專利名稱：用于檢測容器中流體的灌充液面的傳感器系統(tǒng)的制作方法
用于檢測容器中流體的灌充液面的傳感器系統(tǒng)本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分的用于電容測量流體介質(zhì)的灌充液面的傳感器系統(tǒng)以及根據(jù)權(quán)利要求16的醫(yī)療裝置。在各種應(yīng)用中需要傳感器以便測量流體(尤其是導(dǎo)電流體)的灌充液面。當(dāng)對流體純度和污染防治的要求高、并且流體必須不和測量設(shè)備接觸時(shí)，非侵入式測量系統(tǒng)是合適的，該非侵入式測量系統(tǒng)例如利用電場檢測灌充液面并且由待測量的介質(zhì)影響該電場。電容式灌充液面?zhèn)鞲衅鲝腄E19949985A1已知，其中第一測量電極被附接到容器的側(cè)壁并且借助放大器被供應(yīng)有特定頻率的電壓，使得電場線以電容器的方式形成到設(shè)置在容器下面的第二電極。如果例如容器電容C增加(例如，由于相對介電常數(shù)^的溫度依賴性)，那么測量結(jié)果可能失真。為此補(bǔ)償電極C被設(shè)置在容器的壁上，使得來自該電極的場線僅僅大致貫穿容器的壁，由此檢測該場線的影響。
除例如容器壁的變化性質(zhì)影響檢測的灌充液面外，測量設(shè)備的主要挑戰(zhàn)由下述因素引起待測量的介質(zhì)的電導(dǎo)率結(jié)合對潤濕容器表面的敏感度，以及當(dāng)流體液面下降時(shí)在容器的內(nèi)側(cè)上的相關(guān)膜形成。液面中的可能的浪涌狀振動也必須被考慮到。耦合也引起問題。耦合是測量設(shè)備中容器的容納質(zhì)量的指示。在從容器到貯存器的過渡點(diǎn)處，出現(xiàn)耦合電容CK。該過渡的阻抗rU基本上由電容性電抗Xc=I/ CO C=l/2 JI fCK表示。測量設(shè)備的電容器板之間的測量路徑被視為平行板電容器的串聯(lián)，其中平行板電容器的電容被計(jì)算為C= e ^ * e r * A/d。e ^是介電常數(shù)(真空電容率)，A是有效面積，并且d是與電場線的路徑對應(yīng)的板之間的間隔。是介質(zhì)的相對介電常數(shù)或相對電容率。在相關(guān)測量介質(zhì)(諸如血液、等滲壓鹽溶液或類似物)中，相對介電常數(shù)很大程度上依賴于頻率。另一方面，在K=6(血液)^kfI6 (NaCl)mS/cm下，相關(guān)介質(zhì)的比電導(dǎo)率k僅在有限程度上依賴于頻率。在將稍后詳細(xì)描述的測量設(shè)備中，耦合電容在pF區(qū)域中變化。介質(zhì)的歐姆電阻在個(gè)位數(shù)(single-figure) kQ區(qū)域內(nèi)。從這些值清楚的是，在電容傳感器的情況下，在kHz區(qū)域至個(gè)位數(shù)MHz區(qū)域中的工作頻率f下的測量結(jié)果主要由耦合電容確定，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)的阻抗和定相由其電抗控制。已知的測量設(shè)備不能在真實(shí)灌充液面與僅流體的薄膜或浪涌之間可靠地區(qū)分，這是因?yàn)榱黧w的薄膜的歐姆電阻與大量介質(zhì)的歐姆電阻的差的影響還不如耦合中的最小變化那么大。因此必要的是具有高操作頻率(諸如大于75MHz)，如DE 19651355A1或DE102005057558所說明的。另一方面，高工作頻率(S卩，例如80MHz或三位數(shù)MHz區(qū)域的頻率)對設(shè)備和電路的設(shè)計(jì)、特別是對設(shè)計(jì)的電磁兼容性(EMC)有高要求。本發(fā)明的目的是灌充液面的非侵入式檢測，這借助“液面”或“無液面”(S卩，是否有含水介質(zhì)(諸如血液、鹽水、透析液或類似物)的足夠液面存在于絕緣容器中的二進(jìn)制信息)來表示。由此待實(shí)現(xiàn)的目的如下-傳感器必須能夠識別容器的內(nèi)壁上的膜形成、和/或必須能夠在液面下降的情況下區(qū)分該膜與真實(shí)的灌充液面。
