Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims. The subject of the present invention is also a computer program.
Der Mangel an körpereigenem Insulin bei einer Diabetes-mellitus-Erkrankung kann heutzutage durch Injektion eines Insulinpräparats therapiert werden. Gängige Verfahren zur Injektion sind beispielsweise Einwegspritzen, permanent vorhandene Insulinpumpen oder Ein- und Mehrwegpens. Die Pens können beispielsweise einem sehr dicken Kugelschreiber ähneln und mit Insulinkarpulen bestückt sein.The lack of endogenous insulin in a diabetes mellitus disease can be treated today by injecting an insulin preparation. Common methods of injection are, for example, disposable syringes, permanent insulin pumps or disposable and reusable pens. The pens may, for example, resemble a very thick ballpoint pen and be populated with insulin spools.
Eine Befragung von an Diabetes erkrankten Menschen, hat ergeben, dass die Betroffenen einen erheblichen Mehrwert darin sähen, wenn bei einem Insulinpen die letzte Insulindosis mit entsprechendem Injektionszeitpunkt kontinuierlich erfasst werden könnte. Eine solche Erfassung kann etwa mithilfe einer Sensorik erfolgen, die entweder den Füllstand der Ampulle oder aber die injizierte Dosis erfasst und entweder direkt am Gerät in einem Display anzeigt oder zu einem zusätzlichen Gerät überträgt. Bekannte Sensorkonzepte basieren beispielsweise auf resistiven Messverfahren mittels Federkontakten. Ferner sind optische Verfahren bekannt, bei denen eine oder mehrere Lichtquellen und eine CCD-Zeilenkamera auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Karpule angeordnet sein können. Über eine ortsaufgelöste Intensitätsmessung kann auf den Füllstand und damit auf die zuletzt abgegebene Insulindosis geschlossen werden.A survey of people suffering from diabetes has shown that those affected would see considerable added value if, for an insulin pen, the last dose of insulin at the appropriate injection time could be recorded continuously. Such detection can be done using a sensor that detects either the level of the ampoule or the injected dose and either displays directly on the device in a display or transmits to an additional device. Known sensor concepts are based, for example, on resistive measuring methods by means of spring contacts. Furthermore, optical methods are known in which one or more light sources and a CCD line scan camera can be arranged on opposite sides of a carpule. A spatially resolved intensity measurement can be used to determine the level and thus the last dose of insulin delivered.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Fluidabgabevorrichtung zum Abgeben eines Fluids, ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidabgabevorrichtung, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, a fluid dispenser for dispensing a fluid, a method for operating a fluid dispenser, furthermore a control unit which uses this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.
Es wird eine Fluidabgabevorrichtung zum Abgeben eines Fluids vorgestellt. Die Fluidabgabevorrichtung kann ein Gehäuse zum Aufnehmen eines mit dem Fluid befüllten Behältnisses und einen in dem Gehäuse verschiebbar angeordneten oder anordenbaren Kolben zum Entleeren des Behältnisses aufweisen. Die Fluidabgabevorrichtung weist ferner folgende Merkmale auf:
zumindest ein Spulenelement, das ausgebildet ist, um seine Länge in Abhängigkeit von einer Bewegung des Kolbens zu ändern; und
eine Messeinheit, die ausgebildet ist, um eine Induktivität und/oder eine Änderung der Induktivität des Spulenelements beim Verschieben des Kolbens zu messen, um eine aus dem Behältnis entleerte Menge des Fluids zu bestimmen.A fluid dispenser for dispensing a fluid is presented. The fluid dispensing device may comprise a housing for receiving a container filled with the fluid and a piston displaceably arranged or arrangeable in the housing for emptying the container. The fluid delivery device also has the following features:
at least one coil element configured to change its length in response to movement of the piston; and
a measuring unit configured to measure an inductance and / or a change in inductance of the coil element upon displacement of the piston to determine an amount of fluid evacuated from the receptacle.
