DE19918694A1

DE19918694A1 - Verfahren zum Messen des Drucks eines Fluids und Miniaturpumpe zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE19918694A1
Application number: DE19918694A
Authority: DE
Inventors: Michihiko Tani; Yasufumi Masaki
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2019-04-27
Also published as: US6164933A; DE19918694C2

Abstract

Ein Verfahren und ein System zum Bestimmen des Drucks eines unter Druck stehenden Fluids unter Verwendung einer Membranpumpe, die zum Ansammeln des unter Druck stehenden Fluids in einem Druckraum dient. Die Pumpe hat einen Pumpenraum und eine Membran mit einem piezoelektrischen Element, das durch das Anlegen einer Spannung zur Verlagerung der Membran zum Pumpen eines Fluids in den Druckraum betätigt wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: DOLLAR A a) Deaktivieren der Membran durch Entfernen der Spannung zu dem piezoelektrischen Element, um so das Pumpen des Fluids und das Ansammeln des Fluids in dem Druckraum zu unterbrechen; DOLLAR A b) Rückführen des unter Druck stehenden Fluids in den Pumpenraum, um so eine Verlagerung der Membran durch das unter Druck stehende Fluid zu bewirken; DOLLAR A c) Herleiten eines elektrischen Signals, das der Verlagerung der Membran entspricht, und DOLLAR A d) Übertragen des elektrischen Signals in einen entsprechenden Druckwert, der den Druck des unter Druck stehenden Fluids im Druckraum angibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Drucks eines unter Druck stehenden Fluids, das durch eine Membranpumpe geführt und in einem Druck raum gesammelt wird und ein Miniaturpumpensystem zum Messen des Drucks in der Pumpe.

Membranpumpen sind allgemein bekannt. Insbesondere wurde zur Miniaturisierung der Pumpe eine Pumpe vorgeschlagen, die ein piezoelektrisches Element zum Betätigen einer Membran verwendet. Bei dem Messen des von der Pumpe ent wickelten Drucks unter Druck gesetzten und in einem Druckraum gesammelten Fluids muß ein gesonderter Druck sensor auf der Seite des Druckraums vorgesehen werden. Die Hinzufügung eines zusätzlichen Drucksensors in oder um den Druckraum vergrößert jedoch das Pumpsystem, was eine Miniaturisierung des Pumpsystems behindert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zu schaffen, die dazu in der Lage sind, den Druck eines unter Druck stehenden Fluids, das durch eine Membranpumpe geführt und in einem Druck raum gesammelt ist, wobei das Erfordernis der Vorsehung eines zusätzlichen Drucksensors auf der Seite des Druck raums nicht erforderlich ist.

Die vorliegende Erfindung verwendet eine Membranpumpe mit einem Pumpenraum und einer Membran mit einem piezoe lektrischen Element, daß durch das Anlagen einer Span nung zum Verlagern der Membran zum Pumpen es Fluids in den Druckraum betätigt wird. Das Verfahren nach der vor liegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf:

(a) Deaktivieren der Membran durch Entfernen der Span nung an dem piezoelektrischen Element, um so daß Pumpen des Fluids und das Sammeln des unter Druck stehenden Fluids in den Druckraum zu unterbrechen;
(b) Einführen des unter Druck stehenden Fluids ledig lich von dem Druckraum zurück in den Pumpenraum, um so eine Verlagerung der Membran durch das unter Druck ste hende Fluid zu bewirken;
(c) Ableiten eines elektrischen Signals, das die Ver lagerung der Membran angibt; und
(d) Übertragen des elektrischen Signals in einen ent sprechenden Druckwert, der den Druck des unter Druck stehenden Fluids in dem Druckraum angibt.

Es kann so ein Solldruck des unter Druck stehenden Fluids unter Verwendung der Membranpumpe als eine Meßein richtung erzielt werden, ohne das ein zusätzlicher Drucksensor auf der Seite des Druckraums erforderlich ist.

Vorzugsweise ist das elektrische Signal eine Spannung, die über dem piezoelektrischen Element entwickelt wird, wenn das piezoelektrische Element durch die Verlagerung der Membran unter der Wirkung des unter Druck stehenden Fluids, das in den Pumpenraum zurück von dem Druckraum geführt wird, belastet wird. Bei dieser Anordnung wird das piezoelektrische Element sowohl als Betätigungsele ment der Membran und als Drucksensor verwendet, wodurch die Anzahl der Teile des Pumpensystems zur Miniaturisie rung des Systems verringert wird. Bei diesem System kann die Spannung, die an dem piezoelektrischen Element ent wickelt wird, über eine vorgegebene Zeitdauer integriert werden, um eine integrierte Spannung zur Bestimmung des Druckwerts zu gewinnen.

Alternativ kann das elektrische Signal sich aus der sta tischen Kapazität, die zwischen einer festen Sensorelek trode und einer beweglichen Elektrode auf der Membran entwickelt wird, entstehen. Die Kapazität variiert in Antwort auf die Verlagerung der Membran unter der Wir kung des unter Druck stehenden Fluids, das von dem Druckraum zurück in den Pumpenraum geführt wird.

Weiter ist es gleichermaßen möglich, einen piezoelektri schen Widerstand auf der Membran zu verwenden, das einen Widerstand entwickelt, der in Antwort auf die Verlage rung der Membran variiert. Die Widerstandsänderung wird zur Bestimmung des Druckwerts des unter Druck stehenden Fluids verwendet.

Das Pumpensystem nach der vorliegenden Erfindung verwen det eine Pumpe und ein Rückströmmittel, das es dem unter Druck stehenden Mittel erlaubt, aus dem Druckraum in den Pumpenraum zurückzuströmen. Eine Kontrolle ist vorgese hen, um einen Meßzyklus zu schaffen und um innerhalb des Meßzyklus das piezoelektrische Element zu Deaktivieren, um die Betätigung der Membran zu unterbrechen, während zu demselben Zeitpunkt das Rückführmittel aktiviert wird, um das unter Druck stehende Fluid zurück von dem Druckraum in den Pumpenraum einzuführen, damit die Mem bran durch das so eingeführte unter Druck stehenden Flu id verlagert wird. Das System weist weiter ein Verarbei tungsmittel auf, das ein elektrisches Signal, das von der Verlagerung der Membran innerhalb des Meßzyklus ver ursacht wird, abzuleiten und das elektrische Signal in einen entsprechenden Druckwert, der den Druck des unter Druck stehenden Fluids in dem Druckraum angibt.

