump to be examined runs at the same distance within a predetermined tolerance range at constant counterforce in the same time periods, ie is moved at a substantially constant speed (checking the constancy of the delivery volume of the syringe pump with different back pressure) and that, on the other hand, it cannot be determined in which section of the syringe pump to be examined, for example, there is particularly high mechanical wear. - 6 -
erfolgt dabei die Bewegung des Kraftübertragungsmittels abweichend von einem vorgegebenen Sollverhalten der (dem Förderrate als Fördervolumen/Zeit entsprechenden) Ge¬ schwindigkeit.The movement of the power transmission means takes place deviating from a predetermined target behavior of the speed (corresponding to the delivery rate as delivery volume / time).
Durch Vergleich der sich einstellenden Vorschubgeschwin¬ digkeit mit der jeweils vorgegebenen Gegenkraft, läßt sich das Verhalten des Spritzenpumpenantriebs über den gesamten zurückzulegenden Weg präzise ermitteln, so daß Antriebs- fehler präzise lokalisierbar sind. Durch Variation der jeweils für einen bestimmten Wegpunkt anstehenden Gegenkraft läßt sich in Form einer Kennlinienschar ein Arbeitsdiagramm des Antriebs ortspräzise ermitteln. Auch das Abschaltverhalten des Antriebs bei einer entsprechend programmierten Erhöhung der Gegenkraft läßt sich für alle Punkte des Arbeitswegs genau feststellen. Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem jeweils das verhalten des Antriebs jeweils nur über längere Verar¬ beitungswege gemittelt werden konnte.The behavior of the syringe pump drive can be determined precisely over the entire distance to be traveled, so that drive errors can be precisely localized by comparing the advancing feed rate with the respectively given counterforce. By varying the counterforce present for a certain waypoint, a working diagram of the drive can be determined with precise location in the form of a family of characteristic curves. The switch-off behavior of the drive with a correspondingly programmed increase in the counterforce can be determined precisely for all points on the way to work. This is in contrast to the prior art, in which in each case the behavior of the drive could only be averaged over longer processing paths.
Der elektronischen Steuereinheit ist eine als Tastatur ausgebildete Eingabeeinheit zugeordnet, über welche dem Regler das in Bezug auf den zu prüfenden Spritzenpumpen- Typ frei wählbare Förderraten-Sollwert-Profil unter Nutzung des Speichers vor Beginn einer Messung aufgerufen werden kann.The electronic control unit is assigned an input unit designed as a keyboard, by means of which the controller can call up the delivery rate setpoint profile, which can be freely selected in relation to the syringe pump type to be tested, using the memory before starting a measurement.
Mit Anwendung eines derartigen Kraftprofils können für den jeweiligen Pumpen-Typ die Förderraten-Charakteristik und der Ort mechanischer Defekte ermittelt werden, da alle, eine vorgegebene Toleranzgrenze überschreitende Abwei- welches über eine elektronische Steuereinheit in Form einer steuerbaren Kraftquelle vorgebbar ist. Die För¬ derrate entspricht dabei im wesentlichen dem anstehende Förderdruck, der seinerseits wiederum durch die Gegenkraft vorgeben ist.Using such a force profile, the delivery rate characteristic and the location of mechanical defects can be determined for the respective pump type, since all deviations that exceed a predetermined tolerance limit which can be specified via an electronic control unit in the form of a controllable power source. The delivery rate corresponds essentially to the existing delivery pressure, which in turn is determined by the counterforce.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Prüfvorrichtung für eine Spritzenpumpe eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung, welche ein Kraftübertra- gungsmittel aufweist und das Fördervolumen der Pumpe in eine Wegstrecke bzw. den Förderdruck der Pumpe in eine Kraft umsetzt, eine Kraftmeßeinrichtung, eine Gegenkraft¬ einrichtung, welche eine der dem Förderdruck der Pumpe entsprechenden Kraft entgegenwirkende Kraft erzeugt, eine elektronische Steuereinheit und eine Auswerte- und Anzeigeeinrichtung auf. Die Gegenkrafteinrichtuung ist erfindungsgemäß als steuerbare Kraftquelle, vorzugsweise als Konstantkraftquelle ausgebildet. Die Gegenkraftein¬ richtung ist Teil eines in der erfindungsgemäßen Prüf- Vorrichtung vorgesehenen Regelkreises, in welchem die Kraftmeßeinrichtung als Meßglied, das elektro-mechanische Wandlersystem in Verbindung mit der Gegenkrafteinrichtung als Stellglied und die elektronische Steuereinheit als Regler eingesetzt sind. Durch den Regelkreis wird eine bestimmte, der Bewegung des Kraftübertragungsmittel der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung entgegenwirkende Kraft erzeugt und konstant geregelt. Von der elektronischen Steuereinheit ist dazu ein wählbares Förderdruck-Sollwert- Profil auf die Regelstrecke übertragbar, welche durch das Kraftübertragungsmittel