Bei der Fluidabgabevorrichtung kann es sich beispielsweise insbesondere um eine Injektionsvorrichtung zum Injizieren eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, in ein Gewebe handeln, etwa um einen sogenannten Insulinpen. Bei dem Behältnis kann es sich beispielsweise um eine Kapsel, eine Ampulle oder eine Karpule handeln. Unter einer Karpule kann eine Zylinderampulle verstanden werden, die auf einer Seite einer durchstechbare Membran aufweisen kann, während eine andere Seite mit einem verschiebbaren Stopfen verschlossen sein kann. Unter einem Kolben kann ein stangen- oder stabförmiges Element verstanden werden. Hierbei kann ein Ende des Kolbens einen Stempel zum Bewegen des Fluids aufweisen, etwa durch Komprimieren des Behältnisses.By way of example, the fluid delivery device may in particular be an injection device for injecting a fluid, in particular a fluid, into a tissue, for example a so-called insulin pen. The container may be, for example, a capsule, an ampoule or a carpule. Under a carpule, a cylindrical ampoule can be understood, which may have on one side of a pierceable membrane, while another side may be closed with a sliding plug. Under a piston, a rod or rod-shaped element can be understood. In this case, one end of the piston may have a piston for moving the fluid, for example by compressing the container.
Unter einem Spulenelement kann ein Bauelement in Form einer Spule mit einer in Abhängigkeit von einer Länge der Spule veränderbaren Induktivität verstanden werden. Beispielsweise kann das Spulenelement als Feder oder Drahtwicklung realisiert sein. Hierzu kann das Spulenelement mechanisch mit dem Kolben gekoppelt sein. Beispielsweise kann das Spulenelement in Längsrichtung im Wesentlichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens ausgerichtet sein. Insbesondere können das Spulenelement und der Kolben koaxial zueinander ausgerichtet sein, wobei der Kolben innerhalb des Spulenelements verschiebbar sein kann. Die Länge oder die Änderung der Länge des Spulenelements kann proportional zu einem Volumen der beim Verschieben des Kolbens aus dem Behältnis entleerten Fluidmenge oder einer Änderung dieses Volumens sein.A coil element can be understood to mean a component in the form of a coil with an inductance variable as a function of a length of the coil. For example, the coil element can be realized as a spring or wire winding. For this purpose, the coil element can be mechanically coupled to the piston. For example, the coil element may be aligned in the longitudinal direction substantially parallel to a direction of movement of the piston. In particular, the coil element and the piston can be aligned coaxially with one another, wherein the piston can be displaceable within the coil element. The length or the change in the length of the coil element may be proportional to a volume of the amount of fluid evacuated from the container during displacement of the piston or a change in this volume.
Je nach Ausführungsform kann die Messeinheit beispielsweise ausgebildet sein, um die Induktivität oder die Änderung der Induktivität unter Verwendung eines elektrischen Schwingkreises, der das Spulenelement als Spule umfassen kann, eines L-Integrators, eines Gleichspannungswandler oder einer Brückenschaltung zu messen.Depending on the embodiment, the measuring unit may for example be designed to measure the inductance or the change of the inductance using an electrical resonant circuit, which may comprise the coil element as a coil, an L-integrator, a DC-DC converter or a bridge circuit.
Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Dosierkolben einer Fluidabgabevorrichtung mechanisch mit einem Spulenelement gekoppelt werden kann, um eine beim Betätigen des Dosierkolbens abgegebene Fluidmenge zu bestimmen. Durch Nutzung des Spulenelements kann eine Sensoranordnung, insbesondere beispielsweise ein integrierter Linearwegsensor, zum Erfassen einer Induktivität des Spulenelements realisiert werden. Hierbei kann über die Induktivität auf eine Längenänderung des Spulenelements und somit auf die abgegebene Fluidmenge rückgeschlossen werden. Eine solche Fluidabgabevorrichtung bietet den Vorteil eines geringen mechanischen Verschleißes, geringer Herstellungskosten, einer geringen Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen sowie einer guten Reproduzierbarkeit von Messergebnissen bezüglich der abgegebenen Fluidmenge.The approach presented here is based on the recognition that a metering piston of a fluid delivery device can be mechanically coupled to a coil element in order to supply a quantity of fluid delivered upon actuation of the metering piston determine. By using the coil element, a sensor arrangement, in particular for example an integrated linear displacement sensor, can be realized for detecting an inductance of the coil element. This can be deduced on the inductance on a change in length of the coil element and thus on the delivered fluid quantity. Such a fluid delivery device offers the advantage of low mechanical wear, low manufacturing costs, low sensitivity to contamination and good reproducibility of measurement results with respect to the amount of fluid delivered.
