Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Bestimmvorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Viskosität eines Fluids. Die Erfindung betrifft auch ein Computerpro- gramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Compu- terprogramm abgespeichert ist.

PT (Prothrombinzeit) und INR (International Normalized Ratio) sind das Stan- dardmaß für die Blutgerinnung. Üblicherweise wird das INR in Blutproben durch Zugabe von Thromboplastin und anschließender Messung der Zeit bis zur Gerinnung bestimmt. Die Bestimmung kann im Labor erfolgen, es sind mittlerweile auch Teststreifengeräte zur Selbstmessung durch den Patienten verfügbar, vergleichbar mit dem Ablauf einer Blutzuckermessung. Für Patien- ten mit Herzunterstützungssystemen ist das sogenannte Gerinnungsmanage- ment zur Minimierung von Pumpenthrombosen essenziell. Möglicherweise ist für das Gerinnungsmanagement die Überwachung der Blutviskosität als INR- Ersatzparameter ausreichend.

Die EP 2 175 770 B1 beschreibt einen expliziten Blut-Viskositätssensor auf Basis von Oberflächenwellen, kurz SAW, zur Bestimmung der Viskosität.

Die US 7,591 ,777 B2 beschreibt eine Viskositätsbestimmung in Herzunterstüt- zungssystemen durch die mechanische Rückwirkung der Blutviskosität auf den Antrieb des Herzunterstützungssystems.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen ei- ner Viskosität eines Fluids und eine verbesserte Bestimmvorrichtung hierzu anzugeben, Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die das Bestimmen der Viskosität eines Flu- ids fortlaufend und auf einer kurzen Zeitskala ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Bestimmvorrichtung und das in Anspruch 9 angegebene Verfahren gelöst. Vorteilhafte Ausfüh- rungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Nachfolgend werden eine Bestimmvorrichtung zum Bestimmen einer Viskosi- tät eines Fluids und ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen einer Viskosität eines Fluids sowie schließlich ein entsprechendes Computerpro- gramm vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Gegenstände möglich.

Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine hier vorgestellte Bestimmvorrichtung dazu ausgebildet ist, um die Visko- sität eines Fluids schnell und einfach unter Verwendung von aktuellen Strö- mungsparametern des Fluids zu bestimmen und bereitzustellen oder zu sen- den.

Es wird eine Bestimmvorrichtung zum Bestimmen einer Viskosität eines Fluids vorgestellt. Die Bestimmvorrichtung weist zumindest eine Bestimmeinrichtung und eine Bereitstellungseinrichtung auf. Die Bestimmeinrichtung ist dazu aus- gebildet, um unter Verwendung zumindest eines sensierten Volumenstroms des Fluids und einer sensierten Druckdifferenz des Fluids und/oder einer Drehzahl eines Laufrads zum Fördern des Fluids die Viskosität des Fluids zu bestimmen. Die Bereitstellungseinrichtung ist dazu ausgebildet, um ein Visko- sitätssignal bereitzustellen oder zu senden, das die von der Bestimmeinrich- tung bestimmte Viskosität repräsentiert.

Die Bestimmeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, um die Viskosität unter Verwendung eines Funktionszusammenhangs zwischen dem Volumenstrom und der Druckdifferenz zu der Viskosität und/oder unter Verwendung einer Nachschlagetabelle zu bestimmen, insbesondere wobei in der Nachschlage- tabelle ein Zusammenhang zwischen dem Volumenstrom und der Druckdiffe- renz zu der Viskosität abgelegt sein kann. So kann unter Verwendung des sensierten Volumenstroms und der sensierten Druckdifferenz schnell und ein- fach aus der Nachschlagetabelle eine diesen Werten zugeordnete Viskosität ausgelesen werden. Oder es kann unter Verwendung des sensierten Volu- menstroms und der sensierten Druckdifferenz schnell und einfach durch Lösen des Funktionszusammenhangs die Viskosität bestimmt werden. Zum Erstellen der Nachschlagetabelle kann beispielsweise im Vorfeld eine Kalibrierung einer Messung der Art durchgeführt werden oder worden sein, dass sowohl die Vis- kosität im relevanten Bereich als auch eine Drehzahl beispielsweise einer Pumpeneinrichtung zum Fördern des Fluids im relevanten Bereich variieren und die resultierenden Pumpenflüsse gemessen werden oder wurden. Alter- nativ oder zusätzlich kann auf Basis der Kalibrierungswerte eine beispiels weise empirische Funktion bestimmt werden oder worden sein, mit deren Hilfe sich die Viskosität anschließend berechnen lässt. Die Nachschlagetabelle und/oder der Funktionszusammenhang kann in der Bestimmeinrichtung ge- speichert sein oder von der Bestimmeinrichtung zur Verwendung einlesbar sein.

Die Bestimmeinrichtung kann beispielsweise auch außerhalb eines Körpers eines Patienten angeordnet sein und Daten wie des vorstehend genannten sensierten Volumenstroms des Fluids und einer sensierten Druckdifferenz des Fluids und/oder einer Drehzahl einer Pumpe die Viskosität des Fluids zu be- stimmen. Hierzu kann dann beispielsweise die Bestimmeinrichtung die zur Be- stimmung der Viskosität erforderlichen Werte bzw. Parameter drahtlos oder über eine Signalleitung übermittelt erhalten, sodass sie die Viskosität des Flu ids auch außerhalb des Körpers des Patienten bestimmen kann.

Die Bestimmvorrichtung kann eine Kanüle mit einer Aufnahmeschnittstelle zur Aufnahme des Fluids und einer der Aufnahmeschnittstelle gegenüberliegenden Auslassschnittstelle zum Auslassen des Fluids aufwei- sen, insbesondere wobei die Druckdifferenz eine Differenz zwischen einem Druck des Fluids im Bereich der Aufnahmeschnittstelle und einem weiteren Druck des Fluids im Bereich der Auslassschnittstelle und/oder der Volumen- strom einen Volumenstrom des Fluids durch die Kanüle repräsentieren kann. Eine derartige Kanüle kann zur Verwendung an oder in einem Herzunterstüt- zungssystem ausgeformt sein. Beispielsweise kann die Kanüle dazu ausge- formt oder ausgebildet sein, um Blut als das Fluid aufzunehmen. So kann vor- teil hafterweise unter Verwendung der Bestimmvorrichtung die aktuelle Visko- sität des Bluts in der Kanüle bestimmt werden.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Bestimmvorrichtung gemäß einer Aus- führungsform ein Laufrad zum Fördern des Fluids von der Aufnahmeschnitt- steile zu der Auslassschnittstelle der Kanüle aufweist, insbesondere wobei das Laufrad an oder im Bereich der Auslassschnittstelle angeordnet oder anorden- bar ist. Das Laufrad kann beispielsweise in einem Auslassabschnitt benach- bart zu der Auslassschnittstelle angeordnet sein. Im Betrieb des Laufrads kön- nen so der Volumenstrom des Fluids und die Druckdifferenz bewirkt werden.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Bestimmvorrichtung einen Volumen- stromsensor aufweist, der dazu ausgebildet ist, um einen Volumenstrom des Fluids durch die Kanüle zu sensieren und an die Bestimmeinrichtung bereitzu- stellen oder zu senden, insbesondere wobei der Volumenstromsensor im Be- reich der Aufnahmeschnittstelle angeordnet ist. So kann zum Bestimmen der Viskosität ein aktueller Volumenstrom berücksichtigt werden.

Dieser Volumenstromsensor kann zumindest einen Doppler-Sensor zum Sen- sieren eines Doppler-Ultraschalls und/oder einen Thermofilament-Anemomet- rie-Sensor und/oder einen optischen Sensor aufweisen. Der Thermofilament- Anemometrie-Sensor kann ein Sensorelement, beispielsweise einen Draht, aufweisen, wobei das Sensorelement elektrisch beheizt werden kann und des- sen elektrischer Widerstand von der Temperatur abhängt. Durch die Umströmung kann ein Wärmetransport in das Fluid stattfinden, der sich mit der Strömungsgeschwindigkeit verändert. Durch Messung der elektrischen Größen kann so auf die Strömungsgeschwindigkeit geschlossen werden.

Die Bestimmvorrichtung kann außerdem eine Drucksensoreinrichtung mit zu mindest einem differenziellen Drucksensor und/oder zwei barometrischen Drucksensoren aufweisen, insbesondere wobei die Drucksensoreinrichtung dazu ausgebildet sein kann, um eine Druckdifferenz zwischen zwei Sensor- punkten auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Laufrads zu sensieren und an die Bestimmeinrichtung bereitzustellen oder zu senden. So kann zum Be- stimmen der Viskosität eine aktuelle Druckdifferenz berücksichtigt werden.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Bestimmvorrichtung eine mit dem Lauf- rad gekoppelte oder koppelbare Antriebseinrichtung zum Antreiben des Lauf- rads aufweist, insbesondere wobei die Bestimmeinrichtung dazu ausgebildet sein kann, um die Viskosität unter Verwendung eines Antriebsparameters der Antriebseinrichtung und/oder des Laufrads zu bestimmen. Hierbei kann die Bestimmeinrichtung dazu ausgebildet sein, um die Viskosität unter Verwen- dung eines Antriebsparameters der Antriebseinrichtung und/oder des Lauf- rads während eines Betriebs der Antriebseinrichtung und/oder des Laufrads zu bestimmen. Als der Antriebsparameter kann eine elektrische Leistungsauf- nahme der Antriebseinrichtung und/oder eine Drehzahl und/oder eine Winkel- geschwindigkeit des Laufrads verstanden werden. Eine derartige Bestimmvor- richtung kann als ein Herzunterstützungssystem ausgeformt oder einsetzbar sein. Dieses Herzunterstützungssystem kann vorteilhafterweise eine aktuelle Blutviskosität bestimmen und beispielsweise für ein Diagnoseverfahren bereit- steilen oder senden.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Viskosität eines Fluids vor- gestellt. Das Verfahren weist einen Schritt des Bestimmens und einen Schritt des Bereitstellens auf. Im Schritt des Bestimmens wird die Viskosität des Flu ids unter Verwendung zumindest eines sensierten Volumenstroms des Fluids und einer sensierten Druckdifferenz des Fluids bestimmt. Im Schritt des Be- reitstellens wird ein Viskositätssignal bereitgestellt oder gesendet, das die im Schritt des Bestimmens bestimmte Viskosität repräsentiert. Dieses Verfahren kann unter Verwendung der vorangehend vorgestellten Be- stimmvorrichtung durchführbar sein. Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speicher- medium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens verwendet wird, insbeson- dere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnun- gen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bestimmvorrichtung zum Be- stimmen einer Viskosität eines Fluids gemäß einem Ausführungs- beispiel;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Bestimmvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 ein Kennfeld aus Druckdifferenz über Volumenstrom für verschie- dene Viskositäten zur Verwendung mit einer Bestimmvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und Fig. 4 ein Abi aufdiag ramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Visko- sität eines Fluids gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vor- liegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen ver- wendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“ -Verknüpfung zwischen ei- nem 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 Ausfüh- rungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal auf- weist.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bestimmvorrichtung 100 zum Bestimmen einer Viskosität h eines Fluids gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die Bestimmvorrichtung 100 weist eine Bestimmeinrichtung 1 10 und eine Be- reitstellungseinrichtungl 15 auf. Die Bestimmeinrichtung 1 10 ist dazu ausge- bildet, um unter Verwendung zumindest eines sensierten Volumenstroms Q des Fluids und einer sensierten Druckdifferenz Dr des Fluids die Viskosität h des Fluids zu bestimmen. Die Bereitstellungseinrichtung 1 15 ist dazu ausge- bildet, um ein Viskositätssignal 130 bereitzustellen oder zu senden, das die von der Bestimmeinrichtung 1 10 bestimmte Viskosität h repräsentiert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmeinrichtung 1 10 dazu ausgebildet, um den sensierten Volumenstrom Q und die sensierte Druckdifferenz Dr in Form von Sensorsignalen einzulesen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Bestimmvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von Figur 1 beschriebene Bestimmvorrichtung 100 handeln, mit dem Unterschied, dass die Bestimmvorrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zusätz- lich eine Kanüle 200, ein Laufrad 205, eine Antriebseinrichtung 210, einen Vo- lumenstromsensor 215 und eine Drucksensoreinrichtung 220 aufweist.

Die Bestimmvorrichtung oder eine Bestimmeinrichtung 1 10 kann in der Pumpe integriert werden oder außerhalb eines Körpders eines Patienten angeordnet werden, wenn für mikroelektronische Elemente zur Messung von Parametern, die zur Bestimmung der Viskosität erforderlich sind, kein oder lediglich ein zu geringer Bauraum zur Verfügung steht. In diesem Fall kann bespielsweise die Elektronik bzw. entsprechende Komponenten der Bestimmeinrichtung 1 10 in einem abgesetzten (implantierten) Steuergerät untergebracht werden, sodass dann vor allem ein Drucksensor und/oder ein Wandlerelement des Volumen- stromsensors in der Pumpe selbst untergebracht werden bzw. im Patienten implantiert werden können. Die Sensorwerte von dem oder den entsprechen- den, im Patienten implantierten Sensor(en) können dann beispielsweise draht- los oder mittels einer Signalleitung aus dem Patienten herausgeleitet werden und in der Bestimmeinrichtung 1 10, beispielsweise in einer Tasche oder an einem Gürtel des Patienten verarbeitet werden, um die Viskosität des Fluids (hier des Bluts) zu bestimmen. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in den hier beigefügten Figuren nicht explizit dargestellt.

Zusätzlich oder alternativ kann natürlich auch eine Bestimmung der Viskosität des Fluids durch eine Bestimmeinrichtung 1 10 in der Form eines Cloud-Ser- vers erfolgen, sodass in diesem Fall eine Übertragung der für die Bestimmung erforderlichen Sensorwerte über das Internet bzw. eine entsprechende Signal- leitung durchzuführen ist. Eine entsprechende Sicherung bzw. Verschlüsse- lung dieser Daten gegen einen unbefugten Abgriff bzw. ein Auslesen dieser Daten durch unbefugte Personen sollte hierbei vorteilhafterweise sicherge- stellt werden. Denkbar ist somit eine Anrodnung der Bestimmeinrichtung 1 10 in drei Optio- nen:

1 ) Berechnung der Viskosität durch eine in den Patienten implantierte Be- stimmeinrichtung 1 10 (z. B als Steuergerät oder auch in einer Pumpe (speziell, wenn entsprechende Hardware-Komponenten ausreichend ge- ringe Dimensionen aufweisen)

2) Berechnung der Viskosität extrakorporal beispielsweise körpernah am Patienten (z. B. in einem Kästchen, das an einem Gürtel des Patienten befestigt ist)

3) Berechnung der Viskosität weiter abgesetzt vom Patienten (beispiels weise in einer nicht-tragbaren Komponente, wie einem Tischgerät, einem Analysegerät in einer Arztpraxis oder gar einem Cloudserver.

Die Kanüle 200 weist eine Aufnahmeschnittstelle 225, die zur Aufnahme des Fluids ausgeformt ist, und eine der Aufnahmeschnittstelle 225 gegenüberlie- gende Auslassschnittstelle 230, die zum Auslassen des Fluids ausgeformt ist, auf.

Das Laufrad 205 ist dazu ausgebildet, um das Fluid von der Aufnahmeschnitt- steile 225 zu der Auslassschnittstelle 230 der Kanüle 200 zu fördern. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Laufrad 205 im Bereich der Auslass- schnittstelle 230 und/oder in der Kanüle 200 angeordnet.

Der Volumenstromsensor 215 ist dazu ausgebildet, um einen Volumenstrom des Fluids durch die Kanüle 200 zu sensieren und an die Bestimmeinrichtung 1 10 bereitzustellen oder zu senden. Demnach repräsentiert der Volumenstrom einen Volumenstrom des Fluids durch die Kanüle 200. Gemäß diesem Aus- führungsbeispiel ist der Volumenstromsensor 215 hierzu im Bereich der Auf- nahmeschnittstelle 225 angeordnet. Der Volumenstromsensor 215 weist ge- mäß diesem Ausführungsbeispiel einen Doppler-Sensor auf. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist der Volumenstromsensor 215 zusätzlich oder alternativ einen Themnofilament-Anemonnetrie-Sensor und/o- der einen optischen Sensor auf.

Die Drucksensoreinrichtung 220 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei barometrische Drucksensoren 235 auf, die dazu ausgebildet sind, um eine Druckdifferenz zwischen zwei Sensorpunkten auf zwei gegenüberliegen- den Seiten des Laufrads 205 zu sensieren und an die Bestimmeinrichtung 1 10 bereitzustellen oder zu senden. Gemäß einem alternativen Ausführungsbei- spiel weist die Drucksensoreinrichtung 220 zusätzlich oder alternativ zumin- dest einen differenziellen Drucksensor auf. Die Drucksensoren 235 sind ge- mäß diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Aufnahmeschnittstelle 225 und im Bereich der Auslassschnittstelle 230 angeordnet. Demnach repräsen- tiert die Druckdifferenz gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Differenz zwi- schen einem Druck des Fluids im Bereich der Aufnahmeschnittstelle 225 und einem weiteren Druck des Fluids im Bereich der Auslassschnittstelle 230.

Die Antriebseinrichtung 210 ist mit dem Laufrad 205 gekoppelt und dazu aus- gebildet, um das Laufrad 205 anzutreiben. Gemäß diesem Ausführungsbei- spiel ist die Bestimmeinrichtung 1 10 dazu ausgebildet, um die Viskosität unter Verwendung eines Antriebsparameters der Antriebseinrichtung 210 und/oder des Laufrads 205 während eines Betriebs der Antriebseinrichtung 210 und/o- der des Laufrads 205 zu bestimmen.

Hierbei kann beispielsweise die Bestimmeinrichtung 1 10 außerhalb des Pati enten bzw. einer Pumpe z. B. in einem portablen Steuergeät angeordnet sein. Sensorwerte von im Patienten implantierten Sensoren können dann beispiels weise drahtlos bzw. mittels einer Signalleitung der Bestimmeinrichtung 1 10 zugeführt werden.

Im Folgenden werden Details der Bestimmvorrichtung 100 noch einmal mit anderen Worten genauer beschrieben: Die hier vorgestellte Bestimmvorrichtung 100 ist gemäß diesem Ausführungs- beispiel als ein Herzunterstützungssystem einsetzbar. Für Patienten mit einem Herzunterstützungssystem, auch VAD-Patienten genannt, VAD steht für „Ventricular Assist Device“, ist das Gerinnungsmanagement zur Minimierung von Pumpenthrombosen essenziell. Die Patienten werden dazu beispiels- weise mit Arzneimitteln zur Hemmung der plasmatischen Blutgerinnung thera- piert und der INR wird so beispielsweise im Bereich 2 bis 2,5 eingestellt.

Eine mechanische Last auf die Antriebseinrichtung 210 eines VAD-Systems, also eines Herzunterstützungssystems, ist vom Volumenstrom, der Druckdif- ferenz und der Viskosität abhängig. Bei bekanntem Volumenstrom und be- kannter Druckdifferenz, welche bei der hier vorgestellten Bestimmvorrichtung 100 über Sensoren 215, 220 gemessen werden, kann aus der elektrischen Leistungsaufnahme der Antriebseinrichtung 210 auf die Viskosität des Fluids, hier Blut, geschlossen werden. Hierzu ist die Bestimmeinrichtung 1 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um als den Antriebsparameter einen Parameter einzulesen, der die mechanische Last auf die Antriebsein- richtung 210 und/oder das Laufrad 205 repräsentiert oder bestimmbar macht. Hierbei ist die Bestimmeinrichtung 1 10 vorteilhafterweise dazu ausgebildet, um die Leistungsaufnahme der Pumpe, bestehend aus Antriebseinrichtung 210 und Laufrad 205, auf einen Volumenstrombeitrag und einen Viskositäts- beitrag aufzuteilen. Die Flussmessung wird gemäß diesem Ausführungsbei- spiel ultraschallbasiert oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel anemometrisch realisiert. Vorteilhafterweise ist hierbei durch eine explizite Doppler-Ultraschall-Volumenstrommessung eine direkte Bestimmung der Vis- kosität während des Betriebs der Bestimmvorrichtung 100 möglich. Eine Pumpleistung der Pumpe muss dafür vorteilhafterweise nicht unterbrochen werden.

Die Blutviskosität wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Betrieb der Be- stimmvorrichtung 100 von der Bestimmeinrichtung 1 10 kontinuierlich oder ge- mäß einem alternativen Ausführungsbeispiel in festen Zeitintervallen erhoben. Die Bereitstellungseinrichtung 1 15 ist dazu ausgebildet, um die bestimmte Vis- kosität einem Arzt und/oder Patienten als einen Parameter zur Therapiefüh- rung bereitzustellen. Hierzu ist das Viskositätssignal dazu ausgebildet, um die Viskosität auf einem Display anzuzeigen und/oder durch Funkübertragung in einen Webdienst zu übermitteln. Wie bereits zuvor ausgeführt, kann auch die Bestimmeinrichtung 1 10 außerhalb des Patienten angeordnet werden, bei- spielsweise in einer Tasche, die der Patient mitführt. Signalwerte von im Pati- enten implantierten Sensoren können dann beispielsweise drahtlos und/oder mittels einer Signalleitung an die Bestimmvorrichtung übertragen werden.

Eine hier vorgestellte Bestimmvorrichtung 100 beinhaltet ein System beste- hend aus einem Pumpenantrieb in Form der Antriebseinrichtung 210, dem Laufrad 205 und der Kanüle 200, auch Zulaufkanüle genannt, dem Volumen- stromsensor 215 zur Messung des tatsächlichen von Antrieb und Laufrad 205 geförderten Pumpenvolumenstroms, hier über Doppler-Ultraschall, optional o- der zusätzlich über Thermofilament-Anemometrie und/oder optische Verfah- ren. Hier dargestellt ist eine Integration des Volumenstromsensors 215 in Form eines Doppler-Ultraschallsensors in einer Spitze der Zulaufkanüle. Zudem um- fasst die Bestimmvorrichtung 100 zwei barometrische Drucksensoren 235 zur Bildung der Druckdifferenz in der Bestimmeinrichtung 1 10, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Datenverarbeitungsgerät in Form eines Mikrocontrol- lers aufweist. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Be- stimmvorrichtung 100 zumindest einen differenziellen Drucksensor zur Be- stimmung eines Druckgefälles über dem Laufrad 205 in Form eines Impellers auf.

Es folgen Rechenbeispiele zur Veranschaulichung möglicher Methoden der Bestimmeinrichtung 1 10 beim Bestimmen der Viskosität, siehe hierzu auch Fi- gur 3:

Die hydraulische Leistung der Pumpe P _hydrauiisch ist von einer Winkelgeschwin- digkeit w, einem hydraulischen Wirkungsgrad rj _hydrauiisch und einem Lastmoment M abhängig, wobei das Lastmoment M von der Viskosität abhän- gig ist. Dieses Verhältnis lässt sich in folgender Gleichung darstellen:

P hydraulisch ü ^' M ^' Vj hydraulisch

Die hydraulische Leistung P _hydrauiisch ist ebenfalls von der Druckdifferenz Dr und dem Volumenstrom Q oder Volumenfluss abhängig. Dieses Verhältnis lässt sich in folgender Gleichung darstellen:

Wird die Pumpe nun bei einer definierten Winkelgeschwindigkeit wi betrieben und der tatsächliche Volumenstrom Q _wi gemessen, so kann aus diesem ge- messenen Volumenstrom Q _wi , gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittels Doppler-Ultraschallsensorik, die Viskosität h bestimmt werden, wie in Fig. 3 illustriert. Hierzu ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Vorfeld eine Kalib- rierung der Messung der Art durchgeführt worden, dass sowohl die Viskosität im relevanten Bereich als auch die Drehzahl im relevanten Bereich variierten und die resultierenden Pumpenflüsse gemessenen wurden. Hieraus wurden dann Nachschlagetabellen, sogenannte„Lookup-Tabellen“, kurz LUT, erstellt, mit deren Hilfe dann von der Bestimmeinrichtung 1 10 einer gemessenen Druckdifferenz und einem gemessenen Volumenstrom bei gegebener Dreh- zahl/Winkelgeschwindigkeit eine Viskosität zuordenbar ist. Diese Messung und Kalibrierung wurde gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter Verwen- dung der Bestimmvorrichtung 100 durchgeführt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Viskosität von der Bestimmeinrichtung 1 10 er- mittelt, indem auf Basis der Kalibrierungswerte ein Funktionszusammenhang in Form einer empirischen Funktion bestimmt wird, mit deren Hilfe sich die Viskosität anschließend berechnen lässt: h = f(Ap,Q,0ü) Alternativ zur Verwendung der Winkelgeschwindigkeit w wird von der Be- stimmeinrichtung 1 10 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel die elektrische Leistungsaufnahme zur Berechnung herangezogen, da:

Pel Pfiyd/ lel ' Vmech ' Vhyd )

Diese ist hierbei in Vorversuchen über Messung des Moments und der Dreh- zahl sowie von Spannung U, und Strom I unter Verwendung der Bestimmvor- richtung 100 bestimmt worden. Unter der Prämisse, dass die weiteren mecha- nischen Verluste nur drehzahl- und druckabhängig sind, was bei einer der hier vorgestellten Bestimmvorrichtung 100 in sehr guter Näherung zutrifft, ist davon auszugehen, dass r| _mech konstant ist und dadurch keine Rolle für die Viskosi- tätsermittlung spielt.

Der Volumenstromsensor 215 ist optisch oder per Durchleuchtung nachweis- bar. Die Berechnung der Viskosität aus Druckdifferenz, Volumenstrom und/o- der Winkelgeschwindigkeit lässt sich im gezielten Experiment durch Manipu- lation des Volumenstroms oder der Druckdifferenz nachweisen.

Fig. 3 zeigt ein Kennfeld 300 aus Druckdifferenz Dr über Volumenstrom Q für verschiedene Viskositäten h zur Verwendung mit einer Bestimmvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der anhand der in den Figuren 1 oder 2 beschriebenen Bestimmvorrichtungen 100 han- deln. Das Kennfeld 300 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Form der in Figur 2 beschriebenen Nachschlagetabelle oder des Funktionszusammen- hangs in der Bestimmeinrichtung der Bestimmvorrichtung gespeichert oder von der Bestimmeinrichtung einlesbar.

Für Ap _gem = <£ & w = folgt

Q = /0?) mit Q _v2 > Q _vl für h > h ₂ . Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Bestimmen einer Viskosität eines Fluids gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 400 handeln, das von einer der anhand einer der Figu- ren 1 oder 2 beschriebenen Bestimmvorrichtungen ausführbar oder ansteu- erbar ist.

Das Verfahren 400 weist einen Schritt 405 des Bestimmens und einen Schritt 410 des Bereitstellens auf. Im Schritt 405 des Bestimmens wird die Viskosität des Fluids unter Verwendung zumindest eines sensierten Volumenstroms des Fluids und einer sensierten Druckdifferenz des Fluids und/oder einer Drehzahl eines Laufrads zum Fördern des Fluids bestimmt. Im Schritt 410 des Bereitstellens wird ein Viskositätssignal bereitgestellt oder gesendet, das die im Schritt 405 des Bestimmens bestimmte Viskosität repräsentiert. Die hier vorgestellten Verfahrensschritte können wiederholt sowie in einer an- deren als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.