DE3935672A1

DE3935672A1 - Durchflussmessgeraet

Info

Publication number: DE3935672A1
Application number: DE3935672A
Authority: DE
Inventors: Dirk Breimeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-20
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1990-11-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchflußmeßgerät mit einem Gehäu se, mit einem an dem Gehäuse an einer Seite vorgesehenen Ein gang und einem an der entgegengesetzten Seite vorgesehenen Ausgang und mit einer zwischen Ein- und Ausgang angeordneten Kammer.

Es gehört zur täglichen Praxis von Krankenhäusern, daß Patien ten Infusionen verabreicht werden. Hierzu wird dem Patienten mit einem Infusionsbesteck eine Infusionsflüssigkeit in eine Vene eingeführt. Dies erfolgt über eine Zeitspanne im Bereich von vielleicht einer Viertelstunde oder sogar vielen Stunden. Dabei ergeben sich in Abhängigkeit von der Indikation der In fusionsflüssigkeit und dem Zustand des Patienten Fließge schwindigkeiten im Bereich von etwa 50-250 ml/h. Bei man chen Infusionsflüssigkeiten, wie zum Beispiel Kaliumlösungen, muß die vom Arzt vorgeschriebene Fließgeschwindigkeit genau eingehalten werden. Hierzu verwendet man unter anderem soge nannte Tropfenzähler und auch Infusiomaten (eingetragenes Wa renzeichen). Dies sind Pumpen mit einer sich über dem Schlauch des Infusionsbestecks drehenden Scheibe. Auf deren Umfang sind Walzen angeordnet. Diese wälzen sich auf dem Schlauch ab. Dabei schieben sie ein bestimmtes, in Fließrich tung vor ihnen befindliches Flüssigkeitsvolumen vor sich her. Diese Infusiomaten sind sehr aufwendig und damit auch teuer.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Durchflußmeßgerät zu schaffen, das in seiner Herstellung einfach und kostengünstig ist und trotz dem eine sehr hohe Meßgenauigkeit aufweist. Weiter soll das Durchflußmeßgerät die Fließgeschwindigkeit so erfassen, daß mit die Fließgeschwindigkeit darstellenden Daten eine Pumpe gesteuert werden kann. Die Herstellungskosten sollten weiter nach Möglichkeit so niedrig liegen, daß das Gerät nach Ge brauch weggeworfen werden kann. Damit entfallen die mit einer Reinigung und Desinfektion verbundenen Kosten und Probleme.

Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich bei einem Durchfluß meßgerät der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung da durch, daß das Gehäuse transparent ist, in dem Gehäuse zwi schen Eingang und Ausgang eine Kammer verläuft, deren eine zwischen Eingang und Ausgang verlaufende Oberseite gegenüber der anderen, gegenüberliegenden Bodenseite in etwa einen Kreisbogen beschreibt, in der Bodenseite eine Blattfeder aus einem nicht transparenten Werkstoff eingespannt ist, die Blattfeder die gesamte Höhe der Kammer ausfüllt und mit ihrem freien Ende bis kurz vor die zuerst genannte Oberseite reicht und eine die Auslenkung und Biegung der Blattfeder erfassende und anzeigende elektrische Meßeinrichtung mit dem Gehäuse in Wirkungsverbindung steht. Im Betrieb wird die durch die Kam mer durchströmende Flüssigkeit die dort befindliche Blattfe der auslenken und teilweise biegen. Diese Auslenkung und Bie gung ist der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit proportio nal. Die Flüssigkeit strömt am freien Ende der Blattfeder vor bei und damit durch den freien Raum zwischen diesem Ende und der in etwa einen Kreisbogen beschreibenden Oberseite der Kam mer. Die Meßeinrichtung erfaßt die Auslenkung und Biegung der Blattfeder und damit die Fließgeschwindigkeit der Flüssig keit. Die von der Meßeinrichtung erzeugten Daten werden ana log oder digital angezeigt. Gleichzeitig kann mit ihnen eine Pumpe gesteuert werden. Meßeinrichtung und Pumpe können auch einen Regelkreis bilden. Das heißt, daß eine vom Arzt vorge schriebene Fließgeschwindigkeit eingestellt und dann vom er findungsgemäßen Durchflußmeßgerät genau eingehalten wird.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Blattfeder an dem an den Eingang angrenzenden Ende der Boden seite eingespannt ist. Dabei sollte die Einspannstelle der Blattfeder den Mittelpunkt des Kreisbogens bilden, den die zu erst genannte Oberseite beschreibt, und der Halbmesser dieses Kreisbogens sollte etwas über der Länge der Blattfeder zwi schen deren Einspannstelle und deren freiem Ende liegen. In diesem Meßbereich ist die Auslenkung und Biegung der Blattfe der der Fließgeschwindigkeit unmittelbar proportional.

