DE3135511A1

DE3135511A1 - Drucksensor, bestehend aus einem zylindrischen topfkreis mit als membran ausgebildeter stirnflaeche

Info

Publication number: DE3135511A1
Application number: DE19813135511
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8201 Bad Feilnbach Koschke; Pavel Dr.-Ing. 8000 München Novak
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1981-09-08
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1983-04-14
Also published as: JPS58501734A; EP0074037A1; WO1983000925A1; DE3135511C2; DE3270636D1; EP0074037B1; ATE19304T1; US4494411A

Description

Fraunhofer-Gesellschaft

zur Förderung der angewandten Forschung e.V.

Drucksensor, bestehend aus einem zylindrischen Topfkreis mit als Membran ausgebildeter Stirnfläche

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Drucksensoren sind bekannt, der Schwingkreis wird von einem Oszillator getrieben und seine Eigenfrequenz, die normalerweise im MHz-Bereich liegt, schwankt in Abhängigkeit von der veränderlichen Kapazität, so daß die Frequenz-Schwankung des Oszillatorsignals mit Hilfe eines Frequenz-Detektors in eine entsprechend schwankende Gleichspannung umgewandelt werden kann, üblicherweise wird der Frequenzdetektor fUr einen solchen Drucksensor justierbar ausgebildet, so daß er auf die Trägerfrequenz des Sensor-Oszillatorsystems eingestellt werden kann, beispielsweise in der Weise, daß er keine Spannung abgibt, wenn der Sensor keinem Druck ausgesetzt ist. (VDI-Bericht Nr. "Verfahren der elektrischen Druckmessung und ihre Anwendung" Düsseldorf, 1966, S. 44).

Diese bekannten Drucksensoren sind nicht für alle Anwendungsfälle geeignet, weil ihre Abmessungen zu groß sind, sie Über Kabel mit den übrigen Komponenten der Anlage verbunden sind, und sie keine ausreichende Langzeitstabilität aufweisen.

Es sind ferner kapazitive Druckaufnehmer bekannt, bei denen eine dünne, gespannte Edel stahl membran mit einem Edel stahl gehäuse verschweißt ist und mit einer isolierten Elektrode, die dicht unter der Memblr.n angeornet ist, eine variable Kapazität bildet. Dieser bekannte Druckaufnehmer weist eine Elektronik mit Pulsbreitenmodulation mit einer Mittenfrequenz von ca. 100 kHz auf, wobei eine Digitalschaltung die druckabhängigen Kapazitätsänderungen in ein Gleichspannungssignal umsetzt (Serie 237 der Firma Setra Systems Inc.). Die Stabilität dieser Druckaufnehmer, und insbesondere die Temperaturabhängigkeit, reicht jedoch nicht für alle Anwendungsfälle aus, für viele sind die Abmessungen bei weitem zu groß, vor allem wegen der aufwendigen Elektronik, die in unmittelbarer Nähe der variablen Kapazität angeordnet ist, um das Gleichspannungs-Meßsignal zu erhalten, und die erforderliche Kabelverbindung mit den übrigen Komponenten der ganzen Anlage ist in einer Reihe von Fällen ebenfalls unzulässig.

Es sind ferner piezoresistive Halbleiter-Druckaufnehmer bekannt, die in kleinen Abmessungen (etwa 2 mm Durchmesser und 6 mm Länge) angeboten werden (EPI-080 der Firma Entran Devices, Inc.), aber wegen ihrer unzureichenden Stabilität und ihrer Temperaturabhängigkeit aufwendige Kalibriermaßnahmen erfordern (M. Gaab, "Die Registrierung des intrakraniellen Druckes" Habilitationsschrift, WUrzburg 1980, S. 45/46), die eine körperliche Verbindung zu anderen Komponenten des Systems zumindest zeitweise notwendig machen.

