DE102021204971A1

DE102021204971A1 - Adaptionseinrichtung zur Ankopplung mindestens eines Sensors an eine Schlauchmantelwand eines Schlauchs zur Fluidvermessung sowie Sensorvorrichtung mit einer derartigen Adaptionseinrichtung

Info

Publication number: DE102021204971A1
Application number: DE102021204971.0A
Authority: DE
Inventors: Ricardo Ehrenpfordt; Martin Stöcker; Tobias Festel; Thomas Ruhland
Original assignee: Raumedic AG; Rehau Industries SE and Co KG
Current assignee: Raumedic AG; New Ventures GmbH
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-11-17
Also published as: EP4341658A1; CN117769642A; US20240219253A1; WO2022243131A1

Abstract

Eine Adaptionseinrichtung (1a) dient zur Ankopplung mindestens eines Sensors (5, 6) an eine Schlauchmantelwand (2) eines Schlauchs (3) zur Vermessung einer Eigenschaft eines Fluids, das durch den Schlauch (3) geführt wird. Die Adaptionseinrichtung hat eine Adapter-Durchtrittsöffnung (14) zur Bereitstellung einer Fluidverbindung über eine Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung (15) zwischen einem Schlauchlumen (4) und dem Sensor (5). Eine Sensor-Aufnahme (16) dient zu Aufnahme des Sensors (5) im Bereich der Adapter-Durchtrittsöffnung (14). Ein Adapter-Dichtbereich (17) läuft um die Adapter-Durchtrittsöffnung (14) um und dient zum um die Adapter-Durchtrittsöffnung (14) umlaufenden Abdichten der Adaptionseinrichtung (1a) gegen die Schlauchmantelwand (2). Es resultiert eine Adaptionseinrichtung, die Sensoren, die für eine Fluideigenschaftsmessung von durch einen Schlauch geführtem Fluid grundsätzlich geeignet sind, einer solchen Fluidmessung innerhalb einer Sensorvorrichtung zugänglich macht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Adaptionseinrichtung zur Ankopplung mindestens eines Sensors an eine Schlauchmantelwand eines Schlauchs zur Vermessung einer Eigenschaft eines Fluids, das durch den Schlauch geführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Sensorvorrichtung mit einer derartigen Adaptionseinrichtung.
Eine Sensorvorrichtung zur Vermessung einer Eigenschaft eines durch einen Schlauch geführten Fluids ist bekannt aus der EP 3 142 724 B1 . Weiterhin sind beispielsweise Drucksensoren bekannt, die grundsätzlich zum Einsatz im Rahmen einer solchen Fluidmessung kommen können, beispielsweise der Sensortyp „NovaSensor NPC-100“ (vgl. Datenblatt 04/2018).
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Sensoren, die für eine Fluideigenschaftsmessung von durch einen Schlauch geführtem Fluid grundsätzlich geeignet sind, einer solchen Fluidmessung innerhalb einer Sensorvorrichtung zugänglich zu machen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Adaptionseinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Die Adaptionseinrichtung kann insgesamt aus Kunststoff gefertigt sein, z. B. aus Silikon. Die Adaptionseinrichtung kann einstückig ausgeführt sein. Die Adaptionseinrichtung kann so gestaltet sein, dass eine Aufnahme des mindestens einen Sensors durch Verklebung und/oder Verschweißung erfolgt. Die Adaptionseinrichtung kann so ausgeführt sein, dass der Adapter-Dichtbereich durch Klebematerial und/oder durch Verschweißung gebildet ist. Ein Schrumpfen eines derartigen Klebematerials kann zur Erzeugung und/oder zur Verbesserung einer Dichtwirkung herangezogen werden.
Eine Montagestruktur nach Anspruch 2 hat sich zur sicheren Haltung der Adaptionseinrichtung an einem Sensorgehäuse bewährt. Die Montagestruktur kann mehrere Montageleisten aufweisen. Diese Montageleisten können zwischen Teile und/oder zwischen Komponenten des Sensorgehäuses geklemmt sein.
Eine anpassbare Gestaltung des Grundkörpers der Adaptionseinrichtung nach Anspruch 3 erhöht die Einsatzmöglichkeiten der Adaptionseinrichtung. Die Adaptionseinrichtung kann dann mit Schläuchen verschiedener Schlauchdurchmesser eingesetzt werden.
