جهاز اختبار معاوقة التلامس القطبي المحايد وفقًا للمعيار IEC 60601-2-2

جهاز اختبار معاوقة التلامس NE وفقًا للمعيار IEC 60601-2-2

يوفر القطب المحايد مسار عودة التيار الجراحي عالي التردد. بالإضافة إلى خصائص سطح تطبيق القطب، يمكن أن يؤثر التوصيل الكهربائي بين منطقة القطب الموصلة وكابلها على المعاوقة الفعالة لمسار العودة.

قد تؤدي مقاومة التلامس الكهربائي المفرطة إلى زيادة التسخين المقاوم عند مرور تيار جراحي عالي التردد عبر الوصلة. ولهذا السبب، تقيّم طريقة اختبار القطب المحايد المطبقة ما إذا كانت الوصلة الكهربائية تظل منخفضة المقاومة بشكل كافٍ عبر نطاق التردد العالي المحدد.

يوفر جهاز KP-HF50 مصدر إشارة عالي التردد وواجهة قياس لازمة لهذا التقييم. وبدلاً من أن يعمل كمحلل عام لوحدات الجراحة الكهربائية، فهو مخصص لاختبار مقاومة التلامس بين القطب المحايد.

بالنسبة للأقطاب المحايدة الموصلة، تُستخدم قيم الجهد والتيار الفعال المقاسة لحساب معاوقة التلامس. أما بالنسبة للأقطاب المحايدة السعوية، فيمكن استخدام بيانات القياس عالية التردد نفسها لحساب سعة التلامس.

إن بنية الاختبار المركزة هذه تجعل جهاز KP-HF50 مناسبًا لتطوير المنتجات، واختبار النوع، والتحقق من الجودة، والتقييم المختبري للأقطاب الكهربائية المحايدة.

بيانات المعدة

ما الذي يقيمه جهاز KP-HF50

يهدف جهاز KP-HF50 إلى تقييم الاتصال الكهربائي بين السطح الموصل للإلكترود المحايد واتصال كابل الإلكترود المحايد بالقرب من الإلكترود.

يمكن تقييم نوعين من سلوك القطب المحايد.

الأقطاب الكهربائية الموصلة المحايدة

بالنسبة لقطب كهربائي موصل محايد، يقيس النظام جهد وتيار الاختبار عالي التردد الفعال ويحدد مقاومة التلامس الكهربائي:

أين:

• Z_c = مقاومة التلامس، أوم
• U_{تجربه بالعربي} = جهد اختبار التردد العالي RMS، فولت
• I_{تجربه بالعربي} = تيار اختبار التردد العالي RMS، أمبير

بالنسبة لطريقة الاختبار المشار إليها في الوثائق الفنية المرفقة، يتم تقييم مقاومة التلامس لقطب كهربائي محايد موصل مقابل حد 50 أوم على نطاق التردد العالي المطبق.

الأقطاب الكهربائية المحايدة السعوية

بالنسبة للقطب الكهربائي المحايد السعوي، يقيم الاختبار السعة الفعالة للوصلة الكهربائية.

يمكن حساب سعة التلامس من خلال:

أين:

• C_c = سعة التلامس، نانو فاراد
• I_{تجربه بالعربي} = تيار اختبار التردد العالي RMS، أمبير
• f_{تجربه بالعربي} = تردد اختبار عالي التردد، كيلوهرتز
• U_{تجربه بالعربي} = جهد اختبار التردد العالي RMS، فولت

بالنسبة لطريقة الاختبار المرجعية، يتم تقييم الأقطاب الكهربائية المحايدة السعوية مقابل الحد الأدنى لسعة التلامس البالغة 4 نانو فاراد.

هذا التمييز مهم لأنه لا يمكن تقييم الأقطاب الكهربائية المحايدة الموصلة والسعوية باستخدام نفس المعلمة الكهربائية وحدها.

طريقة اختبار مقاومة التلامس IEC 60601-2-2

يتم إجراء اختبار معاوقة التلامس باستخدام القطب المحايد، ولوحة معدنية موصلة، ومصدر إشارة التردد العالي KP-HF50 ومعدات قياس RMS المناسبة.

يتبع الإجراء المختبري النموذجي هذا التسلسل:

1. ضع سطح التطبيق الكامل للإلكترود المحايد بإحكام على صفيحة معدنية موصلة.
2. قم بتوصيل دائرة القياس بين الصفيحة المعدنية وموصل كابل القطب المحايد.
3. قم بتطبيق تيار اختبار عالي التردد ذو شكل جيبي تقريبًا عبر وصلة القطب الكهربائي.
4. قم بمراقبة جهد اختبار RMS وتيار اختبار RMS.
5. قم بتسجيل الجهد والتيار عند ترددات الاختبار المطلوبة.
6. احسب معاوقة التلامس للأقطاب الكهربائية الموصلة.
7. احسب سعة التلامس حيث يكون الجهاز قيد الاختبار عبارة عن قطب كهربائي محايد سعوي.
8. قارن النتيجة المحسوبة بمعايير القبول الخاصة بالمعيار وخطة الاختبار المعمول بها.