Die Fluidabgabevorrichtung kann beispielsweise als Injektionsgerät, insbesondere als Insulinpen, mit Dosissensorik realisiert sein. Hierbei kann die Fluidabgabevorrichtung einen integrierten Linearwegsensor in Form einer Spiralfeder aufweisen, über den auf eine injizierte Insulinmenge rückgeschlossen werden kann. Zusätzlich zum Linearwegsensor kann die Fluidabgabevorrichtung beispielsweise eine Messeinheit in Form eines Mikrocontrollers zur Messdatenerfassung und optional weitere Elektronikkomponenten zur Kommunikation mit externen Geräten, etwa mit einem Smartphone oder einem sonstigen externen Gerät, oder zur Darstellung der aktuellen Dosis auf einem integrierten Display aufweisen. Die Induktivität der Spiralfeder lässt nun einen Rückschluss auf deren Länge und somit auf eine aktuelle injizierte Insulinmenge zu.The fluid delivery device can be realized, for example, as an injection device, in particular as an insulin pen, with dose sensors. In this case, the fluid delivery device can have an integrated linear displacement sensor in the form of a spiral spring, via which it is possible to deduce an amount of injected insulin. In addition to the linear displacement sensor, the fluid delivery device can have, for example, a measuring unit in the form of a microcontroller for measuring data acquisition and optionally further electronic components for communication with external devices, such as a smartphone or other external device, or for displaying the current dose on an integrated display. The inductance of the spiral spring now allows a conclusion on its length and thus on a current injected insulin quantity.
Vorteilhafterweise kann mithilfe einer solchen Fluidabgabevorrichtung die Nutzersicherheit erhöht werden, indem Fehldosierungen der Insulinmenge und die damit verbundenen gravierenden Akut- oder Langzeitfolgen vermieden werden können.Advantageously, user safety can be increased by means of such a fluid delivery device by avoiding incorrect dosages of the amount of insulin and the associated serious acute or long-term consequences.
Wird die Fluidabgabevorrichtung zum Injizieren eines medizinischen Wirkstoffes verwendet, so hat dies den Vorteil, dass der Verwaltungsaufwand für Arzt und Patient reduziert werden kann, da beispielsweise die händische Protokollführung durch den Patienten entfallen kann. Stattdessen kann beispielsweise ein mittels der Fluidabgabevorrichtung automatisch erfasster Dosiswert elektronisch dokumentiert werden, etwa unter Nutzung einer entsprechenden Smartphone-App. Der Dosiswert kann beispielsweise elektronisch an z.B. den Arzt versendet werden.If the fluid delivery device is used for injecting a medical active substance, this has the advantage that the administration costs for doctor and patient can be reduced, since, for example, manual protocol guidance by the patient can be dispensed with. Instead, for example, a dose value automatically detected by means of the fluid delivery device can be electronically documented, for example using a corresponding smartphone app. The dose value may be electronically transmitted to e.g. to be sent to the doctor.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich eine derartige Fluidabgabevorrichtung mit lediglich geringfügigen Änderungen einer äußeren Form in bereits verfügbare Insulinpens integrieren lässt. Durch die Nutzung bereits vorhandener Komponenten können die Herstellungskosten gering gehalten werden.Another advantage is that such a fluid delivery device can be integrated into already available insulin pens with only minor changes to an outer shape. By using existing components, the manufacturing costs can be kept low.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Spulenelement als Schraubenfeder, auch Spiralfeder genannt, realisiert sein. Ein solches Spulenelement kann besonders kostengünstig bereitgestellt werden.According to one embodiment, the coil element may be realized as a helical spring, also called a spiral spring. Such a coil element can be provided in a particularly cost-effective manner.
