JPS6113825B2 - - Google Patents

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JPS6113825B2
JPS6113825B2 JP50085928A JP8592875A JPS6113825B2 JP S6113825 B2 JPS6113825 B2 JP S6113825B2 JP 50085928 A JP50085928 A JP 50085928A JP 8592875 A JP8592875 A JP 8592875A JP S6113825 B2 JPS6113825 B2 JP S6113825B2
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Waanaa Jooji Heinzu
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Ivac Medical Systems Inc
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Ivac Medical Systems Inc
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Publication date
Application filed by Ivac Medical Systems Inc filed Critical Ivac Medical Systems Inc
Publication of JPS5135590A publication Critical patent/JPS5135590A/ja
Publication of JPS6113825B2 publication Critical patent/JPS6113825B2/ja
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16886Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body for measuring fluid flow rate, i.e. flowmeters
    • A61M5/1689Drip counters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S128/00Surgery
    • Y10S128/12Pressure infusion
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S128/00Surgery
    • Y10S128/13Infusion monitoring

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に流体の流れを制御する装置の
改良、更に具体的に云えば、流体の広範囲の流量
にわたり、医療用流体を非経口的に投与し、歩進
モータ等を用いた正圧輸注ポンプ、電気作動の静
脈管挾み装置を用いた制御装置のような種々の相
異なる電気機械的な出力装置を利用することが出
来る新規で改良された自己調整型の高度に正確な
自動滴流制御装置に関する。
液体栄養剤、血液又は血漿のような液体を人体
に徐々に非経口的に投与する為に使われる普通の
医療には、この方面で静脈投与装置と普通呼ばれ
ている装置を利用する。静脈投与装置は、普通は
倒立の姿勢に支持した液体びんと、典型的には透
明プラスチツクで作られた静脈供給管と、液体が
選択的に調節し得る割合でびんからその下方にあ
る透明な滴室へ滴り落ちるようにするロール形鉗
子のような適当な弁機構とで構成されるのが普通
である。滴室は、看護婦又はその他の付添いが液
体がびんから滴り落ちる割合を観察出来るように
すると共に、滴室の下端に液体の溜めを作り、患
者に通ずる主供給管に空気が入らないように保証
すると云う2重の作用をする。
滴室を通る適流の割合を観察するのは、或る期
間にわたつて患者に供給される液体の量を制御す
る簡単な方法であるが、それが最終的に効果を持
つ為には、液体源が空になつた為に滴流が全く途
切れたり、連続的な流れになつて、場合によつて
は患者に送られる液体の流量が危険なレベルまで
増加したりしないように、殆んど絶えず滴流を監
視していなければならない。
例として云うと、一般に病院では、看護婦が定
期的に各々の静脈注入部又は非経口輸注部で滴流
の割合を監視する。このような滴流の監視は面倒
で時間がかゝり、間違いも起り易く、それに伴つ
て重大な結果を招く惧れもあり、有資格者が他の
重要な仕事に利用出来る時間を大幅に食うことに
なる。典型的には、滴流の割合を監視する看護婦
は腕時計で、1分間又は更に長い期間の間に流れ
る滴の数を数え、次に観察したデータを適当な流
体の流量、例えば毎時の立方センチ数又は毎分の
滴数に換算する為の暗算をする。計算された流量
が所定の流量とかなり違う場合、看護婦はロール
形鉗子を手で調節して新しい流量にし、もう1回
滴を数え、計算仕直して新しい流量を測定しなけ
ればならない。
勿論、上に述べた測定、計算及び流量の調節は
いづれも何分間かの時間がかゝり、これに監視さ
れる部位の数並びに1日あたりに各部位を監視す
る回数を掛ければ、述べ人員数はかなりの割合に
なる。更に、仕事がきつい状態では、急いでいる
看護婦が流量の測定及び調節の際に行なう観察並
びに計算は必ずしも確実とは云えず、その為間違
いが起り、望ましくないような、場合によつては
危険な程の輸注流量になることがある。
上に述べた難点がある他に、患者の上方に吊し
たびん又はその他の容器から重力によつて生ずる
静水圧によつて液体を輸注することにより、医療
用液体を非経口的に投与することは、びんの液位
の変化、温度変化、患者の静脈又は動脈の圧力の
変化、患者の身動き、供給管を挾んでいるロール
形鉗子又はその他の弁機構の実効的な設定位置の
変化の為、流体の流量がかなり変わり易い。更
に、重症の患者、心臓病患者及び小児病の患者の
場合、或いは強い薬を投与する場合、滴流の所望
の割合を精密に選択することが出来るようにし、
然も或る所定を限界をこえて変化してはならない
ような場合が数多くある。この他、このような場
合には、流量の望ましくない変動、流体送出装置
の故障又はびんが空になつて液体源がなくなつた
ことを治療側に知らせることが極めて重要であ
る。
従つて、仕事が非常にきつく且つ利用出来る時
間が限られている病院の職員が当面する最も重要
な問題の幾つかは、医療用液体を非経口的に投与
する際、滴流の割合を素早く、容易に、信頼性を
もつて且つ正確に監視して調整することであるこ
とは明らかであろう。
最近、滴流の割合を感知して調整する為、種々
の電気監視装置、滴流制御装置及び輸注ポンプが
開発された。この或る装置は、潜在的に危険な状
態になつた時に、警報装置を作動することも出
来、この為、職員は或る程度他の仕事にかゝれ
る。然し、このような監視装置及び滴の割合の制
御装置は一般的にその目的には役立つているが、
費用、複雑さ、安定性、信頼性、正確さ、種々の
異なる形式の電気機械的な出力装置との組替え易
さ、又は広範囲の選ばれた流量にわたる調節の正
確さの点では、必ずしも満足ではなかつた。更
に、このような装置は温度変化、供給管の折れ曲
がり、患者の静脈又は動脈の圧力の変化、又はび
んの高さ或いはびんの中での溶液の液位の変化に
より、流量がかなり変化することがある。特に、
非常に小さい流量で正確な流量を設定して維持す
ることになりにの困難が経験されている。
この為、非経口流体投与装置の開発並びに利用
に関係する者、特に自動流体流れ制御装置の設計
にかゝずらう者は、前述の難点が避けられるよう
な改良された比較的簡単で経済的で、適応が自在
で、信頼性があり、安定していて正確な流体の流
れ制御装置の必要を承知していた。この発明はこ
の要望を充たすものである。
簡単に云うと、この発明は一般的に云えば、医
療用液体を非経口的に投与する際に滴流を制御す
る新規で改良された装置を提供する。供給管に於
ける液体の流れを調整する電気機械的な出力制御
装置を作動する電気出力制御パルスの周波数並び
にパルス幅を独特のデイジタル装置によつて制御
する。このデイジタル装置は、種々の相異なる電
気機械的な出力装置に対し、広範囲の流量にわた
り、滴流の割合を非常に正確に感知し且つ調整す
ることが出来る。
流体の流れを調整する電気機械的な制御装置に
対する出力パルスの周波数を設定する装置は、全
部デイジタル式にパルスを発生し且つ流量を選択
する開放ループ形デイジタル指令装置であり、適
流の所望の割合を表わす出力パルスの周波数が比
較的高く、好ましくは実際の滴流の割合を表わす
周波数の非整数倍である。往復動形静脈管挾み装
置のような或る電気機械的な出力制御装置の場
合、指令出力パルス周波数と所望の滴流割合周波
数との間のこの関係は、滴の変形を少なくし、滴
毎に一層一貫した反復性のある滴の寸法を生ずる
傾向がある。
滴流の割合に対する別の制御が、電気機械的な
制御装置に対する電気出力パルスのパルス幅を変
えることによつて行なわれる。即ち、出力パルス
によつて出力制御装置が付勢される時間の長さを
変える。この出力パルス幅が閉ループ形デイジタ
ル装置によつて精密に制御される。このデイジタ
ル装置は、パルス幅をデイジタル・サーボ式に変
えて、指令出力パルス周波数と所望の滴流の割合
を表わす周波数との間の前述の関係を維持しなが
ら、所望の滴流の割合を設定する。
電気機械的な制御装置に対する電気出力パルス
の幅は、1対の計数器を含むデイジタル記憶装置
によつて独特な形で決定される。一方の計数器は
走査形制御レジスタを持ち、他方の計数器はパル
ス幅レジスタを有する。走査形制御レジスタが、
両方のレジスタの計数サイクルを開始並びに終了
させることにより、それ自体並びにパルス幅レジ
スタに対する各々の計数サイクルの持続時間を決
定する。計数サイクルの合間の走査形レジスタの
通常の休止状態(即ち、各々の計数サイクルの初
め及び終りの状態)はゼロ状態である。
各々の計数サイクルの開始、並びに全体的な制
御装置からの電気出力パルスは、開放ループ形パ
ルス発生及び流量選択装置によつて発生される
各々のパルスの時に生ずる。各々の出力パルス
は、パルス幅レジスタがゼロ状態まで計数した時
に終了する。各々の計数サイクルが終了した時に
パルス幅レジスタにあるカウントが、次に続く計
数サイクルでデイジタル装置から発生される電気
出力パルスのパルス幅の目安になる。この点、パ
ルス幅レジスタの内容の関数として表わした出力
パルスのパルス幅は、パルス幅レジスタをその初
期カウント状態(これは直ぐ前の計数サイクルに
於ける最後のカウント状態)からゼロ状態まで増
数計数するのに要するカウント数によつて決定さ
れる。出力パルスはパルス幅レジスタが計数して
ゼロを通過する時に終了する。
各計数サイクル中、次に発生される出力パルス
のパルス幅を決定するカウントの所で、パルス幅
レジスタが停止する。各々の計数サイクルは走査
形制御レジスタがゼロまで計数した時に終了す
る。この為、この発明では独特のパルス幅デイジ
タル記憶装置が提供される。
この発明では、パルス幅レジスタは各々の計数
サイクルの間、走査形制御レジスタに対し予定の
カウント数だけ一様に減数され、次第に増加する
パルス幅を持つ電気出力パルスを発生する。パル
ス幅レジスタは、装置が滴を検出する時に、走査
形制御レジスタに対して所定のカウント数だけ増
数もされ、こうして、滴が検出された時には、何
時でもパルス幅を挾くする。滴が検出される度に
パルス幅レジスタが増数されるカウント数と、各
計数サイクル中にパルス幅レジスタが減数される
カウント数との比は、前述の出力パルス周波数と
所望の適流割合周波数との比と同じである。この
為、所望の周波数関係がデイジタルの精密さで正
確に設定される。
出力制御装置の機械的な制約の為、無制限の自
由な流れの状態を誘起し、その結果制御出来なく
なる惧れを避ける為、記憶装置によつて定められ
たパルス幅が、利用する特定の電気機械的な出力
制御装置に適した適当な最大デユーテイ・サイク
ルをこえた場合、デユーテイ・サイクル制御装置
がデイジタル記憶装置によるパルス幅の決定を無
効にする。
デユーテイ・サイクル制御装置が、電気出力パ
ルスが次々に開始される合間の指令期間を監視
し、利用する特定の電気機械的な出力制御装置に
対して選ばれた所望のデユーテイ・サイクル制限
点で出力パルスを終了させ、機械的な装置に対す
る電気出力を瞬間的に制限すると同時に、デイジ
タル記憶装置に対する計数速度を速め、計数サイ
クルが更に早く完了するようにする。この特徴に
より、高いパルス周波数が指令されて、出力パル
スの開始の間の期間が正常の計数速度に於ける記
憶装置の計数サイクルより短くなつた場合、デイ
ジタル記憶装置が次の計数サイクルが開始される
前に最後の計数サイクルを必ず完了するように保
証される。然し、デユーテイ・サイクル制御装置
によつてデイジタル記憶装置に対する計数速度が
加速されることにより、選ばれた最高の出力パル
ス速度でも各々の計数サイクルが完了するように
保証される。
装置の初期動作の間、又は警報状態から脱した
後のみ作用する始動装置が、流量選択装置及び記
憶装置を一時的に制御し、初期のパルス幅の調整
を加速して、正常の動作状態に一層速く達するよ
うにする。これに関連して云うと、パルス幅レジ
スタは、始動段階の間、1計数サイクルあたり一
層多くのカウント数だけ減数され、電気出力パル
スの幅を更に急速に増加する。また始動段階の間
だけ、流量選択装置が所定の流量に内部で予め設
定され、全体的な装置の初期調節の間、出力パル
スが遅すぎたり早すぎたりしないように保証す
る。始動段階は、所定数の初めの滴が検出される
まで続けられ、この所定数が検出されると、始動
装置が制御を止め、検出された初めの何滴かの後
の滴流に対しては、通常のパルス速度制御及び出
力パルス幅の調節が行なわれる。
或る種の電気機械的な出力制御装置、特に非常
に幅の狭いパルス幅入力で適正に作用し得る装置
では、この発明の装置は負のパルス幅に相当する
ものをデイジタル記憶装置に貯蔵して処理するこ
とにより、警報状態に入らずに、拡大された低レ
ベル動作方式で正常に作用し得る。通常の低レベ
ル動作でこの状態が起るのは、極めて幅の狭いパ
ルス幅が発生され、滴を検出した時にパルス幅レ
ジスタをそれ以上増数すると、パルス幅レジスタ
がオーバーフローをする場合である。
パルス幅レジスタのオーバーフローはカウント
の点で云うとパルス幅のアンダーフローに相当す
る。即ち負のパルス幅であつて、これは非常に幅
の狭い出力パルス(パルス幅レジスタのカウント
が大きい)から非常に幅の広い出力パルス(パル
ス幅レジスタのカウントが非常に小さい)への非
常に急激な変化となつて現われる。装置が通常の
流体の流れを生ずるように動作していると仮定す
ると、即ち、警報状態を発生しなければならない
ような流れの状態はないと仮定すると、負のパル
ス幅状態は一過性であつて、相次ぐ計数サイクル
でパルス幅レジスタを次々に減数することによ
り、デイジタル記憶装置を負のパルス幅の領域か
ら脱出させ、通常の幅の狭い出力パルスを発生す
る状態に復帰すべきである。この為、この発明の
装置が負のパルス幅の領域で動作し得ることは、
デイジタル記憶装置のカウント容量を拡大しなく
ても、動作範囲を拡大することが出来ることにな
る。
この発明の装置に利用することが出来る電気機
械的な出力制御装置は一般的には大別して2種類