der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung gebildet wird. Bei einer fehlerfreien Spritzenpumpe - 8According to the preferred embodiment of the invention, the test device for a syringe pump has a speed measuring device which has a force transmission means and converts the delivery volume of the pump into a distance or the delivery pressure of the pump into a force, a force measuring device, a counterforce device, which a generates the counteracting force corresponding to the delivery pressure of the pump, an electronic control unit and an evaluation and display device. The counterforce device is designed according to the invention as a controllable power source, preferably as a constant power source. The counterforce device is part of a control circuit provided in the test device according to the invention, in which the force measuring device is used as a measuring element, the electro-mechanical converter system in connection with the counterforce device as an actuator and the electronic control unit as a controller. A certain force which counteracts the movement of the force transmission means of the speed measuring device is generated and constantly controlled by the control loop. For this purpose, a selectable delivery pressure setpoint profile can be transmitted from the electronic control unit to the controlled system, which is formed by the force transmission means of the speed measuring device. With a faultless syringe pump - 8th
Das Display weist entsprechend einer günstigen Weiterbil¬ dung der Erfindung in zwei Anzeigeeinheiten auf, um sowohl die aktuellen Meßwerte (Direktanzeige) als auch sich ergebende Abweichungen von den vorgeschriebenen Toleranzen der Kennwerte der jeweiligen Spritzenpumpe (Alarmanzeige) anzuzeigen. Zwecks Anzeige des Überschreitens einer vorge¬ gebenen Toleranz ist in dem Display eine Vergleicher¬ einheit vorgesehen, deren Eingänge über Anpaßstufen mit einem Ausgang der Eingabeeinheit und dem Meßwertausgang der elektronischen Steuereinheit verbunden sind.In accordance with a favorable further development of the invention, the display has two display units in order to display both the current measured values (direct display) and any deviations from the prescribed tolerances of the characteristic values of the respective syringe pump (alarm display). In order to indicate that a predetermined tolerance has been exceeded, a comparator unit is provided in the display, the inputs of which are connected via adaptation stages to an output of the input unit and the measured value output of the electronic control unit.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Prüfvorrich¬ tung besteht darin, daß durch Vorgabe eines steilen Anstiegs der Gegenkraft und bei Berücksichtigung der zuvor ermittelten Förderrate Bedingungen geschaffen werden, um einerseits das korrekte Abschaltverhalten des Spritzenpum- penantriebs zu ermitteln und andererseitsdurch einen ausreichenden Spritzenvorschub während der Messung des Abschaltdrucks in Verbindung mit der Meßauflösung der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung das genaue Volumen des durch die Spritze abgegebenen Medikaments (Bolus) zu erfassen.A particular advantage of the test device according to the invention is that by specifying a steep increase in the counterforce and taking into account the previously determined delivery rate, conditions are created in order to determine the correct switch-off behavior of the syringe pump drive on the one hand and on the other hand by an adequate syringe feed during the measurement of the Switch-off pressure in connection with the measurement resolution of the speed measuring device to detect the exact volume of the drug (bolus) dispensed by the syringe.
Gleichermaßen günstig ist die Möglichkeit einer Reduzie- rung der Meßzeit für die Ermittlung der Förderrate. Dies ergibt sich dadurch, daß nicht - wie allgemein bei anderen Meß- oder Prüfvorrichtungen üblich - eine Vorgabe der Meßzeit vorgesehen ist, sondern es wird die Meßgenauigkeit vorgegeben.The possibility of reducing the measuring time for determining the delivery rate is equally favorable. This results from the fact that - as is generally the case with other measuring or testing devices - a specification of the measuring time is not provided, but the measuring accuracy is specified.
Die Meßgenauigkeit ist in Abhängigkeit von dem Prüfpro¬ gramm unterschiedlich vorgebbar. Bei Reparaturen von chungen der Geschwindigkeit des Kraftübertragungsmittels der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung von einer konstanten Geschwindigkeit durch Ermittlung der bisher von der Kraft- überttragungseinrichtung durchlaufenen Strecke in der zu überprüfenden Spritzenpumpe örtlich exakt zuordenbar sind.The measuring accuracy can be specified differently depending on the test program. For repairs of The speed of the force transmission means of the speed measuring device can be assigned a constant speed by ascertaining the distance in the syringe pump to be checked, which distance has previously been covered by the force transmission device.