Es ist ferner bereits bekannt geworden, einen Halbleiter-Drucksensor in eine drahtlos übertragende Sonde einzusetzen, zusammen mit einem Temperatursensor, mit den Signalen beider Sensoren einen in der Sonde befindlichen Telemetrie-Sender zu modulieren und die Temperaturdrift des Drucksensors rechnerisch zu eliminieren, wobei die Sonde drahtlos mit Energie versorgt wurde (Medical & Biological Engineering & · Computing, Januar 1979, S. 81 - 86). Nullpunktdrift und Eichung des

Druckmessers können hierbei aber nicht erfaßt und erst recht nicht nachgestellt werden;, überdies gehen die Stabilitäten sowohl des Sender-Oszillators als auch die des Empfänger-Oszillators in die Messung ein, jeder dieser Mangel allein verbietet schon eine Langzeit-Messung, auch wenn im Zusammenhang mit der Bekanntgabe eine längere Betriebszeit als möglich diskutiert wird. Allen bekannten Drucksensoren ist darüber hinaus gemeinsam, daß der Herstellungsaufwand hoch ist.

Aufgabe der Erfindung demgegenüber ist es, einen Drucksensor verfügbar zu machen, der klein ist, geringen Herstellungsaufwand erfordert, hohe Stabilität und Temperaturunabhängigkeit aufweist und ohne körperliche Verbindung zum Gesamtsystem (Kabel* Druckschlauch) einsetzbar ist. Solche Drucksensoren werden überall da benötigt, wo der Meß- oder Druckraum unabhängig vora Gesamt-Meßsystem bewegbar bleiben soll oder muß, aber auch dort, wo an schlecht zugänglichen Stellen der Druck gemessen werden soll. Als Beispiel wird, im Folgenden die Messung des intrakraniellen Druckes zugrundegelegt; eine andere Anwendung ist beispielsweise die überwachung des Luftdruckes in Kfζ-Reifen. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß es bisher keinen Druckmesser gibt, der alle gestellten Forderungen gleichzeitig zu erfüllen vermag - so war es bisher beispielsweise nicht möglich, Langzeit-Stabilität bei Telemetrie-Anlagen zu erreichen, und zwar sowohl wegen der fehlenden Nacheichungsmöglichkeit als auch wegen der unvermeidlichen, unterschiedlichen Alterung der beiden beteiligten Oszillatoren, oder ausreichend kleine Abmessungen (Durchmesser kleiner als 7 mm, weil größere Löcher im Schädel knochen nicht wieder zuwachsen) mit der notwendigen Präzision bei einem Aufwand zu erzielen, der es erlaubt, den Sensor als Einmal-Gerät einzusetzen, was bei implantierten Sensoren wenigstens im Routinebetrieb wegen mechanischer · Beschädigungen praktisch notwendig ist.

Ausgehend von dem Drucksensor der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

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Zur Verstärkung des Meßeffektes werden die Maßnahmen nach Anspruch 2 angewandt; dabei ergibt sich noch der Vorteil, daß gleichzeitig die Kapazität vergrößert wird und damit, wie bei Topfkreisen bekannt, bei gleichbleibendem Durchmesser die Länge des Topfkreises, d. h. des zylindrischen Bechers, verkürzt werden kann.

Die axiale Länge des Bechers kann außerdem, oder auch zusätzlich, verkürzt werden, wenn die Maßnahme des Anspruchs 3 angewandt wird; wendeiförmige Innenleiter flir Topf kreise sind als solche bekannt (z. B. Funkschau 1961, Heft 1O₉ S. 261).

Eine besonders gute Temperaturunabhängigkeit und Stabilität wird bei einer Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 und insbesondere 5 erreicht; Keramik ist bekanntlich gegen praktisch alle in Frage kommenden Einflüsse, insbesondere Alter und Temperatur, weitgehend unempfindlich.und bei gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten von Spulenkörper und Becher wird auch eine mögliche Temperaturabhängigkeit des Topfkreises beseitigt. Die elektrische Leitfähigkeit der in Frage kommenden Werkstoffe würde die Güte des Topfkreises beeinträchtigen, was durch die Beschichtung vermieden wird. Auf diese Weise ist eine Verbesserung der Temperaturunabhängigkeit um wenigstens den Faktor 20 gegenüber dem bekannten kapazitiven Druckaufnehmer zu erreichen und eine

-5 Langzeitstabilität in der Größenordnung von 10 und besser. Als Becherwerkstoff kommt neben Keramik vor allem Edelstahl in geeigneter Legierung in Frage.

Früher wurde die Auffassung vertreten, daß bei dem Drucksensor der eingangs genannten Art ein relativ hoher Schaltungsaufwand erforderlich ist (VDI-Bericht Nr. 93 a.a.O.).