ある。即ち、ポンプのような正圧輸注装置か、又
は単に供給管を開閉し、重力によつて誘起された
静圧によつて滴流を生ずる装置かである。後者の
中には静脈管挾み装置が含まれる。この場合、通
常は管遮断位置にある供給管締付け部材を適当な
電気機械的な駆動器によつて管開放位置へ反復的
に移動させる。この駆動器が前に述べたデイジタ
ル装置からの電気出力パルスによつて付勢され
る。
重力によつて誘起される静圧はびんの高さ、び
んの中での液位、供給管の寸法及び可撓性のよう
なパラメータの関数であり、これらの各々のパラ
メータは変わることがあるから、パルス幅が最適
範囲にない場合、びんの高さを上下げすると云う
ような適当な調節を行なつて、供給管の静圧レベ
ルを最適動作範囲でパルス幅が発生されるように
設定する為、出力パルス幅の動作範囲を可視的に
観察することが望ましい。この発明の装置は、パ
ルス幅レジスタの状態を監視し、1対の灯によ
り、装置から発生されている電気出力パルスが
高、低又は最適のいづれのパルス幅範囲に入るか
を表示することにより、この可視表示を行なう。
デイジタル記憶装置の状態も監視し、装置の送
出し能力をこえた流量を要求したり、或いは出力
制御装置によつて終了させることが出来ないよう
な漏れ流量を表示する限界外状態によつて、適当
な警報装置をトリガする。この装置は、幅が広す
ぎる出力パルスに対する要求があることを表わす
高レベル警報器、或る種の出力制御装置に対する
過大な負のパルス幅を含めて、許容出来ない特定
のパルス幅の順序に応答する種々の低レベル警報
器のように多様のものを含む。
更に、液体源の枯渇又は流体を送出すことが出
来ないような、投与装置に於けるその他のあるゆ
る状態を治療側の職員に警告する為、警報装置
が、制御装置に於ける予定数の電気的な事象の関
数として、予定の期間内に検出される滴流がない
ことに応答する。この点、開放ループ形パルス発
生装置から所定数の出力パルスが指令された後、
何等滴が検出されない場合、装置が警報を発し、
所定の期間内に滴又は電気出力パルスが発生しな
い場合にも警報を発する。
この発明の新規で改良された流体流れ制御装置
は極めて正確で、信頼性があり、使い易い。装置
は広範囲にわたつて滴流の割合を選択し且つ維持
する際に高いデイジタル精度を持ち、更に患者に
危険を及ぼす惧れのあるあらゆる状態を治療側の
職員に直ぐに知らせる。この為、この発明の装置
は人間が流量を監視して調節すると云う時間もか
かり、間違いも起り易い面を極力少なくし、従来
の自動制御装置に較べて、経済性、種々の異なる
機械的な出力制御装置に対する適応性、信頼性、
安定性及び精度を大幅に改善する。
この発明の上記並びにその他の目的及び利点
は、以下図面について説明する所から明らかにな
ろう。
第1図にはこの発明の特徴を取入れた新規で改
良された流体流れ制御装置が示されている。以下
の説明で、IVと云う用語は静脈内への投与を表
わすが、これは1例にすぎず、この発明の流れ制
御装置が静脈内への投与ばかりでなく、他の形の
非経口投与にも適していることを承知されたい。
滴流の割合を制御するには、IV投与装置で起
る実際の滴流を連続的に監視することが必要であ
る。第1図の装置では、これが適検出装置11に
よつて行なわれる。この装置は、滴感知器11a
及びパルス発生器11bを含んでおり、これらは
いづれも周知であるが、滴が落下する時を検出
し、滴流の割合に等しい周波数で電気パルスを発
生する。
滴感知器11aがIV投与装置の滴室(図に示
してない)に於ける滴流を監視する。典型的に
は、これは光電池から一定の距離の所に設けた基
準光源を収容したハウジング(図に示してない)
を持つていてよく、光源と光電池の間に光学的な
感知間隙を構成する。基準光ビームが普通は光電
池に入射する。ハウジングをIV装置の滴室の上
に適当に固定し、透明な滴室を感知間隙内に位置
ぎめして、基準ビームを遮るようにする。滴室内
を落下する液体の滴が基準ビームを遮り、光電池
の電気的な応答の変化を適当な回路に送り、滴が
あることを表示する。適当な滴感知器11aの1
例が米国特許第3596515号に記載されている。光
電池監視装置は滴感知器11aに理想的に適して
いるが、適が検出されたことを電気的に表示し得
る任意の滴感知装置を使つても、この発明の範囲
を逸脱しないことは云う迄もない。
パルス発生器11bは典型的には普通の単安定
フリツプフロツプ(ワンシヨツト)であり、滴感
知器11aが滴を検出する度に出力パルスを発生
する。この出力パルスは利用する特定の監視及び
制御装置の入力回路条件に見合つた所定のパルス
幅及び振幅を有する。検出された滴流の割合を表
わすパルス発生器11bからの出力パルスが記憶
装置制御装置13の一方の入力として送られると
共に、警報装置14の入力としても送られる。
IV投与装置の供給管に於ける流体の流れが電
気機械的な出力制御装置15を介してこの発明の
装置によつて調整される。出力パルス制御装置1
6から線17を介してパルス出力を電気的な入力
として受取ることにより、出力制御装置15が周
期的に付勢される。
この発明の装置には、直流歩進モータ又はその
他の形式の交流又は直流モータによつて駆動され
る正圧輸注ポンプ、或いは単に供給管を開閉し、
滴流を生ずるのに重力によつて誘起された静圧に
頼る装置、即ちポンプではなく滴流制御装置のよ
うな種々の相異なる電気機械的な出力制御装置1
5を使うことが出来る。1例として、今述べた2
種類の夫々1つずつ、異なる2種類の出力制御装
置の動作に関連してこの発明の装置を説明す
る。。
輸注ポンプの場合、直流歩進モータを輸注ポン
プの駆動に用い、IV供給管をマツサージする複
数個のカム従動体等(図に示してない)に対して
歩進的に増分的な機械的な出力を加え、供給管の
中に実質的な正圧を発出し得るぜん動式の圧送作
用を生ずる。
流れ制御装置の場合、制御装置がIV管挾み装
置を持ち、通常は管を遮断する位置にばねで偏圧
されている供給管締付け部材を適当な電磁駆動器
により、管開放位置へ反復的に移動する。この駆
動器がパルス制御装置16から線17を介して送
られる電気出力パルスによつて付勢される。流れ
制御装置の場合、出力制御装置15に送られる
各々の出力パルスが締付け部材を後退させ、こう
して付勢用の出力パルス幅の持続時間の間、供給
管を開く。例として云うと、IV制御装置として
の出力制御装置15は米国特許第3756556号に記
載される形式であつてよい。
歩進モータによる輸注ポンプの場合、パルス制
御装置16から線17を介して送られる各々の電
気的な出力パルスがバースト状の歩進モータ駆動
パルスをゲートする。駆動パルスのバーストの持
続時間は実質的に付勢用の出力パルス幅の持続時
間と釣合う。各々の駆動パルスが正確に限定され
た回転増分だけモータを歩進させ、こうしてカム
従動体の間にトラツプされた流体を進めることに
より、供給管にぜん動式に流体の流れを生ず
る。。
典型的な出力制御装置15として、前述の歩進
モータを使う輸注ポンプ及びIV制御装置に関連
してこの発明を詳しく説明するが、世の出力制御
装置もこゝで説明する装置の枠内で容易に利用す
ることが出来、そのことによつてこの発明の範囲
を逸脱するものではない。
開放ループ形デイジタル指令装置であるパルス
発生及び流量選択装置18が、この装置によつて
発生されて線17を介して出力制御装置15に送
られる出力パルスの周波数を設定する。装置18
は全部デイジタル式にパルスを発生する装置であ
つて、線19を介して出力パルス制御装置16に
パルス周波数出力を発生し、同じ出力を線20を
介してデイジタル記憶装置21へ送る。
操作員はパルス発生及び流量選択装置18を調
節することにより、所望の滴流の割合を選択す
る。装置18からの出力パルス周波数がこの発明
では所望の実際の滴流の割合ではなく、好ましく
は実際の滴流割合周波数の非整数倍、例えば典型
的には10.5倍である。往復動形IV管挾み装置のよ
うな或る電気機械的な出力制御装置の場合、指令
出力パルス周波数と所望の滴流割合周波数との間
のこの関係により、滴の変形が少なくなり、滴毎
に一貫して反復性のある滴の寸法が得られる傾向
がある。これを、IV制御装置を用いた場合の典
型的な滴の寸法を出力パルス周波数の関数として
示す第2図から明らかである。このようにIV制
御装置で所望の滴流割合周波数に対し高い非整数
倍の出力パルス周波数を使うと云う基本的な考え
は、米国特許第3800794号に記載されている。然
し、この米国特許ではアナログ記憶装置及びこの
出願とは異なる形式の制御装置を用いている。
線19を介して出力パルス制御装置16に送ら
れる指令パルスが、線17を介して出力制御装置
15に送られる各々の出力パルスの初めを決定
し、これに対して各々の出力パルスの終りは、線
22を介してパルス制御装置16に入力を送るデ
イジタル記憶御装置21によつて決定される。こ
の為、パルス発生及び流量選択装置18によつて
行なわれる出力パルス周波数の制御の他に、制御
装置15に対する電気出力パルスのパルス幅、即
ち、線17の各々の電気出力パルスによつて行な
われる出力制御装置の付勢期間の長さを変えるこ
とにより、滴流の割合に対する別の制御が行なわ
れる。出力パルス幅は閉ループ形デイジタル装置
によつて精密に制御される。このデイジタル装置
がデイジタル記憶装置21を含み、パルス幅をデ
イジタル・サーボ式に変えて、指令出力パルス周
波数と所望の滴流の割合との間の前述の関係を常
に保ちながら、所望の滴流の割合を設定する。
出力制御装置15に対する電気出力パルスの幅
は、この発明の装置では、記憶装置制御装置13
と関連してデイジタル記憶装置21によつて独特
の形で決定される。この制御装置13は、デイジ
タル記憶装置から情報を受取るだけでなく、滴感
知器11a及びパルス発生器11bを含む滴検出
装置11からも情報を受取る。
デイジタル記憶装置21が1対のデイジタル計
数器を持つており、一方の計数器は走査形制御レ
ジスタであり、他方の計数器はパルス幅レジスタ
である。これらのレジスタの計数サイクルは、パ
ルス発生及び割合選択装置18によつて線20に
パルスが発生される度に開始され、線20に次の
パルスが発生される前に各々の計数サイクルを完
了しなければならない。走査形制御レジスタが、
両方のレジスタに対する計数サイクルを開始並び
に終了させることにより、自分自身並びにパルス
幅レジスタに対する各々の計数サイクルの特続時
間を決定する。計数サイクルの合間の走査形レジ
スタの通常の休止状態(即ち、各々の計数サイク
ルの初め及び終りの状態)はそのゼロ状態であ
る。
前に述べたように、各々の計数サイクルの初め
が決定されるだけでなく、装置から線17を介し
て送られる各々の電気出力パルスも開始される。
各々のパルスは開放ループ形パルス発生及び割合
選択装置18によつて発生される。線17を介し
て制御装置15に送られる各々の出力パルスは、
何時でも、記憶装置21のパルス幅レジスタがゼ
ロ状態まで計数した時、終了する。
各計数サイクルが終了した時にパルス幅レジス
タにある最終カウントが、次に続く計数サイクル
で装置から線17を介して送られる次の電気出力
パルスのパルス幅の目安になる。この点、線17
を介して制御装置15に送られる出力パルスのパ
ルス幅は、パルス幅レジスタのカウントの関数と
して表わすと、パルス幅レジスタを初期カウント
状態(直ぐ前の計数サイクルに於ける最終カウン
ト状態)からゼロ状態まで増数計数させるのに必
要なカウント数によつて決まる。制御装置15を
付勢する出力パルスは、パルス幅レジスタが計数
してゼロを通過する時に終了する。この状態が線
22を介して出力パルス制御装置16に連絡され
る。
各計数サイクル中、パルス幅レジスタは、線1
7を介して次に発生される出力パルスのパルス幅
を決める最終カウントで停止する。走査形制御レ
ジスタがゼロ状態まで計数した時、各々の計数サ
イクルが終了する。
この発明では、デイジタル記憶装置21にある
パルス幅レジスタは、各々の計数サイクル中、走
査形制御レジスタに対して予定のカウント数だけ
一様に減数され、徐々に増加するパルス幅を持つ
電気出力パルスを発生する。パルス幅レジスタ
は、滴感知器11aが滴を感知する度に、走査形
制御レジスタに対して所定のカウント数だけ増数
され、こうして滴が検出された時には、何時でも
パルス幅を狭くする。これが記憶装置制御装置1
3によつて行なわれる。
滴が検出される度にパルス幅レジスタが増数さ
れるカウント数と各々の計数サイクル中にパルス
幅レジスタが減数されるカウント数との比は、指
令出力パルス周波数と所望の滴流割合周波数との
前述の比と同じである。例として云うと、この発
明の装置の好ましい実施例では、パルス幅レジス
タが各計数サイクル中に2カウントだけ減数さ
れ、滴感知器11aが滴を検出する度に、21カウ
ントだけ増数される。この為、デイジタル記憶装
置21で、10.5の所望の入力対出力周波数の比が
正確に設定される。
記憶装置21のパルス幅レジスタに貯蔵される
カウントの形で表わされる。線17の出力パルス
幅が時間の関数として変化する様子が第3図に示
されている。第3図から、出力パルス幅が階段関
数として変化し、パルス幅の夫々の増加がパルス
幅レジスタから減数される2カウントであり、パ
ルス幅の夫々の減少が、滴を検出した時にパルス
幅レジスタに増数される21カウントであることが
判る。
階段波形の各々の段の幅は、線17の出力パル
ス周波数の逆数で表わされる時間、即ち1/10.5×
滴 の割合である。相次ぐ滴の検出の間の各々の階段
模様は、その中にあるパルス周期又は段の数が変
化し、模様が交互に10個及び11個のパルス周期の
群で変わり、相次ぐ滴の検出の間の平均間隔が
10.5個のパルス周期、即ち所望の比になることが
認められる。
始動装置12は、全体的な装置を最初に始動す
る時、並びに装置が警報状態から脱する時に作用
する。この点、装置はデイジタル記憶装置21の
両方のレジスタがゼロ状態にリセツトされた状態
で始まり、この為、装置の普通の動作では、線1
7を介して極めて幅の狭い初期出力パルスが発生
される。
始動装置が、デイジタル記憶装置21による最
初のパルス幅の調整を加速して、線17の出力パ
ルス幅を最終的な好ましい動作範囲に急速に近づ
けることにより、記憶装置制御装置13の正常の
動作を変更する。この為、始動段階の間、1計数
サイクルあたり一層大きなカウント数だけパルス
幅レジスタを減数して、電気出力パルスの幅を更
に急速に増加する。典型的には、正常な動作中に
行なうように、各計数サイクル中にパルス幅をパ
ルス幅レジスタで2カウントだけ増加する代り
に、各々の計数サイクル中にパルス幅を9カウン
ト増加する。1計数サイクルあたり2カウントと
云うずつと遅い最適パルス幅動作範囲に近づいた
場合より、電気出力パルスの幅をずつと速く増加
することにより、パルス幅が増加する。
更に、始動段階の動作中のみ、パルス発生及び
割合選択装置18が、パルス幅の初期調節に最も
適した予定の出力パルス速度に始動装置12によ
つて内部で一時的に設定される。
滴感知器11aが最初の所定の数の適、典型的
には2個の滴を検出するまで、始動段階が続き、
この数の滴を検出すると、始動装置12に制御を
しなくなり、検出された最初の2個の滴より後の
全ての滴流に対しては、正常のパルス幅の調節、
即ち1計数サイクルあたりパルス幅レジスタを2
カウント変えるようになる。
デユーテイ・サイクル制限装置23は、記憶装
置によつて定められたパルス幅が、装置に用いる
特定の出力制御装置15に対する適当な最大デユ
