DE29602065U1

DE29602065U1 - Indirekte Druckmessung

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Publication number: DE29602065U1
Application number: DE29602065U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2006-02-08

Description

INDIREKTE DRUCKMESSUNG

Beschreibung:

Es ist ein bekanntes Problem Drücke in Leitungen zu messen, ohne daß das Meßsystem mit dem zu messenden Medium direkt in Berührung kommt. Dies gilt insbesondere im medizinischen Bereich, wo der Druck von sterilen Flüssigkeiten, die zum Spülen von Körperhöhlen verwendet oder injiziert werden gemessen und/oder geregelt werden muß. Eine mögliche Lösung des Problems sind Druckmeßsysteme, welche autoklavierbar sind oder nur einmal benutzt werden. Diese werden auch eingesetzt, wenn es um Messungen von Drücken in Körperhöhlen oder,. Flüssigkeiten, die in den Körper eingeführt werden, geht. Diese Meßmethoden sind dementsprechend aufwendig und im Fall der Einmalsensoren auch teuer. Das zu lösende Problem besteht darin, daß der Druck einer Spülpumpe, welche sterile Flüssigkeit in eine Körperhöhle zum Spülen des Operationsfeldes einbringt, gepnessen und geregelt werden muß.

In DE 3918142 ist eine indirekte Druckmessung beschrieben, die jedoch ein Zwischenmedium und 2 parallele Membranen zur Druckübertragung verwendet Fig.2. Die Lösung der Aufgabe wird durch die Erfindung in der Art bewerkstelligt, daß der die sterile Flüssigkeit führende Schlauch an der Meßstelle durch einen dünnwandigen Schlauch ersetzt wird. Dieser liegt in einem ihn umgebenden Rohr mit einer seitlichen Öffnung, durch welche ein Stößel eines Kraftsensors auf den Schlauch drückt und diesen leicht eindrückt. Durch den in der Flüssigkeit nach allen Seiten wirkenden Druck, wird der Stöße! mit der entsprechenden Kraft K beaufschlagt, welche dann über den Kraftsensor gemessen wird und ein Maß für den im Schlauch herrschenden Druck darstellt. Dieses Meßverfahren ist mit der nachstehend beschriebenen Vorrichtung einfach durchzuführen. Die Stößelfläche geht dabei in die Messung ein. Durch den dünnwandigen Schlauch wird der Einfluß des Schlauches auf den zu messenden Druck weitgehendst ausgeschaltet insbesondere dann, wenn höhere Drücke gemessen und geregelt werden müssen.

Die Erfindung ist nachstehend ausführlich beschrieben:

Fig. 1 zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen indirekten Druckmessung mit der Kraftmessung direkt am Schlauch.

Fig. 2 zeigt eine indirekte Druckmessung nach dem Stand der Technik, mit Zwischenmedium.

Fig. 3 zeigt ein Druckmeßsystem nach dem Stand der Technik mit einem

steriüsierbaren Drucksensor.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Meßrohr von Fig. 1 mit der Ausnehmung für den Stößel.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das realisierte Meßsystem.

Fig. 6 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des Meßrohres. Fig. 7 zeigt die Aufnahme des Meßrohres im Meßkörper.

Der die sterile Flüssigkeit führende Schlauch 1 wird durch das Meßrohr 2 unterbrochen. Auf das Meßrohr 2 ist beidseitig der Schlauch 1 in bekannter Weise durch z. B. Schlauchtüllen aufgesteckt und befestigt. Das Meßrohr 2 selbst enthält in seinem inneren Lumen den Meßschlauch 3 und hat eine Ausnehmung 4, welche etwas größer ist als der Stößel 5. Der Stößel 5 wird ca. 1 mm in das Lumen des Meßrohres über diese Ausnehmung hineingeführt und drückt den Meßschlauch 3 nach innen wie in Fig. 1 gezeigt. Der Stößel 5 drückt mit seinem anderen Ende auf einen Kraftaufnehmer 6 z. B. eine Blattfeder 9 mit aufgebrachten Dehnungsmeßstreifen 8, welche dann die durch den Stößel 5 auf die Blattfeder 9 ausgeübte Kraft K in Widerstandsänderung umsetzen, auf den Verstärker 7 gegeben werden und an dessen Ausgang 10 das entsprechende Kraft- bzw. Drucksignal ergeben. Der Stößel 5 paßt mit einem Spalt von ca. 0,2 - 0,6 mm entsprechend der Wanddicke des Meßschlauches 3 in die Ausnehmung 4, sodaß dieser sich in diesem Spalt nicht herauswölben bzw. einklemmen kann Fig. 4. Wichtig für die Messung ist, daß der Meßschlauch 3 nach innen gedruckt wird durch den Stöße! 5 und beim Beaufschlagen mit dem im System herrschenden Druck die Gegenkraft der Blattfeder 9 so groß ist, daß der Schlauch sich nicht aus der Ausnehmung 4 heraus bewegt und sich auf dehnt. Sonst würde die Eigenelastizität des Schlauches sehr stark in die Messung eingehen. Bei der jetzigen Druckmessung wird der Meßschlauch 3 lediglich mit der Kraft in die Messung eingehen, welche zum Eindellen des Meßschlauches benötigt wjrd. Diese ist insbesondere bei einem dünnwandigen Meßschlauch jedoch so gering, daß sie nicht merkbar in das Meßergebnis eingeht. Die Wandstärke des Meßschiauches kann somit im Verhältnis zu dem zu messenden Druck optimiert werden um zum einen dem Meßschlauch eine gewisse Robustheit und Festigkeit zu geben insbesondere wenn nur höhere Drücke gemessen werden müssen. Bei kleinen Druckwerten ist hingegen ein sehr dünner Meßschlauch mit wenig Eigenelastizität zu wählen um den Einfluß des Schlauches zu minimieren. Für eine Druckmessung, welche nur eine sehr geringe Genauigkeit haben muß z. B.