Ferner kann das Spulenelement ausgebildet sein, um seine Länge entlang einer Verschiebeachse des Kolbens zu ändern. Hierzu kann eine Längsachse des Spulenelements parallel zur Verschiebeachse ausgerichtet sein. Hierbei kann beispielsweise zumindest ein Teilabschnitt des Kolbens durch das Spulenelement hindurchgeführt sein. Dies ermöglicht eine einfache und entsprechend robuste Bestimmung der entleerten Fluidmenge.Furthermore, the coil element can be designed to change its length along a displacement axis of the piston. For this purpose, a longitudinal axis of the coil element can be aligned parallel to the displacement axis. In this case, for example, at least a partial section of the piston can be guided through the coil element. This allows a simple and correspondingly robust determination of the emptied fluid quantity.
Es ist vorteilhaft, wenn das Spulenelement ausgebildet ist, um den Kolben mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen. Beispielsweise kann der Kolben zwischen einer Entleerungsposition, in der zumindest eine Teilmenge des Fluids durch den Kolben aus dem Behältnis herausgedrückt wird, und einer Ruheposition, in der kein Fluid aus dem Behältnis herausgedrückt wird, verschiebbar sein. Entsprechend kann das Spulenelement ausgebildet sein, um den Kolben mit einer in Richtung der Ruheposition wirkenden Rückstellkraft zu beaufschlagen. Dadurch kann die Bedienung der Fluidabgabevorrichtung vereinfacht werden.It is advantageous if the coil element is designed to act on the piston with a restoring force. For example, the piston between a discharge position in which at least a portion of the fluid is forced out of the container by the piston, and a rest position in which no fluid is forced out of the container, be displaced. Accordingly, the coil element can be designed to act on the piston with a restoring force acting in the direction of the rest position. Thereby, the operation of the fluid delivery device can be simplified.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Fluidabgabevorrichtung eine Dosiereinheit zum Dosieren des Fluids aufweisen. Insbesondere kann die Dosiereinheit einen mit dem Gehäuse verschraubbaren Schaft zum Einstellen eines Verschiebewegs des Kolbens und einen Drehknopf zum Verdrehen des Schaftes aufweisen. Durch diese Ausführungsform kann die Menge des abgegebenen Fluids genau dosiert werden.According to a further embodiment, the fluid delivery device may comprise a metering unit for metering the fluid. In particular, the metering unit can have a shaft which can be screwed to the housing for setting a displacement path of the piston and a rotary knob for rotating the shaft. By this embodiment, the amount of the discharged fluid can be accurately metered.
Hierbei kann das Spulenelement zumindest abschnittsweise in dem Schaft geführt sein. Dadurch kann auf zusätzliche Bauteile zum Führen des Spulenelements beim Bewegen des Kolbens verzichtet werden. Ferner kann die Fluidabgabevorrichtung dadurch möglichst platzsparend ausgeführt werden.In this case, the coil element can be guided at least in sections in the shaft. This makes it possible to dispense with additional components for guiding the coil element when moving the piston. Furthermore, the fluid dispensing device can thereby be carried out as space-saving.
Von Vorteil ist weiterhin, wenn die Dosiereinheit und, zusätzlich oder alternativ, das Gehäuse zumindest abschnittsweise durch das Spulenelement hindurchgeführt ist. Dadurch lässt sich das Spulenelement einfach und kostengünstig mit einem vorgegebenen Gehäuse bzw. einer vorgegebenen Dosiereinheit kombinieren.It is furthermore advantageous if the metering unit and, additionally or alternatively, the housing is at least partially passed through the coil element. As a result, the coil element can be combined easily and inexpensively with a predetermined housing or a predetermined metering unit.