تحدد وثائق الاختبار المرفقة ترددات القياس الرئيسية التالية:

• 200 كيلو هرتز
• 500 كيلو هرتز
• 1 ميغاهيرتز
• 2 ميغاهيرتز
• 5 ميغاهيرتز

يتطلب الإجراء المذكور أيضًا عينات متعددة من القطب الكهربائي المحايد بدلاً من الاعتماد على نتيجة عينة واحدة. يجب دائمًا التأكد من كمية العينة الدقيقة، وطريقة تحضيرها، ومعايير قبولها، وذلك بالرجوع إلى الإصدار القياسي المطبق وإجراءات الاختبار المعملية.

لماذا تُعدّ القياسات عالية التردد مهمة؟

تعمل الأقطاب المحايدة في بيئة جراحية كهربائية عالية التردد. ولا يُحاكي قياس المقاومة باستخدام التيار المستمر فقط أو مقياس أوم تقليدي منخفض التردد الظروف الكهربائية التي يأخذها اختبار معاوقة التلامس عالي التردد في الاعتبار.

وبالتالي، يقوم جهاز KP-HF50 بتوليد إشارة اختبار موجة جيبية مضبوطة عبر نقاط القياس عالية التردد المطلوبة ويوفر تيارًا كافيًا لدائرة اختبار القطب المحايد.

يتم استخدام بنية توليد الإشارة القائمة على DDS لتوفير خرج موجة جيبية عالية التردد قابلة للبرمجة، بينما يسمح نظام التحكم المتكامل بضبط التردد وشروط الإخراج من خلال شاشة اللمس.

بالنسبة للمختبرات، يوفر هذا سير عمل أكثر قابلية للتكرار من تجميع اختبار من مولد إشارة منخفض الطاقة للأغراض العامة والذي قد لا يكون قادرًا على توفير تيار التردد العالي المطلوب لحمل الاختبار.

تشغيل شاشة اللمس

تتيح شاشة اللمس الملونة الموجودة في اللوحة الأمامية للمشغل ضبط ومراجعة معايير التشغيل الرئيسية مباشرة على الجهاز.

تم تصميم هذه الواجهة للاستخدام المختبري حيث يحتاج المهندسون إلى التنقل بين نقاط اختبار متعددة عالية التردد دون إعادة تكوين معدات توليد الإشارة المنفصلة بشكل متكرر.

بحسب إجراء الاختبار المحدد، يمكن للمشغل ضبط إشارة الإخراج، ومراقبة حالة الجهاز، وتنفيذ تسلسل الاختبار المطلوب من خلال شاشة اللمس.

بالنسبة للمختبرات التي تتطلب إنتاجية اختبار أعلى أو تقارير أكثر توحيدًا، يمكن أيضًا تهيئة جهاز KP-HF50 ببرامج اختبار تعتمد على الكمبيوتر الشخصي.

برنامج اختبار آلي اختياري

يعمل برنامج الكمبيوتر الاختياري على توسيع نطاق KP-HF50 من مصدر HF يتم التحكم فيه يدويًا إلى نظام اختبار قطب كهربائي محايد أكثر آلية.

التبديل التلقائي للتردد

يمكن للبرنامج التحكم في مخرجات جهاز KP-HF50 والتبديل تلقائيًا بين ترددات الاختبار المطلوبة أثناء تسلسل القياس.

يُعد هذا مفيدًا بشكل خاص عند اختبار نفس القطب المحايد عند 200 كيلو هرتز، و500 كيلو هرتز، و1 ميجا هرتز، و2 ميجا هرتز، و5 ميجا هرتز.

تعديل الإخراج التكيفي

يمكن للنظام ضبط جهد الخرج وفقًا للتيار المقاس بحيث يمكن إنشاء حالة الاختبار المطلوبة بكفاءة أكبر.

جمع البيانات من جهاز راسم الإشارة

عند استخدام ترتيب قياس متوافق، يمكن للبرنامج الحصول على بيانات الجهد والتيار الفعال من جهاز راسم الإشارة بدلاً من مطالبة المهندس بتسجيل كل قراءة يدويًا.

حساب تلقائي للممانعة والسعة

يمكن استخدام بيانات الجهد والتيار المقاسة تلقائيًا لحساب ما يلي:

• مقاومة التلامس للقطب المحايد
• سعة التلامس بين القطب المحايد

يقلل هذا من العمل الحسابي اليدوي ويساعد على تقليل أخطاء النسخ أثناء الاختبار متعدد الترددات.