Wenn das elektrische Signal die Spannung ist, die an dem piezoelektrischen Element in Folge der Dehnung der Mem bran aufgrund seiner Verlagerung durch das unter Druck stehenden Fluid entwickelt wird, hat das piezoelektri sche Element vorzugsweise eine mehrschichtige Struktur bestehende aus ersten und zweiten piezoelektrischen Ma terialien unterschiedlicher Eigenschaften. Das erste piezoelektrische Material ist so ausgewählt, daß es eine gute Antwortempfindlichkeit als ein Betätigungselement zum Verlagern der Membran hat und das zweite piezoelek trische Element ist so ausgewählt, daß es eine gute Ant wortempfindlichkeit als einen Sensor für die Verlagerung der Membran hat. Zu diesem Zweck hat das erste piezo elektrische Material eine größere piezoelektrische Druckonstante und eine kleinere Spannungsausgangskon stante, als das zweite piezoelektrische Material. Die Membran kann eine bewegliche Sensorelektrode tragen, die sich gemeinsam mit der Membran verlagert und einer festen Sensorelektrode gegenüberliegt, um eine statische Kapazität zwischen der beweglichen und der festen Senso relektrode zur Bestimmung des Druckwerts zu ändern. Bei diesem Ausführungsbeispiels ist die Membran eben ausge bildet und wird an ihrem Umfang an einem Gehäuse der Pumpe um den Pumpenraum getragen, so daß ein mittlerer beweglicher Teil die Pumpwirkung bewirkt und weiter ein ortsfester, umlaufender Teil vorgesehen ist. Die beweg liche Sensorelektrode erschreckt sich über im wesentli chen den gesamten Bereich auf der einen Fläche der Mem bran mit einer dielektrischen Schicht, die dazwischen angeordnet ist. Auch die feste Sensorelektrode ist eben ausgebildet und ist an dem Gehäuse befestigt, um mit der beweglichen Sensorelektrode einen Spalt auszubilden.

Das piezoelektrische Element kann gesondert von der Mem bran angeordnet sein, um die Membran zu verlagern. Bei diesem Ausführungsbeispiels trägt die eben ausgebildete Membran an ihrem Umfang einen Ring des piezoelektrischen Elements, durch das die Membran an einem Gehäuse der Pumpe um den Pumpenraum betragen wird. Das piezoelektri sche Element treibt bei einer Beaufschlagung einer Span nung zur Verlagerung zur Verlagerung der Membran im we sentlichen linear in eine Richtung der Änderung eines Spalts zwischen der beweglichen und der festen Elektrode an, wodurch das Volumen des Pumpenraums variiert wird. Die bewegliche Elektrode erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Fläche einer Seite der Membran, die der festen Sensorelektrode, die ebenfalls eben ausgebildet ist und an dem Gehäuse befestigt ist, um so eine sich variierende statische Kapazität in Abhängigkeit von der Verlagerung der Membran zur Bestimmung des Drucks des unter Druck stehenden Fluids bezüglich des piezoelektri schen Elements, das die Membran im wesentlichen linear betätigt, ist die Verwendung des piezoelektrischen Ele ments in Form eines Laminats aus Schichten eines piezoe lektrischen Materials bevorzugt, die parallel miteinan der über die versorgende Spannungsquelle verbunden ist.

Alternativ zu dem elektrischen Signal, das von der Span nung oder aber von der statischen Kapazität kommt, ist es gleicherweise möglich, das elektrische Signal zu ver wenden, das von einem piezoelektrischen Widerstandsnetz werk kommt, das auf der Membran angeordnet ist. In Ant wort auf die Verlagerung oder die Deformation der Mem bran zeigt das piezoelektrische Widerstandsnetzwerk ei nen sich ändernden Widerstand, der zur Bestimmung eines Druckwerks verarbeitet wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel arbeitet die Pumpe unter Fördern von Luft zum Sammeln von Druckluft in dem Druckraum und ist mit einem aktiven Freigabeven til versehen, das dazu in der Lage ist, den Pumpenraum gegenüber dem atmosphärischen Druck zu öffnen. Das Steu ermittel betätigt das Freigabeventil so, daß es unmit telbar vor dem Aktivieren des Rückstellmittels zum Ein führen der Druckluft in den Pumpenraum zurück aus dem Druckraum aktiviert wird, wodurch ein Rückdruck vermie den wir, der in der Pumpe verbleibt, bevor der Druck der Druckluft gemessen wird, um eine zuverlässige und genaue Messung zu bewirken.

Einlaß- und Auslaßventile der Pumpe, die jeweils zum Ziehen von Außenluft in die Pumpe und zum Führen der Luft in einen Druckraum vorgesehen sind, sind vorzugs weise Mikroventile mit einer Ventilöffnung von nicht mehr als 0,5 mm im Durchmesser, sie arbeiten mit einer Öffnen-Schließen-Rate von nicht mehr als 0,1 s. Das Einlaß- und das Auslaßventil kann betrieben werden, um ein piezoelektrisches Betätigungselement synchron mit der Betätigung der Membran durch das piezoelektrische Element für eine verbesserte Antwortempfindlichkeit bei der Druckmessung zu betreiben.

