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DE2736218C3 - Anordnung zur automatischen Erfassung von Luftblasen in einer Strömungsmittelleitung - Google Patents

Anordnung zur automatischen Erfassung von Luftblasen in einer Strömungsmittelleitung

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Publication number
DE2736218C3
DE2736218C3 DE2736218A DE2736218A DE2736218C3 DE 2736218 C3 DE2736218 C3 DE 2736218C3 DE 2736218 A DE2736218 A DE 2736218A DE 2736218 A DE2736218 A DE 2736218A DE 2736218 C3 DE2736218 C3 DE 2736218C3
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DE
Germany
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fluid
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Expired
Application number
DE2736218A
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English (en)
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DE2736218B2 (de
DE2736218A1 (de
Inventor
Oscar Emanuel San Diego County Calif. Hyman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Medical Technologies LLC
Original Assignee
IMED CORP 92131 SAN DIEGO CALIF US
Imed Corp 92131 San Diego Calif
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IMED CORP 92131 SAN DIEGO CALIF US, Imed Corp 92131 San Diego Calif filed Critical IMED CORP 92131 SAN DIEGO CALIF US
Publication of DE2736218A1 publication Critical patent/DE2736218A1/de
Publication of DE2736218B2 publication Critical patent/DE2736218B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2736218C3 publication Critical patent/DE2736218C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES 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
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/36—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests with means for eliminating or preventing injection or infusion of air into body
    • A61M5/365—Air detectors
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    • G—PHYSICS
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    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Erfassung von Luftblasen in einer Strömungsmittelleitung, die eine transparente oder opake Flüssigkeit führt, und sich im Wirkbereich e:ner Beleuchtungseinrichtung und einer einen fotoelektrischen Wandler
W enthaltenden Wandlereinheit befindet, der eine Signalisierungsschaltung nachgeschaltet ist, und bei der ferner die Beleuchtungseinrichtung und der fotoelektrische Wandler zum Nachweis von Luftblasen bei transparenter Flüssigkeit derart räumlich ausgerichtet sind, daß die unterschiedlichen Lichtbrechungen an sich im Wirkbereich befindenden Luftblasen einerseits und an der transparenten Flüssigkeit andererseits aufgrund der damit bedingten Änderung des Lichtweges zu ersten und zweiten Ausgangssignalen des fotoelektrischen Wandlers führen.
Während der Infusion eines Strömungsmittels in einen Patienten ist wichtig, daß nur ein Minimum Luft mit dem Strömungsmittel zusammen verabreicht wird. Eine kleine Luftmenge, wie sie in verhältnismäßig
h5 kleinen Luftbläschen auftritt, ist zulässig. Luftblasen, die mehr als eine bestimmte Größe haben, können jedoch nicht zugelassen werden, da sie, wenn sie in den Patienten gelangen, äußerst gefährlich werden können.
Beim Infudieren von Strömungsmitteln in einen Patienten findet für gewöhnlich eine Pumpe Anwendung, die dem Patienten das Strömungsmittel zwangsweise zuführt Mit der Pumpe kann den Patienten eine typische intravenöse Lösung wie eine Medikamentenlösung zugeführt werden oder die Pumpe kann dazu verwendet werden, um Blut in den Patienten einzupumpen. Bislang wurden solche Pumpen mit einer Anordnung versehen, die Luftblasen in der Strömungsmittelleitung erfaßt, wenn das Strömungsmittel transparent ist, und die Luftblasen in der Strömungsmittelleitung erfaßt, wenn das Strömungsmittel opak ist, wie beispielsweise Blut Diese bekannten Anordnungen weisen, jedoch eine Handsteuerung auf, die eine fehlerhafte Lufrblasenerfassung mit sich bringen kann, was wiederum schwerwiegende Konsequenzen für den Patienten haben kann.