إنشاء تقرير الاختبار

بعد اكتمال سلسلة القياس، يمكن للبرنامج إنشاء تقرير اختبار بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها.

بالنسبة للمختبرات التي تستخدم قوالب داخلية أو إجراءات إعداد تقارير منظمة، يجب تأكيد تنسيق التقرير المطلوب وحقول البيانات قبل تقديم عرض الأسعار.

تكوين نموذجي لاختبارات المختبر

يتضمن اختبار معاوقة التلامس الكامل للإلكترود المحايد عادةً أكثر من مجرد مولد الإشارة وحده.

قد يتضمن ترتيب الاختبار النموذجي ما يلي:

يعتمد التكوين الدقيق على نوع القطب المحايد، وأجهزة المختبر، ومستوى الأتمتة المطلوب.

لذلك ينبغي على العملاء التأكد مما إذا كان عرض الأسعار مطلوبًا لجهاز KP-HF50 فقط أو لإعداد اختبار كامل يشمل ملحقات القياس والبرامج.

تطبيقات نموذجية

تطوير منتجات الأقطاب الكهربائية المحايدة

يمكن لمصنعي الأقطاب المحايدة استخدام جهاز KP-HF50 أثناء البحث والتطوير لتقييم كيفية تأثير بنية القطب الكهربائي والطبقات الموصلة وإنهاء الكابل وتصميم التوصيل على مقاومة التلامس عالية التردد.

اختبار النوع والتحقق من التصميم

يمكن لمختبرات الأجهزة الطبية استخدام النظام كجزء من برنامج اختبار IEC 60601-2-2 / GB 9706.202 عند التحقق من الأداء الكهربائي للأقطاب الكهربائية المحايدة.

التحقق من الجودة والهندسة

يمكن للمصنعين استخدام الاختبار أثناء التحقق الهندسي، أو تقييم تغيير التصميم، أو الاختبار المقارن لتركيبات الأقطاب الكهربائية المحايدة المختلفة.

لا ينبغي تفسير ذلك تلقائياً على أنه اختبار روتيني لخط الإنتاج إلا إذا كانت خطة الجودة الخاصة بالشركة المصنعة تحدد نفس الطريقة.

مختبرات الطرف الثالث والشهادات

يمكن للمختبرات التي تختبر ملحقات الجراحة عالية التردد تهيئة جهاز KP-HF50 بأدوات القياس الخارجية المطلوبة والبرامج الاختيارية لإنشاء محطة اختبار مقاومة التلامس المحايد القابلة للتكرار.

اختبار القطب المحايد الموصل مقابل القطب السعوي

قبل اختيار التكوين النهائي للاختبار، يجب على المختبر تحديد ما إذا كان القطب المحايد قيد الاختبار يعمل بشكل أساسي كوصلة موصلة أو وصلة سعوية.

يؤثر هذا التمييز على كل من طريقة الحساب ومعيار القبول.

إذا لم يكن تركيب الأقطاب الكهربائية أو السلوك الكهربائي واضحًا، فيجب مراجعة مواصفات الجهاز قيد الاختبار وبند المعيار المطبق قبل الاختبار.

اختبار مقاومة التلامس مقابل اختبار ارتفاع درجة حرارة القطب المحايد

يتعلق كل من اختبار مقاومة التلامس واختبار ارتفاع درجة الحرارة بسلامة القطب المحايد، لكنهما يقيمان خصائص مختلفة ويتطلبان معدات اختبار مختلفة.

يقوم جهاز KP-HF50 بتقييم التوصيل الكهربائي للقطب المحايد عن طريق قياس الجهد والتيار عالي التردد وحساب المعاوقة أو السعة.

وعلى النقيض من ذلك، يقوم جهاز اختبار ارتفاع درجة حرارة القطب المحايد بتقييم السلوك الحراري في منطقة تطبيق القطب أثناء تعرض القطب لظروف تيار التردد العالي المطبقة.

هذه الاختبارات متكاملة وليست قابلة للتبادل.

لذلك قد تتطلب المختبرات التي تجري تقييمًا أوسع نطاقًا للقطب المحايد وفقًا لمعيار IEC 60601-2-2 كلاً من جهاز اختبار مقاومة التلامس للقطب المحايد ونظام اختبار ارتفاع درجة حرارة القطب المحايد.

ملاحظات التكوين

قبل الطلب، ينبغي على المختبر تحديد تكوين الاختبار المقصود بدلاً من اختيار الجهاز بناءً على نطاق التردد فقط.

قد تؤثر النقاط التالية على الإعداد المطلوب:

إن تقديم هذه المعلومات قبل تقديم عرض الأسعار يسمح لشركة KINGPO بمراجعة ما إذا كانت الأجهزة والبرامج وملحقات القياس المقترحة مناسبة لإجراءات المختبر المقصودة.