DE19618520C1 - Atemstrommesser - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Atemstrommesser gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1,
wie er aus der DE 34 37 595 C2 bekannt ist.
Atemstrommesser sind üblicherweise einerseits an die
Mundöffnung oder Nasenöffnung eines Patienten und über
einen Tubus an dessen Lunge angeschlossen und sind
andererseits über ein T-Stück an das Schlauch
system eines Beatmungsgerätes an ein Auslaßventil
angeschlossen. Bei geöffneten Auslaßventil strömt die
Luft des Beatmungsgerätes und der Atem des Patienten ins
freie. Bei geschlossenen Auslaßventil gelangt die Luft
des Beatmungsgerätes über das Verzweigungsstück
und über den Atemstrommesser zum Patienten. Um die Atmung
unter diesen Voraussetzungen zu überwachen muß der Atem
strommesser sowohl die Richtung als auch den Durchsatz
der Atemluft messen.
Gemäß der US 36 45 133 ist ein anders eingesetzter Atem
strommesser bekannt, bei dem zwei Sensoren in einer Ebene
senkrecht zur Strömungsrichtung, aber in verschiedenen
Radialbereichen angeordnet sind. Ohne Verwendung eines
Luftwiderstandskörpers dient der eine Sensor zur Bestimmung
des Luftdurchsatzes, wogegen der andere Sensor zur
Temperaturkompensation unterschiedlicher Umgebungstempera
turen dient. Eine Richtungsbestimmung durch Bildung eines
Differenzsignals ist mit diesem Atemstrommesser nicht
beabsichtigt und wahrscheinlich auch nicht möglich, weil
beide Sensoren in einer ungestörten Strömung liegen und
in beiden Strömungsrichtungen ein Differenzsignal immer
der Wert Null haben würde.
Die EP 00 24 327 A1 offenbart einen Atemstrommesser zur
Messung der Richtung und des Durchsatzes der Atemluft,
mit einem in dem Atemluftkanal eingebauten Meßkopf, der
einen Luftwiderstandskörper und zwei Temperatur-Sensoren
in den Atemluftkanal einbringt. Beide Sensoren werden
mittels getrennter elektronischer Temperatur-Konstant
haltungskreise auf einer kostanten, gegenüber der Atem
lufttemperatur erhöhten Arbeitstemperatur gehalten.
Mit einem Meßgerät wird die Energie gemessen, die zur
Kompensation der bei der Atmung oder Beatmung erfolgenden
Abkühlung eines Sensors erforderlich ist. Durch Differenz
bildung der Energiezufuhrwerte wird die Strömungsrichtung
und der Luftdurchsatz bestimmt.
Die beiden Sensoren sind in axialer Richtung vor und hinter
dem Luftwiderstandskörper angeordnet. Einer der beiden
Sensoren liegt im Strömungsbeeinflussungsbereich des
Luftwiderstandskörpers, der andere soll durch den Luft
widerstandskörper nicht beeinflußt werden.
Der nach der EP 00 24 327 A1 bekannte Atemstrommesser
hat den Nachteil, daß bei der Luftdurchsatzmessung mit
Fehlern zu rechnen ist, weil der Luftwiderstandskörper
die Strömungsgeschwindigkeit auch im Bereich desjenigen
Sensors erhöht, der durch den Luftwiderstandskörper nicht
beeinträchtigt werden sollte. Der Luftwiderstandskörper
verursacht auch Turbulenzen der Atemluftströmung und be
wirkt Fehler des ermittelten Luftdurchsatzes.
Weitere Gesichtspunkte sind im Zusammenhang mit der Er
mittlung der Leckvolumina von erheblicher Bedeutung. Dabei
versteht man unter Leckvolumina jene Luftvolumina, die
einerseits bei der Beatmung den Meßkopf passieren, aber
unkontrolliert - beispielsweise beim Anschluß des
Atemkanals an die Luftröhre des Patienten - entweichen
und die Lunge nicht erreichen, und die andererseits beim
Ausatmen von der Lunge abgegeben werden, aber vor Erreichen
des Meßkopfes entweichen. Unter Verwendung der Anordnung
gemäß der EP 00 24 327 A1 könnten die bei beiden
Strömungsrichtungen auftretenden Leckvolumina nur mit
großem technischem Aufwand und nur ungenau ermittelt
werden, was insbesondere bei der künstlichen Beatmung
von Kleinkindern lebensentscheident sein kann.