Das obige Pumpsystem mit einer in situ Meßmöglichkeit ist am besten für ein Blutdruckmeßgerät, bei dem der Druckraum als eine Manschette zum Schließen der Arterie des menschlichen Körpers dient. Diesem Zweck weisen die Verarbeitungsmittel weiter ein Pulswellenerkennungsmit tel auf, das eine Pulswelle beobachtet, die innerhalb des Meßzyklus in der Druckluft entsteht, um so das Auf treten einer Systole und einer Diastole zu erkennen und zum Schaffen von systolischen und diastolischen Signa len, jeweils bei der Erkennung der Systole und der Dia stole. Das Verarbeitungsmittel ordnet den Druckwert den systolischen und diastolischen Signalen zu, um systoli sche und diastolische Drucke anzugeben. Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Vorteile der vorliegenden Er findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beilie genden Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Pumpensystems in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 und 3 schematische Ansichten, die den Be trieb einer Membranpumpe, die in dem obigen System verwendet wird, wiedergibt,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Membran der obi gen Pumpe,

Fig. 5 eine zeitliche Darstellung, die einen Be trieb für eine Blutdruckmessung unter Verwendung des Pumpensystems zeigt,

Fig. 6 und 7 Darstellungen, die den Betrieb der Pumpe wiedergeben;

Fig. 9 eine zeitliche Darstellung, die einen ande ren Betrieb für eine Blutdruckmessung unter Ver wendung des Pumpensystems wiedergibt;

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines anderen Pumpen systems in Übereinstimmung mit einem zweiten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11 ein Blockdiagramm eines weiteren Pumpensy stems in Übereinstimmung mit einem dritten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 eine perspektivische Explosionsansicht einer Membranpumpe zur Verwendung in dem Pumpen system des dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 13 und 14 Schnittansichten, die den Betrieb der in Fig. 12 gezeigten Pumpe wiedergeben,

Fig. 14 Schnittansichten, die den Betrieb der in Fig. 12 gezeigten Pumpe wiedergeben;

Fig. 15 eine Schnittansicht, die eine Abwandlung der Pumpe wiedergibt;

Fig. 16 eine schematische Ansicht eines piezoelek trischen Elements zum Antreiben der Pumpe von Fig. 15;

Fig. 17 eine Schnittansicht einer Membran, die mit einem piezoelektrischen Widerstandsnetzwerk zur Verwendung als eine Alternative zu dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel versehen ist;

Fig. 18 und 19 vertikale und horizontale Schnitte einer anderen Membranpumpe, die in dem obigen Pum pensystem verwendet werden kann;

Fig. 20 und 21 vertikale und horizontale Schnitte einer weiteren Membranpumpe, die in dem obigen Pumpensystem verwendet werden kann.

Es wird jetzt auf die Fig. 1 bis 4 Bezug genommen, in denen ein Pumpensystem in Übereinstimmung mit einem er sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ge zeigt ist. Das Pumpensystem ist zum Messen eines Blut drucks ausgebildet und weist eine Membranpumpe 10, eine Manschette 30 zum Schließen einer Arterie des menschli chen Körpers und eine Elektronik zum Steuern der Pumpe auf. Die Pumpe 10 zieht Außenluft durch einen Einlaßweg 13 an und speist diese durch einen Auslaßweg 15 zur An sammlung von Druckluft in die Manschette 30 oder einem Druckraum. Die Pumpe 10 hat, wie in den Fig. 2 bis 4 ge zeigt ist, eine Membran 20, die aus einem piezoelektri schen Element, beispielsweise PZT gebildet ist, und weist einen Pumpenraum 12 zwischen dem Pumpengehäuse 11 und der Membran auf. Die Membran 20 ist auf ihren gegen überliegenden Seiten mit Antriebselektroden 21 und 22 versehen. Eine Spannungsquelle 40 ist angeschlossen, um eine Gleichspannungs-Impulsspannung durch ein Relais 41 über die Elektroden 21 und 22 aufzubringen, was die Mem bran veranlaßt, sich wiederholt zu biegen oder zu verla gern, wodurch die Luft durch das Einlaßventil 14 einge zogen und durch ein Auslaßventil 16 in die Manschette gespeist wird. Das Einlaßventil und das Auslaßventil sind, wie dies bei Membranpumpen bekannt ist, vom passi ven Typ und arbeiten jeweils nur zum Einziehen der Luft in den Pumpenraum 12 und lediglich zum Abführen der Luft aus dem Raum.

Die Pumpe ist teilweise durch einen LIGA-Vorgang oder dergleichen in einem Miniaturaufbau hergestellt, wobei die Membran 20 an ihrem Umfang von einem Pumpengehäuse 11 getragen wird, so daß ein verbleibender Mittelab schnitt der Membran für den Pumpvorgang verantwortlich ist. Die Dicke der Elektroden 21 und 22 ist so ausge wählt, daß die Ablenkung der Membran erleichtert wird. Die untere Elektrode 21 und die obere Elektrode 22 sind beispielsweise so ausgewählt, daß sie bei einer PZT-Dicke von 0,25 mm eine Dicke von 0,1 mm bzw. 0,01 mm haben.

Die Manschette ist mit der Pumpe über einen Rückströmweg 31 verbunden, um die Druckluft in den Pumpenraum 12 zurück aus der Manschette zur Messung der Druckluft un ter Verwendung der Membran 20 zu führen. Ein Rückström ventil 32 ist in dem Rückströmweg 31 angeordnet und wird durch eine Relais 44 durch einen Controller 50 betätigt. Von dem Pumpenraum 12 erstreckt sich ein Ablaßweg 17 mit einem Ablaßventil 18 zum Evakuieren der Luft vor der Einführung der Druckluft von der Manschette 30 zurück in dem Pumpenraum 12, wie dies später erläutert werden wird. Das Ablaßventil 18 wird durch den Controller 50 über ein Relais 43 zum Öffnen und Schließen gesteuert. Ein Signalprozessor 60 ist in einer Schaltung verbunden, um den Druck der Druckluft, die in den Pumpenraum 12 von der Manschette 30 geführt wird, basierend auf der Verla gerung der Membran 20, die durch die Druckluft verur sacht wird, zu bestimmen. Zu diesem Zweck führt eine Signallinie 65 von einer Antriebslinie 45 der Aufbrin gung der Gleichspannungs-Impuls-Spannung über die An triebselektroden 21 und 22 und erstreckt sich zu dem Signalprozessor 60 über ein Relais 42, so daß eine Span nung die Folge der Deformation der Membran aufgebaut wird, zu dem Signalprozessor 60 geführt wird. Die Relais 41 und 42 werden durch den Controller 50 derart gesteu ert, daß wahlweise die Pumpe 10 zum Ansammeln der Druck luft in der Manschette 30 betrieben und die Pumpe 10 zum Aufnehmen der Spannung in der Membran 20 deaktiviert wird.