Auf dem zweiten Teil ihrer Länge sollte die zuerst genannte Oberseite jedoch die Form eines Kreisbogens mit zunehmendem Halbmesser beschreiben. Dies bedeutet, daß die Auslenkung und Biegung der Blattfeder der Fließgeschwindigkeit nicht mehr di rekt proportional ist, sondern etwas darunter liegt. Der Meß bereich des Durchflußmeßgerätes ist damit in seiner zweiten Hälfte gedehnt. Die Empfindlichkeit liegt in diesem Bereich niedriger.

Am Gehäuse sind an dessen Ein- und Ausgang Nippel zum Auf schieben von Schläuchen vorgesehen. Diese Nippel können durch Luer-Lockanschlüsse dargestellt werden. Auf diese Luer-Lockan schlüsse läßt sich der Schlauch des Infusionsbesteckes mit seinen beiden Enden aufschrauben.

Das eben beschriebene Gehäuse mit der das Meßelement darstel lenden Blattfeder ist ein einfaches, kostengünstig herzustel lendes Bauteil. Nach Gebrauch kann es weggeworfen werden. An ders verhält es sich mit der erfindungsgemäßen elektrischen Meßeinrichtung. In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist diese einen an der einen Seite des Gehäuses anliegenden Sen der und einen an der anderen Seite des Gehäuses anliegenden Empfänger auf, wobei der Sender eine das Gehäuse mit der Kam mer durchdringende und die Blattfeder nicht durchdringende elektromagnetische Strahlung abgibt. Hierbei kann es sich um Infrarotstrahlung handeln. Zweckmäßig sollte die Meßeinrich tung auf das Gehäuse aufschiebbar sein. Für den praktischen Gebrauch bedeutet dies, daß der Schlauch des Infusionsbestec kes zuerst an den Ein- und Ausgang des Gehäuses angeschlossen wird. Anschließend wird die Meßeinrichtung auf das Gehäuse aufgeschoben. Diese wird über elektrische Leitungen mit einer Pumpe, einer Anzeigeeinrichtung, gegebenenfalls mit einem Reg ler usw., verbunden.

Für die praktische Ausbildung der Meßeinrichtung, damit sich diese einfach auf das Gehäuse aufschieben und wieder von die sem lösen läßt bzw. das Gehäuse sich einfach in die Meßein richtung einsetzen und nach Gebrauch wieder herausnehmen läßt, sieht die Erfindung in einer zweckmäßigen Ausgestaltung vor, daß der Sender und der Empfänger in wangenartigen Elemen ten angeordnet und diese über einen Steg miteinander verbun den und die Abmessungen so getroffen sind, daß bei Anliegen des Steges an einer Breitseite des Gehäuses die beiden wangen artigen Elemente mit enger Passung an den Schmalseiten des Ge häuses anliegen, zwischen denen die Boden- und die Oberseite der Kammer verlaufen. Die elektrische Meßeinrichtung hat so mit in etwa U-Form. Dieses U läßt sich einfach auf das Gehäu se aufschieben und wieder von diesem lösen oder umgekehrt.

Erfindungsgemäß weist die elektrische Meßeinrichtung noch ei nen Rechner auf, der über Leitungen elektrisch mit dem Sender und dem Empfänger verbunden ist. Dieser Rechner dient auch zur Spannungsversorgung von Empfänger und Sender.

