DE19961631A1

DE19961631A1 - Display and monitoring of function parameters of technical system, such as physiological system where data is derived from ECGs, and depiction of change in parameter data in 3-dimensional, easy to understand, manner

Info

Publication number: DE19961631A1
Application number: DE1999161631
Authority: DE
Inventors: Anatoli Soula; Werner Gillesen; Youri Kitachine; Bernd M Burger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-06-28

Abstract

The invention relates to a method and device for displaying and monitoring of two or more function parameters of a technical system. Method has the following steps: (a) making reference measurements for determination of reference measurement values for the function parameters of the system; (b) filtering to remove high frequency oscillations; (c) repeating of step A at a later time point; (d) filtering; (e) determination of difference between filtered reference measurements and measurements; (f) comparison of technical system measurement signals with reference system; (g) conversion of the measurement signals into topological models as a function of the difference of the measurement signals with the reference measurement signals; (h) during conversion a sensitivity fitting dependent of the function parameters is undertaken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Darstellung und Überwachung zumindest zweier Funktionsparameter eines technischen Systems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method and a Vorrich device for displaying and monitoring at least two Functional parameters of a technical system according to the Preamble of claim 1.

Aus der DE 198 01 240 ist ein Verfahren und eine Vor richtung zur Darstellung und Überwachung von Funktion sparametern eines physiologischen Systems bekannt, bei dem elektrokardiographische Daten, die durch Haft elektroden gewonnen werden, zu einem Datengrundmo dell zusammengefaßt und in ein graphisches Portrait umgewandelt werden, das nach Art eines dreidimensiona len topologischen Modells aufgebaut ist. DE 198 01 240 describes a method and a pre Direction to display and monitor function known parameters of a physiological system, at which electrocardiographic data caused by detention electrodes are obtained, to a data base mo dell summarized and in a graphic portrait be converted into a three-dimensional len topological model is built.

Bei diesem Verfahren werden bestimmte Areale des EKG-Signals bestimmten Arealen des topologischen Mo dells zugeordnet, wobei eine Verknüpfung der errechne ten Bildpunkte mit Helligkeits- und Farbwerten auf der Grundlage der Abweichung der gemessenen Werte von einer Referenzmessung erfolgt. Die Bestimmung der Raumkoordinaten sowie der Helligkeits- und Farbwerte erfolgt dabei über eine Verknüpfung der gemessene Werte mit einer in einem Programmspeicher abgelegten 3D-Tabelle, wobei die 3D-Tabelle feste Werte enthält.With this procedure, certain areas of the ECG signal specific areas of the topological Mo assigned dells, with a link of the compute pixels with brightness and color values based on the deviation of the measured values from a reference measurement is carried out. The determination of Room coordinates as well as the brightness and color values the measured value is linked Values with one stored in a program memory 3D table, where the 3D table contains fixed values.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem ztugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, mit der schnell und für jedermann nutzbar eine Analyse der Veränderung von Prozeßzuständen und die Prognose künftiger Zustän de auch komplexer Systeme mit mehreren Funktionspara metern ermöglicht wird.Based on this state of the art Invention based on the problem, a device or to provide a method with which quickly and an analysis of the change can be used by everyone of process states and the forecast of future states de also complex systems with several function pairs meters is made possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfah ren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß An spruch 13 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method ren according to claim 1 and a device according to An saying 13 solved.

Durch den Vergleich der gemessenen Parameter mit einer Referenzmessung und der Umwandlung in das gra phische Portrait in Abhängigkeit von dem Grad der Ab weichung zu der Referenzmessung werden Veränderungen technischer Systeme sehr frühzeitig erkannt, so daß Funktionsstörungen festgestellt werden können, noch bevor diese ein bedrohliches Ausmaß erreicht haben. Dadurch wird eine Prognose der Betriebssicherheit ermöglicht.By comparing the measured parameters with a reference measurement and the conversion into the gra phic portrait depending on the degree of ab Changes to the reference measurement become changes technical systems recognized very early, so that Malfunctions can still be determined before they reach a threatening level. This will make a forecast of operational safety enables.

Da die aufgenommenen Funktionsparameter unterschiedli che Meßgrößen betreffen und unterschiedlichen Klein schwankungen unterworfen sind, ist eine dynamische Sensibilitätsregulierung bei der Beurteilung der Abweichung der gemessenen Werte von einer Referenzmes sung vorgesehen, um so eine Empfindlichkeitsanpassung bei der Darstellung zu gewährleisten. Auf diese Weise wird einerseits eine Desensibilisierung und anderer seits eine mangelhafte Empfindlichkeit bei der Auswer tung der gemessenen Funktionsparameter vermieden.Since the recorded function parameters differ che measurands concern and different small fluctuations is dynamic Sensitivity regulation when assessing the Deviation of the measured values from a reference measurement solution is provided in order to adjust the sensitivity to ensure in the presentation. In this way becomes a desensitization on the one hand and others on the one hand poor sensitivity in the ejector Avoidance of the measured function parameters.

Über eine Verknüpfung der digitalisierten Signale der gemessenen Parameter mit in einem dynamischen Pro grammspeicher abgelegten Korrekturdaten wird auf eine einfache Art und Weise erreicht, daß für jeden Parame ter bei der Bewertung der gemessenen Werte hinsicht lich der Referenzmessung die optimale Empfindlichkeit eingestellt wird. Ebenfalls ist durch die dynamische Auslegung des Programmspeichers eine Kalibrierung durch den Nutzer möglich, indem für jedes untersuchte System eine Referenzmessung durchgeführt wird und auf der Grundlage dieser Referenzmessung die jeweiligen Korrekturdaten errechnet und in dem Programmspeicher abgelegt werden.By linking the digitized signals of the measured parameters with in a dynamic pro Correction data stored in the gram memory is stored on a simple way that achieved for every Parame ter when evaluating the measured values optimal sensitivity is set. It is also dynamic Design of the program memory a calibration possible by the user by examining for each System a reference measurement is carried out and on based on this reference measurement Correction data calculated and in the program memory be filed.

Auf diese Weise ist es möglich, das Verfahren an die untersuchten Systeme anzupassen, ohne daß feste Korrekturdaten vorhanden sein müssen; das Verfahren adaptiert sich quasi an das untersuchte System.In this way it is possible to follow the procedure to adapt the systems under investigation without Correction data must be available; the procedure adapts to the examined system.

Da die Korrekturdaten vorteilhafterweise für jeden Pa rameter getrennt ermittelt werden, können beliebig viele Parameter aufgenommen werden, wodurch eine sehr große Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten von der Untersuchung eines Atomreaktors, über das Startverhal ten einer Flugzeugturbine bis zum Verhalten von Maschinen bei der Inbetriebnahme gegeben ist. Since the correction data advantageously for each Pa Any parameters can be determined separately many parameters are recorded, making a very wide range of possible uses of the Investigation of an atomic reactor, about the start behavior aircraft turbine to the behavior of Machines during commissioning.

Vorteilhafterweise werden die Korrekturdaten auf der Grundlage des Mittelwertes der Amplitude der Klein schwankungen errechnet. Der Verlauf der Korrekturda tenkurve ist dementsprechend abhängig von den jeweils gemessenen Parametern und der Abweichung zu der Referenzkurve, so daß eine dynamische Anpassung der Korrekturdaten erfolgt.The correction data are advantageously stored on the Basis of the mean of the amplitude of the Klein fluctuations calculated. The course of the correction da Accordingly, the curve is dependent on the respective one measured parameters and the deviation from the Reference curve so that a dynamic adjustment of the Correction data takes place.

