Misura di forza e temperatura su apparecchiature mediche e farmaceutiche
In sintesi
Un trasduttore di forza posto sopra una sacca per infusione o un elevatore per paziente misura la forza di trazione del carico appeso sotto; trasduttori di forza tra una protesi e il corpo o il suolo misurano le forze di reazione in tre direzioni. Il percorso dell’efforte attraverso ogni trasduttore è progettato per ridurre al minimo la diafonia, e ogni cella di carico è fornita con un certificato di taratura tracciabile rispetto al NIST. Per la temperatura, l’amplificatore MicroTC fornisce un’uscita lineare di 5 mV/°C da una termocoppia di tipo K in un’unità da 3,9 g.
- NIST
- tracciabilità del certificato di taratura
- 4,4 kN
- portata per asse del TR3D-B-1K, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm
- 5 mV/°C
- uscita del MicroTC, −25 a 400 °C
Percorso del carico
Le apparecchiature di laboratorio come le macchine per dialisi subiscono piccole variazioni di carico. Il liquido di una sacca per infusione viene pesato allo stesso modo: una cella di carico sopra la sacca la sostiene e misura la forza di trazione del suo peso.
Su scala maggiore, una cella di carico sopra un elevatore per paziente misura la forza verticale Fz durante la progettazione dell’elevatore. Nel corso di cicli di sollevamento ripetuti, monitora il carico rispetto alla portata massima e la resistenza dei cavi.
Protesi e strumenti
Per le protesi di piede e di gamba, dei trasduttori di forza misurano le reazioni tra il corpo e il componente protesico, o tra il componente e il suolo. Per una mano o un braccio, la forza di presa viene misurata durante lo sviluppo. La forza di presa viene inoltre misurata durante la taratura degli strumenti laparoscopici, in modo da non esercitare forze inutili sui tessuti.
Strumentazione
| Carichi di trazione | una cella di carico sopra la flebo o il sollevapaziente, nella catena di sospensione |
|---|---|
| Protesi, tre forze | Cella di carico triassiale TR3D-B-1K, 4,4 kN per asse, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm, momento massimo di 65 N·m |
| Protesi, forze e momenti | una cella di carico a sei assi, tre forze e tre momenti in un unico corpo |
| Diafonia | il percorso dell’attraversamento del carico nel trasduttore e nei suoi elementi estensimetrici è progettato per ridurre al minimo la sensibilità ai carichi fuori asse |
| Taratura | certificato tracciabile al NIST con ogni cella di carico |
| Temperatura | MicroTC, connettore per termocoppia di tipo K e amplificatore in un unico corpo di 3,9 g, con compensazione della giunzione fredda, 5 mV/°C da −25 a 400 °C |
Catena di misura
Ogni asse di forza è un ponte estensimetrico. Un box amplificatore SGA3A alimenta i tre ponti di una cella di carico triassiale a ± 5 V o ± 2,5 V e fornisce ± 10 V per asse, con taratura per shunt remota per la verifica del fondo scala.
Le termocoppie sono utilizzate negli impianti, nelle sonde e nei sensori esterni. Il MicroTC si collega al connettore miniatura di tipo K, compensa la giunzione fredda e amplifica il segnale a un’uscita lineare di 5 mV/°C, riducendo il rumore captato sui fili della termocoppia.
Procedura
- 01
Scegliere la cella di carico
In base alla direzione del carico, in trazione sopra un carico sospeso o nelle tre direzioni sotto una protesi, in base al campo di misura e allo spazio disponibile nell’attrezzatura.
Celle di carico - 02
Installarla nel percorso del carico
Sopra la flebo o il sollevapaziente, oppure tra la protesi e il corpo o il suolo, tramite flange previste per l’attrezzatura.
- 03
Condizionare i ponti
Un registratore con alimentazione del ponte, oppure un box SGA3A per una cella di carico triassiale, ± 10 V per asse.
Paniere amplificatore SGA3A - 04
Amplificare la termocoppia al connettore
Il MicroTC si collega al connettore miniatura di tipo K e fornisce 5 mV/°C su due fili al registratore.
Amplificatore per termocoppia MicroTC
Risultato
Segnali di forza, momento e temperatura direttamente sull’attrezzatura, da uno strumento laparoscopico a un sollevapaziente. Ogni cella di carico è fornita con un certificato di taratura tracciabile al NIST.
Domande frequenti
Come si misura il peso di una sacca per flebo?
Una cella di carico posta sopra la sacca la sostiene e misura la forza di trazione dovuta al suo peso. Lo stesso principio rileva le piccole variazioni di carico in apparecchiature di laboratorio come i dializzatori.
Come si misurano le forze su un piede o una gamba protesici?
Delle celle di carico misurano le reazioni tra il corpo e il componente protesico, o tra il componente e il suolo, in tre direzioni.
Perché utilizzare un amplificatore per termocoppia in un’apparecchiatura medica?
Riduce il rumore del segnale e migliora la precisione della lettura. Il MicroTC combina un connettore tipo K e un amplificatore con compensazione della saldatura fredda in un involucro di 3,9 g.
Le celle di carico sono fornite con una taratura tracciabile?
Sì. Ogni cella di carico Michigan Scientific è fornita con un certificato di taratura tracciabile rispetto al NIST.
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