Das als Schubstange ausgebildete Kraftübertragungsmittel der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung wird in seiner Verschubbewegung durch die von dem elektromechanischen Wandlersystem angetriebene Gegenkrafteinrichtung derart beeinflußt, daß sich das Kraftübertragungsmittel mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, wenn die Spritzenpumpe keine technischen Mängel aufweist und die Gegenkraft entsprechend dem gewählten Förderraten-Sollwert-Profils konstant geregelt ist. Eine konstante Geschwindigkeit bedeutet eine konstante Volumenförderung durch die Sprit¬ zenpumpe. Alle Abweichungen von diesem Gleichgewichts¬ zustand des Regelkreises, welche aufgrund von technischen Mängeln der zu prüfenden Spritzenpumpe auftreten und außerhalb zulässiger Toleranzbereiche liegen, führen zu einer Geschwindigkeitsänderung und werden von einem der elektronischen Steuereinheit zugeordneten Display ange¬ zeigt. Der Ort eines technischen Mangels ist aus den über die Meßwerte der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung ermittelten und über einen Analog/Digital-Wandler bereit¬ gestellten Streckenwerten, bei denen die Geschwindigkeit¬ sänderung eintrat, innerhalb der Spritzenpumpe exakt lokalisierbar, wodurch sich in vorteilhafter Weise Repara¬ turzeit und -aufwand für eine Spritzenpumpe erheblich reduzieren. - 10 -The power transmission means of the speed measuring device, designed as a push rod, is influenced in its displacement movement by the counterforce device driven by the electromechanical transducer system in such a way that the force transmission means moves at a constant speed if the syringe pump has no technical defects and the counterforce is constant in accordance with the selected delivery rate setpoint profile is regulated. A constant speed means a constant volume delivery through the syringe pump. All deviations from this equilibrium state of the control circuit, which occur due to technical defects in the syringe pump to be tested and which lie outside the permissible tolerance ranges, lead to a change in speed and are shown by a display assigned to the electronic control unit. The location of a technical defect can be precisely located within the syringe pump from the distance values determined via the measured values of the speed measuring device and made available via an analog / digital converter, at which the speed change occurred, which advantageously results in repair time and - Significantly reduce the effort required for a syringe pump. - 10 -
Die Messung der Förderrate in Verbindung bei einem im wesentlichen frei wählbaren Förderdruckprofil gestattet eine erheblich umfangreichere Prüfung einer Spritzenpumpe, so daß bestehende oder sich anbahnende Mängel zuverlässig erkannt werden.The measurement of the delivery rate in connection with an essentially freely selectable delivery pressure profile permits a considerably more extensive test of a syringe pump, so that existing or impending defects can be reliably recognized.
Durch eine Änderung der Software-Komponenten der elektro¬ nischen Steuereinheit können in vorteilhafter Weise auch die Prüfbedingungen für die unterschiedlichsten Spritzen- pumpen bequem an die Forderungen der Hersteller und/oder Anwender angepaßt und bei Bedarf kurzfristig aktualisiert werden.By changing the software components of the electronic control unit, the test conditions for a wide variety of syringe pumps can also be conveniently adapted to the requirements of the manufacturers and / or users and can be updated at short notice if necessary.
Entsprechend einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist die Schubstange der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung als Zahnstange ausgebildet und über ein Schneckenrad mit dem elektromechanischen Wandlersystem verbunden.According to a favorable development of the invention, the push rod of the speed measuring device is designed as a toothed rack and is connected to the electromechanical converter system via a worm wheel.
Ebenso vorteilhaft ist nach einer anderen Asführungsform der Erfindung eine Schubstange, welche zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht. Das elek¬ tromechanische Wandlersystem zum Antrieb der Gegenkraft¬ einrichtung ist - entsprechend angepaßt - als Elektro¬ magnet ausgebildet. Das Wandlersystem erzeugt als durch die elektronische Steuereinrichtung aktivierbarer Hub¬ magnet eine in Radialrichtung auf die Schubstange wirkende Kraft. Die Reibungskomponente dieser Kraft ermöglicht eine Steuerung der Bremswirkung auf die Axialbewegung der Schubstange.According to another embodiment of the invention, a push rod is likewise advantageous, which consists at least partially of a ferromagnetic material. The electromechanical transducer system for driving the counterforce device is designed as an electromagnet, correspondingly adapted. As a lifting magnet that can be activated by the electronic control device, the converter system generates a force acting on the push rod in the radial direction. The friction component of this force enables the braking effect on the axial movement of the push rod to be controlled.
Nach einer anderen günstigen Weiterbildung der Erfindung ist die teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff Spritzenpumpen mit nachfolgender Grobkalibrierung sind geringe Meßgenauigkeiten erforderlich. Die häufige Wieder¬ holung der einzelnen Messungen verlangt jedoch eine rela¬ tiv kurze Meßzeit. Bei sicherheitstechnischen Kontrollen muß die Meßgenauigkeit über der vom Hersteller vorgegebe¬ nen Toleranz liegen. Bei noch höherer Meßgenauigkeit ist es in vorteilhafter Weise möglich, innerhalb eines Sprit¬ zenvorschubs Defekte an bestimmten Stellen der Antriebs¬ spindel zu erkennen, zu lokalisieren oder vorausschauend Aussagen betreffs eines zu erwartenden Ausfalls einer Spritzenpumpe zu machen.According to another advantageous development of the invention, it is partially made of a ferromagnetic material Syringe pumps with subsequent rough calibration require low measuring accuracy. However, the frequent repetition of the individual measurements requires a relatively short measurement time. In the case of safety-related controls, the measurement accuracy must be above the tolerance specified by the manufacturer. With even higher measuring accuracy, it is advantageously possible to recognize, locate defects at certain points of the drive spindle within a syringe feed or to make forward-looking statements regarding an expected failure of a syringe pump.