-傳感器系統(tǒng)必須穩(wěn)健以防止在傳感器元件的區(qū)域中可能形成浪涌。-傳感器系統(tǒng)必須能夠盡可能區(qū)分血液和厚泡沫(諸如血液-空氣混合物)。這種血液-空氣混合物能在空氣進(jìn)入體外回路時(shí)形成在靜脈氣泡捕捉器中，并且在待測量的介質(zhì)的表面上具體收集。
-傳感器系統(tǒng)必須盡可能穩(wěn)健以防止接觸，并且液面的檢測應(yīng)該對于接地介質(zhì)且對于未被連接到(功能)接地的介質(zhì)都可靠地起作用。-傳感器系統(tǒng)必須能夠識別容器可能錯(cuò)誤地容納在所述傳感器系統(tǒng)的貯存器中，并且特別是能夠連續(xù)監(jiān)控正確容納。-傳感器系統(tǒng)必須穩(wěn)健以防止污染(例如在泄漏的情況下，在測量區(qū)域中的水分積聚)，并且能夠識別這些情況。在根據(jù)本發(fā)明的容器(將稍后更詳細(xì)地描述)中，所述測量區(qū)域包括所述容器外的區(qū)域以及容納傳感器的貯存器。該問題由權(quán)利要求I的特征來解決。隨后的從屬權(quán)利要求描述了有利的進(jìn)一步變型。根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于電容測量容器中的流體介質(zhì)的灌充液面的傳感器系統(tǒng)，所述容器優(yōu)選地是透析裝置的氣泡捕捉器，所述傳感器系統(tǒng)具有貯存器(rec印tacle)，在所述貯存器上設(shè)置用于與被容納的容器的外表面接觸的兩個(gè)接觸區(qū)。至少一個(gè)液面檢測電極定位在每個(gè)接觸區(qū)中，用于電容檢測所述容器中的流體液面。所述傳感器系統(tǒng)具有耦合測量裝置，用于電容確定所述容器在所述貯存器中的正確耦合。所述耦合具體地借助機(jī)械接觸來實(shí)現(xiàn)，由此如果保留有(小)空隙也采取耦合。該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，該設(shè)計(jì)是非侵入式的。這意味著測量在不存在與流體接觸的測量傳感器或探針的情況下進(jìn)行。所述傳感器系統(tǒng)因此是能被附接到所述容器的一種類型的適配器。能由電容耦合測量檢測到不足耦合(諸如不足機(jī)械接觸)。因?yàn)樯鲜鲭娙轀y量使用用于評價(jià)得常見電子器件，因此節(jié)省成本。耦合的獨(dú)立測量允許利用較高頻率來進(jìn)行灌充液面的測量，而不會引起在由于高頻而耦合不足時(shí)被測量的灌充液面值失真的風(fēng)險(xiǎn)。液面檢測電極有利地具有分開的電極區(qū)，并且所述耦合測量裝置通過借助每個(gè)液面檢測電極的電極區(qū)的電容測量來測量耦合。借助于不同的電路，僅一個(gè)分開的電極被用于每個(gè)接觸區(qū)中，從而節(jié)省部件成本。所述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也能構(gòu)造成使得該對電極盡可能精確且接近地設(shè)置在上述接觸區(qū)中，使得兩種測量能在同一位置被執(zhí)行。在另選的實(shí)施方式中，所述耦合測量裝置具有位于每個(gè)接觸區(qū)的兩個(gè)耦合電極，這兩個(gè)耦合電極不同于所述液面檢測電極。具體地，所述耦合電極沿所述容器的縱向相對于所述液面檢測電極軸向移位。功能分離由該手段實(shí)現(xiàn)，并且這使得上述不同測量能夠同時(shí)進(jìn)行。也不必存在用于切換電極至分析儀的連接的聚集陣列(如稍后將描述的)。另外，所述耦合測量裝置能夠檢測如在所述容器和所述貯存器之間存在間隙的情況下的太低的耦合以及例如所述接觸區(qū)中存在流體或其他雜質(zhì)的情況下的太高的耦合。借助于所述耦合測量的雙重功能，也存在耦合是否由于污染而太高的簡單且成本有效的檢測，使得能避免或識別所述液面檢測測量的錯(cuò)誤的肯定結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施方式中，如果所述容器中的所述流體液面的測量檢測到足夠液面并且同時(shí)所述耦合測量檢測到不足耦合，那么所述耦合測量裝置能夠觸發(fā)預(yù)警報(bào)以通知用戶不足耦合。