Um die unterschiedlichen Spannweiten der Kleinschwan kungen mit einer möglichst hohen Empfindlichkeit und ausreichender Stabilität berücksichtigen zu können, wird um den Mittelwert der Amplitude der Kleinschwan kungen ein variabler Bereich ±δ festgelegt, innerhalb dessen die Korrekturdaten verwendet werden. Der Wert δ ist dabei abhängig von dem gemessenen Parameter und liegt bei technischen Systemen in einem Bereich von 500 bis 1000mal der durchschnittlichen Höhe der Klein schwankungen. Selbstverständlich können auch andere Werte für δ festgelegt werden, je nach der erstrebten Empfindlichkeit bzw. Stabilität.To the different spans of the small swan with the highest possible sensitivity and being able to take sufficient stability into account, is around the mean of the amplitude of the little swan a variable range is defined within δ whose correction data are used. The value δ depends on the measured parameter and is in a range of technical systems 500 to 1000 times the average height of the small fluctuations. Of course, others can too Values for δ are determined depending on the desired Sensitivity or stability.

Um die aufgenommenen Signale einer Messung zu analy sieren, werden sie durch einen Hochpaßfilter gelei tet, digitalisiert und die so erhaltenen Werte von den ungehinderten Signalen, die ebenfalls digitali siert wurden, subtrahiert. Die so gewonnenen Signale werden entsprechend ihrem Wert zu Gruppen oder sog. Clustern zusammengefaßt, so daß bei Betrachtung mehrerer Messungen die Gruppen mit gleichem Wert in einer Matrix benachbart angeordnet werden können. Durch das Gruppieren der Werte werden die zunächst regellos verteilten Kleinschwankungen geordnet, wobei sich aus den auf den ersten Blick zufälligen Klein schwankungen eine reguläre Struktur mit einigen kon stanten Merkmalen herausbildet. Die Reihenfolge der Gruppierung wird für jedes System individuell gespei chert. To analyze the recorded signals of a measurement sier, they are delivered through a high-pass filter tet, digitized and the values of the unimpeded signals, which are also digital were subtracted. The signals obtained in this way are divided into groups or so-called Clusters combined so that when viewed several measurements the groups with the same value in can be arranged adjacent to a matrix. By grouping the values, they are first ordered randomly distributed small fluctuations, whereby emerge from the small at random glance fluctuations a regular structure with some con forms constant features. The order of Grouping is saved individually for each system chert.

Zweckmäßigerweise wird eine Zeitspanne für eine Messung festgelegt, innerhalb der die Funktionsparame ter aufgenommen und mit den Werten der Referenzmes sung verglichen werden. Der Beginn dieser Zeitspanne ist vorteilhafterweise ein signifikantes Ereignis, z. B. das Einschalten oder das Abschalten einer Anlage bzw. eines Motors, das Hinzuschalten oder Hinzufügen einer Komponente oder dergleichen.Expediently, a time period for a Measurement set within which the functional parameters ter recorded and with the values of the reference mes solution can be compared. The beginning of this period is advantageously a significant event e.g. B. switching on or switching off a system or an engine, switching on or adding a component or the like.

Vorteilhafterweise wird die Reihenfolge der Gruppie rung im Verlauf einer Referenzmessung ermittelt und auf nachfolgende Messungen angewendet. Ergibt die erneute Anwendung der Reihenfolge der Umgruppierung eine veränderte Struktur, kann daraus auf Veränderun gen des Systems und ggf. auf Funktionsstörungen geschlossen werden.The order of the group is advantageous determination during a reference measurement and applied to subsequent measurements. Returns the reapply the order of regrouping a changed structure can result from change system and possibly malfunctions getting closed.

Werden mehrere Messungen durchgeführt, sieht eine Wei terbildung vor, daß alle Messungen über die vollstän dige Zeitspanne bei der Bildberechnung berücksichtigt werden, um so mehr und genauere Informationen zur Erzeugung des graphischen Portraits zu erhalten. Durch eine Vermehrung der Stützstellen, die für die Erzeugung des Portraits errechnet werden, wird ent sprechend die Auflösung der graphischen Darstellung erhöht.If several measurements are carried out, one white will see training that all measurements over the complete time span taken into account in the image calculation will be the more and more accurate information about the Get the creation of the graphic portrait. By increasing the number of support points for the Creation of the portrait will be calculated speaking the resolution of the graphical representation elevated.

Weiterhin ist vorgesehen, daß eine Eliminierung von Störgrößen durch eine Korrelation der Meßwerte mehre rer Messungen erfolgt. Da das Auftreten von Störgrö ßen bei Meßwertaufnahmen zufällig ist, die eigentli chen Meßwerte jedoch untereinander korrelieren, werden die Störsignale durch eine Korrelation heraus gefiltert, so daß auch kleine Abweichungen in der Bilddarstellung erfaßt werden, die in der herkömmli chen Darstellung im Rauschen unerkannt geblieben wären.It is further provided that an elimination of More disturbances through a correlation of the measured values measurements. Since the occurrence of disturbance is random when taking measured values, the actual However, the measured values correlate with one another, the interference signals are identified by a correlation filtered so that even small deviations in the Image representation can be captured in the conventional Chen representation remained undetected in the noise would be.

Es ist insbesondere von Vorteil, daß eine Zuordnung von Farbcodes und Helligkeitswerten nach dem Grad der Abweichung der aufgenommenen Daten von der Referenz messung erfolgt. Auf der Basis von Daten, die in einem elektronischen Speicher hinterlegt und aus diesem abgerufen werden, werden den Stützstellen In formationen bezüglich der Farbe und der Helligkeit zugeordnet. Die Zuordnung erfolgt in Abhängigkeit von den Abweichungen der gemessenen Werte zu der Referenz messung. Je nach Grad der Abweichung und der Position innerhalb der Kurve wird den Meßwerten ein entspre chender Farb- und Helligkeitswert zugeordnet, so daß ein Bild entsteht, das aufgrund der Form, Farbe und Helligkeit eine einfache Auswertung bzw. Analyse der Funktionsänderung zuläßt, da die Art der Informations darstellung ein einfaches Erkennen auch kleinster Abweichungen erlaubt.It is particularly advantageous that an assignment of color codes and brightness values according to the degree of Deviation of the recorded data from the reference measurement takes place. Based on data in stored and stored in an electronic memory this are called up, the support points In color and brightness information assigned. The assignment depends on the deviations of the measured values from the reference Measurement. Depending on the degree of deviation and position within the curve, the measured values will correspond corresponding color and brightness value assigned so that an image is created that is based on the shape, color and Brightness a simple evaluation or analysis of the Functional change allows because of the nature of the information display a simple recognition even of the smallest Deviations allowed.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 weist Meßwertaufnehmer zur Datenaufnahme und zur Umwandlung der aufgenommenen Parameter in elektrische Signale auf. Weiterhin ist zumindest ein Analog-Digitalwandler zur Digitalisierung der Signale und Zuführung zu einer Speichereinheit vorgesehen.A device for performing the method according to Claim 1 has transducers for data acquisition and to convert the recorded parameters into electrical signals. Furthermore, at least one Analog-digital converter for digitizing the signals and supply to a storage unit is provided.