ーテイ・サイクルをこえた場合、デイジタル記憶
装置21によるパルス幅の決定を無効にし、無拘
束の自由な流れの状態を招く惧れを避ける。この
ような無拘束の状態は出力制御装置15の機械的
な制約、例えば慣性によつて起ることがあり、そ
の結果、供給管に於ける流体の流れを制御出来な
くなることがある。出力制御装置15のデユーテ
イ・サイクルは、出力制御装置が付勢される時間
と、出力制御装置を駆動する線17の相次ぐ出力
パルスの初めの間の全期間との比と定義する。
デユーテイ・サイクル制限装置23がパルス発
生及び割合選択装置18から線24を介して入力
を受取り、これによつてデユーテイ・サイクル装
置が付能され、パルス発生及び割合選択装置によ
つて定められた相次ぐ電気出力パルスが開始する
合間の指令された期間を監視する。使う特定の電
気機械的な出力制御装置15に対する所望のデユ
ーテイ・サイクル制限点で、デユーテイ・サイク
ル装置23が、線25を介して出力パルス制御装
置16に終了入力を送り、こうして機械的な装置
に対する電気出力に瞬時的な制約を加えることに
より、(それまでに記憶装置21によつて終了さ
せられていなければ)線17の出力パルスを終了
させる。同時に、デユーテイ・サイクル制限装置
23が、計数サイクルが更に速く完了するよう
に、デイジタル記憶装置21に対する計数速度を
速める。この特徴がデユーテイ・サイクル装置2
3から線26を介して記憶装置21に送られる入
力によつて概略的に表わされており、この入力に
より、線28を介して記憶装置に入力を送るクロ
ツク装置27によつて通常定められる計数速度を
変える。
クロツク装置27がパルス発生及び割合選択装
置18をも駆動することが示されている。この
点、クロツク装置27は、パルス発生及び割合選
択装置18とデイジタル記憶装置21だけに入力
を送るように示してあるが、これは図を見易くす
る為であつて、実際には全ての装置にクロツク入
力を送り、必要とする場合に同期動作を保つよう
になつている。
デユーテイ・サイクル制限装置23がデイジタ
ル記憶装置21に対する計数速度を高めるのは、
デユーテイ・サイクル制限点で、通常は正規のク
ロツク速度の1/10である計数速度から、正規のク
ロツク速度の計数に切換えることによるものであ
り、この為、計数サイクルが完了するのが速くな
る。この特徴により、デイジタル記憶装置21
は、パルス発生及び割合選択装置18から線20
を介して受取るパルスにより、次の計数サイクル
が開始されるよりも前に、その前の計数サイクル
を必ず完了するように保証される。パルス発生及
び割合選択装置18から高いパルス周波数が指令
された場合、線20のパルスの初めの間の期間
は、通常の計数速度に於けるデイジタル記憶装置
21の計数サイクルに要する期間よりかなり短い
ことがある。然し、デユーテイ・サイクル制限装
置23によつて加速された計数速度を導入するこ
とにより、この装置で発生する最高の選ばれた出
力パルス速度でも、デイジタル記憶装置21が
各々の計数サイクルを完了することが保証され
る。
電磁式に往復動するIV管挾み装置を用いた典
型的なIV制御装置に適した最大デユーテイ・サ
イクルは、歩進モータを用いた輸注ポンプで許容
し得る最大デユーテイ・サイクルよりかなり短い
ことが経験から判つている。この理由は、ばねで
偏圧されたIV管挾み装置の機械的な慣性がかな
りあり、デユーテイ・サイクルを大きくし過ぎる
と、挾み装置は、線17の次の出力パルスによつ
て供給管を再び開くように要求されるまでに、供
給管を完全に締切ることが出来なくなるからであ
る。この結果、作用が上滑りし、供給管を完全に
封じ切ることが出来ず、自由な流れの状態を生ず
ることがある。このような連続的な流れが起る
と、もはや流体の流れを増分的な滴流に分割する
ことが出来ない。装置が滴を検出しない時、パル
ス幅は更に幅広くされるのが普通であり、その為
状態は更に悪くなる。
電磁的に往復動させる管挾み装置を用いたIV
制御装置では、40%にデユーテイ・サイクルを制
限するのが好ましいが、直流歩進モータを駆動源
として使う正圧輸注ポンプでは、典型的には75%
にデユーテイ・サイクルを制限するのが適してい
ることが経験的に判つた。他の種類の電気機械的
な出力制御装置15を使う場合、選んだ特定の制
御装置に適した他のデユーテイ・サイクルの制限
をこの発明の教示に従つて定め得ることは云う迄
もない。
IV制御装置は、重力によつて生じた静圧によ
つて滴流を生ずるが、この場合、万一パルス幅が
最適動作範囲にない時、びんの高さを上げ下げす
ると云うような適当な調節を外部IV投与装置で
行なつて、所望の動作範囲でパルス幅を発生する
のに適した正しい静圧レベルを供給管に設定する
ように、制御装置15に対する出力パルス幅の表
示を目で観察するのが望ましい。これに関連し
て、可視パルス幅表示装置29がデイジタル記憶
装置21のパルス幅レジスタから線30を介して
情報を受取り、パルス幅をパルス幅動作範囲に解
読する。
1対の灯により、パルス幅表示装置29は、全
体的な装置から線17を介して出力制御装置15
に対して発生される電気出力パルスが定められた
高、低又は最適パルス幅範囲のどれに入るかを表
示する。IV制御装置に使うのに適した可視パル
ス幅表示装置の現在好ましいと考えられる実施例
では、緑の灯が低パルス幅範囲を表わし、赤の灯
が高パルス幅範囲を表わし、赤及び緑の両方の灯
が付勢されると、動作が最適パルス幅範囲にある
ことが表わされる。
警報装置14がタイマ31から入力を受取ると
共に、パルス発生及び割合選択装置18、デイジ
タル記憶装置21、出力パルス制御装置16、記
憶装置制御装置13、始動装置12、及び滴検出
装置のパルス発生器11bの夫々の一部分から入
力を受取る。これらの入力を以下説明するように
利用して、装置の性能を監視し、装置の供給能力
をこえる流量を要求したり、或いは出力制御装置
で終了させることが出来ないような漏れの流量が
あることを表わす限界外状態があつた場合、警報
状態をトリガし、これによつて装置全体をリセツ
トすると共に、警報状態が是正されてもう1回始
動段階が開始されるまで、装置のそれ以後の動作
を防止する。
警報装置14は、線17に過大な出力パルス幅
の要求が出たことを応答して高レベルの警報を発
する。装置14は1対の低レベル警報をも発す
る。その各々1つが異なる種類の出力制御装置1
5に適しており、いづれも特定された許容出来な
い一連のパルス幅に応答する。好ましい実施例の
説明から明らかになるが、歩進モータを用いた輸
注ポンプはパルス幅レジスタの負のパルス幅の領
域でも正しく動作することが出来、この点、この
発明の装置から出る低レベル警報は、ポンプが無
拘束の自由な流れの状態になる惧れがあることを
示す過大な負のパルス幅が要求されることにのみ
応答する。然し、装置の負のパルスの領域でも電
気的に動作し続けることが出来るが、この動作期
間中、出力制御装置15に対する電気出力がオフ
にされ、これが警報装置14から線33を介して
出力パルス制御装置16に送られる入力によつて
概略的に示されている。
警報装置14は、高レベル及び低レベルの警報
の他に、予定の期間内に滴流が検出されないこと
に応答し、パルス発生及び割合選択装置18、記
憶装置制御装置13、始動装置12及び出力パル
ス制御装置16で起る種々の電気的な事象の関数
として応答する。これに関連して云うと、警報装
置14は、パルス発生及び割合選択装置から所定
数のパルスが発生された後、滴が検出されない場
合、警報状態を発する。
更に、装置は正常の動作中の任意の所定の期間
の間、滴感知器11aによつて滴が検出されず、
或いは線17に電気出力パルスが発生しない場合
にも、無動作様式で警報を発する。この無動作警
報の所定の期間は典型的には約6分間であり、こ
れは正常の動作で装置が発生すると考えられる最
低の滴の割合の周波数に見合う期間である。
第4a図、第4b図及び第4c図は組合せのブ
ロツク図であつて、この発明による流体流れ制御
装置の各部分の回路図を示す。これらの3つの図
面を合成すれば、全体的な流体流れ制御装置が出
来上がるように、夫々の入力及び出力接続部は揃
えて描かれている。種々の装置の電気接続部が互
いに重なつていて、合成図について装置を説明す
るのが最も判り易いから、以下の説明はこの合成
図について説明する。
第4a図、第4b図及び第4c図に示す全体的
な装置の動作を詳しく説明する前に、主な装置の
主だつた素子並びにその作用を最初に説明する。
第4a図は主に全体的な装置の入力、タイミン
グ及び出力部分に関係し、前に説明した第1図に
ついて云うと、パルス発生及び割合選択装置1
8、デユーテイ・サイクル制御装置23、クロツ
ク装置27、出力パルス制御装置16及び出力制
御装置15を含む。
第4b図は主に全体的な装置の記憶装置及び制
御装置の部分に関係し、やはり第1図について云
うと、デイジタル記憶装置21、滴検出装置1
1、記憶装置制御装置13及び始動装置12を含
む。
第4c図は主に警報装置14、可視パルス幅表
示装置29及びタイマ31の細部に関係する。
第4a図、第4b図及び第4c図を合成図とし
て参照することにすると、普通のクロツク発生器
40が複数個のデイジタル速度選択スイツチ42
aを持つ普通のデイジタル速度掛算器42に、線
41を介してパルスを送る。
速度掛算器42が入力周波数に最大1の係数を
乗ずる。線43に出る速度掛算器42の出力は、
速度選択スイツチ42aの設定位置に比例したパ
ルス速度であり、この為、装置をその流量に安定
化しようとする所望の滴流の割合に比例する。線
43に出る速度掛算器42の出力は連続的なパル
ス列ではなく、速度掛算器で行なわれる分数掛算
の為、不規則なパースト状のパルスである。線4
3の典型的には一様でないパルス列が割算器44
に送られ、これがパルス列のジツタを平滑する。
割算器44の電気出力が解読器45に送られ、
これがデユーテイ・サイクルの制限の為、割算器
44の異なる状態を解読し、各々の計数サイクル
の開始並びに全体的な装置からの出力パルスの開
始を制御する基準パルス列を発生する。これは割
算器44がゼロ状態まで計数する度に発生される
パルス(以下DRZ信号を呼ぶ)であり、第1図の
パルス発生及び割合選択装置18の出力に対応す
る。
クロツク40によつて発生されるクロツク周波
数は、この発明の好ましい実施例では、71.68キ
ロヘルツに選ばれる。速度掛算器42がこのクロ
ツク周波数に、速度選択スイツチ42aでダイヤ
ル式に選んだ滴速度の1/100を乗ずる。例えば、
選ばれた滴速度が毎分30滴であると仮定すると、
線43の出力周波数は、割算器44に対する入力
周波数=71.68/100×30=21.504キロヘルツで
ある。
割算器44は212即ち4096のカウント容量を持つ
レジスタとして選べれている。この為、DRZパル
ス列の出力周波数は DRZ周波数=21.504×10/4096=5.25
ヘルツ =315パルス/分 この結果は毎分30滴の選ばれた滴速度の丁度
10.5倍であることが判る。この為、クロツク4
0、速度掛算器42及び割算器44は、出力パル
ス列と所望の滴流の割合との間に所望の周波数比
の関係が得られるように選ばれている。
解読器45のDRZ信号出力が線46を介して装
置の他の部分に送られる開放ループ指令信号であ
る。
解読器45からの他の2つの出力線47,48
が割算器44の或る計数範囲を表わす状態を解読
する。解読器45からの出力線47は、割算器の
カウント容量の最後の25%である3072乃至4095の
カウントを表わす。線48は1664乃至4095のカウ
ント範囲を表わし、割算器44のカウント容量の
最後の60%を表わす。
従つて、解読器45から線46に発生される相
次ぐDRZパルスの間の期間の間、解読器の出力線
48は、この期間の最初の40%の間は虚偽であ
り、この期間の最後の60%の間は次のDRZパルス
まで真である。解読器の他方の出力線47は、
DRZパルスの間の期間の最初の75%の間は虚偽で
あり、最後の25%の間は真である。解読器45か
らの出力線47,48に出るこれらの信号がデユ
ーテイ・サイクル制限装置を制御する。線47,
48の信号が1対のアンド・ゲート49,50に
供給される。これらがその出力をオア・ゲート5
1に送る。ゲート51から線52に出る出力がデ
ユーテイ・サイクル制限制御信号である。
第4a図、第4b図及び第4c図の全体的な装
置は、ポンプ又はIV制御装置のいづれかに使う
ものであるから、ゲート49,50の所望の特定
のデユーテイ・サイクルの制限を選択する為に使
われる。即ち、この装置に使う特定の出力制御装
置に応じて、40%又は75%の出力制限をする。こ
れが、制御装置側の位置又はポンプ側の位置に選
択的に置かれるジヤンパ線53によつて行なわれ
る。
どの動作様式を選ぶかに応じて、電気的に0又
は電気的に1の信号がデユーテイ・サイクル装置
に対する入力として、線54に送られる。制御装
置形の動作様式を選ぶ時、0入力が線55を介
し、虚偽の入力としてアンド・ゲート49に入
り、こうしてゲート49を不作動にする。これと
対照的に、0入力がインバータ56によつて反転
され、真の入力となつて線57を介してアンド・
ゲート50に送られ、この為、このゲートの出力
は解読器45からの線48の状態によつて左右さ
れる。即ち、オア・ゲート51を通過するゲート
50の出力は、各々1対のDRZパルスの間の期間
の最後の60%の間、真である。
同様に、ポンプ形の動作様式を選択する場合、
1信号の入力が線54を介してデユーテイ・サイ
クル制限装置に送られ、この為、ゲート49が付
能されると共にゲート50が不作動にされ、この
為解読器45からの出力線47の状態が真の入力
としてオア・ゲート51へ送られ、線52に出る
その出力は、各々1対のDRZパルスの間の期間の
最後の25%の間だけ真である。
従つて、制御装置又はポンプにいづれの動作様
式を選ぶかに応じて、線52の信号によつて表わ
される40%又は75%のデユーテイ・サイクルの制
限が装置に加えられる。
クロツク発生器40の出力が線58を介して除
数10の計数器59にも送られる。この計数器がク
ロツク周波数を10で割り、割つたクロツク周波数
を線60を介してオア・ゲート61へ送る。オ
ア・ゲート61はアンド・ゲート63から線62
を介して入力を受取る。このアンド・ゲート63
の入力は線64のデユーテイ・サイクル制御信号
及び線65の正規速度クロツク信号である。従つ
て、線75に出るオア・ゲート61の出力が全体
的な装置に対するクロツク信号(以下CLK信号
と呼ぶ)である。
然し、CLK信号は、デユーテイ・サイクル制
限信号が真であるかどうかに応じて、クロツク発
生器40によつて発生される正規クロツク速度か
ら最大クロツク速度の1/10へ変化する。この為、
制御装置又はポンプのいづれの動作様式を選んだ
かに応じ、CLK信号がDRZパルスから最大クロ
ツク速度の1/10だけ後に開始し、線52のデユー
テイ・サイクル制御信号が真である時、CLK信
号の周波数が、次のDRZパルスまでの期間の最後
の60%の間(制御装置の動作様式の時)又は最後
の25%の間(ポンプの動作様式の時)、正規クロ
ツク速度に増加する。後で説明する所から明らか
になるが、CLK信号が記憶装置を増数計数され
るから、計数サイクルの内、線52の真のデユー
テイ・サイクル制限信号より後になる部分は、加
速された速度で増数計数される。
割算器59の出力は線66を介して別の割算器
67にも送られる。この割算器はパルス周波数を
2で割り、線68から出力周波数を発生するが、