Erfindungsgemäß wurde aber erkannt, daß der Schaltungsaufwand für den eigentlichen Drucksensor sehr gering gehalten werden kann, weil der für den Frequenz-Detektor erforderliche Schaltungsaufwand auch in sehr großem räumlichen Abstand vom Schwingkreis mit Oszillator angeordnet werden kann, so daß sich ausreichend kleine Abmessungen des Drücksensors erreichen lassen, speziell wenn der Drucksensor gemäß Anspruch 7, und insbesondere Anspruch 8, ausgebildet wird. Bei der Maßnahme nach Anspruch 8 wird der Energiebedarf des Oszillators entsprechend dem Tastverhältnis reduziert, so daß auch die Stromversorgung für diesen verkleinert werden kann, was sowohl für eine Batterie (Knopfzelle) als auch die bekannte draht!öse Stromeinspeisung

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Für die drahtlose übertragung des Oszillatorsignals wird bei dem erfindungsgemäßen Drucksensor im Gegensatz zu der üblichen Telemetrie-Technik kein getrennter Sender benötigt, die Ergänzung gemäß Anspruch 9 genügt. Bei den angestrebten kleinen Abmessungen ist der Wirkungsgrad einer Antenne natürlich beschränkt, so daß, gerade in Verbindung mit den zur Verfügung stehenden geringen Leistungen, das abgestrahlte Signal schwach ist, so daß die übertragung gegen Störung empfindlich ist. In Anwendungsfällen, in denen mit stärkeren Störungen zu rechnen ist, wird deshalb zweckmäßigerweise der erfindungsgemäße Drucksensor gemäß Anspruch 10 ausgebildet, wobei der Frequenzteiler benötigt wird, um mit einer Leuchtdiode mit geringerer Schaltfrequenz auszukommen.

Eine gewisse Schwierigkeit stellt die Montage des Drucksensors dar, insbesondere im Schädel knochen. Es ist zu diesem Zweck eine Adapterhülse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 bekannt, die ein Außengewinde aufweist, und mit diesem unter gleichzeitigem Einschneiden des Gewindes in die Wand, insbesondere also den Schädel knochen eingeschraubt wird. In diese AdapterhUlse wird dann der eigentliche Drucksensor wiederum eingeschraubt (Gaab, a. a. O. Abbildung 13, Bildteil Seite 9). Eine solche AdapterhUlse hat vor allem zwei Nachteile: Bei längerer Anwendung kann das Gewinde einwachsen, so daß die AdapterhUlse nach Beendigung der Untersuchung nur schwer zu entfernen ist, und beim Einschrauben verkantet die AdapterhUlse leicht, so daß die Membran des eingesetzten Drucksensors nicht mehr parallel zur Wandinnenfläche liegt, was auf jeden Fall bei Messung des intrakraniellen Druckes zu beträchtlichen Meßfehlern fuhren kann. Zur Erzielung einer einwandfreien Lage der AdapterhUlse sowie zur Vermeidung der Verkantungsgefahr wird deshalb diese bekannte Adapterhülse erfindungsgemäß abgewandelt, wie im Kennzeichenteil des Anspruchs 11 angegeben. Der in den Druckraum hineinragende Teil der Federhülse bildet eine Wulst, der beim Einsetzen der Adapterhülse Über den Innenrand der Bohrung hervorspringt und damit Fehl ausfluchtungen der Hülse mit der Wandbohrung korrigiert, bis die Hülsenschulter sich einwandfrei auf der

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Bohrungsschulter abstUtzt,und sollte zu diesem Zweck unter einem relativ steilen Winkel aus der Federhlilsen-Außenflache hervorstehen. Die Rippen geben im letzten Teil des Einsetz-Weges eine gewisse Führung, vor allem aber beim Herausnehmen der AdapterhUlse sorgen sie dafür, daß die einzelnen Federzungen allmählich nach innen gedrückt werden, so daß der Außenumfang verringert wird und auch ein relativ steil vorspringender Wulst auf einen ausreichend kleinen Außendurchmesser gebracht wird, um störungsfrei durch die engere Bohrung nach außen gezogen zu werden.