Ebenfalls ist eine Vorrichtung zur Auswahl der jewei ligen Meßwertaufnehmer vorgesehen, die üblicherweise als Schalter oder eine Schaltung ausgebildet ist. Ein mit dieser Auswahlvorrichtung verbundener, dynami schen Programmspeicher paßt in Abhängigkeit von dem ausgewählten Meßwertaufnehmer die Empfindlichkeit der Auswerteeinheit an, wobei zweckmäßigerweise die Korrekturdaten in dem Programmspeicher abgelegt sind. There is also a device for selecting each current sensor provided, which is usually is designed as a switch or a circuit. On dynami connected to this selection device program memory fits depending on the selected transducers the sensitivity of the Evaluation unit, where expediently Correction data are stored in the program memory.

In der Auswerteeinheit mit einer Auswertesoftware werden die Signale entsprechend ihrer Abweichung von den in der Speichereinheit hinterlegten Daten mit Crominanz- und Luminanzwerten versehen und einem drei dimensionalen Koordinatensystem zugeordnet. Die ein zelnen Werte der digitalisierten Signale bilden dabei Stützstellen, die zu einer geschlossenen Fläche verbunden werden. In einer Steuerungseinheit werden die ermittelten Bildpunkte für die jeweilige Ausgabe einrichtung aufbereitet. Die Auswerte- oder Ausgabe einrichtung übermittelt die Bildinformationen in Ge stalt eines Farbbildes oder eines Farbausdruckes.In the evaluation unit with evaluation software are the signals according to their deviation from with the data stored in the storage unit Crominance and luminance values and a three assigned to the dimensional coordinate system. The one individual values of the digitized signals form Support points leading to a closed area get connected. Be in a control unit the pixels determined for the respective output prepared facility. The evaluation or output device transmits the image information in Ge stalt of a color image or a color printout.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung ist ein Schal ter zur Umstellung der Vorrichtung von einem Betriebs modus in einen Einstellungsmodus vorgesehen, durch den eine Referenzmessung initialisiert wird.In a development of the device is a scarf ter to switch the device from an operation mode provided in a setting mode by a reference measurement is initialized.

Anhand der Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungs beispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Based on the drawings below are execution examples of the invention explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Darstellung eines Temperaturver laufs einer Flugzeugturbine; Fig. 1 is a representation of a Temperaturver course of an aircraft turbine;

Fig. 2 und 3 Darstellungen verschiedener Korrek turdatenkurven;FIGS . 2 and 3 representations of various correction data curves;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Vorrichtung; Fig. 4 is a block diagram of the device;

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung der Umgrup pierung von Matritzenwerten; Fig. 5 is a schematic diagram of the regrouping of matrix values;

Fig. 6 eine Darstellung unterschiedlicher Phasen der Umgruppierung einer Diffe renzmatrix; Fig. 6 is a representation of the different phases of the regrouping a Diffe Renz matrix;

Fig. 7 und 8 Blockschaltbilder der Signalverarbei tung; FIGS. 7 and 8 are block diagrams of the Signalverarbei tung;

Fig. 9 eine Zusammensetzung verschiedener Farbspektren in Abhängigkeit der Abszissenwerte des gemessenen Parame ters; Fig. 9 is a composition of different color spectra as a function of the abscissa values of the measured parame ters;

Fig. 10; 11 Blockschaltbilder der Signalverarbei tung; Fig. 10; 11 block diagrams of the signal processing;

Fig. 12 eine Prinzipdarstellung der Zuord nung von Stützstellen zu Raumkoordi naten, sowie Fig. 12 is a schematic diagram of the assignment of support points to spatial coordinates, and

Fig. 13-15 beispielhafte Darstellungen unter schiedlicher Verarbeitungen der gemessenen Parameter. Fig. 13-15 exemplary illustrations under schiedlicher processing of the measured parameters.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines Temperaturver laufs einer Flugzeugturbine beim Start in einer zwei dimensionalen Darstellung, in der auf der Abszisse die Zeitachse und auf der Ordinate die Temperatur auf getragen sind. Die Kurve weist für eine Turbine beim Start Kleinschwankungen in ihrem Verlauf auf, die zur Analyse des Funktionsverhaltens herangezogen werden können. Durch die nachfolgend beschriebene Vorrich tung und das angewandte Verfahren ist es möglich, Störungen, die zu einem Ausfall der Turbine führen könnten, im Stadium ihres Entstehens zu erkennen und Voraussagen über die Zuverlässigkeit bzw. die Be triebssicherheit zu treffen. Fig. 1 shows a representation of a Temperaturver course of an aircraft turbine at the start in a two-dimensional representation in which the time axis is plotted on the abscissa and the temperature is plotted on the ordinate. For a turbine, the curve shows small fluctuations in its course at the start, which can be used to analyze the functional behavior. By means of the device described below and the method used, it is possible to recognize faults that could lead to a turbine failure at the stage of their occurrence and to make predictions about the reliability or operational safety.

In der Fig. 1 ist der gemessene Temperaturverlauf über der Zeit aufgetragen, wobei der gemessene Parame ter, hier die Temperatur, mit dem Index i bezeichnet wird. Die analog aufgenommene Kurve wird digitali siert, so daß sich die Anzahl von n P-Werten ergibt. Die so digitalisierten Daten eines Parameters werden auf der Grundlage einer Referenzmessung analysiert und ausgewertet.In Fig. 1, the measured temperature curve is plotted against time, the measured parameter, here the temperature, is designated by the index i. The analog recorded curve is digitized so that the number of n P values results. The data of a parameter digitized in this way is analyzed and evaluated on the basis of a reference measurement.

Grundsätzlich erfolgt dabei die Auswertung der gemes senen Parameter analog zu dem in der DE-A-198 01 240 erläuterten Verfahren, statt der Analyse von QRST-Gruppen in einem Zeitintervall werden hier verschiedene Parameter eines Systems gemessen, wobei die Anzahl der QRST-Gruppen durch eine entsprechende Anzahl von Wiederholungen der Messung ersetzt wird.Basically, the evaluation of the measured Its parameters are analogous to those in DE-A-198 01 240 explained procedures instead of analyzing QRST groups in a time interval are here various parameters of a system are measured, whereby the number of QRST groups by a corresponding one Number of repetitions of the measurement is replaced.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Verläufe von Korrekturda tenfunktionen, deren Funktion im Zusammenhang mit der Errechnung von Bilddaten erläutert wird. Figs. 2 and 3 show waveforms of tenfunktionen Korrekturda, whose function will be explained in connection with the calculation of image data.

Das Blockschaltbild in Fig. 4 veranschaulicht die Vorgehensweise bei einer Messung und das Procedere bei der Berechnung der Bilddaten. Die Meßwertaufneh mer 1, die für jeden zu untersuchenden Parameter vorgesehen sind, nehmen die Daten auf und wandeln diese in elektrische Signale um, falls die Meßwerte nicht in Form elektrischer Signale vorliegen.The block diagram in FIG. 4 illustrates the procedure for a measurement and the procedure for calculating the image data. The Meßwerttaufneh mer 1 , which are provided for each parameter to be examined, record the data and convert it into electrical signals if the measured values are not in the form of electrical signals.

In der Bearbeitungseinrichtung 2 wird ggf. die Länge der Messung festgelegt und das eingegangene Signal der Meßwertaufnehmer verstärkt. Die Festlegung der Meßdauer kann entweder vorbestimmt oder anhand eines signifikanten Ereignisses, z. B. Zuschalten eines Aggregates, Einschalten des Systems, Erreichen einer bestimmten Temperatur, automatisch ausgelöst werden.In the processing device 2 , the length of the measurement is determined, if necessary, and the received signal from the transducers is amplified. The determination of the measurement duration can either be predetermined or based on a significant event, e.g. B. switching on a unit, switching on the system, reaching a certain temperature, triggered automatically.

