DE3040204A1 - Sonde mit einrichtung zum feststellen des loesens der sonde von einem koerper - Google Patents

Sonde mit einrichtung zum feststellen des loesens der sonde von einem koerper

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DE3040204A1
DE3040204A1 DE19803040204 DE3040204A DE3040204A1 DE 3040204 A1 DE3040204 A1 DE 3040204A1 DE 19803040204 DE19803040204 DE 19803040204 DE 3040204 A DE3040204 A DE 3040204A DE 3040204 A1 DE3040204 A1 DE 3040204A1
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Terence A. Marietta Ga. Torzala
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Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Sonden, insbesondere auf eine Kontakt sonde, die derart ausgebildet ist, daß ein Lösen der Sonde von einem Körper, an dem die Sonde befestigt x-mrde, erfaßt wird. Die Anordnung enthält eine Yorrichtung, die eine Anzeige liefert, wenn sich die Sonde löst. Wenngleich die Torliegende Erfindung anhand einer Körpertemperatur-Fühlsonde erläutert xvird, ist die Erfindung auch in anderen Fällen anwendbar. ·
Es werden vielerlei Sonden zum Messen oder "überwachen einer Punktion des Körpers, an dem die Sonde befestigt ist, verwendet; Sonden dienen ferner zum Steuern oder Beeinflussen eines Zustands oder einer Bedingung eines Körpers. So z.B. kann die Innenraumtemperatur eines Brutkastens für Säuglinge reguliert werden, indem die Körpertemperatur des Kindes gefühlt und ein Signal erzeugt wird, welches repräsentativ für die Körpertemperatur ist, um auf der Grundlage dieses Signals die Heizvorrichtung des Brutkastens zu regeln. Bei einem derartigen Anwendungsfall ist es wichtig, daß zwischen der Haut und der KontaMflache der Sonde, die den Temperatursensor trägt, enger Kontakt hergestellt und aufrechterhalten wird. Sollte die Sonde verdrängt werden und sich lösen, was zu einem totalen oder teilweisen Kontaktverlust führt, spricht die Heizvorrichtung auf eine Temperaturmessung an, die nicht der Körpertemperatur des Kindes entspricht.
Eine derzeit angewendete Methode zum Erfassen des sich-Lösens einer Sonde arbeitet auf der Grundlage von Information, die direkt aus der überwachenden Punktion abgeleitet wird. Eine
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signifikante Meßgrößenänderung einer Körperfunktion kann ihre Ursache in einer Signifikaten Änderung der Körperfunktion selbst haben, die Ursache kann aber auch darin liegen, daß sich die Meßsonde von dem Körper gelöst hat. In jedem Fall sollte eine Anzeige dieser Bedingung erzeugt werden. Wenngleich diese Methode für gewisse Anwendungsfälle angemessen erscheinen mag, um ein vollständiges Lösen der Sonde zu erfassen, so kann jedoch eine teilweise Lösung der Sonde eine Abweichung der Meßgröße verursachen, die unbemerkt bleibt. Weiterhin kann es sein, daß in einigen Anwendungsfallen die überwachte Funktion bei einem Lösen der Sonde nicht so spürbar geändert wird, daß eine adequate Anzeige erfolgt. In einem Brutkasten beispielsweise hat die Umgebung etwa die gleiche Temperatur wie der Körper des Säuglings. Wenn sich daher eine an dem Körper des Säuglings befestigte Sonde löst und der Umgebungswärme in dem Brutkasten ausgesetzt wird, ändert sich das Ausgangssignal des Temperatursensors - wenn überhaupt - nur sehr wenig.
Nach einer anderen zum Erfassen des sich-Lösens einer Sonde vorgeschlagenen Methode werden Impedanzänderungen gefühlt, die aus den sich ändernden Kontaktbedingungen zwischen der Sonde und dem Körper resultieren. Diese Methode ist nur in beschränktem Maße übernommen worden. Es wurde herausgefunden, daß neben dem. Kontaktverlust zwischen der Sonde und dem Körper verschiedene andere Faktoren die Impedanz beeinflussen. Folglich liefert diese Methode keine Ergebnisse mit der erforderlichen Zuverlässigkeit.
In der von Benjamin L. Hochman in den Vereinigten Staaten eingereichten Patentanmeldung (SU ) ist ein weiteres Verfahren zum Erfassen des Loslösens einer Sonde beschrieben. Die in dieser Patentanmeldung dargestellte Vorrichtung fühlt einen erhöhten Strahlungspegel der auf die Körperkontaktfläche der Sonde auftreffenden Strahlung, xtfenn sich die Sonde von dem Körper löst.
