Testador de Impedância de Contato do Eletrodo Neutro IEC 60601-2-2

Testador de Impedância de Contato IEC 60601-2-2 NE

Um eletrodo neutro fornece o caminho de retorno para a corrente cirúrgica de alta frequência. Além das características da superfície de aplicação do eletrodo, a conexão elétrica entre a área condutora do eletrodo e seu cabo pode influenciar a impedância efetiva do caminho de retorno.

Uma impedância de contato elétrico excessiva pode aumentar o aquecimento resistivo quando uma corrente cirúrgica de alta frequência passa pela conexão. Por esse motivo, o método de teste de eletrodo neutro aplicável avalia se a conexão elétrica permanece com impedância suficientemente baixa em toda a faixa de alta frequência especificada.

O KP-HF50 fornece a fonte de sinal de alta frequência e a interface de medição necessárias para esta avaliação. Em vez de funcionar como um analisador de unidades eletrocirúrgicas de uso geral, ele é dedicado ao teste de impedância de contato do eletrodo neutro.

Para eletrodos neutros condutores, a tensão e a corrente RMS medidas são usadas para calcular a impedância de contato. Para eletrodos neutros capacitivos, os mesmos dados de medição de alta frequência podem ser usados ​​para calcular a capacitância de contato.

Essa arquitetura de teste específica torna o KP-HF50 adequado para desenvolvimento de produtos, testes de tipo, verificação de qualidade e avaliação laboratorial de eletrodos neutros.

Especificações técnicas

O que o KP-HF50 avalia

O KP-HF50 destina-se a avaliar a conexão elétrica entre a superfície condutora do eletrodo neutro e a conexão do cabo do eletrodo neutro próxima ao eletrodo.

É possível avaliar dois tipos de comportamento de eletrodo neutro.

Eletrodos Neutros Condutores

Para um eletrodo neutro condutor, o sistema mede a tensão e a corrente de teste efetivas de alta frequência e determina a impedância de contato elétrico:

Onde:

• Z_c = impedância de contato, Ω
• U_teste = Tensão de teste RMS de alta frequência, V
• I_teste = Corrente de teste RMS de alta frequência, A

Para o método de teste referenciado na documentação técnica fornecida, a impedância de contato de um eletrodo neutro condutor é avaliada em relação a um limite de 50 Ω na faixa de alta frequência aplicável.

Eletrodos neutros capacitivos

Para um eletrodo neutro capacitivo, o teste avalia a capacitância efetiva da conexão elétrica.

A capacitância de contato pode ser calculada a partir de:

Onde:

• C_c = capacitância de contato, nF
• I_teste = Corrente de teste RMS de alta frequência, A
• f_teste = frequência de teste de alta frequência, kHz
• U_teste = Tensão de teste RMS de alta frequência, V

Para o método de teste referenciado, os eletrodos neutros capacitivos são avaliados em relação a uma capacitância de contato mínima de 4 nF.

Essa distinção é importante porque eletrodos neutros condutores e capacitivos não podem ser avaliados usando apenas o mesmo parâmetro elétrico.

Método de teste de impedância de contato IEC 60601-2-2

O teste de impedância de contato é realizado utilizando o eletrodo neutro, uma placa metálica condutora, a fonte de sinal de alta frequência KP-HF50 e o equipamento de medição RMS apropriado.

Um procedimento laboratorial típico segue esta sequência:

1. Posicione toda a superfície de aplicação do eletrodo neutro firmemente contra uma placa de metal condutora.
2. Conecte o circuito de medição entre a placa metálica e o condutor do cabo do eletrodo neutro.
3. Aplique uma corrente de teste de alta frequência aproximadamente sinusoidal através da conexão do eletrodo.
4. Monitore a tensão RMS e a corrente RMS do teste.
5. Registre a tensão e a corrente nas frequências de teste necessárias.
6. Calcule a impedância de contato para eletrodos condutores.
7. Calcule a capacitância de contato onde o dispositivo sob teste (DUT) é um eletrodo neutro capacitivo.
8. Compare o resultado calculado com os critérios de aceitação da norma aplicável e do plano de testes.

A documentação de teste fornecida identifica as seguintes frequências principais de medição:

• KHz 200
• KHz 500
• 1 MHz
• 2 MHz
• 5 MHz

O procedimento referenciado também exige múltiplas amostras de eletrodo neutro, em vez de se basear no resultado de uma única amostra. A quantidade exata da amostra, o condicionamento e os critérios de aceitação devem sempre ser confirmados de acordo com a edição da norma aplicável e o procedimento de teste laboratorial.

Por que a medição de alta frequência é importante

Os eletrodos neutros operam em um ambiente eletrocirúrgico de alta frequência. Uma medição de resistência feita apenas com corrente contínua ou um ohmímetro convencional de baixa frequência não reproduz as condições elétricas consideradas pelo teste de impedância de contato de alta frequência.

O KP-HF50 gera, portanto, um sinal de teste de onda senoidal controlada nos pontos de medição de alta frequência necessários e fornece corrente suficiente para o circuito de teste do eletrodo neutro.

Uma arquitetura de geração de sinal baseada em DDS é usada para fornecer uma saída de onda senoidal programável de alta frequência, enquanto o sistema de controle integrado permite que a frequência e as condições de saída sejam definidas a partir da tela sensível ao toque.

Para laboratórios, isso proporciona um fluxo de trabalho mais repetível do que montar um teste a partir de um gerador de sinais de baixa potência de uso geral, que pode não ser capaz de fornecer a corrente de alta frequência necessária para a carga de teste.

Operação Touchscreen

O ecrã tátil a cores do painel frontal permite ao operador definir e consultar os principais parâmetros de funcionamento diretamente no instrumento.