因?yàn)槿绻谒鲴詈喜蛔銜r(shí)存在所述液面檢測測量的肯定結(jié)果，那么所述液面檢測的結(jié)果可能以不協(xié)調(diào)的方式并且在沒有可檢測的外部影響的情況下波動，而真實(shí)的液面不變，能通過及時(shí)警告不足耦合來避免該問題。不足耦合的預(yù)警報(bào)和/或通知還防止其他非特定“無液面”信息的錯(cuò)誤解釋，該錯(cuò)誤解釋常常導(dǎo)致所述氣泡捕捉器的過滿。在另一實(shí)施方式中，所述耦合測量能用于氣泡捕捉器檢測，以檢查用戶是否正確插入清空的氣泡捕捉器。具體地，復(fù)總阻抗Zttrt借助所述液面檢測電極被確定，并且所述液面檢測借助此進(jìn)行。所述阻抗的實(shí)部優(yōu)選地為此被評價(jià)。因?yàn)樗鰧?shí)部是被測量流體的電阻的測量，并且與 相應(yīng)的灌充液面的電阻相比，所述電阻在所述容器的內(nèi)壁上存在膜或浪涌的情況下較高，測量能以該方式簡單且明確地進(jìn)行，并且可以區(qū)分流體膜和相應(yīng)的灌充液面。另一方面，采用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳感器，實(shí)質(zhì)上借助源自振蕩器的振蕩或非振蕩的液面檢測(即液面/無液面信息)來評價(jià)復(fù)總阻抗的相位。這也能被理解為相位信息的近似量化。所述實(shí)部的評價(jià)允許更精確地檢測灌充液面，并且所述實(shí)部也能可選地被用于(如稍后將描述的)檢測厚泡沫。相應(yīng)地，因?yàn)樵u價(jià)是實(shí)部的，因此能使用不太高的工作頻率。在本發(fā)明的另一變型中，復(fù)總阻抗Zttrt借助液面檢測電極來確定，并且總阻抗Ztot隨時(shí)間的變化借助解調(diào)器來確定并且與總阻抗一起被用于評價(jià)單元中以確定液面檢測，以便由此識別待測量的介質(zhì)中的不均勻性，諸如空隙率。以其它術(shù)語來表達(dá)，捕獲具有隨著時(shí)間的較高分辨率的復(fù)阻抗么(幅值和相位，或虛部和實(shí)部)。因?yàn)闅馀莩３８淖兤湓诹黧w表面上的位置(尤其在所述容器是氣泡捕捉器的情況下)，由于混入介質(zhì)中的空氣的不溶部分，由測量場穿透的介質(zhì)的電氣特性變化與由于灌充或清空所述容器而出現(xiàn)的電氣特性變化相比顯然更頻繁。因?yàn)橐呀?jīng)識別出這種波動測量結(jié)果由于氣泡而出現(xiàn)，所以這些測量結(jié)果能用于相應(yīng)的評價(jià)。舉例來說，液面檢測的測量在大于60MHz、優(yōu)選地大于70MHz的頻率下進(jìn)行。由此，較高的工作頻率的基本目的是將作為總阻抗的一部分的耦合電容的阻抗減小到這樣的程度，即，待測量的介質(zhì)和僅是薄的膜之間的歐姆電阻的幾乎與頻率無關(guān)的差能被清楚地辨別并捕獲。在另一實(shí)施方式中，液面檢測的測量利用低于90MHz，特別是低于78MHz的頻率來進(jìn)行。測量系統(tǒng)的工作頻率非常高(例如大約IOOMHz或以上)，由此，所述測量系統(tǒng)能可靠地區(qū)分所述容器的內(nèi)表面上的介質(zhì)的膜以及待測量的介質(zhì)的灌充液面。然而，這些系統(tǒng)繼而必須在所述容器被填充之前放棄(forego)檢查所述傳感器系統(tǒng)和待被監(jiān)控的所述容器之間的正確耦合的能力。由此，較高的工作頻率趨于妨礙耦合的確定。在此，特別是對于液面檢測測量和耦合的監(jiān)控，每個(gè)均具有最優(yōu)工作點(diǎn)的單獨(dú)的頻率被限定，并且測量通過切換頻率來執(zhí)行。如果存在用于產(chǎn)生用于液面和耦合測量的電場的裝置、并且存在用于根據(jù)其幅值、相位以及幅值和相位隨時(shí)間的變化來捕獲不同測量電極(cn，C12, C21, C22)的復(fù)阻抗的裝置，那么這是有利的。因此所述系統(tǒng)能取決于控制信號而將網(wǎng)絡(luò)分析儀連接到該傳感器系統(tǒng)的不同測量電極。由此，該測量系統(tǒng)具體地配備成以高分辨率來測量復(fù)阻抗。這里，聚集陣列被具體理解為電子邏輯電路，該電子邏輯電路根據(jù)其控制輸入將一些輸入信號引出到一些輸出端口。以該方式，單個(gè)電子評價(jià)單元能借助簡單的裝置選擇性地連接到用于上述測量的不同電極。