Bei einer bekannten Anordnung gemäß der eingangs erwähnten Art (DE-AS 24 24 387), die puf dem Prinzip der Luftblasenerfassung in einem flüssigen Medium aufgrund von Lichtbrechungsunterschieden und damit verbundenen Ausbreitungsrichtungsänderungen arbeitet, ist es unbestimmt, ob der fotoelektrische Wandler bei Anwesenheit einer opaken Flüssigkeit mit Luftblasen vom Licht der Beleuchtungseinrichtung beaufschlagt wird oder nicht. Nur wenn de.- Übertragungsweg ausschließlich entlang von Luftblasen führt, kann Licht zum Wandler gelangen, andernfalls jedoch nicht. Hierdurch ist eine Unsicherheit in der Luftblasenerfassung gegeben.
Bekannt ist ferner eine ähnliche, bei Bluttransfusionen, eingesetzte Anordnung (US-PS 28 35 252), die auf dem Prinzip der Luftblasenerfassung in einer Flüssigkeit durch Ermittlung von Lichtdurchlässigkeitsänderungen arbeitet. «
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen Erfassung von Luftblasen in einer Strömungsmittelleitung, die eine transparente oder opp.ke Flüssigkeit führt, gemäß der eingangs erwähnten Art derart zu gestalten, daß sie in jedem Fall fehlerlos arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wandler so gegenüber der Beleuchtungseinrichtung und der Strömungsmittelleitung angeordnet ist, daß er bei Anwesenheit einer transparenten, luftblasenfreien Flüssigkeit vom Licht der Beleuchtungseinrichtung beaufschlagt und bei Anwesenheit einer opaken, luftblasenfreien oder einer Luftblasen enthaltenden Flüssigkeit vom Licht der Beleuchtungseinrichtung nicht beaufschlagt ist, und daß die der Signalisierungs- so schaltung vorgeordnete Wandlereinheit einen weiteren fotoelektrischen Wandler zur Erfassung der Lichtdurchlässigkeit des Strömungsmittelpfades aufweist, der zur Erzeugung dritter und vierter Ausgangssignale ausgelegt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet in jedem Fall eine fehlerfreie Luftblasenerfassung in einem Strömungsmittel und ist somit ohne schwerwiegende Konsequenzen bei Infusion von z. B. intravenösen Lösungen in einem Patienten sicher einsehbar.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird nun anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben. In letzteren sind:
Fig. 1 eine volumetrische Infusionspumpe mit einer aufgehängten Flasche mi*, einer zu verabreichenden Flüssigkeit, wobei die Pumpe eine Anordnung zur automatischen Erfassung von Luftblasen aufweist,
F i g. 2 eine Vorderansicht eines externen Führungsteils der Anordnung, der die Strömungsmittelleitung aufnimmt,
F i g. 3 eine linke Seitenansicht des in F i g. 2 gezeigten Führungsteils,
Fig.4 eine rechte Seitenansicht des in Fig.2 gezeigten Führungsteils,
F i g. 5 ein Schnitt durch die Anordnung auf der Linie 5-5 der F ig. 3,
F i g. 6 eine Schnittdarstellung durch die Anordnung auf der Linie 6-6 der F i g. 3,
F i g. 7 ein Schnitt durch die Anordnung auf der Linie 7-7 der F i g. 3, und
F i g. 8 ein Schaltbild einer Signalisierungsschaltung.
Die F i g. 1 zeigt eine volumetrische Pumpe 10 mit einer Anordnung zur automatischen Erfassung von Luftblasen in einer Strömungsmittelleitung, die von einem externen Führungsteil 12 aufgenommen ist. Die Pumpe 10 befindet sich auf einer Stange 14 und eine Flasche 16 mit einer zu verabfolgenden Flüssigkeit ist über der Pumpe 10 aufgehängt. Die Flüssigkeit aus der Flasche 16 strömt unter der Schwerkraft durch eine Strömungsmittelleitung 18 abwärts in eine Wegwerfkassette 20. Die Pumpe bewirkt ein genaues Pumpen des Strömungsmittels aus der Kassette 20 zu einer externen Strömungsmittelleitung 22.
Beispielsweise kann die Pumpe 10 ein Paar Skalen 24 und 26 aufweisen, die den Strömungsmitteldurchsatz zur Leitung 22 und das Volumen des Strömungsmittels steuern, das durch die Leitung 22 dem Patienten zufließen soll. Am Ende der Leitung 22 ist eine Einrichtung 28 mit einer Kanüle vorgesehen, mit der das Strömungsmittel in eine Vene des Patienten eingeführt werden kann.