A interface destina-se ao uso em laboratório, onde os engenheiros precisam se deslocar entre vários pontos de teste de alta frequência sem precisar reconfigurar repetidamente os equipamentos de geração de sinal.

Dependendo do procedimento de teste selecionado, o operador pode configurar a saída de sinal, observar o estado do instrumento e executar a sequência de testes necessária através da tela sensível ao toque.

Para laboratórios que necessitam de maior capacidade de processamento de testes ou de relatórios mais padronizados, o KP-HF50 também pode ser configurado com software de teste baseado em PC.

Software de teste automatizado opcional

O software opcional para PC transforma o KP-HF50 de uma fonte de HF controlada manualmente em um sistema de teste de eletrodo neutro mais automatizado.

Comutação automática de frequência

O software pode controlar a saída do KP-HF50 e alternar automaticamente entre as frequências de teste necessárias durante a sequência de medição.

Isso é particularmente útil ao testar o mesmo eletrodo neutro em 200 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 2 MHz e 5 MHz.

Ajuste adaptativo de saída

O sistema pode ajustar a tensão de saída de acordo com a corrente medida, de forma que a condição de teste necessária possa ser estabelecida com maior eficiência.

Aquisição de dados do osciloscópio

Quando se utiliza um sistema de medição compatível, o software pode adquirir dados de tensão RMS e corrente RMS do osciloscópio, em vez de exigir que o técnico registre cada leitura manualmente.

Cálculo automático de impedância e capacitância

Os dados de tensão e corrente medidos podem ser usados ​​automaticamente para calcular:

• Impedância de contato do eletrodo neutro
• Capacitância de contato do eletrodo neutro

Isso reduz o trabalho de cálculo manual e ajuda a minimizar erros de transcrição durante testes com múltiplas frequências.

Geração de relatório de teste

Após a conclusão da sequência de medições, o software pode gerar um relatório de teste com base nos resultados obtidos.

Para laboratórios que utilizam modelos internos ou procedimentos de relatório regulamentados, o formato de relatório e os campos de dados exigidos devem ser confirmados antes da elaboração do orçamento.

Configuração típica de teste laboratorial

Um teste completo de impedância de contato com eletrodo neutro normalmente envolve mais do que apenas o gerador de sinais.

Um formato de teste típico pode incluir:

A configuração exata depende do tipo de eletrodo neutro, da instrumentação laboratorial e do nível de automação necessário.

Os clientes devem, portanto, confirmar se o orçamento se refere apenas ao instrumento KP-HF50 ou a uma configuração de teste completa, incluindo acessórios de medição e software.

Aplicações típicas

Desenvolvimento de Produtos de Eletrodos Neutros

Os fabricantes de eletrodos neutros podem usar o KP-HF50 durante a pesquisa e desenvolvimento para avaliar como a construção do eletrodo, as camadas condutoras, a terminação do cabo e o projeto de conexão influenciam a impedância de contato em alta frequência.

Testes de tipo e verificação de projeto

Os laboratórios de dispositivos médicos podem usar o sistema como parte de um programa de testes IEC 60601-2-2 / GB 9706.202 ao verificar o desempenho elétrico dos eletrodos neutros.

Verificação de Qualidade e Engenharia

Os fabricantes podem usar o teste durante a validação de engenharia, avaliação de alterações de projeto ou testes comparativos de diferentes construções de eletrodos neutros.

Não deve ser interpretado automaticamente como um teste de rotina na linha de produção, a menos que o plano de qualidade do fabricante especifique o mesmo método.

Laboratórios de terceiros e de certificação

Os laboratórios que testam acessórios cirúrgicos de alta frequência podem configurar o KP-HF50 com os instrumentos de medição externos necessários e o software opcional para estabelecer uma estação de teste de impedância de contato de eletrodo neutro repetível.

Teste de eletrodo neutro condutivo versus capacitivo

Antes de selecionar a configuração final do teste, o laboratório deve identificar se o eletrodo neutro em teste opera principalmente como uma conexão condutora ou capacitiva.

Essa distinção afeta tanto o método de cálculo quanto o critério de aceitação.

Caso a construção do eletrodo ou o comportamento elétrico não estejam claros, a especificação do dispositivo sob teste (DUT) e a cláusula da norma aplicável devem ser revisadas antes do teste.

Teste de impedância de contato vs. Teste de Elevação da Temperatura do Eletrodo Neutro

Os testes de impedância de contato e os testes de elevação de temperatura dizem respeito à segurança do eletrodo neutro, mas avaliam características diferentes e requerem equipamentos de teste distintos.

O KP-HF50 avalia a conexão elétrica do eletrodo neutro medindo a tensão e a corrente de alta frequência e calculando a impedância ou a capacitância.

Em contraste, um testador de elevação de temperatura de eletrodo neutro avalia o comportamento térmico na área de aplicação do eletrodo enquanto este é submetido à condição de corrente de alta frequência aplicável.

Esses testes são complementares e não intercambiáveis.

Portanto, os laboratórios que realizam uma avaliação mais abrangente do eletrodo neutro de acordo com a norma IEC 60601-2-2 podem necessitar tanto de um testador de impedância de contato do eletrodo neutro quanto de um sistema de teste de elevação de temperatura do eletrodo neutro.

Notas de configuração

Antes de fazer o pedido, o laboratório deve determinar a configuração de teste pretendida, em vez de selecionar o instrumento apenas pela faixa de frequência.

Os seguintes pontos podem afetar a configuração necessária:

Fornecer essas informações antes da cotação permite que a KINGPO avalie se o instrumento, o software e os acessórios de medição propostos são adequados para o procedimento laboratorial pretendido.