所述容器能是透析裝置的氣泡捕捉器。容器中流體液面的測量在該應(yīng)用中被精確地要求，因?yàn)椴蛔兊奶囟ü喑湟好鎸τ谒鲅b置的可靠運(yùn)行是必需的。該灌充液面能是最低液面，諸如部分填充，或在沒有空氣的回路的情況下，氣泡捕捉器被盡可能完全灌充。所述容器也能是醫(yī)療注射或輸液裝置的氣泡捕捉器。在用于電容測量容器中的流體介質(zhì)的灌充液面的相應(yīng)方法中，所述容器被保持在所述傳感器系統(tǒng)的貯存器中，并且所述傳感器系統(tǒng)的液面檢測裝置借助電容來檢測所述容器中的流體液面，并且所述容器在所述貯存器中的正確耦合由電容耦合測量裝置確定。在此，所述耦合測量裝置也能利用液面檢測的測量結(jié)果，以便由此肯定地確定正確耦合，同時(shí)相應(yīng)地在液面檢測期間，所述耦合測量的測量結(jié)果能被利用以便增大測量精度。所述液面檢測測量和所述耦合測量有利地按時(shí)間順序交錯(cuò)進(jìn)行。由此能避免對用于測量的電場的干涉，此外特別是以不同頻率被驅(qū)動的相同電極能用于不同測量。另外，借助測量結(jié)果隨著時(shí)間的變化，能得出關(guān)于在被測量的介質(zhì)中可能的氣泡形成的結(jié)論。醫(yī)療裝置(特別是透析裝置)具有相應(yīng)的傳感器系統(tǒng)以及帶氣泡捕捉器的導(dǎo)電含水介質(zhì)的流體循環(huán)。該傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成測量所述氣泡捕捉器中的流體液面，并且根據(jù)測量結(jié)果來控制所述流體循環(huán)中的進(jìn)給泵或閥或節(jié)流閥。該透析裝置優(yōu)選地是用于從遭受腎功能不全的患者的血液去除尿返物質(zhì)的血液透析裝置，并且該透析裝置具有設(shè)置有氣泡捕捉器的體外血液回路，根據(jù)本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)附接到所述氣泡捕捉器。借助于附圖
在下文闡明本發(fā)明，附圖示出圖I是貫穿具有液面檢測測量的場線的測量設(shè)備的剖面圖， 圖2是測量設(shè)備的等效電路圖，圖3是測量設(shè)備的示意圖，圖4是貫穿具有另選電極和液面檢測的場線的容器的另一剖面圖，圖5是貫穿具有耦合測量的場線的測量設(shè)備的剖面圖，圖6是貫穿測量設(shè)備的剖面圖，其中雜質(zhì)處于在貯存器和容器之間的接觸區(qū)中，圖7是調(diào)制器評價(jià)的結(jié)果的時(shí)序圖，圖8是貫穿具有壓桿的容器的剖面圖，圖9示出了電極的另選布置。圖I示出了貫穿筒形容器20的剖面，在該容器內(nèi)部具有流體區(qū)22。當(dāng)被正常安裝時(shí)容器20被豎直取向，使得流體聚集在其下部。被示出的剖面因此處于水平面中。在其周向兩側(cè)上，容器與傳感器系統(tǒng)10的貯存器30線接觸。“線接觸”意味著由于氣泡捕捉器的軟材料的變形，也能存在窄平面接觸。未示出的壓力裝置24確保在容器和貯存器之間形成牢固的機(jī)械接觸。在上述接觸表面的區(qū)域中，設(shè)置有電容器板Cn、C12、C21和C22。在液面檢測的測量期間，板C11和C12借助控制電子器件彼此緊鄰且直接連接。電極C21和C22被相應(yīng)地連接。當(dāng)電壓或頻率被施加于電容器板時(shí)，產(chǎn)生被示出的電場線。這些板如此設(shè)置使得盡可能多的場線被引導(dǎo)穿過流體區(qū)。在貯存器30的接觸表面的兩個(gè)側(cè)面之間存在90°的角度。60°和150°之間的角度是有利的。接觸表面能彼此成任何角度。如果在接觸表面之間存在例如180°，那么這些接觸表面處于單個(gè)平面內(nèi)，并且氣泡捕捉器借助機(jī)械裝置被壓靠在接觸表面上。如果在接觸表面之間存在例如360° ,那么這些接觸表面彼此相對,并且氣泡捕捉器在該情況下定位在接觸表面之間。灌充液面能借助于場的測量而被確定，如將稍后詳細(xì)地描述的。圖2示出了用于液面檢測測量的等效電路圖。