Aus der vorgewählten Meßgenauigkeit errechnet die elektro¬ nische Steuereinheit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung den notwendigen Meßweg zum Erreichen der Meßgenauigkeit, welcher von der Meßauflösung der verwendeten Geschwindig¬ keitsmeßeinrichtung abhängig ist. Das Prinzip der vorgewählten Meßgenauigkeit ermöglicht Messungen, welche - im Vergleich zu Messungen bei einer Vorgabe der Meßzeit - in günstiger Weise unabhängig von der an der jeweiligen Spritzenpumpe eingestellten Förderrate durchgeführt werden können.From the preselected measurement accuracy, the electronic control unit of the test device according to the invention calculates the necessary measurement path to achieve the measurement accuracy, which is dependent on the measurement resolution of the speed measurement device used. The principle of the preselected measuring accuracy enables measurements which - in comparison to measurements when the measuring time is specified - can be carried out in a favorable manner independently of the delivery rate set on the respective syringe pump.
Es ist gleichermaßen günstig, daß eine Messung jederzeit abgebrochen werden kann, um sie an einer beliebigen Stelle innerhalb des Spritzenvorschubs mit identischer Gegenkraft erneut zu starten. Dies ist möglich, weil der Zusammenhang zwischen Förderdruck und Förderweg nicht durch mechanische Komponenten, beispielsweise kalibrierte Federelemente, festgelegt sind, sondern durch ein Förderdruck-Sollwert- Profil über die elektronischen Steuereinheit der erfin¬ dungsgemäßen PrüfVorrichtung vorgebbar ist. - 12 -It is equally favorable that a measurement can be stopped at any time in order to restart it at any point within the syringe feed with an identical counterforce. This is possible because the relationship between the delivery pressure and delivery path is not determined by mechanical components, for example calibrated spring elements, but rather can be specified by a delivery pressure setpoint profile via the electronic control unit of the test device according to the invention. - 12 -
ist mit einer Meßeinrichtung 2 zum Messen der Vorschub¬ geschwindigkeit verbunden. Diese ist in Form eines in die Spritzenaufnahmemulde der Spritzen-pumpe 1 einlegbaren Adapters ausgebildet. Das Kraftübertragungsmittel 10 der Meßeinrichtung 2 befindet sich in Wirkungseingriff mit einer Gegenkrafteinrichtung 3 und ist dadurch in ihrer Verschubbewegung beeinflußbar. Zum Antrieb der Gegenkraf¬ teinrichtung 3 ist ein elektromechanisches Wandlersystem 4 vorgesehen, welches durch eine elektronische Steuereinheit 6 aktivierbar ist. Eine mit dem Kraftübertragungsmittel 10 gekoppelte Kraftmeßeinrichtung 5 liefert ein aus der Vorschubbewegung der Meßeinrichtung 2 und aus der Wirkung der Gegenkrafteinrichtung 3 resultierenden Meßwert an die elektronische Steuereinheit 6.is connected to a measuring device 2 for measuring the feed speed. This is in the form of an adapter which can be inserted into the syringe receiving trough of the syringe pump 1. The force transmission means 10 of the measuring device 2 is in operative engagement with a counterforce device 3 and can thus be influenced in its displacement movement. An electromechanical converter system 4, which can be activated by an electronic control unit 6, is provided for driving the counterforce device 3. A force measuring device 5 coupled to the force transmission means 10 supplies a measured value resulting from the advancing movement of the measuring device 2 and from the action of the counterforce device 3 to the electronic control unit 6.
Der auf diese Weise gebildete Regelkreis 30, bestehend aus Kraftmeßeinrichtung 5 (Meßglied), elektronischer Steuereinheit 6 (Regler) und elektromechanischem Wandler¬ system 4 in Verbindung mit der Gegenkrafteinrichtung 3 (Stellglied), ist in günstiger Weise geeignet, ein in die elektronischen Steuereinheit 6 über eine Eingabeeinheit 7 eingebbares Förderraten-Sollwert-Profil umzusetzen und damit definierte, auf das Kraftübertragungsmittel 10 der Meßeinrichtung 2 wirkende Gegenkräfte für die Förder- raten-Messung zu erzeugen. Die Gegenkrafteinrichtung 3 bildet in dem Regelkreis 30 eine steuerbare Konstantkraft¬ quelle.The control circuit 30 formed in this way, consisting of force measuring device 5 (measuring element), electronic control unit 6 (controller) and electromechanical transducer system 4 in connection with the counterforce device 3 (actuator), is suitable in a favorable manner, one in the electronic control unit 6 to implement a feed rate setpoint profile which can be input via an input unit 7 and thus to generate defined counterforces acting on the force transmission means 10 of the measuring device 2 for the feed rate measurement. The counterforce device 3 forms a controllable constant force source in the control circuit 30.