Die DE-AS 23 17 431 und die US 40 83 244
offenbaren weitere Atemstrommesser mit
Richtungsbestimmung und Messung des Luftdurchsatzes.
Danach liegen zwei Temperatur-Sensoren in derselben
Strömungsebene und zwischen den Sensoren befindet sich
ein Luftwiderstandskörper. Beide Sensoren werden elek
tronisch auf einer vorgegebenen höheren Arbeitstemperatur
gehalten und es werden die Energien gemessen, die zur
Temperatur-Konstanthaltung der beiden Sensoren erforderlich
sind. Durch Differenzbildung der Energiezufuhrwerte wird
die Strömungsrichtung und der Luftdurchsatz bestimmt.
Insbesondere wird die Energiezufuhr des stromaufliegenden
Sensors als Maß für den Luftdurchsatz benutzt. Der Luft
widerstandskörper beeinflußt jedoch nicht nur den strom
abliegenden Sensor, sondern auch den stromaufliegenden
Sensor und zwar in Abhängigkeit vom Abstand dieses Sensors
vom Widerstandskörper und von der Strömungsgeschwindigkeit.
Insbesondere kann der stromaufliegende Sensor in einem
Bereich liegen in dem die Strömungsgeschwindigkeit Null
ist. Der Fehler ist nicht kompensierbar, da er von der
Strömungsgeschwindigkeit abhängig ist.
Die eingangs erwähnte DE 34 37 595 C2 offenbart einen Atemstrommesser zur
Bestimmung der Strömungsrichtung und zur Messung des
Luftdurchsatzes. Mit Hilfe eines Meßkopfes werden ein
Luftwiderstandskörper und zwei Temperatur-Sensoren in
den Atemluftkanal eingebracht. Die beiden drahtförmigen
Sensoren sind parallel zueinander, aber senkrecht zur
Strömungsrichtung und in axialer Richtung versetzt
angeordnet. Nahe dem Luftwiderstandskörper ist ein erster
Sensor vorgesehen, der vom Luftwiderstandskörper beein
flußt wird.
Ein zweiter Sensor wird vom Luftwiderstandskörper nur
dann nicht beeinflußt, wenn er weiter weg vom Luftwider
standskörper angeordnet ist. Diese Anordnung ist aber
insofern nachteilig, als ein relativ langer Meßkopf
ein unerwünscht großes apparatives Totvolumen verursacht.
Wird dieser zweite Sensor aber nahe dem Luftwiderstands
körper angeordnet, dann wird er strömungsmäßig vom
Widerstandskörper beeinflußt, wodurch die Empfindlichkeit
der Richtungserkennung, speziell bei der Beatmung von
Kleinkindern, unbefriedigend ist. Versuche haben ergeben,
daß in diesem Fall ein Luftstrom von mindestens
4 m L/s erforderlich ist um dessen Richtung erkennen
zu können. Bei erwachsenen Patienten wird in den meisten
Fällen ein derartiger Luftstrom zur Verfügung stehen,
nicht aber bei Kleinkindern.
Im Zusammenhang mit dem DE 34 37 595 C2 wurde der Begriff
des apparativen Totvolumens erwähnt. Darunter versteht
man jenes Volumen an verbrauchter Atemluft, die beim
Ausatmen ab der Nase bzw. ab dem Mund des Patienten bis
zum Verzweigungsstück verbleibt und zum Teil das Einatmen
frischer Luft behindert. Dabei wird unterstellt, daß die
Mundöffnung oder die Nasenöffnung des Patienten über den
Meßkopf an das Verzweigungsstück angeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Atemluft
messer der eingangs genannten Gattung anzugeben, der
sich durch eine hohe Empfindlichkeit bei der Richtungs
erkennung auszeichnet und der genauere Meßwerte liefert.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des
Anspruchs 1 gelöst.
Danach sind die Sensoren in Strömungsrichtung
hintereinander im Bereich derselben Stromlinien und
in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß
die vom jeweils stromaufliegenden Sensor durch den Meßstrom
erwärmte Luft durch Konvektion den stromabliegenden Sensor
erreicht, so daß letzterer eine geringere Energiezufuhr zur
Konstanthaltung seiner Temperatur benötigt.