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Obschon diese allgemeine Methode äußerst nützlich ist, um wirksam das Lösen von Sonden zu erfassen, ist die in der genannten Patentanmeldung offenbarte Vorrichtung gewissen Beschränkungen unterworfen. Die in der genannten Patentanmeldung beschriebene Sonde ist derart ausgebildet, daß sie mit einem festen Schwellenwert arbeitet. Folglich können Änderungen der Umgebungsbedingungen IPehlalarme verursachen, wenn der Schwellenwert zu niedrig eingestellt ist oder aber es besteht die Gefahr, daß ein teilweises Loslösen der Sonde unentdeckt bleibt,·1 wenn der Schwellenwert zu hoch eingestellt wird, um Eehlalarme zu vermeiden.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Sonde zu schaffen.
lach einem weiteren Ziel der Erfindung ist eine Sonde derart ausgebildet, daß e.in Lösen der Sonde von einem Körper, an dem die Sonde befestigt ist, erfaßt wird.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die eine Anzeige liefert, wenn sich die an einem Körper befestigte Sonde löst.
Uach einem weiteren Ziel der Erfindung wird eine Sonde geschaffen, die sich durch hohe Betriebszuverlässigkeit, relativ einfachen Aufbau und geringe Herstellungs- und Wartungskosten auszeichnet.
Eine gemäß der erfindungsgemäßen Lehre aufgebaute Sonde umfaßt ein Sondengehäuse mit einer Kontaktfläche, die in Berührung mit einem Körper bringbar ist, sowie einer zweiten Fläche, die von dem Körper beabstandet ist und auf die von dem Körper reflektierte
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Strahlung auftrifft, wenn die Eontaktfläche nicht mit dem Körper in Berührung steht. Ein erster Strahlungsempfänger ist in der Kontaktfläche des Gehäuses angeordnet, um einen erhöhten Strahlungspegel der auf die Kontaktfläche auftreffenden Strahlung zu erfassen, wenn sich das Sondengehäuse von dem Körper löst und die Kontaktfläche dem erhöhten Strahlungspegel ausgesetzt ist. Ein zweiter Strahlungsempfänger ist in der zweiten Oberfläche des Gehäuses angeordnet, um von dem Körper reflektierte Strahlung zu fühlen und zu bestimmen, wenn ein verminderter Strahlungspegel auf die zweite Oberfläche auftrifft, x^as geschieht, wenn die Sonde bedeckt wird. Von dem Sondengehäuse führt eine Übertragungseinrichtung zu einer entfernten Stelle, um die Ausgangssignale des ersten und zweiten Strahlungsempfängers zu übertragen.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft die Alarmschaltung, die auf die Ausgangssignale des ersten und zweiten Strahlungsempfängers anspricht, um eine Anzeige ζζ liefern, wenn die beiden Ausgangssignale eine bestimmte Beziehung zueinander haben, was das sich-Lösen der Sonde kennzeichnet, oder angibt, daß die Sonde nicht in Betrieb ist, weil sie bezüglich der Strahlungsquelle abgeschirmt ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
!ig. 1 eine Seitenansicht mit teilweise weggebrochenen
Teilen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sonde, und
Hg. 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Schaltung, die zusammen mit der in lig. 1 dargestellten Sonde verwendet wird, um eine Anzeige betreffend das sich-Lösen der Sonde zu erzeugen.
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Die in S1Xg. 1 gezeigte Sonde besitzt ein Sondengehäuse 10 sowie eine Eontakt fläche 10a, die mit einem Körper 12 in Berührung steht, und eine zweite Fläche 10ΐ>, die von dem Körper 12 beabstandet ist, und auf die von dem Körper 12 reflektierte Strahlung fällt, wenn die Kontaktfläche 10a in Berührung mit dem Körper 12 steht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 1 "bilden die Kontakfläche 10a und die zweite Fläche 10b einen Winkel von etwa 160°.