在此存在串聯(lián)連接的三個(gè)電容器，即，由場線穿透的容器的第一壁的電容Cwl、接著待測量的介質(zhì)的電容CM，接著第二壁的電容(；2。因?yàn)榇粶y量的介質(zhì)是導(dǎo)電的，因此介質(zhì)的電阻Rm與Cm并聯(lián)連接?？傋杩筞tot由Ztot=Zffl+ZM+Zff2給出。為了簡單起見，在上述討論中，貯存器30的壁的電容連同容器的相應(yīng)壁的電容一起被考慮。在另一另選實(shí)施方式中，在貯存器的與定位在該貯存器外面的電容器表面Cn、C12, C21和C22的每個(gè)相反的內(nèi)側(cè)上能夠具有金屬化或金屬表面。這些金屬化或金屬表面與容器20直接接觸并且在所有情況下通過電容器板Cn、C12、C21和C22以及氣泡捕捉器中的測量介質(zhì)形成兩個(gè)電容器的串聯(lián)。因此提高與氣泡捕捉器的電容耦合。在該實(shí)施方式中，電觸點(diǎn)位于與容器20相反的電容器板Cn、C12、C21和C22側(cè)面上。
在另選實(shí)施方式中，例如和圖I形成對比，電容器板Cn、C12, C21和C22能不設(shè)置在貯存器30的與容器背對的側(cè)面上，而是設(shè)置在貯存器的內(nèi)側(cè)上，使得電容器板與容器20直接接觸。由此能使貯存器30的壁的厚度和材料的任何影響最小化。圖5示出了電容器板Cn、C12、C21和C22的另選電路布置的場線，以使得在所有情況下借助兩個(gè)鄰近電容器板C11和C12或者C21和C22來建立電場。由此，如稍后將描述的，能檢測正確耦合，即容器20在貯存器30中的接觸。因此在目前為止描述的這些實(shí)施方式中，首先將相同的電極用于液面檢測，接著，在單獨(dú)的按照時(shí)間順序交錯(cuò)進(jìn)行的測量步驟中，該相同的電極用于檢查耦合。電容器板Cn、C12、C21和C22的表面在所有情況下具有7x IOmm的尺寸并且鄰近電容器表面之間的間隙是1_至2_。電容器表面和間隙也能具有其它形狀和尺寸。這意味著在用于液面檢測的根據(jù)圖I的常用電路中的電容器表面具有大約15(或16)mm X IOmm的尺寸。與根據(jù)DE 19949985A1的現(xiàn)有技術(shù)形成對比，測量不參考容器的底部進(jìn)行，而是在與容器的長度成直角的剖面中進(jìn)行。為了能夠正確地確定流體的液面，用于固定的適當(dāng)裝置(未示出)用來確保容器20在限定位置處被保持軸向?qū)R在貯存器30中。優(yōu)選地筒形容器(諸如透析裝置的氣泡捕捉器)的外徑例如是19-23_，具有例如1.5_的壁厚。容器(優(yōu)選地塑料構(gòu)成)也能具有橢圓形或卵形基本形狀。容器還能是醫(yī)學(xué)血液處理盒的一體部件，在該情況下容器能采取任何形狀。因此也可以設(shè)想，容器具有多個(gè)平坦外部表面，例如具有正方形外剖面。由于測量電極和/或電容器表面(即，所示的剖面中)的寬度，確保與尺寸變化的容器20的充分兼容性。已被描述的復(fù)阻抗Ztot的特征在于幅值和相位，或者虛部和實(shí)部。液面檢測的實(shí)際測量效果優(yōu)選地位于阻抗Zttrt的實(shí)部。與浪涌或膜相對比的灌充液面的變化的有利區(qū)分和檢測由膜和介質(zhì)的電導(dǎo)率值的差產(chǎn)生，該差與阻抗Zttrt的實(shí)部對應(yīng)。在相對低的工作頻率的情況下，復(fù)阻抗Zttrt受虛部控制。因此浪涌或膜和灌充液面之間的區(qū)分首先以較高工作頻率(例如大于80kHz)進(jìn)行。出于EMC原因，大于例如300MHz的頻率是有利的。在圖5中在容器20和貯存器30之間的右手側(cè)(即在電容器表面C21和C22)存在一定間隙。這表示不足耦合。因此，用于檢測耦合的被示出的電場主要貫穿空氣，并且在較少程度上穿過容器20的壁厚。不足耦合能借助場曲線的適當(dāng)評價(jià)來檢測。因此，如上所述在灌充液面測量的環(huán)境中，阻抗Z11對Z12和/或Z21對Z22的幅值能被評價(jià)。另選地，如從現(xiàn)有技術(shù)已知的，相位能被考慮。目前為止描述的耦合和/或液面檢測的測量按照時(shí)間順序交錯(cuò)進(jìn)行。