Der beanspruchte Atemstrommesser zeichnet sich durch eine vergleichsweise
große Empfindlichkeit bei der Richtungserkennung aus,
weil die Richtung nicht unter Verwendung eines
Luftwiderstandskörpers ermittelt wird, sondern durch die
Wirkung der Konvektion auf den stromabliegenden Sensor. Bei
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung genügt
bereits eine Luftströmung von 1 mL/s um eine Richtung
erkennen zu können. Im Vergleich mit dem Atemstrommesser
der DE 34 37 595 C2 ergibt sich
eine vierfache Erhöhung der Empfindlichkeit
bei der Ermittlung der Strömungsrichtung. Diese Erhöhung
der Richtungsempfindlichkeit ist besonders bedeutsam bei
der Beatmung von Kleinkindern, weil die Luftströme von
Kleinkindern zeitweise schwächer sein können als 4 mL/s.
Die Erfindung ermöglicht also eine Erweiterung des
Meßbereiches bei der Ermittlung der Strömungsrichtung.
Die beim Einatmen und beim Ausatmen beförderten Luftströme
sind in zeitlicher Hinsicht als wellenartige Kurven
positiver und negativer Polarität darstellbar, deren
Wellenberge bzw. Wellentäler bei Erwachsenen ca. hundertmal
größer sind als bei Kleinkindern. Wenn bei erwachsenen
Patienten beim Einatmen und beim Ausatmen mit einem Volumen
von je 5000 mL gerechnet werden kann, dann ist bei
Kleinkindern ein Volumen von je 50 mL anzunehmen. Die
Erweiterung des Meßbereiches ist somit bei der Beatmung
von Kleinkindern besonders bedeutsam.
Das Fehlen eines Widerstandskörpers bedeutet auch eine
Verringerung von Turbulenzen und eine geringere Streuung
der Meßwerte. Auch eine Verfälschung der Meßwerte durch
am Widerstandskörper anhaftendes Sekret ist nicht zu be
fürchten. Infolge der erwähnten Erweiterung des Meß
bereiches sind die Meßwerte ebenfalls genauer zu ermitteln.
Insgesamt sind aus den genannten Gründen genauere Werte
des Luftdurchsatzes und der davon abgeleiteten Größen
zu erwarten.
Die von dem Meßkopf abgegebenen Signale sind nicht nur
von den Strömungsverhältnissen abhängig sondern auch von
der Dimensionierung der innerhalb des Meßkopfes ange
ordneten Gegenstände, weil die Kennlinien der angeschlos
senen Elektronik auf eine vorgegebene Dimensionierung
abgestimmt sind. Da die Meßköpfe häufig in klinischer
Umgebung ausgetauscht werden, müssen enge Toleranz-Grenzen
eingehalten werden, da die Kennlinien der Senso
ren nicht bei jedem Austausch der Meßköpfe neu abgestimmt
werden können. Beim Meßkopf der DE 34 37 595 C2 ist die
Einhaltung der Toleranzgrenzen schwierig, weil Anordnun
gen des Luftwiderstandskörpers, die sich nur um
Bruchteile von mm unterscheiden eine neuerliche Abstim
mung der Kennlinien erfordern würden. Im Gegensatz dazu
gibt es bei der Erfindung keine derartigen Schwierigkeiten,
weil kein Luftwiderstandskörper vorgesehen ist.
Die Bestimmung der Strömungsrichtung erfolgt durch
Differenzbildung der Energiezufuhrwerte des jeweils
stromaufliegenden Sensors und der verminderten Energie
zufuhrwerte des stromabliegenden Sensors.
Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der
Erfindung an.
Um die Energieübertragung durch Konvektion zu optimieren
ist es zweckmäßig die Sensoren parallel zueinander und
senkrecht zur Strömungsrichtung anzuordnen. Der Abstand
der beiden Sensoren in axialer Richtung sollte groß
genug sein um die Ausbildung eines erwärmten Luftpolsters
zu ermöglichen, das mit der Strömung zum anderen Sensor
transportiert werden kann. Ist der Abstand zu klein, dann
beeinflußt das Luftpolster beide Sensoren, so daß die
Energiezufuhrwerte beider Sensoren gleich, oder nahezu
gleich sind und die Strömungsrichtung, nicht, oder nur
bei größeren Werten der Strömung ermittelbar ist, was
keine empfindliche Richtungserkennung ermöglicht. Ist
der Abstand der beiden Sensoren zu groß, dann versagt
der Energietransport mittels Konvektion, weil sich das
Luftpolster inmitten der Strömung auflöst.