Eine Grundkörper-Gestaltung mit einer Weichkomponente und einer Hartkomponente nach Anspruch 4 hat sich zur Erhöhung einer Einsatzflexibilität bewährt. Die Kunststoff-Weichkomponente kann zur anpassbaren Gestaltung des Grundkörpers der Adaptionseinrichtung und/oder zur Abdichtung gegen die Schlauchmantelwand und/oder gegen mindestens ein Gehäuseteil genutzt werden.
Anpassungs-Ausnehmungen nach Anspruch 5 ermöglichen ebenfalls eine Anpassbarkeit des Grundkörpers der Adaptionseinrichtung an verschiedene Schlauchdurchmesser. In diesem Fall ist eine Hart-/Weich-Komponenten-Gestaltung des Grundkörpers nicht erforderlich. Die Anpassungs-Ausnehmungen können als keilförmige Ausnehmungen gestaltet sein. Die Ausnehmungen können sich radial nach außen verjüngen.
Ausführungen der Anpassungs-Ausnehmungen nach Anspruch 6 ermöglichen eine Schlauch-Umfangs-Anpassung und/oder eine Anpassung an verschiedene Krümmungen einer Schlauchführung. Dies ermöglicht z. B. eine Entkopplung insbesondere eines Ergebnisses einer Druckmessung über den mit der Adaptionseinrichtung aufnehmbaren Sensor von einer Durchbiegung des Schlauchs am Ort der Adaptionseinrichtung.
Eine Positioniererhebung nach Anspruch 7 erlaubt eine sichere, präzise Positionierung insbesondere der Adapter-Durchtrittsöffnung relativ zur Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung. Die Adaptionseinrichtung kann mehrere derartige Positioniererhebungen aufweisen. Die mindestens eine Positioniererhebung kann als Positionierzapfen ausgeführt sein. Die mindestens eine Positioniererhebung kann als Positionierhülse ausgeführt sein, die insbesondere auch die Adapter-Durchtrittsöffnung vorgibt. Soweit mehrere Positoniererhebungen der Adaptionseinrichtung vorhanden sind, weist die Schlauchmantelwand entsprechende, hierzu komplementäre Positionieraufnehmungen auf.
Eine Kraftmessstruktur nach Anspruch 8 ermöglicht eine Überwachung einer mechanischen Spannung, insbesondere einer Verformung, der der Grundkörper der Adaptionseinrichtung ausgesetzt ist. Dies kann zu Kalibrier- und/oder Korrekturzwecken oder auch zu Warnzwecken genutzt werden, falls insbesondere eine zulässige mechanische Spannung aufgrund beispielsweise einer zu starken Schlauchdurchbiegung überschritten wird. Messfehler und/oder Messdrifts des mindestens einen Sensors können so erkannt und ggf. kompensiert werden.
Mindestens eine weitere Sensoraufnahme nach Anspruch 9 ermöglicht den Einsatz mehrerer Sensoren mit der Adaptionseinrichtung. Die weitere Sensor-Aufnahme muss nicht über einen Zugang zur Adapter-Durchtrittsöffnung verfügen. Die Sensor-Aufnahmen können so gestaltet sein, dass mehrere Sensoren, die von einer gemeinsamen Platine getragen werden, von der Adaptionseinrichtung aufgenommen werden. Die Sensor-Aufnahme kann so groß sein, dass zusätzlich eine Elektronikeinheit zur Steuerung des mindestens einen Sensors von der Adaptionseinrichtung aufgenommen werden kann, insbesondere ein Prozessor, beispielsweise ein Mikrocontroller.
Eine Konnektor-Aufnahme nach Anspruch 10 vereinfacht eine Verbindung des mindestens einen Sensors mit einer externen Komponente, beispielsweise mit einer Steuer-/Regeleinheit zur Messsteuerung.
Eine Sensor-Durchtrittsöffnung nach Anspruch 11 ermöglicht beispielsweise einen guten thermischen Kontakt eines Temperatursensors zum im Schlauch geführten Fluid und/oder zur Schlauchwandung.
Die Vorteile einer Sensorvorrichtung nach Anspruch 12 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Adaptionseinrichtung bereits erläutert wurden. Bei dem mindestens einen Sensor kann es sich um einen Drucksensor, um einen Temperatursensor, um einen Flusssensor oder auch um einen optischen Sensor handeln. Auch mehrere derartiger Sensoren können in beliebiger Kombination in entsprechenden Aufnahmen der Adaptionseinrichtung aufgenommen sein. Die Sensorvorrichtung eignet sich insbesondere für eine ECMO-Anwendung.