In einem Analog/Digitalwandler 3 werden die analog vorliegenden Signale digitalisiert, so daß jeweils eine bestimmte Anzahl von n Werten pro Messung und Parameter zur Verfügung steht. In Fig. 4 sind dem nach k Meßwertaufnehmer 1 dargestellt, die verschie den Parameter messen und die digitalisierten Signale des i-ten Digitalisierungsschrittes weiterleiten.The analog signals are digitized in an analog / digital converter 3 , so that a certain number of n values per measurement and parameter is available. In Fig. 4 are shown after k transducer 1 , which measure various parameters and pass the digitized signals of the i-th digitization step.

Die digitalisierten Werte P1i, P2i, . . . Pki werden über einen Eingangsschalter zur Parametereinstellung S1 einer Speichereinheit 4 zugeführt, an die eine Auswer teeinheit 5, bestehend aus einer Recheneinheit 6 mit einer Auswertesoftware, einem damit verbundenen Pro grammspeicher 7 sowie einem Schalter S2 und einem dynamischen Programmspeicher 7-1, angeschlossen ist.The digitized values P1i, P2i,. , , Pki are fed via an input switch for parameter setting S1 to a memory unit 4 , to which an evaluation unit 5 , consisting of a computing unit 6 with evaluation software, an associated program memory 7 and a switch S2 and a dynamic program memory 7-1 , is connected.

Der Schalter S1 ist dabei durch die Recheneinheit 6 gesteuert und stellt die Verbindung zwischen den je weiligen A/D-Wandlern 3 der Meßwertaufnehmer 1 und der Speichereinheit 4 her. In der Speichereinheit sind somit n Werte von k Parametern aufgenommen, so daß eine k × n-Matrix an P-Werten entsteht. Diese Matrix wird nach einem in der Fig. 5 beschriebenen Verfahren umgruppiert und mit anderen Indizes verse hen, wobei der Index i die jeweilige Parameternummer und der Index j die jeweilige Parameterwertnummer ver körpert.The switch S1 is controlled by the computing unit 6 and establishes the connection between the respective A / D converters 3 of the transducers 1 and the storage unit 4 . Thus, n values of k parameters are recorded in the memory unit, so that a k × n matrix of P values arises. This matrix is regrouped according to a method described in FIG. 5 and provided with other indices, the index i representing the respective parameter number and the index j representing the respective parameter value number.

Von der Recheneinheit 6 werden die digitalisierten Werte Pij an den Eingangfdes dynamischen Programmspei chers 7-1 gesendet, sofern sich der Schalter S2 in der Position "Einstellung", also in einem Einstel lungsmodus befindet. In diesem dynamischen Programm speicher 7-1 werden dann in einer ebenfalls k × n-Matrix CGR eine entsprechende Anzahl von Werten abgelegt. In dem Einstellungsmodus werden anschlie ßend die vorhandenen Werte Cij nach der entsprechen den Umgruppierung durch die Werte Pij ersetzt, in die Tabelle CGR eingetragen und als neue die Parameter für Bildberechnungsfunktionen an den Eingang des Pro grammspeichers 7 gelegt. Auf diese Weise können Werte einer Referenzmessung abgespeichert und der Beurtei lung weiterer Messungen zugrunde gelegt werden. Eine Neuberechnung der Werte Cij erfolgt also immer dann, wenn sich die Vorrichtung im Einstellungsmodus befin det.The arithmetic unit 6 sends the digitized values Pij to the input f of the dynamic program memory 7-1 , provided that the switch S2 is in the "setting" position, that is to say in a setting mode. A corresponding number of values are then stored in this dynamic program memory 7-1 in a likewise k × n matrix CGR. In the setting mode, the existing values Cij are then replaced by the values Pij after the corresponding regrouping, entered in the table CGR and, as new, the parameters for image calculation functions are placed at the input of the program memory 7 . In this way, values of a reference measurement can be saved and used as a basis for the assessment of further measurements. The values Cij are therefore recalculated whenever the device is in the setting mode.

Auf der Grundlage der in dem Einstellungsmodus gewon nenen Daten wird ein topologisches Grundmodell er stellt, das als Vergleichs- und Ausgangsmaß für die weiteren Messungen dient.Based on the won in the setting mode a basic topological model provides that as a comparison and starting point for the further measurements.

Der Wert Ci des Parameterwertes j ist dabei der Durch schnittswert über die Anzahl der durchgeführten Mes sungen. Ausgehend von diesem Wert wird gemäß der Fig. 2 und 3 ein Bereich ±δ festgelegt, innerhalb dessen die Bildberechnungsfunktionen auf die aufgenom menen Meßwerte eines Parameters angewendet werden.The value Ci of the parameter value j is the average value over the number of measurements carried out. Based on this value, a range δ is determined according to FIGS. 2 and 3, within which the image calculation functions are applied to the measured values of a parameter.

Bei nur einem aufgenommenen Parameter kann der Be trachtungsbereich und der Wert Ci in dem Programmspei cher 7 fest einprogrammiert werden, da diese Werte konstant bleiben. Bei der Betrachtung physiologischer System, wie z. B. eines Herzens, ist der Wert δ ca. 10 bis 100mal der Amplitude der durchschnittlichen Kleinschwankungen. Da bei der Messung mehrerer Parame ter mit einer unterschiedlich großen Variationsbreite der Schwankungen gerechnet werden muß, ist eine entsprechende Anpassung notwendig, um einerseits eine ausreichende Stabilität und andererseits eine mög lichst hohe Empfindlichkeit zu erhalten. Die Variati onsbreite der Bildberechnungsfunktionen ist dabei durch die Grenzwerte Ci - δ und Ci + δ festgelegt. Die Bildberechnungsfunktionen stellen jeweils eine sich asymptotisch an einem Minimal- und Maximalwert annähernde Funktion dar, jedoch mit unterschiedlichen Steigungen, so daß eine Anpassung des Werte δ erfol gen muß, um eine optimale Empfindlichkeit bezüglich aller gemessener Parameter zu erhalten.If only one parameter is recorded, the observation area and the value Ci can be permanently programmed into the program memory 7 , since these values remain constant. When considering the physiological system, such as. B. a heart, the value δ is about 10 to 100 times the amplitude of the average small fluctuations. Since a variation in the range of fluctuations of different sizes must be expected when measuring several parameters, a corresponding adjustment is necessary in order to obtain sufficient stability on the one hand and the highest possible sensitivity on the other hand. The range of variation of the image calculation functions is determined by the limit values Ci - δ and Ci + δ. The image calculation functions each represent an asymptotically approximating function of a minimum and maximum value, but with different gradients, so that an adjustment of the value δ must take place in order to obtain an optimal sensitivity with respect to all measured parameters.

Wie aus einem Vergleich der Fig. 2 und 3 deutlich wird, bliebe bei einer starren Festlegung von δ entweder ein Bereich unberücksichtigt oder ein weiter Bereich mit Grenzwerten ginge in die Betrachtung mit ein.As is clear from a comparison of FIGS. 2 and 3, with a rigid determination of δ either an area would be disregarded or a wide area with limit values would be considered.

Befindet sich der Schalter S2 in der Stellung "Start", werden die in der Tabelle CGR enthaltenen, bereits umgruppierten Werte Cij, die bei der Referenz messung ermittelt wurden, dem Programmspeicher 7 zugeleitet und bei der Bildberechnung berücksichtigt. Diese Werte Cij bilden quasi das Eichmaß, das bei der Erstellung der nachfolgenden topologischen Modelle verwendet wird, sofern sich der Schalter S2 in der Stellung "Start" befindet.If the switch S2 is in the "Start" position, the values Cij already contained in the table CGR, which were determined during the reference measurement, are supplied to the program memory 7 and taken into account in the image calculation. These values Cij form, so to speak, the standard that is used when creating the following topological models, provided switch S2 is in the "Start" position.