Bei zu großem Abstand der beiden Sensoren gleichen sich
die Energiezufuhrwerte beider Sensoren, was ebenfalls
keine empfindliche Richtungserkennung ermöglicht.
Der Abstand der beiden Sensoren in axialer Richtung
sollte mindestens 1/2 mal der Länge der Sensoren sein
und maximal 3/2 mal der Länge der Sensoren. Bei bevorzugten
Ausführungsbeispielen ist der Abstand der Sensoren gleich
deren Länge.
Die zweckmäßige Länge der Sensoren ist vom apparativem
Totvolumen abhängig und sollte umso kleiner sein je kleiner
dieses apparative Totvolumen ist. Bei Frühgeborenen und
bei Neugeborenen sollten Meßköpfe verwendet werden, deren
Totvolumen höchstens 1 mL beträgt und deren Sensoren
1,8 mm bis 2,2 mm lang sind. Bei erwachsenen Patienten
sollten Meßköpfe verwendet werden, deren Totvolumen ca.
10 mL beträgt und deren Sensoren 4 mm bis 6 mm lang sind.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen wurden in diesen
Fällen die axialen Abstände der Sensoren wie deren Längen
dimensioniert.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
25 anhand der Fig. 1 bis 11 beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch die Achse eines Meßkopfes
senkrecht zu den Sensor-Drähten,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Achse eines Meßkopfes
parallel zu den Sensor-Drähten,
Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Achse des Meßkopfes,
Fig. 4 und 5, Diagramme zu Ausführungsbeispielen,
Fig. 6 bis 11, ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Meßkopf 10 besteht
im wesentlichen aus einem rohrförmigen Gehäuse und aus
einer Steckereinrichtung. Das Gehäuse mit seiner Achse
20 gliedert sich in einem konischen Abschnitt 21,
einem, Mittelabschnitt 22, einem weiteren Abschnitt 23 und
ist ein Teilstück des nicht vollständig dargestellten
Atemluftkanals. Die obere Stirnseite 24 ist über einen
Schlauch an die Luftröhre eines Patienten anschließbar.
Die untere Stirnseite 25 ist über ein nicht dargestelltes
Verzweigungsstück einerseits an ein Beatmungsgerät und
andererseits an ein Auslaßventil anschließbar. Unter diesen
Voraussetzungen wird die vom Patienten ausgeatmete Luft
in Richtung des Pfeiles A durch den Meßkopf zum
Auslaßventil geleitet. Bei der Beatmung gelangt Luft des
Beatmungsgerätes in Richtung des Pfeiles E durch den
Meßkopf zum Patienten. Der Meßkopf könnte auch derart
betrieben werden, daß die Stirnseite 25 an die Luftröhre
des Patienten angeschlossen ist und daß die Stirnseite
24 über ein Verzweigungsstück an das Beatmungsgerät bzw.
an das Auslaßventil angeschlossen ist.
Die Steckereinrichtung besteht aus dem Gehäuse 28, dem
Isolierkörper 29, aus mehreren Stiften 30, 32, 34, ferner
aus den Stäben 31, 33, 36, 38 und aus den Sensoren S1 und
S2. Der Stift 30 dient als Kodierstift, um die restlichen
Stifte eindeutig an nicht dargestellte Leitungen
anzuschließen. Der Stift 32 und ein darunter liegender
Stift sind über die Stifte 31 und 33 und über den Sensor
S1 elektrisch leitend verbunden. Der Stift 34 und ein
darunter liegender Stift sind über die Stäbe 36, 38 und
den Sensor S2 elektrisch verbunden.