Das als Schubstange 10 ausgebildete Kraftübertragungsmit- tei der Meßeinrichtung 2 stellt die Regelstrecke desThe force transmission means of the measuring device 2, designed as a push rod 10, represents the controlled system of the
Regelkreises 30 dar und wird in seiner Verschubbewegung bestehende Schubstange als Kern durch eine zentrische Öffnung des Elektromagneten geführt und wird in ihrer Bewegung durch die Kraft des magnetischen Feldes direkt beeinflußt.Control loop 30 and is in its displacement movement existing push rod as the core through a central opening of the electromagnet and its movement is directly influenced by the force of the magnetic field.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ist der elektronischen Steuereinheit ein Modem zugeordnet. Dadurch besteht in günstiger Weise die Möglichkeit, zwischen dem Hersteller von Spritzenpumpen bzw. einem Service-Unter- nehmen und dem Spritzenpumpen-Anwender eine Fernüber¬ tragung der Meßdaten und Prüfergebnisse über das Fernmeldenetz vornehmen zu können, um den Austausch defekter Spritzenpumpen zeitlich zu optimieren.According to an advantageous development, a modem is assigned to the electronic control unit. As a result, there is a favorable possibility of being able to carry out a remote transmission of the measurement data and test results via the telecommunications network between the manufacturer of syringe pumps or a service company and the syringe pump user in order to optimize the exchange of defective syringe pumps in terms of time.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
Figur 1 die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Blockschaltbildes,1 shows the preferred embodiment of the invention in the form of a block diagram,
Figur 2 die Darstellung eines Förderdruckprofils in Form eines Druck/Weg-Diagramms, sowieFigure 2 shows a delivery pressure profile in the form of a pressure / displacement diagram, and
Figur 3 die Teilschnitt-Darstellung eines in der bevor¬ zugten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Meßwert¬ aufnehmers.Figure 3 is a partial sectional view of a transducer used in the preferred embodiment of the invention.
Figur 1 zeigt das Blockschaltbild einer Prüfvorrichtung 50 für eine Spritzenpumpe 1. Die zu prüfende Spritzenpumpe 1 - 14FIG. 1 shows the block diagram of a test device 50 for a syringe pump 1. The syringe pump 1 to be tested - 14
Gleichgewichtszustand der Prüfvorrichtung 50 wird durch die Anpaßstufe 8.2 erfaßt. Die Signalausgänge der Anpaßstufen 8.1 und 8.2 sind mit dem Eingang einer Vergleichereinheit 8.3 verbunden, dessen Ausgangssignal gegebenenfalls die Alarmanzeige 8.4 aktiviert.The state of equilibrium of the test device 50 is detected by the adaptation stage 8.2. The signal outputs of the adaptation stages 8.1 and 8.2 are connected to the input of a comparator unit 8.3, the output signal of which may activate the alarm display 8.4.
Durch die bei der Prüfung der Spritzenpumpe 1 stets er¬ folgende Wegmessung ist der Ort eines möglichen tech¬ nischen Mangels, welcher druckseitig zu einer meßtechnisch ermittelbaren Toleranzüberschreitung führt, innerhalb der Spritzenpumpe lokalisierbar. Für eine exakte Ermittlung der Verschiebung des Kraftübertragungsmittels 10 ist die Verwendung eines Analog/Digital-Wandlers bei der Erfassung der Meßwerte der Meßeinrichtung 2 für die Vorschubge- schwindigkeit besonders günstig.As a result of the distance measurement which is always carried out when testing the syringe pump 1, the location of a possible technical defect which leads to a tolerance limit that can be determined by measurement on the pressure side can be located within the syringe pump. For an exact determination of the displacement of the force transmission means 10, the use of an analog / digital converter when recording the measured values of the measuring device 2 for the feed speed is particularly favorable.
Die Schnittstelle 9 sichert eine direkte Verbindung mit einem Computer, um die Prüfergebnisse datentechnisch auf¬ zubereiten. Ein für die Datenfernübertragung über das Fernsprechnetz vorgesehenes Modem ist mit 22 bezeichnet.The interface 9 ensures a direct connection to a computer in order to prepare the test results in terms of data technology. A modem provided for remote data transmission via the telephone network is designated by 22.
Das in Figur 2 gezeigte Druck/Weg-Diagramm stellt ein Beispiel für ein mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung realisierbares Förderdruckprofil (Druck-Sollwert-Profil) 60 zum Prüfen von Spritzenpumpen dar. Die Förderrate wird dabei bei drei unterschiedlich großen, konstanten För¬ derdrücken gemessen. Dieser Teil der Messung gibt darüber Aufschluß, ob die Spritzenpumpe auch bei unterschied¬ lichen, jedoch unterhalb des Abschaltdruckes liegenden Gegendrücken p-^. bis p4 eine Förderrate erzeugt, welche innerhalb der zulässigen Toleranzen liegt. Dabei erlaubt durch die von dem elektromechanischen Wandlersystem angetriebene Gegenkrafteinrichtung 3 derart beeinflußt, daß eine Bewegung des Kraftübertragungsmittels 10 der Meßeinrichtung 2 mit konstanter Geschwindigkeit eintritt, wenn die Spritzenpumpe 1 unter den Bedingungen des gewählten Raten-Sollwert-Profils keine technischen Mängel aufweist. Die Gegenkrafteinrichtung 3 bildet in dem Regelkreis 30 eine steuerbare Konstantkraftquelle. Alle Abweichungen von diesem Gleichgewichtszustand, die aufgrund von technischen Mängeln der zu prüfenden Sprit¬ zenpumpe 1 auftreten und außerhalb zulässiger Toleranz¬ bereiche liegen, werden meßtechnisch erfaßt und von einem der elektronischen Steuereinheit 6 zugeordneten Display 8 angezeigt.The pressure / displacement diagram shown in FIG. 2 represents an example of a delivery pressure profile (pressure setpoint profile) 60 that can be implemented with the test device according to the invention for testing syringe pumps. The delivery rate is measured at three different, constant delivery pressures. This part of the measurement provides information as to whether the syringe pump p- ^ even with different back pressures which are below the cut-off pressure . up to p 4 generates a delivery rate which is within the permissible tolerances. Allowed influenced by the counterforce device 3 driven by the electromechanical transducer system such that movement of the force transmission means 10 of the measuring device 2 occurs at a constant speed if the syringe pump 1 has no technical defects under the conditions of the selected rate-setpoint profile. The counterforce device 3 forms a controllable constant force source in the control circuit 30. All deviations from this state of equilibrium, which occur due to technical defects in the syringe pump 1 to be tested and which lie outside the permissible tolerance ranges, are recorded by measurement technology and displayed by a display 8 assigned to the electronic control unit 6.