Die erfindungsgemäße Sonde umfaßt weiterhin*einen ersten in der Kontaktfläche 10a angeordneten Strahlungsempfänger, der einen auf die Kontaktfläche auffallenden erhöhten Strahlungspegel erfaßt, wenn die Sonde sich von dem Körper 10 löst und die Kontaktfläche dem erhöhten Strahlungspegel ausgesetzt ist. Der Strahlungsempfänger kann einen Photoleiter 14 aufweisen, der eineelektrisches Signal erzeugt, welches repräsentativ ist für die von dem Photoleiter empfangene Lichtmenge. Bei dem Photoleiter 14 kann es sich um einen Cadmium-Sulfid-Photoleiter handeln, dessen spektrale Ansprechempfindlichkeit ziemlich genau derjenigen des menschlichen Auges entspricht und der sich daher ideal für da Fühlen von Wolframlicht und Floureszenzlicht eignet, deren Strahlungskennlinie im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrums konzentriert ist.
Der Widerstandswert des Photoleiters 14- hängt ab von der auf den Photoleiter fallenden Lichtmenge. Fällt kein Licht auf den Photoleiter, so ist der Widerstand sehr groß. Wird der Photoleiter Licht ausgesetzt, so ist sein Widerstandswert viel kleiner. Folglich ist der Spannung ab fall an dem Photoleiter 14 repräsentativ für die Lichtmenge oder den Lichtpegel, der auf die Kontaktfläche 10a fällt.
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Die in I1Xg. 1 aargestellte Sonde -umfaßt weiterhin einen zweiten Strahlungssensor, der in der Eläche 10b angeordnet ist, um von dem Körper 12 reflektierte Strahlung zu fühlen. Der zweite Strahlungsempfänger kann ähnlichMLe der erste Strahlungsempfänger einen Photoleiter 16 aufweisender ebenfalls ein Gadmium-Sulfid-Photoleiter sein kann und der ein elektrisches Signal erzeugt, das repräsentativ ist für die von diesem Photoleiter empfangene Lichtmenge.
Von dem in Fig. 1 dargestellten Sondengehäuse 10 erstreckt sich eine Übertragungseinrichtung, die zu einer entfernten Stelle führt und die Ausgangssignale des ersten und zxfeiten Strahlungsempfängers leitet. Speziell leiten die Leiterpaare 18 und 20 die von den Photoleitern 14- und 16 erzeugten Signale an die Alarmgeber schaltung, die unten noch beschrieben wird. Die Leiterpaare sind Bestandteil eines Kabels 22, das von der Oberseite des Gehäuses 10 ausgeht.
Außerdem ist in der Kontakt fläche 10a ein Sensor 24- zum Messen oder Überwachen einer Körperfunktion angebracht. Der Sensor 24· kann ein Thermistor sein, der ein elektrisches Signal erzeugt, das repräsentativ ist für die Temperatur des Körpers 12» Das Signal des Thermxsters gelangt über ein Leitungspaar 26, das Bestandteil eines Kabels 22 sein kann, an eine entfernt liegende Stelle, falls das Temperatursignal zu derselben Stelle zu übertragen ist wie die von den Leiterpaaren 18 und 20 übertragenen Lichtsignale. Das Thermistersignal kann dazu verwendet werden, lediglich eine Temperaturmessung zu liefern, oder es kann für die Steuerung einer Brutkastenheizvorrichtung dienen, um in einem Brutkasten eine gewünschte Temperatur zu erzielen.
Wie aus Pig. 1 hervorgeht, gelangt dann, wenn die Sonde an den Körper 12 zur Anlage kommt, allenfalls nur wenig Strahlung (beim dargestellten Beispiel Umgebungslicht) auf die Kontaktfläche 10a
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des Sondengehäuses. Folglich empfängt der Photoleiter 14 - wenn überhaupt - wenig Licht. G-Ieichzeitig empfängt der Photoleiter 16 Strahlung (bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel Umgebungslicht), die von der Oberfläche des Körpers 12 reflektiert wird. Das Widerstandsverhältnis der Photoleiter 14 und 16 für diese Bedingung bildet den Schwellenwert für die in Fig. 2 dargestellte Alarmschaltung.