Die beiden Sensoren S1, S2 liegen in Radialebenen, die
senkrecht zur Achse 20 zu denken sind. Sie dienen als
Temperaturfühler und sind an eine elektronische Meß
schaltungsanordnung angeschlossen, welche für jeden Sensor
einen elektronischen Regelkreis umfaßt, der ihre
Temperatur von 300 Grad Celsius konstant hält. Wenn Luft
in Richtung E vom Beatmungsgerät zugeführt wird, dann
ist Energie erforderlich um die beiden Sensoren S1, S2
auf konstanter Temperatur zu halten. Die zur Temperatur
konstanthaltung der beiden Sensoren erforderliche Energie
wird mittels bekannter elektronischer Regelkreise getrennt
gemessen, linearisiert und verstärkt.
Als Sensoren S1 und S2 (Fig. 2 und 3) werden drahtförmige,
temperaturabhangige Widerstände verwendet, die zueinander
parallel angeordnet und in Richtung der Achse 20 um 2,0
mm versetzt sind. Die Sensoren sind 2,0 mm lang und liegen
im gleichem Stromlinienbereich. Gesehen in Einatmungs
richtung E oder in Ausatmungsrichtung A ist vor, zwischen
und nach den Sensoren kein Luftwiderstandskörper.
Beim Einatmen in Richtung E erreicht der Luftstrom des
nicht dargestellten Beatmungsgerätes zuerst den Sensor
S2. Der vorgeheizte Sensor S2 erwärmt die Luft seines
Stromlinienbereiches und überträgt Energie mittels
Konvektion an den Sensor S1. Zur Temperaturkonstanthaltung
benötigt der Sensor S2 größere Energiezufuhrwerte als
der Sensor S1, weil dieser vom Sensor S2 Energie erhält,
weshalb kleinere Energiezufuhrwerte genügen um den Sensor
S1 auf Arbeitstemperatur zu halten. Die Energiezufuhrwerte
bezüglich den Sensor S2 sind größer als diejenigen bezüg
lich den Sensor S1, weshalb die entsprechende Differenz
positiv ist und die Einatmungsrichtung E angezeigt wird.
Beim Ausatmen in Richtung A gelangt die Atemluft des Pa
tienten zuerst zum Sensor S1, der mittels Konvektion dem
Sensor S2 Energie zuführt. Zur Temperaturkonstanthaltung
benötigt der Sensor S1 mehr Energie als der Sensor S2.
Die Energiezufuhrwerte bezüglich dem Sensor S2 sind
kleiner als die entsprechenden Werte des Sensors S1,
weshalb die entsprechende Differenz negativ ist und
die Ausatmungsrichtung A angezeigt wird.
Die Anschlüsse der in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Stirnseiten 24 und 25 sind vertauschbar; die Stirnseite
24 ist dann über ein Verzweigungsstück an ein nicht
dargestelltes Beatmungsgerät angeschlossen und die
Stirnseite 25 ist über einen Schlauch an die Luftröhre
des Patienten angeschlossen. Auch in diesem Fall benötigt
der jeweils stromaufliegende Sensor mehr Energie zur
Einstellung der Arbeitstemperatur als der stromabliegende
Sensor. Eine positive Differenz zeigt nun aber die
Ausatmungsrichtung A an, wogegen eine negative Differenz
eine Einatmungsrichtung E anzeigt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen Energiediagramme und jeweils
oberhalb dieser Diagramme schematische Darstellungen
der Meßköpfe mit den Sensoren S1 und S2. Die Anschlüsse
der Meßköpfe sind durch Angabe der vorausgesetzten
Ausatmungsrichtung A und der Einatmungsrichtung E ersicht
lich. In Abszissenrichtung sind Einheiten der Zeit t zu
denken mit den Einatmungszeiten te und den Ausatmungszeiten
ta. Die Ordinatenrichtung bezieht sich auf Energiezufuhr
werte EZ. Die Kurven K1 bzw. K2 beziehen sich auf
Energiezufuhrwerte der Sensoren S1 bzw. S2.
Gemäß Fig. 4 sind die Meßköpfe in gleicher Weise
angeschlossen wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Während
der Dauer te erreicht die Luft des nicht dargestellten
Beatmungsgerätes zuerst den Sensor S2 und danach den Sensor
S1. Die Kurve K2 zeigt daher größere Energiezufuhrwerte
als die Kurve K1 und die positive Differenz zeigt die
Einatmungsrichtung E an. Im Gegensatz dazu sind während
der Dauer ta die Energiezufuhrwerte EZ
gemäß der Kurve K2 kleiner als diejenigen gemäß der
Kurve K1 entsprechend einer negativen Differenz der
Energiezufuhrwerte und einer Ausatmungsrichtung A.