これがポンプの歩進モータを運転する為に使われ
るパルス駆動源である。この点について云うと、
線68のパルス列は、出力パルス制御装置から線
72を介して送られる付能入力もゲート69に供
給されている時にだけ、アンド・ゲート69及び
線70を介して歩進モータ駆動器71へ通過す
る。特定の割算器59,67が、360ヘルツの選
ばれた歩進周波数で歩進モータ駆動器70に対す
る駆動パルス源となる。この歩進モータの周波数
は、71.68キロヘルツのクロツク周波数を10で割
り、その後20で割つて、大体360ヘルツのパルス
周波数にする。この構成により、歩進モータ駆動
器に別個の駆動パルス源を設ける必要がない。
ゲート69の入力として線72に出る出力制御
パルスが、装置の制御装置の動作様式で使つてい
る時には、挾み装置の駆動源74にも送られる。
IV制御装置の場合、出力制御パルスが実際に出
力制御装置に対する付勢パルスそのものである
が、歩進モータを用いたポンプの場合、出力パル
スは歩進モータ駆動パルス源からのバースト状パ
ルスの持続時間又はゲート通過を単に制御するだ
けである。
次に第4b図について更に詳しく説明すると、
デイジタル記憶装置が1対の計数器、即ち走査形
制御レジスタ83及びパルス幅レジスタ85を含
む。解読器84が走査形制御レジスタ83に付設
され、解読器86がパルス幅レジスタ85に付設
される。走査形制御レジスタ83は入力アンド・
ゲート87によつて制御され、パルス幅レジスタ
85は入力アンド・ゲート88によつて制御され
る。ゲート87、88が適当な時刻に計数信号
CLKを夫々のレジスタにゲートする。デユーテ
イ・サイクル装置についてこれ迄説明した所から
判るように、CLK信号は71.68キロヘルツの正規
速度のクロツク信号であることもあるし、或いは
この周波数の僅か1/10、即ち7.168キロヘルツで
あることもある。デユーテイ・サイクルの制限が
加えられる時、何時でも速度が高い方のクロツク
信号が作用する。
各々のレジスタ83,85は210即ち1024のカ
ウント容量を有する。基本的には、デイジタル記
憶装置及び制御装置で行なわれるのは、走査形制
御レジスタ83及びパルス幅レジスタ85が、
DRZパルスが解読器45の出力から線46に発生
される度に開始される計数サイクルを行なうこと
であり、各々の計数サイクルは次のDRZパルスが
発生される前に完了しなければならない。
制御レジスタ83が、DRZパルスを受取つた時
にゼロ状態から計数サイクルを開始して、1024ま
で計数した時に計数サイクルを終了(ゼロ状態へ
復帰する)することにより、それ自体並びにパル
ス幅レジスタ85の各々の計数サイクルの持続時
間を決定する。この後、次のDRZパルスが解読器
45の出力に発生される時まで、制御レジスタ8
3はゼロ状態にとヾまる。
通常、パルス幅レジスタ85は各々の計数サイ
クル中、制御レジスタ83より2カウントだけ遅
れるようにし、こうしてレジスタ85にあるカウ
ントとその1024(0)のオーバーフロー状態との
差だけ、レジスタ85によつて制御される出力パ
ルスのレジスタ幅を増加する。
滴が検出される度に、パルス幅レジスタ85が
制御レジスタ83に対して21カウントだけ増数さ
れ、レジスタ85のカウントでみた実効出力パル
ス幅を狭くする。これによつて、出力パルス周波
数と滴流の割合の周波数との比として、所望の2
1/2即ち10.5の比が設定される。本質的には、パ
ルス幅はデイジタル形閉ループでサーボ式に制御
され、所望の10.5の比を保ち、パルス発生及び割
合選択装置によつて発生されるDRZパルスの速度
により、この比が強制的に装置に保たれる。
各々の計数サイクル中に制御レジスタ83に対
してレジスタ85を減数するのは、各計数サイク
ル中に制御レジスタ83が受取る最初の2カウン
トの間、CLKパルスをレジスタ85から切離す
ことによつて行なわれる。滴が検出される度に制
御レジスタ83に対してパルス幅レジスタ85を
増数するのは、滴の検出の後、パルス幅レジスタ
85がゼロ状態に達した時、CLKパルスを制御
レジスタ83から切離しておき、パルス幅レジス
タが21のカウントに達した後にのみ、制御レジス
タ83の計数を再開することによつて行なわれ
る。この為、デイジタル記憶装置にある走査形制
御レジスタ83とパルス幅レジスタ85との間の
相対的な計数状態を変えることにより、パルス幅
が実効的に増減される。
前に述べたように、装置を初めてオンに転じて
から、又は警報状態から脱してから、最初の2滴
を受取るまでの時間として定義した始動動作段階
の間、制御レジスタ83とパルス幅レジスタ85
の制御関係を変更し、各々の計数サイクルの間、
パルス幅を2カウントだけではなく、6カウント
増加し、装置を正常のパルス幅動作範囲へ一層速
く持つて来るようにする。
レジスタ83,85の規模、即ちカウント容
量、並びにパルス幅を増減する際のカウント数
は、全体的な装置の所望の分解能並びに所望のル
ープ利得に従つて決定される。こゝで利用する種
類の出力制御装置並びに希望する安定度では、毎
分99個の割合で滴を発生し得る装置(ポンプ様式
で)としては、ループ利得を約2%として、レジ
スタのフル・カウント容量を50滴にするのが望ま
しいことが経験から判つた。
フル・カウントを50滴にすると、検出された
各々の滴に対する増分が21カウントの時、1024の
レジスタのカウント容量が最適であると思われ
る。これは、検出される滴1個あたり21カウント
の最大増分が、カウント容量の約2%になつて、
ループ利得の条件を充たす点でも望ましい。ルー
プ利得が高すぎると、即ち、検出される各々の滴
に対して装置で発生する変化の百分率が高すぎる
と、装置の反応が早すぎ、オーバーシユート及び
振動の惧れがある。ループ利得が小さいと、比列
サーボ制御に一層近くなり、ループ利得が過度に
大きい時に起る傾向がある装置の大きなオン・オ
フ形の振れよりずつと信頼性が高くなる。
レジスタ83,85のカウント容量を1024にす
るのは、装置の最大パルス幅の条件にも合う。こ
の点、使う出力制御機構によつては、約140ミリ
秒の最大パルス幅を必要とすることがあり、従つ
て、レジスタ83,85はCLK信号の計数速度
で、少なくとも140ミリ秒の0から1024までの完
全な計数サイクルが出来なければならない。
7.168キロヘルツの正常のCLK周波数(即ち、デ
ユーテイ・サイクルの制限が加えられない場合)
を使うと、1024のカウント容量で発生し得る最大
パルス幅PMは PM=1024/7.168×103=0.1428秒 =142.8ミリ秒 普通、このような最大パルス幅を必要とするの
は、滴流の割合が非常に低い場合だけである。
更に、この発明の装置で典型的に考えられる毎
分99滴の選択し得る最高の割合の時、DRZパルス
の間の時間は143ミリ秒と云う計数サイクルの最
大周期よるずつと短い。これに関連して云うと、
毎分99滴の選ばれた割合の時、DRZパルスの間の
期間PPは PP=60秒/99滴/分×10.5=0.058秒=58ミリ秒 然し、このように滴の割合が高い時、デユーテ
イ・サイクル制限装置が(制御装置の様式の時は
DRZパルスの間の期間の40%の時、そしてポンプ
様式の時はDRZパルスの間の期間の75%の時)、
CLK信号を7.168キロヘルツから71.68キロヘルツ
の最大クロツク速度に切換える。この為、計数サ
イクルを非常に速い速度で完了することが出来、
出力パルスが早期に終了し、こうしてそれを選定
されたデユーテイ・サイクルに制限する。この
為、必然的に計数サイクルが短くなり、次のDRZ
パルスが現われる前に計数サイクルが完全に完了
する。
デイジタル記憶装置及びデユーテイ・サイクル
制限装置の前述の動作が第5a図乃至第5h図に
例示されている。第5a図は記憶装置の各々の計
数サイクルを開始するDRZパルスが規則的に発生
することを表わしている。第5b図は相次ぐDRZ
パルスの間の期間中にCLK周波数を変えられる
ことを示しており、40%のデユーテイ・サイクル
期間に達した後、周波数が7.168キロヘルツから
10倍の正規クロツク速度即ち71.68キロヘルツに
変わる。
第5c図、第5d図及び第5e図は制御レジス
タ83、パルス幅レジスタ85及び線72の出力
パルスの状態を示しており、通常の動作では、幅
の狭い出力パルスが要求される場合のように、デ
ユーテイ・サイクルは出力パルスに対して影響し
ない。これと対照的に、第5f図、第5g図及び
第5h図は、デユーテイ・サイクルが出力パルス
幅に制限を加える場合の制御レジスタ83、パル
ス幅レジスタ85の状態並びに線72の出力パル
スの形を示している。
第5c図及び第5d図について説明すると、制
御レジスタ53はゼロ状態から計数サイクルを開
始し、パルス幅レジスタ85はパルス幅が比較的
狭い924の初期状態にある。パルス幅レジスタ8
5が、デユーテイ・サイクルの制限が加えられる
前にゼロ状態まで増数計数し、その後922(もと
の出発状態から2カウントだけ少ない)の最終状
態に達するまで増数計数を続ける。この922の状
態になるのは、制御レジスタ83がゼロ状態を通
過する時である。記憶装置の計数サイクルは、第
5c図及び第5d図に括弧内で示した仮想の計数
状態で表わすように、デユーテイ・サイクルの制
限が加えられた後は、デユーテイ・サイクルの制
限が加えられなかつた場合よりもCLK信号の周
波数が高くなる為、ずつと早く完了する。
第5e図に示す線72の出力パルス幅は、パル
ス幅レジスタ85が「924」状態からゼロ状態ま
で計数することによつて決定され、これはデユー
テイ・サイクルの制限内に十分入る比較的幅の狭
いパルス幅を限定する。
次に第5f図、第5g図及び第5h図について
説明すると、制御レジスタ83はやはりゼロ状態
から開始し、2番目のゼロ位置は計数サイクルが
加速されて完了したことを表わしており、3番目
のゼロ位置は次のDRZパルスによつてトリガされ
た次の計数サイクルの出発点を表わす。括弧内に
示すゼロ位置は第5c図の同じ位置に対応し、デ
ユーテイ・サイクルの制限によつて一層高い
CLK周波数に切換えなかつた場合、計数サイク
ルを完了するのにどの位かゝるかを表わしてい
る。
第5g図はパルス幅レジスタ85が、デユーテ
イ・サイクルの制限がない場合、線72に非常に
幅の広い出力パルスを本来発生させるような比較
的小さい124のカウントから開始することを示し
ている。パルス・レジスタ85について示した最
初の「122」状態は、加速状態で完了した計数サ
イクルの終りに於けるその状態を表わしている。
次のDRZパルスまで、パルス・レジスタ85は
「122」状態にとヾまつている。括弧内に示した状
態は、デユーテイ・サイクルの制限なしにレジス
タが増数計数する時間があつた場合、パルス・レ
ジスタが何処にいるかを示している。第5c図、
第5d図、第5f図及び第5g図で括弧内に示し
た数字は、DRZパルスの周波数が十分低く、第5
a図に示す場合よりも実質的に低くて、デユーテ
イ・サイクルの制限が加えられる前に計数サイク
ルを完了出来る状態、即ち最高クロツク速度の1/
10の正常のクロツク周波数で計数サイクルを完了
するのに適切な時間が残つている場合を仮定して
いる。
第5h図は、記憶装置の電子回路は制御レジス
タ83及びパルス幅レジスタ85の両方を引続い
て増数計数させるが、デユーテイ・サイクルの制
限が加わつた為、線72の出力パルスが終了する
ことを示している。この場合、出力パルスは、パ
ルス幅レジスタ85のゼロ状態によつてではな
く、デユーテイ・サイクルの制限によつて終了す
ることに注意されたい。第5h図の破線は、デユ
ーテイ・サイクルの制限が加わらなかつた場合、
線72の出力パルスのパルス幅がどうなるかを示
している。
上に述べたことを念頭において、次に全体的な
装置を用いるデイジタル論理装置を更に詳しく説
明する。
走査形制御レジスタ83が計数サイクル中に
1024のカウント、即ちゼロ状態に達すると、解読
器84のゼロ出力線が線90に真に出力を発生
し、これがインバータ91によつて反転され、ア
ンド・ゲート92を不作動にする。この為、アン
ド・ゲート92から線93に出る出力が虚偽であ
つて、これがオア・ゲート94から線95に虚偽
の出力を発生させ、制御レジスタ83に対する入
力アンド・ゲート87を不作動にする。この為、
CLK信号が制御レジスタ83をそれ以上増数計
数させることが出来ず、制御レジスタのゼロ状態
で計数サイクルが効果的に終了させられる。
線96から来るオア・ゲート94への他方の入
力はDRZ信号であり、これがゲート94を通過し
てアンド・ゲート87を付能し、再びCLK信号
を制御レジスタ83へ通過させ、こうして新しい
計数サイクルを開始させる。この為、DRZ信号
は、各々の新しい計数サイクルの初めに制御レジ
スタ83のゼロ状態の禁止作用を無効にする。
制御レジスタ83が最初の計数パルス(DRZ及
びCLK)を受取つた後、解読器84のゼロ出力
線90が虚偽になり、この為インバータ91の出
力が真になつて、ゲート92が付能される。線9
7から来るアンド・ゲート92への他方の入力も
通常は真であり、この為、線93に出るゲート9
2の出力がオア・ゲート94を通過し、DRZパル
スが利用出来なくなつても、以後CLKパルスが
制御レジスタ83へ通過するように、アンド・ゲ
ート87を付能状態に保つ、この為、DRZパルス
は単に計数サイクルを開始するだけで、計数サイ
クルは完了するまで続行する。
パルス幅レジスタ85に対する入力アンド・ゲ
ート88も、ゲート92と同じ反転出力を受取る
為、制御レジスタ83のゼロ状態によつて不作動
にされる。この為、パルス幅レジスタ85は、
DRZパルスが制御レジスタ83をゼロ状態から1
状態へ計数させた時、まだ計数を開始しない。
線99から来るパルス幅レジスタのアンド・ゲ
ート88に対する別の入力はフリツプフロツプ9
8の出力である。この為、計数サイクルが開始
された後にアンド・ゲート88を付能する為に
は、フリツプフロツプ98が虚偽(その時は
真)でなければならない。フリツプフロツプ98
のJ入力は、制御レジスタ83を0から1へ計数
させることが出来るようにするのと同じDRZパル
スによつてセツトされる。この為次のCLKパル
スで、これが制御レジスタ83を0から1に計数
させるものであるが、フリツプフロツプ98が真
にセツトされ、この為、当然線99を介してゲー
ト88へ行く出力が虚偽になる。然し、この時
インバータ91から線100を介してゲート88
に来る入力が真であるけれども、パルス幅レジス
タ85に対する入力ゲート88は不作動のまゝで
ある。この為、制御レジスタ83が2状態に進
み、この計数サイクルの間、パルス幅レジスタ8
5にはまだカウントが送られない。
以上の解析から、フリツプフロツプ98がリセ
ツトされ、その出力が真になるまで、パルス幅
レジスタ85が計数しないことは明らかである。
この為には、フリツプフロツプ98のK入力をセ
ツトすることが必要である。フリツプフロツプ9
8のK入力は3つのゲート、即ち、オア・ゲート
102及び1対のアンド・ゲート105,106
の制御の下にあり、これらのアンド・ゲートの出
力が夫々線107,108を介してオア・ゲート
102の入力となる。
アンド・ゲート106は、解読器84によつて
解読された制御レジスタ83の1状態を線109
を介して入力として受取ると共に、装置が始動の
動作段階にあるかどうかを表わす始動制御フリツ
プフロツプであるフリツプフロツプ114の出
力を線110を介して第2の入力として受取る。
他方のアンド・ゲート105は解読器84から制