Die Adaptionseinrichtung kann Strukturen zur Aufnahme weiterer Komponenten wie optischen Fenstern oder Membranstrukturen enthalten.
Eine Gestaltung der Sensorvorrichtung nach Anspruch 13 vereinfacht eine Abdichtung einerseits eines Innenraums des Sensorgehäuses nach außen und/oder der Adaptionseinrichtung um die Adapter-Durchtrittsöffnung gegen die Schlauchmantelwand.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 perspektivisch eine Sensorvorrichtung mit einer an eine Schlauchmantelwand eines Schlauchs über eine Adaptionseinrichtung ankoppelten Sensoreinheit;
2 eine Ansicht aus Blickrichtung II in 1;
3 eine Ansicht aus Blickrichtung III in 1;
4 einen Längsschnitt durch diese Sensorvorrichtung und einen Schlauchabschnitt des Schlauchs gemäß Linie IV-IV in 3;
5 einen Querschnitt durch die Sensorvorrichtung und den Schlauch gemäß Linie V-V in 4;
6 eine perspektivische Ansicht entsprechend 1 mit abgenommenem Gehäusedeckel, so dass Details der Adaptionseinrichtung und der Sensoreinheit sichtbar werden;
7 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe nach 6 aus Blickrichtung VII, wobei zudem ein Konnektor zur elektrischen Verbindung der Sensoreinheit mit einer externen Komponente weggelassen ist;
8 in einer zu 7 ähnlichen Ansicht die Baugruppe, wobei zusätzlich die Sensoren der Sensoreinheit weggelassen sind;
9 in einer zu 8 ähnlichen Ansicht, wobei von der Sensorvorrichtung lediglich eine untere Gehäuse-Halbschale dargestellt ist;
10 perspektivisch den Gehäusedeckel der Sensorvorrichtung;
11 perspektivisch die Adaptionseinrichtung, gesehen schräg von unten, also aus Sicht des Schlauchs;
12 die Adaptionseinrichtung, gesehen schräg von oben; und
13 die untere Gehäuse-Halbschale der Sensorvorrichtung.

1 bis 5 zeigen Gesamtansichten bzw. Schnittansichten einer Sensorvorrichtung 1 mit einer Adaptionseinrichtung 1a (vgl. z. B. 2) zur Ankopplung mindestens eines Sensors an eine Schlauchmantelwand 2 eines Schlauchs 3, der in der Zeichnung jeweils abschnittsweise dargestellt ist. Bei dem Schlauch 3 handelt es sich um einen Kunststoffschlauch, insbesondere für eine medizinische Anwendung. Bei dem Schlauch 3 kann es sich um einen ECC-Schlauch (Extra Corporal Circulation, Zirkulation außerhalb des Körpers) handeln.
Der mindestens eine Sensor ist Bestandteil einer Sensoreinheit zur Vermessung einer Eigenschaft eines Fluids, das durch ein Lumen 4 des Schlauchs 3 geführt wird. Die Adaptionseinrichtung 1a trägt einen Drucksensor 5 und einen Temperatursensor 6 (vgl. z. B. 4). Diese Sensoren 5, 6 sind Bestandteil der Sensoreinheit der Adaptionseinrichtung 1a. In Bezug auf den Sensor 6 ist dem Betrachter beispielsweise in der 6 eine Platine dieses Sensors zugewandt, welche an ihrer zur Schlauchmantelwand 2 orientierten Seite den eigentlichen Temperatursensor trägt. Der Temperatursensor kann ein SMD-Bauteil oder drahtgebunden sein.