Der Signalprozessor 60 weist eine Druckbestimmungsein heit 61 auf, die zur Bestimmung des Drucks der Druckluft dient, sowie eine Impulswellen-Diskriminierungseinheit zur Bestimmung der jeweiligen Zeitpunkte, zu denen die Systole und die Diastole auftreten, basierend auf einer Impulswelle, die in der Druckluft innerhalb der Man schette auftritt, zur Bestimmung des systolischen und des diastolischen Drucks. Die Bestimmung des Drucks und das Auftreten der Systole und der Diastole werden beide aus einer Änderung der Spannung, die an der Membran selbst, d. h. dem piezoelektrischen Element, aufgebaut wird, bestimmt. Der systolische und der diastolische Druck, die von dem Signalprozessor 60 bestimmt werden, werden an dem Display 70 angezeigt.

Die Arbeitsweise des Systems wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert, die eine Betriebsart zur Bestimmung des systolischen und des diastolischen Drucks während des Verlaufs des Absenkens des Drucks der Manschette 30 erfolgt. Nachdem die Manschette aufgeblasen ist, um einen ausreichenden Druck zu erreichen, entregt der Con troller 50 das Relais 41 zum Beenden des Anlegens der Antriebsspannung an die Membran 20 und zum Erregen des Relais 42, so daß der Signalprozessor 60 bereit ist, eine Spannung von der Membran 20, d. h. dem piezoelek trischen Element, aufzunehmen. Der Controller 50 gibt sodann eine Anzahl von Meßzyklen an, innerhalb derer jeweils der jeweilige Druck der Manschette 30 bestimmt wird und das Auftreten der Systole oder der Diastole geprüft wird. Der ausreichende Druck wird durch perio disches Vorsehen gleicher Meßzyklen zur Bestimmung des Manschettendrucks während des Verlaufs des Aufblasens der Manschette 30 bestimmt oder aber durch Schätzen des Manschettendrucks im Hinblick auf die Zeit, die zum Auf blasen der Manschette verstrichen ist. Jeder Meßzyklus während des Verlaufs des Verringerns des Manschetten drucks beginnt mit dem Erregen des Relais 43 für eine kurze Zeitdauer T₁ zum Öffnen des Ablaßventils 18 zum Ablassen der Druckluft, die in dem Pumpenraum 12 ver blieben ist, d. h. Freigeben des Rückdrucks in dem Raum. Vor dem Schließen des Ablaßventils 18 wird das Rück strömventil 32 geöffnet, um unter Druck stehende Luft aus der Manschette 30 zurück in den Pumpenraum 12 zu führen, wodurch die Membran 20 durch Druckluft defor miert wird, um eine entsprechende Spannung an dem pie zoelektrischen Element zu erzeugen. Die Spannung tritt über den Elektroden 21 und 22 auf und wird durch die Signalleitung 65 zu dem Signalprozessor 60 geführt. Das Rückströmventil 32 wird von dem Relais 44 für eine Zeit dauer T₂ offengehalten, innerhalb der Druckbestimmungs einheit 61 zunächst den Manschettendruck bestimmt und sodann die Impulswellendiskriminierungseinheit 62 betreibt, um das Auftreten der Systole und der Diastole zu bestimmen. Der Meßzyklus endet an dem Ende der Zeit dauer C₂.

Die Spannung von der Membran 20 ändert sich, wie in Fig. 6 gezeigt, in einem großen Ausmaß bei dem Beginn der Zeitdauer C₂, wenn die unter Druck stehende Luft von der Manschette in den Pumpenraum strömt. Diese Span nungsänderung wird in der Druckbestimmungseinheit 61 analysiert, um einen Druckwert des Manschettendrucks un ter Berücksichtigung der relevanten Faktoren, wie den Druckverlust in dem Rückströmweg 31, zu bestimmen. Die Bestimmung des Manschettendrucks kann auf einem Spitzen wert der Spannung oder einem Integral der Spannung inn herhalb einer Zeitdauer C₃ basieren. Der sich ergebende Manschettendruck wird auf dem Display 70 angegeben. Nach dem Schließen des Ablaßventils an dem Ende von C₁ wird die Spannung verringert, repräsentiert jedoch eine klei ne Pulswelle, die pulsierende Änderungen in dem Man schettendruck über eine Zeitdauer C₄ angibt, wie in Fig. 6 gezeigt. Diese Spannungsänderung wird in der Impulswellendiskriminierungseinheit 62 analysiert, um das Auftreten der Systole und Diastole zu erkennen. Die se Erkennung basiert auf dem Spannungspegel. Während des Auftretens von sich wiederholenden Meßzyklen beurteilt die Einheit 62 beispielsweise das Auftreten einer Systo le, wenn eine kleine Spannung zunächst einen systoli schen Bezugswert übersteigt und beurteilt das Auftreten einer Diastole, wenn die Spannung unter einen diastoli schen Bezugswert sinkt. Bei der Beurteilung des Auftre tens der Systole und der Diastole gibt die Einheit 26 systolische bzw. diastolische Signale in Antwort auf die der Prozessor 60 den jeweiligen Manschettendruck zuord net, der auf dem Display 70 als Angabe des systolischen bzw. des diastolischen Drucks angezeigt wird. Nachdem der diastolische Druck bestimmt ist, werden die Meßzy klen beendet.

Die Ventile 18 und 32 sind vorzugsweise Mikroventile mit einer Ventilöffnung von 0,5 mm oder weniger und werden mit einer Öffnungs/Schließ-Zeit von 0,1 s oder weniger betrieben. Insbesondere bei der Verwendung derartiger Mikroventile als Ablaßventil 18 kann der Manschetten druck durch in einem Ausmaß jedem Meßzyklus verringert werden, wie in Fig. 7 gezeigt, wodurch eine große Anzahl von Meßzyklen während des Verlaufs der Entlüftung der Manschette ermöglicht werden und damit eine genaue Mes sung des systolischen und diastolischen Drucks erreicht wird.

