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Medición de fuerza y temperatura en equipos médicos y farmacéuticos

  • Fuerza de tracción
  • Fuerzas y momentos
  • Fuerza de prensión
  • Temperatura
Dibujo de un pie protésico con un transductor de fuerza bajo el talón y otro bajo el antepié
Una célula de carga bajo el talón y otra bajo el antepié de un pie protésico. Dibujo de Michigan Scientific.

En resumen

Una célula de carga colocada encima de una bolsa de perfusión o de un elevador de pacientes mide la fuerza de tracción de la carga que cuelga debajo; células de carga entre una prótesis y el cuerpo o el suelo miden las fuerzas de reacción en tres direcciones. El camino de carga a través de cada transductor está diseñado para minimizar la diafonía, y cada célula de carga se entrega con un certificado de calibración trazable al NIST. Para la temperatura, el amplificador MicroTC ofrece una salida lineal de 5 mV/°C a partir de un termopar tipo K en una unidad de 3,9 g.

NIST
trazabilidad del certificado de calibración
4,4 kN
capacidad por eje del TR3D-B-1K, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm
5 mV/°C
salida del MicroTC, −25 a 400 °C

Trayectoria de la carga

Los equipos de laboratorio como las máquinas de diálisis experimentan pequeñas variaciones de carga. El líquido de una bolsa de perfusión se pesa de la misma manera: una célula de carga encima de la bolsa la sostiene y mide la fuerza de tracción de su peso.

A mayor escala, una célula de carga encima de un elevador de pacientes mide la fuerza vertical Fz durante el diseño del elevador. A lo largo de ciclos de elevación repetidos, supervisa la carga respecto a la capacidad máxima admisible y la resistencia de los cables.

Una célula de carga en tracción encima de una carga suspendida Vista lateral. Una célula de carga cuelga de un gancho y sostiene la carga suspendida, una bolsa de perfusión o una eslinga de elevador de pacientes, debajo. La fuerza vertical Fz es la tracción en la célula de carga. Su salida de puente se transmite al amplificador. Gancho Bolsa o eslinga Fz Ampli mV/V Célula en tracción
Una célula de carga en tracción entre el gancho y la carga suspendida. Fz es la tracción en la célula; la salida del puente se transmite al amplificador.

Prótesis e instrumentos

Para las prótesis de pie y de pierna, unas células de carga miden las reacciones entre el cuerpo y el componente protésico, o entre el componente y el suelo. Para una mano o un brazo, la fuerza de prensión se mide durante el desarrollo. La fuerza de prensión también se mide durante la calibración de los instrumentos laparoscópicos, a fin de que no se ejerza ninguna fuerza innecesaria sobre los tejidos.

Instrumentación

Cargas de tracciónuna célula de carga por encima de la bolsa de perfusión o del elevador de pacientes, en la cadena de suspensión
Prótesis, tres fuerzasCélula de carga triaxial TR3D-B-1K, 4,4 kN por eje, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm, momento máximo de 65 N·m
Prótesis, fuerzas y momentosuna célula de carga de seis ejes, tres fuerzas y tres momentos en un mismo cuerpo
Diafoníael camino de la carga a través del transductor y sus elementos de galgas extensométricas está diseñado para minimizar la sensibilidad a las cargas fuera de eje
Calibracióncertificado trazable al NIST con cada célula de carga
TemperaturaMicroTC, conector de termopar tipo K y amplificador en un mismo cuerpo de 3,9 g, con compensación de unión fría, 5 mV/°C de −25 a 400 °C

Cadena de medida

Cada eje de fuerza es un puente de galgas extensométricas. Una caja amplificadora SGA3A alimenta los tres puentes de una célula de carga triaxial a ± 5 V o ± 2,5 V y entrega ± 10 V por eje, con calibración por shunt a distancia para la verificación del fondo de escala.

Los termopares se utilizan en implantes, sondas y sensores externos. El MicroTC se conecta al conector miniatura tipo K, compensa la unión fría y amplifica la señal a una salida lineal de 5 mV/°C, lo que reduce el ruido captado en los cables del termopar.

Procedimiento

  1. 01

    Elija la célula de carga

    Según la dirección de la carga, en tracción por encima de una carga suspendida o en tres direcciones bajo una prótesis, según su rango de medida y según el espacio disponible en el equipo.

    Células de carga
  2. 02

    Colóquela en el camino de la carga

    Por encima de la bolsa o del elevador, o entre la prótesis y el cuerpo o el suelo, mediante bridas previstas para el equipo.

  3. 03

    Acondicionar los puentes

    Un registrador con excitación del puente, o una caja SGA3A para una célula de carga triaxial, ± 10 V por eje.

    Caja amplificadora SGA3A
  4. 04

    Amplifique el termopar en el conector

    El MicroTC se conecta al conector miniatura tipo K y entrega 5 mV/°C en dos cables hacia el registrador.

    Amplificador para termopar MicroTC

Resultado

Señales de fuerza, de momento y de temperatura en el propio equipo, desde un instrumento laparoscópico hasta un elevador de pacientes. Cada célula de carga se suministra con un certificado de calibración trazable al NIST.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se mide el peso de una bolsa de perfusión?

Un transductor de fuerza situado encima de la bolsa la sostiene y mide la fuerza de tracción debida a su peso. El mismo principio detecta las pequeñas variaciones de carga en equipos de laboratorio como las máquinas de diálisis.

¿Cómo se miden las fuerzas en un pie o una pierna protésica?

Unos transductores de fuerza miden las reacciones entre el cuerpo y el componente protésico, o entre el componente y el suelo, en tres direcciones.

¿Por qué utilizar un amplificador de termopar en un equipo médico?

Reduce el ruido de la señal y mejora la precisión de la lectura. El MicroTC combina un conector tipo K y un amplificador con compensación de unión fría en una unidad de 3,9 g.

¿Los transductores de fuerza se entregan con una calibración trazable?

Sí. Cada transductor de fuerza de Michigan Scientific se entrega con un certificado de calibración trazable al NIST.

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