Wenn das Wandmaterial vergleichsweise weich ist, was etwa beim Schädel knochen der Fall ist, kann die Führung der AdapterhUlse beim Einsetzen und deren präzise axiale Ausfluchtung durch Abstutzen auf der Bohrungsschulter erheblich verbessert werden, wenn die Maßnahmen gemäß Anspruch 12 angewandt werden.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Drucksensor, implantiert in einen Schädel knochen;

Figur 2 einen Längsschnitt durch eine AdapterhUlse zur Montage eines Drucksensors; und

Figur 3 einen Schnitt längs der Linie IH-111 in Figur 2. Gemäß Figur 1 ist in einem Schädel knochen 11 ein abgestuftes Bohrloch

12 vorgesehen, das einen weiteren, in Figur 1 oben dargestellten Teil

13 und einen engeren, dem Schädel inneren 14 zugewandten Teil 15 aufweist, die durch eine radial verlaufende Schulter 16 miteinander verbunden sind. Die Länge des engeren Bohrungsteils 15 ist fest vorgegegeben, was in bekannter Weise durch Verwendung eines selbst auskuppelnden Minibohrers gewährleistet ist. Auf der Schulter 16 sitzt

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ein Zwischenring 17, dessen Innendurchmesser gleich dem Durchmesser des engsten Bohrungsteils 15 und dessen Außendurchmesser gleich dem Durchmesser des weiteren Bohrungsteils 13 ist und der aus einem inerten Werkstoff besteht, beispielsweise Edelstahl.

In die Bohrung und den Zwischenring 17 ist eine AdapterhUlse 18 eingesetzt, die mit einer Radi al schulter 19 auf dem Zwischenring

17 aufsitzt, sich durch den Zwischenring 17 und den engeren Bohrungsteil 15 hindurch um ein fest vorgegebenes Maß in den Raum zwischen Schädel knochen 11 und der das Gehirn umschließenden Dura 20 erstreckt. Die AdapterhUlse 18 wird in Verbindung mit Figuren 2 und 3 später näher erläutert.

In die AdapterhUlse wiederum ist ein erfindungsgemäßer Drucksensor eingesetzt, im dargestellten AusfUhrungsbeispiel eingeschraubt, es kommen jedoch auch andere Befestigungsarten, wie beispielsweise eine Bajonettmontage, in Frage. Zweckmäßigerweise ist diese Befestigung auf den Bereich oberhalb der Radial schul tern 19 der AdapterhUlse

18 beschränkt, um den dünnwandigen Teil der HUlse 18 von entsprechenden Belastungen freizuhalten.

Der Drucksensor selbst weist ein Gehäuse 21 in Form eines abgestuften zylindrischen Rohres auf, das auf der Innenseite elektrisch gut leitend ist; vorzugsweise besteht das Rohr aus Edelstahl und ist innen mit Silber beschichtet. Der Außendurchmesser des weiteren Teils des Gehäuses 21 entspricht dem Durchmesser des weiteren Bohrungsteils 13, der Übrige Teil des Gehäuses 21 ist an das Innere der AdapterhUlse 18 angepaßt; die von der Gehäusestufe gebildete Schulter 22a sitzt oben auf der AdapterhUlse 18 auf;und das der Dura 20 zugewandte Ende des Gehäuses schließt mit dem ebenfalls der Dura 20 zugewandten Ende der AdapterhUlse 18 ab. Dieses der Dura 20 zugewandte Ende des Gehäuses 21 ist mit einer Membran 23 abgeschlossen, die in bekannter Weise elastisch nachgiebig ist und

-zu·

wenigstens auf der Innenseite elektrisch gut leitend ist. Sie kann aus einem Stück mit. dem Gehäuse 21 gefertigt sein oder auch getrennt auf dieses aufgebracht sein, in letzterem Falle kommt als Werkstoff insbesondere Kupferberyllium in Frage. Auf der der Außenschulter 22a entsprechenden Innenschulter 22b des Gehäuses 21 ist ein Zwischenboden 24 angeordnet, der auf der Innenseite elektrisch gut leitend ist und eine öffnung 25 aufweist. In dem durch das Innere des Gehäuses 21 und den Zwischenboden 24 definierten zylindrischen Topf oder Becher ist koaxial ein keramischer Spulenkörper 26 angeordnet, der eine aufgebrannte Silberwicklung 27 trägt sowie an seinem in der Zeichnung unten dargestellten Ende eine elektrisch leitende Beschichtung oder Platte Die Silberwicklung 27 ist elektrisch gut leitend sowohl mit der Beschichtung oder Platte 28 als auch mit dem elektrisch leitenden Zwischenboden 24 verbunden. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Gehäuse 21 und Spulenkörper 26 sind bei der bevorzugten Ausführungsform gleich.