Dasselbe gilt, wenn der systolische und der diastolische Druck in dem Verlauf der Zunahme des Manschettendrucks bestimmt werden. Das heißt, die Manschette kann, wie in Fig. 8 gezeigt, schnell aufgeblasen werden, während die selben Meßzyklen, die bei dem Verringern des Manschet tendrucks erfolgen, wiederholt durchgeführt werden. Fig. 9 zeigt dieses Verfahren zum Bestimmen des systoli schen und des diastolischen Drucks bei dem Aufblasen der Manschette. Das Relais 41 wird periodisch erregt, um die Pumpe intermittierend anzutreiben, um den Manschetten druck während einer Anzahl von Meßzyklen in dem Verlauf des Aufblasens der Manschette zu erhöhen. In jedem Meß zyklus, in dem das Relais 42 erregt wird, um den Prozes sor 60 zum Aufnehmen der Spannung von der Membran 20 vorzubereiten, wird das Relais 43 zunächst für eine Zeitdauer C₁ erregt, um den Rückdruck des Pumpenraums zu entfernen. Innerhalb dieser Zeitdauer C₁ wird das Rück strömventil 32 dazu veranlaßt, für eine kurze Zeitdauer C₃ zu öffnen, um die unter Druck stehende Luft aus der Manschette 3 einzuführen, wodurch die Membran, d. h. das piezoelektrische Element deformiert wird, woraufhin sich an dieser eine Spannung entwickelt. Die sich ergebende Spannung wird von der Druckbestimmungseinheit 61 empfan gen, wo sie verarbeitet wird, um den jeweiligen Man schettendruck zu bestimmen. Unmittelbar nach dem Schlie ßen des Ablaßventils 18 wird das Rückströmventil 32 wie der für eine weitere kurze Zeitdauer C₁ geöffnet, um die Spannung in der Form der Impulswelle von dem piezoelek trischen Element zur Bestimmung der Diastole oder der Systole an der Einheit 62 zu beobachten. Das Auftreten der Diastole wird erkannt, wenn der Spannungspegel erst malig einen vorgegebenen diastolischen Referenzwert übersteigt und das Auftreten der Systole wird erkannt, wenn der Spannungspegel letztmalig unter einen vorgege benen systolischen Bezugswert über die Anzahl der Meßzy klen geht. In derselben Weise, wie bei der oben be schriebenen Betriebsweise ordnet der Rechner 60 die jeweiligen Manschettendrücke dem Auftreten der Diastole oder der Systole zur Anzeige des diastolischen bzw. des systolischen Drucks auf dem Display 70 zu. Diese Betriebsweise wird beendet, wenn der systolische Druck endgültig beendet ist, wodurch der Controller antwortet durch Beendung des Betriebs der Pumpe und der Elektro nik. Es ergibt sich aus den Fig. 8 und 9, daß die Pumpe Schritt um Schritt mit zunehmenden Perioden des Antrei bens der Pumpe zur Messung des diastolischen und des systolischen Drucks erregt wird, während die Manschette aufgeblasen wird.

Um eine gute Antwortempfindlichkeit sowohl bei dem Betä tigen der Membran als auch bei dem Messen der Deformati on der Membran zu erhalten, ist die Membran vorzugsweise in einem mehrschichtigen piezoelektrischen Aufbau beste hend aus einem PZT und einem PVDF Polymer mit unter schiedlichen piezoelektrischen Eigenschaften aufgebaut. Das PZT ist so ausgewählt, daß es eine gute Antwortemp findlichkeit als Betätigungselement zum Antreiben der Membran und eine große piezoelektrische Dehnungskonstan te (d33) von 400 × 10^-12 C/N mit einer geringen Span nungsausgangskonstante (g33) von 20 × 10^-3 mV/N hat. Das PVDF ist so ausgewählt, daß eine gute Antwortempfind lichkeit als Sensor für die Verlagerung der Membran hat und eine große Spannungsausgangskonstante (g33) von 160 × 10^-3 mV/N jedoch eine kleine piezoelektrische Deh nungskostante (d33) von 20 × 10^-12 C/N hat. Die PZT-Kera mikpartikel sind an einer Matrix von PVDF-Harz ver teilt, um eine Piezoelektrische Gesamtdehnungskonstante (d33) von 300 × 10^-12 C/N und eine Spannungsausgangsge samtkonstante (g33) von 80 × 10^-3 mV/N zu geben. Diese Werte haben sich als zufriedenstellend zur Sicherstel lung einer guten Empfindlichkeit der Membran sowohl bei dem Betätigen der Pumpe als auch bei dem Messen des Man schettendrucks erwiesen. Die Eigenschaften des zusammen gesetzten piezoelektrischen Elements kann geeignet va riieren, der Mischungsverhältnisse des PZT in dem PVDF eingestellt werden.

Fig. 10 zeigt ein alternatives Pumpensystem in Überein stimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung. Das System ist dem ersten Ausfüh rungsbeispiel gleich mit der Abweichung, daß die Mem branpumpe 10A mit einem Einlaßventil 14A und einem Aus laßventil 16A, die beide von einem aktiven Typ, nicht also von einem passiven Typ, sind. Entsprechende Teile sind durch gleiche Bezugszeichen unter Zusatz des Buch stabens "A" gekennzeichnet. Das Einlaßventil 14A und das Auslaßventil 16A werden durch gesonderte Relais 43A und 44A durch einen gleichen Controller 50A gesteuert, um die Umgebungsluft in die Pumpe 10A zu ziehen und sie in die Manschette 30A synchron mit der Betätigung der Mem bran zu führen. Das Einlaßventil 14A und das Auslaßven til 16A sind Doppelzweckventile, die auch als Ablaßven til 18A und bzw. als Rückströmventil 32A zum Evakuieren der Pumpe 10A und zum Einführen der Druckluft von der Manschette 30A zu verwenden. Infolgedessen wirkt der Einlaßweg 13A von der Pumpe auch als Ablaßweg 17A und ein Auslaßweg 15A als Rückströmweg 31A wodurch die Anzahl der Teile oder Elemente in dem System zur Verein fachung des Aufbaues des Pumpensystems verringert wird. Die Messung des systolischen und des diastolischen Drucks kann in derselben Weise wie in dem ersten Ausfüh rungsbeispiel erfolgen.

Fig. 11 zeigt ein Pumpensystem in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich ist mit der Ausnahme der Verwendung einer Pumpe 10B, die ein Sensorausgangssignal von einer sich variierenden statischen Kapazität herleitet, die durch die Verlage rung der Membran verursacht wird, nicht also ein Span nungsausgangssignal der als piezoelektrisches Element ausgebildeten Membran. Einander entsprechende Teile und Elemente sind durch dieselben Bezugszeichen unter Zusatz des Buchstabens "B" bezeichnet. Die Pumpe 12B weist, wie in den Fig. 12 bis 14 angegeben ist, eine Membran 20B auf, die als ein PZT piezoelektrisches Element ausge bildet ist und ist weiter mit einer beweglichen Sensore lektrode versehen. Die bewegliche Sensorelektrode 23 ist einer festen Sensorelektrode 24 gegenüberliegend so an geordnet, daß sich zwischen diesen ein Spalt ausbildet. Wenn sich die Membran 20B unter der Wirkung der Druck luft, die in den Pumpenraum 12B eingeführt wird, defor miert, wird die bewegliche Sensorelektrode 23 dazu ver anlaßt, sich in eine Richtung zu bewegen, in der die statische Kapazität in dem Spalt geändert wird. Diese Änderung wird sodann als Maß für den jeweiligen Man schettendruck aufgenommen und wird an einen Signalpro zessor 16B übertragen, um den systolischen Druck und den diastolischen Druck in derselben Weise, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Die bewegliche Sensorelektrode 33 ist über die gesamte obere Fläche der Membran 20B ausgebildet, wobei eine dielektrische Schicht 25 zwischen diesen angeordnet ist. Die feste Sensorelektrode 24 wird durch eine umlaufende Brücke 26 aus einem dielektrischen Material von dem Um fang des Pumpengehäuses 11B getragen. Es ist hier zu beachten, daß die Membran 20B, die zwischen den An triebselektroden 21B und 22B liegt, an ihrem Umfang von dem Pumpengehäuse 11B um den Pumpenraum 12B herum getra gen wird, wobei ein mittlerer beweglicher Teil auf die Pumpwirkung anspricht und ein umlaufender ortsfester Teil mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Die dielektri sche Schicht 25 ist vollständig über die obere Fläche der Membran, die eben ausgebildet ist, angeordnet, sodann liegt die bewegliche Sensorelektrode 23 über die Gesamtfläche der dielektrischen Schicht 25.

Durch die Verwendung der statischen Kapazität zum Messen der Verlagerung der Membran ist das System dazu in der Lage, in einfacher Weise kleine Druckschwankungen der Druckluft, die in den Pumpenraum eingeführt wird, zu beobachten, um eine genauere und zuverlässigere Blut druckbestimmung zu ermöglichen. Dies ist für eine digi tale Verarbeitung des elektrischen Signals, das von der Änderung der statischen Kapazität hergeleitet wird, vor teilhaft.

Fig. 15 zeigt eine modifizierte Pumpe 12C, die in dem obigen System verwendet werden kann. Die Pumpe 10C weist eine Membran 20C mit einer ziemlich festen Struktur auf, die an ihrem Umfang ein piezoelektrisches Betätigungs element 120, das kreisförmig ausgebildet ist, trägt, von dem die Membran an dem Pumpengehäuse 11C den Pumpenraum 12C umgehend gehalten wird. Eine bewegliche Sensorelek trode 23C ist über die gesamte obere Fläche der Membran 20C einer festen Elektrode 24C, die an dem Pumpengehäuse 11C durch eine umlaufende Brücke 26C befestigt ist, ge genüberliegend angeordnet. Bei Anlegen einer Gleich spannungs-Impulsspannung deformiert das piezoelektrische Betätigungselement 120 die Membran in einer schwingenden Art und Weise im wesentlichen linear zur Bewirkung der Pumpaktion zum Aufblasen der Manschette. Wenn die Mem bran 20C von der Druckluft, die in den Pumpenraum 12C bei dem Fehlen der pulsierenden Gleichspannung zu einer Verlagerung veranlaßt wird, wird die bewegliche Sensore lektrode 23C, die gemeinsam mit der Membran schwingt, die statische Kapazität zwischen den beiden Sensorelek troden 23C und 24C ändern, wodurch ein entsprechendes elektrisches Signal an den Prozessor abgegeben wird. Das piezoelektrische Betätigungselement 120 ist, wie in Fig. 16 gezeigt, mehrschichtig aufgebaucht, mit Schich ten 121 aus einem piezoelektrischen Material, wobei die Elektroden 122 zwischen diesen angeordnet sind und auf der Oberseite und der Unterseite des Aufbaus angeordnet. Die Schichten 121 sind parallel zueinander über die An triebsspannungsquelle verbunden. Der mehrschichtige Auf bau ist bezüglich der Erhöhung des Betrags der Verlage rung der Membran mit geringeren Spannungsanforderungen vorteilhaft.

Fig. 17 zeigt eine Membran 20D, die aus einem piezo elektrischen PZT-Material besteht und ist mit eine pie zoelektrischen Widerstandsnetzwerk 130 versehen, das auf der Oberseite der Membran ausgebildet ist, wobei dazwi schen eine dielektrische Schicht 131 angeordnet ist. Das Netzwerk besteht aus vier piezoelektrischen Widerstän den, die unter Bildung einer Brückenschaltung miteinan der verbunden sind, so daß sich ein Widerstand eine Spannung ergibt, die zu der Dehnung oder Deformation, die auf die Membran 22D aufgebracht wird, proportional ist. Treiberelektroden 21D und 22D sind auf den gegen überliegenden Flächen der Membran 20D ausgebildet. Die Änderung des Widerstandes oder der Spannung wird als Angabe des jeweiligen Drucks der unter Druck stehenden Luft, die Membran deformiert, hergeleitet, um den systo lischen und diastolischen Druck in derselben Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zu messen. Der pie zoelektrische Widerstand kann entweder in Form einer zu sätzlichen Schicht oder aber in Form eines aufgebrachten Segments in einem dünnen Film sein. In der letzten Aus bildungsform besteht der Widerstand vorzugsweise aus einem Material mit einem hohen Meßstreifenwiderstand wie Chromoxid, einem amorphen Silizium und Polisilizium.

