Patent DE-102016012971-B4 (DE)
Title: Vorrichtung zur Konzentrationsbestimmung mindestens einer Gaskomponente in einem Atemgasgemisch
Inventor: DICKS BERND-MICHAEL
IPC: A61M16/01
Filed: 2016-10-28
Granted: 2023-02-09
Abstract: Vorrichtung (1) zur Konzentrationsbestimmung einer Gaskomponente in einem Einatemgas oder einem Ausatemgas eines Lebewesens- mit einer zu einer Abstrahlung (31) einer Lichtabstrahlung in einem Wellenlängenbereich von lambda1 (λ1) = 2,5 µm bis lambda2 (λ2) = 14,0 µm geeigneten und ausgestalteten Strahlungsquelle (30),- mit zwei Detektoranordnungen (52, 62) mit zwei zu einer Erfassung der von der Strahlungsquelle (30) erzeugten Lichtabstrahlung (31) geeignet ausgebildeten Detektorelementen (50, 60) mit zwei an den zwei Detektorelementen (50, 60) angeordneten Bandpass-Filterelementen (51, 61), welche Detektionsflächen zur Erfassung der von der Strahlungsquelle (30) erzeugten Lichtabstrahlung (31) ausbilden,- mit einem Strömungskanal (100), welcher zu einer im Wesentlichen rechtwinklig zu einer vertikalen Achse (32) der Lichtabstrahlung (31) ausgebildeten Strömungsführung einer Gasströmung ausgebildet ist,- mit einem ersten Lichtdurchführungselement F1 (21) und mit einem zweiten Lichtdurchführungselement F2 (22), welche beide für die Lichtabstrahlung in dem Wellenlängenbereich von lambda1 (λ1) = 2,5 µm bis lambda2 (λ2) = 14,0 µm optisch durchlässig ausgebildet sind,- mit einem Blendenelement B (23) zu einer Lichtstrahlführung von der Strahlungsquelle auf die Detektionsflächen der zwei Detektoranordnungen (52, 62),- mit einer Kontroll-Einheit (9) zu einer Steuerung eines Betriebs der Strahlungsquelle (30) und zu einer Signalerfassung der zwei Detektorelemente (50, 60), wobei eines der zwei Bandpass-Filterelemente (51, 61) für eine infrarote Strahlung optisch durchlässig ausgebildet ist, welche durch ein Messgas absorbiert wird, wobei eines der zwei Bandpass-Filterelemente (51, 61) für eine infrarote Strahlung für eine Strahlung optisch durchlässig ausgebildet ist, welche durch das Messgas nicht absorbiert wird,wobei eine Abstrahlfläche der Strahlungsquelle (30) in einem vertikalen Abstand l3(33) zu den zwei Detektionsflächen der zwei Detektoranordnungen (52, 62) angeordnet ist,wobei das zweite Lichtdurchführungselement F2 (22) als Teil einer Wandung des Strömungskanals (100) derart in der Vorrichtung (1) zur Konzentrationsbestimmung einer Gaskomponente angeordnet ist, dass sich für das zweite Lichtdurchführungselement F2 (23) ein Abstand IF2(230) in Bezug zum vertikalen Abstand I3(33) gemäß folgenderBeziehunglF2l3≥0,5ergibt und sich für das zweite Lichtdurchführungselement F2 (23) ein Abstand IF2(230) in Bezug zum vertikalen Abstand I3(33) und in Bezug zum Abstand IDB(240) zu den Detektionsflächen der zwei Detektoranordnungen (52, 62) Verhältnisse gemäß folgender Beziehung0≤lDBl3≤lF2l3 ergeben,wobei das erste Lichtdurchführungselement F1 (21) als Teil einer Wandung des Strömungskanals (100) derart in der Vorrichtung (1) zur Konzentrationsbestimmung einer Gaskomponente angeordnet ist, dass sich für das erste Lichtdurchführungselement F1 (21) ein Abstand IF1(210) im Bezug zum vertikalen Abstand I3(33) gemäß folgender BeziehunglF1l3≤0,3ergibt,wobei das Blendenelement B (23) in der Vorrichtung (1) zur Konzentrationsbestimmung einer Gaskomponente derart an oder außerhalb des Strömungskanals (100) angeordnet ist, dass sich für die horizontale Ausdehnung des Blendenelements B (23) in Bezug zu einer horizontalen Ausdehnung IS(388) der Strahlungsquelle (30) ein Verhältnis gemäß folgender BeziehunglBlS≥0,5ergibt,wobei das Blendenelement B (23) in der Vorrichtung (1) zur Konzentrationsbestimmung einer Gaskomponente derart an oder außerhalb des Strömungskanals (100) angeordnet ist, dass sich für die horizontale Ausdehnung des Blendenelements B (23) in Bezug zu einer horizontalen Ausdehnung IS(388) der Strahlungsquelle (30) und zu horizontalen Ausdehnungen der Detektoranordnungen ID1,2(600) ein Verhältnis gemäß folgender Beziehung > ergibt, so dass sich in dem Strömungskanal (100) ein Überlappungsbereich (65) für die von der Strahlungsquelle (3) erzeugte Lichtabstrahlung (31) zwischen den beiden Detektoranordnungen (52, 62) ergibt, wobei der Abstand IF1(210) als ein Abstand zwischen dem ersten Lichtdurchführungselement F1 (21) und der Abstrahlfläche der Strahlungsquelle (30) definiert ist,wobei der Abstand IF2(230) als ein Abstand zwischen dem zweiten Lichtdurchführungselement F2 (23) und den Detektionsflächen der Detektoranordnungen (52, 62) definiert ist,wobei der Abstand IDB(240) als ein Abstand zwischen dem Blendenelement B (23) und den Detektionsflächen der Detektoranordnungen (52, 62) definiert ist.