Auf der dem keramischen Isolierkörper 26 abgewandten Seite des Zwischen- oder Becherbodens 24 ist ein Oszillator 29, im dargestellten AusfUhrungsbeispiel eine FET-Schaltung, angeordnet, der über eine Leitung 30 elektrisch mit einem Punkt der Silberwicklung 27 verbunden ist, und zwar nach Art eines Franklin-Oszillators, so daß der Einfluß des Oszillators auf den durch die Wicklung 27 und die Kapazität zwischen Platte 28 und Membran 23 gebildeten Schwingkreis (Topfkreis) klein gehalten wird, so daß der Effekt einer Alterung des Oszillators auch bei sehr großer Meßzeit (mehrere Monate oder sogar Jahre) praktisch vernachlässigt werden kann. Statt dieser galvanischen Ankopplung durch eine Leitung 30 kann auch eine bei Topfkreisen bekannte induktive Ankopplung vorgesehen

sein, oder eine andere, den Schwingkreis nur wenig belastende Ankopplung.

Auf dem Oszillator 29 ist eine. Stromversorgung 31 angeordnet. Wenn die Meßdauer relativ kurz ist (einige Tage),kann als Stromversorgung eine Batterie in Form eioer Knopfzelle vorgesehen sein; ist aber auch

mit größerer Meßdauer zu rechnen, wird zweckmäßigerweise eine bekannte drahtlose Stromversorgung verwendet, die im wesentlichen aus einer Empfangsantenne und einem Gleichrichter besteht.

Auf der Stromversorgung 31 befindet sich eine mit dem Oszillator 29 verbundene Antenne 32, mit der das Oszillatorsignal durch die das Ganze Überdeckende Kaut 33 abgestrahlt wird.

Bei einer Variante kann statt der schematisch als Spulenantenne dargestellten Antenne 32 ein Silikonschlauch vorgesehen sein, aer durch die Haut 33 nach außen führt. Während bei der dargestellten Aus flih rungs form des Drucksensors der Innenraum des Gehäuses 21 unter bekanntem Druck steht, insbesondere einem definierten Unterdruck (Vakuum), könnte bei einer solchen Schlauchverbindung das Gehäuseinnere unter dem jeweils herrschenden Luftdruck stehen, so daß der Drucksensor ein Signal entsprechend der Differenz zwischen dem intrakraniellen Druck und dem Luftdruck abgibt, statt, wie beim dargestellten AusfUhrungsbeispiel, sin Signal entsprechend dem absoluten intrakraniellen Druck.

Statt überhaupt einer Antenne 32 ist bei einer anderen, im mechanischen Aufbau aber praktisch identischen, Ausführungsform eine infrarot emittierende Leuchtdiode vorgesehen; in diesem Falle ist darauf zu achten, daß die verwendete Ausgußmasse infrarot-durchlässig ist. Ferner ist dann zweckmäßigerweise eine Frequenzteilerschaltung zwischen die Leuchtdiode und den Oszillator 29 geschaltet, so daß auch Leuchtdioden verwendet werden können, deren Schaltfrequenz unter der Grundfrequenz des erwähnten Schwingkreises liegt.

Der Drucksensor arbeitet wie folgt: Druckänderungen im Raum 14 werden durch die elastische Dura 20 auf die elastische Membran 23 weitergegeben, so daß deren Abstand von der Platte 28 und damit die

Kapazität zwischen diesen Teilen ein Maß für den Druck im Raum 14 ist. Diese Kapazität bestimmt zusammen mit der Induktivität der Wicklung 27 die Frequenz des von diesen Teilen zusammen mit dem Gehäuse 21 und dem Zwischenboden 24 gebildeten Topfkreises, so daß der angeschlossene Oszillator 29 auf dieser Frequenz schwingt. Die Oszillatorschwingung wird als Oszillatorsignal von der Antenne 32 abgestrahlt und kann in bekannter Weise von einem getrennten Empfänger aufgenommen werden, an den ein Frequenzzähler oder dergleichen angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal damit ein Maß fllr den Druck im Raum 14 darstellt.