Nachfolgend wird das Verfahren zur Bildberechnung anhand der Figuren dargestellt. Für jede Messung wird zunächst mittels eines Hochpaßfilters eine Beseiti gung der Kleinschwankungen vorgenommen, wobei als Kleinschwankungen bspw. Veränderungen im Bereich von 0,5-1,5% von dem Maximalwert angesehen werden können. Die Hochpaßfilterung ergibt nach der Digitalisierung auch eine k × n-Matrix, allerdings ohne Kleinschwan kungen. Diese Matrix Pf_ij wird von der Matrix P_ij sub trahiert, so daß eine Differenzmatrix Pd_ij entsteht, in der nur die Kleinschwankungen enthalten sind.The method for image calculation is shown below using the figures. For each measurement, a small-pass filter is first used to eliminate the small fluctuations, whereby small fluctuations, for example, can be viewed as changes in the range from 0.5-1.5% of the maximum value. The high-pass filtering also results in a k × n matrix after digitization, but without small fluctuations. This matrix Pf _ij is subtracted from the matrix P _ij , so that a difference matrix Pd _ij is created in which only the small fluctuations are contained.

Die ermittelte Differenzmatrix Pd_ij wird dergestalt transponiert, daß die nahe beieinanderliegenden Werte zu Gruppen oder Cluster zusammengefaßt werden. In der Fig. 5 ist eine solche Umgruppierung der Matrix dargestellt, wobei die linke Matrix die ermittelte Differenzmatrix darstellt und die rechte Matrix die fertig umgruppierte Matrix. Die verschiedenen Symbole innerhalb der Matrix Pdij repräsentieren jeweils gleiche Werte, hier die Werte 11, 17 und 21. Die Matrix Pd_ij wird durch aufeinanderfolgende Transposi tionen dergestalt umgeordnet, daß die jeweiligen Werte (hier durch Symbole verdeutlicht) möglichst zu Gruppen zusammengefaßt beieinanderstehen, so wie in der rechten Matrix Pd_ij* in Fig. 5 dargestellt. Die jeweiligen Werte bilden sogenannte Cluster und der Vorgang der Umgruppierung oder das Transponieren ist anhand der veränderten Spalten- und Zeilenindexierung leicht zu erkennen. Die Reihenfolge der Transpositio nen ist für jedes System und jeden Parameter verschie den und wird im Verlauf einer Referenzmessung ermit telt und als individuelle Funktion gespeichert.The difference matrix Pd _ij determined is transposed in such a way that the closely adjacent values are combined into groups or clusters. Such a regrouping of the matrix is shown in FIG. 5, the left matrix representing the determined difference matrix and the right matrix the finished regrouped matrix. The different symbols within the matrix Pdij each represent the same values, here the values 11, 17 and 21. The matrix Pd _ij is rearranged by successive transpositions in such a way that the respective values (illustrated here by symbols) are grouped together as far as possible, so as shown in the right matrix Pd _ij * in FIG. 5. The respective values form so-called clusters and the process of regrouping or transposing can be easily recognized by the changed column and row indexing. The order of the transpositions is different for each system and each parameter and is determined in the course of a reference measurement and saved as an individual function.

Die Fig. 6 zeigt das Ergebnis der Umstellung der Dif ferenzmatrix anhand der Darstellungen 1 bis 3, wobei die Darstellung die Ausgangsdifferenzmatrix abbildet, also das Signal vor der Umgruppierung. In der Darstel lung 2 sind die Hälfte der Umstellungen vorgenommen worden, so daß bereits erste Cluster sich abzeichnen. Die Darstellung 3 in der Fig. 6 zeigt die endgültige Variante der Transposition, bei der die jeweiligen Werte optimal zu Clustern zusammengestellt wurden. Die Transposition der Werte führt zu einer erhöhten Ordnung innerhalb der Differenzmatrix, so daß man auch von einer Verringerung der "Informationsentro pie" durch die Bildung der Cluster sprechen kann. Ist in der Darstellung 1 noch ein ungeordneter Zustand der Werte vorhanden, H(1) nimmt also einen maximalen Wert ein, verringert sich diese Unordnung mit zuneh mender Umgruppierung, bis sie schließlich minimal wird (H(3) = min). Fig. 6 shows the result of conversion of the conference Dif based matrix of the representations 1 to 3, wherein the representation depicting the initial difference matrix, the signal prior to the regrouping. In presentation 2, half of the changes have been made so that the first clusters are already emerging. The representation 3 in FIG. 6 shows the final variant of the transposition, in which the respective values were optimally combined into clusters. The transposition of the values leads to an increased order within the difference matrix, so that one can also speak of a reduction in the "information entropy" due to the formation of the clusters. If there is still a disordered state of the values in representation 1, H (1) therefore assumes a maximum value, this disorder decreases with increasing regrouping until it finally becomes minimal (H (3) = min).

Durch die Transposition der Differenzmatrix Pd_ij zur Matrix Pd_ij*, wird aus den anfänglichen, auf den ersten Blick zufälligen Kleinschwankungen eine innere Struktur erkennbar. Ist diese Struktur konstant, daß heißt, treten an den jeweiligen Stellen die gleichen Schwankungen auf, wird sie sich bei der nächsten Anwendung der ermittelten Reihenfolge der Transposi tionen der Matrix Pd_ij wiederholen.Through the transposition of the difference matrix Pd _ij to the matrix Pd _ij *, an internal structure can be recognized from the initial, at first glance random, small fluctuations. If this structure is constant, that is, if the same fluctuations occur at the respective points, it will be repeated the next time the determined order of the transpositions of the matrix Pd _{ij is used} .

Die Verarbeitung der gemessenen Parameter mit der Aus wertesoftware erfolgt nach einem als Blockschaltbild in der Fig. 7 dargestellten Prinzip, wobei mittels einer weiteren Prozedur die unstabilen, für die Analyse der aufgenommenen Daten ungeeigneten Schwan kungen entfernt werden. Das Signal Yi = Pdij* (i = 1, . . ., k; j = 1, . . ., n), welches von den anderen Werten Pdi1*, Pdi2*, . . ., Pdin* abhängt, wird an die Einheit 2-1 übermittelt, in dem die Autokorrelationsfunktion Fkor_i der Datengruppe errechnet wird. Diese Funktion zeigt an, ob eine Größe von einem eigenen Wert zu einem früheren Zeitpunkt abhängt, also ob sie z. B. versteckte Periodizitäten enthält. Scharfe Maxima oder Minima werden dabei an denjenigen Stellen ange zeigt, die Perioden oder Antiperioden des Vorgangs entsprechen. Diese Funktion wird an den ersten der zwei Eingänge des Blockes 2-2 weitergeleitet.The processing of the measured parameters with the evaluation software is carried out according to a principle shown as a block diagram in FIG. 7, the unstable fluctuations unsuitable for the analysis of the recorded data being removed by means of a further procedure. The signal Yi = Pdij * (i = 1,..., K; j = 1,..., N), which is different from the other values Pdi1 *, Pdi2 *,. , ., Pdin * depends, is transmitted to the unit 2-1 , in which the autocorrelation function Fkor_i of the data group is calculated. This function indicates whether a size depends on its own value at an earlier point in time, i.e. whether it B. contains hidden periodicities. Sharp maxima or minima are shown in those places that correspond to periods or antiperiods of the process. This function is forwarded to the first of the two inputs of block 2-2 .