Die von der Kassette 20 abgehende Leitung 22 befindet sich in einer Nut im externen Führungsteil 12.
Wie aus den F i g. 2 bis 7 hervorgeht, weist der externe Führungsteil 12 ein Gehäuse 50 aui, dessen offene Vorderseite ein Paar schräger Seitenflächen 52, 54 aufweist, die in eine kreisrunde Nut 56 münden, die die Leitung aufnimmt. Eine Vielzahl von Beleuchtungseinrichtungen und Wandlern ist entlang der Nut 56 auf gegenüberliegenden Seiten derselben angeordnet, die gemeinsam mit einer geeigneten elektronischen Signalisierungsschaltung eine automatische Unterscheidung zwischen einer opaken und einer transparenten Flüssigkeit in der Strömungsmittelleitung sowie die Erfassung von Luftblasen in der Strömungsmittelleitung, die entweder die opake oder die transparente Flüssigkeit führt, bewirkt.
Die Vielzahl von Beleuchtungseinrichtungen befindet sich in den öffnungen 58 bis 66 im Gehäuse 50, die in eine Seite der Nut 56 münden. Das Gehäuse 50 ist weiterhin mit einer Ausnehmung 68 versehen, durch die Zugang zu den öffnungen 58 bis 66 erfolgt, um die Beleuchtungseinrichtungen auszurichten und um eine Zuführung von elektrischen Leitungsdrähten zu ermöglichen. Bei den Beleuchtungseinrichtungen kann es sich um Leuchtdioden handeln, die im Infrarotbereich strahlen. Da bestimmte Medikamente lichtempfindlich sind, läßt der erforderliche nachweis sich mit Licht im Infrarrotteil des Spektrums durchführen, ohne die M^dikamentlösung zu beschädigen. Die in den öffnungen 60 und 62 angeordneten beleuchtungseinrichtungen bewirken gemeinsam mit den Wandlern die Erfassung von Luftblasen bei einem transparenten Strömungsmittel, während die in den öffnungen 58, 64 und 66
angeordneten Beleuchtungseinrichtungen gemeinsam mit Wandlern der Erfassung von Luftblasen bei einem opaken Strömungsmittel wie Blut ermöglichen.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Nut 56 befindet sich eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlern wie Phototransistoren, deren spektrale Empfindlichkeit der Lichtart der Beleuchtungseinrichtungen entspricht und die in den öffnungen 70 bis 78 sitzen. Diese öffnungen verlaufen zwischen einem vertieften bereich 80 im Gehäuse 50 der Nut 56. Die in ι ο den öffnungen 72 und 74 sitzenden Wandler dienen der Erfassung von Luftblasen in einem transparenten Strömungsmittel, während die Wandler in den Öffnungen 70,76 und 78 zur Erfassung von Luftblasen in einem opaken Strömungsmittel wie Blut dienen.
Wie ersichtlich, sind die Beleuchtungseinrichtungen und Wandler zur Ermittlung von Luftblasen in einem opaken Strömungsmittel auf der gleichen Achse angeordnet wie aus F i g. 7 hervorgeht, so daß beim Strömen eines opaken Strömungsmittels in der in der .?<> Nut 56 liegenden Leitung 22 wenig oder kein Licht von einer der Beleuchtungseinrichtungen auf einen der Wandler gelangt. Wenn andererseits in der in der Nut 56 liegenden Leitung 22 ein transparentes Strömungsmittel oder Luft vorliegt, gelangt Licht ungehindert von einer 2r> Beleuchtungseinrichtung zu dem jeweiligen Wandler, der sich in der aus F i g. 7 ersichtlichen Anordnung befindet.
Die Beleuchtungseinrichtungen und Wandler, die zur Ermittlung von Luftblasen in der Leitung bei einem in transparenten Strömungsmittel eingesetzt sind, sind, wie in F i g. 5 und 6 ersichtlich ist, gegeneinander versetzt. Wie insbesondere aus F i g. 5 ersichtlich ist, ist die Beleuchtungseinrichtung in der öffnung 62 so angeordnet, daß sie Licht durch die Nut 56 in deren hineren Teil richtet.