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Überwachung eines Grenzdruckes kann der normal verwendete Schlauch 1 auch zugleich als Meßschlauch verwendet werden, wenn dieser über den Bereich des Stößels 5 in einem z. B. teilbarem Rohr geführt wird.

Zum Messen selbst wird das Meßrohr 2 mit den Zapfen 12 in die Öffnungen 13 der Vorrichtung des Meßsystems 20 eingesteckt, welches den Kraftsensor 6 und den Stößel 5 sowie den Verstärker 7 enthält Fig.1. Über eine nicht gezeigte Verriegelung wird das Meß rohr 2 in seiner Position festgehalten. Somit kann das Meßrohr 2 und mit ihm das gesamte Schlauchsystem sehr leicht aus der Vorrichtung herausgenommen werden, gereinigt und desinfiziert oder zum Beispiel auch autoklaviert werden. Auch das Meßrohr mit Meßschlauch selbst läßt sich relativ leicht austauschen, ohne daß das System nachgeeicht werden muß, wenn sich z. B. die Eigenschaft des Schlauches durch mehrfaches Autoklavieren ändert oder wenn der Meßschlauch defekt wird. Die Aufnahme des Meßrohres in die Vorrichtung kann durch verschiedene, dem Fachmann bekannte Arten erfolgen; z. B. kann der Stift 12 eine Rast haben, sodaß dieser durch eine Kugelrast oder Klinke sicher einrastet. Es kann auch eine von Hand auslösbare Klinke eingesetzt werden (Schnappverschluß). Fig. 5 zeigt die Meßvorrichtung in einer realisierten Ausführungsform der Erfindung . Vorteilhafterweise wird das dickwandige Meßrohr 15 mit einem Meßschlauch als Silikonformteil 24 gemäß Fig. 7 in einen Meßkörper 16 mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt und einer seitlichen Ausnehmung im Bereich des Stößels eingesteckt. Der Meßkörper 16 wird dann in die u-förmige Ausnehmung der Meßvorrichtung 25 eingeschoben, wo er über den Stift 19 positioniert und den Rastverschluß 18 fixiert wird. In diesen Meßkörper 16 wird das Meßrohr 15 mit Silikonformteil 24 eingeschoben, dieses dichtet auf der einen Seite mit der Dichtfläche 14 des Silikonformteiles 24 gegen den Meßkörper 16 und auf der anderen Seite gegen die Schlauchtülle 23 des Anschlusses, welche mit einer Überwurfnummer 22 gehalten wird und beide Dichtflächen 14 anpreßt Fig. 7. Ein Schlitz 21 nimmt Stift 12 auf und stellt sicher, daß die Ausnehmung 4 des Meßrohres 15 richtig zum Stößel 5 positioniert ist.

Dadurch wird das Austauschen der Einheit Meßrohr 15 mit Silikonformteil 24 besonders einfach.

Zur Messung der auf den Stößel ausgeübten Kraft können natürlich auch andere Kraftsensoren eingesetzt werden, z. B. Piezosensoren. Ein Piezosensor kann z. B. die Stößelform haben und auf dessen Fläche montiert sein, sodaß der Stößel selbst Meßelement ist, praktisch keine Bewegung macht und fest montiert sein kann.

Bei solchen Kraftmeßsystemen, &zgr;. &Bgr;. Piezosensoren, welche praktisch keinen Weg

