Im Zweifelsfall lebensrettend

Dialysen, Infusionsmaschinen und Kontrastmittelinjektoren gehören heute selbstverständlich zur modernen Medizin. Bei all diesen Verfahren muss jedoch sichergestellt werden, dass keine Luftblasen mit den Flüssigkeiten in den menschlichen Organismus gelangen. Luftblasendetektoren sind also ein essenzieller Bestandteil dieser medizintechnischen Geräte. Auch bei der Herstellung medizinischer Hilfsmittel wie Einwegspritzen leisten Luftblasendetektoren wertvolle Dienste: Einwegspritzen sind innen mit einer hauchdünnen Silikonschicht versehen. Diese Schicht garantiert ein gleichmäßiges, sanftes Gleiten des Kolbens in der Spritze. Gelangen bei der Beschichtung der Spritzeninnenwand Luftblasen in die Silikonmasse, wird die Spritze nicht vollständig ausgekleidet. Die Folge: Bei der Benutzung stockt der Kolben und ruft damit beim Patienten unschöne bis schmerzhafte Hämatome hervor.

In der medizintechnischen Produktion gewährleisten intelligente Ultraschallsensoren nicht nur die Luftblasenfreiheit der Flüssigkeiten. Sie erlauben auch die Nass-Trocken-Meldung. „Die Installation eines Luftblasendetektors am Flüssigkeitsauslass hat zwei Vorteile: Er stellt sicher, dass die Flüssigkeit frei von Luft- oder Gasblasen ist, und kontrolliert gleichzeitig den Füllstand. Denn ist der Behälter leer, strömt nur noch Luft – also eine Endlosblase – am Sensor vorbei“, erklärt Peter Ködderitzsch, zuständig für den Vertrieb bei der Sonotec GmbH aus Halle. Die Spezialisten des Hallenser Unternehmens entwickeln und produzieren kundenspezifische Ultraschallsensoren zur Luftblasenerkennung für den medizinischen Einsatz. „Dem einen Anwender reicht ein einfacher Schaltkontakt, der andere möchte, dass der Sensor über eine serielle Schnittstelle mit der Maschinensteuerung kommuniziert“, so Ködderitzsch.

Die Sonocheck-Luftblasensensoren schicken ein analoges Signal durch den zu überwachenden Schlauch an den gegenüberliegenden Empfänger. Befindet sich eine Luft- oder Gasblase im Schlauch, wird das Ultraschallsignal an der Grenzschicht zwischen Luft und Flüssigkeit reflektiert. Dies sorgt dafür, dass am Empfänger ein deutlich schwächeres oder auch gar kein Signal mehr ankommt. Ein Mikroprozessor wertet die Amplitude des am Empfänger eingehenden Ultraschallimpulses aus und sendet ein definiertes Signal an das angeschlossene Gerät. Je nach Anwendung reagiert das Gerät auf das Signal und gibt eine Warnmeldung aus.

Die berührungslose Detektion und die kompakte Bauform der Sensoren bilden die Grundvoraussetzung für hygienische und kontaminationsfreie Anwendungen. Der flüssigkeitsdurchströmte Schlauch wird einfach in den Sensor gelegt und das dreipolige Kabel an die Gerätesteuerung angeschlossen. Damit ist ein schneller, reibungsloser Wechsel garantiert. Ein Koppelmedium ist nicht erforderlich. „Der Sensor arbeitet nach dem Prinzip der Trockenkopplung“, erläutert Peter Ködderitzsch. „Das hat den Vorteil, dass der Schlauch auch über Monate im Detektor bleiben kann und dennoch zuverlässige Messergebnisse liefert.“ Ein Koppelmedium wie Gel würde mit der Zeit austrocknen und dann zu Problemen führen. Die Farbe des durch den Schlauch strömenden Mediums hat keinen Einfluss auf die Messung. Ebenso wenig die Arbeitstemperatur, solange sie im Bereich von +5 bis +60 °C bleibt. Der Ultraschallsensor passt sich dynamisch variablen akustischen Bedingungen an und gewährleistet so eine hohe Stabilität der Messwerte gegenüber schwankenden Umgebungsbedingungen. Der Messzyklus der nicht invasiven Sonocheck-Sensoren liegt bei 200 µs. Die Reaktionszeit beträgt typischerweise 1 ms. „Wie unsere Kunden bestätigen, erkennen die Sensoren sogar Luftblasen mit einem Volumen von kleiner zwei Mikroliter. Wir garantieren die Detektion von Blasen mit einer Mindestgröße von einem Drittel des Schlauchinnendurchmessers“, so Ködderitzsch.

Die Luftblasendetektoren verfügen über einen anwenderspezifisch programmierbaren Mikrocontroller mit erweiterbaren Funktionalitäten wie Fail-Safe und serieller Kommunikation. Ihre Bauform ist abhängig von Schlauchdurchmesser und -material sowie vom durchströmenden Medium. Ein weiterer Vorteil der Sensoren ist ihre freie Parametrierbarkeit: Sie lassen sich individuell anpassen an Sicherheitsroutinen, Spannungsversorgung oder Signalausgänge.

Neben den Luftblasendetektoren bietet Sonotec auch Ultraschallsensoren für die Durchflussmessung an.

Melanie Schmidt, Marketing Sonotec Ultraschallsensorik, Halle