FR2478893A1 - Perfectionnements a l'alimentation electrique des equipements a disponibilite permanente - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF A DISPONIBILITE PERMANENTE OU EN ATTENTE D'ACTION ALIMENTE PAR BATTERIE ET SOURCE DE PUISSANCE ELECTRIQUE POUR UN TEL DISPOSITIF. LE DISPOSITIF ALIMENTE PAR LA SOURCE PEUT ETRE UN DEFIBRILLATEUR OU TEL AUTRE APPAREIL MEDICAL DANS LEQUEL IL EST ESSENTIEL QUE L'ETAT DE CHARGE DE LA BATTERIE SOIT CONNU CAR L'APPAREIL PEUT ETRE AMENE A FONCTIONNER EN URGENCE. LA SOURCE DE PUISSANCE ELECTRIQUE 12 COMPREND UNE BATTERIE 40, UN CIRCUIT INTEGRATEUR 48 POUR INTEGRER PAR RAPPORT AU TEMPS, LE COURANT FOURNI PAR LA BATTERIE ET FOURNIR UNE INDICATION DE LA CHARGE REMANENTE DE LA BATTERIE. LE CIRCUIT INTEGRATEUR PEUT ETRE DE FACON APPROPRIEE UN MICRO-COULOMBMETRE A MERCURE.

Description

PERFECTIONNEMENTS A L'ALIMENTATION ELECTRIQUE DES

EQUIPEMENTS A DISPONIBILITE PERMANENTE

La présente invention concerne des dispositifs en

attente d'action ou dispositifs stand-by alimentés par batte-

rie et en particulier des défibrillateurs et d'autres appareils médicaux. Les dispositifs en attente d'action par leur nature

même peuvent rester inutilisés pendant de longues périodes.

Ceci conduit à cette difficulté que les batteries utilisées dans ces dispositifs perdent inévitablement de la puissance si bien qu'un utilisateur éventuel ne sait pas si la puissance encore emmagasinée est adéquate. Une difficulté supplémentaire consiste dans le fait que, à moins que la batterie ne soit remplacée ou rechargée après chaque utilisation de l'appareil, l'utilisateur ne sait pas si elle contient encore assez de

puissance pour un nouvel usage.

Dans beaucoup de cas ces problèmes ne sont pas d'une importance cruciale mais dans le cas d'équipement médicaux en attente d'action que, lorsqu'ils sont utilisés en fait le sont en urgence et doivent fonctionner immédiatement et

de façon sûre, de tels problèmes sont très sérieux.

Une longue vie de stockage peut être obtenue par l'emploi de cellules de réserve mais elles de conviennent pas pour un équipement qui doit être utilisé en urgence à cause

du temps nécessaire pour activer ces cellules.

Des cellules secondaires peuvent être utilisées en permanence sous chargeur, mais cette solution est chère

et elle n'est pas toujours réalisable.

Le problème est particulièrement ardu dans le cas

d'équipements tels que des défibrillateurs qui, en fonctionne-

ment, consomment une quantitié substantielle d'électricité si bien que l'état de la batterie après usage doit être connu en vue de déterminer si l'équipement peut être ré-utilisé d'une façon stire. Des batteries avec de très longues durées de vie de

stockage, en particulier des batteries au lithium et électro-

lyte organique, sont maintenant disponibles et dans un équipe-

ment médical en attente d'action il est souvent désirable que de telles batteries soient utilisées au lieu de batteries rechargeables mais une telle utilisation n'est possible que

si l'état de charge à tout instant est aisément vérifiable.

En conséquence le premier objet de la présente inven-

tion est de permettre que l'état de charge d'une batterie

d'un dispositif en attente d'action soit facilement vérifié.

Conformément à un premier aspect de la présente invention il est prévu une source de puissance électrique pour un dispositif en attente d'action comprenant une batterie primaire et un dispositif pour fournir une indication de l'intégrale4par rapport au temps,du courant fourni par ladite source de puissance électrique en vue de donner une indication de la charge utilisable restant dans ladite source de puissance électrique. De préférence en plus de l'intégrale par rapport au temps du courant prélevé sur la source de puissance électrique quand le dispositif en attente d'action est en fonctionnement, le dispositif intégrateur est de plus connecté pour intégrer un courant plus faible que celui prélevé par le dispositif en attente d'action en vue de prendre en compte en outre le

résultat du vieillissement de la source de pouvoir électrique.