Der zweite Eingang wird mit der Funktion Fkor_E beauf schlagt, die in dem Programmspeicher 7 hinterlegt ist und als das Normal zum Vergleich herangezogen wird. Die Funktion Fkor_E ist eine als Referenz aufgenomme ne, bezüglich der Autokorrelation bearbeitete Mes sung, die für jeden zu Untersuchenden erstellt wird. Auf der Grundlage dieser Referenzmessung werden in der Einheit 2-2 werden die Funktionen Fkor_i und Fkor_E nach definierten Kriterien miteinander vergli chen. Da die Signifikanz der Veränderungen des physio logischen Systems anhand von Kleinstschwankungen innerhalb der aufgenommenen Signale deutlich wird, werden diejenigen Signale herausgefiltert, die eine zu große Differenz zu der Referenzmessung aufweisen. Auf diese Weise werden die beiden Funktionen nur innerhalb eines vorab festgelegten Bereiches miteinan der verglichen. Bei nichtvorhandener Ähnlichkeit, also bei zu großen Abweichungen der untersuchten Signale von der Referenzmessung, wird die Weiterver arbeitung des Signals gestoppt.The second input is acted upon by the function Fkor_E, which is stored in the program memory 7 and is used as the standard for comparison. The Fkor_E function is a measurement that has been processed as a reference and is processed for the autocorrelation and is created for everyone to be examined. On the basis of this reference measurement, the functions Fkor_i and Fkor_E are compared in unit 2-2 according to defined criteria. Since the significance of the changes in the physiological system becomes clear on the basis of minute fluctuations within the recorded signals, those signals are filtered out which have too great a difference to the reference measurement. In this way, the two functions are compared with each other only within a predetermined range. If there is no similarity, i.e. if the examined signals deviate too much from the reference measurement, the further processing of the signal is stopped.

Liegt Ähnlichkeit nach den vorgegebenen Kriterien vor, wird das Signal Yi in der Einheit 2-3 weiterver arbeitet. An einem zweiten Eingang der Einheit 2-3 wird eine Vergrößerungsfunktion Dim mit einem Vergrö ßerungsfaktor m angelegt, der ebenfalls in dem Pro grammspeicher 7 abgelegt ist. Aus dem Signal Yi und dem Vergrößerungsfaktor wird ein auf einen festgeleg ten Bereich verstärktes, also ein normiertes Signal erstellt. Dieses verstärkte Signal wird anschließend an die Einheit 2-4 weitergeleitet.If there is similarity according to the specified criteria, the signal Yi is further processed in the unit 2-3 . At a second input of the unit 2-3 , a magnification function Dim is created with a magnification factor m, which is also stored in the program memory 7 . The signal Yi and the magnification factor are used to generate a signal that is amplified to a defined range, that is to say a standardized signal. This amplified signal is then passed on to unit 2-4 .

In der Fig. 8 ist anhand eines Blockschaltbildes die Zuordnung des Farbcodes dargestellt. Das normierte Signal Yi wird in einem weiteren Schritt mit Farban teilen verknüpft, die in Tabellen abgelegt sind. Diese Tabellen enthalten n Spalten und drei Zeilen, wobei die letzteren einem roten (R), grünen (G) und blauen (B) Farbanteil entsprechen. In dem gewählten Beispiel liegen 1024 Werte des Signals Yi vor. Jeder der 1024 Werte repräsentiert den Wert der Abweichung an einer bestimmten Stelle des Zeitbereiches T und kann somit einem bestimmten Bereich der Herzmuskelak tivität zugeordnet werden, beispielsweise dem Bereich der S-Zacke. In FIG. 8 with reference to a block diagram of the assignment of the color codes is shown. In a further step, the standardized signal Yi is linked to color components that are stored in tables. These tables contain n columns and three rows, the latter corresponding to a red (R), green (G) and blue (B) color component. In the selected example there are 1024 values of the signal Yi. Each of the 1024 values represents the value of the deviation at a specific point in the time range T and can thus be assigned to a specific range of cardiac muscle activity, for example the range of the S wave.

Jeden dieser 1024 Werte wird dann ein Farbwert zuge ordnet, der aus einem bestimmten Bereich eines Farb spektrums ausgewählt wird. Die Werte Col(i) in den Farbtabellen werden dem jeweiligen Signal Yi zugeord net, so daß am Ausgang der Einheit 2-4 drei sekundäre Farbcodes Ri, Gi, und Bi dem Signal Yi zugeordnet sind. Dies bedeutet, daß jedem Punkt der Matrix Pd_ij* ein eigener Farbwert zugeordnet wird; für jeden der 1024 Werte wird aus einem für den jeweiligen Bereich des Signals zugeordneten Farbsprektrum ein Farbwert aus den Anteilen R (Rot), G (Gelb) und B (Blau) ermittelt.Each of these 1024 values is then assigned a color value, which is selected from a specific area of a color spectrum. The values Col (i) in the color tables are assigned to the respective signal Yi, so that three secondary color codes Ri, Gi and Bi are assigned to the signal Yi at the output of the unit 2-4 . This means that each point of the matrix Pd _ij * is assigned its own color value; For each of the 1024 values, a color value from the proportions R (red), G (yellow) and B (blue) is determined from a color spectrum assigned to the respective area of the signal.

Die Auswahl aus diesem Farbspektrum erfolgt in Abhän gigkeit von der Abweichung zur Referenzkurve; d. h. ein Farbwert variiert, wenn die Abweichung sich verändert. Die Farbwerts sind in Tabellenform in dem Programmspeicher 7 abgelegt und werden dem jeweiligen Wert zugeordnet. Durch eine entsprechende Farbaus wahl, einen Spektralverlauf und eine angepaßte Auflö sung wird eine zuverlässige Unterscheidung bei kleinsten Differenzen ermöglicht und so eine Empfind lichkeitserhöhung bei der Erkennung von kleinsten Veränderungen bewirkt.The selection from this color spectrum depends on the deviation from the reference curve; ie a color value varies when the deviation changes. The color values are stored in table form in the program memory 7 and are assigned to the respective value. Appropriate color selection, a spectral curve and an adapted resolution enable reliable differentiation with the smallest differences, thus increasing the sensitivity when detecting the smallest changes.

Fig. 9 zeigt einen schematischen Verlauf von drei Farbspektren P, T und S, die jeweils einem Parameter zugeordnet werden; beispielsweise werden dem P-Wert die Farbe Grün, dem T-Wert die Farbe Gelb und dem S-Wert die Farbe Blau zugeordnet. Über der Abszisse ist der jeweilige Verlauf der Farbanteile Gelb, Rot und Blau aufgetragen, wobei die Auswahl der Abszissen werte in Abhängigkeit von der Größe des Signals Pd_ij* erfolgt. Ist beispielsweise keine Abweichung für den Wert P feststellbar, wird ein Farbspektrum in der Zusammenstellung von 0 ausgewählt. Bei einem sehr großen Wert für die Abweichung des Wertes P ist ein Wert von 90 vorgesehen. Bei einer größeren Auflösung sind entsprechend andere Schrittweiten zu wählen. Fig. 9 shows a schematic course of three color spectra P, T and S, which are each associated with a parameter; for example, the color green is assigned to the p-value, the color yellow to the t-value and the color blue to the s-value. The respective course of the color components yellow, red and blue is plotted on the abscissa, the abscissa values being selected as a function of the size of the signal Pd _ij *. If, for example, there is no discrepancy for the value P, a color spectrum in the combination of 0 is selected. If the value for the deviation of the value P is very large, a value of 90 is provided. In the case of a larger resolution, other step sizes must be selected accordingly.