Des Weiteren kann das Gehäuse einen Gehäuseanschlag aufweisen. Das Spulenelement kann zwischen dem Gehäuseanschlag und dem Drehknopf eingespannt oder einspannbar sein. Insbesondere kann der Gehäuseanschlag durch eine in dem Gehäuse angeordnete Trennwand mit einer Trennwandöffnung zum Hindurchführen des Kolbens gebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Gehäuseanschlag durch einen an einer Mantelfläche des Gehäuses angeordneten Ring gebildet sein. Der Ring kann beispielsweise eine umlaufende Nut zum Aufnehmen eines Endes des Spulenelements aufweisen. Analog dazu kann auch der Drehknopf mit einem entsprechenden Drehknopfanschlag ausgebildet sein, wobei das Spulenelement zwischen dem Drehkopfanschlag und dem Gehäuseanschlag eingespannt oder einspannbar sein kann. Der Drehknopfanschlag kann ähnlich dem Gehäuseanschlag als außenliegender Ring, optional mit einer umlaufenden Nut zum Aufnehmen eines weiteren Endes des Spulenelements, realisiert sein. Auch durch diese Ausführungsform kann die Integration des Spulenelements mit geringem Montage- und Kostenaufwand durchgeführt werden.Furthermore, the housing may have a housing stop. The coil element can be clamped or clamped between the housing stop and the rotary knob. In particular, the housing stop may be formed by a partition disposed in the housing with a partition wall opening for passing the piston. Additionally or alternatively, the Housing stop be formed by a arranged on a lateral surface of the housing ring. For example, the ring may have a circumferential groove for receiving one end of the coil element. Similarly, the knob can be formed with a corresponding knob stop, wherein the coil element between the turret stop and the housing stop can be clamped or clamped. The knob stop may be similar to the housing stop as an outboard ring, optionally with a circumferential groove for receiving a further end of the coil element realized. Also by this embodiment, the integration of the coil element can be carried out with low assembly and cost.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Messeinheit in und/oder an dem Drehknopf angeordnet ist. Dadurch kann die Messeinheit platzsparend in die Fluidabgabevorrichtung integriert werden. Ferner kann die Messeinheit durch diese Ausführungsform möglichst nah am Spulenelement platziert werden.It is also advantageous if the measuring unit is arranged in and / or on the rotary knob. As a result, the measuring unit can be integrated to save space in the fluid dispenser. Furthermore, the measuring unit can be placed as close as possible to the coil element by this embodiment.
Die Fluidabgabevorrichtung kann zudem eine Kontaktierungsfeder und, zusätzlich oder alternativ, eine Kontaktierungsschicht zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen der Messeinheit und einem von dem Drehknopf abgewandten Ende des Spulenelements aufweisen. Unter einer Kontaktierungsfeder kann insbesondere beispielsweise eine Schraubenfeder verstanden werden. Beispielsweise kann die Kontaktierungsfeder einen geringeren Durchmesser als das Spulenelement aufweisen. Hierbei kann die Kontaktierungsfeder zumindest abschnittsweise durch das Spulenelement hindurchgeführt sein, etwa um das Ende des Spulenelements mit einer im oder am Drehknopf angeordneten Messeinheit elektrisch leitfähig zu verbinden. Die Kontaktierungsschicht, beispielsweise eine Metallschicht, kann je nach Ausführungsform beispielsweise auf dem Gehäuse, dem Schaft, dem Drehknopf oder dem Spulenelement selbst aufgebracht sein. Im letztgenannten Fall kann zwischen der Kontaktierungsschicht und dem Spulenelement eine Isolationsschicht zum elektrischen Isolieren der Kontaktierungsschicht von dem Spulenelement aufgebracht sein. Diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache, robuste und kostengünstige elektrische Kontaktierung von Messeinheit und Spulenelement.The fluid delivery device may also have a contacting spring and, additionally or alternatively, a contacting layer for producing an electrically conductive connection between the measuring unit and an end of the coil element facing away from the rotary knob. Under a Kontaktierungsfeder can be understood in particular, for example, a coil spring. For example, the contacting spring may have a smaller diameter than the coil element. In this case, the contacting spring can be guided at least in sections through the coil element, for example in order to connect the end of the coil element with a measuring unit arranged in or on the rotary knob in an electrically conductive manner. Depending on the embodiment, the contacting layer, for example a metal layer, may, for example, be applied to the housing, the shaft, the rotary knob or the coil element itself. In the latter case, an insulating layer for electrically