Les moyens d'intégration,en fonction du temps,du courant prélevé par la source de puissance électrique peuvent par exemple être un micro coulombmètre disposé pour donner une indication de lecture dépendant de l'intégrale,par rapport au temps,du courant qui le traverse. En alternative,

on peut utiliser comme moyens d'intégration un compteur connec-

té à une horloge alimentée pour avancer à une cadence propor-

tionnelle au courant à intégrer, la cadence étant élevée quand le courant est prélevé par l'appareil en attente d'action et plus faible quand on tient compte du vieillissement naturel

de la source de puissance.

Un micro coulombmètre à mercure consiste en un tube capillaire en verre contenant deux colonnes de mercures séparées par un petit intervalle qui contient un électrolyte. Le passage d'un courant continu entre les colonnes de mercure transfère du mercure à travers l'intervalle donnant ainsi l'impression que l'intervalle se déplaxe le long du tube à une cadence

proportionnelle au débit du courant. La position de l'interval-

le est ainsi une fonction de l'intégrale du courant en fonc-

tion du temps et elle est lue sur une échelle située sur ou

à côté du tube.

Le courant qui est amené à traverser le micro coulomb-

mètre peut soit être le courant qui traverse l'équipement soit être un courant dans une résistance parallèle calibrée ou dans un circuit de régulation formé par exemple d'une diode de Zener. Le courant drainé par le coulombmètre et qui surveille l'état de charge de la cellule primaire peut

être très faible.

On a découvert qu'un tel dispositif est particuliè-

rement approprié pour surveiller l'état de charge de batteries

primaires à longue durée de vie dans les défibrillateurs.

L'invention va maintenant être décrite plus avant à titre d'exemple et en relation avec le dessin annexé qui est un diagramme de circuits, partiellement sous la forme de blocs, d'un défibrillateur ayant une cassette de batterie

incorporant le dispositif de surveillance de l'état de charge.

Dans le dessin annexé la partie constituant le défibrillateur est contenue dans un premier bloc désigné d'une façon générale par 10. Une cassette de batterie est désignée généralement par 12 et est disposée dans un second bloc. En pratique, la cassette de batterie s'engage dans le carter du défibrillateur et les connexions nécessaires sont établies automatiquement par le seul fait de l'insertion de la cassette de batterie dans le carter ou le bottier du défibrillateur. Le défibrillateur a deux électrodes 14 et 16 destinées à âtre appliquées à un patient en vue de créer un courant

pulsatoire substantiel à appliquer au coeur du patient.

Les impulsions sont obtenues en déchargeant rapide-

ment une charge emmagasinée dans un condensateur 20 à travers un circuit de décharge comprenant le patient connecté entre

les électrodes 14 et 16 et un inducteur 18.

Le condensateur 20 a chacune de ses bornes connectée respectivement à l'un des deux commutateurs associés 22 et 24 qui connectent le condensateur soit au circuit de charge soit au circuit de décharge. Pour charger le condensateur 20,de la puissance est prélevée sur la cassette de batterie 12 à travers un commutateur "marche-arrêt" fermé 26 par un circuit de commande de charge 28. Quand le condensateur 20 est sur

le point d'être chargé un commutateur 30 est fermé pour appli-

quer une tension à un convertisseur "continu-continu" 32 qui élève la tension d'une façon significative et charge le condensateur 20. Le convertisseur "continu-continu" incorpore par exemple un circuit onduleur ou un inverseur série pour convertir une tension continue en un signal alternatif, suivi d'un transformateur élévateur et d'un redresseur. Quand une décharge est sur le point d'être appliquée au patient, un bouton déclencheur 34 est actionné, bouton qui est connecté au circuit de comr. ande de décharge 36. Ce dernier change la position des commutateurs associés 22 et 24 pour permettre

la décharge du condensateur 20 dans le patient.

Il y a lieu de remarquer que le défibrillateur est un dispositif connu en soi et qu'il est donné seulement comme exemple d'une charge actionnée de façon peu fréquente, qui requiert une quantité de courant substantielle et dont le fonctionnement immédiat à la demande est capital. Il est en conséquence nécessaire de s'assurer que la batterie située dans la cassette de batterie 12 est toujours capable de fournir le courant requis, dès que le défibrillateur vient

à opérer.

La cassette de batterie 12 incorpore une cellule primaire 40 dont la borne positive est connectée au commutateur "marche-arrêt" 26 et la borne négative à travers une résistance 42 de faible valeur, par exemple 0,06 ohm, à la ligne de terre commune 44 du défibrillateur. Une combinaison en série d'une résistance de haute valeur 46 et un micro coulombmètre 48 est connectée aux bornes de la batterie 40. La valeur de la résistance 46 peut être typiquement de 1000 ohms. Le point de jonction de la résistance 46 et du micro coulombmètre 48 est connecté, à travers une résistance 50 et un commutateur 52 à la ligne de terre 44. La résistance 50 peut typiquement avoir une valeur de 1000 ohms et le commutateur 52 est

associé au commutateur marche-arrêt 26.

Quand aucun courant n'est prélevé par le défibrilla-

teur, les commutateurs 26 et 52 sont ouverts et un faible courant passe à travers le micro coulombmètre 48 par suite de la valeur importante de la résistance 46. Quand cependant un courant est prélevé par le défibrillateur un courant de plusieurs ampères traverse la résistance 42 d'o il résulte que la tension développée aux bornes de cette résistance cause le passage d'un courant dans la résistance 50 et le

micro coulombmètre 48, ce dernier courant étant substantiel-

lement plus élevé que celui passant dans la résistance 46. Il en résulte que le faible courant proportionnel au taux de vieillissement de la batterie 40 est intégré par le micro coulombmètre 48 pendant que le défibrillateur n'est pas en service mais qu'un courant proportionnel au courant prélevé par le défibrillateur est intégré par le micro coulombmètre quand le défibrillateur est en service. En conséquence, la somme de ces deux courants intégrés donne une représentation véritable de la perte de charge de la batterie et par suite

il est possible de déterminer la charge rémanente.

Bien que l'invention ait été jusqu'à présent décrite en référence à un micro coulombmètre, on appréciera que

celui-ci est seulement un des dispositifs intégrateurs suscep-

tibles d'être utilisés. Par exemple, l'intégrateur peut être constitué par un compteur connecté à une source d'impulsions dont la fréquence est proportionnelle à la quantité de charge perdue par la source de puissance que ce soit comme résultat

du courant de décharge ou comme résultat de son vieillissement.

Bien que dans la réalisation préférée, le vieillisse-

ment est automatiquement pris en considération, il est alter-

nativement possible d'intégrer seulement le courant consommé par la charge et de tenir compte du vieillissement en se référant à des diagrammes. Ces diagrammes peuvent d'une façon

appropriée se présenter sous la forme de courbes placées con-

tre les scellements du micro coulombmètre.

Un avantage du micro coulombmètre à mercure est que,

en renversant la polarité, la direction du mouvement de l'in-

tervalle entre colonnes est inversée et en conséquence le micro coulombmètre est réversible et ne requiert qu'être

remis à zéro et inversé quand on remplace la batterie primaire.

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Claims (4)

REVENDICATIONS

1 - Source de puissance électrique d'alimentation pour

dispositifs en attente d'action comprenant une batterie pri-

maire et caractérisée en ce qu'il comprend un dispositif (48) pour fournir une indication de l'intégrale, par rapport au temps, du courant prélevé sur la batterie primaire (40> en vue

de fournir une indication de la charge encore utilisable res-

tant dans la batterie primaire.

2 - Source de puissance électrique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif destiné lo à fournir une indication de l'intégrale par rapport au temps du courant prélevé sur la batterie primaire (40) comprend un micro coulombmètre à mercure (48) connecté au moyen d'une première résistance (46) en parallèle sur la batterie primaire (40) et connecté en outre au moyen d'une seconde résistance

(50) en parallèle avec une résistance (42) qui, en fonctionne-

ment, conduit le courant consommé par le dispositif en attente

d'action (10).

3 - Source de puissance électrique conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif destiné à fournir une indication de l'intégrale par rapport au temps du courant prélevé sur la batterie primaire (40) comprend un compteur et des moyens pour appliquer audit compteur des impulsions dont la fréquence est proportionnelle au taux

de perte de charge de la batterie primaire (40).

4 - Source de puissance électrique d'alimentation d'un dispositif en attente d'action, conforme à la revendication 1, ledit dispositif en attente d'action étant un défibrillateur comprenant des électrodes destinées à être appliquées à un patient, un condensateur pour emmagasiner une charge qui sert à être déchargée à travers le patient, un circuit de commande de charge pour charger ledit condensateur et un circuit de commande de décharge pour appliquer la charge emmagasinée, à travers les électrodes, au patient, ladite source étant caractérisée en ce qu'elle est constituée par une cassette de batterie pour alimenter les circuits du défibrillateur, ladite cassette de batterie comportant une batterie primaire (40) et un dispositif d'intégration du courant par rapport au temps (48) afin d'intégrer le courant prélevé par le

défibrillateur sur la batterie (40) pendant son fonctionnement.