Über eine Steuerleitung 7.1 ist die als Tastatur ausge¬ bildete Eingabeeinheit 7 mit der zu prüfenden Spritzen¬ pumpe 1 verbunden, um die Spritzenpumpe bei eingestelltem Förderraten-Sollwert-Profil während des Prüfzyklus akti- vieren zu können.The input unit 7, which is designed as a keyboard, is connected to the syringe pump 1 to be tested via a control line 7.1 in order to be able to activate the syringe pump during the test cycle when the delivery rate setpoint profile is set.
Das für die Anzeige der aktuellen Einstellungen und Meßergebnisse vorgesehene Display 8 weist mehrere Anzeige¬ mittel 8.4, 8.5 auf. Die Direktanzeige 8.5 der Meßwerte ermöglicht ein genaues Verfolgen der einzelnen Schritte des PrüfVorgangs. Die Alarmanzeige 8.4 signalisiert ein Abweichen von einem zulässigen Toleranz-Bereich. Dieser für die verschiedenen Spritzenpumpen unterschiedliche Toleranzbereich ist über die Tastatur 7 in eine Anpaßstufe 8.1 eingebbar. Eine sich bei dem jeweils vorgegebenen Drucksollwert ergebende Abweichung von dem zu erwartenden - 16 -The display 8 provided for the display of the current settings and measurement results has several display means 8.4, 8.5. The direct display 8.5 of the measured values enables the individual steps of the test process to be tracked precisely. The alarm display 8.4 signals a deviation from a permissible tolerance range. This different tolerance range for the different syringe pumps can be entered via the keyboard 7 into an adaptation stage 8.1. A deviation from the expected one at the given pressure setpoint - 16 -
(vergleiche Position 4 in Figur 1) befestigten Zahnrades 19.2 eingreift. Über das aus den Zahnrädern 19.1 und 19.2 gebildete Getriebe 19 wird die Drehbewegung des Motors 20 auf die in den Lagern 14 und 15 gehaltene Gewindehülse 13 übertragen.(Compare position 4 in Figure 1) engages fixed gear 19.2. The rotary motion of the motor 20 is transmitted to the threaded sleeve 13 held in the bearings 14 and 15 via the gear 19 formed from the gear wheels 19.1 and 19.2.
Die Lager 14 und 15 sind an der Grundplatte 18 des Me߬ wertaufnehmers 40 befestigt und ermöglichen der Gewin¬ dehülse 13 lediglich eine Drehbewegung mit geringem axialen Spiel. Mit Hilfe eines Übergangsstückes 16 wird diese geringe axiale Bewegung auf einen Kraft-Sensor 17 der Kraftmeßeinrichtung (vergleich die Position 5 in Figur l) übertragen. Der Kraft-Sensor 17 ist an einem mit der Grundplatte 21 verbundenen Anschlag 18 befestigt.The bearings 14 and 15 are attached to the base plate 18 of the transducer 40 and only allow the threaded sleeve 13 to rotate with little axial play. With the aid of a transition piece 16, this slight axial movement is transmitted to a force sensor 17 of the force measuring device (compare position 5 in FIG. 1). The force sensor 17 is attached to a stop 18 connected to the base plate 21.
Erzeugt der Spritzenpumpenvorschub eine axial gerichtete Antriebskraft auf die Schubstange 10, so wird dies von dem Kraft-Sensor 17 erfaßt. Dieser Meßwert aktiviert über die elektronische Steuereinheit (vergleiche die Position 6 in Figur 1) den Motor 20. Durch die von dem Motor 20 übertra¬ gene Drehbewegung schraubt sich die Gewindehülse 13 auf den als Gewindestange 12 ausgebildeten Abschnitt der Schubstange 10 und kann so in Abhängigkeit von der Dreh¬ zahl des Motors 20 der Schubstange 10 einen mehr oder we- niger großen mechanischen Widerstand (Bremswirkung) ent¬ gegensetzen. Die Gewindehülse 13 und das Getriebe 19 bil¬ den die durch den Motor 20 angetriebene Gegenkraft¬ einrichtung 3 des Meßwertaufnehmers 40.If the syringe pump feed generates an axially directed driving force on the push rod 10, this is detected by the force sensor 17. This measured value activates the motor 20 via the electronic control unit (compare position 6 in FIG. 1). Due to the rotary movement transmitted by the motor 20, the threaded sleeve 13 screws onto the section of the push rod 10 designed as a threaded rod 12 and can thus be dependent of the speed 20 of the motor 20 of the push rod 10 oppose a greater or lesser mechanical resistance (braking effect). The threaded sleeve 13 and the gear 19 form the counterforce device 3 of the transducer 40 driven by the motor 20.