Die Sensorvorrichtung 1 hat ein mehrteiliges Sensorgehäuse 7 mit einem Gehäusedeckel 8 und einem als Halbschale ausgeführten Gehäuse-Unterteil 9. Das Sensorgehäuse umschließt einerseits die Sensoreinheit mit der Adaptionseinrichtung 1a und andererseits einen axialen Schlauchabschnitt 10 des Schlauchs 3. Zur Sensoreinheit kann zudem ein Controller bzw. Prozessor gehören, der einen Datenspeicher aufweisen kann (nicht dargestellt in den Figuren). Der Konnektor 11 einerseits und der Temperatursensor 6 andererseits sind zu beiden Seiten einer Platine 12 der Sensoreinheit angelötet, wobei der Temperatursensor 6 der Schlauchmantelwand 2 im Sensorgehäuse 7 zugewandt ist. Der Konnektor 11 dient der Kontaktierung der Zuleitung. Die Platine 12 ist insbesondere über Drähte mit dem Drucksensor 5 kontaktiert, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Drucksensor 5 mit dem Konnektor 11 kontaktiert sein. Alternativ können der Drucksensor 5, der Temperatursensor und der Konnektor 11 auf einer gemeinsamen Platine positioniert sein.
Jeweils eine der Platinen, die jeweils einem der Sensoren 5, 6 zugeordnet ist, oder die gemeinsame Platine, kann mindestens eine weitere elektronische Komponente, z. B. einen Controller, insbesondere einen Mikrocontroller, aufweisen. Der Controller kann dann mit den Sensoren 5 bzw. 6 sowie mit dem Konnektor 11 elektrisch kontaktiert sein.
Bei einer nicht dargestellten Ausführung der Sensoreinheit können die beiden Sensoren 5, 6 auch auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein.
Die Adaptionseinrichtung 1a hat eine Konnektoraufnahme 13 (vgl. z. B. 7) zur Aufnahme eines mechanischen Konnektors 13a, z.B. eines Kabelknickschutzes (vgl. z. B. 6). Alternativ kann die Konnektoraufnahme 13 einen elektrischen Konnektor aufnehmen (vgl. 11) zur elektrischen Verbindung der Sensoreinheit mit den Sensoren 6, 7 und einer externen Komponente, bei der es sich beispielsweise um eine Steuereinheit für die Sensorvorrichtung 1 sowie um eine elektrische Versorgungskomponente handeln kann. Der elektrische Konnektor 11 kann also zum einen eine Energieversorgung und zum anderen eine Datenverbindung zwischen der Sensoreinheit und der externen Komponente bereitstellen und auf der Platine oder in der Konnektoraufnahme 13 positioniert sein.
Die Adaptionseinrichtung 1a hat eine Adapter-Durchtrittsöffnung 14 (vgl. z. B. 4, 5 und 8) zur Bereitstellung einer Fluidverbindung über eine Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 (vgl. z. B. 9) zwischen dem Schlauchlumen 4 und dem Drucksensor 5 der Sensoreinheit der Adaptionseinrichtung 1a.
Die Adaptionseinrichtung 1a hat weiterhin eine Sensor-Aufnahme 16 zur Aufnahme des Drucksensors 5 im Bereich der Adapter-Durchtrittsöffnung 14.
Weiterhin hat die Adaptionseinrichtung 1a einen um die Adapter-Durchtrittsöffnung 14 umlaufenden Adapter-Dichtbereich 17 zum Abdichten der Adaptionseinrichtung 1a gegen die Schlauchmantelwand 2 im Umfangsbereich um die Adapter-Durchtrittsöffnung 14. Letzterer ist durch eine flächige Anlage der Adaptionseinrichtung 1a an der Schlauchmantelwand 2 im Bereich um die Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 sowie um die Adapter-Durchtrittsöffnung 14 gebildet (vgl. 11).
Die Adaptionseinrichtung 1a hat zudem eine weitere um die Adapter-Durchtrittsöffnung 14 umlaufende und dem Gehäusedeckel 8 zugewandte Adapter-Gehäusedichtung 18 zum um die Adapter-Durchtrittsöffnung 14 umlaufenden Abdichten der Adaptionseinrichtung 1a gegen den Gehäusedeckel 8. Fluid kann damit vom Lumen 4 über die Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 nicht in einen Umgebungsbereich um das Sensorgehäuse 7 austreten. Bei der Adapter-Gehäusedichtung 18 kann es sich um eine Dichtung, insbesondere um eine O-Ring-Dichtung, um eine Dichtraupe oder um eine Klebenaht handeln.
