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Hauptseite                                                                          Ing. Günter Schumann,  Poseidon 1965 Heft 5

Prüfgerät 1968

Atemwiderstand und Luftdurchfluss sind die wichtigsten Kenngrößen eines Reglers. Stellt man sie in Form von Diagrammen dar, kommt man zu Reglerkennlinien, die Aufschluss über die Arbeitsweise und die Einsatzmöglichkeiten des, Reglers geben.
Als Atemwiderstand eines Reglers bezeichnet man den Unterdruck, der beim Einatmen im Einatemstutzen beziehungsweise, im Mundstück entsteht und, vom Luftdurchfluss abhängig ist. Steigender Luftdurchfluss bedingt normalerweise einen steigenden Atemwiderstand oder Ansaugdruck, der gewöhnlich in Millimeter Wassersäule (mm WS) angegeben wird. Der Luftdurchfluss stellt die je Zeiteinheit durch den Atemschlauch fließende Luftmenge dar und wird meist in Vmin, gemessen. Bei der Angabe des Luftdurchflusses, muss man stets unterscheiden, ob es sich um den mittleren oder um den maximalen Durchfluss handelt. Spricht man zum Beispiel von einem Luftverbrauch von 30 l/min, so ist damit der mittlere Durchfluss (auch Atemminutenvolumen genannt) über die gesamte Tauchdauer gemeint. Dieser Wert wird auch zur Berechnung der Tauchzeit verwendet. Die Luft strömt dem Taucher jedoch während einer gesamten Atemphase nicht gleichmäßig zu, sondern beginnt am Anfang der Einatemphase bei Null, erreicht einen bestimmten Maximalwert, um am Ende der Einatemphase wieider auf Null abzusinken. Während der Ausatemphase strömt überhaupt keine Luft nach. Daraus foIgt, dass der maximale Durchfluss wesentlich größer sein muss als der mittlere; es ist etwa mit dem dreifachen Wert des mittleren Durchflusses zu rechnen. Als Richtwert kann man bei mittelschwerer Arbeit den maximalen Durchfluss mit etwa 100 l/min annehmen.
Es gibt zwei grundsätzlich, verschiedene Arten der Reglerprüfung, die statische, und dynamische Methode. Bei der dynamischen Methode wird der Regler in Verbindung mit einer künstlichen Lunge betrieben, während ein Schnellschreiber die Atemdruckkurven aufzeichnet. Vorteil dieser Methode ist, dass sie den genauen Verlauf des Atemwiderstandes in der Atemphase liefert, also auch die Einschwingvorgänge des Reglers mit erfasst werden, während als Nachteil die sehr aufwändigen Geräte anzusehen sind. Außerdem ist man während einer Messreihe an eine bestimmte Atemfrequenz und ein bestimmtes Atemvolumen gebunden. Das beschriebene Gerät ist für statische Messungen bestimmt. Hierbei wird jeder Messpunkt bei konstantem Durchfluss aufgenommen. Diese Methode ist besonders geeignet, die Leistungsgrenzen eines Reglers festzustellen, da sich, die Luftleistung durch einfaches Verstellen eines Ventils schnell verändern lässt. Der geringe Aufwand an Geräten kommt dem Selbstbau sehr zugute.

Der Aufbau des Gerätes ist in Bild 2 schematisch dargestellt. Das Mundstück des an einer gefüllten Pressluftflasche angeschraubten Lungenautomaten ist am Stutzen (1) befestigt. Die Funktion der Atmung übernimmt ein Sauggebläse, das am Stutzen (2) angeschlossen ist (beim beschriebenen Gerät wurde ein alter Staubsauger verwendet). Vom Mundstück gelangt die Luft durch das Messrohr (3) oder (4), je nachdem, ob das Stellventil (5) oder (6) betätigt wird. Mit den Stellventilen kann der gewünschte Durchfluss genau eingestellt werden. Die Messrohre sind mit einer Skala versehene, keglige Glasrohre, in denen sich ein sogenannter Schwimmer bewegt. Die Stellung des Schwimmers ist ein Maß für den Luftdurchfluss.

Die Stellventile dürfen auf keinen Fall zwischen Mundstück und Messrohr eingebaut sein, weil das wegen des Druckabfalles am Ventil zu Fehlmessungen führen würde.
Die Messung des Unterdruckes (also des Atemwiderstandes) erfolgt hinter dem Mundstückanschluss mit dem Druckmesser (7). Bei geringem Druck kann zur genaueren Ablesung zusätzlich mit dem Umschalthahn (8) der Druckmesser (9) eingeschaltet werden. Vor der Messung mit höherem Druck muß der Hahn wieder in die gezeichnete Stellung umgelegt werden, um das Meßwerk nicht zu überlasten. Der Druckmesser (10) dient zur Messung des Zwischendruckes bei zweistufigen Reglern.

Bild 3 zeigt die gemessenen Atemwiderstände eines zweistufigen Hydromat-Reglers. Man sieht deutlich, dass die Atemwiderstände praktisch unabhängig vom Flaschendruck sind und nur bei erhöhter Luftleistung ansteigen. Der Grund ist der, dass durch die 1. Stufe des Reglers der Druck vor dem eigentlichen Lungenautomaten bei allen Flaschendrücken etwa konstant gehalten wird.

In Bild 4 ist die Arbeitsweise eines einstufigen Lungenautomaten Medi 713A gezeigt. Die Atemwiderstände liegen hier erheblich höher und haben nur bei kleineren Atemleistungen brauchbare Werte. Auffällig ist, dass der Atemwiderstand bei einer bestimmten Luftleistung bis zu einem gewissen Flaschendruck annähernd gleichbleibt und dann sprunghaft ansteigt. Das widerspricht der allgemeinen Ansicht, dass bei derartigen einstufigen, gegen den Druck dichtenden Reglern der Atemwiderstand bei fallendem Flaschendruck kontinuierlich ansteigt.

 

Mit der Messung von Einatemwiderständen ist die Anwendungsmöglichkeit des Gerätes noch nicht erschöpft. Ohne konstruktive Veränderungen kann man auch die Ausatemwiderstände von Lungenautomaten, messen, obwohl es sich hier um Überdrücke handelt und das Gerät nur Vakuummeter enthält.

Man braucht lediglich einen luftdichten Kasten dazu, der nach Bild 5 aufgebaut ist. Der Kasten muß den gesamten Regler aufnehmen undd ist mit abgedichteten Durchführungen für das Mundstück und den Anschluss des Prüfgerätes zu versehen. Saugt man.n jetzt mit Hilfe des Prüfgerätes Luft aus dem Kasten, wird die Luft gezwungen, den gleichen Werg wie bei normaler Ausatmung zu nehmen. Es wird jedoch nicht der Überdruck gemessen, der sonst am Mundstück entsteht, sondern der zahlenmäßig gleiche Unterdruck im Kasten, der den Ausatemwiderstand darstellt.


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