Es wurde bereits angedeutet, daß der Meßbereich des erfin dungsgemäßen Durchflußmeßgerätes veränderlich sein kann. Ver schiedene Meßbereiche und unterschiedliche Empfindlichkeiten sind sogar erwünscht. Erfindungsgemäß läßt sich die Empfind lichkeit auch mit der Form der Blattfeder beeinflussen. In ih rer Grundform hat die Blattfeder in der Aufsicht Rechteck form. Mit dieser Rechteckform füllt sie den gesamten Quer schnitt der Kammer aus. Zwischen den Längsseiten der Feder und den Innenseiten der Kammer befinden sich schmale Spalten. Anderenfalls könnte sich die Blattfeder nicht bewegen. In ei ner zweckmäßigen Abwandlung weist die Blattfeder von ihrer Einspannstelle ausgehend bis zu ihrem freien Ende eine sich verjüngende Form auf. Sie weist zum Beispiel die Form eines Dreieckes auf. Dies heißt, daß sie konvergierende Seiten hat. Dies bedeutet, daß die eben genannten schmalen Spalten einen zum freien Ende der Blattfeder hin zunehmenden Querschnitt aufweisen. Ein großer Teil der Flüssigkeit strömt damit durch diese Spalte an der Blattfeder vorbei. Diese Flüssigkeitsan teile lenken die Feder nicht aus. Das heißt, daß das Gerät bei einer derartig ausgebildeten Blattfeder weniger empfind lich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Kammer in etwa die Form eines Halbkreises aufweist, die Bodenseite parallel zu dessen Durchmesser verläuft und der Eingang und der Ausgang an den Enden der Bodenseite angeord net sind. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Oberseite der Kammer, an der das freie Ende der Blattfeder vorbei streicht, eine von einem Halbkreis abweichende Form aufwei sen. Bei sich vergrößerndem Durchmesser steigt bei stärkerer Auslenkung und Biegung der Blattfeder der Abstand zwischen de ren freiem Ende und der Oberseite. Dadurch sinkt die Empfind lichkeit und der Meßbereich wird gestreckt.

In einer noch anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Meßeinrichtung mit der Außenseite ihres Steges auf einer Man schette befestigt und diese mit einem Klettverschluß ver schließbar ist. Bei der praktischen Anwendung des Durchflußge rätes wird diese Manschette um den Arm eines Patienten gelegt und mit dem Klettverschluß verschlossen. Das Gehäuse wird zwi schen die beiden wangenartigen Elemente eingeschoben. Über Leitungen wird die Meßeinrichtung mit dem Rechner elektrisch verbunden. Die die Infusionsflüssigkeit führenden Schläuche werden auf die am Gehäuse vorgesehenen Nippel aufgeschoben. Nach Durchführen weiterer Schritte kann die Infusionsflüssig keit in die Vene des Patienten eingeführt werden. Seine Beweg lichkeit ist dabei nicht geringer als ohne Verwendung des er findungsgemäßen Durchflußmeßgerätes. Nach Lösen und Abklemmen des die Infusionsflüssigkeit zuführenden Schlauches und nach Lösen der zu dem Rechner führenden Leitungen kann sich der Pa tient auch frei bewegen und zum Beispiel die Toilette aufsu chen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Durchflußmeßgerätes und dessen Anordnung in einem Infu sionsbesteck,

Fig. 2 in größerem Maßstab eine Aufsicht auf das Gerät,

Fig. 3 ein Querschnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 in größerem Maßstab ein Längsschnitt durch eine Kam mer,

Fig. 5 in gleichem Maßstab ein Längsschnitt durch eine Kammer mit einer anderen Ausführungsform,

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine Blattfeder,

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Blattfeder in einer anderen Aus führungsform,

Fig. 8 eine perspektivische, vereinfachte Darstellung eines Infusionsständers mit einem Infusionsbesteck und einem erfindungsgemäßen Durchflußmeßgerät bei seiner prakti schen Anwendung und

Fig. 9 in größerem Maßstab die perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Durchflußmeßgerätes und der es auf dem Arm eines Patienten haltenden Manschette.