Zusätzlich ist der fotoelektrische Wandler unter einen Winkel angeordnet. Wenn in der leitung 22 ein transparentes Strömungsmittel vorhanden ist, wird das Licht aus der Beleuchtungseinrichtung in der öffnung 62 au zu dem in der öffnung 74 befindlichen Wandler gebrochen. Befindet sich Luft in der Leitung 22, so erfolgt keine Brechung, weshalb das sich geradlinig ausbreitende Licht nicht zum Wandler in der öffnung 74 gebrochen wird. Die Funktionsweisen der Beleuch- π tungseJnrichtung und des Wandlers in den öffnungen 60 und 72, wie sie F i g. 6 zeigt, entsprechen im wesentlichen denen in bezug auf F i g. 5 beschriebenen. Die Beleuchtungseinrichtung in der öffnung 60 und der Wandler in der öffnung 72 sind jedoch zur Vorderseite v) der Nut 56 hin verlagert. Die Anordnung dieser Beleuchtungseinrichtungen und ^Vandler ^ewshri**'^**** eine Erfassung auf beiden Seiten der leitung 22 und versetzt die Wandler in die Lage, kleine harmlose Bläschen zu ignorieren, während größere Luftblasen erfaßt werden.
Aus Fig.8 geht ein elektrisches Schaltbild einer Signalisierungsschaltung, die bei der Anordnung Anwendung findet hervor.
Eine Vielzahl von Beleuchtungseinrichtungen, die sich wi gemäß Fig.4 in den öffnungen 58 bis 66 befinden, werden von Infrarotleuchtdioden 100 bis 108 gebildet Zusätzlich dient eine Vielzahl von Phototransistoren 110 bis 118, die gemäß F i g. 3 in den öffnungen 70 bis 78 angeordnet sind, als Wandler. (.5
Die Infrarotleuchtdioden 100,106,108 liegen parallel zueinander, erhalten eine positive Versorgungsspannung und sind Ober die Widerstände 120,124 geerdet
Das Massesystem für die Infrarotleuchtdioden 102, 104 ist Teil des Eingangssignalkreises für ein NOR-Glied 128. Das NOR-Glied 128 weist zwei Eingänge auf, von denen einer die Systemerde darstellt. Wenn einer der Eingänge des NOR-Gliedes 128 auf Hgeht, geht der Ausgang des NOR-Glieds 128 auf L und gibt damit ein L-Signal auf das NAND-Glied 126, dessen Ausgangssignal dann dem Alarmzustand entspricht. Wenn beispielsweise die Systemerde unterbrochen wird, geht der über den Widerstand 130 führende Eingang des NOR-Gliedes 128 auf H und bewirkt ein L-Signal am Ausgang des NOR-Glieds 128. Weiterhin tritt am NOR-Glied 128 auch dann ein W-Signal auf, wenn die Infrarotleuchtdiode 102 oder 104 oder einer der Phototransistoren 110 bis 118 ausfällt oder eine Verbindung unterbrochen wird, so daß in diesen Fällen das NAND-Glied 126 ein Alarmsignal liefert.
Die einzelnen Phototransistoren 110 bis 118 weisen jeweils einen Widerstand 132 bis 140 zwischen Basis und Emitter auf, wobei die Emitter allesamt an die Systemerde gelegt sind. Zusätzlich sind die Kollektoren der einzelnen Phototransistoren 110 bis 118 über die Widerstände 142 bis 150 positiv vorgespannt. Das Licht, das von den Infrarotleuchtdioden 100 bis 108 auf die Phototransistoren 110 bis 118 gelangt, steuert den Stromfluß durch die Phototransistoren 110 bis 118. Je stärker das auf den Phototransistor fallende Licht, desto stärker auch der durch den Phototransistor fließende Strom. Wenn wenig oder kein Licht auf einen Phototransistor gelangt, bleibt der Kollektor des Phototransistors auf H. Nimmt der Phototransistor eine ausreichende Lichtmenge auf, wird der Kollektor nach Masse gezogen und das Ausgangssignal des Kollektors geht auf L Das Ausgangssignai L am Kollektor entspricht also einem Lichtdurchgang, das Ausgangssignal Warn Kollektor dem Fehlen von Licht.