Die AdapterhUlse 18 ist in Figuren 2 und 3 näher dargestellt. Sie weist einen Ring 34 auf, in dessen Bereich ein Innengewinde 35 vorgesehen ist, das bei anderen Ausführungsformen durch eine andere Befestigungseinrichtung, wie erwähnt, ersetzt sein kann, und einen rohrförmigen Teil 36, der in eine Anzahl, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs, Federzungen wie 37 aufgespalten ist, so daß eine Federhülse gebildet wird. Der Außendurchmeser der Federhülse ist an den Innendurchmesser des engeren Bohrungsteils 15 angepaßt, mit Ausnahme des über die Innenbegrenzung der Bohrung 12 hervorstehenden Teils (Fig. 1), der einen größeren Außendurchmesser hat, so daß ein Außenwulst oder ein nach außen vorstehender Flansch 38 gebildet wird, dessen Axial abmessung 39 gleich dem Maß ist, um das die Hülse über die Innenfläche des Schädelknochens vorsteht (Fig. 1).

Ferner weist jede Federzunge 37 eine scharfkantige Rippe 40 auf, die vom Außenumfang des Wulstes 38 zur Außenfläche der zugehörigen Federzunge 37 an einer Stelle verläuft, die innerhalb des engeren Bohrungsteils 15 (Fig. 1) liegt; im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Rippe 40 weiter in die Bohrung hinein^als der Wulst 38 über den Außenumfang der Federhülse vorsteht. Die scharfkantige Rippe geht von der scharfen Kante aus allmählich in die Außenfläche d.er Federhülse über, zur Veranschaulichung sind bei einer Federzunge in Fig. 3 zwei Schnitte in strichpunktierten Linien dargestellt, die die Außenkontur an zwei in Fig. 2 angegebenen Querschnitten 41, 42

.../11

angeben. Die sich daraus ergebende Außenwulstkontur ist in Fig. 2 als strichpunktierte Linie 43 entsprechend der in Fig. 3 eingetragenen Schnittlinie 43 angegeben.

Das Einsetzen eines Drucksensors erfolgt mit Hilfe dieser Adapterhülse in der Weise* daß nach dem Herstellen der abgestuften Bohrung 12, das in bekannter Weise erfolgt, der Zwischenring 17 zusammen mit der Adapterhülse 18 eingesetzt wird, wobei der Wulst in den Innenraum des Zwischenringes 17 eingeklemmt ist, so daß er auf den Innendurchmesser des engeren Bohrungsteils 15 zusammengedrückt ist. Sobald der Zwischenring auf der Bohrungsschulter 16 aufliegt, wird die Adapterhülse 18 weitergeschoben, was ohne weiteres geht, weil der Außenumfang auch des Wulstes 38 auf das Maß des engeren Bohrungsteils 15 zusammengedrückt 1st und deshalb ohne weiteres passieren kann. Sobald der Wulst, wie in Fig. 1 dargestellt, am unteren Ende aus der Bohrung 12, 15 austritt, können die einzelnen Federzungen nach außen ausweichen, so daß sich der Außenwulst 38 über die Unterseite des Schädelknochens 11 hinaus ausdehnen kann. Eventuelle Unregelmäßigkeiten in der Innenfläche werden dabei durch die schräg verlaufenden Rippen 40 ausgeglichen, die für eine gewisse Axial kraft sorgen, mit der der Ring 34 der Adapterhülse 18 auf den Zwischenring 17 gezogen wird, so daß die Adapterhülse 18 die gewünschte Lage einnimmt. Die Rippen 40 drücken sich dabei in den diesen gegenüber relativ weichen Knochen 11 ein. Anschließend wird der Drucksensor eingesetzt, also im dargestellten Ausführungsbei spiel eingeschraubt, und falls bis dahin die einzelnen Federzungen noch nicht die volle Ausdehnung erreicht haben, werden sie durch den Drucksensor auf die volle Ausdehnung nach außen gedrückt. Beim Entfernen des Drucksensors wird in umgekehrter Weise vorgegangen, d.h. der Drucksensor wird zunächst herausgenommen (herausgeschraubt), was ohne weiteres möglich ist, da sich die Adapterhülse 18 wegen der Rippen 40 nicht

