DE19822988C2

DE19822988C2 - Meßvorrichtung sowie Verfahren zur Erfassung des zeitlichen Fließverhaltens sowie der Flüssigkeitsmenge einer Flüssigkeitsströmung

Info

Publication number: DE19822988C2
Application number: DE1998122988
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Pusch
Original assignee: LEMKE GmbH
Current assignee: World of Medicine Lemke GmbH
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: DE19822988A1

Abstract

Beschrieben wird eine Meßvorrichtung zur Erfassung des zeitlichen Fließverhaltens sowie der Flüssigkeitsmenge einer Flüssigkeitströmung, vorzugsweise der beim Urinieren auftretenden Harnströmung, bei der die zu vermessende Flüssigkeitströmung aus einem Zuleitungskanal (11) austritt und gerichtet auf ein Prallelement (5) trifft, das am freien Ende eines einseitig an einem festen Gegenlager eingespannten, elastisch verformbaren Habelarmes (52) angebracht ist und den Hebelarm (52) aufgrund des durch die Flüssigkeitsströmung verursachten Impulsübertrages auf das Prallelement (5) elastisch verformt, DOLLAR A daß am Hebelarm (52) wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen (7) angebracht ist, der die elastische Verformung des Hebelarmes (52) erfaßt und DOLLAR A daß eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, die den durch den Dehnungsmeßstreifen (7) erfaßbaren Grad der Verformung des Hebelarmes (52) in Beziehung zur pro Zeiteinheit auf die Prallplatte auftreffende Flüssigkeitsmenge setzt. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Prallelement (5) flächig ausgebildet ist und einen V-förmigen Querschnitt aufweist, dessen Konkavseite derart in Richtung der auf das Prallelement (5) auftreffenden Flüssigkeitsströmung ausgerichtet ist, daß die Knicklinie (51) der V-Form des Prallelementes (5) schräg nach unten geneigt ist, so daß die Flüssigkeitsströmung durch das Prallelement (5) aus ihrer vertikalen Fließrichtung schräg abgelenkt wird.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung sowie auf ein Verfahren zur Erfassung des zeitlichen Fließverhaltens sowie der Flüssigkeitsmenge einer Flüssigkeitsströmung, vorzugsweise der beim Urinieren auftretenden Harnströmung.

Stand der Technik

Vorrichtungen der vorstehend genannten Gattung dienen der Vorsorgeuntersuchung von Männern zur Feststellung möglicher Erkrankungen im Genitalbereich, insbesondere der Blase und der Prostata. Eine diesbezügliche, bekannte Vorrichtung geht aus der DE 30 07 855 C2 hervor. Die Vorrichtung sieht eine Auffangwanne vor, die als U-förmiges Meßrohr ausgebildet ist, durch das die zu untersuchende Urinflüssigkeit geleitet wird. Das U-förmige Meßrohr ist drehbeweglich mittels einer Blattfeder gelagert und wirkt mit einem entsprechenden Meßelement zusammen, das jedoch vor jeder Untersuchung aufwendig und kompliziert zu kalibrieren ist, um einen Meßnullpunkt zu definieren. Überdies muß die Vorrichtung nach vollzogener Kalibrierung zur Bestimmung des Meßnullpunktes in einer exakt waagrechten Position innerhalb eines Toilettenbeckens gehalten werden, um eine genaue Messung der Harnströmung zu ermöglichen. Die bekannte Vorrichtung ist aufgrund ihrer komplizierten Bedienbarkeit nur von geschultem Fachpersonal zu bedienen und findet ausschließlich in Kliniken oder speziellen urologischen Arztpraxen Anwendung.