Die drei Ausgangssignale der Phototransistoren UO, 116 und 118, die zur Erfassung eines opaken Strömungsmittels in der Leitung verwendet sind, werden auf ein NOR-Glied 152 gegeben. Zusätzlich gehen die Ausgangssignale einzeln auf die NOR-Glieder 154, 156 und 158. Die beiden Ausgangssignale der Phototransistoren 112, 114, die zur Ermittlung eines transparenten Strömungsmittels in der Leitung dienen, gehen als Eingangssignale auf ein NAND-Glied 160 und einzeln als Eingangssignal auf die NAND-Glieder 162 und 164. Das Ausgangssignal des Phototransistors 110, des ersten Phototransistors, der ein Strömungsmittel in der Leitung überhaupt erfaßt, bewirkt eine Vorbereitung der Funktion der Anordnung, da dierser Phototransistor anfänglich zwischen einen opaken und einem transparenten .Strömungsmittel in der Strömungsmittelleitung unterscheidet.
Wenn in der Leitung 22 ein transparentes Strömungsmittel oder Luft vorliegt geht der Ausgang des NOR-Glieds 152 auf H, da sämtliche Eingänge des NOR-Glieds 152 auf L sind. Das NOR-Glied 152 dient daher als Steuergatter, das die NAND-Glieder 162,164 ansteuert damit diese auf ein transparentes Strömungsmittel oder Luft in der Leitung ansprechend arbeiten. Wenn in der Leitung 22 ein transparentes Strömungsmittel vorliegt nehmen die Eingänge der NAND-Glieder 162 und 164 von den Phototransistoren 112 und 114 her, den Zustand L ein, so daß der Ausgang der Glieder 16Z 164 auf H liegt; es wird also das Fehlen von Luft in der Leitung angezeigt Wenn andererseits die Leitung ein transparentes Strömungsmittel enthält aber eine Luftblase in der Leitung ausreichend groß ist um die
IO
beiden Phototransistoren 112 und 114 zu überlappen, liegen die Eingänge der NAND-Glieder 162, 164 von diesen Phototransistoren her auf H, so daß am Ausgang der NAND-Glieder 162,164 jeweils ein L-Signal steht.
Die Ausgangssignale der NAND-Glieder 162, 164 gehen auf ein NOR-Glied 166 und beide Eingänge des NOR-Glieds 166 müssen L sein, damit am Ausgang ein //-Signal erscheint, das Luft in der Leitung mit dem transparenten Strömungsmittel anzeigt. Befindet sich in der Leitung mit transparentem Strömungsmittel ein kleines Bläschen, das nicht beide Phototransistoren 112, 114 überlappt, ist nur einer der Eingänge der NAND-Glieder 162, 164 auf H, so daß nur einer der Eingänge des NOR-Gliedes 166 auf L geht.
Die Anordnung ermöglicht automatisch den Durchgang kleinerer Bläschen ohne Alarm. Beim Auftreten großer Luftblasen von einer durch den Längsabstand zwischen der Infrarotleuchtdiode 102 mit deren Phototransistoren 112 und der Infrarotleuchtdiode 104 mit deren Phototransistor 114 bestimmten Minimalgröße, kann jedoch ein dieser Luftblasen signalisierender Alarm erzeugt werden.
Wenn in der Anordnung ein Fehler auftritt, der eine der Infrarotleuchtdioden 102, 104 oder einen der Phototransistoren 112, 114 beeinflußt, bewirkt dieser Fehler automatisch ein //-Eingangssignal am NAND-Glied 162 oder 164. Auf diese Weise macht ein Fehler die Anordnung empfindlicher, da das verbleibende Infrarotleuchtdiode-Phototransistor-Paar jede Luftblase erfaßt, und zwar unabhängig von deren Größe, indem ein //-Eingangssignal am jeweils anderen der NAND-Glieder 162, 164 erscheint, so daß das NOR-Glied 166 am Ausgang ein //-Signal führt.
Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 160 wird als zweites Eingangssignal auf jedes der NOR-Glieder 154, 156, 158 gegeben. Das NAND-Glied 160 steuert die Erfassung von Luft in der Leitung, wenn ein opakes Strömungsmittel wie beispielsweise Blut sich in der Leitung befindet. Nimmt man ein opakes Strömungsmittel wie Blut in der Leitung 22 an, werden beide Eingänge des NAND-Gliedes 160 aus den Phototransistoren 112, 114 auf H sein, so daß ein jedes der NOR-Glieder 154, 156, 158 ein L-Eingangssignal abgegeben wird. Ohne Luft in der Leitung ist der andre Eingang der NOR-Glieder 154,156 und 158 von den Phototransistoren 110, 116 und 113 auf H, so daß, wenn keine Luft in der Leitung vorliegt, sämtliche NOR-Glieder 154, 156 und 158 am Ausgang L-Signale führen.
Die drei NAND-Glieder 168, 170 und 172 erhalten jeweils verschiedene Gruppen von Eingangssignalen von den Ausgängen der NOR-Glieder 154, 156, 158. Wenn in der Leitung bei opakem Strömungsmittel keine Luft vorliegt, sind sämtliche Eingangssignale der NAND-Glieder 168, 170, 172 »Im, so daß die Ausgangssignale H sind und auf ein NAND-Glied 174 gegeben werden. Wenn jedoch Luft in der Leitung vorliegt und die Blase groß genug ist, um zwei der Phototransistoren 110, 116, 118 zu überlappen, liefern zwei der Glieder 154, 156, 158 das Ausgangssignal H. Jeweils zwei der GBeder 154, 156, 158 bewirken, daß eines der NAND-Glieder 168,170,172 am Ausgang ein L-Signal führt und irgendein L-Ausgangssignal zum NAND-GBed 174 bewirkt am Ausgang des NAND-Glieds 174 ein //-Signal
Wenn jedoch eine kleine Luftblase in der Leitung bei opakem Strömungsmittel vorliegt, so daß Licht nur zu jeweils einem der Phototransistoren 110, 116, 118 gelangen kann, geht nur jeweils eines der NOR-Glieder
20
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45
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55
60 154, 156, 158 auf H. Wenn nur jeweils eines dieser Glieder auf //geht, liegen nicht an allen NAND-Gliedern 168, 170, 172 gleichzeitig //-Eingangssignale, so daß keiner der Ausgänge dieser Glieder auf L geht.
Das NOR-Glied 166, wie oben erwähnt, liefert am Ausgang ein //-Signal, wenn eine Luftblase in der Leitung bei transparentem Strömungsmittel groß genug ist, um die Ausgänge beider NAND-Glieder 162,164 auf L zu bringen. Das Ausgangssignal des NOR-Glieds 166 geht auf ein NAND-Glied 176, dessen Ausgang auf L geht und damit Luft in der Leitung anzeigt, wenn der Eingang des NAND-Glieds H ist. Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 176 geht auch als Eingangssignal auf das NAND-Glied 174, so daß jedes L-Eingangssignal am NAND-Glied 174 Luft in der Leitung bei sowohl transparentem als auch opakem Strömungsmittel anzeigt. Die Glieder 152, 160 legen die Erfassung von Luft in der Leitung auf den entsprechenden Teil der Schaltung.
Wenn die Umsteuerung der Lufterfassung durch die Steuergatter 152,160 nicht einwandfrei ist, liefern beide Glieder 152, 160 Signale. Die Signale aus den Gliedern 152,160 gehen auch auf ein NAND-Glied 178, und zwar direkt, wenn das Ausgangssignal vom Glied 160 kommt, bzw. über einen Inverter 180 bei einem Ausgangssignal vom Glied 152. Wenn beide Signale für das NAND-Glied 178 auf //sind, zeigt dies an, daß die Steuerglieder 152, 160 nicht einwandfrei arbeiten, da dieser Zustand bedeutet, daß sowohl transparentes als auch opakes Strömungsmittel vorliegen. Das Ausgangssignal des Glieds 178 geht durch einen Inverter 182 auf ein NOR-Glied 184. Das NOR-Glied 184 erhält weiterhin das Ausgangssignal des NAND-Glieds 126 und auch das Ausgangssignal des NAND-Glieds 174. Irgendein //-Eingangssignal am NOR-Glied 184 stellt einen Alarmzustand dar, dem ein L-Ausgangssignal des NOR-Glieds entspricht. Wenn die Anordnung einwandfrei arbeitet, und zwar ohne Funktionsfehler und ohne erfaßbare Luft in der Leitung, ist das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 184 ein //-Signal und zeigt an, daß die Anordnung ohne Luft in der Leitung einwandfrei arbeitet
Wenn einer der Eingänge des NOR-Glieds 184 auf H ist und sich folglich ein L-Ausgangssignal ergibt, stellt dieser Zustand ein Alarmkriterium dar, wie bereits festgestellt. Der Ausgang des NOR-Glieds 184 an die Basis eines Transistors 186. Wenn der Ausgang des NOR-Glieds 184 auf L ist, ist der Transistor 186 gesperrt, so daß über dem Kondensator 190 ein //-Signal steht
Dieser //-Ausgang löst einen hör- und/oder sichtbaren Alarm in der Alarmeinrichtung 192 aus und kann auch die Pumpe abschalten.