御レジスタ83の8状態を線111を介して一方
の入力として受取ると共に、始動フリツプフロツ
プ114からQ出力を線112を介して2番目の
出力として受取る。
装置が始動の動作段階にある時、フリツプフロ
ツプ114は真(そのQ出力が真)があるが、装
置が始動段階ではない時、これは普通の動作の大
部分がそうであるが、フリツプフロツプ114が
虚偽(その出力が真)になる。
解析の為、装置が始動段階ではないと仮定する
と、始動フリツプフロツプ114の出力が真で
ある。この為、制御レジスタ83が1状態に計数
した時、アンド・ゲート106が付能され、その
真の出力がオア・ゲート102を通過してフリツ
プフロツプ98のK入力をセツトする。次の
CLKパルスで、制御レジスタ83が1状態から
2状態へ計数し、パルス幅レジスタ85は変わら
ずにおり、フリツプフロツプ98がリセツトさ
れ、その為、その出力は次のCLKパルスを受
取る前に真にある。
この点で、パルス幅レジスタの入力ゲート88
に通ずる線99及び100の両方の入力が真とな
り、この為、次のCLKパルスが制御レジスタ8
3及びパルス幅レジスタ85の両方へ通過する。
この為、制御レジスタ83が3状態になる時、パ
ルス幅レジスタ85が最初のカウントを受取り、
この結果パルス幅レジスタが制御レジスタにある
カウントに対して2カウントだけ減数される。ゲ
ート87,88が引続いて付能され、滴が検出さ
れなければ、制御レジスタ83が再びゼロ状態に
なるまで、計数サイクルの残りの部分にわたつて
以後のCLK計数パルスを通過させる。制御レジ
スタがゼロ状態になると、両方のゲート87,8
8が、解読器84のゼロ状態出力を前述のように
インバータ91が反転したものにより、不作動に
される。この為、各々の計数サイクルの間、パル
ス幅レジスタが2カウントでけ減数され、装置か
ら発生される出力パルスのパルス幅を増加する。
前に述べたように、滴が発生すると、装置から
の出力パルスの幅を狭くする為、パルス幅レジス
タを制御レジスタ83に対し21カウントだけ増数
することになる。この時、前に第3図について説
明したように、パルス幅は2カウントずつ段階的
に増加する。
計数サイクル中にパルス幅レジスタ85に21個
のパルスが加えられるが、勿論、同じ計数サイク
ル中に前述の如く2個のパルスが差し引かれ、こ
の為滴が検出された後の正味の増加として、制御
レジスタ83に較べてパルス幅レジスタ85に19
個のパルスが増数される。
滴が発生すると、それが滴検出装置の滴検出器
115によつて検出され、線122を介して滴検
出フリツプフロツプ118のS即ちセツト入力に
パルスが送られる。この滴検出パルスが普通のフ
リツプフロツプのセツト及びリセツト形式で、フ
リツプフロツプ118を非同期的に(CLKパル
スを受取らなくても)直ちにセツトする。この
為、滴が検出されると、フリツプフロツプ118
が直ちに強制的に真状態にされ、線123のQ出
力が真となり、これがアンド・ゲート120の一
方の入力となる。アンド・ゲート120の他方の
入力は線124から送られ、これはパルス幅レジ
スタの解読器86の512−1023出力線として示し
たパルス幅レジスタ85の高位フリツプフロツプ
の出力である。
差し当つてパルス幅レジスタ85が高カウント
状態にあり、線124に真の出力が出ると仮定す
ると、アンド・ゲート120の出力が真になり、
フリツプフロツプ119のJ入力をセツトする。
次のCLKパルスでフリツプフロツプ119がセ
ツトされ、そのQ出力が真になる。フリツプフロ
ツプ119の真の状態が線125を介して滴検出
フリツプフロツプ118のK入力に送られ、この
為、次のCLKパルスで、滴検出フリツプフロツ
プがリセツトされ、この為、ゲート120が不作
動にされる。
この為、フリツプフロツプ118が真状態にセ
ツトされ、パルス幅レジスタ85がその高位フリ
ツプフロツプが真になる状態にまで計数した後、
フリツプフロツプ119は常に真状態にセツトさ
れている。フリツプフロツプ119のQ出力が真
である時、線127に出るその出力は虚偽であ
り、オア・ゲート121に対する1つの入力が不
作動になる。オア・ゲート121の他方の入力は
解読器86から線124を介して来るパルス幅レ
ジスタ85の高位状態である。この線が真である
時、オア・ゲート121の出力が真となり、線9
7からアンド・ゲート92に入る入力が引続いて
ゲート92を付能し、制御レジスタがゼロ状態以
外である時に制御レジスタ83を計数させること
が出来るようにする。
他方、フリツプフロツプ119が真であつてパ
ルス幅レジスタ83が高位計数状態ではない時、
例えばパルス幅レジスタが1023状態からセロ状態
に移つたばかりである時、線124の出力が虚偽
になり、線127の出力も虚偽になり、この結
果ゲート92が不作動にされ、それ以後の制御レ
ジスタ83の計数が停止される。この為、滴が検
出された後、パルス幅レジスタ85がゼロまで計
数した時に制御レジスタ83がオフ状態にゲート
される。
こうして一旦制御レジスタ83がオフ状態にゲ
ートされると、それ以後の制御レジスタの計数
は、パルス幅レジスタ85が高位範囲512−1023
まで計数するか、或いはフリツプフロツプ119
が虚偽状態にセツトされて、線127の出力が
真になるまで、再開されない。フリツプフロツプ
119のK入力が、パルス幅レジスタの解読器8
6の線129に出る「20」出力によつてセツトさ
れることが判る。この為、パルス幅レジスタ85
が20まで計数した時、フリツプフロツプ119
のK入力がセツトされ、次のCLKパルスで、パ
ルス幅レジスタが21状態に計数すると共に、フリ
ツプフロツプ119がリセツトされ、線127の
その出力が真になる。この為、パルス幅レジス
タ85を22状態へ計数させる次のCLKパルス
で、再びオア・ゲート121からの真の出力によ
つて付能された制御レジスタ83がCLKパルス
をも受取り、計数を行なう。この結果、制御レジ
スタ83では、パルス幅レジスタ85に対して21
カウントが抑圧されるが、これは制御レジスタに
対してパルス幅レジスタを21カウントだけ増数す
ることに相当する。この点で、両方のレジスタ8
3,85が、制御レジスタ83が再びゼロになる
まで動作を続け、制御レジスタ83がゼロになる
と、両方のレジスタが停止する。次のDRZパルス
を受取ると、制御レジスタ83が再び計数を開始
し、その後、前述の如く、2カウント遅れてパル
ス幅レジスタ85が計数を開始する。
走査形制御レジスタ83及びパルス幅レジスタ
85を相対的に増数並びに減数させる態様、並び
にDRZパルス及び滴の検出によつて計数サイクル
が開始されることを説明したので、次に幾つかの
典型的な場合を考える。先づ、計数サイクルの合
間に滴が検出された例を考える。即ち、両方のレ
ジスタ83,85が停止し、次の計数サイクルを
開始するのにDRZパルスを待つている時に滴が検
出された場合である。その後、パルス幅レジスタ
85が種々の異なる出発状態にある他の場合を考
える。更に、計数サイクルが実際に進行している
間に滴が検出された場合、制御レジスタ83とパ
ルス幅レジスタ85とが種々の相対的な状態にあ
る場合を考える。第6a図乃至第6c図は、計数
サイクルの合間に滴が検出された場合を示してお
り、第6d図乃至第6g図は計数サイクル中に滴
が検出された場合を示す。
第6a図は制御レジスタ83及びパルス・レジ
スタ85の相対的な状態を示す表であり、更にフ
リツプフロツプ118,119の状態をも示して
いる。今の場合、前のサイクルで制御レジスタが
0、パルス幅レジスタ85が18のカウントで各レ
ジスタが停止している。この後、滴が検出され、
直ちにフリツプフロツプ118を真状態にセツト
する。その後、DRZパルスが発生し、計数サイク
ルを開始する。この為、表の最初の行に示す状態
は、滴が発生した次の計数サイクルの初めに於け
る出発状態である。
パルス幅レジスタ85は制御レジスタ83が計
数する2個のパルスの間禁止され、この為制御レ
ジスタが2から3へ計数する時、18から19にしか
計数しない。パルス幅レジスタの解読器86の
512−1023の高位出力から線124に出る虚偽の
出力がフリツプフロツプ119の入力ゲート12
0を不作動にする為、通常虚偽のフリツプフロツ
プ119は虚偽状態にどヾまる。
パルス幅レジスタ83が512まで計数する時ま
で、レジスタ83,85が計数する際、両方のフ
リツプフロツプ118,119は変わらない。パ
ルス幅レジスタ85がこのカウントになると、線
124が真になり、ゲート120が付能され、フ
リツプフロツプ119のJ入力がセツトされるの
で、パルス幅レジスタ85を513へ計数させる次
のCLKパルスで、フリツプフロツプ119が真
状態にセツトされる。これによつて線127に出
るフリツプフロツプ119の出力が不作動にな
り、これに代つて解読器86から線124に出る
出力が真になる為、制御レジスタ83は計数を続
けることが出来る。パルス幅レジスタ85を514
状能へ計数させる次のCLKパルスで、滴検出フ
リツプフロツプ118がリセツトされる。そのK
入力はフリツプフロツプ119から線125を介
して送られるQ出力によつて既にセツトされてい
る。
この後、両方のレジスタ83,85は、パルス
幅レジスタがゼロ状態になる時まで、連続的に計
数し、そうなつた時、解読器86の512−1023出
力線124が虚偽になる。線127に出るフリツ
プフロツプ119の出力も虚偽である(フリツ
プフロツプ119は既に真状態にセツトされてい
る)から、オア・ゲート121に対する両方の入
力が虚偽となり、この為、制御レジスタ83は
1008のカウントでオフ状態にゲートされる。
パルス幅レジスタ85が20状態まで計数した
時、フリツプフロツプ119のK入力がセツトさ
れ、レジスタ85が21に計数した時、CLKパル
スがフリツプフロツプ119をリセツトするの
で、線127の出力が真になる。この為、再び
制御レジスタ83が付能され、パルス幅レジスタ
85を22状態へ計数させるCLKパルスが制御レ
ジスタ83へも通過し、このレジスタを1009にす
る。制御レジスタ83がゼロになるまで、両方の
フリツプフロツプ118,119が虚偽の状態
で、両方のレジスタが計数を続け、制御レジスタ
83がゼロになると、パルス幅レジスタ85のカ
ウントが37の状態で計数サイクルが終了する。パ
ルス幅レジスタ85は18のカウントから始まつた
から、相対的に19カウントだけ増えたことにな
り、これは滴の検出による19カウントの増加並び
に各々の計数サイクル中に起る通常の2カウント
の減少の両方を含む。
第6b図は前の計数サイクルが完了し、図示の
計数サイクルが開始する時、パルス幅レジスタ8
5の状態が512である場合を示す。この場合、フ
リツプフロツプ118が滴が検出された時に直ち
に真状態にセツトされており、解読器86の512
−1023出力線が線124を介してアンド・ゲート
120に真の出力を供給するから、次のCLKパ
ルスでフリツプフロツプ119が真状態にセツト
され、その後のCLKパルスでフリツプフロツプ
118がリセツトされる。これはいづれも次の計
数サイクルを開始するDRZパルスより前に起る。
この為、計数サイクルは制御レジスタ83がゼロ
状態にあり、パルス幅レジスタ85が512状態で
あり、フリツプフロツプ119が真でフリツプフ
ロツプ118が虚偽の状態にある時に開始する。
パルス幅レジスタ85が最終的にゼロまで計数
すると、オア・ゲート121の出力が再び虚偽に
なつて、パルス幅レジスタが20まで計数するま
で、(第6a図に示す場合と同じく)制御レジス
タ83をオフにゲートする。パルス幅レジスタ8
5がカウント20からカウント21になる時、フリツ
プフロツプ119がリセツトされ、線127のそ
の出力が真になり、この為、制御レジスタ83
が付能される。パルス幅レジスタ85が次の
CLKパルスで22状態になり、制御レジスタが515
状態になるので、計数サイクルの残りの部分の
間、両方の計数器が連続的に計数する。両方のレ
ジスタの計数は制御レジスタ83がゼロになるま
で進められ、この時パルス幅レジスタ85のカウ
ントは531になる。即ち、やはり512の出発時のカ
ウントより19カウント多い。
第6c図は前の計数サイクルが終り、現在の計
数サイクルが始まる時のパルス幅レジスタの状態
が1023である場合を示す。第6b図に示したのと
同じ理由で、フリツプフロツプ119は真状態に
セツトされていて、フリツプフロツプ118は虚
偽状態にリセツトされている。パルス幅レジスタ
85がやはり2カウントの間禁止され、その後、
制御レジスタ83が3状態へ計数する時、パルス
幅レジスタがオーバーフローしてゼロになり、こ
の為、制御レジスタが21カウントの間オフにな
る。
パルス幅レジスタ85が22になると、この状態
について前に説明したように再び付能されている
制御レジスタ83が4状態に進む。制御レジスタ
83がゼロになるまで、再び計数が続けられ、こ
うして計数サイクルが終了する。
第6c図で、パルス幅レジスタ85が計数サイ
クル中に2回目にゼロ状態を通過する時、制御レ
ジスタ83にオフにゲートしないことが認められ
よう。これは、パルス幅レジスタの2回目のオー
バーフローの時、フリツプフロツプ119が虚偽
であり、その虚線127からオア・ゲート121
へ行く真の出力が引続いて制御レジスタ83を
付能するからである。計数サイクルの終りに、パ
ルス幅レジスタ85のカウントは18であり、これ
はやはり1023の出発時の状態より19カウント多
い。
第6d図は、計数サイクル中、制御レジスタ8
3が1状態にあり、パルス幅レジスタ85がカウ
ント18である時に滴が発生した場合を示す。滴が
検出されると、直ちにフリツプフロツプ118が
真状態にセツトされるが、パルス幅レジスタの解
読器86の512−1023出力線が虚偽であるから、
パルス幅レジスタが512になるまで、フリツプフ
ロツプ119は虚偽状態にとヾまらなければなら
い。比較すれば、第6d図の場合は本質的に第6
a図について述べた場合と同じであることが明ら
かになろう。
第6e図は、制御レジスタが1状態にあつて、
パルス幅レジスタ85が512カウントで既に高位
の桁の動作に入つている時に滴が検出された場合
を示す。この時、滴が検出されると、直ちにフリ
ツプフロツプ118が真状態にセツトされ、線1
23を介してこの状態が直ちにアンド・ゲート1
20を通過させられ、フリツプフロツプ119の
J入力をセツトする。制御レジスタ83を1から
2へ進める次のCLKパルスで、フリツプフロツ
プ119が真状態にセツトされる。その後の
CLKパルスで、滴検出フリツプフロツプ118
がリセツトされる。この場合も、制御レジスタ8
3は増数計数させられるが、パルス幅レジスタ8
5は2カウントの間禁止される。この後、計数サ
イクルは第6b図について述べた場合と全く同じ
に進行する。
第6f図は、計数サイクル中、制御レジスタ8
3がずつと高い500カウントにあつて、パルス幅
レジスタが15カウントにある時に滴が検出された
場合を示す。この場合も、フリツプフロツプ11
8は直ちに真状態にセツトされるが、パルス幅レ
ジスタが512になるまで、フリツプフロツプ11
9は虚偽状態にとヾまり、パルス幅レジスタが
513になる時、フリツプフロツプ119が真状態
にセツトされる。次のCLKパルスで、フリツプ
フロツプ119の真の出力がフリツプフロツプ1
18を虚偽状態にリセツトする。
この後、制御レジスタがゼロになるまで両方の
レジスタが増数計数し、ゼロになつた時、両方の
レジスタが停止し、別の計数サイクルを開始する
