DD267799A5

DD267799A5 - Einrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsdurchflusses in den Durchflußleitungen

Info

Publication number: DD267799A5
Application number: DD31340588A
Authority: DD
Inventors: Artur Siewruk; Wieslaw Grenda; Boguslaw Szumowski; Wojciech Gajdzis
Original assignee: Polska Akademia Nauk Zaklad
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1989-05-10
Also published as: DE3806800A1; CS135788A2; HUT46445A; SU1720504A3

Abstract

Vorrichtung zur Ueberwachung des Fluessigkeitsdurchflusses in Durchflussleitungen, insbesondere in einer Durchflusskammer eines Tropfinfusionssatzes einer Infusionspumpe, die zur Zusammenarbeit mit automatischen Messgeraeten vorgesehen ist. Die Vorrichtung enthaelt einen optoelektronischen Fuehler, dessen Strahlungsquelleneinheit und Detektoreinheit in separaten Gehaeusen untergebracht sind, die miteinander durch einen huelsenfoermigen Tragbalken verbunden sind. Auf dem Tragbalken ist verschiebbar ein durch eine Feder abgestuetztes Klemmstueck eingesetzt. Die Strahlungsquelle und der Detektor sind in dem optischen Kanal angeordnet, der einen Lichtspalt bildet, der durch eine zylindrisch-konkave Linse, die in dem Gehaeuse der Strahlungsquelle befestigt ist und durch eine zylindrisch-sphaerische Linse, die in dem Gehaeuse des Detektors befestigt ist, geformt wird. Die Strahlungsquelle und der Detektor sind mit einer elektronischen Schaltung verbunden, die eine Zeitschaltung enthaelt, welche mit der Versorgungsquelle verbunden ist, an welche die Elektrolumineszenzdioden und der Fototransistor angeschlossen sind. Das Geraet ist zum Einsatz unter veraenderlichen Beleuchtungsbedingungen geeignet. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsdurchflusses in Durchflußleitungen, insbesondere in der Durchflußkammer dos Tropfinfusionssatzes einer Intusionspumpe, die zur Zusammenarbeit mit automatischen Meßeinrichtungen geaignet ist.

Charakteristik de» bekannten Standes der Technik

Bisher sind zahlreiche Konstruktionen von Vorrichtungen zur Durchflußüberwachung bekann'., die mit Fühlern zur Flüssigkeitsdurchflußmessung in den Durchflußleitungen versehen sind.

Aus der Patentschrift der USA Nr. 4 533 350 ist ein Gerät zur präzisen Messung und Überwachung der Durchflußstörung bekannt.

Dieses Gerät besitzt ein bogenförmiges Gehäuse, in welchem eine fotoelektrische Einheit untergebracht ist, die sich aus einer Strahlungsquelle und einem Detektor zusammensetzt, die mit einer elektronischen Schaltung zur Signalumsetzung verbunden sind. In den Seitenwänden der Nische des Gehäuses sind Strahlungsquellen und der Detektor untergebracht, die durch eine planparallöle durchsichtige Scheibe voneinander getrennt sind. In der Nische des Gehäusebogens befindet sich ein Klinkwerk zur trennbaren Befestigung des Gerätes an die Durchflußkammer. Es ist auch eine optoelektronische Detektorschaltung zur Detektion der sich verlagernden Objekte bekannt. Die Schaltung enthält vier Operationsverstärker, die durch ein Signal von einem Fototransistor gesteuert werden. Mit den Operationsverstärkern sind drei Transistoren verbunden. Die Schaltung ist mit digitalen Schaltungen verbunden.

Das Eingangssignal passiert zur Anpassung an die Zusammenarbeit mit digitalen Schaltungen mehrere nacheinanderfolgonde Vorstärkungsstufen.

Die bekannten Einrichtungen sind zum Einsatz für bestimmte Arten von Leitungen oder Durchflußgefäßen vorgesehen. Je nach der Art der anzuwendenden, z. B. Tropfinfusionssätze, muß jeweils das Gehäuse angepaßt werden. Wegen der Anordnung der Strahlungsquelle und des Detektors findet das Gerät unter den Bedingungen der konstanten Beleuchtung Anwendung. Die chronische Umsetzschaltung ist kompliziert wegen der mehrstufigen Signalverstärkung zwecks Anpassung zum Ablesen in einer digitalen Schaltung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Voruchtung zur Überwachung des Flüssigkeitsdurchflusses zu schaffen.