insulating the contacting layer of the coil element can be applied between the contacting layer and the coil element. This embodiment enables a simple, robust and cost-effective electrical contacting of measuring unit and coil element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Fluidabgabevorrichtung mit einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen der entleerten Menge realisiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Fluidabgabevorrichtung eine Übertragungseinheit zum drahtlosen Übertragen eines die entleerte Menge repräsentierenden Signals an ein externes Gerät, etwa ein mobiles Endgerät oder ein sonstiges externes Anzeigegerät, aufweisen. Dadurch kann die entleerte Menge direkt an der Fluidabgabevorrichtung abgelesen werden, womit die Bedienbarkeit der Fluidabgabevorrichtung verbessert werden kann.According to another embodiment, the fluid delivery device may be implemented with a display unit for displaying the deflated amount. Additionally or alternatively, the fluid delivery device may include a transmission unit for wirelessly transmitting a signal representing the depleted amount to an external device, such as a mobile terminal or other external display device. Thereby, the deflated amount can be read directly at the fluid delivery device, whereby the operability of the fluid delivery device can be improved.
Ferner schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidabgabevorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen der Induktivität und/oder der Änderung der Induktivität des Spulenelements; und
Ermitteln der beim Verschieben des Kolbens aus dem Behältnis entleerten Menge des Fluids in Abhängigkeit von der Induktivität und/oder der Änderung der Induktivität.Furthermore, the approach presented here provides a method for operating a fluid delivery device according to one of the preceding embodiments, wherein the method comprises the following steps:
Reading the inductance and / or changing the inductance of the coil element; and
Determining the emptied during displacement of the piston from the container amount of fluid in dependence on the inductance and / or the change in inductance.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a control unit which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.
Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the control unit can have at least one arithmetic unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or or at least a communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol. The arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EPROM or a magnetic memory unit. The communication interface can be designed to read or output data wirelessly and / or by line, wherein a communication interface that can read or output line-bound data, for example, electrically or optically read this data from a corresponding data transmission line or output to a corresponding data transmission line.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. At a In terms of hardware design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Das Steuergerät kann vorliegend beispielsweise im Zusammenhang mit einer Auswertung von Parametern in einem medizinischen Gerät wie beispielsweise einer Insulindosiereinheit verwendet werden.In the present case, the control unit can be used, for example, in connection with an evaluation of parameters in a medical device such as an insulin dosing unit.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Die Fluidabgabevorrichtung
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Spulenelement
Die Induktivität des Spulenelements, etwa einer Spiralfeder, wird gemäßberechnet, wobei µ0 die magnetische Feldkonstante, N die Windungszahl, A die Querschnittsfläche und l die Spulenlänge bezeichnen. Bis auf die Spulenlänge l bleiben beim Ein- bzw. Ausfedern alle Größen nahezu identisch. Durch die Stauchung bzw. Streckung des Spulenelements steigt bzw. sinkt die Induktivität. Bei typischen Spulenabmessungen (Länge der Feder im nicht eingefederten Zustand: 5 cm; Windungszahl: 15; Durchmesser: 1 cm) ergeben sich beispielsweise Induktivitätswerte von einigen Hundert Nanohenry bis wenigen Mikrohenry.The inductance of the coil element, such as a coil spring is, according to where μ0 is the magnetic field constant, N is the number of turns, A is the cross-sectional area, and l is the coil length. Except for the coil length l, all sizes remain virtually identical during compression and rebound. As a result of the compression or extension of the coil element, the inductance increases or decreases. For typical coil dimensions (length of the spring in the undamped state: 5 cm, winding number: 15, diameter: 1 cm), for example, inductance values of a few hundred Nanohenry to a few microhenries result.