Die Weiterverarbeitung des nunmehr mit einem Farbcode versehenen Signals Yi in der Einheit 3-1 ist in der Fig. 10 dargestellt. Die Einheit 3-1 enthält eine in dem Programmspeicher 7 abgelegte 3D-Tabelle mit drei Zeilen, die jeweils einer Raumdimension X, Y und Z entsprechen, und p Spalten (p ≦ K, mit K = Anzahl der Messungen). Das mit dem Farbcode versehene Signal Yi wird mit den Komponenten Xr, Yr und Zr verknüpft, die die Ausgangskoordinaten für das Signal Yi in einem simulierten Raum darstellen.The further processing of the signal Yi now provided with a color code in the unit 3-1 is shown in FIG. 10. The unit 3-1 contains a 3D table stored in the program memory 7 with three lines, each corresponding to a spatial dimension X, Y and Z, and p columns (p ≦ K, with K = number of measurements). The signal Yi provided with the color code is linked to the components Xr, Yr and Zr, which represent the output coordinates for the signal Yi in a simulated space.

Auch hier werden analog zu dem beschriebenen Verfah ren der Farbcodezuordnung bestimmten Bereichen des gemessenen Parameters bestimmte Raumareale eines vorab festgelegten Grundmodells oder Grundkörpers zugeordnet. Je nach der Größe des Wertes Yi wird ein von dem Grundmodell abweichender Wert für die Raumko ordinaten Xr, Yr und Zr zugeordnet. Durch die von dem Grundmodell abweichenden Raumkoordinaten wird ein in dividuelles Bild erzeugt, daß die Kleinstschwankungen des gemessenen Parameters wiedergibt. Es wird somit ein Portrait des untersuchten Parameters erstellt, das die Veränderungen des Systemzutandes als individu elle Darstellung wiedergibt, die in Form und Farbe, je nach den gemessenen Veränderungen, variiert.Here too, analogy to the procedure described the color code assignment certain areas of the measured parameters certain spatial areas of a predefined basic model or basic body assigned. Depending on the size of the value Yi will be a value for the space coefficient deviating from the basic model ordinates assigned to Xr, Yr and Zr. Because of that Basic model deviating spatial coordinates is an in individual image that produces the smallest fluctuations of the measured parameter. So it will creates a portrait of the examined parameter, that the changes in the system state as individual reproduces the representation, in form and color, depending on the measured changes.

Die Koordinaten Xr, Yr und Zr werden an drei Eingänge der Einheit 3-2 weitergeleitet, an deren vierten Eingang das Signal Yi und der entsprechende Wert Ci aus dem dynamischen Programmspeicher 7-1 anliegt. Aus diesen Größen werden, analog zu dem bei der Farbzuord nung beschriebenen Verfahren, die Koordinaten Xr*, Yr* und Zr* gebildet:
The coordinates Xr, Yr and Zr are forwarded to three inputs of the unit 3-2 , at the fourth input of which the signal Yi and the corresponding value Ci from the dynamic program memory 7-1 are present. The coordinates Xr *, Yr * and Zr * are formed from these variables, analogously to the method described for the color assignment:

Xr* = Xr + F_X(Yi, Ci)
Yr* = Yr + F_Y(Yi, Ci)
Zr* = Zr + F_Z(Yi, Ci)Xr * = Xr + F_X (Yi, Ci)
Yr * = Yr + F_Y (Yi, Ci)
Zr * = Zr + F_Z (Yi, Ci)

Die so ermittelten Koordinaten Xr*, Yr* und Zr* werden in der Einheit 3-3 auf eine Fläche projiziert, so daß die 3D-Animation auf einem Bildschirm oder einem Drucker ausgebbar wird. Bei entsprechender Geräteausstattung ist auch eine bewegliche Darstel lung auf einem Monitor möglich. Neben den Koordinaten liegen an der Einheit 3-3 Signale F1 bis Fq an, die beispielsweise Informationen über die Stellung des Beobachters, Parameter des Ausgabesystemes oder den Objektivfocus vorgeben.The coordinates Xr *, Yr * and Zr * determined in this way are projected onto a surface in unit 3-3 , so that the 3D animation can be output on a screen or a printer. With the appropriate equipment, moving display on a monitor is also possible. In addition to the coordinates, the unit 3-3 has signals F1 to Fq which, for example, provide information about the position of the observer, parameters of the output system or the lens focus.

Am Ausgang der Einheit 3-3 werden den Signalen eine Vertikal- und Horizontalkomponente (YDi und XDi) eine Luminanzfunktion (LHTi) zugeordnet, um eine Bilddar stellung zu ermöglichen..At the output of unit 3-3 , a vertical and horizontal component (YDi and XDi), a luminance function (LHTi) are assigned to the signals in order to enable image display.

In der Fig. 11 ist in einem Blockschaltbild die Ermittlung der Bildwerte in der Umgebung der Stütz stellen dargestellt, die prinzipiell dem Verfahren der Zuordnung von Raumkoordinaten in der Einheit 3-1 verläuft. Die für eine geschlossene Oberflächendar stellung benötigten Zwischenwerte (Z1i, Z2i . . . Z), werden analog zu den oben beschriebenen Verfahren er mittelt, wobei die 3D-Tabelle auf der Grundlage der p Spalten in Block 3-1 in Fig. 10 um den Vergrößerungs faktor m vergrößert wird, also p * m Spalten vorliegen. Die Interpolation zwischen den jeweiligen Punkten erfolgt nach bekannten Algorithmen, im einfachsten Fall durch lineare Interpolation. Schematisch ist diese Interpolation in der Fig. 11 unten rechts veranschaulicht, wo die Bildpunkte 1i bis mi um den Punkt i herum dargestellt sind. Entsprechend werden die übrigen interpolierten Punkte um die anderen Stützstellen ermittelt.In FIG. 11, the determination of the image values in the vicinity of the support points is shown in a block diagram, which in principle runs the method of assigning spatial coordinates in the unit 3-1 . The intermediate values required for a closed surface representation (Z1i, Z2i... Z) are determined analogously to the methods described above, the 3D table being based on the p columns in block 3-1 in FIG. 10 Magnification factor m is increased, so there are p * m columns. The interpolation between the respective points is carried out according to known algorithms, in the simplest case by linear interpolation. This interpolation is illustrated schematically in FIG. 11 at the bottom right, where the pixels 1 i to mi are shown around the point i. The other interpolated points around the other nodes are determined accordingly.

Die jeweiligen Funktionen zur Berechnung der Werte, also welche Farbwerte dem jeweiligen Signalwert zuge ordnet werden, wie die Raumkoordinaten zu dem jeweili gen Wert errechnet werden oder welche Helligkeitswer te vergeben werden, sind in dem Programmspeicher 7 abgelegt und werden auf der Basis der Referenzmessung oder anderer Vergleichsdaten ermittelt. Die Errech nung der Raumkoordinaten und die Zuordnung der Hellig keitswerte erfolgt parallel.The respective functions for calculating the values, i.e. which color values are assigned to the respective signal value, how the room coordinates are calculated for the respective value or which brightness values are assigned, are stored in the program memory 7 and are based on the reference measurement or others Comparative data determined. The room coordinates are calculated and the brightness values are assigned in parallel.

Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung der Raum koordinatenzuordnung in einer ausgewählten Ebene. Ausgehend von einem Grundmodell F werden aufgrund der errechneten Werte Pd*_ij-1, Pd*_i1 und Pd*_ij+1 neue Raumkoordinaten zugeordnet, die als Stützstellen zur Bildung eines geschlossenen Kurvenzuges in einer Ebene dienen. Entsprechend werden die Werte für alle Ebenen gebildet, so daß sich eine räumliche Darstel lung ergibt. Fig. 12 shows a schematic representation of the spatial coordinates allocation in a selected plane. Starting from a basic model F, new spatial coordinates are assigned on the basis of the calculated values Pd * _ij-1 , Pd * _i1 and Pd * _{ij + 1} , which serve as support points for forming a closed curve in one plane. The values for all levels are formed accordingly, so that there is a spatial representation.

Auf die oben beschriebene Weise lassen sich die Infor mationen, die in einer Messung gewonnen werden, plastisch und farbig darstellen. Eine solche Darstel lung ist mit einem Mikroskop vergleichbar, das vorhan dene Informationen, die zunächst der unmittelbaren Wahrnehmung entzogen sind, einem Beobachter zugäng lich macht. Die Kleinschwankungen innerhalb einer Messung eines gestörten Systems unterscheiden sich von den Kleinschwankungen eines optimalen Systems, bzw. eines Referenzsystems. Auf der Basis der Refe renzmessung werden diese Kleinschwankungen, die bei anderen Meßverfahren in dem Signalrauschen untergin gen, in dem oben beschriebenen Verfahren sichtbar ge macht.In the manner described above, the Infor mations obtained in one measurement represent three-dimensional and colored. Such a display lung is comparable to a microscope that exists information that is initially the immediate Perception are withdrawn, accessible to an observer Lich makes. The small fluctuations within one Measurement of a disturbed system differ the small fluctuations of an optimal system, or a reference system. Based on the refe These small fluctuations are the limit measurement other measurement methods in the signal noise gene, visible in the process described above makes.

Die, wie beschrieben, ermittelten Bilddaten werden in einer Steuerungseinheit 8 für die jeweilige Auswerte- oder Anzeigeeinheit, beispielsweise einen Farbdrucker oder einen Monitor, aufbereitet und so dem Nutzer sichtbar gemacht. Selbstverständlich können solche Bilder gespeichert oder über Datenleitungen übermit telt werden.The image data determined as described are processed in a control unit 8 for the respective evaluation or display unit, for example a color printer or a monitor, and are thus made visible to the user. Of course, such images can be saved or transmitted via data lines.

Fig. 13 zeigt eine beispielhafte, topologische Darstellung einer Messung eines Atomreaktors mit 45 Parametern, bei dem eine allgemeine Durchschnittstem peratur Ci angenommen wurde. Der Bereich δ wurde relativ groß gewählt, um alle Parameter berücksichti gen zu können. Fig. 13 is an exemplary topological representation showing a measurement of a nuclear reactor with 45 parameters, in which a general Durchschnittstem Ci temperature was adopted. The range δ was chosen to be relatively large so that all parameters can be taken into account.

Fig. 14 zeigt eine topologische Darstellung der gleichen Messung, jedoch wurde der Verstärkungsfaktor verdoppelt; lediglich eine geringfügige Veränderung der Empfindlichkeit ist feststellbar. Fig. 14 shows a topological representation of the same measurement, but the gain was doubled; only a slight change in sensitivity can be detected.

Die Darstellung der Fig. 15 wurde mit dem oben be schriebenen Verfahren erstellt. Die Größe δ wurde dabei jeweils möglichst klein gewählt, um eine hohe Empfindlichkeit zu gewährleisten und eine große Verstärkung zuzulassen. Der Fig. 15 ist eine wesent lich schärfere Konturierung und Kontrastierung zu entnehmen, was eine bessere Diagnose des untersuchten Systems zuläßt.The illustration of Fig. 15 has been created with the above-described methods be. The size δ was chosen to be as small as possible in order to ensure a high sensitivity and to permit a large gain. Fig. 15 shows a much sharper contouring and contrasting, which allows a better diagnosis of the system under investigation.

Claims

1. A method for displaying and monitoring at least two functional parameters of a technical system, characterized by

a) performing a reference measurement to determine reference measurement values for the functional parameters of the technical system,
b) filtering the reference measured values to suppress short-term fluctuations;
c) performing at least one further measurement of the functional parameters to determine measured values of the technical system at a later point in time,
d) filtering the measured values to suppress short-term fluctuations,
e) determining the difference Pd between the filtered reference measured values and the measured values,
f) comparing the measurement signals of the technical system with the reference measurement signals and
g) converting the measurement signals into image data of a topological model in functional dependence on the deviation from the reference measurement, wherein
h) when converting into image data of the topological model, a sensitivity adjustment as a function of the functional parameter is carried out.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sensitivity regulation by linking the digitized signals with in a dynamic Programmspei cher ( 7-1 ) stored correction data.

3. The method according to claim 2, characterized in net that the correction data based the reference measurement can be calculated.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized ge indicates that the correction data for each Parameters can be determined separately.

5. The method according to any one of claims 2 to 4, there characterized in that the correction data in Depending on the course of the deviation of the Measurement can be determined to the reference measurement.

6. The method according to any one of claims 2 to 5, there characterized in that the correction data based on the mean of the amplitudes the small fluctuations are calculated.

7. The method according to claim 6, characterized in net that around the mean of the amplitude of the Small fluctuations a variable range ± δ is set within which the correction data can be used.

8. The method according to claim 7, characterized in net that the variable range ± δ in one Range from 500 to 1000 times the average Chen level of small fluctuations becomes.

9. Procedure according to one of the preceding An sayings, characterized in that the up digitized signals of a measurement, passed through a high pass filter and from the unfiltered signals are subtracted, the signals obtained in this way accordingly their value and that the rows are grouped follow the regrouping for each measured System parameters are saved.

10. The method according to claim 9, characterized in net that the order of regrouping in Course of a reference measurement determined and on subsequent analysis cycles to determine Changes to the system is applied.

11. The method according to one of the preceding claims che, characterized in that a time span ne is set for a measurement within which the functional parameters are recorded.

12. The method according to claim 11, characterized in net that a signifi edge event is set.

13. Method according to one of the preceding claims, characterized in that all complete Measurements over a period of time at the Bildbe account will be taken into account.

14. The method according to one of the preceding claims che, characterized in that disturbances by correlating several measurements elimi be kidneyed.

15. The method according to one of the preceding claims che, characterized in that an assignment of color codes and brightness values after Degree of deviation of the recorded measurement signal le from the reference measurement.

16. An apparatus for performing the method according to claim 1, with transducers ( 1 ) which convert the recorded functional parameters into electrical measurement signals, at least one analog-digital converter ( 3 ) for digitizing the signals and a memory unit ( 4 ) which digitized Niesssignale an evaluation unit ( 5 , 6 , 7 ) for generating an output signal gnals, characterized by a device (S1) for selecting the respective transducers ( 1 ) and an associated dynamic program memory ( 7-1 ), which in Ab dependence on the selected Meßwerttaufneh mer ( 1 ) adjusts the sensitivity of the evaluation unit ( 5 ).

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the evaluation unit ( 5 , 6 , 7 , 7-1 )) a software for generating a three-dimensional, colored image with a closed surface on the basis of the recorded and evaluated parameters has a control unit ( 8 ) for the processing of the determined pixels as well as an evaluation or output device ( 9 ).

18. The apparatus of claim 16 or 17, characterized in that in the dynamic program memory ( 7-1 ) correction data for adjusting the sensitivity of the evaluation unit are stored.

19. Device according to one of claims 16 to 18, characterized by a switch (S2) for Um Position of the device from an operating mo in a setting mode.