Die Größe der durch die Gegenkrafteinrichtung 3 erzeugten, auf die Schubstange wirkende Kraft ist regelbar und die Prüfvorrichtung das Generieren eines konstanten Druckes, eines linearen oder aber auch eines mit einer beliebigen Funktion vorgebbaren, nichtlinearen Druck¬ anstiegs, wie er beispielsweise für den von der Schubstan¬ ge der Meßeinrichtung für die Vorschubgeschwindigkeit (vergleiche die Positionen 10 und 2 in Figur 3) durch¬ laufenen Streckenabschnitt s3 bis s4 in dem Diagrarrim dargestellt ist. Die Form des Förderdruckprofils 60 ist für jeden Spritzenpumpen-Typ unterschiedlich.The size of the force generated by the counterforce device 3 and acting on the push rod can be regulated and the test device generates a constant pressure, a linear or else a non-linear pressure increase that can be predetermined with any function, such as that for the feed speed of the push rod of the measuring device (compare positions 10 and 2 in FIG. 3 ) through the route section s 3 to s 4 in which D i agrarri m is shown. The shape of the delivery pressure profile 60 is different for each type of syringe pump.
Der in Figur 3 dargestellte Meßwertaufnehmer 40 der Prüf¬ vorrichtung für eine Spritzenpumpe ist in Form eines in die Spritzenaufnahmemulde der Pumpe einspannbaren Adapters ausgebildet. Auf die Darstellung der Pumpe und des Regelkreises sowie der dazugehörigen Leitungsverbindungen (vergleiche die entsprechenden Positionen in Figur 1) wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.The sensor 40 of the test device for a syringe pump shown in FIG. 3 is designed in the form of an adapter which can be clamped into the syringe receiving trough of the pump. The pump and the control circuit as well as the associated line connections (compare the corresponding positions in FIG. 1) have been omitted for reasons of clarity.
Beim Einspannen des Meßwertaufnehmers 40 in die Spritzen¬ pumpe wird deren zum Antrieb des Spritzenkolbens vorgese¬ hene Knebel auf die Druckplatte 11 der Meßeinrichtung 2 für die Vorschubgeschwindigkeit geschwenkt. Die Druck¬ platte 11 ist an einem Ende einer Schubstange 10 angeord¬ net, welche als Kraftübertragungsmittel in der zylindrisch ausgebildeten Meßeinrichtung 2 axial verschieblich gela¬ gert ist. Das der Druckplatte 11 gegenüberliegende Ende der Schubstange 10 ist als Gewindestange 12 ausgebildet und trägt eine Gewindehülse 13. An der Peripherie der Gewindehülse 13 ist einseitig ein Zahnrad 19.1 vorgesehen, welches in ein weiteres, an der Abtriebswelle eines als Motors 20 ausgebildeten elektro-mechanischen Wandlers - 18 -When the transducer 40 is clamped in the syringe pump, the toggle provided for driving the syringe plunger is pivoted onto the pressure plate 11 of the measuring device 2 for the feed rate. The pressure plate 11 is arranged at one end of a push rod 10, which is axially displaceably mounted as a force transmission means in the cylindrical measuring device 2. The end of the push rod 10 opposite the pressure plate 11 is designed as a threaded rod 12 and carries a threaded sleeve 13. On the periphery of the threaded sleeve 13, a gear 19.1 is provided on one side, which is in another, on the output shaft of an electromechanical converter designed as a motor 20 - 18 -
A n s p r ü c h eExpectations
l. PrüfVorrichtung (50) zum Ermitteln von Betriebs- Kennwerten des Antriebs einer Dosierpumpe, insbesondere einer Spritzenpumpe (1), mit einer Meßeinrichtung für eine wegbezogene Meßgröße und einer Gegenkrafteinrichtung, welche der durch den Förderdruck der Pumpe hervorgerufenen Kraft entgegenwirkt und mit einer Auswerte- und Anzeige- einrichtung versehen ist,l. Test device (50) for determining operating characteristics of the drive of a metering pump, in particular a syringe pump (1), with a measuring device for a path-related measured variable and a counterforce device which counteracts the force caused by the delivery pressure of the pump and with an evaluation and display - facility is provided,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,characterized ,
daß die Gegenkrafteinrichtung (3) als steuerbare Kraft- quelle ausgestaltet ist.that the counterforce device (3) is designed as a controllable power source.
2. PrüfVorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die steuerbare Kraftquelle als Konstantkraftquelle ausgebildet ist.2. Test device according to claim 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t that the controllable power source is designed as a constant power source.
3. PrüfVorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßein- richtung (2) für eine wegbezogene Meßgröße, insbesondere für die Vorschubgeschwindigkeit, ausgestaltet ist.3. Test device according to claim 1 or 2, ie, that the measuring device (2) is designed for a path-related measured variable, in particular for the feed rate.
4. Prüfvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü- ehe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die4. Test device according to one of the preceding claims, that a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the
Gegenkrafteinrichtung (3) mit einem elektromechanischen, gestattet im Gleichgewichtszustand des Regelkreises (vergleiche die Position 30 in Figur 1) und bei technisch fehlerfreier Spritzenpumpe durch die in Richtung der Längsachse der Gewindehülse 13 wirkenden, den definierten Förderdruck der Spritzenpumpe (vergleiche das Druck-Soll¬ wert-Profil 60 in Figur 2) erzeugenden Kraft eine Drehbe¬ wegung der Schubstange 10 mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung der Längsachse.Counterforce device (3) with an electromechanical, permits in the equilibrium state of the control circuit (compare position 30 in FIG. 1) and in the case of a technically fault-free syringe pump by the defined delivery pressure of the syringe pump acting in the direction of the longitudinal axis of the threaded sleeve 13 (compare the pressure setpoint profile 60 in FIG. 2) generating force a rotary movement of the push rod 10 at a constant speed in the direction of the longitudinal axis.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei¬ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. * * * * * The embodiment of the invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown, even in the case of fundamentally different types. * * * * *

Claims

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8. PrüfVorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Getriebe (19) als Zahnradgetriebe ausgebildet ist.8. Test device according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the gear (19) is designed as a gear transmission.
9. Prüfvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schubstange (10) zumindest teilweise als Zahnstange ausgebildet und über ein Schneckenrad mit dem elektromechanischen Wandlersystem (4, 20) verbunden ist.9. Test device according to claim 7 or 8, so that the push rod (10) is at least partially designed as a toothed rack and is connected to the electromechanical transducer system (4, 20) via a worm wheel.
10. PrüfVorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schubstange (10) zumindest teilweise aus einem ferromagne¬ tischen Werkstoff besteht.10. Test device according to one of claims 7 to 9, d a d u r c h g e k e n n e e c h n e t that the push rod (10) at least partially consists of a ferromagnetic material.
11. Prüfvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü- ehe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Vorgabe von linearen, nichtlinearen oder nichtste¬ tigen Druckprofilen ohne Auswechseln mechanischer Einrichtungen der Prüfvorrichtung (50) vorgesehen ist.11. Test device according to one of the preceding claims, ie that a linear, non-linear or non-continuous pressure profile is provided without changing mechanical devices of the test device (50).
12. PrüfVorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb einer Spritzenvorschubbewegung der Spritzenpumpe (1 ) mehrere Prüfzyklen mit indentischen Förderdruckpro- filen durchführbar sind. insbesondere als elektromotorischer Antrieb ausgebildeten Wandlersystem (4, 20), mit einer Kraftmeßvorrichtung (5) sowie einer elektronischen Steuereinheit (6) einen Regelkreis (30) bildet, wobei ein fester Sollwert oder ein wählbares zeit- oder wegabhängiges Förderdruck-Sollwert- Profil über die elektronische Steuereinheit (6) vorgebbar ist.12. Test device according to one of the preceding claims, characterized in that several test cycles with identical delivery pressure profiles can be carried out within one syringe feed movement of the syringe pump (1). In particular as an electromotive drive converter system (4, 20), with a force measuring device (5) and an electronic control unit (6) forms a control loop (30), with a fixed setpoint or a selectable time or path-dependent delivery pressure setpoint profile via the electronic control unit (6) can be predetermined.
5. PrüfVorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektronische Steuereinheit (6) programmierbar ausgebildet ist und einen Speicher für die zur Prüfung verwendbaren Druck-Sollwert- Profile aufweist.5. Test device according to claim 4, that the electronic control unit (6) is designed to be programmable and has a memory for the pressure setpoint profiles that can be used for the test.
6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß des elektro¬ mechanische Wandlersystem (4, 20) als Elektromotor oder als Elektromagnet ausgebildet ist.6. Test device according to claim 4 or 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the electro-mechanical transducer system (4, 20) is designed as an electric motor or as an electromagnet.
7. Prüfvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gegenkrafteinrichtung (3) eine auf dem als Schubstange ausgestalteten Kraftübertragungsmittel (10) verschraub- bare, drehbar angeordnete Gewindehülse (13) aufweist, welche über ein Getriebe (19) mit dem elektromechanischen Wandlersystem (4, 20) verbunden ist. 13. PrüfVorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Dauer der Meßzeit durch Vorgabe der Meßgenauig¬ keit der Förderrate in Abhängigkeit von der Meßgenauigkeit bzw. der Meßauflösung der Meßeinrichtung (2) und der Größe der Förderrate einstellbar ist.7. Testing device according to one of the preceding claims, characterized in that the counter-force device (3) has a rotatable threaded sleeve (13) which can be screwed onto the force transmission means (10) and which is designed as a push rod, which is connected via a gear (19) to the Electromechanical transducer system (4, 20) is connected. 13. Test device according to one of the preceding claims, characterized in that a duration of the measuring time can be set by specifying the measuring accuracy of the conveying rate as a function of the measuring accuracy or the measuring resolution of the measuring device (2) and the size of the conveying rate.
14. Prüfvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü- ehe, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein mit der die elektronische Steuereinrichtung (6) verbundenes Modem (22) zur Fernübertragung von Meß- und Prüfdaten.14. A test device according to one of the preceding claims, a modem (22) connected to the electronic control device (6) for the remote transmission of measurement and test data.
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