Der Adapter-Dichtbereich 17 kann durch eine Kunststoff-Weichkomponente der Adaptionseinrichtung 1a gebildet sein, die in einem der Schlauchmantelwand 2 radial benachbarten Bereich der Adaptionseinrichtung 1a im Vergleich zu einer sonstigen Kunststoff-Hartkomponente der Adaptionseinrichtung 1a eine kleinere Shore-Härte aufweist. In der 2 ist für eine erste, entsprechende 2K-Ausführung der Adaptionseinrichtung 1a ein Übergangsbereich zwischen einer derartigen Kunststoff-Weichkomponente 19 und einer radial äußeren Kunststoff-Hartkomponente 20 gestrichelt bei 21 angedeutet.
Die Kunststoff- Weichkomponente 19 kann eine Härteshore A im Bereich zwischen 30 und 60, beispielsweise im Bereich zwischen 50 und 60 oder auch im Bereich zwischen 30 und 50 aufweisen.
Material für die Kunststoff-Weichkomponente 19 kann Silikon sein. Alternativ zu Silikon ist auch ein anderes Material für die Kunststoff-Weichkomponente 19 mit einer entsprechenden Shore-Härte möglich.
Die Kohlenstoff-Hartkomponente 20 kann eine Härteshore A im Bereich zwischen 60 und 98, insbesondere im Bereich zwischen 80 und 98 oder auch zwischen 60 und 80 haben.
Das Sensorgehäuse 7 und/oder die Kunststoff-Hartkomponente 20 können aus Silikon, aus PUR (Polyurethan) oder aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) gefertigt sein.
Die Kunststoffgestaltung der Adaptionseinrichtung 1a im am Schlauch 3 anliegenden Bereich kann so sein, dass ein Grundkörper 22 der Adaptionseinrichtung 1a an verschiedene Außendurchmesser der Schlauchmantelwand des jeweils genutzten Schlauchs anpassbar gestaltet ist.
Die Kunststoff-Weichkomponente 19 kann als gesamter an der Schlauchmantelwand 2 anliegender Halbschalenabschnitt des Grundkörpers 22 ausgestaltet sein, der an einem Tragabschnitt des Grundkörpers 22 für die Sensoreinheit angeformt ist, der als die Kunststoff-Hartkomponente ausgeführt ist.
Alternativ kann zur Anpassbarkeit des Grundkörpers 22 der Adaptionseinrichtung 1a an verschiedene Außerdurchmesser der Schlauchmantelwand 2 der Grundkörper 22 in einem der Schlauchmantelwand 2 radial benachbarten Bereich Anpassungs-Ausnehmungen 23 aufweisen, die in der 2 an drei Stellen angedeutet sind. Die Anpassungs-Ausnehmungen 23 erstrecken sich in Längsrichtung des Grundkörpers 22, also parallel zur Schlauchachse und haben einen keilförmigen Querschnitt, der sich in Radialrichtung des Schlauchs 3 nach außen hin zu einem Ausnehmungsgrund, der eine Dachkante des Keils bildet, verjüngt. Über diese Anpassungs-Ausnehmungen 23 kann eine Umfangsanpassung des Grundkörpers 22 an die Schlauchmantelwand 2 ermöglicht werden. Die Anpassungs-Ausnehmungen 23 sind in Umfangsrichtung um den Schlauch 3 verteilt im Grundkörper ausgeführt.
Entsprechende Anpassungs-Ausnehmungen 24 kann der Grundkörper 22 der Adaptionseinrichtung 1a auch in axialer Längsrichtung verteilt aufweisen, wie in der 4 an drei Stellen angedeutet. Diese weiteren Anpassungs-Ausnehmungen 24 verlaufen in Umfangsrichtung um die Schlauch-Längsachse L und haben ebenfalls einen keilförmigen Querschnitt, der sich radial nach außen verjüngt.
Der Grundkörper 22 der Adaptionseinrichtung 1a hat mindestens eine Positioniererhebung 25 zur Vorgabe einer Position der Adaptionseinrichtung 1a relativ zur Schlauchmantelwand 2 durch Zusammenwirken mit mindestens einer Positionierausnehmung in der Schlauchmantelwand 2, die komplimentär zur Positioniererhebung 25 ausgeführt ist. Diese Positionierung ist so, dass die Adapter-Durchtrittsöffnung 14 mit der Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 fluchtet. Bei der zeichnerisch dargestellten Ausführung ist die Positionierausnehmung der Schlauchmantelwand 2 durch die Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 gebildet. Die Positioniererhebung 25 ist als an den Grundkörper 22 angeformte und über den Grundkörper 22 überstehende Positionierhülse der Adaptionseinrichtung 1a ausgebildet, die gleichzeitig die Adapter-Durchtrittsöffnung 14 vorgibt.