In der Russischen Druckschrift SU 506391 A ist eine gattungsgemäße Messvorrichtung beschrieben, die den nächstkommenden Stand der Technik bildet, bei der Urin durch einen Zuleitungskanal hindurchtritt und auf ein eben ausgebildetes und horizontal orientiert angeordnetes Prallelement 5 fällt, das in einem geringen Abstand zum Auslass des Zuleitungskanals 2 vorgesehen ist. Das Prallelement ist an einem Hebelmechanismus angelenkt, dessen Durchbiegung mit Hilfe eines Dehnungsmeßstreifens erfasst wird und dessen Durchbiegungsgrad mit dem diagnostisch auswertbaren Impulsübertrag vom Urinstrahl auf das Prallelement in Beziehung gesetzt werden kann. Durch die horizontale Anordnung des Prallelementes können jedoch Fehlmessungen auftreten, zumal die auf das Prallelement auftreffende Flüssigkeit nach ihrem entsprechenden Pulsübertrag nicht zwangsgeführt durch das Prallelement von diesem abgeführt wird. Flüssigkeitsansammlungen auf dem Prallelement können sich aufgrund der horizontalen Ausrichtung ausbilden.

Um die ohnehin bei Männern nur unter gewissem Vorbehalt durchzuführenden Vorsorgeuntersuchungen leichter zugänglich zu machen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung, insbesondere zur Untersuchung der Harnströmung, derart weiterzubilden, daß die Vorrichtung exaktere und zuverlässigere Meßwerte liefert bei gleichzeitig leichter Bedienbarkeit. Insbesondere soll die Vorrichtung an öffentlichen Orten, wie beispielsweise öffentlichen Toiletten installiert werden können, ohne dabei der Gefahr einer Fehlbedienung zu unterliegen. Die Vorrichtung soll insbesondere eine möglichst anonym durchführbare Bestimmung des eigenen Harnstoffsystemes bieten, um bei möglicherweise auftretenden Irregularitäten eine gezielte und tiefgehende Vorsorgeuntersuchung beim Arzt vornehmen zu können.

Erfindungsgemäß ist eine Meßvorrichtung zur Erfassung des zeitlichen Fließverhaltens sowie der Flüssigkeitsmenge einer Flüssigkeitsströmung, vorzugsweise der beim Urinieren auftretenden Harnströmung, bei der die zu vermessende Flüssigkeitsströmung aus einem Zuleitungskanal austritt und gerichtet auf ein Prallelement trifft, das am freien Ende eines einseitig an einem festen Gegenlager eingespannten, elastisch verformbaren Hebelarmes angebracht ist und den Hebelarm aufgrund des durch die Flüssigkeitsströmung verursachten Impulsübertrages auf das Prallelement elastisch verformt, wobei am Hebelarm wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen angebracht ist, der die elastische Verformung des Hebelarmes erfaßt, und eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, die den durch den Dehnungsmeßstreifen erfaßbaren Grad der Verformung des Hebelarmes in Beziehung zur pro Zeiteinheit auf die Prallplatte auftreffende Flüssigkeitsmenge setzt, derart ausgebildet, daß das Prallelement flächig ausgebildet ist und einen V-förmigen Querschnitt aufweist, dessen Konkavseite derart in Richtung der auf das Prallelement auftreffenden Flüssigkeitsströmung ausgerichtet ist, daß die Knicklinie der V-Form des Prallelementes schräg nach unten geneigt ist, so daß die Flüssigkeitsströmung durch das Prallelement aus ihrer vertikalen Fließrichtung schräg abgelenkt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorzugsweise modulartig in ein gewöhnliches Urinal eingesetzt werden und besteht neben der vorstehend genannten Meßsensorik aus einem Sammeltrichter, in den die ausgeschiedene Flüssigkeit eingebracht werden kann. Der Sammeltrichter verfügt über einen Auslaß, der dem vorstehend genannten Zuleitungskanal entspricht. Die untere Öffnung des Zuleitungskanals ist direkt oberhalb des Prallelementes angebracht, das vorzugsweise flächig ausgebildet ist und über einen V-förmigen Querschnitt verfügt. Die Knicklinie der V-Form verläuft relativ zum vertikal nach unten aus dem Zuleitungskanal austretenden Flüssigkeitsstrom schräg geneigt, so daß der Flüssigkeitsstrom durch die flächige Prallplatte abgelenkt wird. Da das flächige Prallelement mit einem elastischen Hebelarm einseitig verbunden ist, wird dieser durch den Impuls der auf das Prallelement auftreffenden Flüssigkeit nach unten elastisch verformt, wodurch der Hebelarm gekrümmt wird. Das Krümmungsverhalten des Hebelarms wird mit Hilfe zweier Dehnungsmeßstreifen aufgenommen, deren Meßsignale zeitaufgelöst mit einer entsprechenden Meßeinheit ausgewertet werden.

