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2-2012

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Sensoren Neue low-cost

Sensoren Neue low-cost Kraftmesszelle Variohm Eurosensor präsentiert eine neue montagefertige Kraftmesszelle, die zur Fertigung in hohen Stückzahlen konstruiert und mit langzeitstabilen mikrosystemtechnisch integrierten Dehnmessstreifen ausgestattet ist. Damit lässt sich ein neuer Bereich intelligenter Anwendungen in Gebrauchsgütern, medizintechnischen Applikationen oder Bürogeräten erschließen. Die Kraftmesszelle vom Typ FX1901 ist so groß wie eine Münze mit ca. 30 mm Durchmesser und in vier Messbereichen von 0 - 44 N bis 0 - 444 N lieferbar. Die Krafteinleitung erfolgt im Zentrum über eine knopfartige Spitze der verdrehungssicher zu montierenden Zelle. Bei typisch 5 V DC Speisespannung liefert sie ein ratiometrisches Ausgangssignal von 20 mV/V. Die Messgenauigkeit erreicht Werte besser 1% vom Endwert bei einer Toleranz des Nullsignals von ±15 mV. Beispiele für die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten in einem kostenkritischen Umfeld sind Gewichtüberwachung bei Hausgeräten, Kraft- oder Gewichtsanzeigen bei Chiropraktikern oder an medizinischen Übungsgeräten, Hebevorrichtungen für Patienten, Geräten für physikalische Therapien und die Kraftanzeige an Handwerkzeugen. Die Kraftmesszelle FX1901 nutzt speziell entwickelte Microfused-Technologie für piezoresistive Dehnmessstreifen, die für anspruchsvolle Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt entwickelt wurde und entsprechend ausgetestet ist. Dabei werden die MEMS- Dehnmessstreifen mit Hochtemperaturglas und dem Kraftsensor aus Edelstahl verschweißt. Durch den Verzicht auf organische Klebstoffe, wie sie bei herkömmlichen Kraftmesszellen zum Einsatz kommen, werden außergewöhnliche Werte für die Langzeitstabilität von Nullpunkt und Messspanne erreicht, sowie niedriges Rauschen, hohe Überlastwerte, große Zuverlässigkeit und im Grunde genommen eine unbegrenzte Zahl von Messzyklen. Variohm Eurosensor Ltd. (Deutschland) www.variohm.de Mit FCX-MCxx-CH wartungsfrei Sauerstoff messen Der FCX-MCxx-CH ist ein langlebiger Sensor, der auch ohne dauernde Kalibrierung eingesetzt werden kann. Die Messung von Sauerstoff in der Luft kann durch verschiedene physikalische Verfahren erfolgen. Bei den vorgestellten Modulen handelt es sich um Zirkondioxid-Festelektrolyt-Sensoren, die nach dem Strombegrenzungsprinzip arbeiten. Im Unterschied zu den herkömmlichen Festelektrolyt- Sensoren brauchen diese Sensoren keine Referenzluft. Dieser entscheidende Vorteil bietet eine einfache Möglichkeit, den aktuellen Sauerstoffgehalt ohne lange Wartung zu messen. Weitere Vorteile sind die geringe Betriebstemperatur des Zirkonoxyds von max. 400 °C und die Leistungsaufnahme von nur 3 W für das komplette Modul. Lieferbar sind Messbereiche von 0…25 und 95% mit einer Genauigkeit von 0,1% O 2 auch bei Umgebungsdrücken von -700 mbar bis +4 bar. Der Sensor kann entweder direkt auf dem PCB in einem Flowgehäuse oder alternativ mit einem bis zu 5 m langen Kabel montiert werden. Bei der zweiten Variante ist es auch möglich, bis zu einer Gastemperatur von 300 °C zu messen. Flexibel ist auch die Elektronik: Bei einer Speisung von 11,5…28 V DC sind von einfachen analogen und natürlich linearen Spannungs- oder Strom-Ausgangssignalen bis hin zu RS-232, RS-485 und natürlich auch I 2 C- Bus lieferbar. Typische Einsatzmöglichkeiten finden sich überall dort, wo eine lange Lebensdauer des Sensors ohne dauernde Kalibrierung gewünscht wird. Dies betrifft Bereiche wie die Medizin-, Bio-, Lebensmittel- und Kältetechnik, CO 2 -Inkubatoren sowie den Personenschutz. PEWATRON www.pewatron.com 30 meditronic-journal 2/2012