Darlegung do· Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung des Flüseigkeitsdurchflussos bereitzustellen, die die geforderte Beständigkeit gegenüber den veränderlichen Bsleuchtungsbedingungen gewährleistet. ErfindungsgemäfS enthält die Vorrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsdurchfl'iSSOK einen optoelektronischen Fühler, dessen Strahlungsquelle- und Detektor-Einheit in separaten Gehäuson untergebracht sind, die miteinander durch einen hülsbnförmigen Tragbalken verbunden sind, auf welchem ein durch eine Feder abgestütztes Klemmstück verschiebbar eingesetzt ist. Die Strahlungsquelle und der Detokto» sind in dem optischen Kanal angeordnet, der den Lichtspalt bildet, der durch eine in dem Gehäuse der Strahlungsquelle angeordnete zylindrisch-konkave Linse und durch eine in dem Detektorgehäuse untergebrachte zylindrisch-sphärische Linso gebildet wird. Die die Elektrolumineszcnzdioden enthaltende Strahlungsquelle und der einen Fototransistor enthaltende Detektor sind durch eine Zeitschaltung v.i ounden, dio Komparatoren und ein Flipflop enthalten. Der Emitter des Fototransistors ist mit dem Kollektor über einen erston Kondensator verbunden. Außerdem ist der Emitter des Fototransistors mit dem Minuspol der Spoisequelle über einen ersten Spannungsteiler verbunden, der aus dem zweiten und dem dritten Widerstand zusammer gesetzt ist.

Der dritte Widerstand ist durch einen Schalter ge shuntet. An den A¹ « jseeingang der Zeitschaltung ist ein zweiter Spannungsteiler angeschlossen, der aus dem vie.«en Widerstand, der mit seinem zweiten Pol an den Pluspol der Speisequelle geschalt« t ist, und einem fünften Widerstand, der m't seinem zweiten Pol an den Minuspol der Speisequelle anneschlossen ist, zusammengesetzt ist.

Das Klemmstück besitzt Führungen, die mit dem Gehäuse des Detektors zusammenarbeiten sowie eine Arbeitsfläche in der Gestalt eines Buchstabens C.

Die erfindungsgemäße Lösung sichert die Möglichkeit des Einsatzes der Vorrichtung zur Durchflußüberwachung in den Leitungen mit unterschiedlichen Abmessungen. Die optoelektronische Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht eine weitgehende Vereinfachung des Aufbaues des Fühlers im Vergleich mit den bekannten Lösungon. Die Schaltung ist durch eine hohe Universalität gekennzeichnat, wobei gleichzeitig eine hohe Genauigkeit gesichert ist. Die Schaltung des Detektors ist durch Störfestigkeit gekennzeichnet, und die unabhängigen Gehäuse für die Strahlungsquelle und den Detektor sichern eine konstante Lage des optischen Kanals. Die Linsen, die zugleich die Funktion der Abdeckungen erfüllen, schützen den Fühler vor dem Einfluß der veränderlichen Bedingungen der äußeten Beleuchtung, wodurch sie das Verhältnis der Intensität der Nutzbeleuchtung zu der der Störbeleuchtung verbessern. Die Ausbildung des Klemmstückes ermöglicht eine sichere Befolgung des Gerätis an der Leitung oder am Durchflußgefäß.

Ausfuhrungsbeispiele

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführunrjsbeispieles näher erläutert, worin die einzelnen Figuren zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchflußüberwachung; Fig. 2: eine schematische Darstellung des optischen Kanals; Fig. 3· ein Schema der optoelektronischen Schaltung; Fig. 4: ein Schema der Zeitschaltung.

Das Gerät enthält die Strahlungsquellen-Einheit 1 und die Detektor-Einheit 2. Die Gehäuse der Einheiten 1 und 2 sind an den Enden eines Tragbalkens 3 angeordnet. Auf dem Tragbalken 3, zwischen den Gehäusen der Einheiten 1 und 2, ist ein auf der Feder 5 abgestütztes Klemmstück 4 verschiebbar eingesetzt. Der Tragbalken 3 hat die Form einer Hülse und bildet eine Durchführung, in welche: oich die Leitungen zur Verbindung des Gerätes mit den zusammenarbeitenden Geräten befinden. An den Enden in einer Bohrung dos Tragbalkens 3 sind die erste Abdeckung 6 und die zweite Abdeckung 7 angeordnet, die gleichzeitig dip Gehäuse der Einheiten 1 und 2 abschließen. Die Bauteile der Strahlungsquellen-Einheit 1 sind durch eine zylindrisch-konkave Linse 8 und die Detektor-Einheit 2 durch die zylindrisch-konkave Linse 9 abgedeckt. Die Linsen 8 und 9 sind in den Gehäusen der Strahlungsquellen-binheit 1 und der Detektor-Einheit 2 seitens der Befestigung der Durchflußleitung 10 befestigt.

Das Klemmstück besitzt die Führungen 11, die mit dem Gehäuse der Detektor-Einheit 2 zusammenarbeiten. Die Arbeitsfläche des Klemmstückes ist im Querschnitt C-förmig. Die Strahlungsquelle und der Detektor sind in dem optischen Kanal angeordnet, dor einen Lichtspalt bildet, der durch die zylindrisch-konkave Linse 8 und die zylindrisch-sphärische Linse 9 gebildet wird. Die elektronische Schaltung enthält drei Elektrolumineszenzdioden 12 als Strahlungsquelle. Die Elektrolumineszenzdioden 12 sind in Rolhe mit dem ersten Widerstand 14 verbunden und an die Versorgungsquelle angeschlossen. Der Detektor besteht aus einem Fototransistor 13, der über den Kondensator 21 mit dem Auslöseeingang der Zeitschaltung 21 verbunden ist. Der Emitter des Fototransistors 13 ist mit dem Kollektor über den ersten Kondensator 21 verbunden. Der Fototransistor 13 ist in Reihe mit dem ersten Spannungsteiler verbunden, der sich aus dem zweiten Widerstand 15 und dem dritten Widerstand 16 zusammensetzt, wobei der dritte Widerstand 16 durch den Schalter 17 geshuntet ist. An den Auslöseeingang der Zeitschaltung 20 ist ein zweiter Spannungsteiler angeschlossen, der aus dem vierten Widerstand 18 und dem fünften Widerstand 19 zusammengesetzt ist. Der zweite Pol des vierten Widerstandes 18 ist an den Pluspol der Versorgungsquelle und der zweite Pol des fünften Widerstandes 19 an den Minuspol der Versorgungsquelle angeschlossen. Die Funktionsweise des Gerätes kann folgendermaßen beschrieben werden.

