Mesure de force et de température sur des équipements médicaux et pharmaceutiques
En bref
Un capteur de force placé au-dessus d’une poche de perfusion ou d’un lève-patient mesure la force de traction de la charge qui pend en dessous ; des capteurs de force entre une prothèse et le corps ou le sol mesurent les forces de réaction dans trois directions. Le cheminement de l’effort à travers chaque capteur est conçu pour minimiser la diaphonie, et chaque capteur de force est livré avec un certificat d’étalonnage traçable au NIST. Pour la température, l’amplificateur MicroTC délivre une sortie linéaire de 5 mV/°C à partir d’un thermocouple de type K dans un boîtier de 3,9 g.
- NIST
- traçabilité du certificat d’étalonnage
- 4,4 kN
- capacité par axe du TR3D-B-1K, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm
- 5 mV/°C
- sortie du MicroTC, −25 à 400 °C
Chemin de charge
Les équipements de laboratoire tels que les machines de dialyse subissent de petites variations de charge. Le liquide d’une poche de perfusion est pesé de la même manière : un capteur de force au-dessus de la poche la porte et mesure la force de traction de son poids.
À plus grande échelle, un capteur de force au-dessus d’un lève-patient mesure la force verticale Fz lors de la conception du lève-patient. Au fil des cycles de levage répétés, il surveille la charge par rapport à la charge maximale admissible et l’endurance des câbles.
Prothèses et instruments
Pour les prothèses de pied et de jambe, des capteurs de force mesurent les réactions entre le corps et le composant prothétique, ou entre le composant et le sol. Pour une main ou un bras, la force de préhension est mesurée pendant le développement. La force de préhension est également mesurée lors de l’étalonnage des instruments laparoscopiques, afin qu’aucune force inutile ne soit exercée sur les tissus.
Instrumentation
| Charges de traction | un capteur de force au-dessus de la poche de perfusion ou du lève-patient, dans la chaîne de suspension |
|---|---|
| Prothèse, trois forces | Capteur de force triaxial TR3D-B-1K, 4,4 kN par axe, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm, moment maximal de 65 N·m |
| Prothèse, forces et moments | un capteur de force six axes, trois forces et trois moments dans un même boîtier |
| Diaphonie | le cheminement de l’effort à travers le capteur et ses éléments à jauges de déformation est conçu pour minimiser la sensibilité aux chargements hors axe |
| Étalonnage | certificat traçable au NIST avec chaque capteur de force |
| Température | MicroTC, connecteur de thermocouple de type K et amplificateur dans un même boîtier de 3,9 g, avec compensation de soudure froide, 5 mV/°C de −25 à 400 °C |
Chaîne de mesure
Chaque axe de force est un pont de jauges de déformation. Un boîtier amplificateur SGA3A alimente les trois ponts d’un capteur de force triaxial sous ± 5 V ou ± 2,5 V et délivre ± 10 V par axe, avec étalonnage par shunt à distance pour la vérification de la sensibilité.
Les thermocouples sont utilisés dans les implants, les sondes et les capteurs externes. Le MicroTC se branche sur le connecteur miniature de type K, compense la soudure froide et amplifie le signal vers une sortie linéaire de 5 mV/°C, ce qui réduit le bruit capté sur les fils du thermocouple.
Procédure
- 01
Choisissez le capteur de force
Selon la direction de la charge, en traction au-dessus d’une charge suspendue ou dans trois directions sous une prothèse, selon son étendue de mesure et selon l’espace disponible dans l’équipement.
Capteurs de force - 02
Placez-le dans le cheminement de l’effort
Au-dessus de la poche ou du lève-patient, ou entre la prothèse et le corps ou le sol, via des brides prévues pour l’équipement.
- 03
Conditionner les ponts
Un enregistreur avec alimentation du pont, ou un boîtier SGA3A pour un capteur de force triaxial, ± 10 V par axe.
Coffret amplificateur SGA3A - 04
Amplifiez le thermocouple au niveau du connecteur
Le MicroTC se branche sur le connecteur miniature Type K et délivre 5 mV/°C sur deux fils vers l’enregistreur.
Amplificateur pour thermocouple MicroTC
Résultat
Signaux de force, de moment et de température sur l’équipement lui-même, d’un instrument laparoscopique à un lève-patient. Chaque capteur de force est livré avec un certificat d’étalonnage traçable au NIST.
Questions fréquentes
Comment mesure-t-on le poids d’une poche de perfusion ?
Un capteur de force placé au-dessus de la poche la porte et mesure la force de traction due à son poids. Le même principe détecte les petites variations de charge dans des équipements de laboratoire tels que les machines de dialyse.
Comment mesure-t-on les efforts sur un pied ou une jambe prothétique ?
Des capteurs de force mesurent les réactions entre le corps et le composant prothétique, ou entre le composant et le sol, dans trois directions.
Pourquoi utiliser un amplificateur de thermocouple dans un équipement médical ?
Il réduit le bruit du signal et améliore la précision de la lecture. Le MicroTC combine un connecteur Type K et un amplificateur avec compensation de soudure froide dans un boîtier de 3,9 g.
Les capteurs de force sont-ils livrés avec un étalonnage traçable ?
Oui. Chaque capteur de force Michigan Scientific est livré avec un certificat d’étalonnage traçable au NIST.
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