DE2950746A1

DE2950746A1 - Einrichtung in einem atemtestgeraet mit gasanalytischer messzelle

Info

Publication number: DE2950746A1
Application number: DE19792950746
Authority: DE
Inventors: Ernst H. Dr. 7500 Karlsruhe Ecker; Herbert 7514 Leopoldshafen Schweikert
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1981-06-25
Also published as: JPS5697437A

Description

Einrichtung in einem Atemtestgerät mit gasanalytischer
Meßzelle Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung in einem Atemtestgerät mit gasanalytischer Meßzelle.
Derartige Atemtestgeräte werden eingesetzt, um die Atemluft von Testpersonen quantitativ auf bestimmte Komponenten, insbesondere auf Alkohol, zu überprüfen.
Dabei soll durch eine Anzeige der Blasstärke bzw. der Blasmenge sichergestellt werden, daß eine für die Messung ausreichende Menge Atemluft in bzw. durch das Gerät geblasen wird.
Zur schnellen und genauen Durchführung einer Reihe von Einzelmessungen ist es auch notwendig, das Gerät jeweils nach Beendigung jeder Messung mit reiner Luft durchzuspülen, um sämtliche Gasreste der eingeblasenen Atemluftprobe aus den Gaswegen und der Meßzelle zu entfernen.
Da derartige Atemtestgeräte hauptsächlich für mobilen Einsatz vorgesehen sind, wird kompakte Bauweise und einfache Handhabung verlangt.
Es besteht somit die Aufgabe, ein Atemtestgerät so aufzubauen, daß es diesen Anforderungen genügt.
Eine Lösung der Aufgabe wird in einer Einrichtung in einem Atemtestgerät mit gasanalytischer Meßzelle gesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an den Gasauslaßstutzen der Meßzelle die Hohlwelle einer Radialturbine pneumatisch angeschlossen ist, und daß die Radialturbine mechanisch mit einer als Motor oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine gekoppelt ist.
Beim Generatorbetrieb sind die Anschlüsse der elektrischen Maschine mit einem Anzeigegerät für die drehzahlabhängige Generatorausgangsgröße verbunden, diese entspricht der Blasstärke bzw. nach Integration über die Zeit der Menge der eingeblasenen Atemluft.
Da bei einigen Messungen auch Atempausen, die zu ehlmessungen führen können, angezeigt werden sollen, sind in einer Weiterbildung der Einrichtung elektronische Mittel zur Erzeugung eines die Vorzeichenumkehr des Gradienten der Generatorausgangsgröße oder deren Differentialquotienten nach der Zeit anzeigenden Signals vorgesehen.
Bei Motorbetrieb wird die Turbine als Spülpumpe betrieben und fördert Spülluft durch die Gaswege und die Meßzelle.
Durch die Möglichkeit des wechselweisen Generator- oder Motorbetriebs vereinigt die erfindungsgemäße Einrichtung somit die Funktionen einer Blasstärken- bzw. Blasmengenindikation wie auch die einer Spüleinrichtung in sich.
Durch modularen Aufbau läßt sich die Einrichtung auch für die Nachrüstung bereits vorhandener Testgeräte vcrwenden.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Figuren ein Ausführungsbeisp.iel stark schematisiert und nicht maßstäblich dargestellt und im folgenden beschrieben.
Figur 1 zeigt die beispielsweise einen katalytischen Halbleiter-Meßfühler für die zu bestimmende Atemluftkomponente enthaltende Meßzelle 1 des Atemtestgerätes mit einem Gaseinlaß 2 für die Atemluft und einem Gasauslaßstutzen 3, aus welchem die durch die Meßzelle 1 geblasene Atemluft austritt.
Auf der Welle 5 einer elektrischen Maschine 4, die sowohl als Generator wie auch als Motor betrieben werden kann, ist eine Radialturbine 6 befestigt, deren als Einlaß für das Arbeitsmittel dienende Hohlwelle 7 so weit in den Gasauslaßstutzen 3 der Meßzelle 1 ragt, daß der verbleibende Ringspalt 8 zwischen Welle und Innenfläche des Auslaßstutzens 3 einen genügend großen pneumatischen Widerstand zur Verringerung von Leckverlusten bildet.