Nach dem Unterbringen der Durchflußkammer des Tropfinfusionssatzes zwischen der zylindrischen Fläche der zylindrischkonkaven Linse 8 der Detektoreinheit 2 und dem Klemmstück 4 wird die Vorrichtung in erwünschter Lage befestigt und gesichert. Dann wird die Vorrichtung &n eine Speisespannungsquelle zur Versorgung der elektronischen Schaltung geschaltet, und es wird die Messung der Durchflußstärke durchgeführt, bestehend in der Zusammenzählung der Tropfenmenge innerhalb eines vorgegebenen Zuitintervalls. Der in dem Bereich zwischen den Elektrolumineszenzdioden 12 und dem Fototransistor 13 passierende Tropfen schneidet den optischen Kt, -al durch und wird in dem durch die Linsen 8; 9 gebildeten Lichtspalt erkannt.

Dies bewirkt eino Änderung der Infrarotstrahlung in dem Raum zwischen den Elektrolumlneszenzcjioden 12 und dom Fototransistor 13. In dem Kreis des Emitters des Fototransistors 13 entsteht ein Impuls, der durch Änderung der Strahlungsintensivität bewirb wird. Die dynamischen Störungen von den schnellverändorlichen Beleuchtungtbedingungon werden durch den ersten Kondensator 21 beseitigt. Dann wird der Impuls dem Auslöseeingang der Zeitschaltung 20 zugeführt. In der Zeitschaltung 20 wird der Impuls verglichen und dann in einem internen Flipflop geformt. Am Ausgang der Zehschaltung 20 wird ein Impuls mit logischen TTL- oder CMOS-Pegeln erreicht. Nach der Änderung des Wertes des vitrton Widerstandes 18 paßt sich die Schaltung an einen anderen Signalpegel an, und es wird dio Empfindlichkeit des Fotodetektors geändert. Die Schaltung kann auch als Fühler zum Erkennen z. B. von Luftblasen in Flüssigkeiten bei laminarer Strömung ausgenutzt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsdurchflusses in den Durchflußleitungen, versehen mit einem Fühler zur Durchflußmeldung, enthaltend eine Strahlungsquelle und einen Fotodetektor, die an eine elektronische Schaltung angeschlossen werden und in einem Gehäuse mit einer Einheit zur Befestigung der Leitung untergebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der optoelektronische Fühler aus einer Strahlungsquelleneinheit (1) und einer Detektoreinheit (2) zusammengesetzt ist, die in separaten Gehäusen untergebracht sind, welche durch einen hülsenförmigen Tragbalken (3) verbunden sind, auf welchem ein durch eine Feder (5) abgestütztes Klemmstück (4) verschiebbar eingesetzt ist, wobei die Strahlungsquelle und der Fotodetektor in dem optischen Kanal angeordnet sind, der einen Lichtspalt bildet, der durch eine zylindrischkonkave Linse (8), die in dem Gehäuse der Snahlungsquelle befestigt ist und eine zylindrischsphärische Linse (9), die in dem Detektor-Gehäuse untergebracht ist, geformt wird, und außerdem die Strahlungsquelle und der Detektor mit der elektronischen Schaltung verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Zeitschaltung (20) enthält, die mit einer Spannungsquelle verbunden ist, an welche die Elektrolumineszenzdioden (12) und der Fototransistor (13) angeschlossen sind, dessen Emitter mit dem Kollektor über den ersten Kondensator (21) und mit dem Auslöseeingang über den zweiten Kondensator (22) verbunden ist, und außerdem der Emitter des Fototransistors (13) mit dem Minuspol der Versorgungsquelle über den ersten Spannungsteiler verbunden ist, der aus dem zweiten Widerstand (: 5) und dem dritten Widerstand (16) zusammengesetzt ist, wobei der dritte Widerstand (16) durch den Schalter (17) geshuntet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Auslöseeingang der Zeitschaltung (20) ein zweiter Spannungsteiler angeschlossen ist, der sich aus dem vierten Widerstand (18), der mit seinem zweiten Pol an den Pluspol der Versorgungsquelle angeschlossen ist, sowie aus dem fünften Widerstand (19) zusammensetzt, der mit seinem zweiten Pol an Jen MinusDol der Versorgungsquelle angeschlossen ist.