には次のDRZパルスを待たなければならない。第
6f図に示した計数状態から、上に述べた状態で
は、滴の検出に応答するパルス幅レジスタの増数
が、滴が実際に検出されたのと同じ計数サイクル
では行なわれず、次の計数サイクルまで遅らされ
ることが判る。次のDRZパルスが次の計数サイク
ルを開始するが、これはパルス幅レジスタ85を
2カウントだけ禁止し、前に第6b図について説
明したように、パルス幅レジスタを21カウント増
数する。第6f図で、パルス幅レジスタ85が
558のカウントで停止することに注意されたい。
このカウントも、計数サイクルの初めに於ける
539の状態より19カウント多い。
第6g図は、制御レジスタ83が比較的高い
600のカウントにあり、パルス幅レジスタ85が
比較的小さい15のカウントにある時に滴を受取つ
た場合を示す。第6g図と前に説明した第6f図
との主な違いは、パルス幅レジスタ85が512の
高位カウントに達する前に、制御レジスタ83が
オーバーフローしてゼロ状態になることである。
第6g図では、実際に滴が検出された計数サイ
クルは、パルス幅レジスタ85を何等増数せずに
完了する。第6f図の場合と同じく、次の計数サ
イクルまで、21カウントの増数が遅らされる。
次の計数サイクルがDRZパルスで始まり、制御
レジスタ83はゼロ状態にあり、パルス幅レジス
タは439の状態にある。フリツプフロツプ118
は滴の検出によつて真状態にセツトされている
が、パルス幅レジスタ83が512まで計数するま
で、フリツプフロツプ119は虚偽状態にとヾま
る。制御レジスタ83が増数計数させられる時、
パルス幅レジスタ83はやはり2カウントだけ禁
止され、パルス幅レジスタがゼロ状態にオーバー
フローすると、制御レジスタが21カウント禁止さ
れるが、これは第6a図について前に説明した通
りである。パルス幅レジスタ85の最終カウント
が458であるが、前に完了した計数サイクルの初
めに於ける初期カウント状態が439であり、所望
の通り、正味19カウント増えたことが判る。
通常、制御装置形の動作様式では、滴は規則的
な間隔で発生する。然し、ポンプ形動作様式で
は、ポンプのカム従動体の間に捕捉される液体の
塊が一層大きい為、バースト状の滴を受取ること
がある。前の滴を完全に始末しない内に2番目の
滴が発生した場合、この発明の装置が2番目の滴
を無視することを示すことが出来る。例えば、フ
リツプフロツプ118が真状態にセツトされ且つ
フリツプフロツプ119がまだ虚偽状態である場
合、滴検出フリツプフロツプ118が既にセツト
されているから、2番目の滴はこのフリツプフロ
ツプに対して全く何の影響もない。滴検出フリツ
プフロツプが虚偽であり且つフリツプフロツプ1
19が既に真である場合、滴検出フリツプフロツ
プ118は2番目の滴によつて直ちに再びセツト
されるが、フリツプフロツプ119の真状態が滴
検出フリツプフロツプのK入力に入つている為、
次のCLKパルスで再び虚偽状態にリセツトされ
る。
或る種の電気機械的な出力制御装置、特にパル
ス幅が非常に狭い入力に対して適正に応答し得る
出力制御装置では、この発明の装置は負のパルス
幅に相当するものをパルス幅レジスタ85に貯蔵
して処理することにより、警報状態に入らずに、
拡大された低レベルの動作方式で正常に作用し得
る。図示のこの発明の実施例では、ポンプ様式で
動作する装置の場合に、この種の動作が可能であ
る。
負のパルス幅の状態は、通常の低レベルの動作
で、発生されるパルス幅が極めて狭く、その為、
滴を検出した時にパルス幅レジスタ85をそれ以
上増数すると、パルス幅レジスタがオーバーフロ
ーし、再び計数が開始されるような場合に起り得
る。パルス幅レジスタのカウントのオーバーフロ
ーはパルス幅のアンダーフロー、即ち負のパルス
幅に相当し、これは非常に幅の狭い出力パルス
(パルス幅レジスタのカウントが大きい)から非
常に幅の広い出力パルス(パルス幅レジスタのカ
ウントが非常に小さい)に突然切換わることとな
つて現われる。
装置が正常の流体の流れを生ずるように動作し
ていると仮定すると、即ち、警報状態を発生する
ような流れの状態ではないと仮定すると、パルス
幅レジスタ85に於ける負のパルス幅の状態は一
過性であつて、1計数サイクルあたり2カウント
ずつ相次いで減数すると、パルス幅レジスタがア
ンダーフローとなり、負のパルス幅の領域から脱
出し、こうしてパルス幅レジスタの高いカウント
状態となつて現われる通常の幅の狭い出力パルス
を発生する状態に戻る。
見掛けの負のパルス幅で装置が動作する際、こ
れから説明するように警報装置が出力を発生し
(但し警報状態には入らない)、記憶装置が引続い
て正常に作用し得るようにしながら、線72に通
常現われる装置の出力パルスをオフにゲートす
る。パルス幅レジスタが負のパルス幅の状態でこ
のように動作し得ることにより、デイジタル記憶
装置にあるレジスタのカウント容量を拡大せず
に、動作範囲を拡げることが出来る。
次に負のパルス幅の状態での装置の動作を説明
する為、第7図及び第8図について説明する。
第7a図は歩進モータ駆動器71に対する線7
0の典型的な出力パルスを示す。第7b図はポン
プの歩進モータを付勢する為に送られる対応する
駆動パルスを示しており、第7a図の出力パルス
に対するモータの応答が殆んど瞬時的であり、見
掛けの機械的な慣性はごく少ないことが判る。
第8a図はどちらかと云えば幅の狭い記憶装置
のパルスを示しており、これを実線で示してある
が、第8b図は記憶装置のパルス期間内に発生さ
れる1個のモータ駆動パルスを示しており、やは
りモータの応答に殆んど遅延がないことが示され
ている。
第8a図の破線は滴が発生した後の次の計数サ
イクルの間、パルス幅レジスタ85を21カウント
増数すると共に2カウント減数することにより、
パルス幅が更に減少することを示している。第8
a図の初期パルス幅が極めて狭いと仮定している
から、次の計数サイクルで19カウントだけ正味増
加することにより、負のパルス幅になり、これが
第8c図にパルス幅レジスタ85のオーバーフロ
ーによる極めて幅の広い記憶装置パルスとして示
されている。
第8d図は、以下説明するように、パルス幅レ
ジスタが負の領域で動作している時には、何時で
も線70の出力パルスがオフ状態にゲートされる
ので、モータに対する出力パルスがないことを示
している。
第9a図は制御装置形の場合の線73の出力パ
ルスを示す。第9b図は対応する制御機構の応答
を示しており、このような装置に伴う機械的な慣
性の典型的な影響を例示している。
第10a図は制御装置形の動作様式の時に発生
される非常に幅の狭い記憶装置パルスを示してい
る。第10b図は、装置が負のパルス幅の領域で
動作しているのではないけれども、記憶装置のパ
ルス幅より大きな遅延を導入する機械的な慣性の
為、制御装置からの機械的な出力がないことを例
示している。
次に全体的な装置の始動段階の動作を説明す
る。前に述べたように、始動段階の動作に於ける
主な違いは、各々の計数サイクルでパルス幅レジ
スタ83のパルス幅を2カウントだけ変える代り
に、最初の2滴を受取るまで、各々の計数サイク
ルでパルス幅レジスタを9カウント減数する。こ
の後、装置が正常の動作に切換わり、1計数サイ
クルあたり2カウントだけパルス幅レジスタ83
を減数する。更に、始動段階の進行中にのみ、出
力パルス速度が初期調節に最も適した所定の速度
に内部で一時的に設定される。
装置が初めて始動する時、スイツチを入れた初
期設定であつても或いは警報状態の間であつて
も、全てのフリツプフロツプ及びレジスタは強制
的に特定の状態をとらされる。両方のレジスタ8
3,85は線133,135を介して夫々ゼロに
リセツトされる。フリツプフロツプ118,11
9が線136を介してリセツトされ、フリツプフ
ロツプ98が線137を介してリセツトされ、始
動フリツプフロツプ114が線138により、真
状態にセツトされる。更に、始動装置の一部分で
あるフリツプフロツプ140が線141を介して
リセツトされる。フリツプフロツプ140の目的
は、始動動作段階で最初の滴を受取つたことを記
録することである。
第4c図について簡単に説明すると、装置のス
イツチを初めて入れた時、スイツチ・オン初期設
定回路144が直ちに警報フリツプフロツプ14
5の入力をセツトし、この為線146に出るフリ
ツプフロツプ145をQ出力が真になり、全ての
フリツプフロツプ及びレジスタを始動状態にとつ
て適切なようにセツト並びにリセツトすることが
出来る。次に始動スイツチ147を閉じると、フ
リツプフロツプ145のK入力がセツトされ、こ
の為、線148から来る次のCLKパルスで、フ
リツプフロツプ145が虚偽になる。
最初のDRZパルスにより制御レジスタ83が始
動し、普通のように計数する。パルス幅レジスタ
85では初期カウントが禁止される。然し、始動
フリツプフロツプ114が真状態にセツトされて
いるから、ゲート106が不作動になり、この時
ゲート105が付能される。この結果、解読器8
4から来る制御レジスタ83の1状態ではなく8
状態を利用して、フリツプフロツプ98のK入力
をセツトし、この為、各々の計数サイクルの間、
制御レジスタに対して2カウント減数される代り
に、今度はパルス幅レジスタ85が各計数サイク
ルの間9カウント減数される。この始動段階を終
了させるには、始動フリツプフロツプ114をリ
セツトしなければならない。後の説明から明らか
になるが、これは2個の滴が検出された後にのみ
行なわれる。
滴が検出されると、フリツプフロツプ118が
直ちに真状態にセツトされ、これが正常の動作に
ついて前に述べたようにフリツプフロツプ119
を真状態にセツトする。フリツプフロツプ119
のQ出力が線125を介して送られてフリツプフ
ロツプ118をリセツトするだけでなく、線15
1と介して1対のアンド・ゲート153,154
の各々に対する入力としても送られる。アンド・
ゲート153に対する他方の入力は、線155を
介して来る解読器86からのパルス幅レジスタの
ゼロ状態と、線156を介して来る始動フリツプ
フロツプ114のQ出力とである。この為、装置
が始動段階にあり、滴を受取り、パルス幅レジス
タ85が0まで計数した時にだけ、ゲート153
が付能される。この為、最初の滴が検出され、パ
ルス幅レジスタがゼロを通過する時、ゲート15
3の出力がフリツプフロツプ140のJ入力をセ
ツトし、この為、次のCLKパルスでフリツプフ
ロツプ140が真状態にセツトされる。
パルス幅レジスタ85の計数が20を通過する
時、フリツプフロツプ119がリセツトされ、線
151の真の出力が消え、この為、ゲート153
が不作動にされる。2番目の滴が検出されてフリ
ツプフロツプ119が再び真状態にセツトされる
まで、始動装置ではこれ以上何も起らない。2番
目の滴が検出されると、パルス幅レジスタ85の
計数がゼロを通過する時、線161に出るアン
ド・ゲート154の出力が真になる。これは、こ
の時、線151,158からゲート154に入る
両方の入力で真であり、線159から来るフリツ
プフロツプ140のQ出力も(最初の滴が検出さ
れた計数サイクルから)真であつて、アンド・ゲ
ート154に3番目の付能入力を供給するからで
ある。アンド・ゲート154が付能されると、そ
の真の出力がフリツプフロツプ140及び始動フ
リツプフロツプ114を次のCLKパルスでリセ
ツトする。この結果、フリツプフロツプ114か
ら真の出力が出て、ゲート105を不作動にす
ると共にゲート106を付能し、この為装置は始
動段階を脱し、正常の動作に戻り、各計数サイク
ルの間、パルス幅レジスタ83を2カウントだけ
減数する。
始動段階の間、始動フリツプフロツプ114の
Q出力の真の状態が線157を介して速度掛算器
42(第4a図)に送られ、速度選択スイツチ4
2aを一時的に無効にすると共に、内部的にパル
ス発生装置をパルス幅の初期調節に最も適した予
定のパルス速度にする。この構成により、パルス
幅が、全体的な装置のループ利得を考えて、遅す
ぎも早すぎもしない初期パルス速度に調節され
る。始動段階が終了すると、フリツプフロツプ1
14のQ出力が虚偽になり、速度選択スイツチ4
2aが速度掛算器42に対する正常の速度制御作
用を持つ。
始動段階の間、線157の入力が正常の速度選
択スイツチの入力をオフにし、所定の始動段階の
速度設定値をゲートすることは当業者に明らかで
あろう。この特定のゲートは種々の普通の論理装
置で構成することが出来るが、簡単の為、省略し
た。
次に出力パルス制御装置について説明する。装
置を最初に線163を介して初期設定した時、通
常リセツトされている出力パルス制御フリツプフ
ロツプ162の真の出力により、線72に出力パ
ルスが発生される。
フリツプフロツプ162のJ入力がアンド・ゲ
ート165の制御の下にあり、このアンド・ゲー
トが3つの入力を有する。ゲート165に対する
線166の1つの入力はDRZ信号である。夫々線
167,168から入るアンド・ゲート165の
他の2つの入力は、通常は真であるが、不作動に
することが出来る線であり、線167及び168
の入力は後で説明する警報装置から来る。従つ
て、正常な状態では、線166にDRZパルスが現
われる度に、フリツプフロツプ162のJ入力が
セツトされ、次のCLKパルスでフリツプフロツ
プ162が真になる。これにより、線70(ポン
プ様式の場合)又は線73(制御装置の様式の場
合)に装置からの出力パルスが開始される。
出力制御装置に対する出力パルスを終了するに
は、フリツプフロツプ162をリセツトする他な
い。フリツプフロツプ162のK入力が2入力を
持つオア・ゲート170によつて制御される。そ
の一方の入力は線171から入り、解読器86か
ら来るパルス幅レジスタ85のゼロ状態を表わ
し、線172の他方の入力はオア・ゲート51の
出力に出るデユーテイ・サイクル制限信号であ
る。
この為、線72の各々の出力パルスはDRZパル
スによつて開始され、パルス幅レジスタ85がゼ
ロ状態にオーバーフローする時には、何時でもパ
ルスが終了し、こうして出力パルスのパルス幅が
決められる。他方、デユーテイ・サイクルの制限
をこえるパルス幅が要求される場合、パルス幅レ
ジスタ85がオーバーフローする前に、線172
が真になり、フリツプフロツプ162のK入力を
セツトする。次のCLKパルスで、フリツプフロ
ツプ162がリセツトされて線72の出力パルス
が終了させると共に、全体的な装置からの機械的
な出力に瞬時的な制約を加える。
出力パルス線70,73が、利用される特定の
電気機械的な出力制御装置を直接的に駆動するも
のとして図示してあるが、特定の機械的な出力の
特性に応じて、出力パルスによつて実際に付勢す
る前に、適当な遅延を導入するのが必要になるこ
ともある。例えば、ポンプ様式では、ポンプのモ
ータが出力パルスの間は通常遮断されている。こ
の為、出力制御信号によつて歩進モータ駆動器7
1を直ちに付能する代りに、クロツク・パルス数
個の遅延を導入し、歩進モータ・パルスを実際に
印加出来るようにする前に、モータに対する電力
信号が一杯のレベルになれるようにする。この
為、全体的な装置の面図には実際に示してない
が、必要とする場合、適当なワンシヨツト等によ
り、任意の適当な方法で数ミリ秒の遅延を好便に
導入することが出来る。
次に警報装置について説明する。アンド・ゲー
ト175が高レベル警報、即ち、幅の広すぎる出
力パルスの要求に対する警報応答を制御する。ア
ンド・ゲート175に対する1つの入力が線17
6のDRZパルスであり、これはことごとくの計数
サイクル並びに出力制御装置に対することごとく