Wird angenommen, in der Leitung 22 liege ein klares oder transparentes Strömungsmittel, so können die auf ein opakes Strömungsmittel in der Leitung ansprechenden Phototransistoren nicht zwischen Luft oder dem klaren Strömungsmittel in der Strömungsmittelleitung unterscheiden. In diesem Fall können aber die auf das transparente Strömungsmittel in der Leitung ansprechenden Phototransistoren zwischen dem transparenten Strömungsmittel und Luft in der Leitung unterscheiden, so daß Luft im transparenten Strömungsmittel in der Leitung erfaßt werden kann.
In der alternativen Situation befindet sich ein opakes Strömungsmittel wie Blut in der Leitung; dann können die auf transparentes Strömungsmittel ansprechenden Phototransistoren nicht zwischen Luft oder opakem
Strömungsmittel in der Leitung unterscheiden. Die auf opakes Strömungsmittel ansprechenden Phototransistoren können jedoch zwischen Luft und opakem Strömungsmittel in der Leitung unterscheiden, so daß Luft auch im opaken Strömungsmittel in der Leitung erfaßt werden kann.
Zusätzlich weist die Anordnung eine Vielzahl von Sicherheitsmaßnahmen auf, die einen Alarmzustand herbeiführen, wenn die Anordnung nicht einwandfrei arbeitet. Wenn beispielsweise eine der Beleuchtungsein-
10
richtungen oder einer der Wandler ausfällt, löst die Anordnung einen Alarm aus oder wird empfindlicher. Wenn die Anordnung keinerlei Ausgangssignal liefert, das ein opakes oder ein transparentes Strömungsmittel anzeigt, löst die Anordnung einen Alarm aus. Diese Sicherheitsmaßnahmen stellen sicher, daß bei fehlerhaftem Arbeiten der Anordnung ein Alarm ausgelöst, die Pumpe abgeschaltet sowie die Anordnung außer Betrieb gestellt werden kann, bis sie wieder einwandfrei arbeitet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Anordnung zur automatischen Erfassung von Luftblasen in einer Strömungsmittelleitung, die eine transparente oder opake Flüssigkeit führt, und sich im Wirkbereich einer Beleuchtungseinrichtung und einer einen fotoelektrischen Wandler enthaltenden Wandlereinheit befindet, der eine Signalisierungsschaltung nachgeschaltet ist, und bei der ferner die Beleuchtungseinrichtung und der fotoelektrische Wandler zum Nachweis von Luftblasen bei transparenter Flüssigkeit derart räumlich ausgerichtet sind, daß die unterschiedlichen Lichtbrechungen an sich im Wirkbereich befindenden Luftblasen einerseits und an der transparenten Flüssigkeit andererseits aufgrund der damit bedingten Änderung des Lichtweges zu ersten und zweiten Ausgangssignalen des fotoelektrischen Wandlers führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (110, 116 oder 118) so gegenüber der Beleuchtungseinrichtung (100, 106 oder 108) und der Strömungsmittelleitung (22) angeordnet ist, daß er bei Anwesenheit einer transparenten, luftblasenfreien Flüssigkeit vom Licht der Beleuchtungseinrichtung beaufschlagt und bei Anwesenheit einer opaken, luftblasenfreien oder einer Luftblasen enthaltenden Flüssigkeit vom Licht der Beleuchtungseinrichtung nicht beaufschlagt ist, und daß die der Signalisierungsschaltung vorgeordnete Wandlereinheit einen weiteren fotoelektrischen Wandler (112 oder 114) zur Erfassung der Lichtdurchlässigkeit des Strömungsmittelpfades aufweist, der zur Erzeugung dritter und vierter Ausgangssignale ausgelegt ist.