Mittels eines Schalters 9 läßt sich die elektrische Maschine 4 wahlweise an eine Stromquelle 10 oder an eine elektronische Schaltungsanordnung 11 legen zur Anzeige der Generatorausgangsgröße bzw. einer von ihr abgeleiteten Größe.
Wird durch den Gaseinlaß 2 von der Testperson Atemluft durch die Meßzelle 1 geblasen, so beaufschlagt die aus den Auslaßstutzen 3 austretende Atemluft die Turbine 6 und versetzt sie in Drehung. Die elektrische Maschine 4 wird dabei als Generator betrieben, ihre drehzahlproportionale Ausgangsgröße entspricht der Blasstärke und kann in dem Anzeigegerät 12 angezeigt werden. Interessiert die für bestimmte Messungen vorgeschriebene Atemluftmenge, so wird das Generatorausgangssignal in dem Integrationsglied 13 integriert. Die integrierte Größe entspricht der durch das Gerät geblasenen Luftmenge und wird in dem entsprechend kalibrierten Anzeigegerät 12 angezeigt. Ein Grenzwertgeber 14 stellt sicher, daß die zur Messung notwendige Mindestmenge an Atemluft durch die Meßzelle 1 geströmt ist.
Der aus der Radialturbine 6 und der elektrischen Maschine 4 bestehende Turbogenerator ist so ausgelegt, daß er bereits bei geringem Differenzdruck, etwa in der Größenordnung von 20 mbar, anspringt. Dazu wird eine elektrische Maschine 4 mit möglichst geringer Rückhaltekraft verwendet. Zur Erleichterung der Ingangsetzung kann der elektrischen Maschine 4 während des Anblasens eine Spannung in Höhe eines Bruchteils der Nennspannung bei Motorbetrieb aufgeschaltet werden.
Zur Anzeige von Atempausen können hier nicht im einzelnen dargestellte bekannte elektronische Mittel vorgesehen werden, die aus der Vorzeichenumkehr des Gradienten der Generatorausgangsgröße oder aus deren vorzeichenbehafteten, zeitlichen Differential ein entsprechendes Signal ableiten.
Wird die elektrische Maschine 4 durch Umlegen des Schalters 9 an eine Stromquelle 10 geschaltet, wirkt sie als Motor und treibt die Turbine 6 als Pumpe an, diese fördert axial Spülluft durch die Gaswege und durch die Meßzelle 1 und wirft sie radial aus.
Die Einrichtung kann sehr kompakt aufgebaut werden, bei einer für tragbare Atemtestgeräte vorgesehenen Ausführung beträgt der Durchmesser der Turbine 40 mm, und die axiale Länge des Turbinen-Motor-Aggregats beträgt etwa 30 mm, wobei der mit einer Spannung von 12 V betreibbare Motor die Turbine mit 8 000 Ulmin antreibt. Die Förderleistung liegt dann bei etwa 2 bis 3 1/min» sie ist ausrei- chend, um innerhalb von 10 bis 20 sec die Gaswege und die Meßzelle durchzuspülen und für eine weitere Messung vorzubereiten.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das Turbinenrad der Radialturbine 6 mit den Schaufeln 15. Die Turbine 6 ist auf einfache Weise aus Kunststoffpreßteilen zusammensetzbar.

Claims

Patentansprüche 9 Einrichtung in einem Atemtestgerät mit gasanalytischer Meßzelle, d a d u.r c h g e k e n n z e i c h n e t daß an den Gasauslaß (3) der Meßzelle (1) die Hohlwelle (7) einer Radialturbine (6) pneumatisch angeschlossen ist und daß die Radialturbine (6) mechanisch mit einer als Motor oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, da dur c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Anschlüsse der elektrischen Maschine (4) bei Generatorbetrieb mit einer Anzeige (12) für die drehzahlabhängige Generatorausgangsgröße verbunden sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß elektronische Mittel zur Erzeugung eines die Vorzeichenumkehr des Gradienten der Generatorausgangsgröße oder deren Differentialquotient nach der Zeit anzeigenden Signals vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ausgangsgröße der elektrischen Maschine (4) bei Generatorbetrieb über ein Integrationsglied (13) auf ein Anzeigegerät (12) geschaltet ist.