為此圖3所示的控制和評價(jià)單元限定不同的工作點(diǎn)，并且聚集陣列的互連相應(yīng)地被不同地控制。在聚集陣列的第一互連中，進(jìn)行液面檢測。為此與相應(yīng)指定的電容器表面連接的端口 11、12、21和22被互連，使得11和12短接以走線到網(wǎng)絡(luò)分析儀的觸點(diǎn)1，以及也短接端口 21和22與網(wǎng)絡(luò)分析儀的觸點(diǎn)2連接，使得根據(jù)圖I的場能由網(wǎng)絡(luò)分析儀產(chǎn)生。在第二互連中，端口 11走線到觸點(diǎn)I并且端口 12走線到觸點(diǎn)2，使得進(jìn)行耦合(如圖5中在左手側(cè))。在該情況下端口 21和22未被連接。在第三互連中，端口 21和22分別與觸點(diǎn)I和2連接，使得能進(jìn)行如圖5 (右手側(cè))的耦合。因此由網(wǎng)絡(luò)分析儀獲得的三個(gè)測量結(jié)果由控制和評價(jià)單元接收并且借助于稍后將更詳細(xì)地描述的評價(jià)邏輯被轉(zhuǎn)換成輸出值，該輸出值向用戶發(fā)送關(guān)于液面、耦合或泡沫的存在的信號。如必要的話，在對于聚集陣列的不同互連中的每個(gè)而言分別被最優(yōu)化的工作頻率下進(jìn)行測量。圖6示出了水分或流體存在于貯存器和容器之間的接觸區(qū)中的情況。由于這種情況，耦合測量的測量結(jié)果被改變以使得耦合被顯著增加。該水分也是有害的，因?yàn)樗鼘喑湟好鏈y量具有不利影響。網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測該增加的耦合并且通知控制和評價(jià)單元，該控制和評價(jià)單元向用戶發(fā)出相應(yīng)的警告。下表示出了控制和評價(jià)單元的邏輯互連。該單元接收在第一互連中獲得的灌充液面測量的結(jié)果，該結(jié)果用0 (=不良液面；=無液面)和I (=足夠液面)表示。第二互連和第三互連的測量結(jié)果借助邏輯“與”操作來結(jié)合并且作為0 (=不良耦合)和I (=良好耦合)傳到評價(jià)單元。
權(quán)利要求
1.一種用于電容測量容器中的流體介質(zhì)(22)的灌充液面的傳感器系統(tǒng)(10)，該傳感器系統(tǒng)包括貯存器(30)，在所述貯存器(30)上設(shè)置用于與被容納的所述容器的外表面接觸的兩個(gè)接觸區(qū)，并且在每個(gè)接觸區(qū)上設(shè)置用于電容檢測所述容器中的流體液面的至少一個(gè)液面檢測電極(Cp C2、Cn、C12、C21、C22)，所述傳感器系統(tǒng)的特征在于 所述傳感器系統(tǒng)具有耦合測量裝置(C11、C12、C21、C22)，所述耦合測量裝置用于電容確定所述容器在所述貯存器中的正確耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述液面檢測電極包括分開的電極區(qū)，并且所述耦合測量裝置通過借助每個(gè)液面檢測電極的電極區(qū)的電容測量來測量所述耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)接觸區(qū)上的所述耦合測量 裝置均包括與所述液面檢測電極(C1、C2)不同的兩個(gè)耦合電極(Cn，、C12, ；C21、C22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合電極沿所述容器的縱向相對于所述液面檢測電極軸向移位。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合測量裝置能夠檢測太低的耦合并且還能夠檢測太高的耦合，所述太低的耦合例如是所述容器和所述貯存器之間存在間隙的情況，所述太高的耦合例如是在所述接觸區(qū)中存在流體或其它雜質(zhì)的情況。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，在所述容器中的所述流體液面的測量檢測到足夠液面并且同時(shí)所述耦合測量檢測到不足耦合的情況下，所述耦合測量裝置能夠觸發(fā)預(yù)警報(bào)以通知用戶不足耦合。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成借助所述液面檢測電極來確定復(fù)總阻抗匕丨并且借助所述總阻抗的評價(jià)來進(jìn)行所述液面檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成借助所述總阻抗的實(shí)部的評價(jià)來進(jìn)行所述液面檢測。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成借助所述液面檢測電極來確定復(fù)總阻抗Ztot,并且構(gòu)造成借助解調(diào)器來接收所述復(fù)總阻抗隨著時(shí)間的變化，所述變化與所述復(fù)總阻抗Ztot —起用于評價(jià)單元中以確定所述液面檢測，以便由此識別不均勻性，所述不均勻性例如是空隙率。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成在優(yōu)選地大于60MHz、尤其優(yōu)選地大于70MHz的頻率下進(jìn)行所述液面檢測的測量。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成在優(yōu)選地低于90MHz、尤其優(yōu)選地低于78MHz的頻率下進(jìn)行所述液面檢測的測量。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，存在用于產(chǎn)生用于液面測量和耦合測量的電場的裝置，并且存在用于根據(jù)幅值、相位以及這些幅值和相位隨時(shí)間的變化來捕獲不同測量電極(Cn、C12、C21、C22)的復(fù)阻抗的裝置。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述容器是透析裝置、注射裝置或輸液裝置的氣泡捕捉器。
14.一種用于電容測量容器中的流體介質(zhì)(22)的灌充液面的方法，其中所述容器被保持在傳感器系統(tǒng)的貯存器中，并且所述傳感器系統(tǒng)的液面檢測裝置(Cp C2、Cn、C12, C21, C22)電容性測量所述容器中的流體的液面，所述方法的特征在于，利用耦合測量裝置(cn、c12、C21、C22)來確定所述容器在所述貯存器中的正確耦合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述液位檢測測量和所述耦合測量按時(shí)間順序交錯(cuò)進(jìn)行。
16.一種醫(yī)療裝置，所述醫(yī)療裝置尤其是透析裝置，所述醫(yī)療裝置包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器系統(tǒng)以及帶氣泡捕捉器的導(dǎo)電含水介質(zhì)的流體循環(huán)，其中所述傳感器系統(tǒng)構(gòu)造成測量所述氣泡捕捉器中的流體液面、以及根據(jù)測量結(jié)果來控制所述流體循環(huán)中的進(jìn)給泵或閥或節(jié)流閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電容測量容器中流體介質(zhì)(22)的灌充液面的傳感器系統(tǒng)(10)，所述容器優(yōu)選地是透析裝置的氣泡捕捉器，所述傳感器系統(tǒng)包括貯存器(30)，在所述貯存器(30)上設(shè)置用于與被容納的容器的外表面接觸的兩個(gè)接觸區(qū)，并且在每個(gè)接觸區(qū)上設(shè)置用于電容檢測所述容器中的流體液面的至少一個(gè)液面檢測電極(C1、C2、C11、C12、C21、C22)。所述傳感器系統(tǒng)具有用于電容確定正確耦合的耦合測量裝置(C11、C12、C21、C22)。
文檔編號G01F23/26GK102741668SQ201180008363
公開日2012年10月17日 申請日期2011年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者A·加格爾, J·施耐德 申請人:弗雷森紐斯醫(yī)療護(hù)理德國有限責(zé)任公司