基于超声的空气泡检测器以及血液处理设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于超声的空气泡检测器以及血液处理设备。所述基于超声的空气泡检测器包括用于穿过将被检验的介质发射超声的超声发射器，其中所述超声适于由超声接收器接收。因此，可限制和/或监测和/或调适所述超声到将被监测的介质中的能量输入。

Ultrasonic air bubble detector and blood treatment equipment

The utility model discloses an ultrasonic air bubble detector and a blood treatment device. The ultrasonic air bubble detector includes an ultrasound transmitter for transmitting ultrasound through the tested medium, wherein the ultrasound is adapted to be received by an ultrasonic receiver. Accordingly, it is possible to limit and / or monitor and / or adapt the ultrasound to the energy input in the medium to be monitored.

【技术实现步骤摘要】
基于超声的空气泡检测器以及血液处理设备
本技术涉及用于监测介质的基于超声的气泡和/或固体检测器。此外，本技术涉及包括此类检测器的透析设备和包括此类检测器的方法。
技术介绍
在透析设备中，通常将基于超声的检测器(下文称为检测器)用于保护患者抵抗危险的空气栓塞。为达这个目的，将被监测的体外血液回路的一部分可以血液软管形式引导穿过检测器的超声路径。为此，检测器包括压电元件，所述压电元件通过电激励至其共振频率而发射穿过血液软管的超声(US)脉冲或US波。呈压电元件形式的另外的检测器可将所述US脉冲转换成电信号。可将这种信号与参考电压比较，并且通过比较器来评估。在比较器的输出侧上，可获得信号，所述信号关于是否在超声路径中提供“空气”或“无空气”(即，仅流体或血液)而做出通知。根据Prof.Dr.OlafDoessel,KarlsruheUniversity的出版物“Magneticresonanceimagingmethodsinmedicine.Fromtechnologytomedicalapplication.”(ISBN3-540-66014-3)，US脉冲可能破坏被引导穿过血液软管的患者血液。破坏可尤其通过热冲击并通过空蚀而发生。热与通过血液吸收的声强度成比例地局部地产生。空蚀是在US脉冲的真空阶段中气泡形成在组织中的效应，所述气泡随后在压力阶段塌缩。公布DE19738146B4公开了一种超声换能器，所述超声换能器在共振频率下或在共振频率附近操作以便在超声换能器处产生强的输出信号。在所述超声换能器的使用期间，血液中可发生前述破坏。
技术实现思路
相比之下，本技术的基本目标是提供基于超声的气泡和/或固体检测器，所述基于超声的气泡和/或固体检测器可以就装置来说轻松的方式安全地使用。本技术的另一基本目标是提供透析设备，所述透析设备包括基于超声空气泡和/或固体检测器，所述基于超声空气泡和/或固体检测器具有简单的设计并可安全地使用。此外，本技术的目标是提供用于检测器的方法，通过所述方法可以就装置来说简单的方式安全地监测将被监测的介质。关于基于超声空气泡的检测器的目标是根据如下技术方案的特征来实现的。一种基于超声的空气泡检测器，其包括超声发射器以用于穿过将被监视的介质向所述空气泡检测器的超声接收器发射超声，所述检测器的特征在于提供监测和/或限制装置，所述装置适于基于所述超声监测和/或限制进入所述介质中的能量输入，其中所述监测和/或限制装置适于通过监测超声产生而引起对所述能量输入的所述监测；以及所述超声发射器经由第一控制单元通过控制信号来控制，所述控制信号被分流用于监测所述能量输入。所述控制信号由第二控制单元监测。所述超声发射器和所述超声接收器中的每一个由压电元件构成，并且其中电压装置的电压被施加于所述超声发射器以用于发射所述超声。在出错能量输入的情况下，硬件措施限制或终止所述能量输入。由所述超声接收器接收的所述超声可被转换成电接收信号，并且可经由比较单元与参考值比较，指示检测结果的输出信号响应于所述比较而在所述比较单元中输出。除所述参考值之外，提供第二参考值，其中所述第二参考值周期地使用并且持续预定时间间隔。关于透析设备的目标是根据如下技术方案的特征来实现的。一种血液处理设备，其包括根据前述技术方案中任一项所述的基于超声的空气泡检测器，其特征在于，所述介质可流动穿过的流动路径被布置在所述超声发射器与所述超声接收器之间。所述血液处理设备是透析设备。提供所述第一控制单元以用于调节并控制所述血液处理设备，并且其中提供所述监测和/或限制装置以用于引发用于患者的保护措施，所述监测和/或限制装置监测和/或限制进入所述介质中的所述能量输入。提供所述第一控制单元以用于调节并控制所述血液处理设备，并且其中提供第二控制单元以用于引发用于患者的保护措施，所述第二控制单元监测和/或限制进入所述介质中的所述能量输入。在所述血液处理设备中的出错能量输入的情况下，停止一个或多个泵和/或闭合一个或多个软管截止夹。根据本技术，提供基于超声的空气泡和/或固体检测器(下文称为检测器)、尤其是超声空气泡检测系统或装置以用于检测介质、尤其是血液中的空气。检测器具有超声(US)发射器，以用于经由或穿过介质向检测器的超声(US)接收器发射超声。有利地，基于超声来监测和/或限制进入介质中的能量输入，为达所述目的，提供与之适配的监测和/或限制装置。这种解决方案具有的优点在于可检测到并且防止进入介质中的过量能量输入。当使用检测器例如用于透析时，由过量能量输入引起的对血液的破坏和例如由此造成的溶血可通过根据本技术的检测器防止。因此，将被监测和/或检验的介质可受保护抵抗过量能量并相应地抵抗过量能量输入。将被监测的输入至介质的能量因此受限于可耐受程度。监测能量输入的另一优点在于，利用对输入能量的确认并借助于由US接收器接收的超声(幅值和时间信号范围(course))，可断定将要监测的介质中的物体或外来介质的性质。例如，当认为已知介质(空气)在将被监测的介质中时，可借助于所接收超声来断定几何形状(尺寸、体积)。就装置来说，能量输入是通过监测超声产生来简单地监测。超声产生又通过控制信号来发生。US发射器可经由控制单元(微处理器、微控制器、μC)通过控制信号来控制。对于监测能量输入来说，随后可简单地分流(tapped)控制单元的控制信号。因此，通过监测超声产生，可以就装置来说简单的方式检查能量输入，从而例如不需要任何附加的传感器。分流控制信号优选地可通过第二控制单元(微处理器、微控制器、μC)来监测，在这种情况下，所述第二控制单元构成监测和/或限制装置。以这种方式，有利的是，监测并不是留给第一控制单元而是通过第二附加的控制单元来进行，因此引起系统的安全性增加，尤其当第一控制单元有故障时如此。第二控制单元可将控制信号与例如目标控制信号比较，并且因此进行图样匹配。可想象的是，如果需要，那么第二控制单元通过适当的措施来限制能量输入。有利地，US发射器(换能器)和US接收器(换能器)中的每一个由至少一个压电元件形成。对于发射超声来说，可随后将电压装置的电压或能量存储装置的能量施加于US发射器。电压装置是例如与US发射器电气并联布置的电感装置。替代地或另外，电压装置可能是倍压器电路(级联电路)。电压装置也可包括遵循开关控制器的原理的电路。优选地，监测控制信号的爆发间隔。所述爆发间隔构成电压装置的两个连续充电操作的开始时间之间的时间间隔。当爆发间隔减小时，可断定输入介质中的能量的增加。将爆发间隔与目标爆发间隔比较例如以供监测。作为爆发间隔的替代或除爆发间隔之外，可监测由控制信号或能量存储装置中的能量预先确定的电压装置的充电时间。当电压装置的充电时间增加时，可认为是较高能量输入。可尤其在考虑目标充电时间时确定出变化。替代地或另外，可想象的是对每一爆发间隔来说监测由US发射器输出的刺激(矩形信号、脉冲)的数目，所述刺激尤其是由控制信号预先确定。随后可将所述刺激与目标数目比较。如果刺激的数目增加，那么认为必定是较高能量输入。此外，替代地或另外，可提供的是监测US发射器的超声(US)激励频率，所述超声(US)激励频率可由控制信号预先确定。随后将所述频率与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声的空气泡检测器，其包括超声发射器以用于穿过将被监视的介质向所述空气泡检测器的超声接收器发射超声，所述检测器的特征在于提供监测和/或限制装置，所述装置适于基于所述超声监测和/或限制进入所述介质中的能量输入，其中所述监测和/或限制装置适于通过监测超声产生而引起对所述能量输入的所述监测；以及所述超声发射器(4)经由第一控制单元(32)通过控制信号(18)来控制，所述控制信号(18)被分流用于监测所述能量输入。