Je nach Ausführung der Adaptionseinrichtung 1a können auch mehrere Positioniererhebungen ausgebildet sein, beispielsweise Positionierzapfen, die in hierzu komplementäre Positionsausnehmungen, die in der Schlauchmantelwand 2 ausgeführt sind, einrücken, sobald eine korrekte Positionierung der Adaptionseinrichtung 1a zur Schlauchmantelwand 2 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung erreicht ist, so dass die Adapter-Durchtrittsöffnung 14 mit der Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 fluchtet.
Derartige Positioniererhebungen/Positionierausnehmungen können auch eine Dichtfunktion der Adaptionseinrichtung 1a gegen die Schlauchmantelwand 2 haben.
Die Adaptionseinrichtung 1a kann weiterhin mindestens eine Kraftmessstruktur 26 aufweisen (vgl. 4). Die Kraftmessstruktur 26 ist im Bereich einer Anlage des Grundkörpers 22 an der Schlauchmantelwand 2 positioniert und dient zur Messung einer Spannung, der der Grundkörper 22 der Adaptionseinrichtung 1a während seiner Nutzung bei der Fluideigenschafts-Vermessung ausgesetzt ist. Messdaten der Kraftmessstruktur 26 können zur Kalibrierung und/oder zur Korrektur von Messdaten des Drucksensors 5 herangezogen werden.
Die Kraftmessstruktur 26 kann als Dehnungsmessstreifen ausgeführt sein.
Die Kraftmessstruktur 26 steht in nicht dargestellter Weise mit dem Prozessor 11 oder dem elektrischen Konnektor 13a oder einem der anderen Sensoren 5, 6 in Signalverbindung.
Neben der Sensor-Aufnahme 16 zur Aufnahme des Drucksensors 5 hat die Adaptionseinrichtung 1a noch eine weitere Sensor-Aufnahme 27 (vgl. 8) zur Aufnahme des Temperatursensors 6. Bodenseitig hat die Sensor-Aufnahme 27 eine Sensor-Durchtrittsöffnung 28 (vgl. z. B. 4 und 11), die zur Schlauchmantelwand 2 hin ausmündet. Die Sensor-Durchtrittsöffnung 28 dient zur Sicherstellung eines guten thermischen Kontakts des Temperatursensors 6 zum durch das Lumen 4 geführten Fluid bzw. zur Schlauchmantelwand 2. Anstelle einer Durchtrittsöffnung 28 kann auch eine Ausnehmung im Grundkörper 22 so vorgesehen sein, dass zwischen dem Temperatursensor 6 und der Schlauchmantelwand 2 lediglich ein Wandabschnitt des Grundkörpers 22 mit geringer Wandstärke im Bereich zwischen 100 µm und 1 mm verbleibt. Ein derartiger Wandabschnitt dient zum Schutz des Temperatursensors 6.
Bei der Ausführung mit der Sensor-Durchtrittsöffnung 28 kann diese mit einer Wärmeleitpaste zur Verbesserung einer thermischen Ankopplung des Temperatursensors an die Schlauchmantelwand 2 gefüllt sein.
Beim Temperatursensor 6 kann es sich um einen Widerstandssensor handeln, z. B. um einen Sensor des Typs Pt 100.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Temperatursensor 6 als weiteren Sensor neben dem Drucksensor 5 kann auch ein Sensor zur Messung eines Fluidflusses durch das Lumen 4 und/oder ein optischer Sensor beispielsweise zur Spektroskopie des durch das Lumen geführten Fluids von der Adaptionseinrichtung 1a gehalten werden. Ein Spektralbereich eines entsprechenden Spektroskopie-Sensors kann im UV-, im VIS-, im MIR- und/oder im IR-Wellenlängenbereich liegen.
In der Konnektor-Aufnahme 13 wird ein elektrischer Konnektor 13a aufgenommen, bei dem es sich in der dargestellten Ausführung um eine zweipolige Buchse handelt.
Bei der Montage der Sensorvorrichtung 1 wird zunächst die Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 in der Schlauchmantelwand 2 des bei der Messung verwendeten Schlauchs 3 eingebracht. Anschließend wird die Adaptionseinrichtung 1a auf der Schlauchmantelwand 2 positioniert, wobei die Positioniererhebung 25 in die Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 einrückt.