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinheit jeweils mindestens zwei voneinander beabstandete photoelektrische Wandler(110,116, U8undll2,114)aufweist.
    3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmittelleitung (22) in einer Nut (56) eines Gehäuses (50) aufnehmbar geführt ist, das mehrere, in die Nut (56) mündende, sich gegenüberliegende Bohrungspaare (58, 60, 62, 64, 66; 70, 72, 74, 76, 78 aufweist, die die photoelektrischen Wandler aufnehmen.
    4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einige der sich gegenüberliegenden Bohrungspaare (60,72; 62,74) beiderseits der Achse der Leitung (22) versetzt angeordnet sind, und daß die Bohrungen (72, 74) auf einer Seite der Leitung (22) außerdem bezüglich der Bohrungsachse der anderen Bohrungen (60, 62) in der Ebene der Bohrungen unter einem Winkel gekippt angeordnet sind.
    5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einige der sich gegenüberliegenden Bohrungspaare (58,70) auf einer durch die Mitte der Leitung (22) verlaufenden Achse liegen.
    6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) auf seinen beiden Seitenflächen Ausnehmungen (68, 80) besitzt, die den Zugang zu den Bohrungspaaren gestatten.
    7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Wandler (110, 116 und 118) zum Nachweis eines opaken Strömungsmittels in der Leitung (22) einerseits mit je einem Eingang eines als Steuergatter dienenden NOR-Gliedes (152) und andererseits jeweils mit dem zweiten Eingang eines von NOR-Gliedern (154 bzw. 156 bzw. 158) verbunden sind, daß die Ausgänge der Wandler (112,114) zur Erfassung der Lichtdurchlässigkeit des Strömungsmittelpfades mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingang eines NAND-Gliedes (160) und mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingang von NAND-Gliedern (1S2 bzw. 164) verbunden sind, wobei der Ausgang des NOR-Gliedes (152) mit dem
    ίο zweiten und dem ersten Eingang der NAND-Glieder (162 bzw. 164) verbunden ist, deren Ausgänge mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingang eines NOR-Gliedes (166) verbunden sind, dessen Ausgang über ein zwischengeschaltetes NAND-Glied (176) mit dem ersten Eingang eines NAND-Gliedes (174) in Verbindung steht, dessen Ausgang wiederum mit dem ersten Eingang eines NOR-Gliedes (184), dessen Ausgang über einen Transistor (186) mit einer hör- und/oder sichtbaren Alarm abgeben könnenden Alarmeinrichtung (192) in Verbindung steht, verbunden ist, daß der Ausgang des NOR-Gliedes (152) und der Ausgang des NAND-Gliedes (160), der wiederum jeweils mit dem ersten Eingang der NOR-Glieder (154, 156, 158) verbunden ist, mit dem zweiten bzw. dem ersten Eingang eines NAND-Gliedes (178) gekoppelt sind, dessen Ausgang über einen Inverter (182) mit dem zweiten Eingang des NOR-Giiedes (184) verbunden ist, und daß die Ausgänge der NOR-Glieder (154, 156 und
    158) jeweils mit dem ersten Eingang der NAND-Glieder (168, 170 und 172) und jeweils überdies mit dem zweiten Eingang der NAND-Glieder (172, 168 und 170) verbunden sind, wobei die Ausgänge jedes dieser NAND-Glieder (168, 170 und 172) mit dem
    j5 zweiten, dritten bzw. vierten des NAND-Gliedes (174) in Verbindung stehen und daß die Alarmeinrichtung (192) sowohl bei Erfassung von Luft im Strömungsmittelpfad als auch bei Auftreten eines Funktionsfehlers der Signalisierungsschaltung in Betrieb setzbar ist.
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