DE29710307U1

DE29710307U1 - Meß- und Kalibrieranordnung

Info

Publication number: DE29710307U1
Application number: DE29710307U
Authority: DE
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2007-06-13

Description

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Beschreibung

Drägerwerk Aktiengesellschaft Moislinger Allee 53/55, 23542 Lübeck, DE 5

Meß- und Kalibrieranordnung für Gassensoren

Die Erfindung betrifft eine Meß- und Kalibrieranordnung für Gassensoren.

Eine Kalibrieranordnung für Gasmeßköpfe ist beispielhaft im Deutschen Gebrauchsmuster 29 703 56J4.0 beschrieben und dient dazu, die Funktion von Gasmeßköpfen mit Gassensoren und insbesondere mit elektrochemischen Sensoren in bestimmten Zeitabständen zu überprüfen.

Insbesondere bei der Messung der Konzentration eines bestimmten Gases in einem Gemisch mit anderen Gasen mittels elektrochemischer Gassensoren gibt es folgende Probleme:

Bei den üblichen Wartungsintervallen von bis zu einem Jahr besteht die Gefahr, daß die Empfindlichkeit der Gassensoren über einen derartigen Zeitraum nicht hinreichend stabil ist. Außerdem ist die Empfindlichkeit bei vielen Meßprinzipien abhängig vom Luftdruck, so daß auch bei Änderung der Wetterbedingungen oder des Meßortes die Meßergebnisse unterschiedlich ausfallen können. Deshalb wäre es wünschenswert, über eine Anordnung zu verfügen, die die automatische Kalibrierung eines Gassensors ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meß- und Kalibrieranordnung für Gassensoren bereitzustellen, die aus einfachen Bauelementen besteht, kostengünstig ist und insbesondere keine Ventile benötigt.

Die Lösung der Aufgabe erhält man mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung nach Anspruch 1.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß hiermit die Messung und automatische Kalibrierung von Gassensoren, insbesondere elektrochemischen Sensoren, zu einem ersten Zeitpunkt und nach weiteren bestimmten, definierten Zeitabständen mit einer einzigen, einfach aufgebauten, kompakten Anordnung möglich ist. Besonders vorteilhaft ist, daß die erfindungsgemäße Anordnung sowohl Kalibrierungen der Gassensoren als auch Messungen der Gaskonzentration ermöglicht. Der Einsatz der Erfindung ist besonders für die Meß- und Kalibrieranwendungen geeignet, bei denen in einem Gasstrom aus verschiedenen Gasen die Konzentration eines bestimmten Gases, beispielsweise von Sauerstoff, bestimmt werden muß.

Im Bereich der Atemtherapie ist es fallweise erforderlich, den Patienten aufkonzentrierten Sauerstoff mit Werten von über 90 %, bezogen auf das Luft/Sauerstoff-Gemisch zur Verfügung zu stellen. Für die Messung bzw. die korrekte Gasdosierung des Gerätes bezüglich der dem Patienten gelieferten Sauerstoffkonzentration ist es wünschenswert und notwendig, auch über längere Zeiten über gleichbleibend genaue Meßergebnisse zu verfügen, so daß automatische Kalibrierungen des verwendeten Gassensors notwendig sein können. Beim Einsatz eines eiektrochemischen Gassensors für die Messung ist die beschriebene Kalibrierung in vorgegebenen Zeitabständen erforderlich, um entsprechende Korrekturen der Meßwerte vornehmen zu können. Als Kalibriergas dient im allgemeinen ein Gasgemisch bekannter Zusammensetzung, vorzugsweise Umgebungsluft.