V../12

mitdrehen kann, und anschließend wird die Adapterhlilse 18 herausgezogen, wozu anstelle des Drucksensors ein Ziehwerkzeug eingeschraubt werden kann, dabei nimmt der Außenwulst 38 den Zwischenring 17 mit. Dank der Rippen 40 _} die zu diesem Zweck in der dargestellten Weise unter einem relativ kleinen Winkel in die Außenfläche der jeweiligen Federzunge übergehen, werden die Federzungen 37 nach innen gedrückt, sobald die Adapterhülse 18 auch nur um ein geringfügiges Stück nach außen gezogen worden ist; durch die damit verbundene Keilwirkung ergibt sich auch eine ausreichende Kraft, die die Federzungen auf jeden Fall vom Knochen löst, auch wenn unvermeidbare Verklebungen erfolgt sind. Sofern der Durchmesser des weiteren Teils 13 der Bohrung 12 nicht größer ist als etwa 7 mm, wächst das Loch 12 nach der Entfernung des Sensors und der AdapterhUlse 18 wieder zu. Da der Durchmesser des erfindungsgemäßen Drucksensors kleiner als 5 mm gehalten werden kann, kann auch der größte Durchmesser der Adapterhülse 18 klein genug gehalten werden, um ein Verwachsen des Bohrungsloches 12 zu ermöglichen.

Claims

F13 Pl/Gl D

Patentansprüche

{ lJDrucksensor mit einem Schwingkreis mit einer festen Induktivität und einer in Abhängigkeit vom Druck veränderlichen Kapazität und einem mit dem Schwingkreis verbundenen Oszillator, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis ein Topfkreis ist, der aus einem zylindrischen Becher aus elektrisch leitendem Material, einer dessen Stirnfläche überspannenden, elastisch nachgiebigen, elektrisch leitenden Membran und einem koaxial im Becher im Abstand von der Membran angeordneten, am Becherboden befestigten Innenleiter besteht, daß der Schwingkreis mit dem Oszillator und einer Stromversorgung für diesen zu einer Baueinheit vereinigt ist, und daß eine drahtlose übertragung des Oszillatorsignals zu einer getrennten Empfängerbaueinheit vorgesehen ist.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Membran gegenüberliegende Ende des Innenleiters einen größeren Durchmesser als der übrige Teil des Innenleiters hat und parallel zur Membran angeordnet ist.
3. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter in Form einer Wendel angeordnet ist, deren Achse die Becherachse ist.
4. Drucksensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter ein auf einen keramischen Spulenkörper aufgebrannter Silberbelag ist.
5. Drucksensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfkreisbecher aus einem Werkstoff besteht, der den gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten hat wie die Keramik des Spulenkörpers, und daß die Innenfläche des Topfkreisbechers mit einem elektrisch gut leitenden Material, insbesondere Silber, beschichtet ist.
6. Drucksensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werk-. stoff des Topfkreisbechers Edelstahl ist.
7. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator auf der dem Innenleiter abgewandten Seite des Becherbodens angeordnet ist.
8. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum Takten des Oszillators vorgesehen ist.
9. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Oszillator eine Antenne zur drahtlosen Auskoppelung des Oszillatorsignals angeschlossen ist.
10. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Oszillator ein Frequenzteiler und an diesen eine Infrarot emittierende Leuchtdiode angeschlossen ist.
11. Adapterhülse zur Montage eines Drucksensors in einer abgestuften Bohrung durch eine Wand, die den Raum umschließt, dessen Innendruck erfaßt werden soll, wobei der engste Teil der Bohrung dem Druckraum zugewandt ist und der Abstand zwischen der Innenfläche der Wand und der

Schulter zwischen dem engsten Teil der Bohrung und dem weiteren Teil fest vorgegeben ist und die Adapterhülse eine sich auf der Bohrungsschulter abstützende Schulter aufweist und um ein fest vorgegebenes Maß in den Druckraum hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der AdapterhUlse zwischen der HUlsenschulter und dem dem Druckraum zugewandten Ende als Federhülse ausgebildet ist, daß der Außendurchmesser des in den Druckraum hineinragenden Teils der FederhUlse größer ist als der Innendurchmesser des engsten Teils der Stufenbohrung, und daß die Federzungen der FederhUlse jeweils eine scharfkantige Rippe aufweisen, die sich jeweils vom Außenumfang des in den Druckraum hineinragenden Federhülsenteils zu einer sicher innerhalb des engsten Wandbohrungsteils liegenden Stelle erstreckt.
12. AdapterhUlse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bohrungsschulter und der HUlsenschulter ein Zwischenring angeordnet ist.