【技术特征摘要】
2015.03.17 DE 102015103938.91.一种基于超声的空气泡检测器，其包括超声发射器以用于穿过将被监视的介质向所述空气泡检测器的超声接收器发射超声，所述检测器的特征在于提供监测和/或限制装置，所述装置适于基于所述超声监测和/或限制进入所述介质中的能量输入，其中所述监测和/或限制装置适于通过监测超声产生而引起对所述能量输入的所述监测；以及所述超声发射器(4)经由第一控制单元(32)通过控制信号(18)来控制，所述控制信号(18)被分流用于监测所述能量输入。2.根据权利要求1所述的基于超声的空气泡检测器，其特征在于，所述控制信号(18)由第二控制单元(34、40)监测。3.根据权利要求2所述的基于超声的空气泡检测器，其特征在于，所述超声发射器(4)和所述超声接收器(8)中的每一个由压电元件构成，并且其中电压装置(10)的电压被施加于所述超声发射器(4)以用于发射所述超声(6)。4.根据权利要求2所述的基于超声的空气泡检测器，其特征在于，在出错能量输入的情况下，硬件措施限制或终止所述能量输入。5.根据权利要求2所述的基于超声的空气泡检测器，其特征在于，由所述超声接收器(8)接收的所述超声(6)可被转换成电接收信号(20)，并且可经由比较单元(22)与参考值比较，指示检测结果的输出信号(28)响应于所述比较而在所述比较单元(22)中输出。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗尔夫·霍利斯坦，
申请(专利权)人：B·布莱恩·阿维图姆股份公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE