DD229306A1

DD229306A1 - Schaltungsanordnung fuer ein externes, tragbares ueberwachungsgeraet fuer heissluftsterilisatoren

Info

Publication number: DD229306A1
Application number: DD26996084A
Authority: DD
Inventors: Peter Schwensow; Kati Barth; Wolfram Muehr
Original assignee: Liebknecht Mikroelektron
Priority date: 1984-11-28
Filing date: 1984-11-28
Publication date: 1985-11-06

Abstract

Schaltungsanordnung fuer ein externes, tragbares Ueberwachungsgeraet fuer Heissluftsterilisatoren, das insbesondere fuer Kleinsterilisatoren in der medizinischen Praxis zu benutzen ist. Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines handlichen Geraetes, das die Sicherheit fuer die biologische Wirksamkeit des Sterilisationsprozesses erhoeht. Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine logische Verknuepfung der Parameter Zeit und Temperatur durch schaltungstechnische Massnahmen zu bewirken. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess durch eine Schaltung mit zwei Stromkreisen geloest, wobei der erste Stromkreis mit einem Schwellwertschalter, einer Uhr und einer Thermosonde zur Zeitmessung und zur Kontrolle einer Minimaltemperatur dient und der zweite Stromkreis, der ebenfalls einen Schwellwertschalter und eine Thermosonde aufweist, fuer die Kontrolle einer Maximaltemperatur vorgesehen ist. Die Grenzen sind einstellbar.

Description

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung für ein externes, tragbares Überwachungsgerät für Heißluftsterilisatoren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein externes, tragbares Gerät zur Überwachung von Heißluftsterilisatoren — insbesondere Kleinsterilisatoren — in der medizinischen Praxis.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Mit dem Wirtschaftspatent der DDR WP 143 557 ist ein transportabler Steuerautomat bekannt geworden, der für Heißluftsterilisatoren eingesetzt werden kann. Es wird dabei davon ausgegangen, daß bei herkömmlichen Sterilisatoren unterschiedliche Temperaturbedingungen innerhalb des Sterilisiergutes existieren, das ebenfalls, je nach Charge, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen kann. Nach der Lehre dieser Erfindung sind daher innerhalb des Gerätes mehrere Temperaturmeßstellen vorgesehen, deren Werte mit einem Bandschreiber überwacht werden. Außerdem wird zur Berücksichtigung der Aufheizphase des Gerätes ein zeitlicher Sicherheitszuschlag bei der Sterilisationsdauer eingeführt. Dieser zeitliche Sicherheitszuschlag wird aus einer „Normalfüllung" eines Sterilisators ermittelt. Insgesamt soll der Programmablauf für eine „Sterilisationsoptimierung bei gegebener Einwirkungszeit und oberer Grenztemperatur und einer Betriebszeitbestimmung für den Chargendurchgang" sorgen. Nachteilig ist bei dieser Erfindung, daß die vorgeschlagene Lösung zwar ein tragbares Gerät vorsieht, das jedoch durch den Bandschreiber und die verwendete Relaisschaltung insgesamt doch recht groß und unhandlich ist. Das Gerät ist daher auch vorzugsweise zur speziellen Überprüfung von Sterilisatoren im Meßlabor vorgesehen und nicht zur laufenden Einsatzüberwachung in der medizinischen Praxis. Es fehlen auch schaltungstechnische Mittel, eine Überhitzung eines Sterilisators zu signalisieren. Überhitzungen können aber zur Beschädigung oder Zerstörung von Sterilisationsgut führen, das nicht hochwärmefest ist. Ferner ist auch keine schaltungstechnische Maßnahme zum Abschalten des Sterilisators bei Temperaturunterschreitungen vorgesehen. Alle anderen bekannten Lösungen sind nicht für externe, tragbare Geräte vorgesehen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines kleinen handlichen Überwachungsgerätes, das insbesondere für Kleinsterilisatoren verwendbar ist und die Sicherheit für die biologische Wirksamkeit des Sterilisationsprozesses wesentlich erhöht sowie Energieeinsparungen durch eine exakte Zeitschaltung ermöglicht. Das Überwachungsgerät soll ohne besondere Eingriffe in den Sterilisator einsetzbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend vom Ziel der Erfindung stellt sich die technische Aufgabe, eine logische Verknüpfung der Parameter Zeit und Temperatur durch schaltungstechnische Maßnahmen zubewirken, bei der die Zeit gemessen wird, innerhalb deren sich das Sterilisationsgut auf der vorgeschriebenen Temperatur befindet und eine Temperaturunterschreitung nach erstmaligem Erreichen der Solltemperatur — unter Ausschließung der Aufheizphase — zur irreversiblen Abschaltung führt und eine Überhitzung des Sterilisators durch ein optisches und/oder akustisches Warnsignal angezeigt wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe besonders günstig unter Verwendung mikroelektronischer Bauteile gelöst. Das Überwachungsgerät wird mittels eines üblichen Netzkabels mit Steckerverbindung zwischen den Sterilisator und eine Netzsteckdose geschaltet. Der Aufbau des Überwachungsgerätes enthält zwei Stromkreise. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus. Der erste Stromkreis enthält als wichtigstes Bauelement einen mikroelektronischen Schwellwertschalter 1. Der Schwellwertschalter 1 ist im Eingang mit einer Thermosonde 2 verbunden, die mittels einer lösbaren Verbindung mit einem gut wärmeleitendem Bauteil 4a des Sterilisators 4 verbunden ist. Diese konstruktiv günstige Stelle muß die gesamte Temperaturverteilung in dem Sterilisator 4 repräsentieren. Um mögliche Temperaturabfälle in anderen Punkten im Innern zu berücksichtigen, muß die Sterilisationstemperatur entweder genügend hoch gewählt werden, oder es wird ein den ganzen Sterilisator 4 durchlaufendes Bauteil aus einem gut wärmeleitenden Metall (z.B. Aluminium oder Kupfer) mit der Thermosonde verbunden. Die Temperatur dieser Schiene ergibt sich dann als Mittelwert aller Orte, die sie durchläuft. Das Bauteil 4a kann auch die Form eines Rahmens aufweisen.