Die vorkonfigurierte Adaptionseinrichtung 1a ist mit der Sensoreinheit mit dem Drucksensor 5, dem Temperatursensor 6, dem Prozessor 11 und dem Konnektor 13a bestückt.
In der korrekt positionierten Stellung werden nun von unten das Gehäuse-Unterteil 9 und von oben das Gehäuse-Oberteil 8 des Sensorgehäuses 7 an die Adaptionseinrichtung 1a angesetzt. Montageleisten 29, 30, die zu beiden Seiten an den Grundkörper 22 der Adaptionseinrichtung 1a angeformt sind, werden dabei zwischen Klemmflächen des Gehäuse-Unterteils 9 einerseits und des Gehäuse-Oberteils 8 andererseits geklemmt (vgl. 5). Die Montageleisten 29, 30 bilden eine Montagestruktur zur Halterung der Adaptionseinrichtung 1a am Sensorgehäuse 7. Diese Montagestruktur dient zudem zum Abdichten der beiden Gehäusehälften 8, 9 zueinander. Dies stellt sicher, dass kein Medium von außen unerwünscht ins Innere des Sensorgehäuses 7 eindringt.
Das Gehäuse-Oberteil 8 hat beiderseits der Montageleisten 29, 30 Rasthaken 31, 32, die komplementär hierzu ausgeführte Rastriegel 33, 34 hintergreifen, die am Gehäuse-Unterteil 9 angeformt sind. Die Rasthaken 31, 32 sind an das Gehäuse-Oberteil 8 angeformt. Durch diese Rast/Klemmhalterung der Adaptionseinrichtung 1a zwischen den Gehäuseteilen 8, 9 wird die Adapter-Gehäusedichtung 18 umlaufend gegen das Gehäuse-Oberteil 8 gepresst, was zu einer Abdichtung des Gehäuseinneren nach außen führt. Zudem erzeugt diese Halterung einen Anpressdruck des Adapter-Dichtbereichs 17 des Grundkörpers 22 der Adaptionseinrichtung 1a an der Schlauchmantelwand 2, so dass die Adaptionseinrichtung 1a gegen die Schlauchmantelwand 2 um die Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung 15 herum dichtet.
Eine Abdichtung kann beispielsweise dem Standard IP 44 entsprechen.
Die Kunststoff-Weichkomponente 19 und/oder die Anpassungs-Ausnehmungen 23, 24 sorgen dabei für eine Anpassung der Adaptionseinrichtung 1a an den jeweiligen Außenumfang der Schlauchmantelwand 2.
Nach erfolgter Montage der Adaptionseinrichtung 1a und des Gehäuses 7 wird die Sensoreinheit der Adaptionseinrichtung 1a über den Konnektor 13a mit der externen Komponente verbunden und die Sensorvorrichtung 1 ist messbereitet.
Im Betrieb der Sensorvorrichtung 1 wird der Druck eines durch das Lumen 4 geführten Fluids sowie dessen Temperatur gemessen und kann hierüber überwacht werden. Die Druckmessung über den Drucksensor 5 erfolgt durch Druckankopplung des Fluids an eine drucksensitive Sensorfläche 5a über die Adapter-Durchtrittsöffnung 14.
Die Sensorvorrichtung 1 kommt insbesondere bei der extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) zum Einsatz. Bei dem zu vermessenden Fluid kann es sich um Atemluft und/oder um Blut/Blutplasma handeln. Mit den Sensoren 5, 6 kann ein Blutdruck sowie eine Bluttemperatur gemessen werden.
Zur Verbindung der Adaptionseinrichtung 1a mit den Gehäuseteilen 8, 9 kann alternativ oder zusätzlich auch ein Kleber zum Einsatz kommen. Es kann insbesondere ein Kleber verwendet werden, der sich beim Aushärten zusammenzieht, so dass hierüber ein Anpressdruck der Komponenten 1a, 8 und 9 gegeneinander vergrößert und somit eine Dichtwirkung der jeweiligen Dichtstrukturen erhöht wird.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Verbindung der Komponenten 1a, 8 und 9 auch durch Kunststoffschweißen erfolgen.