Fig. 1 zeigt ein Infusionsbesteck mit einem Beutel 12 für die Infusionsflüssigkeit, mit Schläuchen 14, mit einem im Verlauf dieser Schläuche angeordneten Durchflußmeßgerät 16, mit Kupp lungsstücken 18 und mit einer Anschlußleitung 20 zur elektri schen Meßeinrichtung, die später erläutert wird. Das in Fig. 1 unten liegende Ende des Schlauches 14 ist mit einer Verweil kanüle 22 verbunden. Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten. Zum Durchflußmeßgerät 16 gehört das Gehäuse 24 aus einem transpa renten Material. Im Gehäuse befindet sich die Kammer 26 zwi schen dem Eingang 28 und dem Ausgang 30. Die Kammer 26 weist eine Bodenseite 32 und eine Oberseite 34 auf. In der Bodensei te 32 ist die Blattfeder 36 eingespannt oder verankert. Ihr freies Ende ist mit 38 bezeichnet. Von der elektrischen Meß einrichtung zeigt Fig. 2 den Rechner 40, den Sender 42 und den Empfänger 44. Leitungen 56 verbinden den Rechner 40 mit dem Sender 42 und dem Empfänger 44. Fig. 3 zeigt im Quer schnitt das Gehäuse 24 mit der Kammer 26 und der in dieser be findlichen Blattfeder 36. Der Sender 42 und der Empfänger 44 sind in die wangenartigen Elemente 46 eingeschlossen. Sie be stehen aus einem transparenten Material. Mindestens bestehen sie aus einem Material, das die elektromagnetische Strahlung zwischen Sender 42 und Empfänger 44 durchläßt. Die beiden wan genartigen Elemente 46 sind über einen Steg 48 miteinander verbunden. Die in die Fig. 2 und 3 eingezeichneten Pfeile deuten die Strahlung vom Sender 42 zum Empfänger 44 an.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Kammer 26, deren Ober seite 34 in der Nähe des Einganges 28 in etwa Kreisform auf weist. Der Mittelpunkt dieses Kreises fällt in etwa mit der Einspannstelle 50 der Blattfeder 36 in der Bodenseite 32 zu sammen. Bei Annäherung an den Ausgang 30 nimmt der gedachte Durchmesser der Kreisbahn, den die Oberseite 34 beschreibt, zu. Das heißt, daß auch der Spalt zwischen Oberseite 34 und dem freien Ende 38 der Blattfeder 36 mit größerer Auslenkung und Biegung derselben zunimmt. Damit sinkt die Empfindlich keit mit größeren Durchflußmengen. Dies dehnt den Meßbereich des Durchflußmeßgerätes.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform beschreibt die Oberseite 34 praktisch einen Halbkreis um die hier mit 50 be zeichnete Einspannstelle der Blattfeder 36.

Fig. 6 zeigt eine Blattfeder 36 mit Rechteckform. Fig. 7 zeigt eine Blattfeder 36 mit einer sich in Richtung auf das freie Ende 38 verjüngenden Form. Mit einer solchen Blattfeder 36 hat das Durchflußmeßgerät 16 eine größere Empfindlichkeit. Wegen ihres von ihrer Einspannstelle bis zu ihrem freien Ende 38 abnehmenden Querschnittes weist die Blattfeder 36 auch ein geringeres Widerstandsmoment gegenüber dem durch die auftref fende Infusionsflüssigkeit erzeugten Biegemoment auf. Die Blattfeder 36 wird schon bei geringeren Strömungsgeschwindig keiten ausgelenkt und gebogen. Hieraus ergibt sich eine größe re Empfindlichkeit. Falls man annimmt, daß die Blattfeder 36 zuerst an ihrem freien Ende 38 und erst dann an ihren ihrer Einspannstelle 50 näher liegenden Bereichen ausgelenkt und durchgebogen wird, ergibt sich mit der Blattfeder 36 nach Fig. 7 eine veränderliche Empfindlichkeit. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit fällt sie von einem höheren auf ei nen niedrigeren Wert ab.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die praktische Anwendung des Durch flußmeßgerätes. An einem Infusionsständer 52 werden der Beu tel 12 und der Rechner 40 an Haken 54 aufgehangen. Über elek trische Leitungen 56 wird die Meßeinrichtung angeschlossen. Mit ihrem Steg 48 ist sie an einer Manschette 58 befestigt. Diese weist Klettbänder 60 auf. Bei der praktischen Anwendung wird die Manschette 58 um den Unter- oder Oberarm eines Pa tienten gelegt und mit ihren Klettbändern 60 verschlossen. Das Durchflußmeßgerät 16 wird zwischen die beiden wangenarti gen Elemente 46 geschoben. Dies wird mit dem Doppelpfeil in Fig. 9 angedeutet. Die Schläuche 14 werden auf die Nippel am Durchflußmeßgerät 16 aufgeschoben. Der eine Schlauch wird über ein Kupplungsstück 18 mit dem Beutel 12 verbunden. Eine Verweilkanüle wird in den anderen Schlauch eingeschoben. Die ser wird dann, wie Fig. 8 zeigt, mit einem Klebeband am Arm des Patienten befestigt. Das Durchflußmeßgerät ist nun be triebsbereit. Bei mehr oder weniger starker Durchströmung wird die Blattfeder 36 mehr oder weniger ausgelenkt und gebo gen. Dabei sperrt sie den Strahlungsweg vom Sender 42 zum Emp fänger 44 mehr oder weniger stark. Fig. 2 zeigt dieses Bild. Die elektrischen Signale werden digital zum Rechner 40 gege ben. Dieser zeigt die Durchflußmenge pro Zeiteinheit unmittel bar an. Der Rechner kann auch so ausgebildet sein, daß er ei ne an ihn angeschlossene Pumpe steuert. Diese fördert dann ge nau das zuvor am Rechner eingestellte Volumen pro Zeitein heit.