Weiterhin ist im ersten Stromkreis ein Einstellwiderstand 3 mit der Thermosonde 2 und dem Initiatorschaltkreis 1 verbunden. Durch den Einstellwiderstand 3 wird die Schaltschwelle des Schwellwertschalters 1 und damit die Schalttemperatur festgelegt. Der Schwellwertschalter 1 hat zwei Ausgänge. Bei Erreichen der durch das Einstellpotentiometer vorgegebenen Temperatur wird in dem Schwellwertschalter 1 ein Schaltvorgang ausgelöst. Der eine Ausgang führt bei Temperaturen unterhalb der Schaltschwelle keinen Strom. Es wird erst bei TT₅ (T_s = Schwellwerttemperatur) eingeschaltet. An diesem Ausgang ist eine Zeitmeßeinrichtung angeschlossen. Damit ist erreicht, daß bei der Temperatur T_s, die der Sterilisationstemperatur entspricht, die Quarzuhr 6 mit Strom versorgt wird und anläuft. Nach einer Zeitdauer, die bis zu 12 h eingestellt werden kann, ertönt ein akustisches Signal, das auch noch mit einem Lichtsignal 5 gekoppelt sein kann. Damit wird das Ende der Sterilisationszeit angezeigt.

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Der zweite Ausgang des Initiatorschaltkreises führt einen Ausgangsstrom bei TT₅, der bei höheren Temperaturen abgeschaltet wird. Mit diesem Ausgang ist ein Relais 7 verbunden, das einen Umschaltkontakt besitzt. Ein Anschluß des Sterilisators 4 ist mit dem Mittenkontakt des Relais 7 verbunden, während einer der Umschaltkontakte direkt an der Netzspannung und der andere an der Selbsthalteschaltung 8, bestehend aus einem Relais und einem parallelen Taster, liegt. Die Wirkungsweise dieses Schaltungsteils ist folgende: Bei Inbetriebnahme des Sterilisators 4 liegt der Mittenkontakt des Relais 6 an dem Strompfad der Selbsthalteschaltung 8, die durch den Taster den Sterilisator 4 in Betrieb setzt. Hat der Sterilisator 4 seine Betriebstemperatur T₅ erreicht, dann schaltet der Schwellwertschalter 1 um und der Mittenkontakt des Relais 6 liegt nun direkt an der Netzspannung. Fällt diese kurzfristig aus, ohne die Temperatur T_s zu beeinflussen, bleibt der Schaltzustand erhalten. Bei längerem Netzausfall, Spannungsabfällen der Netzspannung und Störungen an der Heizwicklung des Sterilisators 4 kommt es zum Temperaturabfall. Damit schaltet der Schwellwertschalter wieder zurück und das Relais 7 fällt in seine Ausgangslage zurück. Da sich die Selbsthalteschaltung 8 in abgefallenem Zustand befindet, ist die Netzspannung jetzt abgeschaltet und auch die Quarzuhr bleibt stehen. Damit ist eine Unterschreitung der vorgeschriebenen Sterilisationstemperatur vollständig ausgeschlossen. Der Zyklus muß nunmehr, nach neuerlicher Einstellung der Quarzuhr 6, durch den Taster der Selbsthalteschaltung 8 erneut in Gang gesetzt werden.