Eine vorteilhafte Eigenschaft der Meßvorrichtung liegt insbesondere im linearen Ansprechverhalten von Dehnungsmeßstreifen, aufgrund dessen eine exakte Bestimmung der Flüssigkeitsströmungsrate bzw. der Flüssigkeitsmenge möglich ist.

Die einzige Figur zeigt in explosionsartiger Darstellung die Einzelteile einer Vorrichtung zur Bestimmung der Strömungseigenschaften einer Harnströmung.

Über ein, in ein gewöhnliches Urinal einlegbares Sieb 2 gelangt die ausgeschiedene Flüssigkeit in einen Sammeltrichter 1, der unmittelbar hinter dem Sieb 2 angeordnet ist. Das Sieb 2 zusammen mit dem Sammeltrichter 1 sowie die noch im einzelnen weiteren Einzelteile der Meßvorrichtung werden schräg an die Hinterwand eines Urinals angelehnt. Vorzugsweise weist die Oberkante des Siebs 2 eine Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 21 auf, über Spülflüssigkeit, die an der Innenwand von Urinalen zur Reinigung geleitet wird, zur Reinigung des Siebes wenigstens teilweise abgezweigt wird.

Die in den Sammeltrichter 1 zusammengeflossene, zu untersuchende Flüssigkeit gelangt durch den Zuleitungskanal 11, der in der zusammengesetzten Bauweise oberhalb des Prallelementes 5 angeordnet ist, vertikal von oben auf das Prallelement 5.

In der zusammengesetzten Bauweise befindet sich das Prallelement 5 sowie die im weiteren im einzelnen noch zu beschreibende Meßmimik innerhalb des Schutzrohres 4, das einseitig mit einer Abschlußkappe 3 verschlossen ist.

Das flächig ausgebildete Prallelement 5 weist einen V-förmigen Querschnitt auf, dessen Knicklinie 51 in Strahlrichtung schräg nach unten relativ zum Flüssigkeitsstrahl geneigt ist.

Das Prallelement 5 ist mit einem einseitig eingespannten Hebelarm 52 verbunden, der in einer Klemmscheibe 6 fixiert ist. Der Hebelarm 52 ist im Bereich des Prallelementes 5 senkrecht zur Flüssigkeitsströmungsrichtung orientiert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Hebelarm 52 im Bereich der Klemmscheibe 6 einen Flächenbereich auf, der senkrecht zum nicht weiter in der Figur dargestellten Flüssigkeitsströmung orientiert ist, so daß sich der Hebelarm 52 durch die Flüssigkeitsbeaufschlagung am Prallelement 5 nach unten verformt. Der Grad der Verformung wird mit Hilfe zweier Dehnungsmeßstreifen 7 (der zweite Dehnungsmeßstreifen ist nicht in der Figur sichtbar dargestellt) gemessen. Durch die Verwendung zweier Dehnungsmeßstreifen ist eine Differenzmessung möglich, durch die Fehlerquellen weitgehend ausgeschlossen werden können. Die an den Dehnungsmeßstreifen abgreifbaren Meßsignale werden in einer nicht in der Figur dargestellten Auswerteeinheit zunächst zwischengespeichert und anschließend ausgewertet. Als Meßergebnisse können die gesamte Flüssigkeitsmenge sowie die Flüssigkeitsströmungsrate angegeben werden.