Claims

1. Durchflußmeßgerät mit einem Gehäuse, mit einem an dem Ge häuse an einer Seite vorgesehenen Eingang und einem an der entgegengesetzten Seite vorgesehenen Ausgang und mit einer zwischen Ein- und Ausgang angeordneten Kammer, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) transparent ist, in dem Gehäuse (24) zwischen Eingang (28) und Aus gang (30) eine Kammer (26) verläuft, deren zwischen Ein gang (28) und Ausgang (30) verlaufende Oberseite (34) ge genüber der anderen gegenüberliegenden Bodenseite (32) in etwa einen Kreisbogen beschreibt, in der Bodenseite (32) eine Blattfeder (36) aus einem nicht transparenten Werk stoff eingespannt ist, die Blattfeder (36) die gesamte Hö he der Kammer (26) ausfüllt und mit ihrem freien Ende (38) bis kurz vor die zuerst genannte Oberseite (34) reicht, und eine die Ausbiegung der Blattfeder (36) erfas sende und anzeigende elektrische Meßeinrichtung (46, 48) mit dem Gehäuse (24) in Wirkungsverbindung steht.

2. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Blattfeder (36) an dem an den Eingang (28) angrenzenden Ende der Bodenseite (32) eingespannt ist.

3. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Einspannstelle (50) der Blattfeder (36) den Mittelpunkt des Kreisbogens bildet, den die Oberseite (34) beschreibt, und der Halbmesser die ses Kreisbogens etwas über der Länge der Blattfeder (36) zwischen deren Einspannstelle (50) und deren freiem Ende (38) liegt.

4. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Oberseite (34) auf dem zwei ten Teil ihrer Länge die Form eines Kreisbogens mit zuneh mendem Halbmesser beschreibt.

5. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (24) am Eingang (28) und am Ausgang (30) Nippel zum Aufschieben von Schläuchen (14) vorgesehen sind.

6. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Nippel Luer-Lockanschlüsse sind.

7. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die elektrische Meßeinrichtung (46, 48) einen an der einen Seite des Gehäuses (24) anlie genden Sender (42) und einen an der anderen Seite des Ge häuses (24) anliegenden Empfänger (44) aufweist und der Sender (42) eine das Gehäuse (24) mit der Kammer (26) durchdringende und die Blattfeder (36) nicht durchdrin gende elekromagnetische Strahlung abgibt.

8. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß der Sender (42) ein Sender für Infrarotstrahlung ist.

9. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die elektrische Meßeinrichtung (46, 48) mit enger Passung auf das Gehäuse (24) aufschieb bar ist.

10. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß der Sender (42) und der Empfän ger (44) in wangenartigen Elementen (46) angeordnet und diese über einen Steg (48) miteinander verbunden und die Abmessungen so getroffen sind, daß bei Anliegen des Ste ges (48) auf einer Breitseite des Gehäuses (24) die bei den wangenartigen Elemente (46) mit enger Passung an den Schmalseiten des Gehäuses (24) anliegen, zwischen denen die Boden- und die Oberseite (32, 34) der Kammer (26) ver laufen.

11. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die elektrische Meßeinrichtung (46, 48) einen mit dem Sender (42) und dem Empfänger (44) elektrisch verbundenen Rechner (40) aufweist.

12. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (36) in der Auf sicht Rechteckform hat.

13. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (36) ausgehend von ihrer Einspannstelle (50) in der Bodenseite (32) bis zu ihrem freien Ende (38) eine sich verjüngende Form auf weist.

14. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Blattfeder (36) in der Aufsicht Dreieckform aufweist.

15. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß die Kammer (26) in etwa die Form eines Halbkreises aufweist, die Bodenseite (32) pa rallel zu dessen Durchmesser verläuft und der Eingang (28) und der Ausgang (30) an den Enden der Bodenseite (32) angeordnet sind.

16. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich net, daß die Oberseite (34) der Kammer (26) auf ihrem Weg vom Eingang (28) zum Ausgang (30) einen zunehmenden Durch messer aufweist.

17. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (46, 48) mit der Außenseite des Steges (48) auf einer Manschette (58) befestigt und diese mit einem Klettverschluß (60) ver schließbar ist.