Ein zweiter Stromkreis dient der Signalisierung von Übertemperaturen. Dieser Stromkreis enthält einen weiteren Schwellwertschalter 9, der eingangsseitig mit einer zweiten Thermosonde 10 und einem Einstellwiderstand 11 und ausgangsseitig mit einer optischen und/oder akustischen Anzeigeeinrichtung 13 verbunden ist. Die Funktion der Schaltung des zweiten Stromkreises entspricht im Prinzip der des ersten Stromkreises. Es wird jedoch eine höhere Umschalttemperatur als im ersten Stromkreis mit dem Einstellwiderstand 5 eingestellt. Die zweite Thermosonde 10 ist wie die erste Thermosonde 2 im Inneren des Sterilisators 4 oder an einem herausragenden, gut wärmeleitenden Bauteil 4a befestigt. Bei beiden Thermosonden handelt es sich entweder um temperaturabhängige Halbleiterwiderstände oder um in Sperrichtung betriebene pn-Übergänge von Halbleiterbauelementen, vorzugsweise aus Si

Ausführungsbeispiel:

Ein Heißluftsterilisator mit einer Solltemperatur von 180⁰C soll bei 160⁰C als unterer Grenztemperatur abgeschaltet werden und eine obere Temperatur yon 200⁰C nicht überschreiten. Es wird eine Schaltung nach Fig. 1 vorgeschlagen. Als Schwellwertschaltkreis wird eine integrierte Schaltung des Typs A 301 D benutzt. Die angegebene Schaltung entspricht mit ihrem ersten und zweiten Stromkreis völlig den oben beschriebenen Bedingungen. Zur Einstellung einer durch die Sterilisationsbedingungen vorgegebenen Schalthysterese wird zwischen die Anschlüsse 2 und 4 der integrierten Schaltung A 301 Dein Potentiometer von 100 kOhm im ersten Stromkreis gelegt. Damit wird der zulässige Schwankungsbereich der Temperatur eingestellt, bei dessen Unterschreiten ein Abschalten des Sterilisators erfolgt.

Im zweiten Stromkreis ist nur die Überschreitung eines Grenzwertes wichtig. Es wird daher ein Festwiderstand zwischen die Anschlüsse 2 und 4 des Schaltkreises A 301 D gelegt. Der Schaltkreis A 301 D enthält eine stabilisierte Spannungsquelle zur Speisung des Temperatursensors. Dadurch entfallen besondere schaltungstechnische Maßnahmen zur Stabilisierung der Versorgungsspannung. Als Zeitanzeige wird eine Quarzuhr vom Typ „Kaliber 62" benutzt, die einen akustischen Signalgeber entält. Wegen des geringen Stromverbrauchs kann diese Uhr direkt durch den Initiatorschaitkreis A 301 angesteuert werden. Zusammen mit dem Signal für den Ablauf der Sterilisationzeit kann die Abschaltung des Sterilisators erfolgen. Zur Durchführung eines Sterilisationszyklus werden die Uhrzeit und die Weckzeit an der Uhr eingestellt. Nach Betätigen des Netzschalters und der Selbsthalteschaltung läuft der Prozeß an, wobei die Sterilisationszeit erst mit Erreichen der Arbeitstemperatur (z.B. 18O⁰C) beginnt.

Der Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, bei Versagen von Regeleinrichtungen — die ja normalerweise Temperaturtoleranzen von einigen Graden oder weniger recht gut einhalten — kritische Betriebszustände der Sterilisatoren zu vermeiden.

Claims

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Erfindungsanspruch:

Externes, tragbares Überwachungsgerät für Heißluftsterilisatoren mit logischer Verknüpfung der Parameter Sterilisationszeit und Sterilisationstemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Stromkreis eineThermosonde (2) schaltungsmäßig mit dem Eingang eines Schwellwertschalters (1) sowie einem Einstellwiderstand (3) verbunden ist und die Thermosonde (2) lösbar an einem, im inneren des Sterilisators (4) befindlichen oder aus diesem herausragenden Bauteil (4a) aus einem gut wärmeleitenden Material befestigt ist und der Schwellwertschalter (1) ausgangsseitig mit einer Zeitmeßeinrichtung (6), einem Umschaltrelais (7) und einer Selbsthalteschaltung (8) gekoppelt ist, und in einem zweiten Stromkreis ein Schwellwertschalter (9) eingangsseitig mit einer weiteren Thermosonde (10) und einem Einstellwiderstand (5) sowie ausgangsseitig mit einer optischen und/oder akustischen Signaleinrichtung (12) verbunden ist und die Thermosonde (9) ebenfalls lösbar an dem Bauteil (5) befestigt ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung '