Was jeder über Gas Standards wissen muss

Verschiedene Gasnormen werden bei der Arbeit mit medizinischen Geräten verwendet. Deshalb unterstützen Gasflussanalysatoren die Umwandlung verschiedener Gasnormen.

Was genau sind Gasstandards?

Gasstandards beschreiben das Gasvolumen (z.B. Atemzugvolumen) unter bestimmten Bedingungen. Diese Bedingungen umfassen Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit. Stellen Sie sich einen Ballon vor, der mit Luft gefüllt ist. Die Luft im Ballon hat eine feste Anzahl von Partikeln, keine Partikel können den Ballon verlassen oder eintreten. Wenn Sie die Luft im Ballon erhitzen, wird sie größer. Das heißt, ihr Volumen nimmt zu. Daher ändert sich das Volumen, während die Anzahl der Partikel gleich bleibt, wenn sich die Bedingungen des Gases ändern.

Genau das Gleiche geschieht, wenn wir Gasnormen umwandeln. Aber hier geschieht dies nicht nur bei Volumina, sondern auch bei volumetrischen Strömungen. Darüber hinaus ändern wir anstelle von physikalischen Bedingungen einfach ‚vorzustellen‘, dass wir sie ändern. Daher stellen wir im Grunde die Frage: Wie viel Durchfluss würden wir messen, wenn das Gas eine andere Temperatur hätte.

Massenstrom und Volumenstrom

In einigen Anwendungen ist es vorteilhaft, mit einem Massestrom anstelle eines Volumenstroms zu arbeiten. In unserem Ballonbeispiel bleibt, obwohl sich das Volumen ändert, die Anzahl der Teilchen im Ballon konstant, daher bleibt die Masse konstant. Wir können den Luftstrom nicht nur als Volumenstrom, sondern auch als Massestrom ausdrücken. In medizinischen Anwendungen ist es üblich, einen Gasstandard zu verwenden, bei dem alle Parameter festgelegt sind. Zum Beispiel kann ein Strom im Gasstandard STP ausgedrückt werden, wobei die Temperatur auf 21,1 °C, der Druck auf 1013,25 mbar und die relative Luftfeuchtigkeit auf 0 % festgelegt sind. Obwohl der Strom im STP in Volumen pro Zeit ausgedrückt wird, erhalten wir den Vorteil des Massestroms, bei dem der Strom konstant bleibt, unabhängig von seinen tatsächlichen Bedingungen.

Beispiel in medizinischen Beatmungsgeräten

Die meisten Beatmungsgeräte geben das gemessene Volumen in BTPS (Körpertemperatur, aktueller Druck und 100 % gesättigte – feuchte Luft) an, was dem Zustand der ausgeatmeten Luft entspricht. Da das medizinische Personal das eingeatmete und ausgeatmete Luftvolumen direkt vergleichen möchte, ist es sinnvoll, sie im gleichen Gasstandard auszudrücken. Andernfalls wäre das ausgedrückte Volumen unterschiedlich, obwohl die gleiche Anzahl von Luftpartikeln in die Lunge eingetreten und sie verlassen hat. Daher wird das Volumen des inspiratorischen Flusses an die Bedingungen des expiratorischen Flusses angepasst, sodass sie verglichen werden können.