In Pig. 1 nicht dargestellt sind Mittel zum Halten der Sonde auf dem Körper 12. Solche Mittel können z.B. ein Band, ein Riemen, ein Haltegurt oder dergleichen sein. Wenn die Sonde sich auf den engen Kontakt mit dem Körper 12 löst, so daß entweder eine vollständige oder teilweise Lösung erfolgt, fühlt der Photoleiter 14 einen erhöhten Lichtpegel, der auf die Kontaktfläche 10a auftrifft. Dies vermindert das Widerstandsverhältnis der Photoleiter 14 und 16 auf einen Wert, der unterhalb des Schwellenwerts liegt, und die in Fig.2 dargestellte Alarmschaltung ist derart ausgebildet, daß sie eine Anzeige liefert, wenn dieser Zustand vorliegt. Wenn die Sonde beispielsweise mit einer Decke oder durch die die Sonde am Körper haltende Einrichtung abgedeckt wird, fühlt der Photoleiter 16 auf der Oberfläche 10b einen verminderten auffallenden Lichtpegel. Auch dies vermindert das Widerstandsverhältnis der Photoleiter 14 und 16 auf einen Wert, der unterhalb des Schwellenwerts liegt, und wiederum liefert die Alarmschaltung gemäß Fig. 2 eine Anzeige, wenn dieser Zustand vorliegt. Die Photoleiter 14 und 16 sind derart angeordnet, daß der auf Änderungen der Umgebungsbedingungen ansprechende Photoleiter 16 eine "schwimmende" Bezugsgröße für den Photoleiter 14 liefert, um selbst dann ein Lösen der Sonde zu erfassen, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern; ferner wird erfaßt, wenn das
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System unwirksam wird, weil die Sonde "bezüglich, des aus der Umgebung einfallenden Lichts abgeschirmt ist.
Gemäß der Darstellung in Pig. 2 sind die Photoleiter 14- und 16 der Sonde auf einer Seite einer Brückenschaltung angeordnet, in deren anderem Zweig ein Paar Widerstände 30 und 32 liegen. Ein Operationsverstärker 34- hoher Eingangsimpedanz ist parallel an die Brückenschaltung angeschlossen, wobei der negative Eingang des Yerstärkers an den "Verbindungspunkt?· der Photoleiter 14- und 16 und der positive Eingang des Terstärkers an den Verbindungspunkt der Widerstände 30 und 32 angeschlossen ist. Zwischen dem Ausgang des Yerstärkers 34- und seinem positiven Eingang liegt ein Rückkoppelwiderstand 36. Die Werte der Widerstände 30, 32 und 36 sind derart ausgewählt, daß die Widerstände 30 und 36 viel größer sind als der Widerstand 32. lOlglich empfängt der "Verstärker 34- folgende Eingangsgrößen:
E1K
— 7S
H-l6
52 . 3^ γ /-ο") ' —
ι TD "^ "D ι XJ
+ ^3O R32 + Ε36
-p. die an den negativen Eingang des Yerstärkere 34- angelegte 'Spannung,
n die an den positiven Eingang des Yerstärkers 34- ange-
Jx
legte Spannung,
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0 die Ausgangsspannung des Verstärkers 34,
„ die an den Verbindungspunkt zwischen dem Photoleiter und dem Widerstand 30 angelegte Versorungsspannung ist.
Die Spannungsabfallgrößen an den Photoleitern 14- und 16, die sich durch das Verhältnis der Widerstandswerte der Photoleiter bestimmen, repräsentieren dLe relativen Lichtpegel des auf die Photoleiter fallenden Lichts. Wenn die Eontaktfläche 10a der Sonde engen Kontakt mit dem Körper 12 hat, gelangt lediglich derjenige Teil des Umgebungslichts zu dem Photoleiter 14-, der das Körpergewebe durchdringt, zuzüglich einer geringen Lichtmenge, die unter der Sonde durchdringt. Während dieses Zustands ist der Widerstandswert des Photoleiters 14- hoch. Gleichzeitig empfängt der Phot ο leiter 16 von dem Körper 12 reflektiertes Tfmgebungslicht, so daß sein Widerstandswert beträchtlich niedriger ist als der des Photoleiters 14-, Folglich ist die Eingangsspannung Vjj sehr klein. Die Eingangs spannung V^ ist größer als die Eingangsspannung Vq, wenn die Kontaktfläche 10a der Sonde engen Kontakt mit dem Körper 12 hat und der Widerstandswert des Photoleiters 14 ist groß. Dies veranlaßt, daß die Ausgangsspannung Vq des Verstärkers 34- auf einen positiven Pegel ansteigt, der etwas unterhalb der Versorungsspannung liegt und einem normalen Betriebszustand entspricht.
Löst sich die Kontakt fläche 10a der Sonde von dem Körper 12, gelangt zusätzliches TJmgebungslicht auf den Photoleiter 14. Selbst ein teilweises Lösen verursacht einen solchen Abfall des Widerstandswerts des Photoleiters 14, so daß am Verbindungspunkt der Photoleiter 14 und 16 für den Verstärker 34 eine Eingangsspannung Vj« erzeugt wird, die größer ist als die Eingangs spannung Vt,. Hierdurch fällt die Ausgangsspannung VQ des Verstärkers 34 auf ITuIl ab, was einer Alarmbedingung entspricht.