の出力パルスをも開始させる。この為、アンド・
ゲート175はDRZパルスの1クロツク周期の間
だけ付能することが出来、この為、DRZパルスが
ゲート175の入力に現われる度に、装置はこの
ゲートに対する他の入力線の状態が試験される。
ゲート175に対する他の3つの入力線全部が真
であれば、この時、ゲート175から出力が出
て、これがオア・ゲート180を通過して警報フ
リツプフロツプ145をセツトし、これが次の
CLKパルスで真になつて警報表示装置181を
付勢する。
線177から入るゲート175への2番目の入
力はフリツプフロツプ180の出力であり、こ
の為ゲートの入力線177が真になる為には、フ
リツプフロツプ182がリセツト状態になければ
ならない。線178から入るゲート175への3
番目の入力はパルス幅レジスタの解読器86の
768−1023出力であり、これはパルス幅レジスタ
85がその上側計数範囲の最後の25%(非常に幅
の狭いパルス幅であることを表わす)にある時に
だけ真である。線179から入るゲート175へ
の4番目の入力はフリツプフロツプ183の出
力であり、この為、フリツプフロツプ182の場
合と同じく、ゲート175を付能するには、フリ
ツプフロツプ183も虚偽でなければならない。
DRZパルスが発生する時にフリツプフロツプ1
83が虚偽になり得る唯一の時は、前の計数サイ
クルでフリツプフロツプ183がリセツトされて
いる場合である。フリツプフロツプ183はこと
ごとくのDRZパルスの後にセツト又はリセツトさ
れ、この為、ことごとくの計数サイクルの初めに
フリツプフロツプ183が試験される。フリツプ
フロツプ183のJ入力が入力アンド・ゲート1
85によつて制御され、フリツプフロツプ183
のK入力が入力アンド・ゲート186によつて制
御される。この各々のゲートが線187を介して
RZパルスを入力として受取る。
線190から入るゲート185への2番目の入
力は解読器86から来るパルス幅レジスタ85の
512−1023の高位フリツプフロツプ出力である。
線190の同じ出力が反転され、ゲート186に
対する2番目の入力として送られる。従つて、パ
ルス幅レジスタ85が前の計数サイクルで高カウ
ント状態で停止すると、次のDRZパルスでゲート
185が付能されて、その次のCLKパルスでフ
リツプフロツプ183を真状態にセツトする。こ
れに対してパルス幅レジスタ85が512より低い
カウントで前の計数サイクルを終つた場合、ゲー
ト186が次のDRZパルスで真になり、フリツプ
フロツプ183をリセツトする。
従つて、前の計数サイクルで非常に幅の広いパ
ルス出力が発生された場合(パルス幅レジスタ8
5のカウントが小さいことによつて表わされ
る)、次の計数サイクルではフリツプフロツプ1
83がリセツトされ、その出力が真になる。こ
れと対照的に、前の計数サイクルでパルスの幅が
狭いと(パルス幅レジスタのカウントが512又は
それ以上であると)、フリツプフロツプ183が
セツトされ、そのQ出力が真になる。従つて、フ
リツプフロツプ183は直ぐ前の計数サイクルの
パルスが幅の広いパルスであつたか幅の狭いパル
スであつたかを記憶し、この目的の為、警報装置
全体にわたつて利用される。
計数サイクル毎に出力パルスが段々長くなると
仮定すると、フリツプフロツプ183各々の計数
サイクルで同様にリセツトされ、その出力を真
に保つ。パルス幅レジスタ85が丁度アンダーフ
ローするような計数サイクルに最終的に達した
時、解読器86からの768−1023出力線が線17
8を介して真の出力のアンド・ゲート175に供
給する。これは或る計数サイクルで非常の幅の広
い出力パルスに直ぐ続いて、次の計数サイクルで
は極めて幅の狭い出力パルスが出る状態を表わ
し、パルス幅レジスタ85がアンダーフローとし
ことを表わす。
長い出力パルスが発生する度にフリツプフロツ
プ183がリセツトされるから、これは前の計数
サイクルから依然としてリセツトされており、
768−1023出力線が真であり、フリツプフロツプ
182の出力も真であれば、アンド・ゲート1
75が付能される。このフリツプフロツプ182
は、装置のスイツチを入れた時にリセツトされ、
その為通常は虚偽であり、従つて、線177のそ
の出力も通常は真である。この為、幅の広いパ
ルスに続いて極めて幅の狭いパルスが来る時、何
時でもアンド・ゲート175が付能され、装置が
高レベル警報状態に入ることが判る。
後の説明から明らかになるが、フリツプフロツ
プ182の作用は、非常に幅の狭いパルスの後に
必常に幅の広いパルス幅が発生されたこと、並び
にポンプがパルス幅レジスタ85の負のパルス幅
の領域で正常で動作し得る為、まだ低レベル警報
状態に入らないことが望まれることを(ポンプ動
作様式で)記憶することがある。
アンド・ゲート195が制御装置低レベル警報
をセツトする。線196から入るゲート195の
1つの入力が、各計数サイクルの初めのDRZ信号
である。線197から入る2番目の入力がフリツ
プフロツプ183のQ出力(前の計数サイクルの
出力パルスが比較的短いことを表わす)である。
線198から入る3番目の入力がパルス幅レジス
タの解読器86からの0−255状態であり、現在
要求されているパルスが非常に長いパルス期間で
あることを表わす。線199からゲート195に
入る4番目の入力は、制御装置様式で動作するよ
うに、装置がジヤンパ線53(第4a図)によつ
て設定されていることを表わす。線201からゲ
ート195に入る5番目の入力は始動フリツプフ
ロツプ114の出力であり、線201で真であ
る時、これは装置が始動段階ではないことを表わ
す。これにより、始動段階の間、制御装置は警報
状態にならない。これは、装置は極めて幅の狭い
パルスで始動するのが普通だからである(両方の
レジスタが最初はゼロにリセツトされている)。
この為、アンド・ゲート195に対する入力線
199,201は正常の動作(始動段階以外)で
は常に真である。この為、直ぐ前の計数サイクル
の非常に幅の狭いパルスに続いて極めて幅の広い
パルス(パルス幅レジスタのカウントが255又は
それ以下)が来る時には、何時でもアンド・ゲー
ト195が付能されて、次のDRZパルスを通し、
こうしてアンド・ゲート180を介して制御装置
低レベル警報をトリガし、警報フリツプフロツプ
145をセツトする。
幅の狭いパルスから極めて幅の広いパルスへの
移り変わりは、パルス幅レジスタがアンダーフロ
ーしたことを示す。つまり、これは制御装置形の
様式では、この発明の装置がそれ以上流体の流れ
を停止する位に幅の狭いパルスを発生することが
出来ないこと、例えばIV制御装置が供給管を締
切ることが出来ないか、或いは漏れが存在し、こ
の為警報状態に入るのが望ましいことを表わす。
ポンプ低レベル警報がアンド・ゲート204に
よつて制御される。ポンプ低レベル警報は、単に
パルス幅レジスタ83のアンダーフロー(負のパ
ルス幅)によつてはトリガされない。それと云う
のも、ポンプ様式ではこう云うことも正常の動作
であることがあるからである。ポンプ低レベル警
報は、ポンプ動作様式で要求されるパルス幅が25
%の負のパルス幅条件をこえた時、即ち、実際の
パルス幅が前の計数サイクルの75%より多い値か
ら現在の計数サイクルの最大のパルス幅の26%未
満までになつた時にトリガしようとするものであ
る。「見掛けのパルス幅」と云う言葉を使うの
は、後の説明から明らかになるが、パルス幅レジ
スタ85が負の領域にある時には、出力制御装置
(歩進モータ駆動器71)に対する実際の出力パ
ルスがオフ状態にゲートされるからである。
ポンプ低レベル警報の警報状態の順序は、非常
に幅の狭いパルスに続いて、非常に幅の広いパル
ス(パルス幅レジスタ85が負の領域にアンダー
フロー)が続き、それに直ぐ続いて、その非常に
幅の広いパルス幅が、最大パルス幅の75%の直ぐ
下のパルス幅に減少することである。本質的に
は、これは制御装置低レベル警報と非常によく似
ているが、低レベルの境界がパルス幅レジスタの
ゼロ・レベルではなく、パルス幅レジスタの−25
%の所にある点が異なり、この為、ポンプ動作様
式では動作範囲が拡げられる。
前述の状態でポンプ低レベル警報に入る理由
は、ポンプの正常動作の一部分として、パルス幅
レジスタ85を負の領域に一時的に駆動するよう
なバースト状の滴がポンプから起り得るからであ
る。然し、このような正常動作では、ポンプがパ
ルス幅レジスタの正の範囲内にある幅の狭いパル
ス幅に徐々に復帰する。これに対して、パルス幅
レジスタ85を絶えず増数し、見掛け上、尚更大
きな負のパルス幅を要求する滴が多くなれば、こ
れは、ポンプからの機械的な出力がなくても(パ
ルス幅レジスタが負の領域にある時にはモータが
オフ状態にゲートされている)、更に滴流が発生
されることを表わしており、警報状態にすべきで
ある。
フリツプフロツプ182は、制御装置動作様式
で低レベル警報をトリガするのと同じ状態によつ
てセツトされる。この点、フリツプフロツプ18
2のJ入力がアンド・ゲート205によつて制御
される。このアンド・ゲートは、フリツプフロツ
プ183のQ出力を線206を介して受取ると共
に、パルス幅レジスタの解読器86の0−255出
力を線207を介して2番目の入力として受取
る。線208からアンド・ゲート205に入る3
番目の入力はDRZ信号である。
従つて、前の計数サイクルで非常に幅の狭いパ
ルス幅があつた場合、フリツプフロツプ183の
Q出力が真である。更に次の計数サイクルで非常
に幅の広いパルス幅が要求される場合、パルス幅
レジスタ85の解読器の0−255出力線も真にな
り、この為、次のDRZパルスで、ゲート205が
付能され、フリツプフロツプ182のJ入力がセ
ツトされ、その次のCLKパルスで、フリツプフ
ロツプ182のQ出力が線209で真になつてゲ
ート204に送られる。
ゲート205の真の出力は線210、インバー
タ212(第4a図)を介して線168に虚偽の
出力を発生するようにも供給され、出力パルス制
御フリツプフロツプ162のJ入力を制御する入
力アンド・ゲート165を不作動にする。この
為、パルス幅レジスタが負のパルス幅の領域で動
作し始める時には、何時でも出力パルスは出力制
御装置に送られなくなる。
アンド・ゲート214がフリツプフロツプ18
2のK入力を制御する。ゲート214に対する1
つの入力がDRZ信号であり、線215からこのゲ
ートに入る2番目の入力がパルス幅レジスタの解
読器86からの768−1023出力線である。この
為、幅の広いパルス幅が引続いて発生される限
り、ゲート214の出力は虚偽状態にとヾまる。
以上説明した所から、狭いパルス幅から非常に
広いパルス幅(負のパルス幅の領域)になつた時
には、何時でもフリツプフロツプ182がセツト
され、フリツプフロツプ182は非常に広いパル
ス幅から非常に狭いパルス幅に移る時にだけ再び
リセツトされることは明らかである。装置が非常
に広にパルス幅の領域にとヾまる限り、フリツプ
フロツプ182は真状態にセツトされたまゝでい
る。狭いパルス幅の動作に戻る際、フリツプフロ
ツプ182の出力は、次のDRZパルスが発生す
る時にまだ虚偽であり、広いパルス幅の領域に於
けるその前の動作の為、高レベル警報(線177
を介してアンド・ゲート175に対する入力)が
作動されないようにする。
ポンプ低レベル警報ゲート204に対して線2
16から加えられる別の入力は、パルス幅レジス
タ85の解読器86の256−511出力線であり、こ
れは最大パルス幅の1/2乃至3/4のパルス幅を表わ
す。
短いパルス幅に続いて非常に広いパルス幅とな
り、それが最終的に最大パルス幅の75%未満のパ
ルス幅に下がつた時にだけ、アンド・ゲート20
4が付能される。これは滴流や続き、この為、25
%をこえる負のパルス幅をこえるまで、パルス幅
が段々と絶えず減少することを表わす。つまり、
ポンプを遮断しても装置が流れを防止することが
出来ないことを意味しており、即ち警報状態を表
わす。
ポンプ低レベル警報の順序も、短いパルス幅に
続いて長いパルス幅となり、その後装置がパルス
幅を75%より低くしようとすることである。こう
云う状態では、フリツプフロツプ182が真であ
り、パルス幅レジスタがそのカウント範囲の2番
目の25%(256−511)に入つていて、線216も
真であり、次のDZパルスで、ゲート204が付
能されて警報状態をトリガする。
フリツプフロツプ182の出力は線167を
介してアンド・ゲート165(第4a図)の入力
としても送られる。通常は出力が真であるか
ら、典型的にはフリツプフロツプ162による出
力パルスの発生に影響しないが、フリツプフロツ
プ182が真状態にセツトされていて、パルス幅
レジスタ85の負の領域で動作している場合は別
である。
一旦ポンプ様式の動作がパルス幅レジスタ85
の負のパルス幅の領域に入つた時、装置は潜在的
な警報状態から脱出して、パルス幅レジスタ85
の正の領域の狭いパルス幅で動作し、過大な負の
パルス幅を要求する正しくないパルス幅順序に再
び応答出来る状態になることや出来なければなら
ない。この点、負のパルス幅を要求する一過性の
状態が消滅した時、装置は通常は非常に狭いパル
ス幅を発生すべきであり、パルス幅レジスタの解
読器86の768−1023出力線が真になり、こうし
て次のDRZパルスでゲート214を付能し、次の
CLKパルスでフリツプフロツプ182をリセツ
トすべきである。この出力状態によつて高レベル
警報(アンド・ゲート175)は付能されない。
これは、ゲート175の1つの入力であるフリツ
プフロツプ183の出力がこの時虚偽であるか
らである。
全体的な装置の初期の始動の際、フリツプフロ
ツプ182がリセツトされ、フリツプフロツプ1
83は真状態にセツトされる。この理由は、始動
の動作段階では、非常に幅の広いパルス期間で開
始されるが(パルス幅レジスタ85は0)、フリ
ツプフロツプ182,183は、仮想の前の計数
サイクルで狭いパルス幅を受取つた様子を示すよ
うに、最初にセツトされていなければならない。
この為、一番最初のDRZパルスによつてフリツプ
フロツプ182が真状態にセツトされ、ゲート1
65を不作動にし、こうして非常に幅の広いパル
スである最初のパルスが出力制御装置へ送られな
いようにする。今度は非常に幅の狭いパルスであ
る2番目の出力パルスが高レベル警報を作動しな
いようにする。これは、フリツプフロツプ182
がまだ真であつて、DRZパルスによつて2番目の
出力パルスが開始された後にのみリセツトされる
からである。模倣の短いパルス期間及び最初の幅
の広いパルス期間の順序によつても、普通は制御
装置様式では低レベル警報が作動される。然し、
始動段階の間ゲート195を不作動にする線20
1の信号によつてこれが防止される。
オア・ゲート225の真の出力によつて発明さ
れる「滴なし」警報の作用は、DRZパルスの数、
即ちデイジタル記憶装置で開始された計数サイク
ルの数を数え、所定数の計数サイクル中に滴が検
出されない場合に警報状態をトリガすることであ
る。
DRZパルスが線226を介して計数器227の
入力に送られる。この計数器は典型的には2ケの
範囲を持つ。計数器227の出力が2本の出力線
を持つ解読器228によつて解読される。一方の
出力線はDRZパルス64個のカウントを表わし、他
方の出力線はDRZパルス96個のカウントを表わ
す。滴が検出される度に、制御装置に於けるフリ
ツプフロツプ119の状態を表わす線230の真
の出力により、計数器227がリセツトされる。
前に述べたように、フリツプフロツプ119は、