Die Adaptionseinrichtung 1a kann, wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel, den halben Umfang der Schlauchmantelwand 2 überdecken, also den Schlauch 3 mit einer Umfangserstreckung von 180 ° übergreifen. Je nach Ausführung der Adaptionseinrichtung 1a und insbesondere auch je nach Schlauchdurchmesser kann dieser Umfangs-Überdeckungsbereich auch einen anderen Winkelbetrag im Bereich beispielsweise zwischen 150° und 210 ° haben. Das Sensorgehäuse 7 ist dann entsprechend gestaltet, so dass insbesondere das Gehäuse-Unterteil 9 den verbleibenden Schlauchumfang umgreift.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3142724 B1 [0002]

Claims

Adaptionseinrichtung (1a) zur Ankopplung mindestens einen Sensors (5, 6) an eine Schlauchmantelwand (2) eines Schlauchs (3) zur Vermessung einer Eigenschaft eines Fluids, das durch den Schlauch (3) geführt wird, - mit einem Grundkörper (22), - mit einer Adapter-Durchtrittsöffnung (14) zur Bereitstellung einer Fluidverbindung über eine Schlauchmantelwand-Durchtrittsöffnung (15) zwischen einem Schlauchlumen (4) und dem Sensor (5), - mit einer Sensor-Aufnahme (16) zur Aufnahme des Sensors (5) im Bereich der Adapter-Durchtrittsöffnung (14), - mit einem um die Adapter-Durchtrittsöffnung (14) umlaufenden Adapter-Dichtbereich (17) zum um die Adapter-Durchtrittsöffnung (14) umlaufenden Abdichten der Adaptionseinrichtung (1a) gegen die Schlauchmantelwand (2).
Adaptionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionseinrichtung (1a) eine Montagestruktur (29, 30) zur Halterung eines Sensorgehäuse (7) aufweist.
Adaptionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (22) der Adaptionseinrichtung (1a) an verschiedene Außendurchmesser der Schlauchmantelwand (2) anpassbar gestaltet ist.
Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (22) in einem der Schlauchmantelwand (2) radial benachbarten Bereich aus einer Kunststoff-Weichkomponente (19) mit einer im Vergleich zu einer Kunststoff-Hartkomponente (20) des Grundkörpers (22), die in einem radial entfernten Bereich des Grundkörpers (22) vorliegt, kleineren Shore-Härte gefertigt ist.
Adaptionseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (22) in einem der Schlauchmantelwand (2) radial benachbarten Bereich Anpassungs-Ausnehmungen (23) aufweist, die eine Umfangsanpassung des Grundkörpers (22) an die Schlauchmantelwand (2) ermöglichen.
Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (22) in einem der Schlauchmantelwand (2) radial benachbarten Bereich Anpassungs-Ausnehmungen (23, 24) aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt und/oder in axialer Längsrichtung verteilt im Grundkörper (22) ausgeführt sind.
Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Positioniererhebung (25) zur Vorgabe einer Position der Adaptionseinrichtung (1a) relativ zur Schlauchmantelwand (2) durch Zusammenwirken mit mindestens einer Positionierausnehmung (15) in der Schlauchmantelwand (2), die komplementär zur Positioniererhebung (25) ausgeführt ist.
Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens eine Kraftmessstruktur (26) zur Messung einer mechanischen Spannung, insbesondere einer mechanischen verformung, der ein Grundkörper (22) der Adaptionseinrichtung (1a) ausgesetzt ist.
Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Sensor-Aufnahme (27).
Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch mindestens eine Konnektor-Aufnahme (13) für einen elektrischen Konnektor oder eine mechanischen Kabelzugentlastung zur elektrischen Verbindung des mindestens einen Sensors (5, 6) mit einer externen Komponente.
Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens eine Sensor-Durchtrittsöffnung (28) zur Ankopplung eines Sensors (6) an die Schlauchmantelwand (2) des Schlauchs (3).
Sensorvorrichtung (1) - mit einer Adaptionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, - mit mindestens einem Sensor (5, 6) aufgenommen in der mindestens einen Sensor-Aufnahme (16) der Adaptionseinrichtung (1a), - mit einem Sensorgehäuse (7), in dem der mindestens eine Sensor (5, 6) untergebracht ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 12 und nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (7) mehrteilig (8, 9) ausgeführt ist und die Montagestruktur (29, 30) derart ausgeführt ist, dass sie gleichzeitig zur Abdichtung gegen mindestens eines der Gehäuseteile (8, 9) über eine Adapter-Gehäusedichtung (18) wirkt.