Nach Fig. 5 sind die Meßköpfe genau entgegengesezt
angeschlossen wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt.
Damit ergeben sich während der Dauer te kleinere Werte
der Kurve K2 bei größeren Werten der Kurve K1 und somit
eine negative Differenz der Energiezufuhrwerte, die nun
- im Gegensatz zu den Voraussetzungen der Fig. 4 - die
Einatmungsrichtung E anzeigt.
Während der Dauer ta der Fig. 5 ergeben sich größere Werte
der Kurve K2 und kleinere Werte der Kurve K1, so daß mit
positiver Differenz der Energiezufuhrwerte die
Ausatmungsrichtung A angezeigt wird.
Die Fig. 6, 8 und 10 zeigen Aufrisse einer Steckeinrichtung
in Kombination mit einem Teil des Meßkopfes.
Die Fig. 7, 9 und 11 zeigen die zugehörigen Seitenrisse.
Fig. 10 zeigt den Aufriß des Mittelabschnittes 22 des
Meßkopfes, der aber anders als in Fig. 1 und 2, zwei
Ausnehmungen 40 und 41 besitzt. Diese Ausnehmungen werden
durch je zwei Normalebenen zur Achse 20 und durch eine
ebene Fläche durch die Achse 20 begrenzt. Im Arbeits
zustand dienen die beiden Ausnehmungen zur Aufnahme der
in Fig. 6 dargestellten Einschubschwerter 42 und 43.
Nach Fig. 8 ist der Mittelabschnitt 22 mit der Hülse H
verbunden, die zur Einführung der Steckereinrichtung der
Fig. 6 dient. Der Seitenriß nach Fig. 9 zeigt, daß die
Hülse H den Atemluftkanal freigibt. Die Steckereinrichtung
ST ist mit den Einschubschwertern 42, 43 und mit den
daran befestigten Sensoren S1, S2 in die Hülse H und in
die Ausnehmungen 40, 41 einschiebbar. Die Drähte der
Sensoren verlaufen senkrecht zur Zeichenebene und sind
daher nur als Punkte abgebildet. Fig. 7 zeigt den Sensor
S2 in wahrer Größe. Der Sensor S1 ist parallel, aber unter
der Zeichenebene zu denken und daher in Fig. 7 nicht
sichtbar. Es ist ersichtlich, daß beide Einschubschwerter
42, 43 eine Ausnehmung 44 besitzen, die in diesem Fall
halbkreisförmig ist. Die Endpunkte der beiden Sensoren
sind - in Arbeitsstellung - im Bereich der Innenwandung
des Atemkanals angeordnet und da keinerlei sonstige
Hindernisse den Atemkanal einengen, ist eine laminare
Strömung zu erwarten. Damit werden günstige Voraussetzungen
erbracht, die Energiezufuhrwerte, den Luftdurchsatz, die
Leckvolumina und das Totvolumen, ohne die ansonsten
bekannten störenden Einflüsse der Widerstandskörper und
Turbulenzen, zu ermitteln.
In Fig. 7 sind auch die Kontaktstäbe 45, 46 für den Sensor
S2 angedeutet. Die entsprechenden Kontaktstäbe für den
Sensor S1 sind senkrecht zur Zeichenebene zu denken.
Diese insgesamt vier Kontaktstäbe sind über je eine
Verbindungsleitung an die Temperatur-Konstanthaltungs
kreise angeschlossen. Die Steckereinrichtung ist hinsicht
lich der Lage ihrer Einschubschwerter 42, 43 unsymmetrisch
ausgebildet um zu gewährleisten, daß die Einschubschwerter
42 bzw. 43 nur in die zugehörigen Ausnehmungen 40 bzw. 41
eingeführt werden können.