Sensoren Mikro-Optosensoren für Handlings- Anwendungen in der Medizintechnik Zunehmende Automatisierung, stetige Verkleinerung der zu überwachenden Objekte und steigende Genauigkeits-Anforderungen führen zu einem immer höheren Integrationsgrad in Geräten. Sensor- Baugruppen müssen dafür immer kleiner und leichtgewichtiger werden. Ein extrem niedriger Energieverbrauch der eine lange Batterielebensdauer ermöglicht, ist ebenso wichtig wie eine hohe funktionelle Zuverlässigkeit. Konventionelle Optosensoren stoßen hier wegen ihrer Größe und der optischen Leistungsdaten der verwendeten Komponenten, an ihre Grenzen. Die STM ist Spezialist für besonders kleine optische Sensoren für den Einsatz unter extremen räumlichen Begrenzungen und für schwierige Umgebungsbedingungen. Einsatz- Schwerpunkte liegen hauptsächlich bei anspruchsvollen Anwendungen aus der Medizin-, Laborund Analysetechnik. Alle Sensoren von STM basieren auf außergewöhnlichen optoelektronischen Mikro-Bauelementen aus eigener Fertigung. Viele Standardausführungen sind direkt auf die Applikationen in der Medizintechnik ausgelegt. Das modulare Baukastensystem und das patentierte Herstellungsverfahren ermöglichen die extrem schnelle und kostengünstige Entwicklung optimal angepasster kundenspezifischer Lösungen. Verwendete Materialien, technische Kennwerte, wie Wellenlänge oder Lichtverteilung oder Befestigungsarten können weitgehend frei bestimmt werden. Beispiel: Optische Sensoren in Robotik- Anwendungen der Medizintechnik Die Mikro-Lichtschranke DLW32 von STM wurde für den platzsparenden Einbau in sehr kleine Greifer oder Führungen entwickelt. Trotz ihrer extrem geringen Baugröße ist sie gleichzeitig robust und kann mit hoher optischer Leistungsreserve punkten. Die zylindrische Form und das nur 3 mm große Edelstahlgehäuse mit dem seitlichen Kabelausgang lassen sich perfekt auch in sehr schmale Greifer-Finger einbauen. Die extrem flexiblen Zuleitungen widerstehen ermüdungsfrei auch hohen dynamischen Belastungen, wie sie typisch in bewegten Maschinenteilen auftreten. Der geringe Einbauraum und ihr fast vernachlässigbares Gewicht sind zusätzliche Argumente. Ebenso ideal lassen sie sich deshalb in Einspannvorrichtungen oder in Teile-Zuführungen integrieren. Die DLW32 ist aus den patentierten optoelektronischen Miniatur-Komponenten von STM aufgebaut. Damit besitzt sie eine hocheffiziente Mikrooptik, mit der das Licht exakt gebündelt wird. Anders als bei Faseroptik wird dabei direkt im Sensorkopf ein elektrisches Signal erzeugt, das dann in einem hochflexiblen, chemisch resistenten Kabel zur Verstärkerelektronik übertragen wird. Sie kann sowohl mit einem der vielen Standardverstärker von STM, aber auch mit kundeneigener Elektronik betrieben werden. Das bedeutet minimalen Einbauraum, minimales Gewicht und optimale Installation, aber gleichzeitig auch hohe optische Präzision. STM Sensor Technologie München GmbH info@stmsensors.de www.stmsensors.de meditronic-journal 2/2012 31

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