Wird das Spulenelement in dem elektrischen Schwingkreis
Alternativ zur Bestimmung der Induktivität über die vorangehend beschriebene Messung der Resonanzfrequenz mittels eines elektrischen Schwingkreises sind auch andere Messprinzipien denkbar.As an alternative to determining the inductance via the above-described measurement of the resonant frequency by means of an electrical resonant circuit, other measuring principles are also conceivable.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Induktivität mittels eines L-Integrators gemessen. Hierbei wird eine Gleichspannung an das Spulenelement angelegt und der ansteigende Strom mit einem Operationsverstärker in eine Messspannung gewandelt. Diese wird gemessen und verwendet, um auf die Induktivität rückzuschließen.According to one embodiment, the inductance is measured by means of an L-integrator. In this case, a DC voltage is applied to the coil element and the rising current is converted by an operational amplifier into a measuring voltage. This is measured and used to infer the inductance.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein DC-DC-Wandler zur Bestimmung der Induktivität verwendet. Hierbei wird eine Energie des Spulenelements auf einen Kondensator geladen, dessen Spannung als Messsignal zum Messen der Induktivität dient.According to a further embodiment, a DC-DC converter is used for determining the inductance. In this case, an energy of the coil element is charged to a capacitor whose voltage serves as a measurement signal for measuring the inductance.
Alternativ oder zusätzlich wird ein Parallelwiderstand bestimmt. Hierzu kann ein Chip eingesetzt werden, der ausgebildet ist, um einen effektiven Resonanzparallelwiderstand und eine Resonanzfrequenz eines Schwingkreises zu bestimmen. Durch die Auswahl einer geeigneten Parallelkapazität kann die Resonanzfrequenz eingestellt werden.Alternatively or additionally, a parallel resistor is determined. For this purpose, a chip can be used, which is designed to determine an effective resonance parallel resistance and a resonant frequency of a resonant circuit. By selecting a suitable parallel capacitance, the resonance frequency can be adjusted.
Denkbar ist auch die Verwendung eines reaktiven Spannungsteilers. Hierbei wird über eine Phasenregelschleife, kurz PLL, eine Phasenbeziehung zwischen einem erregenden Sinussignal und einer Spannung über einem LC-Schwingkreis bestimmt. Anhand der Phase wird dann die Induktivität bestimmt.Also conceivable is the use of a reactive voltage divider. In this case, a phase relationship between an exciting sinusoidal signal and a voltage across an LC resonant circuit is determined via a phase-locked loop, in short PLL. Based on the phase, the inductance is then determined.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Spulenelement in eine Brückenschaltung integriert. Die Hauptaufgabe der Hardware besteht hier in der Demodulation eines Messsignals. Hierzu ist die Brückenschaltung mit zumindest einer weiteren Referenzspule ausgebildet.According to a further embodiment, the coil element is integrated in a bridge circuit. The main task of the hardware here is the demodulation of a measurement signal. For this purpose, the bridge circuit is formed with at least one further reference coil.
Das Spulenelement
Gemäß einem Ausführungsbeispiel dient der Drehknopf
Beispielsweise ist mittels einer entsprechenden Arretiermechanik sichergestellt, dass sich die Gewindestange nur in eine Richtung drehen lässt. Durch eine optionale Mechanikkomponente
Gemäß dem in
Der Drehknopf
Das Spulenelement
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Messeinheit
Beispielsweise ist die Fluidabgabevorrichtung
Alternativ ist die Kontaktierungsschicht
Eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung des Spulenelements
Die Messeinheit ist über eine Anschlussstelle x1 mit der Kontaktierungsfeder
Bei dem in
Zur Fixierung des Spulenelements
Die elektrische Kontaktierung des Spulenelements
Die Messeinheit
Schematisch dargestellt sind die beiden Anschlussstellen x1, x2 zum Anschließen des Spulenelements, ein Kondensator
Die Anzeigeeinheit
Zusätzlich kann die Messeinheit
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Ermittlungseinheit
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015220905.9ADE102015220905A1 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Fluid delivery device, method for operating a fluid delivery device and control device |
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102015220905.9ADE102015220905A1 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Fluid delivery device, method for operating a fluid delivery device and control device |
Publication Number | Publication Date |
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