Claims (4)
1. Atemstrommesser zur Bestimmung der Richtung und
des Durchsatzes der Luft mit einem in die Atemluftleitung
eingebauten Meßkopf (10), der zwei Temperatur-
Sensoren (S1, S2) aufweist, die beide mittels getrennter
elektronischer Temperatur-Konstanthaltungskreise auf
einer konstanten, gegenüber der Atemlufttemperatur
erhöhten Arbeitstemperatur gehalten werden, und mit
einem Meßgerät, das die Energie (E) mißt, die zur
Konstanthaltung der Sensor-Temperaturen bei der Atmung
oder Beatmung erforderlich ist, wobei durch Differenzbildung
der gemessenen Energiezufuhrwerte (E, EZ) die
Richtung und der Durchsatz der Luft ermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren (S1, S2) in Strömungsrichtung hintereinander im Bereich derselben Stromlinien und in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind,
daß die vom jeweils stromaufliegenden Sensor durch den Meßstrom erwärmte Luft durch Konvektion den stromabliegenden Sensor erreicht, so daß letzterer eine geringere Energiezufuhr (E, EZ) zur Konstanthaltung seiner Temperatur benötigt.
daß die Sensoren (S1, S2) in Strömungsrichtung hintereinander im Bereich derselben Stromlinien und in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind,
daß die vom jeweils stromaufliegenden Sensor durch den Meßstrom erwärmte Luft durch Konvektion den stromabliegenden Sensor erreicht, so daß letzterer eine geringere Energiezufuhr (E, EZ) zur Konstanthaltung seiner Temperatur benötigt.
2. Atemstrommesser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Sensoren (S1, S2) drahtförmige, temperatur
abhängige Widerstände parallel zueinander und senk
recht zur Achse des Meßkopfes angeordnet sind,
und daß die Sensoren in Achsrichtung in einem Abstand
versetzt angeordnet sind, der mindestens 1/2 mal der
Länge der Sensoren, maximal 3/2 mal der Länge der
Sensoren und vorzugsweise gleich lang wie die Sensoren
ist.
3. Atemstrommesser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Meßköpfen mit kleinem apparativem Totvolumen
- für Kleinkinder - die Sensoren (S1, S2) je
1,8 mm bis 2,2 mm lang sind,
und daß bei Meßköpfen mit größerem apparativem Totvolumen
- für erwachsene Patienten - die Sensoren (S1, S2)
je 4 mm bis 6 mm lang sind.
4. Atemstrommesser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren (S1, S2) unter Verwendung einer Stecker einrichtung (ST) innerhalb des Meßkopfes angebracht sind,
daß der Mittelabschnitt (22) des Meßkopfes zwei Aus nehmungen (40, 41) besitzt, die durch je zwei Normal ebenen zur Achse (20) und durch eine ebene Fläche durch die Achse (20) begrenzt sind,
daß die Steckereinrichtung (ST) zwei Einschubschwerter (42, 43) besitzt, die in die beiden Ausnehmungen (40, 41) einschiebbar sind und im eingeschobenen Zustand Aus nehmungen (44) besitzen, welche den angrenzenden Innenraum des Meßkopfes freigeben,
daß die beiden Enden jedes Sensors (S1 bzw. S2) mit je zwei Punkten der Einschubschwerter (42 bzw. 43) derart verbunden sind, daß die Sensoren im eingeschobenen Zustand senkrecht zur Achse angeordnet sind,
und daß die Steckereinrichtung hinsichtlich ihrer Lage zu den Einschubschwertern (42, 43) unsymmetrisch ausgebildet ist.
daß die Sensoren (S1, S2) unter Verwendung einer Stecker einrichtung (ST) innerhalb des Meßkopfes angebracht sind,
daß der Mittelabschnitt (22) des Meßkopfes zwei Aus nehmungen (40, 41) besitzt, die durch je zwei Normal ebenen zur Achse (20) und durch eine ebene Fläche durch die Achse (20) begrenzt sind,
daß die Steckereinrichtung (ST) zwei Einschubschwerter (42, 43) besitzt, die in die beiden Ausnehmungen (40, 41) einschiebbar sind und im eingeschobenen Zustand Aus nehmungen (44) besitzen, welche den angrenzenden Innenraum des Meßkopfes freigeben,
daß die beiden Enden jedes Sensors (S1 bzw. S2) mit je zwei Punkten der Einschubschwerter (42 bzw. 43) derart verbunden sind, daß die Sensoren im eingeschobenen Zustand senkrecht zur Achse angeordnet sind,
und daß die Steckereinrichtung hinsichtlich ihrer Lage zu den Einschubschwertern (42, 43) unsymmetrisch ausgebildet ist.
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