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Wird die Sonde abgedeckt, so daß der Photoleiter 16 "bezüglich, des Umgebungslichts abgeschirmt ist, steigt der Widerstandswert des Photoleiters 16 in Abhängigkeit der verminderten auf den Photoleiter auftreffenden Lichtmenge an. Die am Verbindungpunkt der Photoleiter 14 und 16 erzeugte Spannung ist wiederum größer als die Eingangs spannung Vg, so daß die Ausgangs spannung Yq des Verstärkers 34 auf UuIl abfällt. Wiederum entspricht dies der Alarmb edingung.
Wenn somit die Spannungsabfallgrößen an den Photoleitern 14- und 16 eine vorbestimmte Beziehung zueinander aufweisen, so daß die Eingang s spannung Vy, größer ist als die Eingangs spannung V^, fällt die Ausgangsspannung Vq des Verstärkers 34 auf WuIl ab, was entweder ein Ablösen der Sonde oder eine Abdeckung der Sonde bedeutet. Als Beispiel wurde die vorliegende Erfindung realisiert unter Auswahl von Photoleitern und anderen Bauteilen mit einer solchen Schaltungsanordnung, daß eine Alarmbedingung immer dann gefühlt wurde, wenn das Widerstandsverhältnis der Photoleiter 14 und 16 das Verhältnis 10 : 1 oder weniger aufweist. Während sich die Kontaktfläche 10a in Berührung mit dem Körper 12 befindet, liegt der Widerstandswert des Photoleiters 14 in der Größenordnung von 87 Megaohm. Solange die Sonde unbedeckt bleibt und der Photoleiter 16 von dem Körper 12 reflektiertes Licht empfängt, liegt der Widerstand des Photoleiters 16 in der Größenordnung von 10.000 Ohm. Das Widerstandsverhältnis der beiden Photoleiter für diese Bedingung der Sonde liegt beträchtlich über 10 : 1 und entspricht dem normalen Betriebszustand. Hierbei sind keine signifikanten Änderungen der Umgebungslichtbedingungen angenommen. Soweit der Umgebungslichtpegel geringfügig ansteigt oder abfällt, ändert sich das Widerstandsverhältnis der Photoleiter 14 und 16 nicht smirbar und bleibt oberhalb von 10 : 1.
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Bei teilweiser Lösung der Sonde vom Körper 12 fällt der Widerstandswert des Photoleiters 14 auf einen viel kleineren Wert, und zwar "beispielsweise auf weniger als 100.000 Ohm. Dies vermindert das Widerstandsverhältnis der Photoleiter 14 und 16 auf weniger als 10 : 1 und ändert die relativen·Spannungsabfälle an den Photoleitern 14 und 16 derart, daß die Eingangsspannung Yjj auf einen Pegel ansteigt, der hinreicht, die Aus gangs spannung Yq des Verstärkers auf Hull abfallen zu lassen.
Wenn die Sonde abgedeckt wird oder das Umgebungslicht völlig verschwindet, steigt der Widerstanaswert des Photoleiters 16 auf einen wesentlich höheren Wert an, so z.B. auf mehr als 8,7 Megaohm. Auch hierdurch vermindert sich das Widerstandsverhältnis der Photoleiter 14 und 16 auf weniger als 10 : 1, und die relativen Spannungsabfälle an den Photoleitern 14 und 16 verlieren ihre für den Eormalbetrieb typischen Werte, so daß die Eingangs spannung V0 auf einen Pegel ansteigt, der ausreicht, die Ausgangsspannung Vq des Verstärkers auf EuIl abfallen zu lassen,
Löst sich die Sonde von dem Körper 12 während sie abgedeckt ist oder während das TJmgebungslicht vollständig erlischt, werden beide Photoleiter denselben Lichtverhältnissen ausgesetzt. Als Folge hiervon beträgt das Widerstandsverhältnis der Photοleiter etwa 1:1, und der Pegel der Eingangsspannung Vp reicht wiederum aus, einen Abfall der Ausgangs spannung VQ des Verstärkers auf Hull zu verursachen.