Fig. 18 und 19 zeigen eine Membranpumpe 10E, die bei dem Pumpensystem nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Pumpe 10 ist so ausgebildet, daß sie die Förderleistung durch die Vorsehung von zwei piezoe lektrischen Membranen auf gegenüberliegenden Seite eines flachen Pumpenraums 12E erhöht. Die Membranen 20E werden angetrieben, um sich nach außen zu verlagern und simul tan die Außenluft durch das Einlaßventil 14E einzuziehen und sich sodann nach innen zu verlagern, um die Luft durch das Ausgangsventil 16E herauszuführen.

Fig. 20 und 21 zeigen eine weiteren Membranpumpe 10F, die in gleicher Weise in dem Pumpensystem nach der vor liegenden Erfindung zur Vergrößerung der Förderleistung verwendet werden kann. Die Pumpe 10F weist eine einzige piezoelektrische Membran 20F auf, die einen Pumpenraum in zwei Unterkammern 12F aufteilt, die jeweils mit einem Einlaßventil 14F und einem Auslaßventil 16F versehen sind. Die Auslässe der beiden Kammern 12F sind in einem einzigen Ausgangsweg 15F miteinander verbunden, um die Luft zu der Manschette zu führen, wodurch die unter Druck stehenden Luft der Manschette bei einem kleinen Aufbau der Pumpe wirksam anzusammeln.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Pumpensystem nach der vorliegenden Erfindung als zum Pumpen von Luft zum Messen des Blutdrucks dienend erläu tert. Dies ist lediglich beispielhaft. Das System sollte auf diese besondere Verwendung nicht eingeschränkt wer den und kann für unterschiedliche Fluide verwendet wer den, ohne daß die Offenbarung erheblich zu ändern wäre.

Claims

1. Ein Verfahren zum Messen des Drucks eines unter Druck stehenden Fluids, das durch eine Membranpumpe (10) geführt und in einem Druckraum (30) gesammelt ist, wobei die Membranpumpe einen Pumpenraum (10) und eine Membran (20) mit einem piezoelektrischen Element auf weist, das durch das Anlegen einer Spannung zur Verla gerung der Membran zum Pumpen des Fluids in den Druck raum betätigt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Deaktivieren der Membran (20) durch Entfernen der Span nung an dem piezoelektrischen Element; um so das Pumpen des Fluids und die Ansammlung des unter Druck stehenden Fluids in dem Druckraum (30) zu beenden;
Einführen des unter Druck stehenden Fluids lediglich von dem Druckraum zurück in den Pumpenraum (12), um so eine Verlagerung der Membran durch das unter Druck ste hende Fluid zu verursachen;
Herleiten eines elektrischen Signals, das die Verlage rung der Membran angeht; und
Übertragen des elektrischen Signals in einen entspre chenden Druckwert, der den Druck des unter Druck ste henden Fluids in dem Druckraum angibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal eine Spannung ist, die an dem piezoelektrischen Element (20) aufgrund der Dehnung des piezoelektrischen Elements durch die Verlagerung der Membran unter der Wirkung des unter Druck stehenden Fluids, das in den Pumpenraum (12) aus dem Druckraum (30) zurückgeführt worden ist, entwickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung über eine vorgegebene Zeitdauer inte griert wird, um eine integrierte Spannung zu erzeugen, die in den Druckwert umgerechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal auf einer statischen Kapazität basiert, die zwischen einer festen Sensorelektrode (24; 24C) und einer beweglichen Sensorelektrode (23; 23C) auf der Membran (20B; 20C) gebildet ist und die sich in Antwort auf die Verlagerung der Membran unter der Wirkung des unter Druck stehenden Fluids, das in den Pumpenraum aus dem Druckraum zurückgeführt worden ist, ändert.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal sich aus einem Widerstand eines piezoelektrischen Widerstandsnetzwerks (130) ergibt, das auf der Membran (20D) angeordnet ist und dessen Widerstand sich in Antwort auf die Verlagerung der Membran unter der Wirkung des unter Druck stehenden Fluids, das aus dem Druckraum in dem Pumpenraum zurück geführt worden ist, ändert.

6. Ein Miniatur-Pumpensystem zum Ansammeln eines unter Druck stehenden Fluids in einem Druckraum (30), das die Möglichkeit der Messung des Drucks des unter Druck ste henden Fluids hat, gekennzeichnet durch:
eine Pumpe (10) mit einem Pumpenraum (12) und einer Membran (20), die den Pumpenraum abdeckt, wobei die Membran ein piezoelektrischen Element aufweist, das die Membran in Antwort auf eine Spannung, die auf das piezoelektrische Element aufgebracht wird, verlagert, um ein Fluid in den Pumpenraum zu ziehen und in den Druckraum einzuführen, um ein sich ergebendes unter Druck stehendes Fluid in dem Druckraum anzusammeln;
Rückführmittel (31, 32), die es dem unter Druck stehen den Fluid erlauben, aus dem Druckraum in den Pumpenraum zurückzuströmen, während das Fluid daran gehindert wird, den Pumpenraum zu erreichen;
Steuermittel (50) die einen Meßzyklus bilden und innerhalb des Meßzyklus das piezoelektrische Element deaktivieren, um die Betätigung der Membran zu beenden, während es zu demselben Zeitpunkt das Rückführmittel aktiviert, um das unter Druck stehende Fluid zurück aus dem Druckraum in den Pumpenraum zu führen, um die Mem bran durch das eingeführte, unter Druck stehende Fluid zu verlagern; und
Verarbeitungsmittel (60), die ein elektrisches Signal erzeugen, das durch die Verlagerung der Membran inner halb des Meßzyklus verursacht wird und ein elektrisches Signal in einen entsprechenden Druckwert umwandelt, der dem Druck des unter Druck stehenden Fluids in dem Druckraum entspricht.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (20) aus dem piezoelektrischen Element besteht, um so eine Spannung in Folge der Dehnung durch die Verlagerung der Membran innerhalb des Meßzyklus zu erzeugen, und
das Verarbeitungsmittel (30) die Spannung als das elek trische Signal zur Bestimmung des Drucks des unter Druck stehenden Fluids bestimmt.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das piezoelektrische Element der Membran einen zusam mengesetzten Aufbau, bestehend aus einem ersten piezoe lektrischen Material und einem zweiten piezoelektri schen Material, das mit dem ersten piezoelektrischen Material vermischt ist, hat, und
das erste piezoelektrische Material eine piezoelektri sche Dehnungskonstante (d33) hat, die größer als die des zweiten piezoelektrischen Materials ist, wobei das erste piezoelektrische Material eine Spannungsausgangs konstante (g33) hat, die kleiner als diejenige des zweiten piezoelektrischen Materials ist.

9. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (20B; 20C) eine bewegliche Sensorelektrode (23; 23C) hat, die gemeinsam mit der Membran verlagert wird, und einer festen Sensorelektrode (24, 24C) gegen überliegt, um so eine statische Kapazität zwischen der beweglichen und der festen Sensorelektrode zu ändern, wenn die Membran dazu veranlaßt wird, sich innerhalb des Meßzyklus zu verlagern, und
das Verarbeitungsmittel die statische Kapazität als das elektrische Signal zur Bestimmung des Drucks des unter Druck stehenden Fluids verwendet.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (20B) eben ausgebildet ist und an ihrem Um fang von einem Gehäuse (11B) der Pumpe (10B) um den Pumpenraum (12B) derart getragen wird, daß ein mittle rer beweglicher Teil den Pumpvorgang bewirkt und der äußere ortsfeste Teil mit dem Gehäuse verbunden ist,
die bewegliche Sensorelektrode (23) sich über im we sentlichen die gesamte Fläche auf einer Seite der Mem bran erstreckt, wobei eine dielektrische Schicht (25) dazwischen angeordnet ist, und
die feste Sensorelektrode 24 eben ausgebildet ist und an dem Gehäuse so ausgebildet ist, daß ein Spalt mit der beweglichen Sensorelektrode auf der Membran ausge bildet wird.

11. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (20C) eben ausgebildet ist und an ihrem Umfang einen Ring (120) des piezoelektrischen Elements trägt, durch den die Membran an einem Gehäuse (11C) der Pumpe (10C) um den Pumpenraum (12C) umlaufend getragen wird,
das piezoelektrische Element (120) zur Verlagerung der Membran (20C) im wesentlichen linear in einer Richtung der Änderung eines Spaltes zwischen der beweglichen und der festen Sensorelektrode (33C; 34C) bewirkt wird, wodurch das Volumen des Pumpenraums geändert wird;
die bewegliche Sensorelektrode (23C) sich über im we sentlichen die Gesamtfläche auf einer Seite der Membran erstreckt, und
die feste Sensorelektrode (24C) eben ausgebildet ist und an dem Gehäuse (11C) befestigt ist.

12. Das System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß
das piezoelektrische Element (120) mehrschichtig auf gebaut ist, bestehend aus Schichten (121) aus einem piezoelektrischen Material, das parallel zueinander über die Antriebsspannungsquelle verbunden ist.

13. Das System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (20D) auf ihrer Fläche mit einem piezoelek trischen Widerstandsnetzwerk (130) ausgebildet ist, das einen sich in Antwort auf die Verlagerung der Membran innerhalb des Meßzyklus ändernden Widerstand hat, wobei das Verarbeitungsmittel den Widerstand als ein elektri sches Signal zur Bestimmung des Druckwertes des unter Druck stehenden Fluids herleitet.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das piezoelektrische Widerstandsnetzwerk (130) so aus gebildet ist, daß es auf die Membran aufgebracht ist.

15. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fluid Luft ist und die Pumpe (10) mit einem aktiven Ablaßventil (18) versehen ist, die dazu in der Lage ist, betätigt zu werden, um den Pumpenraum zu dem atmo sphärischen Druck zu öffnen, und
das Steuermittel (50) das Ablaßventil betätigt, um die ses unmittelbar vor der Aktivierung des Rückstellmit tels (32) zu öffnen, um die unter Druck stehende Luft zurück aus dem Druckraum in den Pumpenraum einzuführen.

16. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fluid Luft ist und die Pumpe (10A) mit einem Ein laßventil (14A) an dem Einlaß der Pumpe zum Ziehen von Luft und mit einem Auslaßventil (16A) an dem Auslaß der Pumpe zum Führen der Luft in den Druckraum versehen ist, und
das Einlaßventil und das Auslaßventil Mikroventile sind mit einer Ventilöffnung von nicht mehr als 0,5 mm im Durchmesser und mit einer Öffnungs/Schließ-Zeit von nicht mehr als 1 sec. Arbeiten.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
das Einlaßventil (14A) und das Auslaßventil (16A) betriebsmäßig mit einem piezoelektrischen Betätigungs element verbunden sind, um von diesem zum Öffnung und Schließen betrieben zu werden.

18. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine der Membranen (20E) den Pumpenraum (12E) umgibt.

19. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (20F) den Pumpenraum in zwei Unterkammern (12F) aufteilt, die jeweils mit einem Einlaß zum Ziehen des Fluids und einem Auslaß zum Speisen des Fluids in den Druckraum versehen ist, und
die beiden Auslässe mit den Unterkammern miteinander verbunden sind, um das Fluid von den Unterkammern in den Druckraum zu speisen.

20. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fluid Luft ist und der Druckraum eine Manschette (30) zum Schließen einer Arterie des menschlichen Kör pers ist,
das Verarbeitungsmittel (20) weiter Pulswellendiskrimi nierungsmittel (62) aufweist, die eine Impulswelle beobachten, die in der unter Druck stehenden Luft innerhalb des Meßzyklus auftritt, um so das Auftreten einer Systole und einer Diastole zu erkennen und systo lische und diastolische Signale bei Erkennen der Systo le bzw. der Diastole zu schaffen, und
das Verarbeitungsmittel (60) die Druckwerte den systo lischen und diastolischen Signalen zum Angeben des systolischen bzw. des diastolischen Drucks zuordnet.