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Meß- und Kalibrieranordnung in der Anwendung für einen elektrochemischen Sauerstoffsensor, welcher für die Messung der Sauerstoffkonzentration eines Luft/Sauerstoff-Gemisches

eingesetzt wird. Die schematisch dargestellte Anordnung ermöglicht sowohl wahlweise die Messung der Konzentration der relevanten Gaskomponente in einem Gasgemisch als auch die Kalibrierung des Meßgassensors. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird von einem Sauerstoffkonzentrator 1 mit Überdruck über eine Gasleitung 2 ein Sauerstoff/Luft-Gemisch mit einem hohen, beispielsweise 90%igen Sauerstoffgehalt zum Patienten 3 in Pfeilrichtung gefördert. Dies erfolgt beispielsweise mit ca. 1,7 bar in der Gasleitung 2. An der Abzweigung 4 beginnt die eigentliche Meß- und Kalibrieranordnung, die über eine Meßgasleitung 10 und eine Drossel 5 einerseits über eine Pumpe 6 mit der Umgebungsluft 8 und andererseits über den elektrochemischen, die Sauerstoffkonzentration messenden Gassensor mit der Umgebungsluft 8 in Gasströmungsverbindung steht. Wesentlich an dieser Anordnung ist, daß die Pumpe 6 absaugend zwischen Drossel 5 und Umgebungsluft 8 angeordnet ist. Hierdurch kann der Gassensor 7 wahlweise entweder mit Meßgas aus der Gasleitung 2 oder mit Umgebungsluft 8 beaufschlagt werden:

Im Meßmodus wird die Pumpe 6 über die elektronische Steuer- und Auswerteeinheit 9 ausgeschaltet und das Meßgas strömt in Pfeilrichtung über die Drossel 5 am Gassensor 7 vorbei in die Umgebungsluft 8, in der Figur also nach unten. Im Kalibriermodus wird die Pumpe 6 von der Steuer- und Auswerteeinheit 9 eingeschaltet, vorzugsweise automatisch nach vorgegebenen Zeitabständen oder wahlweise nach entsprechender Eingabe. Das Meßgas strömt wie im Meßmodus durch die Drossel 5 und wird von der Pumpe 6 abgesaugt. Gleichzeitg wird jedoch entgegen der Hauptströmungsrichtung im Meßmodus Umgebungsluft 8 am Gassensor 7 sozusagen &ldquor;rückwärts" vorbeigeleitet, wie durch die kleineren Pfeile im unteren Teil der Meßgasleitung 10 und vor der Pumpe 6 angedeutet. Das Gemisch aus Meßgas und Umgebungsluft wird demnach in Gasströmungsrichtung gesehen hinter der Pumpe 6 an die Umgebungsluft 8 abgegeben, also auf der rechten Seite der Figur. In einem typischen Anwendungsfall betrug der Gasvolumenstrom hinter der Drossel 5 etwa 0,3 Liter pro Minute. Die Förderleistung der Pumpe 6 im Kalibriermodus betrug

etwa 0,6 Liter pro Minute, so daß sowohl im Meß- als auch im Kalibriermodus sichergestellt war, daß gleiche Gasvolumenströme am Gassensor 7 vorbeiströmten, das heißt gleiche Meß- und insbesondere Diffusionsbedingungen am Gassensor 7 gegeben waren.

Claims

Schutzansprüche

1. Meß- und Kalibrieranordnung für Gassensoren, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Meßgasleitung (10) mit einer Drossel

(5) einerseits über eine Pumpe (6) Gasströmungsverbindung zur

Umgebungsluft (8) besteht und daß andererseits zwischen Drossel (5) und Pumpe (6) von der Meßgasleitung (10) eine Abzweigung mit Gasströmungsverbindung zur Umgebungsluft (8) über den Gassensor (7) angeordnet ist.
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2. Meß- und Kalibrieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (6) über eine elektronische Steuer- und Auswerteeinheit (9) für die Messung der Gaskonzentration durch den Gassensor (7) ausgeschaltet und für die Kalibrierung des Gassensors

(7) eingeschaltet ist, wobei der von der Pumpe (6) bei der Kalibrierung geförderte Gasvolumenstrom betragsmäßig doppelt so groß ist wie jeweils der Gasvolumenstrom hinter der Drossel (5) und am Gassensor (7).

3. Meß- und Kalibrieranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassensor (7) ein elektrochemischer Sauerstoffsensor ist.

4. Meß- und Kaiibrieranordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie über die Abzweigung (4) an die zum Patienten

(3) führende Gasleitung (2) eines Sauerstoffkonzentrators (1) austauschbar angeschlossen ist.