Die Ausgangsspannung VQ des Verstärkers 34 gelangt über einen Widerstand 40 an eine Leuchtdiode 38. Hat die Ausgangsspannung Vq hohen Pegel (die Kontaktfläche 10a steht in Berührung mit dem Körper 12 und die Sonde ist nicht abgedeckt), so strahlt die Leuchtdiode 38 Licht ab. Ist die Ausgangsspannung Vq Null
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(die Kontaktfläche 10a hat sich, vom Körper 12gelöst, oder die Sonde ist abgedeckt), strahlt die Leuchtdiode 38 kein Licht ab.
Mit der Leuchtdiode 38 arbeitet ein Phototransistor 42 zusammen., dessen Emitter auf Masse liegt, dessen Kollektor über einen Widerstand 44 an eine +12 VoIt-SPaHnUQgSq-UeIIe angeschlossen ist,, und dessen Basis "schwimmt". Der Phototransistor 42 ist in der Nähe der Leuchtdiode 38 angeordnet und fühlt, wenn, die Leuchtdiode Licht abstrahlt oder nicht. Das durch das Bezugszeichen 46 kenntlich gemachte gestrichelte Kästchen deutet die örtliche ITähe der Leuchtdiode 38 und des Phototransistors 42 an.
Der Kollektor des Phototransistors 52 ist an die Basis eines Transistors 48 angeschlossen, dessen Emitter geerdet ist, und dessen Kollektor über einen Widerstand 50 und eine Leuchtdiode 52 an eine positive Versorgungsspannung angeschlossen ist. Der Phototransistor 52 steuert den Betrieb des Transistors 48. Wenn der Phototransistor 42 von der Leuchtdiode 38 abgestrahltes Licht fühlt (die Kontakt fläche 10a hat Berührungskontakt mit dem Körper 12 und die Sonde ist nicht abgedeckt), wird der Transistor 48 vorgespannt, um zu schließen, und die Leuchtdiode 52 bleibt abgeschaltet. Erfaßt der Phototransistor 42 kein von der Leuchtdiode 38 abgestrahltes Licht (die Kontaktfläche 10a hat sich vom Körper 12 gelöst, oder die Sonde ist abgedeckt), wird der Transistor 48 eingeschaltet und die Leuchtdiode 52 leuchtet, um einen^ Alarm anzuzeigen. Parallel bezüglich des Widerstands 50 und der Leuchtdiode 52 ist ein akustischer Alarmgeber (Audio-Alarm) 5^ geschaltet.
Die Bezugszeichen 56, 58, 60 und 62 repräsentieren die Verbindungen zwischen den Sonden-Photoleitern 14 und 16 und der Alamschaltung. Wird irgendeine der von der Sonde kommenden Leitungen
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getrennt, fällt die Ausgangs spannung VQ des Verstärkers 34-auf Hull ab, was der Alarmbedingung entspricht. Wird die Leitung 56 getrennt, steigt die Eingangs spannung V0 am negativen Eingang des Verstärkers 34- auf die Versorgungsspannung V„ an. Ist die Eingang s spannung V-η größer als die Eingangs spannung V-^, wird die Ausgangs spannung VQ des Verstärkers UuIl.
Wird die Leitung 58 getrennt, best ent kein Weg für den Vorspannungsstrom, des negativen Eingangs des Verstärkers 34-. Die Wirkung "besteht darin,daß die Versorgungsspannung Vg an den negativen Eingang des Verstärkers 34- gelangt. Wiederum ist dieses Eingangssignal des Verstärkers größer als die Eingangsspannung Vp1 so daß die Aus gangs spannung VQ des Verstärkers Hull wird.
Wird die Leitung 60 oder die Leitung 62 getrennt, fällt die Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Photoleiter 14- und dem Widerstand 30 auf H-UlI ab, wodurch die Versorgungsspannung von dem Gate eines Sperrschicht-Peldeffekt-Iransistors 64- verschwindet. Hierdurch leitet der Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor 64-, wodurch an den Verstärker 34- ein Signal gelegt wird, das den Verstärker sperrt. Die Aus gangs spannung VQ des Verstärkers wird wiederum Hull.
Die übrigen Schaltungsteile gemäß S1Xg. 2 sind in herkömmlicher Weise ausgelegt, so daß sie nur kurz beschrieben werden. Durch einen Transformator 70 sind ein Oszillator 66 und ein Gleichrichter 68 gekoppelt, wodurch ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler gebildet wird, der die Versorgungsspannung Vq liefert. Die Schaltungsanordnung ist derart ausgelegt, daß der Körper 12, wenn er mit der Sonde in Berührung steht, von der Hetzspannung getrennt
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ist, was bei medizinischen Geräten dieser Art aus Sicherheitsgründen erforderlich ist.