適の検出に続く計数サイクルの間に真状態にセツ
トされる。
解読器228の「64」出力線がアンド・ゲート
232の1つの入力となる。このアンド・ゲート
の2番目の入力は始動フリツプフロツプ114の
出力の線233を介して受取る。この為、正常
の動作中、装置が始動段階ではない時、滴を検出
せずにDRZパルス64個のカウントを受取つた時、
ゲート232が真状態になり、こうしてオア・ゲ
ート225及び180を介して警報状態をトリガ
する。
装置がまだ始動段階で動作している時、最初の
滴を発生するのに一層多くの計数サイクルを必要
とすることがある。これは装置が非常に狭いパル
ス幅で始動するからである。この為、装置が始動
段階にある時、ゲート232が不作動にされ、滴
なし警報状態をトリガするには、解読器228の
「96」出力線を使つて、滴を検出せずに96個の計
数サイクルが発出したことを表わす。
警報装置には無動作警報も含まれており、6分
間の任意の期間にわたり、滴がないか又は装置か
らの出力パルスがない場合に作動される。
無動作警報装置はフリツプフロツプ235を含
み、これはこのフリツプフロツプを真状態にセツ
トされる度に、計数器236(典型的には2
計数器)をリセツトする。計数器236は、コン
デンサ237a及び抵抗237bで示されたパル
ス・ゲートを通じてリセツトされる。パルス・ゲ
ートが実際には微分器であつて、フリツプフロツ
プ235のQ出力レベルを受取り、それを計数器
236をリセツトし得るパルスに変換する。出力
フリツプフロツプ162(第4a図)が真になる
時には、何時でもフリツプフロツプ235が線2
38を介して真状態にセツトされる。線238の
出力が、コンデンサ239a及び抵抗239bで
構成されるパルス・ゲートにも送られ、この為、
フリツプフロツプ235をセツトするパルスは、
出力フリツプフロツプ162が虚偽状態から真状
態に移る時にだけ発生する。滴が検出される度
に、フリツプフロツプ235は滴検出器115
(第4b図)から線241を介して送られる入力
によつてリセツトされる。滴検出器115の出力
も、コンデンサ242a及び抵抗242bで構成
されたパルス・ゲートを介してフリツプフロツプ
235のリセツト入力に結合される。
出力フリツプフロツプ162から最初は出力パ
ルスが発生されたが、その後発生されなくなつた
場合、フリツプフロツプのQ出力に変化がなく、
パルス・ゲートを通るのは出力の変化だけである
から、フリツプフロツプ235のQ出力にはパル
スが出ない。同様に、滴が生じない場合、フリツ
プフロツプを再びセツトする前には、その前にフ
リツプフロツプ235をリセツトする滴が必要で
あり、リセツト状態からセツト状態に移る時にだ
けフリツプフロツプのQ出力にパルス出力が発生
されるから、フリツプフロツプ235の出力には
パルスが発生しない。
従つて、フリツプフロツプ235が出力フリツ
プフロツプ162によつてセツトされたまゝで、
滴が検出されない場合、フリツプフロツプ235
は既にセツト状態にあり、フリツプフロツプ23
5のQ出力に変化パルスが発生されず、その為、
計数器236はリセツトされない。従つて、滴並
びに出力パルスの両方が存在することが、フリツ
プフロツプ235からパルス出力を発生して計数
器236をリセツトするのに必要であることが理
解されよう。約6分間の間滴も出力パルスも発生
されない場合、計数器236は発振器245から
線246を介して増数計数させられる。解読器2
47が、計数器236が発振器245の64個のク
ロツク周期を増数計数したことを表わす出力を線
248に発生すると、オア・ゲート180の出力
により、6分間無動作警報が発生される。
各々の周期が5.6秒で64個の周期があれば、約
6分間の時間になることは明らかであろう。6分
間の期間を選んだ理由は、ポンプの圧送速度が非
常に低い場合、2個の滴の間に6分間より僅かに
短い程度の長い期間が実際にかゝることがあり、
こう云う動作状態に対して警報状態を避けたいか
らである。
操作員が誤つてゼロの滴の割合を選択した場合
にも、無動作警報がトリガされる。この状態で
は、DRZパルスが発生されず、従つて、オア・ゲ
ート225によつて監視される滴なし警報状態は
作用しない、然し、6分間の後、無動作警報がト
リガされる。
次に可視パルス幅表示装置を説明する。可視パ
ルス幅表示装置は、ポンプではなく制御装置のよ
うに、重力によつて生ずる静圧レベルに基づいて
動作する出力制御装置のみに関連して使われる。
赤灯駆動回路251及び緑灯駆動回路252が
夫々のフリツプフロツプ253,254によつて
制御される。これらのフリツプフロツプ253,
254のJ及びK入力が4つのアンド・ゲートに
よつて制御される。アンド・ゲート255がフリ
ツプフロツプ253のJ入力を制御し、このフリ
ツプフロツプのK入力がアンド・ゲート256に
よつて制御される。フリツプフロツプ254のJ
入力がアンド・ゲート258によつて制御され、
このフリツプフロツプのK入力がアンド・ゲート
257によつて制御される。
4つのアンド・ゲート255,256,25
7,258はいづれも線187からDRZ信号を1
つの入力として受取る。この為、可視パルス幅表
示装置はDRZパルスによつて開始される計数サイ
クルの初めにだけセツト又はリセツトされる。従
つて、この装置は、DRZパルスの合間に、前の
DRZパルスによつて設定されている状態を表示す
る。
この発明の装置が初めて始動する時(スイツチ
がオンになつた時)、赤灯フリツプフロツプ25
3がリセツトされるが、緑灯フリツプフロツプ2
54は線260を介して真状態にセツトされる。
この為、始動の時、緑灯が直ちに点灯する。この
初期設定の後、最後のDRZパルスが来ると、パル
ス幅レジスタ85は最初はゼロ状態に設定されて
いるので、解読器86の0−276出力線は真であ
る。この為、線262にアンド・ゲート255に
対する真の入力が発生され、これがインバータ2
64によつて発生され、線266にゲート257
に対する真の入力が発生される。この為、緑灯フ
リツプフロツプ254が最初のDRZパルスによつ
てリセツトされ、赤灯が点灯すると、緑灯が一時
的にオフに転ずる。
2番目のDRZパルスで、パルス幅レジスタ85
は前(始動段階)より9カウント少なくなり、こ
の為、解読器86の640−1023出力線が真にな
り、アンド・ゲート258が付能されると共にゲ
ート257が不作動にされ、この為フリツプフロ
ツプ254がセツトされると共に緑灯が点灯す
る。同時に、解読器86の0−766出力線が虚偽
になり、ゲート255が不作動にされると共にゲ
ート256が付能され、この為、DRZパルスがフ
リツプフロツプ253をリセツトし且つ赤灯をオ
フに転ずる。
可視パルス幅表示装置は、パルス幅が十分広く
て、解読器86の0−766出力線が再び真にな
り、ゲート255を付能して、赤灯フリツプフロ
ツプ253をセツトすると共に赤灯をオンに転ず
る時まで、緑灯がオンで赤灯がオフの状態にとど
まる。解読器86の640−1023出力線がまだ真で
あるから、緑灯フリツプフロツプ254はまだリ
セツトされていない。この状態では、赤灯及び緑
灯の両方がオンに転ずる。
パルス幅レジスタ85のカウントが640のカウ
ントより更に小さくなると、解読器86の640−
1023出力線が虚偽になり、ゲート258が不作動
にされ、ゲート257が付能され、緑灯フリツプ
フロツプ254がリセツトされて緑灯をオフに転
ずる。この時赤灯フリツプフロツプ253は真状
態にセツトされたまゝでおり、赤灯が点灯し、こ
れはパルス幅レジスタ85がゼロ・カウントにな
り、パルスの幅が非常に広くなる時まで続く。
従つて、可視パルス幅表示装置は、過度に幅の
広い又は過度に幅の狭いパルスが発生された場
合、びんを上げ下げすること等により投与装置を
調節して、出力パルス幅を制御装置にとつて最適
の動作範囲に持つて来ることが出来るように、病
院の職員が流体流れ制御装置の出力パルス幅範囲
を容易に観察出来るようにする。
この発明の新規で改良された流体流れ制御装置
は極めて正確で、信頼性があると共に使い易い。
この装置は広い範囲にわたり、滴流の割合を選択
し且つ維持する際に高いデイジタル精度を持ち、
患者に危険を及ぼすような兆候を病院側の職員に
直ぐに知らせることが出来る。装置の試験並びに
較正は著しく簡単になり、単にクロツク40を検
査することによつて行なうことが出来る。従つ
て、この発明の装置は、人間が流量を監視して調
節する場合の時間の無駄並びに間違いを最小限に
抑え、著しく経済性を高め、種々の異なる機械的
な出力制御装置に対して1個の装置を適応させる
ことが出来るようにすると共に、従来の自動制御
装置に較べて信頼性、安定性並びに精度を高め
る。
以上の説明から、この発明の特定の形式を図示
し且つ説明したが、この発明の範囲内で種々の変
更が可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の流体流れ制御装置の基本的
な考えを取入れた全体的な装置のブロツク図、第
2図は典型的な滴の寸法の出力パルス周波数の関
数として示すグラフ、第3図は出力パルス幅を時
間の関数として示すグラフ、第4a図、第4b図
及び第4c図はこの発明の全体的な流体流れ制御
装置の1実施例の分割ブロツク図及び回路図であ
り、第4a図は主に入力及びタイミング装置と出
力装置とを示し、第4b図は主に記憶装置及び制
御装置を示し、第4c図は主に可視パルス幅監視
装置及び警報装置を示している。第5a図乃至第
5h図は種々の動作状態に対する第4a図、第4
b図及び第4c図の全体的な制御装置に於ける
種々の電気状態を示すグラフであり、デユーテ
イ・サイクル制限装置の作用を例示している。第
6a図乃至第6g図は滴を検出する種々の相異な
る状態に於ける第4a図乃至第4c図の全体的な
装置内にあるレジスタ及びフリツプフロツプの状
態を示す表、第7a図及び第7b図及び第8a図
乃至第8d図は装置をポンプ様式で動作させた時
の第4a図乃至第4c図の全体的な装置の種々の
部分の波形を示すグラフ、第9a図、第9b図、
第10a図及び第10b図は装置を制御装置様式
で動作させた時の第4a図乃至第4c図の全体的
な装置の種々の部分の波形図である。 主な符号の説明、11……滴検出器、15……
出力制御装置、16……出力パルス制御装置、1
8……パルス発生及び速度選択装置、21……デ
イジタル記憶装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 液体源から患者に至る供給管を介して液体を
    非経口的に投与する装置に使う装置に於て、供給
    管に於ける液体の流れを調整する電気機械的出力
    制御手段と、前記出力制御手段を作動するための
    出力パルスを発生するとともにその周波数を設定
    する電気パルス発生手段と、滴検出手段と、前記
    出力制御手段を作動する出力パルスのパルス幅を
    自動的に変えて所望の滴流割合を達成する回路手
    段とを有し、前記回路手段は前記出力パルスのパ
    ルス幅を決定する第1及び第2のデイジタル計数
    器から構成され、前記第1のデイジタル計数器は
    その各計数サイクルの間、計数終了時のカウント
    値から前記第2のデイジタル計数器に対し予定の
    カウント数だけ一様に減数され、かつ前記滴検出
    手段による滴の検出に応答して前記第2のデイジ
    タル計数器に対し所望のカウント数だけ増数さ
    れ、こうして前記出力制御手段に対する出力パル
    スのパルス幅を決定するようになつていることを
    特徴とする装置。 2 特許請求の範囲1に記載した装置において、
    第1のデイジタル計数器を第2のデイジタル計数
    器に対し予定のカウント数だけ一様に減数させる
    手段が、前記第2のデイジタル計数器における予
    め定めた状態に応じるデコーダと、この論理出力
    に応じてクロツク信号が前記第1のデイジタル計
    数器に加わるのを禁止する論理回路手段とから構
    成されている装置。 3 特許請求の範囲1に記載した装置において、
    第1のデイジタル計数器を第2のデイジタル計数
    器に対して所定のカウント数だけ増数する手段
    が、前記第1のデイジタル計数器における予め定
    めた状態に応じるデコーダと、この論理出力に応
    じて前記第2のデイジタル計数器へのクロツク信
    号を禁止する論理回路手段とから構成されている
    装置。 4 特許請求の範囲1に記載した装置において、
    装置の初期スタート時、前記予め与えられた数を
    増やすための始動装置を含んでいることを特徴と
    する装置。 5 液体源から患者に至る供給管を介して液体を
    非経口的に投与する装置に使う装置に於て、供給
    管に於ける液体の流れを調整する電気機械的出力
    制御手段と、前記出力制御手段を作動するための
    出力パルスを発生するとともにその周波数を設定
    する電気パルス発生手段と、滴検出手段と、前記
    出力制御手段を作動する出力パルスのパルス幅を
    自動的に変えて所望の滴流割合を達成する回路手
    段とを有し、前記回路手段は前記出力パルスのパ
    ルス幅を決定する第1及び第2のデイジタル計数
    器から構成され、前記第1のデイジタル計数器は
    その各計数サイクルの間、計数終了時のカウント
    値から前記第2のデイジタル計数器に対し予定の
    カウント数だけ一様に減数され、かつ前記滴検出
    手段による滴の検出に応答して前記第2のデイジ
    タル計数器に対し所定のカウント数だけ増数さ
    れ、こうして前記出力制御手段に対する出力パル
    スのパルス幅を決定するようになつており、さら
    に上記供給管における液体の流れを監視する流れ
    監視手段と、電気パルスの発生手段及び流れ監視
    手段に応答して、特定数のパルスによつて定めら
    れた期間内に流れがないことを表示するデイジタ
    ル手段とを備えてなる装置。 6 液体源から患者に至る供給管を介して液体を
    非経口的に投与する装置に使う装置に於て、供給
    管に於ける液体の流れを調整する電気機械的出力
    制御手段と、前記出力制御手段を作動するための
    出力パルスを発生するとともにその周波数を設定
    する電気パルス発生手段と、滴検出手段と、前記
    出力制御手段を作動する出力パルスのパルス幅を
    自動的に変えて所望の滴流割合を達成する回路手
    段とを有し、前記回路手段は前記出力パルスのパ
    ルス幅を決定する第1及び第2のデイジタル計数
    器から構成され、前記第1のデイジタル計数器は
    その各計数サイクルの間、計数終了時のカウント
    値から前記第2のデイジタル計数器に対し予定の
    カウント数だけ一様に減数され、かつ前記滴検出
    手段による滴の検出に応答して前記第2のデイジ
    タル計数器に対し所定のカウント数だけ増幅さ
    れ、こうして前記出力制御手段に対する出力パル
    スのパルス幅を決定するようになつており、さら
    に前記供給管に於ける液体の流れを監視する流れ
    監視手段と、パルス幅監視手段と、パルス幅監視
    手段に応答して、所定の許容出来ないパルス幅の
    順序が発生したことを表示する手段とを有する装
    置。
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