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zur Kraftaufnahme benötigen, kann die Eindellung des Meßschlauches dabei sehr klein gehalten werden. Es ist auch denkbar, daß der Positionierstift 19 mit dem Rastverschluß 18 für das Meßrohr kombiniert wird. Es ist auch praktikabel, daß bevor das Meßsystem in Betrieb gesetzt wird z. B. nach Einlegen des Meßrohres bzw. Meßkörpers in das System über den Positionierstift 12 oder 19 ein Schalter betätigt wird, welcher dann die Druckanzeige auf Null oder den Anfangsdruck, welcher zu dieser Zeit im System herrscht, abgleicht. Des weiteren wird es vorteilhaft sein zum Schutz eines z. B. sehr dünnwandigen Meßschlauches dafür zu sorgen, daß der Druck erst aufgebaut wird, bzw. die Pumpe erst eingeschaltet werden kann, wenn der Meßkörper in das Meßsystem eingeführt ist und ein sehr dünnwandiger Meßschlauch durch den Stößel 5 gegen ein starkes Aufdehnen und Bersten geschützt ist.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen indirekten Druckmeßsystemes liegen darin, daß auf einfache Weise direkt von außen an dem die Flüssigkeit führenden Schlauch der Druck gemessen werden kann. Die technische Ausgestaltung der einzelnen Komponenten kann in verschiedensterweise auf die dem Fachmann bekannte Art erfolgen ohne daß das Meßprinzip dabei verändert wird. Insbesondere wird es vorteilhaft sein, entsprechend dem Einsatz die Ausgestaltung des Aufnahmesystems und des Meßrohres zu variieren, sei es durch eine andere Art von Arretierung oder Fixierung der Position der Ausnehmung 4 zum Stößel 5 oder anderen Kraftmessern. Dadurch wird die Erfindung der Vorrichtung zum indirekten Druckmessen als solche jedoch nicht beeinträchtigt.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes von Flüssigkeiten in einem Schlauchsystem, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flüssigkeit führende Schlauch 1 durch den in einem Meßrohr 2 mit Ausnehmung 4 liegenden Meßschlauch 3 unterbrochen wird und ein Stößel 5 durch die Ausnehmung 4 den Meßschlauch leicht nach innen drückt um die auf den Stößel durch den im Schlauch herrschenden Druck ausgeübte Kraft aufzunehmen und an ein Kraftmeßsystem weiterzuleiten.

2. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung 4 und die Form des Stößels 5 so aufeinander abgestimmt sind, daß der Spalt ein Austreten des verwendeten Meßschlauches 3/24 nicht gestattet.

3. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch &idiagr;, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschlauch 3/24 durch den Stößel eingedrückt ist und die Federkraft des Meßsystems so ausgelegt ist, daß bei dem im System maximal herrschenden Druck die Ausbeulung des Meßschlauches nach innen nicht vollständig aufgehoben ist.

4. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmeßsystem eine Blattfeder 9 mit Dehnungsmeßstreifen 8 ist, deren Widerstandsänderung über einen Meßverstärker 7 erfaßt wird, welcher an seinem Ausgang 10 ein dem Druck proportionales Signal abgibt.

5. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmeßelement ein Piezosensor ist, der die Form des Stößels 5 hat und fest montiert ist.

6. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschlauch 3 ein Silikonformteil 24 ist, welches in ein dickwandiges Meßrohr 15 mit einer Ausnehmung 4 eingeschoben ist und daß diese Einheit dann über ihre äußeren Dichtflächen 14 zwischen 2 Flanschen z. B. im Meßkörper 16 eingesetzt werden kann.

7. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 5 , dadurch

gekennzeichnet, daß das Meßrohr 15 an seinen Enden mit Gewinde versehen ist und derfiüssigkeitsführende Schlauch 1 über Flansche und Überwurfmuttern direkt am Meßrohr befestigt und über die Dichtflächen 14 abgedichtet wird.

8. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr 2 einen Fangstift 12 zur Positionierung des Meßrohres in der Vorrichtung des Meßsystems 20 oder im Meßkörper 16 besitzt.

9. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Meßschlauches 3 bzw. 24 dem zu messenden Druck angepaßt ist und für Drücke im Bereich bis 2 bar bei 0,2 - 0,5 mm liegt.

10. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Meßrohr aufnehmende Meßkörper 16 quadratisch ist und in einer u-förmigen Ausnehmung der Meßvorrichtung 25 durch den Stift 19 positioniert und durch einen Rastverschluß 18 gehalten wird.

11. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß über den Positionierstift 12 bzw. 19 beim Einschieben des Meßrohres 2 bzw. des Meßkörpers 16 ein Schalter betätigt wird, durch welchen über eine elektronische Schaltung der Ausgang 10 des Meßverstärkers 7 auf den im System herrschenden Anfangsdruck gesetzt wird.

12. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß über den Positionierstift 12 bzw. 19 ein Endschalter betätigt wird, welcher einen Druckaufbau in der Leitung 1 erst dann zuläßt, wenn das Meßrohr 2 bzw. der Meßkörper 16 vollständig in die Meßvorrichtung eingeführt ist.

13. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr mit dem Meßschlauch über einen Stift abgetastet wird, sodaß ein Einschalten der Pumpe beim Einsetzen des Meßkörpers 16 ohne Meßrohr verhindert wird.

14. Vorrichtung zum indirekten Messen des Druckes gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein des Meßschlauches zur Freigabe der Druckerzeugung über die Eindrückkraft des Schlauches durch den Stößel 5 direkt abgetastet wird.