Die vorstehend beschriebene Meßanordnung weist im wesentlichen den Vorteil eines verschleißfreien und bedienerfreundlichen Betriebes auf, und ermöglicht aufgrund der Verwendung von Dehnungsmeßstreifen, die ein lineares Meßverhalten zeigen, eine exakte Messung zur Untersuchung von Flüssigkeitsströmungen, insbesondere Harnströmungen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Sammeltrichter

11

Zuleitungskanal

2

Sieb

21

Vorsprünge

3

Abschlusskappe

4

Schutzrohr

5

Prallelement

51

Knicklinie

52

Hebelarm

6

Klemmscheibe

7

Dehnungsmeßstreifen

Claims

1. Meßvorrichtung zur Erfassung des zeitlichen Fließverhaltens sowie der Flüssigkeitsmenge einer Flüssigkeitsströmung, vorzugsweise der beim Urinieren auftretenden Harnströmung, bei der die zu vermessende Flüssigkeitsströmung aus einem Zuleitungskanal (11) austritt und gerichtet auf ein Prallelement (5) trifft, das am freien Ende eines einseitig an einem festen Gegenlager eingespannten, elastisch verformbaren Hebelarmes (52) angebracht ist und den Hebelarm (52) aufgrund des durch die Flüssigkeitsströmung verursachten Impulsübertrages auf das Prallelement (5) elastisch verformt,
daß am Hebelarm (52) wenigstens ein Dehnungsmeßstreifen(7) angebracht ist, der die elastische Verformung des Hebelarmes (52) erfaßt, und
daß eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, die den durch den Dehnungsmeßstreifen (7) erfaßbaren Grad der Verformung des Hebelarmes (52) in Beziehung zur pro Zeiteinheit auf die Prallplatte auftreffende Flüssigkeitsmenge setzt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (5) flächig ausgebildet ist und einen V-förmigen Querschnitt aufweist, dessen Konkavseite derart in Richtung der auf das Prallelement (5) auftreffenden Flüssigkeitsströmung ausgerichtet ist, daß die Knicklinie (51) der V-Form des Prallelementes (5) schräg nach unten geneigt ist, so daß die Flüssigkeitsströmung durch das Prallelement (5) aus ihrer vertikalen Fließrichtung schräg abgelenkt wird.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitungskanal (11) senkrecht oberhalb der Prallplatte (5) angeordnet ist, so daß die Flüssigkeitsströmung vertikal von oben auf das Prallelement (5) trifft.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitungskanal (11) mit einem Auffangvolumen (1) verbunden ist, aus dem die Flüssigkeit durch den Zuleitungskanal (11) ableitbar ist.

4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Knicklinie (51) an ihrem untersten Punkt an einem Flächeneckpunkt des Prallelementes (5) endet.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (52) aus einem flächig ausgebildeten Blechstreifen gefertigt ist, dessen Flächenbereich im Bereich des Prallelementes (5) parallel und im Bereich des festen Gegenlagers (6) senkrecht zur Flüssigkeitsströmungsrichtung orientiert ist.

6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dehnungsmeßstreifen am Hebelarm im Bereich des festen Gegenlagers angebracht sind.

7. Verfahren zum Erfassung des zeitlichen Fließverhaltens sowie der Flüssigkeitsmenge einer beim Urinieren auftretenden Harnströmung, wobei die Flüssigkeitsströmung auf ein Prallelement geleitet wird, das an einem einseitig eingespannten, elastisch verformbaren Hebefarm angebracht ist und diesen durch den Impulsübertrag der Flüssigkeitsströmung auf das Prallelement verformt und daß der Grad der Verformung des Hebelarmes durch wenigstens einen Dehungsmeßstreifen erfaßt wird, vorzugsweise unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Meßwerte Zeitdauer und Menge der Flüssigkeitsströmung bzw. Flüssigkeitsströmungsrate, Maximalwerte ermittelt werden, die maßgeblich für die Skalierung eines Auswertediagrammes verwendet werden, und
das Auswertediagramm auf ein, als eine Art Scheckkarte ausgebildetes Thermopapier mittels eines Thermodruckers aufgedruckt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die am Dehnungsmeßstreifen auftretenden Meßsignale zeitaufgelöst in einer Speichereinheit solange zwischengespeichert werden, bis die Flüssigkeitsströmung versiegt.