Wenngleich bei dem oben geschilderten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung Umgebungslicht erfaßt wird, können auch Detektoren verwendet werden, die lediglich auf einen Teil des sichtbaren Spektrums selektiv ansprechen (z.B. auf Infrarotlicht) und in ähnlicher Weise können die Strahlungsquellen schmalbandig sein.
Wie bereits erwähnt wurde, ist die Erfindung in vielen Fällen anwendbar, nicht nur bei einer Hautkontakt-Temperatursonde gemäß obiger Beschreibung. Die Erfindung ist anwendbar bei anderen Körperflächensonden, die andere Körperfunktionen überwachen und steuern, ferner bei Sonden, die in den Körper eindringen. So z.3. kann gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung festgestellt werden, wenn sich eine mit einer Kontaktfläche versehene intravenös gelegte Mfadel teilweise zurückzieht oder löst.
Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel gemäß I1Ig. 1 werden an den Sondenoberflächen Photoleiter verx^endet, und es werden elektrische Signale von der Sonde an eine entfernte Stelle übertragen. Es können jedoch auch andere elektro-optische Methoden angewendet werden, ohne den Gedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen. So z.B. können optische Easern dazu verwendet werden, die auf die Oberflächen 10a und 10b auftreffende Strahlung zu erfassen und diese Strahlung an eine entfernt angeordnete Alarmgeberschaltung zu leiten, wo die Strahlung durch Photoleiter in elektrische Signale umgewandelt wird.
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Claims (12)

PAT E N TA N VV Λ LT 'Ξ AIR-SHIELDS, INC. 330 Jacksonville Road Hafboro, Pennsylvania 19040 U.S.A. A. GRUNECKER Ο«. -ING H. KlNKELDEY W. STOCKMAIR OR-T1JG - AeEiCALTEO* K. SCHUMANN Ο«Ρ!ΕΗ NAT DPL-PHYa P. H. JAKOB DiPL -(NG G. BEZOLD D<f«--CH£M 8 MÜNCHEN 22 MAXIMIUANSTRASSS A3 24. Oktober 1980 P 15 575 - 57/Ko Sonde nit Einrichtung sun feststellen des Losens der Sonde von einem Eörper
1. Sonde,
Pat ent ansOrüche
gekennzeichnet
durch
ein Sondengehäuse (10) mit einer Eontaktfläche (1Oa), die in Kontakt mit einen Eörper (12) bringbar ist, und einer zweiten Fläche (1Ob), die von dera Körper (12) beabstandet angeordnet v.rird und auf die von dem Körper reflektiertes Licht fällt, wenn die Kontaktfläche (1Oa) den Eörper (12) berührt,
einen ersten Strahlungsempfänger (14), der in der Kontakbfläche (1Oa) angeordnet ist, ura einen auf die Eontaktfläche auftreffenden
TELEFON (Oi)S) 22QBB2 TFLE
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erhöhten Strahlungspegel zu fühlen, wenn sich das Sondengehäuse (10) von dem Körper (12) löst und die Kontaktfläche dem erhöhten Strahlungspegel ausgesetzt wird,
einen zweiten Strahlungsempfänger (16), der in der zweiten Fläche (1Ob) angeordnet ist, um erstens von dem Körper (12) reflektierte Strahlung zu fühlen und zxfeitens einen auf die zweite Fläche auftreffenden verminderten Strahlungspegel zu fühlen, wenn das Sondengehäuse (10) abgedeckt wird und die zweite Fläche (10b) dem verminderten Strahlungspegel ausgesetzt ist, und
eine von dem Sondengehäuse (10) abgehende übertragungseinrichtung (18,20,22) zum Übertragen des Ausgangssignals des ersten und zweiten Strahlungsempfängers (14,16) zu einer entfernten Stelle.
2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und zweite Strahlungsempfänger sichtbares Licht fühlen.
3» Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn ζ e ic h η e t , daß die zweite Fläche (10b) bezüglich der Kontakt fläche (10a) geneigt ist.
4-. Sonde nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der durch die zweite Fläche (1Ob) und die Kontaktfläche (10a) gebildete Winkel annähernd 160 beträgt.
5- Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch einen in der Kontakt fläche (10a) angeordneten 'iemperaturfühler
6. Vorrichtung zum Anzeigen des Lösens eines Gegenstandes von der Oberfläche eines Körpers, gekennzeichnet
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durch.
einen ersten Wandler nit einem Strahlungsempfänger (14), der in einer mit der Oberfläche des Körpers in Kontakt bringbaren Kontaktζlache (1Oa) des Gegenstands (10) angebracht ist, um erstens einen auf die Kontaktfläche auftreffenden erhöhten Strahlungspegel zu fühlen, wenn sich der Gegenstand von der Oberfläche des Körpers (12) löst und die Kontaktfläche dem erhöhten Strahlungspegel ausgesetzt wird, uad um zweitens ein erstes Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für den auf die Kontaktfläche (10a) auftreffenden Strahlungspegel,
einen zweiten Wandler mit einem Strahlungsempfänger (16), der in einer zweiten !Fläche (10b) des Gegenstands (10) angeordnet ist, die von der Oberfläche des Körpers beabstandet ist und auf die von der Körperoberfläche reflektierte Strahlung trifft, vrenn die Kontaktfläche die Oberfläche des Körpers berührt, um erstens von der Körperoberfläche reflektierte Strahlung zu fühlen, zweitens einen verminderten Strahlungspegel zu fühlen, der auf die zweite fläche (10b) auftrifft, wenn der Gegenstand abgedeckt ist und die zweite Fläche dem verminderten Strahlungspegel ausgesetzt ist, und drittens ein zweites Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für den auf die zweite Fläche (10b) auftreffenden Strahlungspegel, und
einen Alarmgeber (30-44, 52,54), der auf das erste und zweite Signal anspricht und eine Anzeige liefert, wenn die Signale eine vorgegebene Beziehung aufweisen.
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7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Wandler einen ersten Photoleiter ("14) und der zweite Wandler einen zweiten Photoleiter (16) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 75 dadurch gekennz e i c h ne t , daß der Widerstandswert der Photoleiter sich umgekehrt zu der Menge des von dem Photoleiter empfangenen Lichts ändert.
9- Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e kennzeichnet , daß der Alarmgeber eine Schaltung aufweist, die auf ein vorbestimmtes Verhältnis der Widerstandswerte der Photoleiter (14,16) anspricht.
10. Vorrichtung zum Fühlen einer Körperfunktion, gekennzeichnet durch
eine Sonde mit einer Kontaktfläche, die mit dem Körper in Berührung bringbar ist, und einer zweiten Fläche (10b), die von dem Körper beabstandet ist und auf die von dem Körper reflektiert te Strahlung fällt, wenn die Kontaktfläche (10a) den Körper (12) berührt,
einen in der Kontaktfläche (10a) angeordneten und auf die Körperfunktion ansprechenden Sensor (24),
einen ersten einen Strahlungsempfänger (14) aufweisenden Wandler, der in der Kontaktfläche (10a) angeordnet ist, um erstens einen auf die Eontaktflache auftreffenden erhöhten Strahlungspegel zu fühlen, wenn sich die Sonde von dem Körper löst und die Kontakt-
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fläche dem erhöhten Strahlungspegel ausgesetzt ist und zweitens ein erstes Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für den auf die Kontaktfläche ("1Oa) auf treffenden Strahlungspegel,
einen zweiten einen Strahlungsempfänger (16) aufweisenden Wandler, der in der zweiten Pläche (10b) angeordnet ist, um erstens die von dem Körper reflektierte Strahlung zu fühlen, zweitens einen verminderten, auf die zweite Pläche auffallenden Strahlungspegel zu fühlen, wenn die Sonde abgedeckt wird un<ä die zweite Oberfläche dem verminderten Strahlungspegel ausgesetzt wird, und drittens ein zweites Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für den auf die zweite Fläche (1Ob) auftreffenden Strahlungspegel ,
einen auf das erste und zweite Signal ansprechenden Alarmgeber (34—54·), der eine Anzeige erzeugt, wenn das erste und zweite Signal eine vorbestimmte Beziehung aufweisen, und
eine auf den Sensor (24-) ansprechende Einrichtung zum Erzeugen einer Anzeige der Körperfunktion.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Wandler einen ersten Photoleiter (14) und der zweite Wandler einen zweiten Photoleiter (16) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k en η z ei c h η e t , daß der erste und zweite Photoleiter elektrisch in einer Brückenschaltung (14-, 16,30,32) verschaltet sind, und daß der Alarmgeber (34—5^-) auf die relativen Spannungsabfallbeträge an dem ersten und zweiten Photoleiter anspricht.
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13- Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Sensor ein Thermistor (24-) ist, der ein für die Körpertemperatur repräsentatives Signal erzeugt.
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